Биологически активные продукты переработки плодов мандарина

А. А. Емельянов, К.А. Емельянов, Е.А. Кузнецова
Госуниверситет-УНПК, г. Орел

Ключевые слова: плод мандарина, мякоть, кожура, сок прямого отжима, вакуумное выпаривание, концентрированный сок, природная вода, конвективная сушка, физико-химический состав.

Плоды мандарина широко применяются для изготовления фруктовых соков, компотов, салатов, различных сладких блюд, печенья, соусов, рыбы, птицы и др. Кожуру мандарина используют в пищевой промышленности и при приготовлении различных лекарственных препаратов, настоев, сиропов, экстрактов. Мандарин содержит сахара, пищевые волокна, пектиновые вещества, органические кислоты, β-каротин, витамины B1, B2, P, C, D, K, макро- и микроэлементы [1]. Мандарины являются ценным диетическим продуктом, повышающим аппетит, улучшающим обменные процессы, обладающим общеукрепляющим, фитонцидным и антисептическим действием. Кожура содержит эфирное масло, органические кислоты, флавоноиды, β-каротин, витамины С и Р, оказывает общеукрепляющее, успокаивающее и противоастматическое действие, способствует снижению уровня сахара в крови.

Плоды мандарина могут быть переработаны с получением биологически активных продуктов. Используя ресурсосберегающую переработку [2], основанную на фракционировании сырья, можно получить обезвоженный сок, природную воду и пищевые волокна мандарина. В основе переработки лежит вакуумное выпаривание сока прямого отжима при температуре до 50 ○С. Использование пониженных температур минимизирует потери биологической ценности при переработке. Выпаривание концентрирует сок, повышая содержание биологически активных веществ в нем до величин, определяющих концентрированный сок в качестве физиологически функционального пищевого ингредиента. Вакуумное выпаривание позволяет сохранять основную массу природной воды, представляющую собой межклеточную влагу исходного сырья и обладающую всем спектром его биологически активных веществ.

Наличие различных по свойствам продуктов переработки дает возможность определить их пищевую ценность. Зная выход и пищевую ценность каждой фракции, можно установить закономерности распределения биологически активных элементов между ними и определить возможность использования продуктов переработки в качестве физиологически функциональных пищевых ингредиентов.

С целью получения биологически активных пищевых ингредиентов и выявления закономерностей их распределения между фракциями осуществлена ресурсосберегающая переработка плодов мандарина с получением обезвоженного сока, природной воды и порошков выжимок мякоти и кожуры и исследована пищевая ценность продуктов переработки.

В экспериментах использованы плоды мандаринов Абхазии и Марокко. Предварительно подготовленные плоды очищали от кожуры. Мякоть, выход которой от массы плода составил 70 %, физически отжимали с получением сока прямого отжима    (50 %) и выжимок (20 %). Кожуру (30 %) и выжимки сушили в конвективной сушилке при температуре до 50 ○С с последующим размельчением в порошок, выход которого составил, %: кожура – 7, выжимки мякоти – 4. Потери влаги в процессе конвективной сушки составили, %: кожура – 23, выжимки мякоти – 16.

Сок прямого отжима выпаривали в вакууме при температуре до 50 ○С, при этом выход природной воды составил 37 %, концентрированного сока – 13 %. Природная вода представляла собой чистую прозрачную приятную на вкус воду с ярко выраженным ароматом мандарина. Концентрированный сок досушивали в конвективной сушилке с получением пастообразного продукта (10 %). Потери влаги при досушивании составили   3 %. Суммарные потери при переработке плодов мандарина в количестве 42 % пришлись на потери влаги, сопровождавшие конвективную сушку кожуры и выжимок.

Схема переработки сырья с указанием выхода продуктов переработки, отнесенным к массе исходного сырья, приведена на рис. 1.

Внешний вид продуктов переработки плодов мандарина: пастообразного сока и порошков выжимок мякоти и кожуры, – представлен на рис. 2.

