Сухой сок из красной смородины

А. А. Емельянов, К.А. Емельянов
Орловский государственный технический университет
О.А. Шалимова, А.Ю. Гагарина
Орловский государственный аграрный университет

Возможность получения биологически активных сухих соков в виде паст, гранул и порошков показана в [1]. Используя низкотемпературное выпаривание влаги, в [2] получены гранулированный и порошкообразный сухие соки из черной смородины, установлена высокая пищевая и биологическая ценность сухого сока и высказано предположение о возможности его использования в качестве функционального ингредиента продуктов питания.

С целью получения новых функциональных ингредиентов осуществлено низкотемпературное удаление влаги из сока прямого отжима красной смородины и исследованы физико-химические свойства сухого сока, пены, образовавшейся при отжиме, выжимок ягоды и дистиллята сока.

Сок прямого отжима получен центрифугированием спелых свежих ягод красной смородины, произрастающей в Орловской области. Из 50 кг ягод, использованных в эксперименте, получено 23 л сока. Концентрирование сока осуществлено выпариванием влаги в вакууме на установке [3]. Зависимости изменения во времени температуры в испарителе  , остаточного давления в вакуумной системе   и объема дистиллята  , поступавшего в сборник конденсата при выпаривании сока, приведены на рис. 1. Из приведенных кривых следует, что выпаривание происходило со средней скоростью 6,2 л/ч при температуре  ○С и остаточном давлении   Па.

В результате вакуумного выпаривания получено 3 кг концентрированного сока в виде пастообразной массы и 20 л дистиллята. Дистиллят представлял собой чистую прозрачную питьевую воду с ароматом красной смородины приятную на вкус.

Концентрированный сок, отходы ягоды в виде выжимок и пена, снятая с отжатого сока, были высушены при атмосферном давлении и температуре  ○C. В результате досушивания концентрированного сока получено     2,2 кг сухого продукта влажностью 52 %, также получены 6,1 кг выжимок и 64 г пены влажностью 13 %. Суммарная массовая доля сухих веществ в соке, выжимках и пене, отнесенная к использованной ягоде красной смородины составила 12,8 %, что с погрешностью 15 % соответствует известным данным [4]. Сухие вещества ягоды распределены между выделенными составляющими следующим образом: сухой сок – 2,1 %;  выжимки – 10,6 %; пена – 0,1 %.

С помощью стандартных методик исследованы физико-химические свойства сухого сока, пены, выжимок и дистиллята красной смородины. Внешний вид сухого сока красной смородины приведен на рис. 2.

В таблице 1 дана пищевая и биологическая ценность сухого сока, пены, выжимок и ягоды [4] красной смородины.

Таблица 1
Пищевая и энергетическая ценность сухого сока, пены, выжимок и ягоды красной смородины

Учитывая, что приведенный в [2] физико-химический состав сухого сока черной смородины соответствует содержанию сухих веществ 85 %, экспериментальные результаты для 48 % сока красной смородины были также приведены к 85 % соку.

Из таблицы 1 следует, что сухой сок красной смородины обладает высокой пищевой и биологической ценностью, существенно превышая показатели исходной ягоды. Сок на порядок величины превосходит пену и выжимки по массовой доле витаминов, макро- и микроэлементов и на порядок же уступает им по доле клетчатки. Превышение показателей  85 % сока по отношению к ягоде составляет от 3-кратного для макро- и микроэлементов до двух порядков величины для органических кислот.

В таблице 2 приведено содержание витаминов в сухом соке, пене, выжимках, дистилляте и ягоде [4] красной смородины.

Таблица 2
Содержание витаминов в сухом соке, пене, дистилляте, выжимках и ягоде красной смородины, мг/100г

Из таблицы 2, следует, что сухой сок является источником витаминов А, группы В и С. Содержание ретинола пересчитано по экспериментально определенному значению 4,8 мг/100г β-каротина. По содержанию тиамина сок уступает пене и выжимкам, а также уступает пене – по ретинолу. Установлена высокая концентрация витаминов в дистилляте сока прямого отжима, что превращает его в функциональный напиток. Пол-литра натуральной воды из ягоды красной смородины закрывает суточную потребность в витамине С, полтора литра – в пиридоксине и ниацине, а два – в рибофлавине. По содержанию витаминов сухой сок многократно превышает исходную ягоду красной смородины. Для 85 % сока превышение содержания витаминов по отношению к ягоде составляет от одного порядка величины для ретинола и аскорбиновой кислоты до полутора порядков для витаминов группы В.

По ретинолу, тиамину, рибофлавину и аскорбиновой кислоте сухой    85 % сок соответствует ягодам с максимальной концентрацией этих веществ. По витамину А сок соответствует терну (1,4 мг/100г) и чернике (1,5 мг/100г), по витамину B1 уступает лишь жимолости (3 мг/100г), по витамину B2 – жимолости (3 мг/100г) и ирге (12 мг/100г), по витамину С соответствует черной смородине и облепихе (200 мг/100г). Содержание ниацина и пиридоксина в сухом соке существенно выше, чем в ягодах. По витамину РР  сок соответствует орехам и семенам (семя кунжута – 4 мг/100г; ядро семени подсолнечника – 9,9 мг/100г) и грибам (подберезовик – 6,3 мг/100г). По пиридоксину сок многократно превосходит известные продукты, в том числе, более чем трехкратно сою, фасоль и куриную печень (0,9 мг/100г).

