NUTRIENT PROFILE OF QUICK FROZEN BERRIES
Abstract and keywords
Abstract (English):
Cel' issledovaniya – izuchenie nutrientnogo profilya bystrozamorozhennyh yagod razlichnyh vidov. Ob'ekt issledovaniya – sortosmesi yagod (zemlyanika sadovaya, kryzhovnik rozovyy, malina, smorodina krasnaya, zhimolost') urozhaya 2022 g., promyshlenno vyraschennyh i zamorozhennyh v usloviyah IP GK(F)H Filippovoy A.A. Obschee soderzhanie suhih veschestv i vlagi v yagodah opredelyali po GOST 33977-2016, saharov – po M 04-69-2011, organicheskih kislot – po M 04-47-2012, nerastvorimyh pischevyh volokon – po GOST R 54014-2010, flavonoidov – kolorimetricheskim metodom s alyuminiy hloridom po R 4.1.1672-2003 (v kachestve standartnogo obrazca ispol'zovali rutin), mineral'nyh veschestv – po MUK 4.1.1482-03 i MUK 4.1.1483-03, titruemuyu kislotnost' – po GOST ISO 750-2013, saharno-kislotnyy indeks – otnosheniem obschego soderzhaniya saharov k titruemoy kislotnosti. Opredelenie antioksidantnoy aktivnosti – opticheskim metodom s ispol'zovaniem 2,2-difenil-1-pikrilgidrazila (DPPH), opredelenie obschego soderzhaniya polifenolov – metodom Folina-Chokal'teu s modifikaciyami. Obrabotku poluchennyh rezul'tatov provodili s ispol'zovaniem dispersionnogo analiza (ANOVA) s posleduyuschim primeneniem kriteriya dostoverno znachimoy raznicy T'yuki (TukeyHSD). V yagodah maliny opredeleno dostoverno vysokoe soderzhanie nerastvorimyh pischevyh volokon, bol'shinstva mineral'nyh elementov (Cu+2, Fe+2, P+3, Cr+2, Mg+2, Mn+3, Se+4, Zn+2, Ba+2, B+3, Te+2, Ti+2), v zhimolosti – povyshennyy uroven' polifenol'nyh i otdel'nyh mineral'nyh veschestv (Mo+2 i Te+2), v kryzhovnike – povyshennoe kolichestvo limonnoy i yantarnoy kislot, flavonoidov i nekotoryh mineral'nyh elementov (Cu+2, P+3, Cr+2, Mo+2, Ba+2, Na+, Sr+2), v zemlyanike i smorodine – otnositel'no vysokaya antioksidantnaya aktivnost' v dopolnenie k povyshennym urovnyam mineral'nyh komponentov, a imenno Ca+2, K+, Na+, Sr+2 v zemlyanike i Al+3, Fe+2, Cr+2, Mo+2, Si+2, Ti+2 – v smorodine. Takim obrazom, u bystrozamorozhennyh yagod ustanovlen nutrientnyy sostav, specifichnyy dlya kazhdogo vida.

Keywords:
quick-frozen berries, macro- and micronutrients, antioxidant activity
Text
Text (PDF): Read Download

Введение. Среди всего многообразия содержащимися в ягодах биологически активных веществ, необходимых для осуществления обмена веществ в человеческом организме, можно выделить значительное содержание витаминов (группы В, С, Р, провитамина А), органичес­ких кислот (лимонной, винной, яблочной, щавелевой, янтарной, салициловой и др.), пищевых волокон (клетчатки, пектиновых веществ), макро- и микроэлементов (К+, Fe+2, Cu+2, Mg+2, Na+, Р+3, Са+2 и др.), дубильных веществ, терпеноидов, катехинов, флавоноидов, антоцианов, фенолкарбоновых и оксикоричных кислот и др. [1–4]. Производство продуктов питания с использованием ягодного сырья – приоритетное направление многих федеральных и региональных программ по обеспечению полноценного питания населения РФ. Особую актуальность в этом аспекте приобретает рациональное использование местных природно-сырьевых ресурсов [5].

