Фенольные соединения (катехины, флавоны, флавоноиды, лейкоантоцианы), входящие в состав плодов фейхоа, являются антиоксидантами, формируют аромат плодов и обладают тонизирующими свойствами. Особо следует отметить высокое содержание йода в составе плодов, по этому показателю эти плоды сопоставимы с морепродуктами. Столь богатый и разнообразный химический состав плодов фейхоа делает их очень перспективными для использования в рецептурах продуктов не только массового потребления, но и продуктов функциональной направленности, в том числе и для детского питания. К сожалению, плоды фейхоа являются скоропортящимися, согласно действующим нормативным документам, допустимый срок их хранения составляет всего 20 дней, что резко ограничивает время их использования в условиях промышленного производства [1]. Эта ситуация может быть изменена путём применения современной технологии вакуумной сублимационной сушки, обеспечивающей высокий уровень сохранности нативных свойств сырья растительного происхождения [2].
Цель работы: изучение влияния вакуумной сублимационной сушки на интегральную антиоксидантную активность (АОА) фейхоа, массовую долю витамина С и на органолептические показатели.
Материалы и методы исследования
Материалами исследования являются образцы плодов фейхоа. В работе используются органолептические, физико-химические, методы исследования и статистического анализа.
Результаты исследований и их обсуждение
Фейхоа – это растение, которое уже много веков широко культивируется в странах Латинской Америки и Юго-Восточной Азии. В России фейхоа впервые начали разводить в середине XIX в. в Крыму, а сейчас промышленно значимые плантации его находятся в Краснодарском крае и в Абхазии. Ярко-зеленые плоды фейхоа с оригинальным терпким вкусом содержат полезные вещества, представленные витаминами и микроэлементами, эфирными маслами и фенольными соединениями [3]. Химический состав конкретных плодов фейхоа зависит от сорта растения, места его произрастания и климатических условий. Вместе с тем для использования в дальнейших исследованиях можно ориентироваться на усреднённые данные химического состава плодов фейхоа (табл. 1) [2], выращиваемых в Абхазии, поскольку они сегодня являются наиболее перспективными для промышленного использования с учётом их стоимости, количества и уровня качества [4].
Эксперименты по замораживанию и вакуумной сублимационной сушке проведены на лабораторном оборудовании, разработанном и эксплуатируемом в МГУПП [5].
Органолептическая оценка включала следующие показатели: цвет, запах, вкус и структура кусочков. Каждый показатель оценивали, используя шкалу из пяти пунктов по сравнению со свежими плодами.
Таблица 1
Данные химического состава плодов фейхоа
|
Наименование показателя |
Среднее значение |
|
Влажность, % |
90 |
|
Свободная глюкоза, % |
25 |
|
Фруктоза свободная, % |
23,67 |
|
Сахароза, % |
0,59 |
|
Аскорбиновая кислота, мг % |
393,8 |
|
Витамин В1, мг % |
2,1 |
|
Витамин В2, мг % |
0,7 |
|
Витамин В5, мг % |
2,0 |
|
β-каротин, мг % |
5,77 |
|
Катехины, мг % |
892,78 |
|
Лейкоантоцианы, мг % |
969,07 |
|
α-хлорофилл, мг % |
26,39 |
|
β-хлорофилл, мг % |
11,65 |
|
Общая кислотность, % |
22,16 |
|
Лимонная кислота, % |
14,54 |
|
Яблочная кислота, % |
3,2 |
|
Пектин растворимый, % |
4,64 |
|
Протопектин, % |
4,95 |
|
Йод, мкг % |
2,58 |
|
Калий, мг % |
1237,11 |
|
Натрий, мг % |
154,64 |
|
Магний, мг % |
135,05 |
|
Железо, мг % |
2,37 |
Интегральную АОА определяли на приборе «Экперт-006» кулонометрическим титрованием с использованием электрогенерированных галогенов. Данный метод позволяет оценить общую антиоксидантную активность объекта, а не концентрацию отдельных АО, информация о которых, как правило, недостаточна, поскольку в этом случае не учитываются процессы взаимного окисления/восстановления и влияние матрицы исследуемого объекта.
Метод кулонометрического титрования считается наиболее эффективным за счет способности брома вступать в реакции радикальные, окислительно-восстановительные, электрофильного замещения и присоединения по кратным связям, охватывая тем самым все возможные антиоксиданты в сырье.
