Добавлен: 04.05.2024
Просмотров: 96
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, выделенные в чистом виде. [ 29 ]
Большое количество антиоксидантов находится в экстрактах. Присутсвие в экстрактах природных консервантов – карбоновые и оксикарбоновые кислоты, флавоноиды, витамины, эфирные масла, антоцианы, - позволяет повысить биологическую стойкость напитков.[ 11 ]
Преимущества напитков из экстрактов заключается в том, что при переработке растительного сырья получаемые эктсракты максимально обогащаются водорастворимыми экстрактивными веществами, органическими кислотами, дубильными, фенольными, пектиновыми соединениями, моно-, ди- и трисахаридами, циклическими спиртами и аминокислотами, макро- и микроэлементами.[ 13]
В Кемеровском технологическом институте была проведена работа по разработке новых видов функциональных сокосодержащих напитков с растительными экстрактами, содержащих повышенное количество полифенолов.
В качестве полуфабрикатов для создания функциональных напитков использовали следующие образцы соков, нектаров и сокосодержащих напитков: сок яблочный восстановленный осветленный торговой марки «Моя Семья», нектары ананасовый, абрикосовый, апельсиновый, персик-яблоко, вишнево-яблочный марки «Моя Семья», напиток сокосодержащий торговой марки «Да!» (черный виноград).
Выбор лекарственного растительного сырья проводили методом отсеивающего эксперимента по сопоставлению его химического состава и степени полезности. В результате анализа литературных данных были выбраны следующие виды: мелисса лекарственная, шалфей лекарственный и ромашка аптечная.
На основании результатов органолептической оценки, в основу которой положено сочетание по вкусу и аромату с экстрактами растительного сырья для дальнейших исследований были выбраны следующие наименования напитков: виноградный, вишневый и яблочный, и их смеси.
Оптимизацию состава растительных композиций проводили на основе результатов органолептической оценки одноименных экстрактов из растительного сырья (шалфей, ромашка, мелисса) и их композиций
По результатам оценки органолептических показателей модельных напитков были выбраны два напитка:
ü на основе виноградного сокосодержащего напитка “Да!” (1,5 см композиции экстракта с соотношением ромашка:шалфей:мелисса 165:6 и 60 см соответствующего напитка);
ü на основе вишнево-яблочного нектара “Моя семья”(0,5
см композиции экстракта с соотношением ромашка:шалфей:мелисса 1:4:5 и 60 см соответствующего нектара).
Для исследования технологии извлечения БАВ лекарственного растительного сырья с целью максимального выхода полифенолов и других экстрактивных веществ прежде всего, были установлены технологические режимы процесса экстрагирования - температура 50ºС, продолжительность процесса устанавливались по содержанию выхода экстрактивных веществ и составила 3 часа.
Следующий этап исследований был посвящен исследованию влияния способа извлечения экстрактивных веществ на показатели качества экстрактов. Сравнивали 2 способа экстрагирования: водный и водно-ферментный. В ходе работы определяли следующие показатели:
- выход экстракта;
- содержание сухих веществ;
- содержание дубильных веществ;
- содержание аскорбиновой кислоты.
Исследовали по 4 вида экстрактов: водно-ферментный с добавлением целловиридина Г3х (0,4 % от массы сухого сырья), водно-ферментный с добавлением протосубтилина Г3х (0,4 % от массы сухого сырья), водно-ферментный с добавлением смеси ферментов (по 0,2 % каждого) и водный экстракт.
Экстракцию проводили при температуре 50 °С в течение 3,5 часов.
В результате был сделан вывод, что водно-ферментная обработка приводит к увеличению содержания полифенольных соединений в 1,3-1,4 раза., причем наибольший выход полифенольных веществ получен при добавлении в экстракты смеси ферментов
Для производства разработанных напитков предложено использование принципиальной технологической схемы с внесением экстрактов на стадии купажирования всех компонентов.[ 16 ]
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Объекты и методы исследования.
2.1.1. Условия проведения
Все эксперименты проводятся в лабораториях МГУПП с использованием необходимых для опытов реактивов и оборудования.