Наиболее эффективным методом длительного консервирования и хранения ягод с минимальным воздействием на их пищевые характеристики является замораживание, так как понижение температуры не только ингибирует в сырье многие метаболические процессы, но и способствует высвобождению связанных биологически активных соединений [6]. Разнообразная область применения замороженных ягод (приготовление витаминных напитков и коктейлей, муссов, йогуртов, начинок для хлебобулочных и кондитерских изделий и т. д.) обусловила присутствие на потребительском рынке широкого ассортимента продукции, в котором зачастую сложно разобраться рядовому покупателю с точки зрения пользы от употребления того или иного вида ягод.

Цель исследования – изучение нутриентного профиля быстрозамороженных ягод различных видов.

Задачи: изучить биохимические показатели, антиоксидантную активность и минеральную ценность испытуемого ягодного сырья.

Объекты и методы. Объект исследования – сортосмеси ягод (земляника садовая, крыжовник розовый, малина, смородина красная, жимолость) урожая 2022 г., промышленно выращенных и замороженных в условиях ИП ГК(Ф)Х Филипповой А.А. (ТМ «Григорьевские сады», Челябинская обл., Каслинский р-н, д. Григорьевка) с целью дальнейшей реализации. Процесс замораживания осуществлялся в морозильной камере в слое ягод толщиной 3–4 см при температуре воздуха –35 °С и скорости движения воздуха 5 м/с до температуры в центре слоя –18 °C. Ягоды упаковывали в пакеты из полиэтиленовой пленки массой нетто 0,5 кг. На время проведения исследования период хранения ягод при температуре не выше –18 °C составил 1 месяц со дня заморозки. Перед проведением исследования ягоды дефростировали в холодильнике при температуре 6–8 °С в течение 4 ч. Медленное размораживание позволяет сохранить структуру сырья, уменьшить потери клеточного сока и сохранить содержание всех нутриентов.

Общее содержание сухих веществ и влаги в ягодах определяли по ГОСТ 33977-2016, сахаров – по М 04-69-2011, органических кислот – по М 04-47-2012, нерастворимых пищевых волокон – по ГОСТ Р 54014-2010, флавоноидов – колориметрическим методом с алюминий хлоридом по Р 4.1.1672-2003 (в качестве стандартного образца использовали рутин), минеральных веществ – по МУК 4.1.1482-03 и МУК 4.1.1483-03, титруемую кислотность – по ГОСТ ISO 750-2013, сахарно-кислотный индекс – отношением общего содержания сахаров к титруемой кислотности. Определение антиоксидантной активности проводили оптическим методом с использованием 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила (DPPH) [7], определение общего содержания полифенолов – методом Фолина – Чокальтеу с модификациями [8]. Обработку полученных результатов проводили с использованием дисперсионного анализа (ANOVA) с последующим применением критерия достоверно значимой разницы Тьюки (TukeyHSD).

Результаты и их обсуждение. Из данных таблицы 1 видно, что наибольшее количество сухих веществ содержится в ягодах малины, смородины и крыжовника (соответственно 17,9; 15,4 и 14,7 %), а ягоды земляники и жимолости характеризуются повышенным содержанием влаги (соответственно 89,8 и 89,2 %). Во всех ягодах по количественному содержанию преобладает фруктоза (42–53 %), обеспечивающая сладкий вкус, затем следуют глюкоза (38–47) и сахароза (до 16 %), последняя не определена в смородине красной и жимолости. Достоверно большее содержание фруктозы (5,05 %) и глюкозы (4,7 %) отмечается в ягодах смородины, меньшее – в ягодах земляники садовой (2,40 и 1,90 % соответственно). Наибольшее количество сахарозы содержится в ягодах малины (1,68 %), а минимальное – в крыжовнике (0,37 %). Наиболее быстрое и резкое повышение уровня глюкозы в крови отмечается после потребления глюкозы или сахарозы в составе пищи. Фруктоза всасывается медленнее, быстрее метаболизируется в печени и, как показывает исследование, потребление фруктозы приводит к существенно меньшему повышению
послепищевой гликемии [9]. В этой связи жимолость привлекает большее внимание с позиций современной нутрициологии.

