Пищевая ценность дикорастущих плодов из горного Дагестана и ее сохранность после быстрого замораживания и холодового хранения

РезюмеВ статье представлены результаты исследования минерального состава, содержания витаминов С и Р, титруемых кислот, пектиновых и фенольных веществ в свежих, быстрозамороженных (t=-30 °С), а также хранившихся в течение 3 и 9 мес (t=-18 °С) плодах дикорастущих ежевики, кизила, мушмулы и облепихи. Элементный состав изучен методами пламенной и атомно-абсорбционной фотометрии, витамина С и пектиновых веществ - титрометрически, феноль-ных веществ и витамина Р - колориметрически. Содержание витамина С было минимально в свежих плодах кизила (6,9±0,3 мг%), составило 21,7-32,0 мг% в плодах ежевики и мушмулы и 180,1±7,2 мг% в плодах облепихи. Концентрация витамина Р варьировала от 34,9 мг% (облепиха) до 180,0 мг% (кизил). Ягоды кизила содержали также наибольшее количество титруемых кислот (33,2±1,3 г/дм3), фенольных соединений (243,0±4,8 мг%) и пектиновых веществ (2,91±0,08мг%). Самое значительное содержание калия (521±15,6 мг%), кальция (133,2±5,2 мг%), магния (62,4±2,5 мг%) и железа (2,81±0,05 мг%) обнаружено в мушмуле. Потребление 100 г исследованных плодов обеспечивает суточную потребность организма человека, в зависимости от вида дикороса: в кальции -на 2,0-13,3%, калии - на 7,0-20,8 %, магнии - на 8,1-15,6 %, железе - на 5,919,2% и в витамине С - от 5,8-24,6 до 145,7% в случае облепихи. Примененный технологический прием консервирования - быстрое замораживание (t=-30 °С) плодов и длительное их хранение (t=-18 °С) является эффективным способом, обеспечивающим высокую сохранность в них нутриентов. В исследованных ягодах после 9-месячного холодового хранения сохранность витамина С варьировала в пределах от 55,7% (ежевика) до 76,1% (кизил), а витамина Р - от 81,9% (облепиха) до 92,8% (кизил). Стабильность концентрации титруемых кислот, за исключением плодов мушмулы, составила от 84,2% (ежевика) до 94,0% (облепиха). К концу 9-го месяца сохранность фенольных и пектиновых соединений в среднем составила соответственно 90,6 и 95,6%. Наиболее стабильным оказался минеральный состав опытных образцов. После завершения эксперимента сохранность минеральных веществ в плодах дикоросов колебалась от 94,6 до 98,5%. Различия в изменении биохимических комплексов ягод ежевики, кизила, мушмулы и облепихи при быстром замораживании (t=-30 °С) и хранении (t=-18 °С), по-видимому, обусловлены видовыми особенностями, содержанием свободной и связанной воды, толщиной клеточных стенок, прочностью кожицы плодов, а также концентрацией компонентов, ингибирующих деструктивные процессы, происходящие на клеточном и молекулярном уровне.

Ключевые слова:дикорастущие плоды, биохимический состав, витамин С, витамин Р, пектиновые вещества, минеральные вещества, быстрое замораживание

Вопр. питания. 2016. № 4. С. 76-82.

B настоящее время важную проблему представляет сохранение здоровья и увеличение продолжительности жизни людей из-за ухудшения экологической обстановки, неправильной структуры питания большинства населения, выражающейся в дефиците необходимого комплекса нутриентов. Один из путей ее решения - выявление нереализованного потенциала дикорастущих плодов, обладающих высокой пищевой ценностью. Расширение их применения в рационе питания позволит в значительной степени удовлетворить физиологические потребности организма человека во многих эссенциальных макро- и микронутриентах. В связи с этим весьма актуальна научно обоснованная стратегия сохранения и использования в течение всего года дикорастущих плодов, богатых биологически активными веществами. Решить эту задачу можно путем применения технологии быстрой заморозки, являющейся оптимальным способом сохранения в пищевых продуктах компонентов из-за резкого замедления течения биохимических процессов и почти полного прекращения разрушительного действия микроорганизмов [1-3].

