Составляющие мякоти тыквы

А. А. Емельянов, Е.А. Кузнецова
Орловский государственный технический университет

Ключевые слова: мякоть тыквы, низкотемпературное удаление влаги, сухие и жидкая фракции, физико-химический состав.

Возможность получения биологически активных сухих соков в виде паст, гранул и порошков рассмотрена в [1]. Используя низкотемпературное выпаривание в вакууме, получены обезвоженные соки черной смородины в гранулированном и порошкообразном виде [2] и красной смородины в виде пастилы [3]. Установлена высокая пищевая и биологическая ценность обезвоженных смородиновых соков и высказано предположение о возможности их использования в качестве функциональных ингредиентов продуктов питания.

С целью создания новых функциональных ингредиентов выделены составляющие мякоти тыквы: обезвоженный сок, сухие выжимки и пена, снятая с сока прямого отжима, и дистиллят сока прямого отжима, – и исследованы их физико-химические свойства.

Эксперименты выполнены на спелых, свежих плодах тыквы, произрастающей в Орловской области. Из 36 кг (100 %) тыквы выделено 26,7 кг (74 %) мякоти. Мякоть пропущена через центрифугу с получением 19,7 л   (55 %) сока прямого отжима и 7 кг (19 %) выжимок. Сок прямого отжима выпарен в вакууме при остаточном давлении  Па и температуре  ○С с помощью установки [4]. В результате выпаривания получено 3,2 кг концентрированного сока влажностью 70 % и 16,5 л (46 %) дистиллята. Дистиллят являлся чистой прозрачной питьевой водой с ароматом тыквы приятной на вкус.

В течение пяти дней концентрированный сок, выжимки мякоти и пена, снятая с сока прямого отжима, сушились при атмосферном давлении и температуре до 50 ○C. По окончании сушки получено 1,3 кг (3,6 %) пастообразного сока, 0,93 кг (2,6 %) выжимок и 42 г (0,12 %) пены с содержанием сухих веществ: сок – 73 %; выжимки – 94 %; пена – 92 %; дистиллят – 5,95 %. Сухие вещества мякоти тыквы в количестве 2,84 кг, составившие 10,6 %, распределены между выделенными фракциями следующим образом: сок – 33,4 %; выжимки – 30,7 %; пена – 1,4 %; дистиллят – 34,5 %.

Внешний вид обезвоженного сока, сухих выжимок мякоти и дистиллята сока прямого отжима тыквы с массовыми долями сухих веществ     73 %, 94 % и 5,95 %, соответственно, приведен на рис. 1 – 3.

С помощью стандартных методик исследованы физико-химические свойства обезвоженного сока, сухих выжимок и пены, а также дистиллята сока прямого отжима. Данные по минеральному составу получены с помощью рентгеноструктурного анализатора в системе электронного микроскопа JEOL JSM 6390.

В таблице 1 приведена пищевая ценность обезвоженного сока, сухих выжимок и пены, дистиллята сока прямого отжима и плода [5] тыквы.

Из таблицы 1 следует, что все выделенные фракции мякоти тыквы обладают высокой пищевой и биологической ценностью. Обезвоженные фракции в относительно равных долях содержат жиры, минеральные вещества и золу. Сок с массовой долей сухих веществ 73 % превышает выжимки по содержанию белков, сахаров и витаминов на (10 – 15) %, а пену – двукратно по белкам и сахарам и на порядок величины по витаминам. По содержанию пищевых волокон выжимки превышают пену в 2,5 раза, а сок – в 6,2 раза, причем превышение по пектину относительно сока 5-кратное и 44-кратное относительно пены.

Учитывая, что в [2] был получен сухой сок черной смородины с массовой долей сухих веществ 85 %, экспериментальные результаты для обезвоженного сока тыквы также были приведены к 85 % соку. Сухой 85 % тыквенный сок обладает высокой пищевой и биологической ценностью, превышая показатели исходного продукта с кратностью: 29,6 – белки; 11,0 – витамины; 7,0 – энергетическая ценность; 4,9 – редуцирующие сахара; 3,7 – клетчатка.

В таблице 2 приведено содержание витаминов в обезвоженном соке, сухих выжимок и пены, дистилляте сока прямого отжима и плоде [5] тыквы.