2.1.2. Объекты исследования
Целью дипломной работы является разработка нового продукта – кваса с использованием растительных компонентов. Соответственно, объектами исследования являются квас и растительное сырье – цветки пижмы, ноготков, бессмертника песчаного и липы, трава душицы, а также вишня и яблоко.
2. 1.3. Методы анализа
Основным критерием для выбора растительного сырья служит количество полифенольных соединений в нем, так как именно эти соединения обеспечивают антиоксидантную активность напитков. Для определенения количества фенольных соединений пользовались
методом Фолина – Дениса. Метод основан на образовании синего окрашивания в результате восстановления фенольными соединениями сырья фосфоро-молибденово-вольфрамовых кислот натрия до голубых окислов W8O23 и Mo8O23. Интенсивность полученного голубого комплекса оценивают колориметрически. Для этого к 1 смфильтрата напитка добавляют 0,3 см раствора Фолина и 5 см 20%-го раствора карбоната натрия; через 15 минут измеряют оптическую плотность в кювете с толщиной рабочей грани 10 мм при длине волны 750 нм. Затем по предварительно построенной калибровке по танину определяют количество фенольных соединений в напитке.
Для изучения АОА напитков пользовались колориметрическим методом. Сущность этого косвенного метода определения редокспотенциала, предложенного Греем и Стоуном, заключается в изменении окраски (обесцвечивании) специального индикатора, прибавляемого к исследуемому раствору. В качестве такого индикатора служит 2,6-дихлорфенолиндофенол (реактив Тильмана), который при восстановлении обесцвечивается. Чем больше в исследуемом растворе редуцирующих и меньше окисляющих веществ, тем быстрее протекает обесцвечивание.
Обладая сравнительно высоким ОВ-потенциалом не реагирует на присутствие в анализируемой жидкости растворенного молекулярного кислорода, влияние которого заметно сказывается при электрометрическом методе определения.
Показатель реакции обесцвечивания носит краткое название ITT (Indicator Time—Test). Величина ITT указывает время в секундах, в течение которого 10смисследуемого раствора обесцветят на 80% раствор 2,6-дихлорфенолиндофенола под действием содержащихся в них редуцирующих веществ, и служит показателем восстановительной способности исследуемого раствора. Этот показатель реакции обесцвечивания зависит от Eh раствора.
Индикатор 2,6-дихлорфэнолиндофенол (О = С6НаС12 == NC6H4ONa) имеет молекулярную массу 290,087. Для определения готовят 0,005 М раствор индикатора, содержащий 145,04 мг безводного красящего вещества в 100смраствора.
Для сравнения измерений, выполненных в разное время, необходимо всегда пользоваться раствором индикатора одной концентрации. Теоретически для приготовления 0,005 М раствора следовало бы растворить в 1 л 1,4504 г индикатора. Однако индикатор не всегда чист и не вполне растворим, поэтому берут несколько большую навеску и позднее путем соответствующего дополнительного разбавления получают раствор указанной концентрации. Таким образом, сначала отвешивают приблизительно 1,8 г 2,6-дихлорфенолиндофенола и растворяют его в химическом стакане горячей дистиллированной водой (с температурой около 60°С), размешивают для охлаждения, переливают раствор в мерную колбу на 1 л и доводят дистиллированной водой до метки. Затем раствор фильтруют через складчатый фильтр (диаметром 9 см) и приступают к установке титра индикатора. Для этого пипеткой отбирают 10смполученного фильтрата индикатора и переводят в колбу Эрленмейера на 50 мл, добавляют 4смсвежеприготовленного раствора йодистого калия (5 г KJ в 20смводы) и после добавки 2смсерной кислоты (1 часть концентрированной H
2S04 + 6 частей Н26) титруют 0,01 н. раствором тиосульфата натрия, установленного по отношению к 0,01 н. К.Н (J03)2. Причем к концу титрования добавляют в качестве индикатора 2%-ный раствор крахмала, чтобы конечный момент титрования сделать более отчетливым. Количество израсходованного 0,01 н. раствора тиосульфата натрия следует умножить на 14,5 для вычисления количества воды, которое нужно добавить к 80 см раствора индикатора, чтобы в 100 см получить концентрацию индикатора 145 мг.