Из выявленных органических кислот наибольшее влияние на вкус ягод оказывает лимонная [10], по содержанию которой крыжовник превосходит землянику, малину и смородину – более чем в 2 раза, жимолость – в 1,5 раза. В крыжовнике же установлено достоверно высокое (в 5–8 раз выше, чем в других ягодах) содержание янтарной кислоты (2 314,3 мг/кг). Молочная кислота выявлена только в ягодах земляники. Органические кислоты активно участвуют в «ощелачивании» организма, влияют на процессы пищеварения, являясь сильными возбудителями секреции поджелудочной железы в моторной функции кишечника [11, 12]. Ягодам крыжовника в этом вопросе принадлежит «пальма первенства». Титруемая кислотность была максимальной у ягод крыжовника (2,70 %), минимальной – у малины (1,10 %).

 

Таблица 1

Биохимические показатели ягод

 

Показатель

Земляника садовая

Крыжовник розовый

Малина

Смородина красная

Жимолость

М. д. влаги, %

89,8±3,4a

85,3±2,9b

82,1±2,5c

84,6±2,8b

89,2±3,5a

М. д. сухих

веществ, %

10,2±0,5a

14,7±0,9b

17,9±0,7c

15,4±0,8b

10,8±0,4a

М. д. сахаров, %:

 

0,70±0,02a

 

0,37±0,01b

 

1,68±0,06c

 

< 0,2

сахароза

глюкоза

1,90±0,08a

3,85±0,10b

4,36±0,12c

4,73±0,10d

2,81±0,09e

фруктоза

2,40±0,09b

4,39±0,11a

4,46±0,11a

5,05±0,13c

3,16±0,10d

Содержание

органических

кислот, мг/кг:

 

 

 

 

 

лимонная

10130,2±240,2a

24600,1±310,8b

10090,3±221,5a

12230,2±263,7c

15700,1±231,6d

янтарная

295,0±9,3a

2314,3±106,1b

288,1±10,0a

< 1,0

435,9±15,4c

молочная

386,1±10,5

< 1,0

Титруемая

кислотность, %

1,60±0,05a

2,70±0,11b

1,10±0,03c

1,30±0,04d

1,80±0,06e

Сахарокислотный индекс, о.е.

3,1±0,1a

3,2±0,1a

9,5±0,3b

7,5±0,2c

3,3±0,1a

Содержание

нерастворимых пищевых волокон, г/100г

2,1±0,1a

2,3±0,1b

4,9±0,2c

3,0±0,1d

2,1±0,1a

Содержание

полифенолов, ммоль/л экв.

галловой кислоты

128,0±3,1a

134,8±3,2b

150,3±3,5c

115,9±2,4d

201,1±4,7e

Содержание

флавоноидов, %

0,080±0,002b

0,82±0,03c

0,12±0,01a,b

0,11±0,01a,b

0,14±0,01a

Антиоксидантная активность, %

93,6±2,3b

88,8±2,1a

88,8±2,2a

90,2±2,4a,b

84,7±2,1c

Здесь и далее: средние значения с разными буквенными индексами указывают на достоверные различия между группами согласно TukeyHSD (p < 0,05), значения с одинаковыми индексами статистически не различаются.

 

 

Наибольшую гармоничность вкуса имеют, как правило, ягоды при сахарокислотном индексе, равном 15–25 [10]. Ближе всех к величине нижнего предела индекса оказалась малина (9,5 о. е.), что предопределяет ее вкус как кисло-сладкий. По аналогии для остальных ягод характерен кис­ловатый вкус.

Немаловажными функциональными ингредиентами для растительного сырья являются нерастворимые пищевые волокна (НПВ), в т. ч. клетчатка, дефицит которой в питании человека считается одним из факторов риска развития: гипомоторной дискинезии толстой кишки, рака толстой и прямой кишок, синдрома раздраженной кишки, желчнокаменной болезни, сахарного диабета, ожирения, варикозного расширения и тромбоза вен нижних конечностей, атеросклероза и др. Пищевые волокна также снижают пищевую гликемию и выброс инсулина у здоровых людей и больных сахарным диабетом [13]. Несомненно, по количеству НПВ малина превосходила остальные ягоды в 1,6–2,3 раза.

Употребление ягод, богатых полифенольными соединениями, связано со снижением риска развития хронических дегенеративных заболеваний, диабета 2-го типа, астмы, сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний [14]. Известно и широкое применение растительных полифенолов при лечении заболеваний человека различной этиологии в качестве капилляроукрепляющих, противовирусных, онкоингибириующих, антиоксидантных, антиаллергенных веществ [15]. В этой связи ягоды жимолости, отличающиеся относительно высоким уровнем полифенолов (больше на 33–73 %), представляют особый интерес.