Электрогенерацию брома осуществляли при постоянной силе тока 50 мА или 5 мА из водных 0,2 М растворов калия бромистого в 0,1 М растворе серной кислоты с определением конца титрования вольтметрической индикацией с двумя поляризованными электродами из инертного металла. Результаты определения интегральной антиоксидантной активности получали в мг/мл в пересчете на аскорбиновую кислоту.
Массовую долю витамина С определяли титриметрическим методом по ГОСТ 24556-89.
Эксперименты проводили в 3–5-кратной повторности.
Предварительно подготовленные ягоды вымыли в проточной воде, разделили на две части. Первую часть разрезали дольками толщиной 5–7 мм. Вторую часть очистили от кожуры, мякоть нарезали также дольками. Далее определяли исследуемые показатели в свежих плодах с кожурой, отдельно в мякоти и отдельно в кожуре. Оставшиеся дольки плодов с кожурой, отдельно дольки мякоти и отдельно кожуру замораживали в противнях в морозильной камере при температуре –25 °С и интенсивной циркуляции воздуха. Далее осуществляли процесс сублимации при температуре продукта на этапе сублимации – минус 20 °С ± 2 °С, досушку проводили при максимальной температуре в центре продукта 40–42 °С. Кусочки плодов сушили в течение 12–14 часов. Конечная влажность высушенных кусочков плодов составляла 1,5–2,5 %. На рис. 1 показаны противни с замороженным сырьём в момент загрузки их в сушильную камеру экспериментального стенда СВП-0.36 для последующей вакуумной сублимационной сушки.
Рис. 1. Измельченные и замороженные плоды фейхоа в противнях при загрузке в сушильную камеру лабораторного стенда СВП-0,36
Рис. 2. Порошок, полученный после измельчения высушенных плодов фейхоа
Дольки плодов и кожура после сублимационной сушки сохранили свой цвет, вкус и аромат, свойственные свежему фрукту.
После вакуумной сублимационной сушки в высушенных кусочках плодов определяли все исследуемые показатели.
Результаты исследования интегральной антиоксидантной активности представлены в табл. 2.
Таблица 2
Интегральная антиоксидантная активность, мг/г сухого вещества
|
Мякоть с кожурой |
Мякоть без кожуры |
Кожура |
|
|
Свежие фрукты |
10,6 |
9,91 |
17,17 |
|
Высушенные фрукты |
6,7 |
5,8 |
12,7 |
Как следует из данных, представленных в табл. 2, наибольшую ценность в плане наличия комплекса полезных свойств представляет кожура плодов фейхоа. На втором и третьем месте находятся соответственно неочищенные плоды и их мякоть. Вакуумная сублимационная сушка обеспечивает высокий уровень сохранности исследуемых показателей качества [6].
Для обеспечения удобной технологии последующего использования высушенных плодов фейхоа их целесообразно измельчать в порошок, как представлено на рис. 2. Порошок позволяет обеспечить удобное его дозирование при введении в состав широкого ассортимента пищевых продуктов. На наш взгляд, сублимированный порошок плодов фейхоа может быть использован в составе следующих пищевых продуктов:
– йогурты, творог, ацидофильная паста, простокваша Мечникова – для обогащения их йодом и другими полезными веществами, содержащимися в плодах фейхоа. Особо следует отметить, что сублимированный порошок фейхоа будет являться пребиотиком, обеспечивающим увеличение количества бифидо- и лактобактерий;
– мороженое – для придания оригинального вкуса и придания профилактической направленности, с учётом того, что основными потребителями этого продукта являются дети;
– хлебобулочные изделия – в рецептурах которых порошок сублимированного фейхоа будет играть роль обогащающей йодирующей добавки;
– напитки из фруктов, овощей и ягод в различных сочетаниях с добавлением сублимированного порошка фейхоа – придание оригинального вкуса, обогащение йодом.
Во всех рассмотренных примерах фейхоа потенциально будет увеличивать допустимые сроки хранения поскольку по своей физической природе содержит высокое количество антиоксидантов.
Рассмотренные примеры обозначают перспективные направления использования сублимированных компонентов плодов фейхоа. Детализация рецептур, оценка уровня введения порошка в каждую конкретную рецептуру, оценка пищевой ценности и органолептических показателей будут являться предметом дальнейших исследований.
Научно-исследовательская работа по подготовке рукописи проведена за счет средств субсидии на выполнение государственного задания в рамках Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013–2020 гг. по направлению № 0529-2016-0042.