Krasnoyarsk, Russian Federation
from 01.01.2013 until now
Krasnoyarsk, Krasnoyarsk, Russian Federation
Krasnoyarsk, Krasnoyarsk, Russian Federation
The purpose of the study is a comparative analysis of various pretreatment methods to improve the efficiency of juice yield from wild sea buckthorn berries. Tasks: to determine the yield of components from sea buckthorn berries – juice, seeds, oil with various pre-treatment methods; select enzyme preparations to increase the efficiency of sea buckthorn juice yield. The object of the study is the fruits of wild-growing sea buckthorn, harvested in the period of technological maturity in the Tomsk Region. The fruits of wild-growing sea buckthorn corresponded to GOST 33823-2-16. To determine the juice yield, sea buckthorn berries were pressed in a juicer. In order to increase the yield of juice, blanching and enzymatic processing methods were used. Sea buckthorn berries were placed in a combi steamer for 15 min at a temperature of 50 °C, and the juice yield was determined. Enzymatic treatment was carried out using enzyme preparations of pectolytic and cellulolytic action. Enzyme preparations were used – pectinase and cellulase. Pectinase (polygalacturonase) was used with an activity of 35 U/g, optimal pH 3.7–4.3, cellulase with an activity of 4000 u/ml, optimum pH 3.5–4.5. It has been established that blanching of berry raw materials increases the juice yield by 1.00 % compared with direct extraction of juice from sea buckthorn berries without preliminary pretreatment. Enzymatic treatment was carried out with pectolytic and cellulolytic enzymes at a temperature of 40 °C and a treatment time of 60 minutes. Treatment with enzymes of pectolytic action provided the highest yield of juice from sea buckthorn berries and amounted to 79.89 % when using the enzyme at a concentration of 0.1 %. The use of a cellulolytic enzyme ensured the highest yield of juice from sea buckthorn berries 74.64 % at an enzyme concentration of 0.15 %.
berries, sea buckthorn, yield, components, juice, direct extraction, pretreatment, blanching, concentration, enzymatic treatment, pectolytic enzymes, cellulolytic enzymes
Введение. Облепиха крушиновидная является распространенной культурой в естественных условиях произрастания на Кавказе, в Центральной и Средней Азии, Сибири и на Алтае и содержит в своем составе уникальные биологически активные компоненты [1–3]. В мякоти плодов облепихи установлено 12,1–17,0 % сухих веществ; 1,8–8,4 % сахаров, представленных глюкозой, фруктозой и на 8–15 % – сахарозой; 1,3–4,0 % органических кислот; 0,45 % минеральных веществ; 0,021–0,058 % дубильных веществ. Клеточные мембраны содержат значительное количество белка (24–25 %), придающего соку мутность. Семена облепихи превышают по содержанию белка зерновые культуры, а также семена подсолнечника и рапса – в среднем на 21–24 %.
Из ягод облепихи варят варенье, джем, компоты, получают облепиховое масло, сок, желе, их сушат, замораживают, готовят в сахаре, протирают в пюре. Используют продукты переработки ягод облепихи в парфюмерно-косметической промышленности (мыла, скрабы, зубные пасты и т. д.).
Однако потенциальные возможности ягод облепихи в пищевой промышленности реализованы недостаточно эффективно. Необходим новый подход к технологии переработки ягодного сырья, предусматривающий использование всех составных его частей с максимальным сохранением биологически активных веществ, содержащихся в плодах облепихи.
В связи с этим разработка комплексного использования ягод облепихи в производстве различных пищевых продуктов является актуальной задачей.