Для удовлетворения суточной потребности в витаминах достаточны следующие количества сухого 85 % сока красной смородины: 30 г – для B6;   40 г – для С; 100 г – для А и В2; 170 г – для РР. Общее содержание витаминов 203 мг/100г определяет высокую биологическую активность сухого сока, при этом массовая доля ретинола 1,4 мг/100г указывает на его антиоксидантные свойства, ниацина 7,2 мг/100г и аскорбиновой кислоты 190 мг/100г – на антиокислительные, рибофлавина 1,2 мг/100г – на возможность использования в качестве пищевого красителя.

Содержание биологически значимых элементов в сухом соке, пене, выжимках и ягоде [4]  красной смородины представлено в таблице 3.

Таблица 3
Содержание макро- и микроэлементов в сухом соке, пене, выжимках и ягоде красной смородины, мг/100г

Из таблицы 3 следует, что сухой сок богат макро- и микроэлементами и по их общему содержанию в три раза превосходит исходную ягоду и на порядок величины – пену и выжимки. При влажности 15 % превышение содержания макро- и микроэлементов в сухом соке по отношению к ягоде составляет от двукратного для кальция до восьмикратного для железа. Впервые установлено наличие в ягоде красной смородины серы, марганца, меди и цинка.

По содержанию натрия сухой 85 % сок красной смородины соответствует зерновым (ячмень – 41 мг/100г; овес – 75 мг/100г), орехам и семенам (арахис – 26 мг/100г; семя кунжута – 75 мг/100г), сухофруктам (финики сушенные –  32 мг/100г; изюм – 117 мг/100г). Содержание кальция в соке выше, чем в ягодах и соответствует зерновым (рис – 66 мг/100г; ячмень – 93 мг/100г), орехам (кешью – 47 мг/100г; арахис – 85 мг/100г), сухофруктам (финики – 65 мг/100г; чернослив, изюм – 80 мг/100г) и фруктам (лимон –     40 мг/100г; хурма – 127 мг/100г). По магнию сок соответствует сухофруктам (курага персиковая, цукаты – 92 мг/100г; чернослив – 102 мг/100г), зерновым (рис – 96 мг/100г; пшеница мягкая – 102 мг/100г), зернобобовым (чечевица – 80 мг/100г; фасоль – 103 мг/100г) и фруктам (банан – 42 мг/100г; арбуз –    224 мг/100г). Содержание фосфора в соке – такое же, как в сухофруктах (яблоки сушенные – 77 мг/100г; чернослив – 83 мг/100г) и зернобобовых (бобы – 44 мг/100г; горох – 329 мг/100г). По сере сок соответствует ягодам (черная смородина – 2 мг/100г; вишня – 6 мг/100г); по железу – лесным ягодам (кизил –  4,1 мг/100г; шиповник – 11,5 мг/100г), сухофруктам (яблоки сушенные – 6 мг/100г; шиповник сушенный – 25 мг/100г), орехам (ядро абрикоса – 7 мг/100г), зерновым (рожь, пшеница мягкая – 5,4 мг/100г; ячмень – 12,1 мг/100г) и зернобобовым (горох – 9,4 мг/100г). Содержание марганца в соке – такое же, как у зерновых (гречиха – 1,76 мг/100г; рожь – 2,67 мг/100г), зернобобовых (горох – 1,75 мг/100г; соя – 2,8 мг/100г), орехов и семян (миндаль сладкий – 1,92 мг/100г; какао-бобы – 2,85 мг/100г) и ягод (брусника – 0,65 мг/100г; шиповник – 19 мг/100г). По содержанию меди сок соответствует ягодам (малина – 0,17 мг/100г; шиповник – 37 мг/100г), цинка – овощам (лук репчатый – 0,85 мг/100г) и ягодам (шиповник – 1,1 мг/100г).

Для удовлетворения суточной потребности в микроэлементах требуются следующие количества сухого 85 % сока красной смородины, г: Cu – 40; Fe и Mn – 170.

Таким образом, с помощью низкотемпературного удаления влаги в вакууме получен сухой сок красной смородины и исследованы физико-химические свойства сухого сока, пены, образовавшейся при отжиме, выжимок ягоды и дистиллята сока. Показано, что сухой сок обладает высокой пищевой и биологической ценностью, существенно превышая показатели исходной ягоды.  Витаминный состав сухого 85 % сока, мг/100г: А – 1,4; B1 – 0,35; B2 – 1,2; B6 – 3,2; PP – 7,2; C – 190. Состав макро- и микроэлементов, мг/100г: Na – 58; Ca – 70; Mg – 100; P – 80; S – 3,2; Fe – 7,2; Mn – 2,1; Cu – 3,2; Zn – 0,7. Впервые установлено содержание серы, марганца, меди и цинка в красной смородине.

В дистилляте сока красной смородины установлено наличие витаминов В2 (0,05 мг/100г), В6 (0,08 мг/100г), РР (0,85 мг/100г) и С (17 мг/100г), что превращает натуральную воду из ягоды в функциональный напиток. Сухой сок из красной смородины может найти широкое применение в пищевом производстве при изготовлении продуктов функционального назначения.

ЛИТЕРАТУРА
1.    Емельянов А.А. Сухие натуральные соки: пасты, гранулы, порошки // Пиво и напитки, 2008. № 2. С. 36 – 39.  
2.    Емельянов А.А., Емельянов Д.А., Шалимова О.А. Сухой сок из черной смородины // Пищевая промышленность, 2008. № 7. C. 16 –18.
3.    Емельянов А.А., Золотарев А.Г., Емельянов К.А. Малогабаритная установка для концентрирования и сушки пищевых продуктов в вакууме // Пищевая промышленность, 2007. № 12. C. 52.
4.    Энциклопедия Эмос. Химический состав пищевых продуктов. Красная смородина. http://www.sunduk.ru/Encycl/Index.html

Статья опубликована в журнале "Пиво и напитки" 5-2008, с. 44-45.