Содержание витаминов в яблочных соках и приготовленных из них сидрах

• Агеева Наталья Михайловна
• Ширшова Анастасия Александровна
• Храпов Антон Александрович
• Тихонова Анастасия Николаевна
• Ульяновская Елена Владимировна
• Чернуцкая Евгения Анатольевна

Резюме

Химический состав плодов яблони (яблок) весьма многообразен и представлен различными соединениями, включая витамины. При переработке яблок на сидры витамины принимают участие в многочисленных биохимических процессах и претерпевают существенные изменения.

Цель исследования - изучение содержания витаминов в яблочном соке, произведенном из 30 сортов и форм плодов яблони отечественной и зарубежной селекции, и сидров, приготовленных из указанных сортов яблок.

Материал и методы. Для получения сидров яблоки различных помологических сортов и элитных форм измельчали на гомогенизаторе, затем отделяли сок (сусло) от мезги, после чего сусло каждого сорта яблок сбраживали в одинаковых условиях с применением расы дрожжей Fruit (род Saccharomyces cerevisiae, "Ербсле Гайзенхайм", Германия) при температуре 18±1 °С. Массовую концентрацию в соках и сидрах витаминов группы В (В₁, В₂, В₆ и РР) определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, витамина С и рутина - методом капиллярного электрофореза.

Результаты. Показано, что концентрация витаминов зависит от сортовых особенностей яблок и времени их сбора. Выделены сорта, имеющие наибольшие концентрации витаминов С, РР, группы В и рутина. Большая часть этих сортов приходилась на яблони осеннего периода созревания. Концентрация витамина С в результате спиртового брожения снижалась в 2,4 раза, В₂ - в 1,5 раза, В₁ - в 1,3 раза, РР и рутина - в 1,2 раза. При этом в сидрах, произведенных из сортов яблок Амулет и Золотое летнее, не обнаружены витамины В₁ и В₆. Витамин В₆ также не обнаружен в сидрах из сортов яблок Василиса, Имрус, Союз, Чемпион, а также форм 12/1-20-(16,17), 12/1-20-70, 12/2-20-33.

Заключение. Наибольшая концентрация витаминов обнаружена в образцах соков и сидров, произведенных из яблок, собранных в осенний период. Выделены сорта яблок, при переработке которых на сидры, сохраняется наибольшее количество витаминов: Прикубанское, Багрянец Кубани, Ренет Платона, Орфей, Марго, 12/3-21-28, 12/1-21-(6-8), 12/1-21-36, 12/1-20-4.

Ключевые слова:плоды яблони; помологические сорта; витамин С; витамины группы В; рутин; брожение; сидры

Ценность яблок как плодового сырья определяется не только приятным вкусом и ароматом, но и высоким содержанием биологически активных веществ, в том числе витаминов [1-3], содержание которых варьирует в широком диапазоне [4-6].

Помимо потребления в свежем виде большое количество яблок поступает на промышленную переработку с целью получения соков [7], пюре, уксусов, сидров и др. [8-10]. Во всем мире виноградное вино является самым популярным напитком, полученным путем ферментации свежего винограда. За вином следует яблочный сидр, приготовленный путем брожения яблочного сусла (сока прямого отжима) [11]. В последние годы наблюдается увеличение производства сидров как альтернативы винам, в том числе игристым, с меньшей объемной долей этилового спирта [12]. Употребление в умеренных количествах слабоалкогольных напитков брожения может способствовать поступлению в организм человека органических кислот, фенольных веществ, ряда минеральных веществ и витаминов [13, 14]. При переработке яблок на сидры витамины и флавоноиды принимают участие в многочисленных биохимических процессах (реакциях декарбоксилирования и переаминирования аминокислот, в окислительно-восстановительных реакциях и др.) и могут претерпевать существенные изменения [15, 16]. В связи с этим сравнительный анализ содержания витаминов в плодах яблони и полученных из них сидрах является актуальным.