Благоприятные почвенно-климатические условия в Дагестане обусловливают наличие богатой базы дикорастущего растительного сырья, в которой значительное место занимают ежевика, кизил, мушмула и облепиха. Ограниченность данных о химическом составе этих дикорастущих плодов доказывает необходимость изучения их пищевой ценности, а исследование изменения компонентов химического состава при быстром замораживании плодовой продукции с последующим холодовым хранением весьма актуально.

В связи с этим цель работы состояла в определении содержания биологически активных веществ в плодах ежевики, кизила, мушмулы и облепихи из горного Дагестана и изучении степени их сохранности после быстрого замораживания (-30 °С) и длительного холодового хранения (-18 °С).

Материал и методы

Объектами исследования были плоды ежевики, кизила, мушмулы и облепихи. Их качество и пищевую ценность оценивали поэтапно: в свежем виде, после быстрого замораживания (t=-30 °С), а также 3- и 9-месячного холодового хранения (t=-18 °С) по следующим показателям: содержание титруемых кислот -по ГОСТ 25555.0-82 [4], витамина С (аскорбиновая кислота) - титрометрически по ГОСТ 24556-89 [5], пектиновых веществ - по ГОСТ 29059-91 [6], фенольных веществ и витамина Р (рутин) - колориметрически ("ФЭК-56М", РФ) [7]; минеральных веществ: железа (Fe), магния (Mg), кальция (Ca), калия (K), натрия (Na); токсичных элементов: кадмия (Cd) и свинца (Pb) - атом-но-абсорбционным методом с использованием прибора HITACHI-208 (Япония) и на пламенном фотометре FLAHPO-4 ("Цейс", Германия).

Сбор дикорастущих плодов осуществляли по достижении ими съемной зрелости. Плоды инспектировали, мыли и подсушивали. Замораживали свежие плоды при t=-30 °С в низкотемпературном шкафу GRUNLAND Т 25/01.1 (Германия) с интенсивным перемешиванием воздуха до достижения в центре плода температуры -18 °С, которую определяли полупроводниковым измерителем температуры ИТ-1 со шкалой от -190 до +50 °С. Быстрозамороженные плоды упаковывали в пакеты из полиэтиленовой пищевой пленки по ГОСТ 10354-82 [8] (масса нетто продукта - до 0,5 кг) и хранили в течение 3 и 9 мес в морозильной камере при постоянной температуре -18 °С и относительной влажности воздуха 90-95%. Перед проведением химико-аналитических исследований плоды размораживали при комнатной температуре (20 °С) до достижения в центре плода t=5 °С. Определение показателей биохимического состава плодов в свежем виде после быстрого замораживания и холодового хранения проводили 4-кратно для каждого вида дикоросов.

Статистическую обработку результатов исследований осуществляли с помощью пакета программ SPSS 12.0 для Windows. Достоверность полученных отличий определяли с использованием f-критерия Стьюдента. Статистически значимыми различия считали при р<0,05. Экспериментальные данные представлены в виде среднего арифметического (М) и стандартной ошибки среднего значения (m).

Результаты и обсуждение

Результаты анализов химического состава свежих, быстрозамороженных (t=-30 °С), а также хранившихся в течение 3 и 9 мес (t=-18 °С) плодов ежевики, кизила, мушмулы и облепихи представлены в табл. 1 и 2. Исследования показали, что наиболее богатой витамином С оказалась облепиха. Ягоды кизила содержали наибольшее количество витамина Р, титруемых кислот, феноль-ных и пектиновых веществ. Самая высокая концентрация калия, кальция, магния и железа обнаружена в мушмуле.