Флавоноиды, являясь разновидностью полифенолов, синтезируются в растениях в виде биоактивных вторичных метаболитов [16], ответственных за их цвет, вкус и фармакологичес­кую активность [17]. Доказано, что они обладают противоспалительным, иммунотропным, цитопротекторным и антиоксидантным эффектами, высокой противораковой активностью, оказывают профилактическое влияние на биохимические показатели крови, поджелудочной железы, слизистой оболочки тонкой кишки и др. [18]. Достоверно высокое содержание флавоноидов определено в крыжовнике розовом, что в 5,8–10,2 раз выше величин данного показателя в остальных ягодах.

АОА ягод может быть обусловлена не только количеством полифенолов, но и coдepжaниeм вoдo- и жиpopacтвopимыx витаминoв [19]. Для ягод земляники садовой и смородины красной установлена повышенная антиоксидантная способность (на уровне 90,2–93,6 %) по сравнению с другими ягодами, несмотря на пониженное содержание полифенольных соединений.

Как известно, минеральные элементы влияют на активность многих ферментов, входят в сос­тав витаминов, гормонов и тем самым поддерживают гомеостаз организма. Нарушение оптимального баланса элементов в организме человека является причиной многих заболеваний [20]. Установлено (табл. 2), что из исследуемых элементов относительно высокие уровни Ca+2 и К+ установлены в ягодах земляники, Cu+2 и P+3 – в крыжовнике и малине, Fe+2 – в малине и смородине, Mg+2, Mn+3, Se+4 и Zn+2 – в малине, Mo+2 – в крыжовнике, смородине и жимолости, Na+ – в землянике и крыжовнике. Таким образом, по количественному уровню жизненно необходимых для человека минеральных веществ исследуемые ягоды можно ранжировать в следующей последовательности: малина > крыжовник > земляника > смородина > жимолость. Из вероятно
необходимых элементов Cr+2 богаты: крыжовник, малина, смородина, Ni+3 – малина, Si+2 – смородина, Sr+2 – земляника, крыжовник, Ti+2 – смородина, малина [20]. Следует отметить, что в ягодах малины выявлено повышенное количество B+3, Ba+2 и Te+2, в крыжовнике – Ba+2, в смородине – Al+3, в жимолости – Te+2. Количество Pb+2 в малине не превысило регламентированной нормы (не более 0,4 мг/кг), согласно ТР ТС 021/2011.

 

 

Таблица 2

Минеральный состав ягод, мг/кг

 

Элементы

Земляника садовая

Крыжовник розовый

Малина

Смородина красная

Жимолость

1

2

3

4

5

6

Al+3(алюминий)

0,77±0,02a

1,55±0,05b

3,32±0,11c

6,33±0,20d

0,98±0,03e

B+3(бор)

1,36±0,04b

1,06±0,03a

2,31±0,09c

1,55±0,04d

1,09±0,02a

Ba+2(барий)

0,73±0,02a

0,99±0,03c

0,87±0,03c

0,56±0,02b

0,66±0,02a,b

Ca+2(кальций)

486,1±13,2a

211,2±7,3b

167,0±5,1c

136,3±3,4d

89,3±2,6e

Cr+2(хром)

< 0,001

0,054±0,002a

0,055±0,002a

0,065±0,002a

0,037±0,001b

Cu+2(медь)

0,12±0,01b

0,85±0,03a

0,79±0,03a

0,53±0,02c

0,64±0,02d

Fe+2(железо)

4,21±0,15a

4,30±0,14a

7,06±0,20b

7,22±0,21b

2,49±0,08c

К+(калий)

2143,3±57,1a

1258,4±32,6b

813,1±19,3c

967,2±20,6d

1140,1±26,1e

Mg+2(магний)

120,3±2,8a

76,1±1,6b

132,3±3,2c

98,54±2,46d

39,41±1,60e

Mn+3(марганец)

2,69±0,09a

0,80±0,01b

4,62±0,21c

1,83±0,07d

0,50±0,01e

Mo+2(молибден)