Первоначальным этапом переработки ягод облепихи является получение сока. С целью повышения выхода сока из ягод, плодов, овощей используют различные методы [4–8]. Одним из самых эффективных на настоящий момент является обработка ферментными препаратами [9, 10]. Применение ферментных препаратов является лучшим стимулятором роста продуктивности любого процесса, условием улучшения качества конечного продукта и повышения его выхода из единицы перерабатываемого сырья. При использовании ферментов значительно увеличиваются объемы получаемого сока и его концентрата, достигается высокая степень очистки соков, что важно при их концентрировании и хранении в производстве. Установлено, что предобработка ягод облепихи ферментными препаратами «Фруктоцим-Колор» и Laminex BG Glucanase Complex способствует увеличению выхода в соке токоферолов в 2,5 раза; каротиноидов – в 3,2, флавоноидных соединений – в 1,4–4,5 раза. Кроме того, были обнаружены в соке облепихи после ферментативной обработки такие вещества, как лютеин, криптоксантин, эпикатехин галлат, которые отсутствовали в соке без обработки ферментами [4, 5]. Таким образом, обработка ферментными препаратами плодово-ягодного сырья позволяет увеличить выход продукта, способствует сохранению биологически активных веществ.
Цель исследования – установить эффективный способ предобработки, обеспечивающий наибольший выхода сока из дикорастущих ягод облепихи.
Задачи: определить выход из ягод облепихи – сока, косточек, масла; установить влияние различных методов предобработки ягод облепихи на выход компонентов ягодного сырья.
Объекты и методы. Объектом исследования были плоды дикорастущей облепихи, собранные в период технологической зрелости на территории Томской области. Плоды дикорастущей облепихи соответствовали ГОСТ 33823-2-16. Для определения выхода сока ягоды облепихи подвергали отжиму в соковыжималке. С целью повышения выхода сока использовали методы бланширование и ферментативную обработку. Ягоды облепихи помещали в пароконвектомат на 15 мин при температуре 50 °С и определяли выход сока. Ферментативную обработку проводили с использованием ферментных препаратов пектолитического и целлюлолитического действия. Были использованы ферментные препараты – пектиназа и целлюлаза. Пектиназу (полигалактуроназу) использовали с активностью 35 ед/г, оптимальный показатель рН 3,7–4,3, целлюлазу – с активностью 4000 ед/мл, оптимум рН 3,5–4,5.
Результаты и их обсуждение. Выход компонентов из ягод облепихи при прямом отжиме и бланшировании приведен в таблице 1.
Таблица 1
Выход компонентов из ягод облепихи при различных способах обработки
|
Компонент |
Выход, % |
|
|
Отжим |
Бланширование |
|
|
Сок ягод облепихи |
71,20 |
72,21 |
|
Ягодные выжимки |
27,17 |
27,18 |
|
Потери |
1,63 |
0,62 |
На основании полученных результатов установлено, что выход сока из ягод облепихи прямым отжимом без предварительной подготовки составил 71,20 %; ягодных выжимок – 27,17; потери – 1,63 % (см. табл. 1). При обработке ягодного сырья методом бланширования при температуре 50 °С и продолжительности обработки в течение 15 мин в пароконвектомате выход сока составил 72,21 %, ягодных выжимок – 27,18; потери – 0,62 %. В процессе нагревания растительного сырья белки протоплазмы коагулируются и обезвоживаются, что приводит к увеличению клеточной проницаемости и соответственно повышению выхода ягодного сока.
Ягоды облепихи содержат пектиновые вещества, препятствующие выходу сока. Ферментативная обработка проводилась пектолитическими и целлюлолитическими ферментами при температуре 40 °С и продолжительности обработки 60 мин. Полученные результаты по выходу компонентов после ферментативной обработки ягод облепихи при различных концентрациях ферментных препаратов пектолитического и целлюлолитического действия приведены в таблице 2.
Таблица 2
Выход компонентов из ягод облепихи при ферментативной обработке
|
Компонент |
Выход, % |
|
|
Пектиназа |
Целлюлаза |
|
|
Концентрация фермента 0,05 % |
||
|
Сок ягод облепихи |
77,13 |
71,57 |
|
Ягодные выжимки |
21,28 |
26,96 |
|
Потери |
1,60 |
1,47 |
|
Концентрация фермента 0,1 % |
||
|
Сок ягод облепихи |
79,89 |
73,50 |
|
Ягодные выжимки |
18,52 |
25,50 |
|
Потери |
1,59 |
1,00 |
|
Концентрация фермента 0,15 % |
||
|
Сок ягод облепихи |
79,38 |
74,64 |
|
Ягодные выжимки |
19,59 |
24,40 |
|
Потери |
1,03 |
0,96 |
Обработка ферментами пектолитического действия обеспечила наибольший выход сока из ягод облепихи и составила 79,89 % при использовании фермента в концентрации 0,1 %. Максимальный выход сока из ягод облепихи (74,64 %) наблюдался при применении фермента целлюлолитического действия при его концентрации 0,15 %.
