Модифицированные ингредиенты для безалкогольных напитков

Modified ingredients for soft drinks

Yuri Yakuba

leading researcher, doctor of chemistry, Federal State Budget Scientific Institution «North Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, Wine-making», Russia, Krasnodar

Asset Ferzauli

Postgraduate, Federal State Budget Scientific Institution «North Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, Wine-making», Russia, Krasnodar

Yana Ushakova

researcher, candidate of biological Sciences, Federal State Budget Scientific Institution «North Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, Wine-making», Russia, Krasnodar

Anna Hohlova

researcher, candidate of biological Sciences, Federal State Budget Scientific Institution «North Caucasian Federal Scientific Center of Horticulture, Viticulture, Wine-making», Russia, Krasnodar 

Аннотация. Обсуждена проблема натуральности и качества безалкогольных напитков, в том числе получаемых из виноградного вина. Разработаны модифицированные условия получения сухого экстракта дуба, пригодного для технологии безалкогольных напитков. Получен экстракт из папоротника Орляка, который использован в новой рецептуре напитка. В результате получен безалкогольный напиток, обогащенный биологически активными веществами экстракта дуба и папо­ротника Орляка; обеспечена стабильность напитка в процессе хранения.

Abstract. The problem of naturalness and quality of non-alcoholic beverages, including those obtained from grape wine, is discussed. The modified conditions for obtaining a dry extract of oak, suitable for the technology of soft drinks, have been developed. An extract was obtained from the fern of Orlyaka, which is used in the new recipe of the drink.
As a result, a non-alcoholic drink enriched with biologically active substances of oak extract and Orlyak fern was obtained; stability of the drink during storage.

Ключевые слова: напиток; экстракт; фенольные вещества; антиоксидант; папоротник.

Keywords: drink; extract; phenolic substances; antioxidant; fern.

Население уделяет внимание заботе о своем здоровье, отмечается стремление употреблять в пищу биоорганическую продукцию, получен­ную без применения вкусовых ароматических добавок, синтетических красителей, по возможности обогащенной витаминами, минеральными веществами [1]. Среди такого вида продуктов безалкогольные напитки являются вполне оптимальной формой пищевого продукта, который можно использовать для обогащения организма биологически актив­ными веществами. Согласно терминологии ГОСТ – безалкогольный напиток: готовый напиток, изготовленный с использованием питьевой или минеральной воды с общей минерализацией не более 1,0 г/дм³, объемной долей этилового спирта не более 0,5%, а для напитков на спиртосодержащем сырье не более 1,2% [2].

Проблема натуральности и качества безалкогольных напитков непосредственно связана с современной массовой культурой и процессом глобализации пищевых продуктов. В частности, следует отметить не только развитие индустрии безалкогольных напитков, но и изменение статуса популярной алкогольной продукции: появление в промышленно значимых масштабах безалкогольного пива и вина. Коммерческая привлекательность этих проектов достаточно высока, что заставляет предприятия снижать себестоимость продукции, и разрабатывать новые технические условия. Широкое разнообразие экстрактов получен­ных из дикорастущего сырья, в том числе вовлечение вторичного сырья виноградарства может позволить улучшить как натуральность, так и качество традиционных безалкогольных напитков, способствовать разработке новых рецептур [3].

Производство сухих виноградных вин, как белых, так и красных с пониженным содержанием этилового спирта, которое достигают известными методами (применение вакуума, мембранная технология) предусматривает снижение концентрации этилового спирта на 20 % от его начального содержания. Преобладающими для такой продукции становятся вкусовые характеристики, аромат, а вкус присущий спиртовой составляющей значительно ослабляется ввиду ее удаления. Введение дополнительных консервантов для такой продукции не требуется – хотя содержание спирта и уменьшается на 20%, но в итоге, например, получается вино с содержанием спирта 9,6% об, если начальный алкоголь составлял 12% об. Следует отметить возрастание концентрации фенольных веществ, примерно на 10-16% в результате операции регулирования содержания спирта, которые обладают выраженной антибактериальной активностью и в совокупности с оставшимся этиловым спиртом обеспечивают сохранность вина. В целом следует отметить позитивную биологическую и социальную значимость такой категории вина – фактически может быть ослаблена алкогольная зависимость определенной части населения.

Виноградные вина безалкогольные – вина с содержанием спирта не более 0,5% об. В данной винодельческой продукции значительно уменьшается содержание летучих компонентов и происходит концентрирование экстрактивных – биологически ценных веществ. Для вина с содержанием спирта 0,5% об становится закономерным вопрос о способе достижения стабильности против микробиального поражения. Очевидно, что использование новых видов консервантов или антибиотиков не улучшает пищевую и биологическую ценность таких продуктов. Однако с точки зрения социальной значимости и профилактической эффективности (за счет высокого содержания биологически ценных компонентов) появление такого вида продукции следует считать позитивным.