Цель работы - изучить, как изменяются концентрации витаминов в процессе приготовления сидров из различных помологических сортов яблок.

Материал и методы

В качестве объектов исследований использованы плоды яблони отечественной и зарубежной селекции, в том числе сорта и элитные формы селекции ФГБНУ СКФНЦСВВ, различных сроков созревания (табл. 1), произрастающих на территории исследовательско-селекционной коллекции генетических ресурсов садовых культур, расположенной в ЗАО ОПХ "Центральное" (Краснодар). Плоидность большинства сортов составляет 2n=2х; для сортов Союз, Экзотика и Джин - 2n=3х.

Массовую концентрацию сухих веществ в плодах яблони (средняя проба из 5 кг) определяли по ГОСТ 28562-90 в день съема.

Для проведения исследований образцы плодов яблони различных сортов и форм измельчали на гомогенизаторе по отдельности при одинаковом режиме переработки. Затем отделяли сок (сусло) от мезги. Часть сока в необходимом объеме отделяли для определения концентрации витаминов. Оставшееся количество свежего сусла сбраживали в лабораторных условиях расой дрожжей Fruit (род Saccharomyces cerevisiae, "Ербсле Гайзенхайм", Германия) при температуре 18±1 °С. Осветление сидра происходило спонтанно посредством его отстаивания с последующим отделением осадка и дальнейшей фильтрацией.

Массовую концентрацию водорастворимых витаминов: тиамина (В₁), рибофлавина (В₂), пиридоксина (В₆) и никотиновой кислоты (РР) в свежеотжатом яблочном соке и полученном из него сидре определяли методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии по ГОСТ 32903-2014 "Определение водорастворимых витаминов: тиамина (В₁), рибофлавина (В₂), пиридоксина (В₆) и никотинамида (РР) методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии" с использованием хроматографа Agilent 1220 Infinity II (Agilent Technologies, США), витамина С и рутина - методом капиллярного электрофореза (СТО 00668034-040-2013. Продукция алкогольная. Определение содержания фенолкарбоновых кислот и флавонолов методом капиллярного электрофореза) с использованием системы капиллярного электрофореза "Капель 105Р" ("Люмэкс", Россия). Все измерения проводили в 3 повторностях.

Результаты и обсуждение

В табл. 2 представлены полученные данные о содержании витаминов в яблочном соке. Концентрации витаминов существенно зависят от сортовых особенностей яблок.

Сравнение исследуемых соков из яблок различных сортов проводили относительно рассчитанной средней концентрации исследованных витаминов. Все проанализированные сорта яблок условно можно разделить на 3 группы (табл. 3):

- концентрация витаминов выше средней величины;

- концентрация витаминов аналогична средней величине;

- концентрация витаминов ниже средней величины.

В результате анализа полученных данных (см. табл. 3) установлено, что наибольшие концентрации витаминов и рутина обнаружены в сортах яблок, собранных в осенний период времени, среди которых Ренет Платона, Прикубанское, Багрянец Кубани, Джин, Орфей, Марго, Кетни (креб), а также формы 12/1-20-4, 12/1-20-4, 12/1-21-36.

В процессе ферментации сусла, кроме основных, происходит образование вторичных продуктов брожения, связанных с жизнедеятельностью дрожжей [14-16]. При этом дрожжевые клетки могут проявлять сорбционные свойства, сорбировать витамины своей поверхностью и использовать их для своей жизнедеятельности [17]. С другой стороны, дрожжи являются источниками ряда витаминов группы В, которые образуются в результате автолиза дрожжевых клеток [18, 19]. Также концентрации витаминов могут претерпевать существенные изменения в связи с тем, что они представляют активные центры дегидрогеназ и декарбоксилаз, которые участвуют в процессе превращения углеводов в этанол [20, 21].