Как известно, титруемая кислотность характеризует общее содержание органических кислот и их кислых солей и служит важным показателем пищевой и биологической ценности растительного сырья. Кроме того, содержание органических кислот также находится в тесной связи с сохранностью биологически активной формы аскорбиновой кислоты в плодах.

Количество титруемых кислот в плодах дикоро-сов варьировало от 2,9 г/дм3 (мушмула) до 33,2 г/дм3 (кизил). Содержание их в ежевике (14,6 г/дм3) и кизиле (33,2 г/дм3) согласуется с данными (соответственно 12,6 и 31,4-33,7 г/дм3), приведенными другими авторами [9-11]. Концентрация титруемых кислот в опытных образцах, за исключением мушмулы, незначительно понизилась под влиянием быстрого замораживания и последующего хранения. Снижение отмечено сразу после шоковой заморозки (t=-30 °С), вызывающей высокую интенсивность кристаллизации воды, содержащейся в плодах. В процессе дальнейшего хранения (t=-18 °С) разрушение исследуемых компонентов сократилось, что связано со снижением скорости льдообразования и течения биохимических процессов в результате выхода влаги из сферы химических реакций при фазовом переходе воды в лед. Понижение их концентрации после 9-месячного хранения плодов составило в среднем 10,1%.

Как видно из табл. 1 наибольшее количество пектиновых веществ выявлено в кизиле, а наименьшее в облепихе, при этом содержание выше величин, приведенных в таблицах химического состава [12, 13].

Известно, что пектины под действием пектолитичес-ких ферментов постепенно подвергаются гидролитическому распаду. В процессе хранения плодов происходит частичное разрушение протопектина, что приводит к снижению их биологической ценности. К концу 9-месячного хранения количество пектинов уменьшилось в пределах от 5,5 (кизил) до 9,9% (ежевика) по сравнению с их содержанием в свежих плодах.

Ягоды облепихи в свежем виде оказались значительно богаче витамином С по сравнению с ежевикой, кизилом и мушмулой (см. табл. 1). Сравнительный анализ содержания витамина С в исследованных образцах ягод с данными литературы показал, что его количество в ежевике и облепихе сопоставимо с данными других авторов (в ежевике - 13,5-15 мг% [9, 14]; в облепихе -200 мг% [14]), а концентрация витамина С в кизиле и мушмуле оказалась соответственно в 3,6 и 2,3 раза меньше по сравнению результатами, представленными в работах [15, 16].

При хранении плодов в обычных условиях содержание витамина С уменьшается из-за его окисления. Особенно велики потери витамина С при традиционных методах тепловой стерилизации и сушки, вызываемые воздействием высоких температур и окислением на воздухе (более 50%). Сохранность витамина С служит индикатором, характеризующим щадящий эффект технологической обработки продукта.

Консервирование ягод ежевики, кизила, облепихи и мушмулы быстрым замораживанием, с последующим хранением при температуре -18 °С в герметичной упаковке, мало изменило в них концентрацию витамина С. Так, уровень сохранности витамина С сразу после быстрого замораживания составил 89,8 (ежевика) -97% (мушмула), а через 9 мес холодового хранения -55,8 (ежевика) - 76,2% (кизил), при этом самая незначительная потеря по сравнению с эффектом низкотемпературной обработки выявлена в кизиле - 20,5% (см. табл. 1). Употребление в пищу 100 г замороженных плодов изученных дикоросов способствует удовлетворению суточной потребности человека в витамине С на величину от 5,8-24,6 до 145,7% (облепиха).

Рутин (витамин Р) является синергистом аскорбиновой кислоты. Это объясняется его способностью снижать Red-OX потенциал витамина С и блокировать ионы тяжелых металлов, катализирующих окисление аскорбиновой кислоты, с образованием прочных хе-латных соединений, а также в косвенном участии витамина С в накоплении рутина [17-19]. Как видно из табл. 1, наивысшая концентрация витамина Р была обнаружена в кизиле. Уменьшение его содержания в исследованных плодах под действием быстрого замораживания и последующего 3- и 9-месячного хранения (t=-18 °С) было незначительным - от 7,2 (кизил) до 18,0% (облепиха).

