close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Научнопрактическое обоснование технологии и комплексная оценка потребительских свойств функциональных пищевых продуктов с использованием сапонинов корней культивированной мыльнянки Saponaria officinalis L.

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Черевач Елена Игоревна
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И
КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ
ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ САПОНИНОВ КОРНЕЙ КУЛЬТИВИРОВАННОЙ
МЫЛЬНЯНКИ (SAPONARIA OFFICINALIS L.)
05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и
функционального и специализированного назначения и общественного питания
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора технических наук
Владивосток – 2014
Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном
учреждении высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный
университет»
Научный консультант:
доктор биологических наук, профессор
Палагина Марина Всеволодовна
Официальные оппоненты:
Решетник Екатерина Ивановна, доктор технических наук,
профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального
образования «Дальневосточный государственный аграрный университет», заведующая кафедрой технологии переработки продукции животноводства
Голуб Ольга Валентиновна, доктор технических наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой
промышленности», профессор кафедры товароведения и
управления качеством
Зориков Петр Семенович, доктор биологических наук,
профессор, Федеральное бюджетное учреждение науки
Горнотаёжная станция им. В.Л. Комарова Дальневосточного отделения Российской академии наук, директор
Ведущая организация:
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Кубанский государственный технологический университет»
Защита состоится 29 апреля 2014 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.056.16 при Дальневосточном федеральном университете по адресу:
690922, г. Владивосток, о. Русский, б. Аякс-10, корп. 24 (B), 10 этаж, зал заседаний диссертационных советов.
С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Дальневосточного
федерального университета по адресу: 690090, г. Владивосток, ул. Алеутская, 65-б.
Автореферат разослан «___» ___________ 2014 года.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
кандидат технических наук, доцент
Л.О. Коршенко
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
В настоящее время существует настоятельная потребность в разработке продуктов
питания функциональной направленности, которые имеют сбалансированный химический состав с учетом жировой фазы и при этом обогащены различными эссенциальными
пищевыми компонентами: аминокислотами, пищевыми волокнами, фенольными соединениями, витаминами, минеральными веществами и др. (Кочеткова, 1999; Тутельян и
др., 1999; Тутельян, 2009; Нечаев, 2000; Сарафанова, 2001; Нечаев и др., 2002; Тихомирова, 2002; Нечаев и др. 2003; Восканян и др., 2003; Гропянов, 2003; Жучков, 2003; Кулев, 2005; Павлова и др., 2005; Тырсин и др. 2005; Доронин и др., 2009).
Теоретико-методологические аспекты и основы практической реализации производства функциональных пищевых продуктов представлены в работах отечественных и
зарубежных ученых, таких как Кизеветтер И.В., Кочеткова А.А, Гернет М.В., Дунченко
Н.И., Доценко С.М., Тужилкин В.И., Нечаев А.П., Панфилов В.И., Шатнюк Л.Н., Шендеров Б.А., Шульгина Л.В., Савватеева Л.Ю., Спиричев В.Б., Хуршудян С.А., Campbell
M.F., Honikel K.O., Hopkins D.T., Johonson L.A., Kotter L., Mariott B. и др.
Научно-обоснованный качественный и количественный выбор обогащающих добавок с учетом фонового содержания биологически активных веществ позволяет моделировать многокомпонентные пищевые системы функционального назначения. На сегодняшний день в массовом употреблении наиболее широко представлены в рационах питания практически всех групп населения перспективные системные продукты с заданными свойствами. К ним относятся пищевые эмульсии, сбивные кондитерские изделия и
безалкогольные ароматизированные напитки. Данные виды продуктов, по структуре
представляющие собой эмульсии и пены, являются агрегативно-неустойчивыми системами, для их производства необходимо применение пищевых добавок, обладающих
свойствами поверхностно-активных веществ, в качестве которых в настоящее время, как
правило, используют синтетические составляющие или их смеси (компаунды), выполняющие одновременно роль текстурирующих агентов, вкусо-ароматических веществ и
других. Выбор отечественных натуральных (несинтетических) пищевых водорастворимых поверхностно-активных веществ с выраженными мицеллярными характеристиками
на сегодняшний день в пищевой промышленности ограничен.
В связи с ростом ряда хронических патологий (сердечнососудистых, желудочнокишечных, онкологических заболеваний, болезней обмена веществ и др.), способствующих снижению качества жизни, умственной и физической работоспособности человека,
большое внимание уделяется поиску и использованию различных пищевых ингредиен-
4
тов, восполняющих дефицит биологически активных веществ в организме человека. В
этом аспекте растительные тритерпеновые сапонины, образующие прочные комплексы с
холестерином и желчными кислотами, способные замедлять абсорбцию холестерина и
увеличивать его экскрецию в виде желчных кислот, а также обладающие свойствами высокомолекулярных поверхностно-активных веществ, могут являться перспективными
натуральными пищевыми добавками, которые обеспечивают необходимую заданную
консистенцию продуктов с эмульсионной и вспененной структурой, а также определяют
их физиологическую направленность (Oakenfull, 1981; Oakenfull, 1986; Oakenfull, Sidhu,
1990; Mitra, Dungan, 2001; Güçlü-Üstündag, Mazza, 2007). Так, сапонины коры дерева
Quillaja saponaria, произрастающего в засушливых районах Чили, официально разрешены к использованию в пищевой промышленности ряда стран. Они широко применяются
в качестве пищевых добавок (эмульгаторов, пенообразователей) при производстве
эмульсий, безалкогольных шипучих напитков, а также в роли солюбилизаторов для введения жирорастворимых микронутриентов в пищевые системы (Pat. JP 60166676; Pat. JP
59007106; Cheeke, 2000; Mitra, Dungan, 2000; Mitra, Dungan, 2001; Rao, Güçlü-Üstündag,
Mazza, 2007; Paria, 2009). В этом плане перспективным российским источником пищевых поверхностно-активных веществ (сапонинов) могут являться корни распространенного в России растения – мыльнянки (Saponaria officinalis L.).
Поэтому изучение строения и свойств сапонинов корней мыльнянки, вопросов
культивирования этого растения в условиях Приморского края России, решение проблемы комплексной переработки корней для расширения ассортимента высокоэффективных эмульгаторов, пенообразователей и солюбилизаторов и использование их в технологиях функциональных продуктов питания является актуальным.
Целью диссертационного исследования являлось научно-практическое обоснование технологии и комплексная оценка потребительских свойств функциональных пищевых продуктов с использованием сапонинов корней культивированной мыльнянки (Saponaria officinalis L).
Для реализации цели были поставлены следующие задачи:
– представить научно-теоретическое обоснование технологии функциональных
пищевых продуктов с использованием растительных сапонинов;
– на основании проведения интродукционных исследований (фенологических
наблюдений и биометрических учетов) экспериментально подтвердить возможность и
перспективность разведения махровой формы мыльнянки (Saponaria officinalis L.) в почвенно-климатических условиях Приморского края России; определить условия культи-
5
вирования, обеспечивающие максимальное накопление сапонинов в корнях растения;
– провести исследования токсичности и пищевой безопасности водных экстрактов
мыльнянки и сапонинов корней методами in vivo и биологического тестирования на инфузории Tetrahymena pyriformis;
– установить структуру тритерпеновых гликозидов корней культивированной
мыльнянки (S. officinalis);
– экспериментально изучить биологические и физиологические действия водных
экстрактов сапонинов корней мыльнянки (in vivo и in vitro) для обоснования использования их в технологиях функциональных пищевых продуктов;
– исследовать поверхностно-активные и технологические свойства сапонинсодержащих экстрактов корней мыльнянки для применения их в качестве пищевых поверхностно-активных веществ;
– обосновать рациональные параметры процессов гидромеханической обработки
и сушки корней мыльнянки; экстрагирования из них биологически активных веществ и
консервирования экстрактов с целью получения высокоэффективных сапонинсодержащих пищевых добавок длительного срока хранения;
– дать товароведную оценку качества сапонинсодержащих пищевых добавок по
комплексу органолептических, физико-химических и микробиологических показателей;
– разработать рецептуры и технологию эмульсионных продуктов, сбивных кондитерских изделий и ароматизированных безалкогольных напитков с использованием сапонинсодержащих пищевых добавок из корней мыльнянки в качестве эмульгаторов, пенообразователей и солюбилизаторов;
– провести комплексную оценку потребительских свойств функциональных пищевых продуктов с использованием сапонинсодержащих добавок из корней мыльнянки;
– разработать пакеты нормативной документации (ТУ, ТИ, СТО) на корни мыльнянки, сапонинсодержащие добавки и новые виды пищевых продуктов с их использованием; провести государственную регистрацию сапонинсодержащих пищевых добавок;
– апробировать технологию новых пищевых добавок и продуктов на промышленных технологических площадках; выпустить опытные партии; получить сертификаты
соответствия.
Основная часть работа была проведена в период 2001-2013 г.г. в научноисследовательских Лабораториях фундаментальных и прикладных проблем товароведения; функциональных пищевых товаров; аккредитованном Лабораторном испытательном комплексе ветеринарно-санитарной экспертизы; Инновационном технологическом
6
центре; на базе созданных по постановлению № 219 малых инновационных предприятий
ФГАОУ ВПО «Дальневосточный федеральный университет» в рамках выполнения тематик хоздоговорных работ и госбюджетных проектов по заказу Минобрнауки РФ.
Научная новизна работы.
Впервые показано, что растительные тритерпеновые сапонины культивированной
мыльнянки (S. officiinalis) махровой формы являются функциональными ингредиентами
в пищевых продуктах с агрегативно-неустойчивой структурой. Установлены две структуры тритерпеновых гликозидов махровой формы мыльнянки, которые являются бидесмозидами квиллаевой кислоты и имеют несущественные различия с доминирующим
гликозидом корней мыльнянки (S. officiinalis) обычной формы.
Научно обоснована возможность разведения мыльнянки (S. officiinalis) махровой
формы в почвенно-климатических условиях Приморского края России и установлены
сроки культивирования растения, обеспечивающие максимальное накопление корневой
массы и сапонинов.
Впервые научно подтверждено использование экстрактов мыльнянки махровой
формы в качестве высокоэффективных пищевых эмульгаторов, пенообразователей и солюбилизаторов на основании их физико-химических и технологических свойств.
Впервые выявлены гиполипидемическое, иммуномодулирующее, антиоксидантное и антирадикальное действия сапонинсодержащих экстрактов мыльнянки махровой
формы, которые позволяют обоснованно использовать эти экстракты в технологиях
функциональных пищевых продуктов.
Научно обоснованы методологические подходы к получению пищевых добавок из
корней мыльнянки с максимальным извлечением сапонинов и сохранением их технологических свойств.
Научно обоснованы рациональные параметры технологий функциональных пищевых продуктов с агрегативно-неустойчивой структурой – эмульсионных продуктов,
сбивных кондитерских изделий и ароматизированных безалкогольных напитков с использованием сапонинсодержащих пищевых добавок из корней мыльнянки.
Основные положения, выносимые на защиту:
– научно-теоретическое и практическое обоснование технологии функциональных
пищевых продуктов с использованием сапонинов мыльнянки (S. officiinalis) махровой
формы;
– научное обоснование культивирования мыльнянки (S. officiinalis) махровой
формы в почвенно-климатических условиях Приморского края России, обеспечивающее
7
максимальное накопление сапонинов;
– методология получения промышленных пищевых сапонинсодержащих добавок
из корней культивированной мыльнянки с высокоэффективными поверхностноактивными характеристиками;
– структура и свойства сапонинов корней культивированной мыльнянки (S.
officiinalis) махровой формы;
– совокупность данных, обуславливающих технологии пищевых продуктов с агрегативно-неустойчивой структурой при использовании пищевых добавок из корней
мыльнянки в качестве эмульгаторов, пенообразователей и солюбилизирующих агентов.
Практическая значимость работы.
Экспериментально установлены рациональные технологические режимы комплексной переработки корней культивированной мыльнянки (S. officiinalis) для получения пищевых сапонинсодержащих добавок (концентрированный и сухой экстракты) с
длительными сроками хранения (ТУ 9372-001-68551160-2013 «Корень мыльный красный Saponaria officinalis L. высушенный»; ТУ 9145-002-02068634-2013 «Экстракт из
красного мыльного корня Saponaria officinalis L. сапонинсодержащий сухой»; СТО 914504-48025819-2013 «Экстракт из красного мыльного корня Saponaria officinalis L. сапонинсодержащий сухой»; ТУ 9145-001-02068634-2013 «Экстракт из красного мыльного
корня Saponaria officinalis L. сапонинсодержащий концентрированный»; СТО 9145-0348025819-2013 «Экстракт из красного мыльного корня Saponaria officinalis L. сапонинсодержащий концентрированный»).
С использованием эмульгатора из корней мыльнянки разработаны рецептуры и
технологические схемы производства устойчивых эмульсий – низкокалорийные соусы
майонезные, пасты эмульсионные закусочные и десертные, кремы кондитерские (СТО
9143-003-52110330-2013 «Соусы майонезные низкокалорийные «Здоровье»»; СТО 9120006-52110330-2013 «Пасты десертные»; СТО 9140-005-52110330-2013 «Пасты закусочные»; СТО 9140-007-52110330-2013 «Кремы кондитерские»). С использованием пенообразователя из корней культивированной мыльнянки получены сбивные кондитерские
изделия (пастила, зефир, сбивные массы для конфет типа «Птичье молоко») с высокими
органолептическими показателями (СТО 9128-009-52110330-2013 «Изделия кондитерские сбивные»). Разработана технология ароматизированных безалкогольных напитков
«Водолей», «Крепкий орешек» и «Ритм», полученных на основе композиций из дикорастущих растений Дальнего Востока и сапонинсодержащих экстрактов корней мыльнянки
в качестве солюбилизатора (СТО 9185-008-52110330-2013 «Напитки безалкогольные на
8
основе растительных экстрактов»).
Проведена санитарно-эпидемиологическая экспертиза технических условий, получены заключения ФБУЗ Федерального центра гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора (№ 10-1ФЦ/3223 и № 10-1ФЦ/3224 от 24.07.2013г.) об их соответствии Единым
санитарно-эпидемиологическим и гигиеническим требованиям к товарам, подлежащим
санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю). Федеральной службой по надзору
в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным
санитарным врачом РФ Онищенко Г.Г. осуществлена регистрация пищевых добавок
(разрешены для производства, реализации и использования в пищевой промышленности
в качестве эмульгаторов и пенообразователей) и выданы свидетельства о государственной регистрации пищевых добавок:
– «Экстракт из красного мыльного корня SAPONARIA OFFICINALIS L. сапонинсодержащий концентрированный» (№ RU.77.99.88.009.Е006780.08.13 от 21.08.2013г.);
– «Экстракт из красного мыльного корня SAPONARIA OFFICINALIS L. сапонинсодержащий сухой» (№ RU.77.99.88.009.Е006781.08.13 от 21.08.2013г.).