Раствором индикатора с установленным титром наполняют несколько небольших бутылочек (склянок) и сохраняют их в холодильнике. Этот раствор ограниченно устойчив (около 1 нед). Для точных определений необходимы буферные растворы, pH которых близки к рН исследуемых жидкостей. Для производственного контроля можно довольствоваться такими буферными растворами: для готового охмеленного сусла (передаваемого на охлаждение) с рН 5,4, для пива с рН 4,6. Буферный раствор для указанной цели состоит из:
1) 1/10 М лимонной кислоты, содержащей 21,014 г кристаллической лимонной кислоты в 1 л (раствор а);
2) 1/5 М раствора вторичного фосфата натрия, содержащего 35,603 г Na2HP04*2Н20 в 1 л дистиллированной воды (свободной от углекислоты) (раствор б).
Смешиванием растворов а и б получают буферные растворы. Далее на ФЭКе при длине волны 540 нм в кювете с толщиной рабочей грани 10 мм проверяют оптическую плотность растворов (D0), полученных смешиванием 10смбуферного раствора и 0,25сминдикатора. Раствором сравнения является вода. Для определения оптической плотности исследуемых растворов (Dx) к 10смфильтрата также добавили 0,25сминдикатора и по истечении минуты измеряют оптическую плотность. Раствором сравнения в данном случае является сам исследуемый раствор. По полученным данным определяют величину антиоксидантной активности (процент обесцвечивания красителя), в соответствии с формулой
ПОК=((D0-Dx)/ D0) *100
Определение антиоксидантной активности по методу В.И.Прилуцкого основано на различии ОВП в неактивированных неорганических растворах и сложных биохимических средах. Метод позволяет оценить общую противоокислительную активность различных напитков. Для неактивированных неорганических растворов в равновесном состоянии справедлива следующая формула, связывающая показатель кислотности pH и ОВП:
ОВПmin=660-60pH
Измерив активную кислотность pH растворов рассчитали минимальное ожидаемое значение ОВПmin. Полученное значение сравнили с измеренным в растворах ОВП. Разность между этими значениями будет характеризовать восстановительную (антиокислительную) способность исследуемых растворов.
ЭВ= ОВПmin-ОВП
Отрицательная величина сдвига ОВП свидетельствует об отсутствии в исследуемом растворе дополнительных антиоксидантных свойств.
При анализе растительного сырья были проведены опыты по определению количества сухих веществ, редуцирующих веществ и титруемой кислотности.
Количество СВ определяли рефрактометрически.
Для определения титруемой кислотности 50смнастоя растительного сырья отфильтровывали 0,1 Н щелочью.
Определение редуцирующих веществ проводили с использованием 3,5 – динитросалициловой кислоты. В основе метода лежит определение количества редуцирующих сахаров с помощью колориметрической реакции с 3,5-динитросалициловой кислотой. Реакция углеводов с этой кислотой протекает в щелочной среде при нагревании в кипящей водяной бане. Динитросалициловая кислота восстанавливается сахарами в З-амино-5-нитросилициловую кислоту, которая имеет яркий желто-оранжевый цвет. По интенсивности окраски раствора, полученной в результате реакции, определяют содержание углеводов
Приготовление 3,5-динитросалицилового реагента. В мерной колбе на 1000см растворяют 0,5г динитросалициловой кислоты в 500смтеплой дистиллированной воды без углекислоты (кипятить 10 мин) и добавляют 16 г гидроксида натрия. После полного растворения этих веществ добавляют 300 г тартрата калия натрия. Полученный раствор охлаждают до комнатной температуры и доводят объем до 1000см. Смесь выстаивают в течение 2 сут в темном месте, затем ее отфильтровывают через складчатый фильтр. Реагент хранят в темной склянке, он стабилен в течении 8 мес.
Наличие в растворе тартрата калия натрия предотвращает поглощение щелочью кислорода и увеличивает стойкость окраски.