Таким образом, бланширование ягод облепихи способствовало повышению выхода сока из ягод облепихи на 1,00 %; ферментативная обработка пектолитическими ферментами – на 8,69; целлюлолитическими – на 3,44 % по сравнению с прямым отжимом сока из ягод облепихи.
Заключение. Определен выход компонентов из ягод облепихи при различных способах предобработки. Установлено, что бланширование ягодного сырья повышает выход сока на 1,00 %, ферментативная обработка пектолитическими ферментами при использовании фермента в концентрации 0,1 % – на 8,69 %, целлюлолитическими при концентрации фермента 0,15 % – на 3,44 % по сравнению с прямым отжимом сока из ягод облепихи. Таким образом, самым эффективным способом по повышению выхода сока из ягод облепихи является обработка ферментами пектолитического действия.
1. Malahova T.V. Kompleksnaya pererabotka plodov oblepihi // Nauchnoe tvorchestvo molodezhi – lesnomu kompleksu Rossii: mat-ly VIII Vseros. nauch.-tehn. konf. studentov i aspirantov i konkursa po programme «Umnik». Ekaterinburg, 2012. Ch. 2. S. 249–251.
2. Mustafaeva K.K., Kas'yanov G. I., Dzharullaev D.S. Tehnologiya pererabotki plodov oblepihi s ispol'zovaniem EMP SVCh i SO2-ekstrakcii: monografiya. Mahachkala, 2011. 100 s.
3. Kol'tyugina O.V. Issledovanie himicheskogo sostava plodov oblepihi i vozmozhnosti ee ispol'zovaniya v produktah pitaniya // Vestnik Altayskogo agrarnogo universiteta. 2012. № 1. S. 82–84.
4. Dikareva Yu.M. Sovershenstvovanie tehnologii soka iz yagod oblepihi dlya povysheniya pischevoy cennosti i primeneniya v konditerskoy promyshlennosti: avtoref. dis. ... kand. tehn. nauk. M., 2012. S. 5.
5. Industriya pitaniya. URL: http://inpit.ru/news/ 578.
6. K voprosu kompleksnoy pererabotki plodov oblepihi / T.I. Kotova [i dr.] // Bio-Aziya 2021: mat-ly 3-go Mezhdunar. biotehnologicheskogo simpoziuma. Barnaul, 2021. S. 194–200.
7. Pat. RU № 2610311 S1. Sposob proizvodstva soka iz sortov melkoplodnyh yablok i yagod oblepihi Vostochnoy Sibiri / Belyaev A.A., Velichko N.A., Avdienko N.I. № 2015139776. Zayavl. 18.09.2015, opubl. 09.02.2017, Byul. 4.
8. Pat. RU №2683217. Sposob polucheniya plodoovoschnogo napitka s ispol'zovaniem dikorastuschih yagod Sibiri / Ovcharenko A.S., Ivanova O.V., Velichko N.A. № 2017137185. Zayav. 23.102017; opubl. 17.04.2019, Byul. 11.
9. Ismagilova L.R., Bykov A.V. Perspektivy ispol'zovaniya fermentnyh preparatov v proizvodstve sokov // Mat-ly Vseros. nauch.-metod. konf. / Orenbur. gos. un-t. Orenburg, 2014. S. 1217–1220.
10. Alekseenko E.V., Bystrova E.A., Dikareva Yu.M. Issledovanie vliyaniya predvaritel'noy obrabotki yagod brusniki s primeneniem kompozicii fermentnyh preparatov na himicheskiy sostav soka // Vestn. VGUIT. 2017. № 1. S. 282–289.