Выпущены опытные партии сапонинсодержащих добавок (концентрированный и
сухой экстракты) из корней культивированной мыльнянки (S. officinalis) на базе технологической площадки ООО Научно-производственной фирмы «Алтайский букет» (г. Барнаул). Новые виды пищевых продуктов прошли производственную апробацию на базе
ООО НПФ «Алтайский букет» (г. Барнаул) и ООО «Торговый центр Арника» (г. Владивосток); получены сертификаты соответствия (ООО «ДВ-ЭКСПЕРТ», г. Владивосток).
Результаты диссертационных исследований внедрены в учебный процесс ФГАОУ
ВПО ДВФУ специальностей 080401.65 «Товароведение и экспертиза товаров»,
260501.65 «Технология продуктов общественного питания» и бакалавриата по направлениям подготовки 100800.62 «Товароведение», 260100.62 «Продукты питания из растительного сырья», 260800.62 «Технология продукции и организация общественного питания». Материалы диссертации были использованы при подготовке учебного пособия
«Эмульсионные соусы на основе растительных масел» (Юдина, Черевач и др., 2011).
Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы в период с
2001 по 2013 гг. были представлены на Международных, Всероссийских и Региональных
научно-практических конференциях и симпозиумах.
Публикации результатов работы. По материалам диссертации опубликовано 82
печатных работы, в том числе 2 монографии, 32 статьи в периодических изданиях, рекомендуемых ВАК РФ; получено в соавторстве 18 патентов РФ.
9
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, теоретического обобщения литературных источников и патентной литературы, 6 глав собственных исследований, выводов, списка литературы (197 отечественных и 103 иностранных источника). Содержание диссертации изложено на 362 страницах основного
текста, включающего 57 таблиц, 54 рисунка и 10 приложений.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность работы и сформулированы цель и задачи
исследований.
В главе 1 представлен обзор литературных данных, доказывающий перспективность использования растительных сапонинов в качестве полифункциональных пищевых добавок, формирующих структуру пищевых продуктов и необходимость комплексного подхода к технологии сапонинсодержащих добавок.
В главе 2 определены объекты, задачи и методология исследований. Объектами
исследования являлись корни мыльнянки (Saponaria officinalis L.) (красный мыльный
корень) махровой формы, культивированные на ГНУ «Плодово-ягодная опытная станция» (г. Владивосток) в 2002-2005 гг.; водные сапонинсодержащие экстракты корней
мыльнянки; комплексный эмульгатор-стабилизатор, содержащий экстракт корней мыльнянки и продукт переработки бурых водорослей (Laminaria japonica) – биогель ламиналь
(энтеросорбент); пищевые сапонинсодержащие добавки (концентрированный и сухой
экстракты); опытные образцы функциональных пищевых продуктов, полученные с использованием экстрактов корней мыльнянки (эмульсионная продукция; сбивные кондитерские изделия; безалкогольные ароматизированные напитки).
В работе использовали современные общепринятые и специальные методы исследования – микробиологические, медико-биологические, патогистологические, биохимические, физико-химические, в том числе хроматографические (тонкослойная (ТСХ), газо-жидкостная (ГЖХ) и высокоэффективная жидкостная хроматографии (ВЭЖХ)); колориметрические, капиллярный электрофорез, метод флуоресцентных зондов, а также
методы масс-спектрометрии (ESI-MS и MALDI-TOF), ЯМР-спектроскопии; спектрофотометрии, атомно-абсорбционной спектроскопии. Качество сырья, сапонинсодержащих
добавок и опытных образцов пищевых продуктов оценивали общепринятыми стандартными методами. Статистическую обработку и визуализацию экспериментальных данных
проводили с использованием компьютерных программ Statistica 6.0; MicroCAL Origin 7.5
Pro; MathCAD.
Общая схема исследований представлена на рисунке 1.
10
Научно-теоретическое обоснование технологии функциональных пищевых продуктов с использованием растительных сапонинов
Современные подходы к оценке
потребительских свойств пищевых продуктов
Особенности строения и
свойств растительных сапонинов
Современные методы выделения
биологически активных веществ из
растительного сырья
Технологические особенности пищевых продуктов с агрегативнонеустойчивой структурой
Проведение экспериментальных исследований
Экспериментальное обоснование использования сапонинов корней культивированной мыльнянки (Saponaria officinalis L.) для высокотехнологичных функциональных пищевых продуктов
Культивирование мыльнянки (Saponaria officinalis L.) в почвенноклиматических условиях Приморского
края
Изучение пищевой
безопасности сапонинов мыльнянки
Установление структуры
сапонинов корней – тритерпеновых гликозидов
Исследование биологического действия экстрактов мыльнянки
Исследование физико-химических
свойств сапонинсодержащих экстрактов
из корней мыльнянки
Солюбилизационный потенциал
Эмульгирующая
способность
Пенообразующие свойства
Разработка научно-практических
основ технологии сапонинсодержащих экстрактов из корней
культивированной мыльнянки
(концентрированный экстракт и
сухой экстракт)
Разработка методических рекомендаций по приготовлению рабочих
концентраций экстрактов
Разработка технологии продуктов питания с использованием сапонинсодержащих пищевых добавок из корней мыльнянки
Низкокалорийная эмульсионная продукция
Сбивные кондитерские изделия
Безалкогольные ароматизированные напитки
Комплексная оценка потребительских свойств функциональных пищевых продуктов с использованием сапонинсодержащих добавок из корней мыльнянки
Практическое подтверждение полученных результатов
Разработка и согласование технической документации, получение патентов РФ, свидетельств о государственной регистрации пищевых сапонинсодержащих добавок, апробация
разработанных технологий, акты выработки опытных партий продуктов, сертификация
Рисунок 1 – Общая схема исследований
11
В главе 3 представлено экспериментальное обоснование использования сапонинов
корней культивированной мыльнянки махровой формы для высокотехнологичных
функциональных пищевых продуктов.
Для обоснования сроков культивирования мыльнянки проводили фенологические наблюдения и изучали динамику накопления сапонинов в корнях растения (таблица 1).
Таблица 1 – Влияние сроков вегетации на биометрические характеристики
культивированной мыльнянки махровой формы и содержание сапонинов в корнях
Показатель
Высота растения, см
Цветение
Плодоношение
Масса корневой системы см2, кг
Длина корней, см
Диаметр корней, мм
Плотность корней (объёмно-весовой
метод), кг/м3
Влажность корней, %
Содержание сапонинов в корнях, %
Срок вегетации растения, год
первый
второй
третий
20-25
55-75
50-75
июль
отсутствует
0,4
1,0
1,2
7-20
10-35
8-40
3-4
5-10
5-7
(75% корней)
(52% корней)
(60% корней)
456
-
69,8 -73,0
30-32
35
Как видно из таблицы 1, наиболее активный рост корневой системы мыльнянки происходил в течение второго года вегетации (урожайность составила 10т/га); к концу 3-го года
общая масса корней увеличивалась незначительно, и из-за сильного разрастания корневой
системы часть корней оставалась между гребнями, что значительно затрудняло заготовку
сырья. Результаты исследования динамики накопления сапонинов в корнях растения также
свидетельствуют о целесообразности сокращения срока культивирования махровой формы
мыльнянки до 2-х лет.
Учитывая то, что в пищевой промышленности используют водные сапонинсодержащие экстракты (варка корней при 100оС при гидромодуле 1:20 до содержания экстрактивных веществ 9-11%), представлялось необходимым изучить качественный и количественный состав водных экстрактов из корней мыльнянки, а также их биологическое действие
(на примере гемолитической активности) в зависимости от фенологического цикла развития
растений (фаза бутонизации (июль) или фаза плодоношения (сентябрь)).
Результаты экспериментальных исследований представлены на рисунке 2 и в таблице 2.
80
70
60
50
40
30
20
10
0
73,1
66,6
58,6
ЭММ (фаза
бутонизации)
ЭММ (фаза
плодоношения)
Содержание
полисахаридов, %
Содержание сапонинов, %
12
15
16
14
12
10
8
6
4
2
0
9,1
4,6
ЭММ (фаза
бутонизации)
ЭМО (фаза
плодоношения)
ЭММ (фаза
плодоношения)
ЭМО (фаза
плодоношения)
ЭММ – экстракт мыльнянки (махровая форма); ЭМО – экстракт мыльнянки (обычная форма)
Рисунок 2 – Зависимость содержания сапонинов и полисахаридов в водных экстрактах корней
от фазы вегетации и вида мыльнянки
Таблица 2 – Зависимость гемолитической активности водных экстрактов корней мыльнянки
различных форм от фазы вегетации растения
Наименование экстракта
корней мыльнянки (обычная форма)
корней мыльнянки (махровая форма)
корней мыльнянки (махровая форма)
Фаза вегетации
Фаза плодоношения
Фаза бутонизации
Гемолитическая активность,
ДК50 мкг/мл
250
250
50
ДК50 -гемолитическая активность – концентрация, необходимая для достижения 50% лизиса эритроцитов
Установлено, что в водных экстрактах культивированной мыльнянки значительную
долю составляют сапонины; при этом фаза вегетации растения не оказывает существенного
влияния на их содержание (66,6-73,1%). Следует отметить, что в целом фракция полисахаридов в этих экстрактах представлена не значительно по сравнению с их содержанием в
экстракте, полученном из корней обычной формы растения (см. рисунок 2). Полученные
данные свидетельствуют также о том, что с увеличением возраста растения повышается доля полисахаридов и снижается содержание сапонинов в экстрактах. Анализ биологической
активности экстрактов свидетельствует о том, что фаза вегетации мыльнянки оказывает существенное влияние на степень их токсичности. Так, концентрация сапонинов, которая
необходима для достижения 50% лизиса эритроцитов крови, для экстрактов из культивированных корней, заготовленных в июле, значительно ниже, чем для исследуемых экстрактов,
полученных из корней, собранных в сентябре, что, по-видимому, связано со значительным
содержанием низкополярных токсичных сапонинов в корнях летнего сбора.
По результатам полученных экспериментальных данных подтверждена возможность
и
перспективность
культивирования
мыльнянки
махровой
формы
в
почвенно-
климатических условиях Приморского края в качестве перспективного источника сапонинов. Обоснован оптимальный срок разведения – 2 года, обеспечивающий высокую урожайность и накопление значительного количества сапонинов в корнях растения, а также пока-
13
зано, что для использования в пищевой промышленности необходимо проводить заготовку
корней осенью, так как сапонины в фазу плодоношения обладают низкой токсичностью.
Для обоснования использования сапонинсодержащих экстрактов из корней культивированной мыльнянки в качестве пищевых добавок необходимо было установить их предельно-допустимые концентрации (в эксперименте in vivo), безопасные для организма человека, а также провести исследование пищевой безопасности доминирующей фракции
сапонинов корней мыльнянки – тритерпеновых гликозидов путем изучения их действия на
живую клетку в тест-культуре Tetrahymena pyriformis.
В эксперименте на мышах устанавливали острую токсичность сапонинсодержащего
водного экстракта из корней культивированной мыльнянки (с содержанием сухих веществ
7%); для этого после однократного введения возрастающих доз экстрактов (0,1-0,5 мл/20 г
массы тела мыши) определяли среднюю летальную дозу (LD50), от которой через 24 часа
погибало 50% животных. Было показано, что введение даже максимальной физиологически
возможной дозы экстракта мыльного корня не вызвало гибели животных в течение 21 суток. Клинический осмотр животных в течение всего срока наблюдения не выявил существенных изменений их общего состояния, координации движений, рефлексов, массы тела;
отсутствовали признаки угнетения дыхания. Было установлено, что экстракт из корней махровой формы мыльнянки в дозе 1,75 г/кг веса не обладает токсичностью и в соответствии с
классификацией токсичности лекарственных препаратов он может быть отнесен к группе
малотоксичных веществ (LD50 перорально > 1500 мг/кг) (Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ, 2000).
Оценку хронической (подострой токсичности) экстракта мыльного корня проводили
на крысах в течение 30 дней. В опытной группе не было отмечено ухудшения внешнего вида животных, их двигательной активности, снижения массы тела. Биохимические показатели плазмы крови крыс и показатели периферической крови оставались в пределах нормы.
После декапитации экспериментальных животных определяли массу внутренних органов,
являющуюся высокоинформативным тестом при различных неблагоприятных воздействиях, а также проводили патогистологические исследования. Было установлено, что внутренние органы опытных животных не имели видимых изменений; достоверных отклонений
массы внутренних органов и изменения их гистологического строению не наблюдалось.
Полученные результаты позволили исключить токсическое действие водного экстракта
корней культивированной мыльнянки с содержанием сухих веществ 7% на организм экспериментальных животных в подостром опыте.
14
Результаты исследования влияния сапонинов культивированной мыльнянки на инфузорию T. pyriformis свидетельствуют о том, что токсичность сапонинов имела концентрационную зависимость – при концентрации 10-5 мг/мл сапонины обладали токсичностью, поскольку гибель клеток наблюдалась в течение первых суток культивирования, в то время
как при низких концентрациях (10-0,1 мкг/мл) проявлялся накопительный токсический эффект – 50%-ая гибель клеток наступала в течение 3-4 суток. Медленное повреждение жизненных функций при высоких концентрациях (5-1 мг/мл) указывает на слабую токсическую
активность сапонинов по отношению к клеткам инфузории.
Было установлено, что в водной среде с казеином (0,02%) или в присутствии белков
питательной среды (пептон 1,0%; казеин 0,02%) сапонины теряли свою токсичность. При
этом даже высокие концентрации сапонинов (5-1 мг/мл) не вызывали гибели клеток (рисунок 3).