Самое большое количество фенольных веществ содержалось также в кизиле. В процессе быстрого замораживания и холодового хранения в исследованных плодах происходило постепенное незначительное уменьшение их количества (см. табл. 1). После 9-месячного хранения уровень сохранности фенольных веществ составил от 89,0 (облепиха) до 92,4% (кизил) от их исходного количества, определенного в свежих ягодах.

Концентрация минеральных веществ в дикоросах зависит от многих факторов, но основными являются генетический и почвенно-климатический. Генетический регулирует потребности в определенных элементах отдельных групп растений, а экологический становится ведущим, когда почва, на которой они произрастают, обогащена доступными формами минеральных веществ. Как видно из табл. 2, исследованные плоды отличались друг от друга способностью накапливать эти биогенные вещества. Так, самая высокая концентрация кальция обнаружена в мушмуле, а натрия - в кизиле. Мушмула лидировала также по содержанию калия, магния и железа. Следует отметить, что содержание минеральных веществ в ежевике согласуется с данными таблиц химического состава [14].

Анализ полученных данных минерального состава ежевики, кизила и мушмулы показал, что потребление в сутки 100 г плодов способствует удовлетворению суточной потребности организма человека, в зависимости от вида дикороса: в кальции - на 2,0-13,3%, в калии -на 7,0-20,8%, в магнии - на 8,1-15,6% и в железе - на 5,9-19,2% (см. рисунок).

Оценка безопасности исследованных плодов показала, что содержание токсичных элементов - свинца и кадмия в них не превышало ПДК, утвержденных Техническим регламентом таможенного союза "О безопасности пищевой продукции" (ТР ТС 021/2011).

Определение динамики представителей минерального комплекса в плодах ежевики, кизила и мушмулы под влиянием быстрого замораживания (t=-30 °С) и после 3 и 9 мес хранения (t=-18 °С) показало, что содержание их во всех исследованных плодах изменилось незначительно (см. табл. 2); потери после 9-месячного хранения не превышали 4,3%.

Подводя итог проведенным исследованиям, можно заключить, что плоды дикорастущих ежевики, кизила, мушмулы и облепихи содержат богатый биохимический комплекс. Потребление 100 г изученных плодов позволяет обеспечить поступление железа в размере 5,9-19,2% от рекомендуемого суточного потребления, калия -7,0-20,8%, кальция - 2,0-13,3%, магния - 8,1-15,6% и витамина С - от 5,8-24,6 до 145,7% в случае облепихи.

Примененный технологический прием консервирования - быстрое замораживание (t=-30 °С) дикорастущих плодов и длительное их хранение (t=-18 °С) - эффективный способ, обеспечивающий высокую сохранность в них нутриентов. Так, после 9-месячного холодового хранения сохранность витамина С варьировала в пределах от 55,7 (ежевика) до 76,1% (кизил), а витамина Р -от 81,9 (облепиха) до 92,8% (кизил). Сохранность титруемых кислот в плодах достигала 84,2 (ежевика) - 94,0% (облепиха). К концу 9 мес хранения количество феноль-ных и пектиновых соединений по сравнению с их исходным содержанием в свежих плодах в среднем составило 90,6 и 95,6% соответственно. Наиболее стабильным оказался минеральный комплекс. После 9-месячного хо-лодового хранения сохранность минеральных веществ колебалась от 94,6 до 98,5%. Различия в стабильности биохимических комплексов плодов дикоросов при быстром замораживании (t=-30 °С) и хранении (t=-18 °С), на наш взгляд, обусловлены видовыми особенностями, содержанием свободной и связанной воды, толщиной клеточных стенок и прочностью кожицы плодов, а также концентрацией компонентов, ингибирующих деструктивные процессы, происходящие на клеточном и молекулярном уровне.

