Цель исследования – изучение нутриентного профиля быстрозамороженных ягод различных видов. 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. 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 – оптическим методом с использованием 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила (DPPH), определение общего содержания полифенолов – методом Фолина-Чокальтеу с модификациями. Обработку полученных результатов проводили с использованием дисперсионного анализа (ANOVA) с последующим применением критерия достоверно значимой разницы Тьюки (TukeyHSD). В 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), в жимолости – повышенный уровень полифенольных и отдельных минеральных веществ (Mo+2 и Te+2), в крыжовнике – повышенное количество лимонной и янтарной кислот, флавоноидов и некоторых минеральных элементов (Cu+2, P+3, Cr+2, Mo+2, Ba+2, Na+, Sr+2), в землянике и смородине – относительно высокая антиоксидантная активность 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.
быстрозамороженные ягоды, макро- и микронутриенты, антиоксидантная активность
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.
1. Бородулина И.Д., Феопентова И.В. Биохимический состав ягод земляники садовой (Gragaria × ananassa Duch.) // Тр. молодых ученых Алтайского государственного университета. 2022. № 19. С. 6–10.
2. Абдуллина Р.Г., Пупыкина К.А., Баламетова Р.Г. Биохимический состав плодов Loni¬cera caerulea L. и ее подвидов при интродукции в условиях Башкирского Предуралья // Химия растительного сырья. 2022. № 3. С. 195–202. DOI: 10.14258/ jcprm.2022 0310885.
3. Арифова З.И., Смыков А.В. Определение качества ягод малины с использованием множественного регрессионного анализа взаимосвязи вкусовых показателей и химического состава // Плодоводство и виноградарство Юга России. 2022. № 77 (5). С. 201–212. DOI:https://doi.org/10.30679/2219-5335-2022-5-77-201-212.
4. Дулов М.И. Биохимический состав плодов смородины // Наукосфера. 2022. № 3-2. С. 153–158.
5. Интегральная оценка ягод и плодов ЦЧР по пищевой ценности / O.M. Блинникова [и др.] // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК – продукты здорового питания. 2020. № 3. С. 126–134.
6. Влияние процессов замораживания и последующего хранения на качество ягод крыжовника / О.В. Голуб [и др.] // Индустрия питания. 2022. Т. 7, № 1. С. 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. Her¬nández-Díazcouder [et al.] // International Journal of Molecular Sciences. 2019. Vol. 20(11). P. 2787. DOI:https://doi.org/10.3390/ijms20112787.
10. Исследование компонентов, формирующих органолептические характеристики плодов и ягод / И.М. Почицкая [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49, № 1. С. 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 polylactic acid / polylactic-co-glycolic acid micro and nanoparticles // Journal of Pharmaceutical Investigation. 2019. Vol. 49 (4). P. 347–380.
12. Головкин А.В. Янтарная кислота и ее произ-водные как лекарственные средства // For-cipe. 2022. Т. 5, № S3. С. 436.
13. Ардатская М.Д. Роль пищевых волокон в коррекции нарушений микробиоты и поддержании иммунитета // Русский медицинский журнал. 2020. Т. 28, № 12. С. 24–29.
14. The effects of polyphenols and other bioacti-ves 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. Тринеева О.В., Рудая М.А., Сливкин А.И. Исследование профиля флавоноидов плодов облепихи крушиновидной различных сортов методом тонкослойной хроматографии // Сорбционные и хроматографические процессы. 2020. Т. 20, № 1. С. 79–86. DOI:https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2020.20/2382.
18. Айдын гызы Х., Зульфугарова М.Б. Антиканцерогенная активность флавоноидов растительного происхождения // Бюллетень науки и практики. 2022. Т. 8, № 6. С. 351–363. DOI: 10.33619/ 2414-2948/79/05.
19. Громова И.А., Воронина М.С., Макарова Н.В. Влияние способа обработки на химический состав и антиоксидантную активность ягоды малины // Магарач. Виноградарство и виноделие. 2021. Т. 23, № 4 (118). С. 388–392.
20. Евтушенко Е.И. Биологическая роль макро- и микроэлементов в деятельности нервной системы (аналитический обзор) // Архив клинической и экспериментальной медицины. 2021. Т. 30, № 2. С. 188–193.