160
Рост клеток, шт
Рост клеток, шт
120
140
100
120
80
100
60
80
60
40
40
20
20
0
0
1
2
3
4
Сутки
5
А
1
2
3
4
Сутки
5
В
◆ – 5 мг/мл; ■ – 1 мг/мл; ▲ – 100 мкг/мл; х – 10 мкг/мл; ж – 1 мкг/мл; ● – 0,1 мкг/мл;
+ – контроль (без внесения в культуру сапонинов)
Рисунок 3 – Влияние концентрации сапонинов мыльнянки на рост клеток культуры T. pyriformis в
присутствии казеина (А); белков питательной среды (В)
Наблюдаемый эффект ингибирования токсичности, по-видимому, вызван взаимодействием сапонинов с присутствующими в системе белками, так как известна способность сапонинов образовывать прочные высокомолекулярные комплексы с казеином за счет имеющихся в структуре различных гидрофобных и гидрофильных фрагментов (Potter, JimenezFlores et al., 1993).
По результатам исследований установлено, что доминирующие сапонины корней
мыльнянки махровой формы обладают слабым токсическим эффектом на клетки инфузории
T. pyriformis. Отсутствие мутагенных свойств и потеря токсического действия на живую
клетку в присутствии белка свидетельствуют о пищевой безопасности исследуемых сапонинов и подтверждают возможность их использования в качестве пищевых добавок для
производства продуктов питания.
15
Следующим этапом работы являлось установление структуры доминирующих сапонинов корней культивированной мыльнянки – тритерпеновых гликозидов. Для выделения
полярных гликозидов была использована батарейная экстракция водой при 80оС в течение
40 минут. Согласно результатам обратно-фазной ВЭЖХ в водном экстракте корней доминирующими являются два гликозида, содержание которых составляет 67% от суммы всех
гликозидов (рисунок 4А). Остальные гликозиды присутствуют в минорных количествах.
Рисунок 4 – Хроматограммы водного экстракта корней мыльнянки (А) и суммы индивидуальных
гликозидов (Б) (ВЭЖХ, колонка «ODSC-18» , подвижная фаза 30-60% CH3CN -0,1% TFA в H2O;
B-70% CH3OH -0,1% TFA в H2O 1,0 мл/мин; Agelent 2100, США)
В результате дальнейшей очистки были выделены два гликозида, чистота которых
подтверждена методами ВЭЖХ и ТСХ (рисунок 4Б, 5Б).
А
Б
Рисунок 5 – Хроматограммы водного экстракта корней
мыльнянки (А) и индивидуальных
гликозидов (Б) (ТСХ, Sorbfil, Россия; система
бутанол: метанол: уксусная кислота: вода – 5:6:0,2:1 об/об;
проявление – серная кислота, Т=180 оС)
Методами масс-спектрометрии и ЯМР-спектроскопии установлено, что оба гликозида являются бидесмозидами квиллаевой кислоты, содержащими девять моносахаридных
остатков, и различаются составом входящих моносахаридов. Гликозиды, несмотря на общие структурные фрагменты, отличаются строением углеводных цепей от доминирующего
гликозида корней обычной формы растения – сапонариозида А. Так, помимо общих моносахаридов – фукозы, хиновозы, ксилозы, галактозы и глюкуроновой кислоты, в составе исследуемых гликозидов дополнительно обнаружены арабиноза и глюкоза.
Известно, что структура растительных сапонинов определяет широкий спектр их
биологических и физиологических действий на организм человека (Сергеев и др., 2004;
Katayama et al., 2006;. Güçlü-Üstündag, Mazza, 2007; Hong-Xiang Suna et al., 2009). Особое
значение заключается в их способности образовывать прочные комплексы с холестерином и
16
желчными кислотами, замедлять абсорбцию холестерина из тонкого кишечника и увеличивать его экскрецию в виде желчных кислот (Oakenful, Shidhu, 1990; Rao, Gurfinkel, 2000;
Francis et al., 2002; Güçlü-Üstündag, Mazza, 2007; Man et al., 2010). Поэтому в последнее
время сапонины приобретают особую привлекательность при производстве функциональных продуктов питания в качестве пищевых добавок, способствующих профилактике различных заболеваний, а также обладающих противомикробными и антифунгицидными действиями (Pat. CN 101361568; Pat. KR 20050045980).
В работе в эксперименте in vivo изучали гиполипидемическое действие водных экстрактов культивированной мыльнянки, и методами in vitro – иммуностимулирующую активность доминирующих гликозидов корней. Так же исследовали антиокислительную и антирадикальную активности водных экстрактов, которые проявлялись за счет присутствующих в экстрактах корней фенольных соединений (1,0-1,5%).
Гиполипидемическое действие водных экстрактов культивированной мыльнянки и
комплексного эмульгатора-стабилизатора изучали на группах крыс в течение трех недель в
модели экспериментальной гиперлипопротеинемии. Показано, что добавление сапонинсодержащих экстрактов и энтеросорбентов в пищевой рацион животных с гиперлипопротеинемией оказывало благоприятное влияние на биохимические параметры сыворотки крови и
морфологические показатели печени, а также способствовало улучшению функции антиоксидантной системы и антирадикальной активности. Значительно улучшилось состояния липидного фона крови, которое проявилось в снижении содержания холестерина липопротеидов низкой плотности и увеличении уровня холестерина липопротеидов высокой плотности (что привело к статистически достоверному снижению коэффициента атерогенности в
4,2 раза). В липидных экстрактах гомогенатов печени подопытных животных была отмечена нормализация перекисного окисления липидов по показателям диеновых конъюгатов,
малонового диальдегида и оснований Шиффа; показатель антирадикальной активности достоверно увеличился на 29%.
При исследовании физиологического действия по показателям иммуностимулирующей активности было выявлено дифференцированное влияние тритерпеновых гликозидов
мыльнянки на спонтанную индукцию цитокинов в культуре интактных клеток периферической крови доноров, которое выражалось в стимулировании продукции цитокинов, секретируемых Тх1 типа (TNF  , IL-6 и IL-1  – противовоспалительные), коррелирующей с
увеличением концентрации гликозида в культуре, и в ингибировании провоспалительной
17
продукции (INF  и IL-4), независимо от концентрации гликозида (рисунок 6).
Содержание цитокинов,
пг/мл
400
350
300
250
Контроль
200
0,1 мкг/мл
150
1,0 мкг/мл
100
10,0 мкг/мл
50
0
TNF-α
IL-6
IL-1β
INF-γ
IL-4
контроль – продукция цитокинов в культуре клеток периферической крови, не обработанных сапонинами
Рисунок 6 – Влияние различных доз тритерпеновых гликозидов мыльнянки на индукцию цитокинов
интактными клетками периферической крови
Усиление продукции цитокинов, секретируемых Тх1 типа и результаты стимулирующего влияния на созревание дендритных клеток свидетельствуют о преимущественной
стимуляции иммунного ответа клеточного типа, что имеет важнейшее значение в реализации механизмов стимулирующего влияния сапонинов культивированной мыльнянки
на факторы врожденного иммунитета.
Антирадикальную и антиокислительную активности экстрактов мыльнянки оценивали по их способности «гасить» радикал дифенилпикрилгидрозила и тормозить реакцию
термического окисления ленитола соответственно. Установлено, что содержание активных
веществ, способных «гасить» свободный радикал (в расчете на галловую кислоту) составило 4∙10-3 %; а содержание веществ, способных предотвращать окисление липидов, в пересчете на кверцетин – 6,3∙10-3%. Добавление в исследуемую среду этилацетатного ленитола
экстракта мыльнянки снижало начальную скорость окисления липидов в 2,5-3 раза.
На основании полученных данных установлены иммуномодулирующий дозозависимой эффект тритерпеновых гликозидов культивированной мыльнянки в отношении продукции основных про- и противовоспалительных цитокинов; а также гиполипидемическое
действие, антирадикальная и антиоксидантная активности экстрактов мыльнянки, что позволяет рекомендовать их к использованию в производстве функциональных продуктов питания для профилактики различных заболеваний и обосновывает возможность применения
в качестве натуральной пищевой добавки для увеличения сроков хранения пищевых продуктов.
Для исследования поверхностно-активных и технологических свойств сапонинсодержащих экстрактов из корней, собранных в основной период накопления сапонинов (фазу
плодоношения), определяли значения показателей поверхностной активности, критической
18
концентрации мицеллообразования (ККМ), а также их пенообразующие, эмульгирующие
свойства и солюбилизационную емкость (Сем).
Поверхностную активность экстрактов определяли методом подсчета капель (Практикум…, 1993); ККМ – методом флуоресцентных зондов, основанным на встраивании флуоресцирующей метки (ANS – 8-анилиннафтолсульфокислоты) в образованные мицеллы
(Добрецов, Владимиров, 1980).
Изотерма поверхностного натяжения представлена на рисунке 7; влияние концентра-
70
Флуоресценция, 540 нм
Поверхностное натяжение, нМ/м
ции сухих веществ экстракта на встраивание зонда показано на рисунке 8.
68
66
64
62
60
700
600
500
400
300
200
100
58
0
56
0,1
0,32
0,45
1,7
6
8
Концентрация экстракта, Lg C,%
10
Рисунок 7 – Изотерма поверхностного
натяжения экстракта корней мыльнянки
0
1
2
3
4
5
6
7
Концентрация экстракта, мг/мл
Рисунок 8 – Величина ККМ экстракта корней
мыльнянки
Характер кривой поверхностного натяжения свидетельствует о высокой межфазной
активности экстракта корней культивированной мыльнянки, так как наблюдается резкое
снижение поверхностного натяжения на границе раздела фаз в области начальных концентраций, а в дальнейшем – с увеличением концентрации – минимальное снижение поверхностного натяжения до величины 55-58 мН/м. Наблюдаемая зависимость – переход через
минимум, по-видимому, обусловлена присутствием незначительных концентраций сапонинов, обладающих более высокой степенью связывания с межфазной поверхностью, что было показано методами капиллярного электрофореза – сапонины корней мыльнянки представляют собой сложную гетерогенную смесь веществ, отличающихся различной степенью
полярности. Возрастание флуоресценции, свидетельствующее о начале формирования мицелл в водном экстракте, наблюдалось при концентрации 1,24 мг/мл. Наклон кривых флуоресценции, определяемый количеством включенного зонда, указывает на способность сапонинов мыльнянки махровой формы образовывать мицеллы большой степени гидрофобности.
Результаты исследования пенообразующих свойств по показателям пенообразующей
способности и устойчивости пены в зависимости от концентрации сухих веществ, присут-
19
500
Устойчивость пены, %
Пенообразующая способность, %
ствующих в экстрактах мыльнянки, представлены на рисунке 9.
450
400
350
300
250
200
0
2
4
6
8
10
12
104
102
100
98
96
94
92
90
0
14
2
4
Массовая доля сухих веществ, %
6
8
10
12
14
Массовая доля сухих веществ, %
Рисунок 9 – Зависимость пенообразующей способности и устойчивости пены от концентрации
сухих веществ, присутствующих в экстрактах корней мыльнянки
Установлено, что экстракты способны образовывать обильную пену, высота и стабильность которой находится в линейной зависимости до определенных значений сухих
веществ – 10-12%, свыше которых происходит «гашение» пены. Пенообразующая способность (Пс) экстракта при этом составила 450-480%, устойчивость пены (Уп) достигла 100%.
Изучение влияния основных технологических факторов производства – скорости
оборотов и времени взбивания на пенообразующие свойства экстрактов мыльного корня
показало, что он проявлял наибольшие пенообразующие свойства при скорости гомогенизации 600 об/мин; образование обильной и устойчивой пены наблюдалось в течение 10-25
мин. Скорость гомогенизации свыше 1000 об/мин и время более 25 минут приводило к «гашению» пены.
Изучение эмульгирующих свойств экстрактов показало, что они образуют мелкодисперсные и однородные эмульсии со средним размером частиц 4-9 мкм, стойкость которых
линейно возрастала с увеличением массовой доли сухих веществ (рисунок 10). Максимальное значение стойкости эмульсии (СЭ) (95-100%) соответствовало экстрактам с массовой
долей сухих веществ от 6 до 8%. Точка инверсии также находилась в пропорциональной за-
Точка инверсии, мл
Стойкость эмульсии, %
висимости от массовой доли сухих веществ (рисунок 11).
100
80
60
120
100
80
60
40
20
1
2
3
4
5 6 7 8 9 10 11 12
Массовая доля сухих вецеств, %
Рисунок 10 – Зависимость стойкости эмульсий
от концентрации сухих веществ экстрактов
корней мыльнянки
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Массовая доля сухих веществ, %
Рисунок 11 – Точка инверсии для экстрактов
корней мыльнянки
20
Для определения солюбилизационной емкости экстрактов была изучена кинетика
равновесного растворения гидрофобного красителя («Судан III», Индия) в мицеллярных
растворах сапонинов мыльнянки (рисунок 12).
Характер изотермы солюбилиза-
0,5
ции свидетельствует о том, что начало
Оптическая плотность, 540
нм
0,6
0,4
0,3
растворения красителя наблюдается при
0,2
концентрации экстракта выше значения
0,1
1,24 мг/мл – величины критической кон-
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Массовая доля сухих веществ, %
Рисунок 12 – Изотерма солюбилизации
гидрофобного красителя в мицеллах сапонинов
корней мыльнянки
центрации мицеллообразования, установленной для экстракта корней махровой
формы культивированной мыльнянки.
Дальнейшее повышение концентрации сухих веществ экстракта до 5% приводит к линейному увеличению растворимости красителя, что обусловлено, по-видимому, возрастанием
степени агрегации образованных сапонинами мицелл; при более высоких концентрациях
солюбилизационная способность мицелл снижалась.
Результаты изучения динамики равновесного растворения гидрофобного красителя
свидетельствуют о том, что процесс солюбилизации мицеллами сапонинов является длительным – 48 часов при температуре 24оС. Поэтому была исследована возможность ускорения данного процесса с помощью температуры и ультразвукового воздействия (рисунок 13).
Из представленных данных следует, что воздействие ультразвуковых колебаний сопровождается наиболее существенным изменением солюбилизационной эффективности сапонинов, поскольку оно приводит к значительному сокращению времени достижения солюбилизационного равновесия (до 3-х часов) и максимальному увеличению Сем сапонинов
Оптическая плотность, 540 Нм
(в 13 раз), по сравнению с солюбилизацией при температуре 24 °С.