< 0,001

0,015±0,004a

< 0,001

0,019±0,005a

0,016±0,004a

Na+(натрий)

2,43±0,08a

2,58±0,06a

2,08±0,05b

1,67±0,06c

1,08±0,04d

Окончание табл. 2

1

2

3

4

5

6

Ni+2(никель)

< 0,001

0,16±0,01a

0,86±0,03c

0,31±0,01b

0,25±0,01a,b

P+3(фосфор)

264,2±9,6b

416,0±13,2a

415,3±12,7a

347,1±10,8c

212,0±7,1d

Pb+2(свинец)

< 0,003

0,020±0,001

< 0,003

Se+4(селен)

< 0,002

0,030±0,002b

0,022±0,001a

0,017±0,001a

Si+2(кремний)

10,20±0,41a

4,12±0,10b

6,64±0,20c

7,55±0,31d

5,39±0,18e

Sr+2(стронций)

1,16±0,03b

1,07±0,04b

0,84±0,03c

0,72±0,02a

0,63±0,02a

Te+2(теллур)

0,10±0,01b

0,12±0,01b

0,26±0,01a

0,12±0,01b

0,30±0,01a

Ti+2(титан)

< 0,001

0,22±0,01b

0,32±0,01a

0,33±0,01a

0,11±0,01c

Zn+2(цинк)

1,19±0,07a

1,45±0,08b

3,10±0,10c

1,20±0,07a

0,94±0,03d

             

 

 

Заключение. Из изучаемых биологически активных веществ в замороженных ягодах малины определено достоверно высокое содержание нерастворимых пищевых волокон, большинства минеральных элементов (Cu+2, Fe+2, P+3, Cr+2, Mg+2, Mn+3, Se+4, Zn+2, Ba+2, B+3, Te+2, Ti+2), а также более приятный кисло-сладкий вкус. В жимолости выявлен повышенный уровень полифенольных и отдельных минеральных веществ (Mo+2 и Te+2), в крыжовнике розовом – повышенные количества лимонной и янтарной кислот, флавоноидов и некоторых минеральных элементов (Cu+2, P+3, Cr+2, Mo+2, Ba+2, Na+, Sr+2), в землянике садовой и смородине красной – относительно высокая АОА в дополнение к повышенным уровням минеральных компонентов, а именно Ca+2, К+, Na+, Sr+2 в землянике и Al+3, Fe+2, Cr+2, Mo+2, Si+2, Ti+2 – в смородине.

Таким образом, у быстрозамороженных ягод установлен нутриентный состав, специфичный для каждого вида. Исследуемое ягодное сырье рекомендуется как для непосредственного употребления в пищу с целью обогащения рациона теми или другими функциональными пищевыми ингредиентами, так и для производства кондитерских, хлебобулочных, молочных и других пищевых систем повышенной пищевой ценности.

References

1. Borodulina I.D., Feopentova I.V. Biohimiches-kij sostav yagod zemlyaniki sadovoj (Gragaria × ananassa Duch.) // Tr. molodyh uchenyh Altajskogo gosudarstvennogo universiteta. 2022. № 19. S. 6–10.

2. Abdullina R.G., Pupykina K.A., Balametova R.G. Biohimicheskij sostav plodov Lonicera caeru¬lea L. i ee podvidov pri introdukcii v usloviyah Bashkirskogo Predural'ya // Himiya rasti¬tel'nogo syr'ya. 2022. № 3. S. 195–202. DOI: 10.14258/ jcprm.20220310885.

3. Arifova Z.I., Smykov A.V. Opredelenie kaches¬tva yagod maliny s ispol'zovaniem mnozhest¬vennogo regressionnogo analiza vzaimosvyazi vkusovyh pokazatelej i himicheskogo sosta¬va // Plodovodstvo i vinogradarstvo Yuga Rossii. 2022. № 77 (5). S. 201–212. DOI:https://doi.org/10.30679/2219-5335-2022-5-77-201-212.

4. Dulov M.I. Biohimicheskij sostav plodov smo-rodiny // Naukosfera. 2022. № 3-2. S. 153–158.

5. Integral'naya ocenka yagod i plodov CChR po pischevoj cennosti / O.M. Blinnikova [i dr.] // Tehnologii pischevoj i pererabatyvayuschej promyshlennosti APK – produkty zdorovogo pitaniya. 2020. № 3. S. 126–134.