С помощью стандартных методик исследованы физико-химические свойства продуктов переработки плодов мандарина.
В табл. 1 представлена пищевая ценность плода [3], сока прямого отжима и продуктов переработки мандаринов Абхазии (1) и Марокко (2): пастообразного сока, природной воды и порошков выжимок и кожуры.
    

Из табл. 1 следует, что продукты переработки мандарина обладают пищевой ценностью, сопоставимой с ценностью плода, причем ценность продуктов переработки мандаринов (1) и (2) различна. Обезвоженные продукты переработки обладают повышенным содержанием пищевых волокон. По отношению к плоду, содержание пищевых волокон в пастообразном соке выше, в среднем, в ~ 2 раза, в порошке кожуры – в ~ 3 раза, в порошке выжимок мякоти в ~ 4 раза, причем их содержание в образцах 1 выше, чем в образцах 2 на величину от 10 (кожура) до 50 % (вода). Максимальным содержанием пищевых волокон до 8,5 % и пектина до 5,6 % обладают выжимки мякоти.

Суточная потребность в пищевых волокнах, составляющая 20 г для взрослого человека [4], удовлетворяется 100 г обезвоженных продуктов переработки плодов мандарина на величину от 16 (паста 2) до 42 % (выжимки 1), что указывает на возможность использования продуктов переработки в качестве физиологически функциональных пищевых ингредиентов. Литр воды мандарина удовлетворяет потребность в пектине от 30 (2) до 45 % (1), что так же указывает на ее функциональное назначение. Мандариновая вода может быть использована для производства функциональных напитков.

По экспериментальным данным для пищевой ценности продуктов переработки сока прямого отжима: пасты и природной воды, – рассчитана пищевая ценность сока. Расчет выполнен с учетом удельного веса продуктов переработки (Рис. 1). Литр мандаринового сока удовлетворяет потребность в пектине, в среднем, на 65 %, что определяет его в качестве функционального напитка. Расчетные значения пищевой ценности соответствуют известным данным для мандаринового сока [5], что указывает на достоверность полученных экспериментальных результатов и правильность выполненных расчетов.

С учетом удельного веса продуктов переработки и содержания показателей, приведенных в табл. 1, установлено распределение пищевой ценности между продуктами переработки мандарина: пастообразным соком, природной водой, порошками выжимок и кожуры (табл. 2).

Из табл. 2 следует, что наибольшей пищевой ценностью обладает пастообразный сок. Сок содержит две трети белка, треть сахаров и пектина, четверть клетчатки и почти все органические кислоты плода мандарина. Природная вода включает четверть пектина, пятую часть сахаров и 12 % кислот. Выжимки и кожура содержат до 40 % клетчатки, четверть сахаров и пектина. Можно говорить об относительно равномерном распределении пищевых волокон и пектина между фракциями мандарина.

В табл. 3 представлено содержание витаминов в мандарине [3] и продуктах его переработки.

Из табл. 3 следует, что продукты переработки плода мандарина содержат β-каротин, витамины группы В, токоферол, аскорбиновую кислоту. По содержанию витаминов пастообразный сок превосходит плод, причем кратность превышения для тиамина, пиридоксина и ниацина достигает двух, для токоферола – 1,4. Содержание аскорбиновой кислоты в пасте 1 соответствует содержанию в плоде, тогда как в пасте 2 на треть меньше. Богата витаминами кожура, причем содержание β-каротина в кожуре 1 на порядок выше, чем в кожуре 2. Мандариновая вода содержит витамины группы В и аскорбиновую кислоту. Расчетное содержание витаминов в соке соответствует известным данным [5].

Согласно [4], суточная потребность в аскорбиновой кислоте (90 мг) удовлетворяется 100 г обезвоженных продуктов переработки мандарина на величину от 14 (выжимки мякоти) до 40 % (паста). Потребность в тиамине (1,5 мг) и пиридоксине (1,8 мг) литр биогенной воды удовлетворяет на ~ 30 %, в аскорбиновой кислоте – на ~ 100 %, литр мандаринового сока – на треть в тиамине и пиридоксине и на 150 % в аскорбиновой кислоте. По витаминной активности продукты переработки мандарина также являются физиологически функциональными ингредиентами.