При повышении температуры до 50°С
3
2,5
характер растворения красителя практи-
2
чески не меняется; при температурах 70
1,5
и 80°С наблюдается увеличение солю-
1
билизационной емкости мицелл сапо-
0,5
0
1
2
3 Время, час 4
■ - 24°С, ▲- 37°С, ◆ - 50°С, х – 70 °С, ж – 80°С, ● - ультразвук
Рисунок 13 –Влияние температуры и
ультразвука на растворение гидрофобного красителя
в мицеллах сапонинов корней S. оfficinalis
нинов в 3 и 7 раз по сравнению с температурой 24°С, что по-видимому, связано
с увеличению агрегационного числа об-
21
разованных мицелл. Однако длительное воздействие высоких температур приводит к снижению растворения красителя, что обусловлено структурным изменением мицеллярных агрегатов сапонинов при высоких температурах. Полученные результаты согласуются с литературными данными о том, что размер мицелл структурно родственных сапонинов коры
дерева Quillaja saponaria незначительно изменяется с повышением температуры от 24 до
40°С, т.к. гидродинамический радиус мицелл увеличивается с 3,4 до 5,8 нм (Mitra, Dungan,
1997).
В результате проведенных исследований доказаны высокие поверхностно-активные и
технологические свойства сапонинсодержащих экстрактов махровой формы культивированной мыльнянки. Установлено, что сапонины корней проявляют характерную для всех
ПАВ линейную зависимость пенообразующих, эмульгирующих свойств и растворимости
гидрофобного вещества от концентрации сухих веществ. Максимально высокие технологические свойства для экстрактов мыльнянки были установлены при следующих концентрациях сухих веществ: пенообразующие свойства –10-12%; эмульгирующие свойства – 6-8%;
солюбилизирующая емкость – 5%. Полученные данные подтверждают возможность использования сапонинсодержащих экстрактов мыльнянки в технологиях пищевых продуктов
с агрегативно-неустойчивой структурой в качестве высокоэффективных пенообразователей,
эмульгаторов и солюбилизаторов.
В главе 4 представлены научно-практические основы технологии сапонинсодержащих
экстрактов из корней культивированной мыльнянки, обеспечивающие максимальное извлечение сапонинов и сохранение их технологических свойств.
На данном этапе работы необходимо было определить рациональные параметры
технологии гидромеханической обработки и сушки мыльного корня, экстракции сапонинов
из корней и консервирования экстрактов с целью получения высокоэффективных пищевых
добавок длительного срока хранения – концентрированный и сухой экстракты.
Высокая степень разветвленности корней, обусловленная ботаническими особенностями (наличие множества мелких боковых отростков длиной от 10 до35 см, а также большой разброс диаметров корней (1-10 мм) создают определенные трудности при реализации
технологических процессов их обработки, заключающиеся в необходимости удаления из
межкорневого пространства большого количества грунта, содержащего высокое количество
гнилостной микрофлоры, а также увеличения площади контакта, необходимой для оптимизации массообменных процессов.
Для увеличения эффективности сушки корней и процесса экстрагирования были про-
22
ведены исследования влияния диаметра (1-10 мм) и длины (5, 10, 15 мм) корней мыльнянки
на величину удельной площади поверхности. В результате было установлено, что оптимальный размер частиц корней диаметром от 1 до 5 мм составил 5 мм; корни диаметром
свыше 5 мм целесообразно подвергать дроблению (отделение коры от стержня), что позволит увеличить развитую поверхность контакта сырья с сушильным агентом/экстрагентом в
2,1 раза.
На основании полученных данных была разработана инженерная установка для гидромеханической обработки корней (патент РФ на полезную модель №64746), предусматривающая стадии многократного их промывания от балластных веществ (грунта и др.) прошедшей фильтрацию и стерилизацию водой (температура 45ºС; гидромодуль вода:корни –
4:1), измельчение корней (в зависимости от диаметра) на разработанном нами дисковом измельчителе (патент РФ на полезную модель №100734) или вальцовой дробилке до заданного размера и удаление поверхностной влаги на наклонном сетчатом транспортере.
Следующим этапом работы являлось определение рациональных режимов сушки
корней, предусматривающих получение сухого сырья с сохранением его исходных свойств
и химического состава, а также обладающего способностью к длительному хранению без
потери товарного качества.
Учитывая климатические особенности Приморского края, осуществлять сушку корней культивированной мыльнянки в естественных условиях (на открытом воздухе) не целесообразно. Для интенсификации процесса сушки использовали модернизированную экономичную сушильную установку конвективного типа «Конвекс»-I, 28/220, в которой предусмотрено интенсивное зигзагообразное принудительное циркулирование сушильного агента (нагретый воздух) относительно продукта (метод активного вентилирования).
В процессе сушки изучали влияние температуры и скорости сушильного агента, а
также степени измельчения сырья на процесс обезвоживания корней (до достижения влажности не более 10%). Температуру сушильного агента варьировали в пределах от 47 до
163 С при мощности нагревательных элементов от 1,2 до 3,2 кВт, при этом температура
мокрого термометра на каждом режиме температур находилась в интервалах от 24 до 46 С;
температура воздуха до калорифера регистрировалась от 16 до 27 С. Скорость сушильного
агента составляла 1,09-1,45 м/с; начальная влажность корней – 72%; высота насыпного слоя
сырья не превышала 10 мм.
Показано, что дробление сырья сокращало время сушки в 2 раза, так как с увеличением площади контакта кусочков с сушильным агентом возрастало и количество удаленной
23
влаги, а также испарение происходило и с поверхности более доступного для нагретого воздуха стержня корня. Время сушки, хоть и зависит от скорости сушильного агента, но не
растет с ее увеличением безгранично, при этом наблюдается экстремум при скорости сушильного агента 1,26 м/с, выше которого скорость сушки корня начинает падать, а время
сушки незначительно увеличиваться. На основании результатов исследований, оптимальной была принята скорость воздуха 1,26 м/с при максимальной температуре сушильного
агента.
Для определения оптимальных параметров процесса сушки на основании полученных эмпирических данных с использованием программы MathCAD были построены две математические модели, визуальные отображения которых представлены на рисунке 14.
250
, мин
10% влажности
влажности, мин
120
100
60
40
20
60
80
А
Тем
пер 100
атур
а во 120
зду
ха, О140
С
160
1,45
1,40
1,35
/с
1,30
,м
ха
1,25
у
зд
1,20
во
1,15
ь
ст
о
1,10
р
ко
1,05
С
200
150
Время сушки до
10%
Время сушки до
80
100
50
40
60
А
В
Тем 80
100
пер
ату
120
ра в
озд
уха О 140
, С
160
1,45
1,40
/с
1,35
,м
1,30
ха
у
1,25
зд
1,20
во
ть
1,15
ос
р
1,10
о
Ск
1,05
Б
Рисунок 14 – Зависимость параметров сушки корней культивированной
мыльнянки: (А – дробленые; Б – резаные) от скорости и температуры воздушного потока
Математические модели конвективной сушки корней выражаются в виде полиноминальных уравнений третьей (1) и четвертой (2) степени:
 (x, y)  -24.565·x· y 2  615.173·y 3 - 524.627·y 2 - 505.834·y 
(1)
 31.632·x·y  0.18·x 2 ·y  16.033·x - 0.478·x 2  1.028·10-3·x 3
 (x, y)  -411,228·x·y2 - 7,094·103·y 3  5,555·104 ·y2 - 8,062·104 ·y 
(2)
 322,627·x·y  4,63·x2 ·y  1,353·103 ·x - 19,582·x2  0,052·x3
Данные математические модели позволили выбрать рациональные режимы сушки
корней в пределах границ применимости при изменении технологических параметров.
Исследования показали достаточно высокие значения реологических показателей
водных экстрактов, полученных из корней S. officiinalis, высушенных в установке конвективного типа: пенообразующая способность составила 450%; эмульгирующая способность
–12,3-12,6; стойкость эмульсии и устойчивость пены – 100%. Следовательно, конвективная
24
сушка не вызвала существенных структурных изменений сапонинов корней мыльнянки, что
позволило восстановить их технологические свойства при последующем обводнении.
Процесс извлечения сапонинов из мыльного корня (экстрагирование водой) изучали
с помощью двух методов: статического – метод настойной экстракции и динамического –
батарейной экстракции. Установлено, что при настойной экстракции (варка при повышенной температуре) полнота извлечения сапонинов из сухих корней наступала в течение 3 часов при гидромодуле 1:8; максимальный выход растворимых сухих веществ при рациональных параметрах экстракции составил 24%.
В настоящей работе для интенсификации экстрагирования изучали диффузионные
процессы, происходящие при батарейной экстракции измельченных до 5 мм и высушенных
методом активного вентилирования корней мыльнянки. Исходное содержание влаги в сырье составляло 8,2%. Сравнительный анализ химического состава и реологических свойств
водных экстрактов показал, что для максимального извлечения сапонинов требуется двукратная заливка экстрагентом предварительно замоченных корней. Поэтому экстрагирование корней вели методом батарейной экстракции, состоящей из пяти перколяторов при общем гидромодуле с учетом замачивания 1:7,5, получая при этом экстракты первой и второй
фракций. Предварительно замоченные в течение 30 минут корни одновременно загружали
во все батареи равными долями и заливали горячей водой (87-90ºС) при соотношении сырье:вода 1:3. Оставшееся количество экстрагента добавляли в первую батарею и проводили
экстракцию корней при температуре 100ºС в течение 10 минут, за счет перемешивания поддерживали разницу концентраций в сырье и экстрагенте. Концентрация сухих веществ в
экстракте, полученном в первой батарее, составила 5%; концентрация сухих веществ в экстрактах в каждой последующей батарее возрастала на 1%. Вторичное экстрагирование сырья проводили аналогично, но без стадии замачивания. В таблице 3 представлена Характеристика различных фракций при батарейной экстракции корней мыльнянки.
Таблица 3 – Характеристика различных фракций, полученных из корней культивированной
мыльнянки при батарейной экстракции
Характеристика
экстракта
Выход экстракта, %
Массовая доля растворимых сухих веществ, %
Выход растворимых сухих веществ, (%)
Время экстрагирования, мин
Батарейная экстракция
фракция 1
фракция 2
38,4
35,0
9
5
32,7
9,3
80
50
По результатам исследований установлено, что батарейная экстракция имеет преимущества перед настойной экстракции по выходу экстрактивных веществ (в расчете на
25
массу сухого корня) и времени технологического процесса при практически одинаковом
гидромодуле.
В таблице 4 представлена сравнительная характеристика химического состава и технологических свойств экстрактов, полученных при батарейной и настойной экстракциях.
Таблица 4 – Сравнительная характеристика экстрактов
полученных методами батарейной и настойной экстракции
Характеристика
экстракта
Содержание сапонинов, %
Содержание полисахаридов, %
Пенообразующая способность, %
Устойчивость пены, %
Эмульгирующая способность, %
Точка инверсии, %
Стойкость эмульсии, %
Батарейная экстракция
фракция 1
фракция 2
72,6
43,1
4,6
21,2
500
280
100
78
17,3
9,0
138
88
100
90
корней
мыльнянки,
Экстракт, полученный
методом настаивания
72,1
8,2
350
100
11,4
85
100
Показано, что для первой фракции при батарейной экстракции характерно самое высокое содержание сапонинов и низкое – полисахаридов, что обуславливает более высокие
технологические свойства экстракта по сравнению с экстрактами, полученными при вторичном экстрагировании и при настойной экстракции. Вторую фракцию экстракта можно
предварительно смешивать с первой с целью повышения технологических свойств (ПС
380%; УП 94%; ЭС 12,1; СЭ 98%) и также использовать для разработки пищевых систем с агрегативно-неустойчивой структурой. Более низкие значения пенообразующей и эмульгирующей способностей настойного экстракта связаны, по-видимому, с повышенным содержанием полисахаридов (8,2%) и некоторым отрицательным влиянием высоких температур
на действующие вещества корней. Такой экстракт обладает достаточно высокими показателями УП (100%) и СЭ (100%) и также может быть использован в пищевой промышленности в
качестве пенообразователя и эмульгатора.
Возможность концентрирования экстракта корней мыльнянки изучали методом
нанофильтрации на мембранной установке ROCS-5, минимальный размер пор мембран составлял 5-10 Å (0,5-1 нм). Было установлено, что концентрирование при давлении 5,2 кг/см2
в течение 62 минут приводит к получению концентрата с массовой долей растворимых сухих веществ 26%, в то время, как дальнейшее увеличение давления позволяет увеличить
массовую долю растворимых сухих веществ до 50%.
По результатам исследований была разработана установка, позволяющая осуществлять процесс экстрагирования корней культивированной мыльнянки и дальнейшее концентрирование сапонинсодержащего экстракта с возможностью гибкого перехода от одного
26
вида экстракции (настойной экстракции) к другому (батарейной экстракции) (новизна технических решений подтверждена патентом РФ на полезную модель № 64925). Так как обезвоживание является одним из наиболее распространенных методов длительного сохранения
пищевых продуктов, была разработана конвективная сушилка распылительного типа, предназначенная для сушки концентрата из сапонинсодержащего экстракта корней мыльнянки
(с влажностью не более 10%) в условиях активного вентилирования с использованием контактных наполнителей из инертного материала. Данная установка позволила улучшить качественные характеристики производимого продукта (патент РФ на полезную модель №
73059).
Экспериментально обоснованные технологические режимы обработки корней легли
в основу установки для комплексной переработки корней культивированной мыльнянки
(патент на полезную модель РФ №64746), состоящую из отдельных, связанных между собой
периодически действующих аппаратов, работающую по замкнутому безотходному экологически чистому технологическому циклу и позволяющую гибко управлять процессами
гидромеханической обработки и экстрагирования корней, концентрирования и сушки водных экстрактов; при этом был получен комплекс продуктов с необходимыми технологическими характеристиками и свойствами, включая сапонинсодержащие пищевые добавки
(концентрированный и сухой экстракты).
Товароведную оценку качества пищевых добавок проводили по комплексу показателей качества.
Характеристика органолептических и физико-химических свойств экстрактов представлена в таблице 5.
Как видно из таблицы 5, для сапонинсодержащих пищевых добавок из корней культивированной мыльнянки, полученных на основе обоснованных нами технологических решений, характерны высокие значения показателей, характеризующих их технологические
свойства.
Срок хранения консервированных экстрактов составил 12 месяцев в герметичной
упаковке в вентилируемых помещениях при температуре не ниже 0°С и не выше +35°С и
относительной влажности воздуха не более 60%.
На основании результатов исследований была утверждена нормативная документация (ТУ, ТИ, СТО), получены свидетельства о государственной регистрации экстрактов как
пищевых добавок и выпущены их опытные партии.