Как следует из таблицы 2, все выделенные фракции богаты витаминами. Наибольшей концентрацией витаминов обладает обезвоженный сок. По отношению к 73 % соку содержание витаминов в других фракциях составляет: выжимки – 78 %; пена – 11 %; дистиллят – 2,6 %. Массовая доля ретинола пересчитана в соотношении 1/6 по экспериментально определенным значениям β-каротина, мг/100г: 510 – 73 % сок; 410 –выжимки; 37 – пена; 3,3 – дистиллят. Сухие фракции тыквы существенно превосходят исходное сырье по содержанию витаминов. Превышение для сока с массовой долей сухих веществ 85 % составляет порядок величины, при этом кратность превышения по отдельным витаминам изменяется в пределах от 2,3 для пиридоксина до 66 для ретинола.

По ретинолу, тиамину и рибофлавину сухой 85 % сок соответствует ягодам с максимальной концентрацией этих веществ. По витамину А сок превосходит боярышник (14 мг/100г), но уступает барбарису (140 мг/100г). По витамину B1 сок уступает лишь жимолости (3 мг/100г) и соответствует зерновым (овес, рожь – 0,5 мг/100г; гречиха – 0,8 мг/100г), зернобобовым (фасоль, чечевица – 0,5 мг/100г; горох – 0,8 мг/100г) и орехам (орех грецкий – 0,4 мг/100г; арахис – 0,8 мг/100г). По витамину B2 сок уступает жимолости (3 мг/100г) и ирге (12 мг/100г) и соответствует орехам и семенам (фисташки, орех мускатный, ядро семени подсолнечника – 0,2 мг/100г; какао-бобы –    0,3 мг/100г), сухофруктам (цукаты, урюк, курага – 0,2 мг/100г; шиповник сушенный – 0,3 мг/100г), грибам (подберезовик – 0,2 мг/100г; белый гриб – 0,3 мг/100г). По ниацину сок превосходит овощи, фрукты и ягоды и соответствует орехам и семенам (семя кунжута, миндаль сладкий – 4 мг/100г; ядро семени подсолнечника – 9,9 мг/100г), а также грибам (подберезовик – 6,3 мг/100г).

Для удовлетворения суточной потребности в витаминах достаточны следующие количества 85 % сока тыквы: 1,5 г – А; 180 г – РР; 350 г – В1;   400 г – В2; 500 г – B6. Общее содержание витаминов 109 мг/100г определяет высокую биологическую активность сухого сока, при этом массовая доля β-каротина 594 мг/100г указывает на его антиоксидантные свойства, ниацина 6,61 мг/100г – на антиокислительные, рибофлавина 0,28 мг/100г – на возможность использования в качестве пищевого красителя.

Выжимки, пена и дистиллят также богаты β-каротином и витаминами группы В. Для удовлетворения суточной потребности в витаминах достаточны следующие количества выделенных фракций: А – 2,2 г выжимок, 25 г пены или 270 мл дистиллята; РР – 325 г выжимок, 430 г пены или 850 мл дистиллята; В1 – 760 г выжимок или 2,1 л – дистиллята.

Из приведенных данных следует, что все составляющие плода тыквы обладают высоким содержанием β-каротина и витаминов группы В и могут быть использованы в качестве функциональных ингредиентов продуктов питания. Дистиллят сока прямого отжима может быть использован как в качестве функциональной питьевой водой, так и в качестве основы для приготовления функциональных напитков.

Содержание биологически значимых элементов в обезвоженном соке, сухих выжимках и пене, а также дистилляте и плоде [5] тыквы представлено в таблице 3.

Из таблицы 3 следует, что все выделенные фракции мякоти тыквы имеют богатый минеральный состав. В целом, массовая доля минеральных веществ 73 % сока и выжимок составляет около 300 мг/100г и превышает массовую долю пены на 15 %. Выжимки обладают наибольшим содержанием кальция, кремния и железа. Превышение по железу – более чем 6-кратное относительно сока и в 1,25 раза относительно пены; по кальцию – в 1,5 раза относительно сока и в 2,5 раза относительно пены; превышение по кремнию – 1,5-кратное над пеной и соком. В отличие от других составляющих, выжимки содержат марганец.

Установлено присутствие кремния, никеля и хрома в тыкве. Кремний содержится только в сухих фракциях, никель – во всех. Хром обнаружен только в дистилляте. Высокое содержание хрома 0,04 мг/100г позволяет закрывать суточную потребность в нем 150 мл дистиллята. Кобальт и медь присутствуют во всех выделенных составляющих мякоти тыквы и равномерно распределены между ними. Сто грамм любой из фракций полностью закрывает суточную потребность в меди и на 30 % в кобальте. Высокое содержание меди, кобальта и хрома определяет выделенные составляющие мякоти тыквы, в качестве функциональных ингредиентов продуктов питания.