В табл. 4 представлено распределение содержания витаминов между продуктами переработки мандарина.

Из табл. 4 следует, что витамины между продуктами переработки распределены неравномерно. Наиболее богат витаминами порошок кожуры. Он содержит две трети β-каротина, тиамина и аскорбиновой кислоты плода, при этом включает треть токоферола и пятую часть рибофлавина. Пастообразный сок содержит более половины токоферола, более 40 % рибофлавина и третью часть β-каротина, пиридоксина, ниацина и аскорбиновой кислоты мандарина. Биогенная вода включает от 40 до 50 % рибофлавина, пиридоксина и ниацина. Меньше всего витаминов плода приходится на выжимки мякоти.

В табл. 5 представлено содержание макро- и микроэлементов в мандарине [3] и продуктах его переработки.

Из табл. 5 следует, что продукты переработки мандарина содержат минеральные вещества. Наибольшей концентрацией минеральных веществ обладает пастообразный сок. Паста превосходит плод по содержанию макро- и микроэлементов, в среднем, на 65 %. Содержание минеральных веществ в выжимках на треть меньше, чем в кожуре и вдвое ниже, чем в пасте. В обезвоженных продуктах переработки мандарина 2 присутствует никель. Биогенная вода содержит все минеральные вещества мандарина, кроме никеля. Расчетное содержание минеральных веществ в соке соответствует известным данным [5]. Согласно [4], суточная потребность в цинке (12 мг) удовлетворяется литром мандаринового сока на треть, что определяет мандариновый сок в качестве функционального напитка.

В табл. 6 представлено распределение содержания минеральных веществ между продуктами переработки мандарина.

Из табл. 6 следует, что основная масса минеральных веществ содержится в пастообразном соке, который включает от четверти до двух третей макро- и микроэлементов плода. Достаточно большая часть минеральных веществ мандарина приходится на биогенную воду, которая содержит пятую часть железа и фосфора, треть калия, магния и натрия, две трети соединений хлора. Порошок кожуры содержит пятую часть калия, магния, натрия, железа, никеля и четвертую часть кальция, фосфора и цинка плода. Меньше всего минеральных веществ мандарина приходится на выжимки мякоти.

Таким образом, осуществлена ресурсосберегающая переработка плодов мандарина и получены биологически активные продукты переработки: пастообразный сок, природная вода и порошки выжимок мякоти и кожуры. Исследован физико-химический состав продуктов переработки мандарина. Показано, что все продукты переработки обладают пищевой и биологической ценностью. Рассчитана пищевая ценность мандаринового сока и показано соответствие расчетных значений известным экспериментальным данным. Установлено распределение пищевой ценности между продуктами переработки. Показано, что обезвоженные фракции являются физиологически функциональными пищевыми ингредиентами и могут быть использованы для разработки продуктов питания функционального и специального назначения.

Природная вода мандарина является биологической активной питьевой водой. Литр мандариновой воды удовлетворяет суточную потребность в пектине до 45 %, тиамине и пиридоксине до –     30 %, аскорбиновой кислоте – на 100 %, цинке – на треть. Биогенная вода мандарина может быть использована для производства функциональных напитков.

ЛИТЕРАТУРА
1.    Турова А.Д., Сапожникова Э.Н. Лекарственные растения СССР и их применение. – М.: Медицина, 1982 – 304 с.
2.    Емельянов А.А. Ресурсосберегающая переработка плодово-ягодного сырья при пониженных температурах // Пищевая промышленность, 2009. № 7. С. 28-29.
3.    Энциклопедия центра Эмос. Химический состав пищевых продуктов. Мандарин. http://www.sunduk.ru/receipts/prods/p10181.htm
4.    Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. Методические рекомендации МР 2.3.1.2432-08.
5.    Сок мандариновый – калорийность, химический состав, пищевая ценность. http://www.tiptip.ru/p/2/sok_mandarinovyj/

Статья опубликована в журнале "Пищевая промышленность" 11-2013,  с. 76-78