27
Таблица 5 – Органолептические и физико-химические свойства сапонинсодержащих
пищевых добавок из корней культивированной мыльнянки
Наименование
показателя
Концентрированный экстракт,
Сухой экстракт,
полученный методом
полученный методом
нанофильтрации
распылительной сушки
Органолептические показатели
Внешний вид
Вязкая прозрачная жидкость
Порошок, легко растворимый в воде
Запах
Травянистый, свойственный аромату мыльного корня
Цвет
Однородный,
Светло-коричневый
красно-коричневый
Физико-химические показатели
Массовая доля сухих веществ, %
45,0
91,5
3
Плотность, г/см (температура
1,02
–
20°С)
Растворимость в воде, %
–
90,0
Активная кислотность (рН)
5,2
5,5
Пенообразующая способность*,
500
480
%
Устойчивость пены*, %
100
99,7
Эмульгирующая способность, в
17,3
16,3
единицах объёма масла на одну
единицу объёма экстракта*
Стойкость эмульсии *, %
100
99,5
* для экстракта с массовой долей сухих веществ 7%
В главе 5 представлены принципиальные технологии пищевых продуктов с агрегативно-неустойчивой структурой с использованием сапонинсодержащих пищевых добавок
из корней культивированной мыльнянки в качестве эмульгаторов (эмульсионная продукция), пенообразователей (сбивные кондитерские изделия) и солюбилизаторов (безалкогольные ароматизированные напитки).
В зависимости от вида продукта в рецептурах использовали 5-7%-ный экстракт в
концентрации не более 1-3% (об/вес) соответственно и 12%-ный в концентрации от 0,83
до 2,5% (об/вес), что составляет 0,15-0,21 г сухих веществ экстракта на 100 г продукта.
Это количество соответствовало допустимой норме экстракта A. gypsophiloides, разрешенного в качестве классического пенообразователя при производстве халвы (ГОСТ
6502), и экстракта сапонинов коры дерева Quillaja saponaria, получившего в США статус
«полностью безопасного» (GRAS) при использовании его в производстве безалкогольных напитков (U.S. Food and Drug Administration…, 2003, 2005).
Были разработаны рекомендации по разведению сапонинсодержащих добавок
(концентрированный и сухой экстракт) до рабочих действующих концентраций, используемых в рецептурах и технологиях продуктов питания, которые предусматривают их
28
разведение водой (с температурой 20-250С), тщательное перемешивание до однородной консистенции в течение 10-15 минут с последующим фильтрованием раствора для
удаления взвесей и осадка.
Ассортимент разработанной эмульсионной продукции включает:
– низкокалорийные соусы майонезные с использованием комплексного эмульгаторастабилизатора и ферментативного белкового гидролизата из мантии гребешка приморского
(patinopecten yessoensis) (массовая доля жира 32%) – майонезно-белковый; майонезнобелковый с горчицей;
– низкокалорийные соусы майонезные «Здоровье» (массовая доля жира 20%) – с
ксантановой камедью, с карбоксиметилцеллюлозной, со смешанным стабилизатором
lambda-каррагинан+ксантановая камедь (MSC-635);
– эмульсионные пасты (массовая доля жира 40%) – закусочные (с молоками лососевых рыб; с баклажанами) и десертные (шоколадно-ореховая, сливочно-ореховая и фруктово-овощная);
– кремы кондитерские (массовая доля жира 40%) – «Лакомка» (с сиропом «Шарлотт»), «Сладкоежка» (с полуфабрикатом «Заварной»), «Фантазия» (с сиропом «Гляссе»).
Для определения состава комплексного эмульгатора-стабилизатора и обоснования
концентрации гидроколлоидов полисахаридной природы, используемых для производства
соусов майонезных, исследовали реологические характеристики модельных систем соусов –
экстракт корней мыльнянки:масло:вода:стабилизатор при постоянном содержании масла
(20 и 32%) и эмульгатора (3%) и (при скорости деформации 0,3 с-1). Исследования показали,
что эффективная вязкость модельных систем низкокалорийных соусов зависит от вида и
массовой доли используемого стабилизатора. Наиболее целесообразно для производства
низкокалорийных соусов майонезных с жидкой текучей консистенцией использовать ксантановую камедь (массовая доля 0,5%), со сметанообразной – MSC-635 (0,6%); с обволакивающей – карбоксиметилцеллюлозу (0,6%); для соусов с комплексным эмульгаторомстабилизатором – ламиналь (12%).
Для определения рационального содержания стабилизаторов и наполнителей в пастообразной и кремообразной эмульсионной продукции были проведены эксперименты. Эмпирическим путем и с использованием метода наименьших квадратов в программном пакете Micro Call ORIGIN 5.0, было установлено, что при значениях вязкости от 130 до 135 Па∙с
модельные системы сохраняли стабильность и имели пастообразную консистенцию; при
значениях вязкости от 30 до 34 Па∙с – кремообразную консистенцию. С учетом полученных
29
данных допустимые интервалы содержания рецептурных ингредиентов составили: стабилизаторов (ламиналь) –- 6-12%; сиропов «Шарлот» – 20-40% или «Глясе» – 20-35%; полуфабриката «Заварной» – 20-40%; наполнителей (молоки дальневосточных лососевых рыб) – 3545%; баклажан – 40-50%; плодово-ягодных наполнителей – 10-30%.
Технологическая схема получения эмульсионных продуктов предусматривала наличие следующих основных этапов: подготовку растительного эмульгатора; приготовление
стабилизаторов; приготовление наполнителей и подготовку вкусо-ароматических компонентов; купажирование растительных масел; получение жировой эмульсии (гомогенизация
при скорости 3000 об/мин); стабилизацию эмульсии и тщательное перемешивание входящих ингредиентов (при скорости 600 об/мин); упаковку, маркировку, хранение.
Ассортимент разработанных сбивных кондитерских изделий включает зефир, пастилу
и молочно-сбивные массы для конфет типа «Птичье молоко».
Для получения сбивных кондитерских изделий высокого качества, соответствующих
требованиям ГОСТ 4570 или ГОСТ 6441, изучали влияние различных концентраций экстрактов мыльнянки с массовой долей сухих веществ 12% (для пастилы – от 0,05 до 0,15 кг/т,
для зефира – от 0,2 до 0,35 кг/т и для сбивных конфет – от 0,15 до 0,25 кг/т в пересчете на
сухие вещества) на плотность готового продукта и его органолептические свойства. Было
установлено, что для получения продукции с показателями плотности, соответствующими
традиционным изделиям (с пенообразователем – белок яйца), концентрация растительного
пенообразователя (экстракта мыльнянки) в рецептурах должна составить: 0,1 кг/т для пастилы; 0,25 кг/т для зефира и 0,2 кг/т для сбивных конфет в пересчете на сухие вещества.
Технологическая схема получения пастильных изделий предусматривает наличие
следующих основных операций: подготовку и сбивание растительного пенообразователя в
течение 10 минут при скорости гомогенизации 600 об/мин до получения устойчивой пены;
дальнейшее сбивание с яблочным пюре (содержание сухих веществ 57-59%); смешивание с
агаро-сахаро-паточным сиропом (при температуре 60-65°C) в течение 3-4 минут до равномерного распределения компонентов; формование, выстойку и подсушку. Для получения
молочно-сбивных масс для конфет типа «Птичье молоко» сапонинсодержащий экстракт
взбивали с агаро-сахаро-паточным сиропом в течение 8-10 минут при скорости гомогенизации 600 об/мин до получения однородной пышной массы; затем соединяли её со сбивной
массой кремообразной консистенции, полученной из сливочного масла и сгущенного молока; добавляли вкусовые и ароматические вещества согласно рецептуре, перемешивали в течение 2-3 минут; затем направляли на формование и выстойку.
30
Разработку рецептур безалкогольных ароматизированных напитков проводили в соответствии с требованиями действующей нормативной документации (ГОСТ 28188, Сборник технологических инструкций, правил, методических указаний и нормативных материалов по безалкогольной промышленности, 1990). На основе изучения физиологического действия дикорастущих растений Дальнего Востока были разработаны три композиции, водные экстракты которых явились основой в составах безалкогольных напитков, оказывающих направленное оздоравливающее действие на сердечнососудистую, мочевыделительную и иммунную системы организма человека (таблица 6).
Таблица 6 – Состав композиций растительного сырья, используемого
производства безалкогольных напитков и их фармакологическое действие
Композиция 1
(для сердечнососудистой
системы), %
Боярышник (плоды) – 60,6
Клюква (ягоды) – 18,1
Мелисса (лист) – 15,2
Душица (лист) – 6,1
Композиция 2
(для мочевыделительной
системы), %
Шиповник (плоды) – 65,6
Тысячелистник (лист) – 9,4
Толокнянка (лист) – 9,4
Мята (лист) – 15,6
Физиологическое действие
Антиоксидантное, антирадикаль- Бактерицидная, противовиное, капилляроукрепляющее дей- русная активность, диурествие, нормализация холестерино- тическое действие
вого обмена
для
Композиция 3
(для укрепления иммунитета),
%
Смородина (лист)– 50,0
Гибискус (цветки) – 20,0
Эхинацея (трава) – 30,0
–
Антибактериальное, гипотензивное, спазмолитическое, антимикробное, иммуномодулирующее действие
Поскольку растительные дикоросы содержат значительные концентрации природных
антиоксидантов,
обладающих
выраженными
физиологическими
и
лечебно-
профилактическими эффектами, изучали возможные проявления синергизма и антагонизма
антиоксидантного действия биологически активных веществ растений и композиций из них.
Значения показателя суммарного содержания антиоксидантов для всех разработанных композиций оказались значительно выше, чем для каждого отдельного растения (таблица 7).
На основе растительных экстрактов был разработан ассортимент и технологическая
схема безалкогольных ароматизированных напитков: «Ритм» (композиция №1); «Водолей»
(композиция №2); «Крепкий орешек» (композиция №3).
Так как в основе создания ароматизированных напитков лежит способность экстракта сапонинов корней мыльнянки (с содержанием сухих веществ 5%) солюбилизировать
натуральные гидрофобные ингредиенты – эфирные масла, необходимо было исследовать
кинетику солюбилизации различных пищевых эфирных масел (при температуре 25оС; pH7,0) (рисунок 15).
31
Таблица 7 – Суммарное содержание антиоксидантов в растительном сырье и
композициях, мг/г по галловой кислоте
КомпоНаименование ингредиента
Суммарное содержание антиоксидантов
зиция
растений
0,8
14,0
12,3
8,8
7,2
0,6
14,5
14,5
17,2
6,6
9,0
Боярышник (плоды)
Мелисса (лист)
Душица (лист)
Клюква (ягоды)
Шиповник (плоды)
Тысячелистник (лист)
Мята перечная (лист)
Мята перечная (лист)
Смородина (лист)
Гибискус (цветки)
Эхинацея (трава)
№1
№2
№3
20,7
21,5
50,9
Результаты показали, что процесс солюби-
25
Солюбилизация, мкл
композиций
лизации зависит от способа получения
20
15
масла – для равновесного растворения
10
масла лимона, полученного методом прес-
5
сования (холодного отжима) и содержаще-
0
12
Время, час36
24
Масло герани
Масло лимона
Масло мяты
го примесные органические кислоты, тре-
Рисунок 15 – Кинетика солюбилизации
пищевых эфирных масел в водных
растворах сапонинов мыльнянки
буется значительно большее время (30 часов), чем для масел мяты и герани, полу-
ченных методом дистилляции (возгонки паром) – 24 часа. Исследование влияния рН среды
на время насыщения эфирных масел представлено на рисунке 16.
В
А
Солюбилизация, мкл
8
6
Вода
4
рН 7.4
Рисунок 16 – Влияние рН-среды на
солюбилизационную емкость экстрактов
мыльнянки по отношению к пищевым
эфирным маслам: А – масло герани;
В – масло лимона; С – масло мяты
рН 4.0
2
0
6
12
18
24
0
30
0
36 Время, час
С
Как видно, солюбилизационная емкость экстрактов мыльнянки находится в определенной зависимости от рН-среды, причем, для каждого типа масла просматривается индивидуальная закономерность, по-видимому, обусловленная химической структурой доминирующих компонентов эфирных масел. Так, максимальное растворение масла герани, основ-
32
ными компонентами которого являются спирты, наблюдается в нейтральной среде (рН 7,4);
масло лимона, содержащее смесь нейтральных терпенов, хорошо растворяется в нейтральной и кислой среде, а масло мяты, содержащее значительные концентрации органических
кислот и их эфиров, растворяется в воде и нейтральной среде. Было установлено, что сапонинсодержащий экстракт проявляет самый высокий солюбилизационный потенциал по
отношению к маслу герани, поскольку имеет самые высокие значения Сем.
Наступление равновесного растворения эфирного масла достигается через 12-24 часов, что вносит определенные трудности в предлагаемую технологию напитков. Длительность процесса солюбилизации удается сократить за счет высокой солюбилизационной емкости экстракта, которая в зависимости от типа масла составляет 0,1-0,2 мл/г сухого вещества. Для введения рекомендуемых согласно органолептическим показателям (вкус и запах)
концентраций эфирных масел – 2-4 мл на 1000 л напитка (Сборник технологических инструкций, правил, методических указаний и нормативных материалов по безалкогольной
промышленности, 1990) , солюбилизацию рекомендуется проводить в течение 60-90 минут.
Процесс солюбилизации можно ускорить с помощью двух подходов, широко используемых
для данной цели: ультразвукового воздействия, позволяющей сократить процесс солюбилизации до 10-15 минут и проведения процесса солюбилизации при повышенной температуре,
поскольку нагревание до 60-700С в два раза сокращает время солюбилизации.
Технологическая схема производства ароматизированных безалкогольных напитков
предусматривает следующие операции: подготовку солюбилизатора, приготовление экстрактов дикоросов; инвертированного сахарного сиропа, солюбилизацию эфирных масел
мицеллами сапонинов, смешивание входящих в рецептуру ингредиентов, пастеризацию и
розлив в потребительскую тару.
В главе 6 представлена комплексная оценка потребительских свойств функциональных пищевых продуктов с использованием сапонинсодержащих добавок из корней
мыльнянки. Оценку качества проводили по органолептическим, физико-химическим показателям и показателям безопасности.
Установлено, что все свежеприготовленные образцы эмульсионной продукции имели
привлекательный внешний вид, без признаков расслоения; консистенцию от однородной
сметанообразной и густой сметанообразной, обволакивающей (для соусов майонезных) до
вязкой, пластичной, нежной (для эмульсионных паст) и кремообразной пышной (для кремов кондитерских); вкус и запах были выраженными, приятными, соответствующими входящим в рецептуру ингредиентам, без посторонних привкусов и запахов. Профилограммы
33
внешнего вида и консистенции контрольных (с эмульгатором – желтком яйца) и опытных
образцов эмульсионной продукции представлены на рисунке 17.