Проведенные исследования (табл. 4) показали, что в процессе сбраживания яблочного сусла концентрация всех исследованных витаминов уменьшается. Так, средняя концентрация витамина С снизилась в 2,4 раза, В₂ - в 1,5 раза, В₁ - в 1,3 раза, РР и рутина - в 1,2 раза (рис. 1). При этом в сидрах, произведенных из сортов яблок Амулет и Золотое летнее, не обнаружены витамины В₁ и В₆ при одинаковых условиях брожения. Витамин В₆ также не обнаружен в сидрах из сортов яблок Василиса, Имрус, Союз, Чемпион, а также форм 12/1-20-(16,17), 12/1-20-70, 12/2-20-33. Наибольшая концентрация витаминов выявлена в образцах сидров, произведенных из яблок, собранных в осенний период (рис. 2).

На основании представленных экспериментальных данных для производства сидров с высоким содержанием витаминов рекомендуется использование таких сортов яблок, как Прикубанское, Багрянец Кубани, Ренет Платона, Орфей, Марго, форм 12/3-21-28, 12/1-21-(6-8), 12/1-21-36, 12/1-20-4.

Заключение

Концентрация витаминов С, группы В и рутина в яблочном соке обусловливается генетическими особенностями сорта и периодом созревания плодов. Выделены сорта яблок и формы, содержащие наибольшие концентрации витаминов. Показано, что содержание витаминов выше в яблоках, собранных в осенний период. В процессе спиртового брожения значительно уменьшается концентрация витамина С. Снижение концентрации витаминов группы В и рутина было наименьшим и составило от 13 до 33%. Выделены сорта яблок и формы, при переработке которых на сидры в напитках сохраняется максимальное количество витаминов: Прикубанское, Багрянец Кубани, Ренет Платона, Орфей, Марго, 12/3-21-28, 12/1-21-(6-8), 12/1-21-36, 12/1-20-4.

Литература

1. Radenkov V., Püssa T., Juhnevica-Radenkova K., Kviesis J., Francisco J.S., Moreno D.A. et al. Wild apple (Malus spp.) by-products as a source of phenolic compounds and vitamin C for food applications // Food Biosci. 2020. Vol. 38. Article ID 100744. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fbio.2020.100744

2. Dadwal V., Joshi R., Gupta M. Comparative metabolomics of Himalayan crab apple (Malus baccata) with commercially utilized apple (Malus domestica) using UHPLC-QTOF-IMS coupled with multivariate analysis // Food Chem. 2023. Vol. 402. Article ID 134529. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.134529

3. Lemmens E., Aló E., Rymenants M., Storme N.D., Keulemans W.J. Dynamics of ascorbic acid content in apple (Malus x domestica) during fruit development and storage // Plant Physiol. Biochem. 2020. Vol. 151. P. 47-59. DOI: https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2020.03.006

4. Акимов М.Ю. Новые селекционно-технологические критерии оценки плодовой и ягодной продукции для индустрии здорового и диетического питания // Вопросы питания. 2020. Т. 89. № 4. С. 244-254. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2020-10057

5. Акимов М.Ю., Бессонов В.В., Коденцова В.М., Эллер К.И., Вржесинская О.А., Бекетова Н.А. и др. Биологическая ценность плодов и ягод российского производства // Вопросы питания. 2020. Т. 89, № 4. С. 220-232. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2020-10055

6. Loong C., Leo L., Loke W. M. Sugar, vitamin C, and polyphenols in commercial apple beverages and their effects on antioxidant and anti-inflammatory activities in vitro // J. Food Bioact. 2021. Vol. 13. P. 52-61. DOI: https://doi.org/10.31665/JFB.2020.13259

7. Włodarska K., Pawlak-Lemańska K., Górecki T., Sikorska E. Classification of commercial apple juices based on multivariate analysis of their chemical profiles // Int. J. Food Prop. 2017. Vol. 20. P. 1773-1785. DOI: https://doi.org/10.1080/10942912.2016.1219367