Техника определения. К 0,5сманализируемого раствора добавляют 2см3,5-динитросалицилового реагента, смесь выдерживают 12 мин в кипящей водяной бане. Во время инкубации происходит цветная реакция, и раствор приобретает желто-оранжевый цвет, интенсивность которого зависит от количества сахара
Большое количество антиоксидантов находится в экстрактах. Присутсвие в экстрактах природных консервантов – карбоновые и оксикарбоновые кислоты, флавоноиды, витамины, эфирные масла, антоцианы, - позволяет повысить биологическую стойкость напитков.[ 11 ]
Преимущества напитков из экстрактов заключается в том, что при переработке растительного сырья получаемые эктсракты максимально обогащаются водорастворимыми экстрактивными веществами, органическими кислотами, дубильными, фенольными, пектиновыми соединениями, моно-, ди- и трисахаридами, циклическими спиртами и аминокислотами, макро- и микроэлементами.[ 13]
В Кемеровском технологическом институте была проведена работа по разработке новых видов функциональных сокосодержащих напитков с растительными экстрактами, содержащих повышенное количество полифенолов.
В качестве полуфабрикатов для создания функциональных напитков использовали следующие образцы соков, нектаров и сокосодержащих напитков: сок яблочный восстановленный осветленный торговой марки «Моя Семья», нектары ананасовый, абрикосовый, апельсиновый, персик-яблоко, вишнево-яблочный марки «Моя Семья», напиток сокосодержащий торговой марки «Да!» (черный виноград).
Выбор лекарственного растительного сырья проводили методом отсеивающего эксперимента по сопоставлению его химического состава и степени полезности. В результате анализа литературных данных были выбраны следующие виды: мелисса лекарственная, шалфей лекарственный и ромашка аптечная.
На основании результатов органолептической оценки, в основу которой положено сочетание по вкусу и аромату с экстрактами растительного сырья для дальнейших исследований были выбраны следующие наименования напитков: виноградный, вишневый и яблочный, и их смеси.
Оптимизацию состава растительных композиций проводили на основе результатов органолептической оценки одноименных экстрактов из растительного сырья (шалфей, ромашка, мелисса) и их композиций
По результатам оценки органолептических показателей модельных напитков были выбраны два напитка:
ü на основе виноградного сокосодержащего напитка “Да!” (1,5 см композиции экстракта с соотношением ромашка:шалфей:мелисса 165:6 и 60 см соответствующего напитка);
ü на основе вишнево-яблочного нектара “Моя семья”(0,5
см композиции экстракта с соотношением ромашка:шалфей:мелисса 1:4:5 и 60 см соответствующего нектара).
Для исследования технологии извлечения БАВ лекарственного растительного сырья с целью максимального выхода полифенолов и других экстрактивных веществ прежде всего, были установлены технологические режимы процесса экстрагирования - температура 50ºС, продолжительность процесса устанавливались по содержанию выхода экстрактивных веществ и составила 3 часа.
Следующий этап исследований был посвящен исследованию влияния способа извлечения экстрактивных веществ на показатели качества экстрактов. Сравнивали 2 способа экстрагирования: водный и водно-ферментный. В ходе работы определяли следующие показатели:
- выход экстракта;
- содержание сухих веществ;
- содержание дубильных веществ;
- содержание аскорбиновой кислоты.
Исследовали по 4 вида экстрактов: водно-ферментный с добавлением целловиридина Г3х (0,4 % от массы сухого сырья), водно-ферментный с добавлением протосубтилина Г3х (0,4 % от массы сухого сырья), водно-ферментный с добавлением смеси ферментов (по 0,2 % каждого) и водный экстракт.
Экстракцию проводили при температуре 50 °С в течение 3,5 часов.
В результате был сделан вывод, что водно-ферментная обработка приводит к увеличению содержания полифенольных соединений в 1,3-1,4 раза., причем наибольший выход полифенольных веществ получен при добавлении в экстракты смеси ферментов
Для производства разработанных напитков предложено использование принципиальной технологической схемы с внесением экстрактов на стадии купажирования всех компонентов.[ 16 ]
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Объекты и методы исследования.
2.1.1. Условия проведения
Все эксперименты проводятся в лабораториях МГУПП с использованием необходимых для опытов реактивов и оборудования.