ОДНОРОДНЫЙ
5
4
3
2
1
0
жидкая
ОДНОРОДНЫЙ
вязкая
сметанообразная
НАЛИЧИЕ
ЧАСТИЦ
ЛАМИНАЛЯ
обвалакивающая
нежная
6
4
2
0
пластичная
пастообразная
Паста из баклажанов
Паста из молок
Пасты ореховые
Паста фруктово-овощная
майонезно-белковый
майонезно-белковый с горчицей
с MSC
с КМЦ
с КК
контроль с КК
А
Б
ОДНОРОДН
ЫЙ
5
4
3
2
1
0
кремообразна
я
нежная
"Фантазия"
"Сладкоежка"
Рисунок 17 – Профилограммы внешнего
вида (строчные буквы) и консистенции (прописные буквы) опытных образцов
эмульсионных продуктов: низкокалорийных
соусов майонезных (А); эмульсионных паст
(Б); кремов кондитерских (В)
пышная
пластичная
"Лакомка"
Контроль "Фантазия"
В
Использование высокоэффективного сапонинсодержащего эмульгатора, подобранные сочетания стабилизаторов и наполнителей, а также исключение сливочного масла из
рецептур кондитерских кремов, позволило получить ассортимент низкокалорийных изделий, что является важным критерием при создании функциональных продуктов питания.
Наименее калорийными являются соусы майонезные «Здоровье» (массовая доля жира 21,621,9%), их энергетическая ценность составляет 196,7-199,4 ккал. Наиболее калорийными
(524,2-532,9 ккал) являются пасты эмульсионные десертные шоколадно-ореховая и сливочно-ореховая, что обусловлено значительным содержанием жиров в используемом сырье.
Для обеспечения оптимальных для функциональных продуктов питания соотношений полиненасыщенных жирных кислот (Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения, ГОСТ Р 52349.) в качестве наполнителей были использованы
ядра кедрового ореха и молоки дальневосточных лососевых рыб; в качестве жировой основы – купажированные растительные масла с соотношением полиненасыщенных жирных
кислот -6:-3 семейств от 12:1 до 5:1, что соответствует рекомендуемым нормам соотношения этих ингредиентов (10:1 – для здорового питания; 5:1 – для диетических продуктов)
(Тутельян, 2009). За счет введения в рецептуры эмульсионных соусов ферментатированного
гидролизата из мантии гребешка приморского отмечено высокое содержание белковых ве-
34
ществ (11,6-12%), в том числе незаменимых аминокислот, выполняющих важнейшие физиологические функции в организме человека. Значительное содержание белка характерно
и для эмульсионных паст: ореховых (5,1%), из молок лососевых рыб (14,1%). Использование в качестве наполнителей фруктово-овощных и ягодных пюре позволило обогатить
эмульсионные продукты витаминами, пищевыми волокнами, минеральными веществами и
фенольными соединениями. Введение стабилизатора ламиналь в рецептуры эмульсионных
продуктов способствует удовлетворению суточной физиологической потребности организма в органическом йоде (при употреблении10г продукции). Содержание отдельных витаминов и минеральных веществ в кондитерских кремах находится в пределах от 10 до 30%
среднесуточной физиологической нормы их потребления. Соотношения физиологических
партнеров Са, Mg и P, необходимых для регуляции обменных процессов, приближены к оптимальным, рекомендуемым – 1:1,5:0,5-0,75 (Пилат, Иванов, 2002).
Биологическая ценность функциональных пищевых продуктов оценивалась на тест
культуре инфузории T. pyriformis и составила от 58,5 до 98,7% в зависимости от вида изделий. Разработанные образцы эмульсий соответствовали требованиям ГОСТ 30004.1, ТР ТС
024/2011 Технический регламент Таможенного союза «Технический регламент на масложировую продукцию».
Опытные образцы пастильных изделий отличались от контрольных образцов более
воздушной консистенцией за счет снижения показателя плотности. Консистенция безалкогольных ароматизированных напитков была однородной, без признаков отделения эфирных
масел и без осадка; вкус и запах соответствовали введенным в рецептуру ингредиентам.
Органолептические и физико-химические показатели сбивных изделий и напитков
соответствовали требованиям ГОСТ 4570, ГОСТ 6441, ГОСТ 28188 на данные виды изделий. Содержание витамина С в 250 мл готовых изделий составило 28,5-30,0% от его суточной нормы, рекомендуемой для нормального функционирования организма (Тутельян,
2009).
Показано, что разработанные опытные образцы пищевых продуктов являются полноценными натуральными продуктами, имеют высокие органолептические характеристики
и обладают свойствами функциональных продуктов. Отнесение к функциональным продуктам питания правомочно, поскольку они отвечают требованиям для продуктов, предназначенных для систематического употребления их в составе пищевых рационов, сохраняющих
и улучшающих здоровье и снижающих риски развития заболеваний. Мы считаем, что
функциональные свойства разработанных пищевых продуктов также обусловлены исполь-
35
зуемыми в их рецептурах сапонинсодержащими добавками: «Экстракт из красного мыльного корня Saponaria officinalis L. сапонинсодержащий сухой» (ТУ 9145-002-02068634-2013) и
«Экстракт из красного мыльного корня Saponaria officinalis L. сапонинсодержащий концентрированный» (ТУ 9145-001-02068634-2013). Основное физиологическое действие этих добавок аналогично действию клетчатки, обладающей функцией адсорбировать холестерин и
желчные кислоты в желудочно-кишечном тракте и выводить их из организма (Пилат, Иванов, 2002). Эти факты были подтверждены нами экспериментально (результаты подробно
представлены в третьей главе диссертации).
Микробиологические и токсикологические показатели разработанных образцов пищевых продуктов соответствовали требованиям ТР ТС 021/2011 «Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевых продуктов» и Единым санитарноэпидемиологическим и гигиеническим требованиям к товарам, подлежащим санитарноэпидемиологическому надзору (контролю). На основании проведенных исследований были
установлены гарантийные сроки хранения, составившие для: эмульсионной продукции (соусы низкокалорийные – 40 суток; эмульсионные пасты – 20 суток; кремы кондитерские – 10
суток); сбивных кондитерских изделий (пастильных изделий – 30 суток; молочно-сбивных
масс для конфет – 20 суток); безалкогольных ароматизированных напитков – 30 суток.
Сроки хранения опытных образцов пищевых продуктов превышают сроки хранения
контрольных образцов, что свидетельствует о том, что сапонинсодержащие экстракты, обладающие антиоксидантной и антирадикальной активностью, являются природными консервантами.
На основании полученных данных была разработана техническая документация (ТУ,
ТИ, СТО) на 6 видов пищевой продукции с использованием сапонинсодержащих добавок
(концентрированный и сухой экстракты); выпущены их опытные партии, получены сертификаты соответствия.
ВЫВОДЫ
1. В результате научно-теоретического и практического исследований показано, что
растительные тритерпеновые сапонины культивированной мыльнянки (S. officiinalis) махровой формы являются функциональными ингредиентами в пищевых продуктах с агрегативно-неустойчивой структурой.
2. Экспериментально подтверждена возможность разведения махровой формы мыльнянки (S. officiinalis) в почвенно-климатических условиях Приморского края России; установлены сроки культивирования растения – 2 года, обеспечивающие максимальное накоп-
36
ление корневой массы (урожайность10 т с 1 га) и сапонинов (до 32%). На основании исследования гемолитической активности экстрактов из корней мыльнянки различной фазы вегетации установлено, что в пищевой промышленности необходимо использовать корни, собранные в фазу плодоношения (сентябрь), так как в это время они обладают наименьшей
токсичностью.
2. Исследование токсичности водного экстракта корней культивированной мыльнянки махровой формы в эксперименте in vivo показало, что экстракт может быть отнесен к
группе малотоксичных веществ. В дозе 1,75 г/кг веса животного экстракт токсичностью
не обладал. Изучение пищевой безопасности сапонинов корней мыльнянки свидетельствовал об их слабом токсическом действии на клетки инфузории T. Pyriformis, а также отсутствии мутагенных свойств и потере токсического действия в присутствии белка. Полученные данные подтверждают возможность использования экстрактов мыльнянки в качестве технологических добавок для производства пищевых продуктов.
3. Методами масс-спектрометрии и ЯМР-спектроскопии установлены две структуры тритерпеновых гликозидов махровой формы мыльнянки, которые являются бидесмозидами квиллаевой кислоты, содержащими девять моносахаридных остатков, и различаются
составом входящих моносахаридов. Гликозиды, несмотря на общие структурные фрагменты, отличаются строением углеводных цепей от доминирующего гликозида корней обычной формы растения – сапонариозида А.
4. В экспериментах in vivo и in vitro установлено биологическое (гиполипидемическое)
и физиологическое (иммуномодулирующее) действия водного экстракта корней культивированной мыльнянки и доминирующей фракции тритерпеновых гликозидов, позволяющие
рекомендовать их к использованию в производстве функциональных продуктов питания
для профилактики различных заболеваний. Установлено антиоксидантное и антирадикальное действия фенольных соединений экстракта мыльнянки, что обосновывает возможность
его применения в качестве натуральной пищевой добавки для увеличения сроков хранения
пищевых продуктов.
5. При исследовании поверхностно-активных и технологических свойств водных сапонинсодержащих экстрактов мыльнянки показана линейная зависимость их пенообразующей, эмульгирующей и солюбилизирующей способности от массовой доли сухих веществ. Наиболее высокие поверхностно-активные свойства проявляют экстракты при следующих действующих концентрациях сухих веществ: пенообразующие свойства – 10-12%;
эмульгирующие свойства – 6-8%; солюбилизирующая способность – 5%. Полученные дан-
37
ные дают возможность использовать экстракты в технологиях пищевых продуктов с агрегативно-неустойчивой структурой в качестве высокоэффективных пенообразователей, эмульгаторов и солюбилизаторов.
6. Экспериментально обоснованы рациональные параметры процессов гидромеханической обработки и сушки корней мыльнянки; экстрагирования из них биологически активных веществ; а также способов консервирования сапонинсодержащих экстрактов. Установлено, что для получения сапонинсодержащих пищевых добавок с высокими технологическими свойствами рекомендуется сушку корней осуществлять в экономичных установках
конвективного типа с принудительной циркуляцией воздуха; процесс извлечения БАВ вести методом батарейной экстракции; концентрирование – методом ультрафильтрации
(нанофильтрации); обезвоживание экстрактов – в установках распылительной сушки. Разработана установка для комплексной переработки корней культивированной мыльнянки,
позволяющая получать высокоэффективные пищевые добавки – сапонинсодержащие экстракты мыльнянки в концентрированном и сухом виде.
7. Проведена товароведная оценка качества сапонинсодержащих добавок из корней
мыльнянки по комплексу показателей. Установлено, что они обладают высокими пенообразующими и эмульгирующими свойствами, необходимыми для стабилизации пищевых продуктов с агрегативно-неустойчивой структурой. Срок хранения пищевых добавок составил
12 месяцев.
8. Разработаны рецептуры и технологии низкокалорийных эмульсионных продуктов,
сбивных кондитерских изделий и безалкогольных ароматизированных напитков с использованием сапонинсодержащих пищевых добавок из корней мыльнянки в качестве эмульгаторов, пенообразователей и солюбилизаторов.
9. Проведена комплексная оценка потребительских свойств разработанного ассортимента функциональных пищевых продуктов по органолептическим, физико-химическим,
микробиологическим и токсикологическим показателям на соответствие их требованиям
действующих нормативных документов. Показано, что структура опытных образцов изделий практически не отличается от товаров, в рецептурах которых присутствуют традиционно используемые поверхностно-активные вещества животного происхождения (куриное
яйцо). Доказано, что сроки хранения новых пищевых продуктов превышают сроки хранения контрольных образцов.
10. Разработаны пакеты нормативной документации (ТУ, ТИ, СТО) на корни мыльнянки (S. officiinalis), сапонинсодержащие пищевые добавки (концентрированный и сухой
38
экстракты) и новые виды пищевых продуктов на их основе. Проведена санитарноэпидемиологическая экспертиза технических условий на новые пищевые добавки и получены свидетельства об их государственной регистрации (разрешены для производства, реализации и использования в пищевой промышленности в качестве эмульгаторов и пенообразователей).
11. Технологии разработанного ассортимента пищевых продуктов прошли производственную апробацию на базе ООО НПФ «Алтайский букет» (г. Барнаул) и ООО «Торговый
центр Арника» (г. Владивосток); выпущены опытные партии сапонинсодержащих добавок
из корней культивированной мыльнянки и продуктов питания на их основе; получены сертификаты соответствия (ООО «ДВ-ЭКСПЕРТ», г. Владивосток).
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРОМ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Разделы в коллективных монографиях
1. Саватеев, Е.В. Использование биологически активных веществ растений для создания функциональных продуктов питания/ Е.В. Саватеев, Т.П. Юдина, Е.И. Черевач. –
Владивосток: Изд-во ТГЭУ, 2007. – 192с.
2. Юдина, Т.П. Использование растительных сапонинов в качестве пищевых эмульгаторов / Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, Е.И. Цыбулько, Э.С. Гореньков. – Владивосток: Изд-во
ТГЭУ, 2007. – 176с.
Статьи в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки
3. Юдина, Т.П. Изучение антиоксидантной активности экстрактов мыльнянки лекарственной / Т.П. Юдина, Н.П. Мищенко, Е.И Цыбулько, Т.А. Ершова, Е.И. Черевач
//Хранение и переработка сельхозсырья. – 2002. – № 10. – С. 37-38.
4. Юдина, Т.П. Кремы функционального назначения с эмульгатором из корней
мыльнянки / Т.П. Юдина, Т.А. Ершова, Е.И. Цыбулько, Е.И. Черевач, Ю.В. Бабин // Кондитерское производство. – 2004. – № 3. – С. 2-3.
5. Юдина, Т.П. Формирование структуры эмульсионных продуктов при использовании растительных экстрактов и гидроколлоидов / Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, Е.И. Цыбулько, Ю.В. Бабин // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2006. – № 4. – С. 34-36.
6. Юдина, Т.П. Анализ экстрактов сапониноносных растений семейства гвоздичных
Acanthophyllum gypsophiloides и Saponaria officinalis / Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, Е.И. Цыбулько, Ю.В. Бабин, Э.С. Гореньков // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2006. – №
10. – С. 29-30.