К числу перспективных вспомогательных материалов, разре­шенных к применению в пищевом производстве, принадлежит экстракт древесины дуба, представляющий собой сложную смесь различных компонентов древесины дуба фенольной и полисахаридной природы [4]. Производство экстракта осуществляет в г. Горячий Ключ Краснодар­ского края, ООО «Диалог» в соответствии с ТУ 9185-259-00334600-05. Технология получения экстракта древесины дуба производится путем экстрагирования таннидов из сырья горячей водой, с последующим использованием мембранной фильтрации. В технологии используют лесопильные отходы древесины дуба (мебельное и паркетное произ­водство), возраста не менее 80 лет. После получения жидкого экстракта (концентрация сухих веществ составляет 200-250 г/дм³), проводят сушку при 105-115°С до получения кристаллов сухого экстракта с влажностью 8-9%. Сухой экстракт содержит до 50% таннидов, лигнин, кверцетол и некоторые другие высокомолекулярные фенольные вещества. Все они обладают выраженным бактерицидным действием и значительной антиоксидантной активностью – способны дезактиви­ровать свободные радикалы. Химические показатели экстракта дуба (%, не менее): танины – 43, лигнин – 32, гемицеллюлозы – 14, кверцетол – 4, минеральные вещества – 0,5; влажность около 8%. Доля веществ, нерастворимых в воде составляет 22-24 % массовых, цвет – темно-коричневый. В качестве дополнительного требования для техно­логии безалкогольных напитков следует отметить, что ингре­диент, в частности, экстракт дуба, должен иметь полную растворимость в воде и давать более светлые оттенки.

Предварительные эксперименты по улучшению этих показателей экстракта дуба показали, что главное влияние на растворимость и цветовые оттенки сухого экстракта оказывает температура. Поэтому были изменены условия сушки исходного жидкого экстракта, из которого в лабораторных условиях получили опытную партию сухого экстракта при использовании более низкой температуры сушки 85ºС. Для измерения основных качественных показателей полученного сухого экстракта, он был растворен в дистиллированной воде и под­вергнут анализу. В результате с использованием метода капиллярного электрофореза [5] установили содержание в нем хлорида и сульфата, пример электрофореграммы показан на рис. 1. Пример определения катионов калия, натрия, магния, кальция методом капиллярного электрофореза в образце экстракта дуба показан на рис. 2.

Рисунок 1. Электрофореграмма определения хлорида и сульфата в водном растворе экстракта дуба, пик № 1 – хлорид – 357 мг/кг, пик № 2 – сульфат – 332 мг/кг

Рисунок 2. Электрофореграмма определения катионов калия, натрия, магния, кальция в водном растворе экстракта дуба, пик № 1 – калий – 1140 мг/кг, пик № 2 – натрий – 730 мг/кг, пик № 3 – магний – 71 мг/кг, пик № 4 – кальций – 137 мг/кг

Полученные данные (рис.1-2) свидетельствуют о достаточно невысоком содержании анионов и катионов в экстракте дуба. Образец обладал практически полной растворимостью (99%) в воде при комнатной температуре, и светло коричневым цветом с желтым оттенком. Данный продукт был использован для улучшения вкусовых характеристик безалкогольного напитка: хранение в течение 30 суток и последующая дегустационная оценка подтвердили его соответствие требованиям ТУ и контрольного образца.

Определенное значение для качества безалкогольных напитков имеет безопасность применяемых консервантов для его хранения. Один из возможных вариантов решения этой проблемы – применение в качестве природного консерванта экстракта папоротника [6]. Данный элемент технологии может быть использован и в технологии безалкогольных вин.

Растение папоротника Орляка содержит значительное количество биологически активных веществ: микроэлементы, органические кислоты (фумаровую, янтарную), каротиноиды, стероиды, фенолкарбо­новые кислоты, лигнин, дубильные вещества, изокверцитрин, рутин [7]. Известны бактерицидные свойства настоев папоротника. Эти данные позволили предложить использование экстракта папоротника в производстве безалкогольного напитка в качестве консерванта и источ­ника биологически активных веществ наряду с экстрактом дуба. Применение сухого экстракта древесины дуба и папоротника Орляка в дозировках 0,1-0,2% способствовало гармонизации ароматического и вкусового состава безалкогольного напитка. В результате получено обогащение напитка биологически активными веществами экстракта дуба и папоротника Орляка – повысилось содержание микроэлементов и фенольных веществ. Достигнута стабильность напитка в процессе хранения.