6. Vliyanie processov zamorazhivaniya i posle-duyuschego hraneniya na kachestvo yagod kryzhovnika / O.V. Golub [i dr.] // Industriya pitaniya. 2022. T. 7, № 1. S. 14–23. DOI:https://doi.org/10.29141/2500-1922-2022-7-1-2.

7. Öztürk H., Kolak U., Meric C. Antioxidant, anticholinesterase and antibacterial activities of Jurinea consanguinea DC // Records of Natural Products. 2011. Vol. 5(1). P. 43–51.

8. A reproducible, rapid and inexpensive Folin-Ciocalteu micro-method in determining phenol-lics of plant methanol extracts / N. Cicco [et al.] // Microchemical Journal. 2009. Vol. 91. Iss. 1. P. 107–110. DOI:https://doi.org/10.1016/j.microc. 2008.08.011.

9. High fructose intake and adipogenesis / A. Hernández-Díazcouder [et al.] // International Journal of Molecular Sciences. 2019. Vol. 20(11). P. 2787. DOI:https://doi.org/10.3390/ijms20112 787.

10. Issledovanie komponentov, formiruyuschih orga¬nolepticheskie harakteristiki plodov i yagod / I.M. Pochickaya [i dr.] // Tehnika i tehnologiya pischevyh proizvodstv. 2019. T. 49, № 1. S. 50–61. DOI:https://doi.org/10.21603/2074-9414-2019-1-50-61.

11. Elmowafy E.M., Tiboni M., Soliman M.E. Biocompatibility, biodegradation and biomedical applications of poly(lactic acid)/poly(lactic-co-glycolic acid) micro and nanoparticles // Journal of Pharmaceutical Investigation. 2019. Vol. 49 (4). P. 347–380.

12. Golovkin A.V. Yantarnaya kislota i ee proiz-vodnye kak lekarstvennye sredstva // Forcipe. 2022. T. 5, № S3. S. 436.

13. Ardatskaya M.D. Rol' pischevyh volokon v korrekcii narushenij mikrobioty i podderzhanii immuniteta // Russkij medicinskij zhurnal. 2020. T. 28, № 12. S. 24–29.

14. The effects of polyphenols and other bioac-tives on human health / C.G. Fraga [et al.] // Food Function. 2019. Vol. 10 (2). P. 514528.

15. Role of the encapsulation in bioavailability of phenolic compounds / J. Grgić [et al.] // Antioxidants. 2020. Vol. 9. P. 923. DOI: 10.3390/ antiox9100923.

16. Flavonoid biosynthetic pathways in plants: Versatile targets for metabolic engineering / S.M. Nabavi [et al.] // Biotechnology advances. 2020. Vol. 38. P. 107316. DOI:https://doi.org/10.1016/j. biotechadv.2018.11.005.

17. Trineeva O.V., Rudaya M.A., Slivkin A.I. Issle¬dovanie profilya flavonoidov plodov oblepihi krushinovidnoj razlichnyh sortov metodom tonkoslojnoj hromatografii // Sorbcionnye i hromatograficheskie processy. 2020. T. 20, № 1. S. 79–86. DOI:https://doi.org/10.17308/sorpchrom. 2020.20/2382.

18. Ajdyn gyzy H., Zul'fugarova M.B. Antikancero-gennaya aktivnost' flavonoidov rastitel'nogo proishozhdeniya // Byulleten' nauki i praktiki. 2022. T. 8, № 6. S. 351–363. DOI: 10.33619/ 2414-2948/79/05.

19. Gromova I.A., Voronina M.S., Makarova N.V. Vliyanie sposoba obrabotki na himicheskij sostav i antioksidantnuyu aktivnost' yagody maliny // Magarach. Vinogradarstvo i vinodelie. 2021. T. 23, № 4 (118). S. 388–392.

20. Evtushenko E.I. Biologicheskaya rol' makro- i mikro`elementov v deyatel'nosti nervnoj siste-my (analiticheskij obzor) // Arhiv klinicheskoj i `eksperimental'noj mediciny. 2021. T. 30, № 2. S. 188–193.


Login or Create
* Forgot password?