39
7. Юдина, Т.П. Инновационность и экономическая привлекательность эмульгаторов
на основе корней мыльнянки / Т.П. Юдина, К.И. Сафонова, Е.И. Черевач, Е.И. Цыбулько,
Э.С. Гореньков // Масложировая промышленность. – 2006. – № 5. –С. 30-31.
8. Юдина, Т.П. Исследование реологических свойств экстрактов сапонинсодержащих
растений, используемых для формирования структуры пищевых эмульсий / Т.П. Юдина,
Е.И. Черевач, Е.И. Цыбулько, Ю.В. Бабин // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2006.
– № 4. – С. 62-65.
9. Юдина, Т.П. Эмульгаторы на основе корня мыльнянки / Т.П. Юдина, К.И. Сафонова, Е.И. Черевач, Е.И. Цыбулько // Масложировая промышленность. – 2006. – № 4. – С. 2021.
10. Юдина, Т.П. Эмульсионная паста функционального назначения / Т.П. Юдина,
Е.И. Черевач, Е.И. Цыбулько, Ю.В. Бабин // Рыбная промышленность. – 2006. – № 3. – С.
32-33.
11. Юдина, Т.П. Технологические режимы гидромеханической обработки корней
культивированной мыльнянки лекарственной (SAPONARIA OFFICINALIS L.) / Т.П. Юдина,
Е.И. Черевач, В.А. Голованец, Т.А. Сидорова, И.С. Баркулова, Е.В. Масленникова // Известия вузов. Пищевая технология. – 2007. – №2. – С. 41-42.
12. Юдина, Т.П. Гиполипидемическое действие водного экстракта из корней интродуцированной мыльнянки Saponaria officinalis L. / Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, Е.И. Цыбулько, Е.В. Масленникова, Н.В. Плаксен, Н.С. Хильченко // Известия вузов. Пищевая технология. – 2007. – № 4. – С. 61-63.
13. Юдина, Т.П. Определение токсичности растительного эмульгатора – водного экстракта из корней мыльнянки лекарственной Saponaria officinalis L. / Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, Е.И. Цыбулько, Е.В. Масленникова, Н.В. Плаксен, Н.С. Хильченко // Известия вузов.
Пищевая технология. – 2007. –№ 5-6. – C. 28-29.
14. Юдина, Т.П. Характеристика малотоннажной установки для экстракции сапонинов из корней мыльнянки SAPONARIA OFFICINALIS L. / Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, Ю.В.
Бабин, И.С. Баркулова, Т.А. Сидорова, Е.В. Масленникова, Э.С. Гореньков, В.А. Голованец
// Известия вузов. Пищевая технология. – 2007. –№ 5-6. – С. 74-76.
15. Юдина, Т.П. Исследование процессов экстракции сапонинов из корней мыльнянки Saponaria officinalis L. / Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, Е.И. Цыбулько, И.С. Баркулова, Т.А.
Сидорова, Е.В. Масленникова, Э.С. Гореньков, В.А. Голованец // Хранение и переработка
сельхозсырья. – 2007. –№ 10. – С. 21-23.
40
16. Юдина, Т.П. Влияние способов консервирования экстрактов сапонинов на функциональные свойства / Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, Е.И. Цыбулько, Е.В. Масленникова, И.С.
Баркулова, Т.А. Сидорова // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2007. –№ 12. – C. 3941.
17. Юдина, Т. П. Гиполипидемическое действие комплексного эмульгатора, содержащего водоросль ламиналь и водный экстракт из корней мыльнянки Saponaria officinalis
L., в эксперименте на крысах / Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, Е.И. Цыбулько, Е.В. Масленникова, Н.В. Плаксен, Н.С. Хильченко // Вопросы питания. – 2008. – Т. 77. – № 2. – С. 76-79.
18. Юдина, Т.П. Изучение режимов сушки корней мыльнянки Saponaria officinalis L. /
Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, Ю.В. Бабин, Т.А. Сидорова, И.С. Баркулова, Е.В. Масленникова, В.О. Дурново, Э.С. Гореньков, В.А. Голованец // Хранение и переработка сельхозсырья.
– 2008. – № 2. – С. 38-41.
19. Юдина, Т.П. Поиск перспективного источника сапонинов для получения растительного эмульгатора / Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, Е.И. Цыбулько, Ю.В. Бабин // Известия
вузов. Пищевая технология. – 2008. –№ 2-3. – С. 33-36.
20. Юдина, Т.П. Структурно-механические свойства низкокалорийных эмульсий на
основе растительных сапонинов / Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, Е.И. Цыбулько, Г.М. Фролова,
Э.С. Гореньков, Е.В. Масленникова, И.С. Баркулова // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2009. – № 3. – С. 51-54.
21. Масленникова, Е.В. Технология белкового гидролизата из мантии гребешка / Е.В.
Масленникова, Е.И. Черевач, Т.П. Юдина, Ю.В. Бабин, Е.И. Цыбулько // Пищевая промышленность. – 2009. – № 5. – С.18-19.
22. Черевач, Е.И. Физико-химические и мицеллярные свойства сапонинов корней
Saponaria officinalis L., культивированной в Приморском крае / Е.И. Черевач, Т.П. Юдина,
Г.М. Фролова, Ю.В. Бабин, // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. – 2009. – Т.
52. – № 9. – С. 66-69.
23. Масленникова, Е.В. Разработка многокомпонентных эмульсионных систем/ Е.В.
Масленникова, Е.И. Черевач, Т.П. Юдина, Е.И. Цыбулько // Известия вузов. Пищевая технология. – 2009. – № 4. – С. 48-49.
24. Черевач, Е.И. Динамика и биологическая активность сапонинов в экстрактах из
корней мыльнянки (Saponaria officinalis L.) / Е.И. Черевач, Т.П. Юдина, Г.М. Фролова, Р.И.
Живчикова // Известия вузов. Пищевая технология. – 2009. – № 4. – С. 25-28.
25. Масленникова, Е.В. Использование коллагеназы камчатского краба для получе-
41
ния гидролизата из мантии гребешка Patinopecten yessoensis/ Е.В. Масленникова, Е.И. Черевач, Т.П. Юдина, Ю.В. Бабин, Е.И. Цыбулько // Известия вузов. Пищевая технология. –
2010. – № 1. – С. 46-47.
26. Фролова, Г.М. Тритерпеновые гликозиды корней махровой формы Saponaria officinalis L./ Г.М. Фролова, Е.И Черевач, Т.П. Юдина, Ю.В. Бабин // Известия ВУЗов. Химия
и химическая технология. – 2010. – Т. 53. – № 12. – С. 120-123.
27. Власова, Е.В. Солюбилизирующая способность сапонинов корней Saponaria
officinalis L. / Е.В. Власова, Г.М. Фролова, Е.И. Черевач, Т.П. Юдина // Известия ВУЗов.
Пищевая технология. – 2010. – № 5-6. – С. 41-44.
28. Юдина, Т.П. Пищевая безопасность сапонинов корней Saponaria officinalis L. /
Т.П. Юдина, Т.Г. Сахарова, О.В. Сахарова, А.А. Юферова, Е.И. Черевач, Г.М. Фролова //
Известия ВУЗов. Пищевая технология. – 2010. – № 5-6. – С. 22-25.
29. Масленникова, Е.В. Разработка рецептур низкокалорийных соусов майонезных на
основе сапонинов Saponaria officinalis L / Е.В. Масленникова, Т.А. Сидорова, Е.И. Черевач, Т.П. Юдина // Масложировая промышленность. – 2010. – № 6. – С. 29-30.
30. Клочкова, И.С. Экстракт Saponaria officinalis L. в технологии производства сбивных кондитерских изделий / И.С. Клочкова, Т.П. Юдина, Е.И. Черевач/ Кондитерское производство. – 2011. – № 2. – С. 12-15.
31. Еделев, Д.А. Иммуностимулирующая активность тритерпеновых гликозидов корней Saponsria officinalis L. / Д.А. Еделев, Т.А. Кузнецова, Л.А. Иванушко, Т.П. Юдина, Г.М.
Фролова, Е.И. Черевач, С.А. Новак // Традиционная медицина. –2012. – № 2. – С. 44-48.
32. Еделев, Д.А. Растительные тритерпеновые гликозиды (сапонины) – натуральные
пищевые эмульгаторы / Д.А Еделев, Т.П. Юдина, С.А. Новак, Г.М. Фролова, Е.И. Черевач
// Пищевая промышленность. – 2012. – № 7. – С. 50-53.
33. Черевач, Е.И. Растительные антиоксиданты для моделирования безалкогольных
напитков биокоррегирующего действия / Е.И. Черевач, Л.А. Теньковская, М.Е. Панкова //
Пиво и напитки. – 2013. – № 4. – С. 70-72.
34. Черевач, Е.И. Разработка технологии функциональных эмульсионных напитков с
использованием сапонинсодержащего экстракта Saponaria officinalis L. / Е.И. Черевач, Л.А.
Теньковская, М.Е. Панкова // Известия вузов. Пищевая технология. – 2013. – № 4-5. – С. 7174.
Научные статьи и материалы конференций
35. Юдина, Т.П. Антиоксидантная и антирадикальная активность сапонинсодержа-
42
щего сырья, используемого в производстве растительных эмульгаторов / Т.П.Юдина, Е.И.
Цыбулько, Т.А.Ершова, Е.И. Черевач, Ю.В.Бабин // Современные наукоемкие технологии.
– 2004. – № 2. – С. 77-78.
36. Цыбулько, Е.И. Комплексный эмульгатор-стабилизатор с широким спектром физиологического действия / Е.И. Цыбулько, Т.П. Юдина, Т.А. Ершова, Е.И. Черевач // Современные наукоемкие технологии. – 2004. – № 2. – С. 78-79.
37. Юдина, Т.П. Эмульгирующие свойства экстракта корня мыльнянки / Т.П. Юдина,
Е.И. Цыбулько, Т.А.Ершова, Е.И. Черевач // Тез. докл. межрег. научн.-практ. конф. «Актуальные проблемы качества: теория и практика». – Владивосток, 2001. – С. 70-72.
38. Цыбулько, Е.И. Состав комплексного эмульгатора из сапонинсодержащего растительного сырья / Е.И. Цыбулько, Е.И. Черевач , Т.П. Юдина, О.И. Иванова, О.В. Пермякова // Матер. Междунар. научн.-технич. конф. «Низкотемпературные и пищевые технологии
в XXI веке». – Санкт-Петербург, 2001. – С. 399.
39. Юдина, Т.П. Пищевые эмульсии функционального назначения: эмульгаторстабилизатор для их производства / Т.П. Юдина, Е.И. Цыбулько, Т.А. Ершова, Е.И. Черевач // Матер. Междунар. симпозиума «Федеральный и региональный аспекты политики
здорового питания». – Кемерово, 2002. – С. 202-211.
40. Юдина, Т.П. Разработка технологии десертной эмульсионной продукции функционального назначения на основе комплекса эмульгатор-стабилизатор / Т.П. Юдина, Е.И.
Цыбулько, Е.И. Черевач // Матер. научн.-технич. конф. «Технологии живых систем». –
Москва, 2004. – С. 76-78.
41. Юдина, Т.П. Ингибирующий эффект экстрактов из сапониносодержащего сырья
на модели термического автоокисления липидов / Т.П. Юдина, Е.И. Цыбулько, Е.И. Черевач, Н.П. Мищенко, Ю.В. Бабин // Матер. VIII Всерос. конгресса «Оптимальное питание –
здоровье нации». – Москва, 2005. – С. 301.
42. Цыбулько, Е.И. Исследование динамики реологических свойств при сушке растительных экстрактов / Е.И. Цыбулько, Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, Ю.В. Бабин // Матер.
Междунар. конф. «Технологии и продукты здорового питания», Москва: МГУПП, 2005. –
С. 282-285.
43. Сидорова, Т.А. Моделирование процесса сушки корней мыльнянки Saponaria
officinalis L. / Т.А. Сидорова, В.О. Дурново, Е.В. Масленникова, И.С. Баркулова, Т.П.
Юдина, Е.И. Черевач, В.А. Голованец // Матер. VI Междунар. научн. конф. студентов и
молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения». – М.:МГУПБ,
43
2007. – С. 59-61.
44. Юдина, Т.П. Влияние степени измельчения корней мыльнянки Saponaria officinalis L. на процесс сушки в естественных условиях / Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, В.А. Голованец, Т.А. Сидорова, И.С. Баркулова, Е.В. Масленникова, Э С. Гореньков // Сб. научн. трудов Междунар. научн.-практ. конф. «Технологические и микробиологические проблемы
консервирования и хранения плодов и овощей». – Москва-Видное: ВНИИКОП, 2007 – С.
364-370.
45. Юдина, Т.П. Экстрагирование сапонинов из корней мыльнянки лекарственной
Saponaria officinalis L. / Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, И.С.Баркулова, Т.А. Сидорова, Е.В.
Масленникова, В.А. Голованец, Э.С. Гореньков, Е.И // Сб. научн. трудов Междунар. научн.практ. конф. «Технологические и микробиологические проблемы консервирования и хранения плодов и овощей». – Москва-Видное: ВНИИКОП, 2007 – С. 357-364.
46. Юдина, Т.П. Гиполипидемическое действие комплексного эмульгаторастабилизатора на основе водного экстракта из корней интродуцированной мыльнянки лекарственной Saponaria officinalis L. и ламиналя / Т.П. Юдина, Е.В. Масленникова, И.С. Баркулова, Т.А. Сидорова, Е.И. Черевач // Сб. научн. трудов Междунар. научн.-практ. конф.
«Технологические и микробиологические проблемы консервирования и хранения плодов и
овощей». – Москва–Видное: ВНИИКОП, 2007 – С. 174 - 178.
47. Юдина, Т.П. Технологические режимы гидромеханической обработки корней
мыльнянки культивированной Saponaria officinalis L. / Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, В.А. Голованец, Т.А. Сидорова, Е.В. Масленникова, И.С. Баркулова // Сб. матер. II Междунар.
научн.-технич. конф. молодых ученых «Актуальные проблемы технологии живых систем».
– Владивосток, 2007. – С. 92-94.
48. Фролова, Г.М. Использование растительных сапонинов корней Saponaria
officinalis L. в качестве пищевых эмульгаторов. / Г.М. Фролова, Т.П. Юдина, Е.И. Черевач,
Ю.В. Бабин // Сб. докл. III Междунар. конф. по коллоидной химии и физико-химической
механике. – Москва, 2008. – С. 46.