2.1.2. Объекты исследования
Целью дипломной работы является разработка нового продукта – кваса с использованием растительных компонентов. Соответственно, объектами исследования являются квас и растительное сырье – цветки пижмы, ноготков, бессмертника песчаного и липы, трава душицы, а также вишня и яблоко.
2. 1.3. Методы анализа
Основным критерием для выбора растительного сырья служит количество полифенольных соединений в нем, так как именно эти соединения обеспечивают антиоксидантную активность напитков. Для определенения количества фенольных соединений пользовались
методом Фолина – Дениса. Метод основан на образовании синего окрашивания в результате восстановления фенольными соединениями сырья фосфоро-молибденово-вольфрамовых кислот натрия до голубых окислов W8O23 и Mo8O23. Интенсивность полученного голубого комплекса оценивают колориметрически. Для этого к 1 смфильтрата напитка добавляют 0,3 см раствора Фолина и 5 см 20%-го раствора карбоната натрия; через 15 минут измеряют оптическую плотность в кювете с толщиной рабочей грани 10 мм при длине волны 750 нм. Затем по предварительно построенной калибровке по танину определяют количество фенольных соединений в напитке.
Для изучения АОА напитков пользовались колориметрическим методом. Сущность этого косвенного метода определения редокспотенциала, предложенного Греем и Стоуном, заключается в изменении окраски (обесцвечивании) специального индикатора, прибавляемого к исследуемому раствору. В качестве такого индикатора служит 2,6-дихлорфенолиндофенол (реактив Тильмана), который при восстановлении обесцвечивается. Чем больше в исследуемом растворе редуцирующих и меньше окисляющих веществ, тем быстрее протекает обесцвечивание.
Обладая сравнительно высоким ОВ-потенциалом не реагирует на присутствие в анализируемой жидкости растворенного молекулярного кислорода, влияние которого заметно сказывается при электрометрическом методе определения.
Показатель реакции обесцвечивания носит краткое название ITT (Indicator Time—Test). Величина ITT указывает время в секундах, в течение которого 10смисследуемого раствора обесцветят на 80% раствор 2,6-дихлорфенолиндофенола под действием содержащихся в них редуцирующих веществ, и служит показателем восстановительной способности исследуемого раствора. Этот показатель реакции обесцвечивания зависит от Eh раствора.
Индикатор 2,6-дихлорфэнолиндофенол (О = С6НаС12 == NC6H4ONa) имеет молекулярную массу 290,087. Для определения готовят 0,005 М раствор индикатора, содержащий 145,04 мг безводного красящего вещества в 100смраствора.
Для сравнения измерений, выполненных в разное время, необходимо всегда пользоваться раствором индикатора одной концентрации. Теоретически для приготовления 0,005 М раствора следовало бы растворить в 1 л 1,4504 г индикатора. Однако индикатор не всегда чист и не вполне растворим, поэтому берут несколько большую навеску и позднее путем соответствующего дополнительного разбавления получают раствор указанной концентрации. Таким образом, сначала отвешивают приблизительно 1,8 г 2,6-дихлорфенолиндофенола и растворяют его в химическом стакане горячей дистиллированной водой (с температурой около 60°С), размешивают для охлаждения, переливают раствор в мерную колбу на 1 л и доводят дистиллированной водой до метки. Затем раствор фильтруют через складчатый фильтр (диаметром 9 см) и приступают к установке титра индикатора. Для этого пипеткой отбирают 10смполученного фильтрата индикатора и переводят в колбу Эрленмейера на 50 мл, добавляют 4смсвежеприготовленного раствора йодистого калия (5 г KJ в 20смводы) и после добавки 2смсерной кислоты (1 часть концентрированной H
2S04 + 6 частей Н26) титруют 0,01 н. раствором тиосульфата натрия, установленного по отношению к 0,01 н. К.Н (J03)2. Причем к концу титрования добавляют в качестве индикатора 2%-ный раствор крахмала, чтобы конечный момент титрования сделать более отчетливым. Количество израсходованного 0,01 н. раствора тиосульфата натрия следует умножить на 14,5 для вычисления количества воды, которое нужно добавить к 80 см раствора индикатора, чтобы в 100 см получить концентрацию индикатора 145 мг.