8. Kalemba-Drożdż M., Kwiecień I., Szewczyk A., Cierniak A., Grzywacz-Kisielewska A. Fermented vinegars from apple peels, raspberries, rosehips, lavender, mint, and rose petals: The composition, antioxidant power, and genoprotective abilities in comparison to acetic macerates, decoctions, and tinctures // Antioxidants. 2020. Vol. 9, N 11. Article ID 1121. DOI: https://doi.org/10.3390/antiox9111121

9. Han Y., Su Z., Du J. Effects of apple storage period on the organic acids and volatiles in apple wine // LWT. 2023. Vol. 173. Article ID 114389. DOL: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2022.114389

10. Bedriñana R.P., Lobo A.P., Madrera R.R., Valles B.S. New ciders made by an exhaustion method: An option to val-orise subproducts from the making of ice ciders // Beverages. 2021. Vol. 7, N 4. P. 75. DOI: https://doi.org/10.3390/beverages7040075

11. Kosseva M.R, Joshi V.K., Panesar P.S. Science and Technology of Fruit Wine Production. Amsterdam : Academic Press. 2017. 727 р. DOI: https://doi.org/10.1016/C2013-0-13641-0

12. Кузьмина Е.И., Егорова О.С., Акбулатова Д.Р. Сидры в России и за рубежом. Сырье // Пищевая промышленность. 2022. № 12. С. 87-91. DOI: https://doi.org/10.52653/PPI.2022.12.12.018

13. Tsoupras A., Moran D., Lordan R., Zabetakis I. Functional properties of the fermented alcoholic beverages: Apple cider and beer // Functional Foods and Their Implications for Health Promotion / Eds I. Zabetakis, A. Tsoupras, R. Lordan, D. Ramji. Academic Press, 2023. P. 319-339. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-823811-0.00013-4 ISBN 9780128238110.

14. He W., Laaksonen O., Tian Y., Heinonen M., Bitz L., Yang B. Phenolic compound profiles in Finnish apple (Malus × domestica Borkh.) juices and ciders fermented with Saccharomyces cerevisiae and Schizosaccharomyces pombe strains // Food Chem. 2022. Vol. 373 (B). Article ID 131437. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.131437

15. Гержикова В.Г., Остроухова Е.В., Чурсина О.А. Химия вина. Технохимический контроль. Справочник по виноделию. Симферополь: Таврида, 2000. С. 263-307.

16. Гусакова Г.С., Чеснокова А.Н., Кузьмин А.В. Физико-химические показатели и состав фенольных соединений сока из яблок, культивируемых в Прибайкалье // Химия растительного сырья. 2018. № 2. С. 97-104. DOI: https://doi.org/10.14258/jcprm.2018023294

17. Макушин А.Н., Зипаев Д.В., Кожухов А.Н. Влияние тиамина и рибофлавина на чистую культуру дрожжей при брожении пивного сусла // Пиво и напитки. 2020. № 3. С. 28-31. DOI: https://doi.org/10.24411/2072-9650-2020-10027

18. McFarland L.V. From yaks to yogurt: The history, development, and current use of probiotics // Clin. Infect. Dis. 2015. Vol. 60, suppl. 2. Р. 85-90. DOI: https://doi.org/10.1093/cid/civ054

19. Jach M.E., Serefko A. Nutritional yeast biomass: Characterization and application // Handbook of Food Bioengineering. Diet, Microbiome and Health. Academic Press, 2018. P. 237-270. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-811440-7.00009-0 ISBN 9780128114407.

20. Хоконов А.Б., Хоконова М.Б. Биохимические процессы при вторичном брожении яблочных соков и хранении игристых вин // Известия Кабардино-Балкарского государственного аграрного университета имени В.М. Кокова. 2022. № 3 (37). С. 138-144. DOI: https://doi.org/10.55196/2411-3492-2022-3-37-138-144

21. Чалдаев П.А., Гнездилов Г.А. Влияние различных штаммов дрожжей на качество традиционного сидра // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2021. № 5 (70). С. 99-102. DOI: https://doi.org/10.33979/2219-8466-2021-70-5-99-102

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)