По содержанию кальция 85 % тыквенный сок превосходит овощи и ягоды и соответствует набору продуктов: фрукты (лимон – 40 мг/100г, хурма – 127 мг/100г); сухофрукты (чернослив, изюм – 80 мг/100г, груша сушенная – 107 мг/100г); орехи и семена (какао-бобы – 85 мг/100г); зерновые (рис –       66 мг/10г, ячмень – 93 мг/100г); зернобобовые (чечевица – 83 мг/100г). Содержание кремния в соке соответствует фруктам (виноград – 12 мг/100г), по меди сок уступает шиповнику (37 мг/100г), по цинку превосходит ягоды и фрукты и соответствует зерновым (кукуруза – 1,73 мг/100г). Содержание кобальта такое же, как в орехах и семенах (орех фундук – 0,012 мг/100г; какао-бобы – 0,027 мг/100г), а также в зернобобовых (фасоль –0,018 мг/100г). По никелю сок соответствует овощам и корнеплодам (свекла, редька –          0,014 мг/100г).
Для удовлетворения суточной потребности в микроэлементах требуются следующие количества сухого 85 % сока тыквы: Cu – 90 г; Co – 300 г; Zn – 500 г.

Проведен анализ физико-химического состава сухого сока тыквы урожая 2007 г после длительного хранения в обычных условиях при комнатной температуре. Результаты анализа сухих тыквенных соков урожаев 2007 и 2008 гг., выполненные одновременно, приведены в таблице 4.

Как следует из таблицы 4, физико-химические показатели сухого сока тыквы урожая 2007 г, по отношению к урожаю 2008 г, уменьшились за исключением кислотности, редуцирующих сахаров и рибофлавина. Рост кислотности в 2,6 раза и пятикратное снижение общего содержания витаминов, при уменьшении β-каротина на порядок величины, можно объяснить влиянием кислорода воздуха при длительном хранении при комнатной температуре в обычных условиях.

Таким образом, выделены фракции мякоти тыквы: обезвоженный сок с массовой долей сухих веществ 73 %, сухие пена и выжимки мякоти, а также дистиллят сока прямого отжима, – и исследованы их физико-химические свойства. Показано, что все выделенные фракции обладают высокой пищевой и биологической ценностью. Содержание белков и клетчатки в сухих фракциях превышает содержание в исходном продукте до 20-  и 30-кратного, соответственно. Установлено, что в 85 % соке массовая доля витаминов 110 мг/100г на порядок величины больше, чем в плоде тыквы. Кратность превышения по отдельным витаминам составляет от 2,3 для пиридоксина до 66 для ретинола. Выжимки, пена и дистиллят богаты β-каротином и витаминами группы В. Для удовлетворения суточной потребности в витаминах достаточно следующего количества выделенных составляющих: А – 1,5 г  85 % сока,   2,2 г выжимок, 25 г пены или 270 мл дистиллята; РР – 180 г 85 % сока, 325 г выжимок, 430 г пены или 850 мл дистиллята; В1 – 180 г 85 % сока, 760 г выжимок или 2,1 л – дистиллята; В2 – 400 г 85 % сока; B6 – 500 г 85 % сока. Определено содержание макро- и микроэлементов в выделенных фракциях. Установлено наличие кремния в количестве 14 мг/100г в сухих фракциях, никеля 0,012 мг/100г во всех фракциях и хрома 0,04 мг/100г в дистилляте. Содержание кобальта, меди, цинка и кальция в 85 % соке превышает содержание в исходном продукте с кратностью: Co – 18; Cu – 8,1; Zn – 6,8; Ca – 3,3. Для удовлетворения суточной потребности в микроэлементах требуются следующее количество любой из фракций: Cu – 100 г, Co – 300 г, Zn – 600 г. Дистиллят сока тыквы в количестве 150 мл удовлетворяет суточную потребность в хроме. Исследовано влияние длительного хранения на физико-химические показатели обезвоженного  сока тыквы.

Выделенные сухие фракции тыквы так же, как и дистиллят сока прямого отжима, могут 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., Емельянов К.А., Шалимова О.А., Гагарина А.Ю. Сухой сок из красной смородины // Пиво и напитки, 2008. № 5. C. 44 – 45.
4.    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.
5.    Энциклопедия центра Эмос. Химический состав пищевых продуктов. Тыква. http://www.sunduk.ru/Encycl/Index.html

Статья опубликована в журнале "Пиво и напитки" 2009 №4, С.40-43