Раствором индикатора с установленным титром наполняют несколько небольших бутылочек (склянок) и сохраняют их в холодильнике. Этот раствор ограниченно устойчив (около 1 нед). Для точных определений необходимы буферные растворы, pH которых близки к рН исследуемых жидкостей. Для производственного контроля можно довольствоваться такими буферными растворами: для готового охмеленного сусла (передаваемого на охлаждение) с рН 5,4, для пива с рН 4,6. Буферный раствор для указанной цели состоит из:
1) 1/10 М лимонной кислоты, содержащей 21,014 г кристаллической лимонной кислоты в 1 л (раствор а);
2) 1/5 М раствора вторичного фосфата натрия, содержащего 35,603 г Na2HP04*2Н20 в 1 л дистиллированной воды (свободной от углекислоты) (раствор б).
Смешиванием растворов а и б получают буферные растворы. Далее на ФЭКе при длине волны 540 нм в кювете с толщиной рабочей грани 10 мм проверяют оптическую плотность растворов (D0), полученных смешиванием 10смбуферного раствора и 0,25сминдикатора. Раствором сравнения является вода. Для определения оптической плотности исследуемых растворов (Dx) к 10смфильтрата также добавили 0,25сминдикатора и по истечении минуты измеряют оптическую плотность. Раствором сравнения в данном случае является сам исследуемый раствор. По полученным данным определяют величину антиоксидантной активности (процент обесцвечивания красителя), в соответствии с формулой
ПОК=((D0-Dx)/ D0) *100
Определение антиоксидантной активности по методу В.И.Прилуцкого основано на различии ОВП в неактивированных неорганических растворах и сложных биохимических средах. Метод позволяет оценить общую противоокислительную активность различных напитков. Для неактивированных неорганических растворов в равновесном состоянии справедлива следующая формула, связывающая показатель кислотности pH и ОВП:
ОВПmin=660-60pH
Измерив активную кислотность pH растворов рассчитали минимальное ожидаемое значение ОВПmin. Полученное значение сравнили с измеренным в растворах ОВП. Разность между этими значениями будет характеризовать восстановительную (антиокислительную) способность исследуемых растворов.
ЭВ= ОВПmin-ОВП
Отрицательная величина сдвига ОВП свидетельствует об отсутствии в исследуемом растворе дополнительных антиоксидантных свойств.
При анализе растительного сырья были проведены опыты по определению количества сухих веществ, редуцирующих веществ и титруемой кислотности.
Количество СВ определяли рефрактометрически.
Для определения титруемой кислотности 50смнастоя растительного сырья отфильтровывали 0,1 Н щелочью.
Определение редуцирующих веществ проводили с использованием 3,5 – динитросалициловой кислоты. В основе метода лежит определение количества редуцирующих сахаров с помощью колориметрической реакции с 3,5-динитросалициловой кислотой. Реакция углеводов с этой кислотой протекает в щелочной среде при нагревании в кипящей водяной бане. Динитросалициловая кислота восстанавливается сахарами в З-амино-5-нитросилициловую кислоту, которая имеет яркий желто-оранжевый цвет. По интенсивности окраски раствора, полученной в результате реакции, определяют содержание углеводов
Приготовление 3,5-динитросалицилового реагента. В мерной колбе на 1000см растворяют 0,5г динитросалициловой кислоты в 500смтеплой дистиллированной воды без углекислоты (кипятить 10 мин) и добавляют 16 г гидроксида натрия. После полного растворения этих веществ добавляют 300 г тартрата калия натрия. Полученный раствор охлаждают до комнатной температуры и доводят объем до 1000см. Смесь выстаивают в течение 2 сут в темном месте, затем ее отфильтровывают через складчатый фильтр. Реагент хранят в темной склянке, он стабилен в течении 8 мес.
Наличие в растворе тартрата калия натрия предотвращает поглощение щелочью кислорода и увеличивает стойкость окраски.
Техника определения. К 0,5сманализируемого раствора добавляют 2см3,5-динитросалицилового реагента, смесь выдерживают 12 мин в кипящей водяной бане. Во время инкубации происходит цветная реакция, и раствор приобретает желто-оранжевый цвет, интенсивность которого зависит от количества сахара