Литература

1. Гусейнова Б.М., Даудова Т.И. Реакция биокомпонентов малины и смородины на действие низких температур и длительность хранения // Вестн. МАХ. 2009. № 3. С. 23-26.

2. Гусейнова Б.М., Даудова Т.И. Микробиологическая чистота плодов в процессе замораживания и холодового хранения // Изв. вузов. Пищевая технология. 2012. № 4. С. 36-39.

3. Гусейнова Б.М., Даудова Т.И. Биохимический комплекс хурмы, выращиваемой в Дагестане, и его изменение в процессе холо-дового хранения // Сельскохозяйственная биология (Серия "Биология растений"). 2011. № 5. С. 107-112.

4. ГОСТ 25555.0-82. Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения титруемой кислотности.

5. ГОСТ 24556-89. Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения витамина C.

6. ГОСТ 29059-91. Продукты переработки плодов и овощей. Титро-метрический метод определения пектиновых веществ.

7. Методы биохимического исследования растений / под ред. А.И. Ермакова. Л. : Агропромиздат, 1987. 430 с.

8. ГОСТ 10354-82. Пленка полиэтиленовая. Технические условия.

9. Губина М.Д., Кадочникова Е.Н. Характеристика состава плодов дикорастущей ежевики сизой (Rubus caesius L.) // Хранение и переработка сельхозсырья. 2005. № 4. С. 60-61.

10. Косман В.М., Фаустова Н.М., Пожарицкая О.Н., Шиков А. Н. и др. Фитохимический анализ плодов облепихи крушиновидной российских сортов, культивируемых в Финляндии, и содержащих их пищевых продуктов // Вопр. питания. 2009. Т. 78, № 3. С. 38-42.

11. Tiitunen K.M., Hakala M.A., Kaliio H.P. Quality components of sea bluckthorn (Hippophae rhamnoides) varieties // J. Agric. Food Chem. 2005. Vol. 53, N 5. P. 1692-1699.

12. Скурихин И.М., Волгарев М.Л. Химический состав пищевых продуктов. М. : Агропромиздат, 1987.

13. Holland B., Unwin I.D., Buss D.H. Fruit and nuts. The first supplement to McCance and Widdowsons // The Composition of Foods, RSC. Nottingham, Lond., 1992. P. 138.

14. Скурихин М.М., Тутельян В.А. Таблицы химического состава и калорийности российских продуктов питания : справочник. М. : ДеЛи принт, 2007. 276 с.

15. Цапалова И.Э., Губина М.Д., Позняковский В.М. Экспертиза дикорастущих плодов, ягод и травянистых растений. Новосибирск : Изд-во Новосибир. ун-та, 2000. 178 с.

16. Бахтеев Ф. Х. Важнейшие плодовые растения. М. : Просвещение, 1970.

17. Kalt W., Kushad M.M. The role of oxidative stress and anti-oxidants in plant and human health: introduction to the colloquium // Hort. Sci. 2000. Vol. 35 (40). P. 203-209.

18. Базарнова Ю.Г. Исследование содержания некоторых биологически активных веществ, обладающих антиоксидантной активностью, в дикорастущих плодах и травах // Вопр. питания. 2007. Т. 76, № 1. С. 22-26.

19. Гудковский В.А. Антиоксидантные (целебные) свойства плодов и ягод и прогрессивные методы их хранения // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. № 4. С. 13-19.

20. Тутельян В.А. О нормах физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации // Вопр. питания. 2009. Т. 78, № 1. С. 4-15.

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

SCImago Journal & Country Rank
Scopus CiteScore
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Тутельян Виктор Александрович
Академик РАН, доктор медицинских наук, профессор, научный руководитель ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии»

Журналы «ГЭОТАР-Медиа»