49. Cherevach E.I. Food emulsions on the basis of Saponaria officinalis L. / E.I.
Cherevach, G.M. Frolova, T.P. Yudina, Yu.V. Babin // International Conference on Saponins
"New trends in saponins". – Nancy, France, 2009, july 9-11. – P.34.
50. Frolova G.M. Dynamic surface tension and dilational viscoelasticity of adsorption layers
of saponins / G.M. Frolova, I.G. Plaschina, E.I. Cherevach, T.P. Yudina, Yu.V. Babin // International Conference on Saponins "New trends in saponins". – Nancy, France, 2009, july 9-11. – P.37.
44
51. Сидорова Т.А. Оптимизация параметров обработки корней Saponaria officinalis L.
/ Т.А. Сидорова, Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, В.А. Голованец, Е.В. Масленникова // Сб. матер. II межвед. научн.-практич. конф. «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров». – Москва: МГУПП, 2009. – С. 105-108.
52. Масленникова, Е.В. Многокомпонентные эмульсионные системы / Е.В. Масленникова, Е.И. Черевач, Т.П. Юдина, Е.И. Цыбулько // Сб. матер. II межведомственной науч.практич. конф. «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров». –
Москва: МГУПП, 2009. – С. 101-105.
53. Сидорова, Т.А. Влияние сушки корней мыльнянки Saponaria officinalis L. на
функциональные свойства водных экстрактов / Т.А. Сидорова, Т.П. Юдина, Е.И. Черевач //
Матер. Х Междунар. конф. молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии». –
Казань, 2009. – С. 337.
54. Власова, Е.В. Солюбилизирующая способность экстракта мыльнянки Saponaria
officinalis L. / Е.В. Власова, Е.И. Черевач, Л.И. Иващенко, Е.В. Масленникова // Матер. Х
Междунар. конф. молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии». – Казань,
2009. – С. 302.
55. Клочкова, И.С. Изучение методов выделения сапонинов из корней мыльнянки Saponaria officinalis L. / И.С. Клочкова, Т.П. Юдина, Е.И. Черевач, Ю.В. Бабин // Матер. Х
Междунар. конф. молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии». – Казань,
2009. – С. 314.
56. Масленникова, Е.В.
Структурно-механические свойства многокомпонентных
эмульсионных систем на основе природных эмульгаторов / Е.В. Масленникова, Т.П. Юдина, Е.И. Черевач // Сб. докл. IV Междунар. научн.-технич. конф. «Низкотемпературные и
пищевые технологии в XXI веке». – Санкт-Петербург: СПбГУНиПТ, 2009. – С. 365-367.
57. Масленникова Е.В. Низкокалорийные соусы майонезные / Е.В. Масленникова,
Т.А. Сидорова, Е.И. Черевач, Т.П. Юдина // Высокие технологии, исследования, промышленность. Т. 2: сб. трудов IХ Междунар. научн.-практич. конф. «Исследование, разработка и
применение высоких технологий в промышленности». – Санкт-Петербург: Изд-во Политехн. Ун-та, 2010. – С. 25-26.
58. Максяткина, И.В. Влияние перорального введения сапонинов из S.officinalis на
функциональную активность макрофагов и нейтрофилов в зависимости от дозы / И.В. Максяткина, Т.С. Запорожец, Т.П. Юдина, Е.И. Черевач // Матер. Х регионал. конф. студентов,
аспирантов вузов и научных организаций ДВ России «Актуальные проблемы экологии,
45
морской биологии и биотехнологии». –Владивосток, 2011. – С. 165.
59. Сидорова, Т.А. Структурно-механическая характеристика многокомпонентных
пищевых эмульсионных систем с использованием сапонинов и различных стабилизаторов /
Т.А. Сидорова, Е.И. Черевач, А.А. Юферова // Матер. VI Междунар. научн.-практич. конф.
«Техника и технология: перспективы развития». – М.: Издательство «Спутник+», 2012. – С.
89-95.
60. Юферова, А.А. Исследование антиоксидантной активности дикорастущих растений Дальневосточного региона и их композиций для производства безалкогольных напитков направленного действия / А.А. Юферова А.А., Е.И. Черевач, Д.В. Колпакова // Матер.
II Междунар. научн.-практич. конф.: Сб. научных трудов. – Краснодар, 2012. –Т. III. – С.
116-119.
61. Панкова, М.Е. Влияние температуры и ультразвукового поля на растворение
эфирного масла герани в мицеллах сапонинов корней Saponaria officinalis L. / М.Е. Панкова,
Е.И. Черевач // Сб. матер. II Междунар. научн.-практич. конф. «Актуальные проблемы современной науки: свежий взгляд и новые подходы. – Йошкар-Ола, 2013. – С. 23-26.
62. Теньковская, Л.А. Разработка многокомпонентных пищевых систем функционального назначения на основе сапонинов S. officiinalis / Л.А. Теньковская, Е.И. Черевач //
Сб. матер. III Междунар. научн.-технич. конф. «Новое в технологии и технике функциональных продуктов питания на основе медико-биологических воззрений». – Воронеж:
ВГУИТ, 2013.
63. Панкова М.Е. Изучение зависимости солюбилизационного потенциала сапонинсодержащего экстракта S. officiinalis от структуры пищевых эфирных масел / М.Е. Панкова,
Е.И. Черевач // Сб. матер. VII молодежной Междунар. научн.-практич. конф. «Наука XXI
века: новый подход». –Санкт-Петербург, 2013. – С. 13-17.
64. Панкова, М.Е. Влияние рН среды на динамику солюбилизационной емкости растворов сапонинов культивированной S. officiinalis по отношению к гидрофобным ингредиентам / М.Е. Панкова, Е.И. Черевач // Сб. матер. VI Междунар. научн.-практич. конф. «Достижения вузовской науки». – Новосибирск, 2013. – С. 114-117.
Патенты РФ на изобретение и полезную модель
65. Пат. № 2255601 РФ, C2 МПК А 23 L 1/24. Пищевая эмульсия / Юдина Т.П., Цыбулько Е.И., Черевач Е.И., Ершова Т.А., Макарова Е.В., Бабин Ю.В.; ДВГАЭУ (RU). – №
2003100855; заявл. 10.01.2003; опубл.10.07.2005; Бюл. №-19. –7 с.
66. Пат. № 2255602 РФ, C2 МПК А 23 L 1/24. Пищевая эмульсия / Юдина Т.П., Цы-
46
булько Е.И., Черевач Е.И., Ершова Т.А., Макарова Е.В., Бабин Ю.В.; ДВГАЭУ (RU). – №
2003100856; заявл. 10.01.2003; опубл.10.07.2005, Бюл. № 19. –7 с.
67. Пат. № 2259790 РФ, МПК А 23 L 1/24. Пищевая эмульсия / Юдина Т.П., Черевач
Е.И., Цыбулько Е.И., Ершова Т.А., Макарова Е.В., Бабин Ю.В.; ФГАОУ ВПО ДВФУ (RU).
– № 2003100854; заявл. 10.01.2003; опубл.10.09.2005; Бюл. № 25. –7 с.
68. Пат. № 2254025 РФ, МПК А23L 1/035. Комплексный растительный эмульгатор /
Юдина Т.П., Цыбулько Е.И., Черевач Е.И., Ершова Т.А., Макарова Е.В., Бабин Ю.В.;
ФГАОУ ВПО ДВФУ (RU). – № 2003100853; заявл. 10.01.2003; опубл. 20.06.2005, Бюл. №
17. – 7 с.
69. Пат. № 2280994 РФ, C2 МПК А 23G 3/00 A23L 1/06. Состав кондитерских кремов
/ Ершова Т.А., Юдина Т.П., Цыбулько Е.И., Черевач Е.И., Макарова Е.В., Бабин Ю.В.;
ТГЭУ (RU). – № 2004110875; заявл. 08.04.2004; опубл.10.08.2006; Бюл. № 22 –11 с.
70. Пат. № 2280995 РФ, C2 МПК А 23G 3/00 A23L 1/06. Состав кондитерских кремов
/ Ершова Т.А., Юдина Т.П., Цыбулько Е.И., Черевач Е.И., Макарова Е.В., Бабин Ю.В.;
ТГЭУ (RU). – № 2004110876; заявл. 08.04.2004; опубл.10.08.2006; Бюл. № 22. –11 с.
71. Пат. № 2280996 РФ, C2 МПК А 23G 3/00 A23L 1/06. Состав кондитерских кремов / Ершова Т.А., Юдина Т.П., Цыбулько Е.И., Черевач Е.И., Макарова Е.В., Бабин Ю.В.;
ФГАОУ ВПО ДВФУ (RU). – № 2004110877; заявл. 08.04.2004; опубл.10.08.2006; Бюл. № 22
–11 с.
72. Пат. № 2292167 РФ, C1 МПК A23L 1/24. Пищевая эмульсионная паста и способ
ее получения / Цыбулько Е.И., Черевач Е.И., Юдина Т.П., Бабин Ю.В.; ТГЭУ (RU). – №
2005115689; заявл. 23.05.2005; опубл.27.01.2007; Бюл. № 3 – 11 с.
73. Пат. № 2305416 РФ, C2 МПК A23L 1/24. Пищевая эмульсионная паста и способ
ее получения / Цыбулько Е.И., Черевач Е.И., Юдина Т.П., Бабин Ю.В.; ФГАОУ ВПО
ДВФУ (RU). – № 2005115688; заявл. 23.05.2005; опубл.10.09.2007; Бюл. №-3 – 11 с.
74. Пат.№ 2365291 РФ, МПК А23L 1/24. Белковый соус / Масленникова Е.В., Черевач Е.И., Юдина Т.П., Цыбулько Е.И., Мясоеденкова Т.С., Бабин Ю.В.; ФГАОУ ВПО
ДВФУ RU). – № 2008104729; заявл. 07.02.2008; опубл. 27.08.2009; Бюл. № 24. – 10 с.
75. Пат. № 2365290 РФ, МПК А23L 1/24. Способ приготовления майонезного горчично- белкового соуса / Масленникова Е.В., Черевач Е.И., Юдина Т.П., Цыбулько Е.И.,
Мясоеденкова Т.С., Бабин Ю.В.; ФГАОУ ВПО ДВФУ (RU). – № 2008104727; заявл.
07.02.2008; опубл. 27.08.2009; Бюл. № 24. – 12 с.
76. Пат. № 2372797 РФ, МПК А23L 1/24 (2006.01), 1/39. Способ приготовления май-
47
онезно-белкового соуса / Масленникова Е.В., Черевач Е.И., Юдина Т.П., Цыбулько Е.И.,
Мясоеденкова Т.С., Бабин Ю.В.; ФГАОУ ВПО ДВФУ (RU). – № 2008104728; заявл.
07.02.2008; опубл. 20.11.2009; Бюл. № 32. – 11 с.
77. Пат. № 100734 РФ, МПК В02С. 18/06. Измельчитель корней мыльнянки лекарственной / Юдина Т.П., Голованец В.А., Гореньков Э.С., Черевач Е.И., Цыбулько Е.И.,
Маслак Ю.В., Бабин Ю.В., Масленникова Е.В., Сидорова Т.А., Клочкова И.С.; ФГАОУ
ВПО ДВФУ (RU). – № 2010117528; заявл. 30.04.2010; опубл. 27.12.2010; Бюл. № 36. – 2 с.:
ил.
78. Пат. № 69760 РФ, U1 B01 D11/00 Установка для комплексной переработки мыльнянки лекарственной / Юдина Т.П., Голованец В.А. Гореньков Э.С., Черевач Е.И., Цыбулько Е.И., Маслак Ю.В.,Бабин Ю.В., Фролова Г.М. ООО «Биолайф» (RU). –№ 2007128427;
заявл. 23.07.2007; опубл. 10.01.2008; Бюл. № 1. – 2 с. :ил.
79. Пат. № 62539 РФ, U1 B01 D12/00 Установка для производства экстракта из мыльнянки лекарственной / Юдина Т.П., Голованец В.А. Черевач Е.И., Цыбулько Е.И., Маслак
Ю.В., Бабин Ю.В., Сидорова Т.А., Баркулова И.С. ООО «Биолайф» (RU). –2006142999; заявл. 04.12.2006; опубл. 27.04.2007; Бюл. № 12. – 2 с.: ил.
80. Пат. № 64746 РФ, U1 F26 B3/00 Установка для обработки корней мыльнянки лекарственной / Юдина Т.П., Голованец В.А. Черевач Е.И., Цыбулько Е.И., Маслак Ю.В., Бабин Ю.В., Сидорова Т.А., Баркулова И.С. ООО «Биолайф» (RU). – 2006136820; заявл.
17.10.2006; опубл. 10.07.2007; Бюл. № 19. – 2 с.: ил.
81. Пат. № 64925 РФ, U1 В01 D11/02 Установка для производства концентрата из
экстракта мыльнянки лекарственной / Юдина Т.П., Голованец В.А., Потапов В.А., Черевач
Е.И., Цыбулько Е.И., Маслак Ю.В., Бабин Ю.В., Сидорова Т.А., Баркулова И.С. ООО «Биолайф» (RU). – 2007109848; заявл. 16.03.2007; опубл. 27.07.2007; Бюл. № 21. – 2 с.: ил.
82. Пат. № 73059 РФ, U1 В01 D11/02 Аппарат для сушки концентрата из экстракта
мыльнянки лекарственной / Юдина Т.П., Голованец В.А., Гореньков Э.С., Черевач Е.И.,
Цыбулько Е.И., Маслак Ю.В., Бабин Ю.В., Фролова Г.М. ООО «Биолайф» (RU). –
2007123238; заявл. 20.06.2007; опубл. 10.05.2008; Бюл. № 13. – 2 с.: ил.
48
Черевач Елена Игоревна
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И КОМПЛЕКСНАЯ
ОЦЕНКА ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПИЩЕВЫХ
ПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ САПОНИНОВ КОРНЕЙ КУЛЬТИВИРОВАННОЙ
МЫЛЬНЯНКИ (SAPONARIA OFFICINALIS L.)
Автореферат диссертации
Отпечатано по оригинал-макету, подготовленному автором,
минуя редподготовку
Подписано в печать Формат 60×84/16
Усл.-печ. л. _____. Уч.-изд. л. _____
Тираж _____ экз. Заказ № _____
Издательский дом Дальневосточного федерального университета
Участок оперативной полиграфии
690091, Владивосток, Пушкинская, 10
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа