На правах рукописи

Попова Елена Ивановна

Технология производства функциональных продуктов

питания из плодов и листьев калины обыкновенной

Специальность 05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки

злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной

продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Мичуринск-наукоград РФ, 2018

2

Работа выполнена на кафедре «Технологии производства, хранения и

переработки продукции растениеводства» ФГБОУ ВО «Мичуринский государ-

ственный аграрный университет»

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Винницкая Вера Федоровна

Официальные оппоненты: Сорокопудов Владимир Николаевич – доктор

сельскохозяйственных наук, профессор, ведущий

научный сотрудник отдела генетики и селекции

плодовых и ягодных растений ФГБНУ «Всерос-

сийский селекционно-технологический институт

садоводства и питомниководства».

Бочаров Владимир Александрович – кандидат

сельскохозяйственных наук, доцент, заведующий

кафедрой товароведения и экспертизы качества

Института пищевых технологий и дизайна – филиа-

ла ГБОУ ВО «Нижегородский государственный

инженерно-экономический университет».

Ведущая организация: ФГБОУ ВО Курская государственная сельско-

хозяйственная академия имени И.И. Иванова

Защита диссертации состоится 21 сентября 2018 года в 13 часов на заседа-

нии диссертационного совета Д 220.041.01 при федеральном государственном

бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Мичуринский

государственный аграрный университет» по адресу: 393760, Тамбовская область,

г. Мичуринск, ул. Интернациональная, д. 101, корпус 1, зал заседаний диссерта-

ционных советов, тел./факс (47545) 9-44-12, E-mail: dissov@mgau.ru.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке

ФГБОУ ВО Мичуринский ГАУ и на сайте www.mgau.ru, с авторефератом на

сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки

Российской Федерации www.vak.ed.gov.ru.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные и скрепленные

гербовой печатью, с указанием почтового адреса, телефона, электронной почты

и сайта организации, фамилии, имени, отчества, должности лица, подготовив-

шего отзыв, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан __________________________ 2018 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, доктор

сельскохозяйственных наук, доцент Гурьянова Ю.В.

3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Пищевой промышленностью недостаточ-

но полно используются плоды и ягоды нетрадиционных культур, в том числе

калины обыкновенной, из-за специфического вкуса и аромата, а имеющийся в

розничной торговой сети ассортимент продуктов питания из плодов калины не

всегда пользуется вниманием потребителей.

Разработка нового ассортимента и технологий производства функцио-

нальных продуктов питания из плодов и листьев калины дают возможность по-

лучения продуктов с заданными потребительскими свойствами и пищевой цен-

ностью, что необходимо в современных условиях жизни человека. В связи с

этим, модернизация существующих, внедрение инновационных технологий, ре-

сурсосберегающих приемов получения функциональных продуктов питания из

калины обыкновенной, приобретают особую актуальность.

Степень разработанности темы. Плоды калины употребляют как в све-

жем, так и в переработанном виде. Характерной особенностью существующих

технологий переработки плодов калины является получение продуктов с высо-

ким содержанием сахара (65-72%) и высокотемпературными режимами обра-

ботки, что снижает пищевую и биологическую ценность готовой продукции.

Технологии переработки листьев калины вовсе отсутствуют. Поэтому разра-

ботка нового ассортимента и технологий производства функциональных про-

дуктов питания из плодов и листьев калины обыкновенной с заданной биологи-

ческой ценностью является актуальным.

Цель и задачи исследований. Целью диссертационного исследования

является расширение ассортимента и повышение функциональных свойств

продуктов питания на основе плодов и листьев калины обыкновенной.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

– исследовать биохимический состав плодов и листьев шести сортов ка-

лины обыкновенной, их пищевую ценность и функциональные свойства, теоре-

тически и экспериментально обосновать целесообразность расширения ассор-

тимента функциональных продуктов питания на их основе;

– разработать рецептуры и технологии получения продуктов питания с

улучшенными пищевыми свойствами, максимальным использованием сырья,

минимизацией потерь и отходов на основе проведенных исследований плодов

и листьев калины обыкновенной;

– разработать и провести производственную апробацию НТД (СТО и ТИ)

путем изготовления опытной партии новых продуктов питания из плодов и ли-

стьев калины обыкновенной;

– оценить качество, пищевую ценность и соответствие функционально-

му назначению новых продуктов питания из плодов и листьев калины обык-

новенной;

– определить экономическую эффективность производства полученных

продуктов питания функционального назначения.

4

Научная новизна работы. Впервые проведена оценка пищевой и биохи-

мической ценности плодов и листьев шести сортов калины обыкновенной, вы-

ращенных в условиях Тамбовской области, с целью получения из них продук-

тов питания функциональной направленности.

Предложен научно обоснованный подход к pасшиpению ассоpтиментного

пеpечня пpодуктов питания из плодов и листьев калины функциональной

напpавленности с опpеделенными оpганолептическими характеристиками, вы-

соким содержанием биологически активных веществ и антиоксидантной актив-

ностью.

Разработаны комплексные малоотходные технологии переработки плодов

и листьев калины для получения сиропов, желе, батончиков, смоквы, конфет,

драже, соусов, морса, чайных напитков/чая функционального назначения.

Установлено влияние различных дозировок плодов и листьев калины на

органолептические, физико-химические показатели, антиоксидантную актив-

ность новых функциональных продуктов питания.

Теоретическая и практическая значимость работы. На основе ком-

плексной оценки подтверждена функциональная направленность плодов и ли-

стьев калины обыкновенной исследуемых сортов. Теоретически обоснована и

экспериментально подтверждена целесообразность расширения ассортимента

функциональных продуктов питания на основе плодов и листьев калины обык-

новенной и технологий их получения. Обоснованы рекомендуемые дозировки

функциональных ингредиентов из плодов и листьев калины обыкновенной для

получения продуктов питания с заданными свойствами.

Разработаны девять комплектов нормативно-технических документов:

Технологические инструкции (ТИ) и Стандарты организаций (СТО) на произ-

водство функциональных продуктов питания из калины: «Сиропы функцио-

нальные из калины», «Желе из калины функциональное», «Морс калиновый

для функционального питания», «Чаи фруктовые функциональные из калины»,

«Соусы с калиной «Калисто», «Батончики функциональные из калины», «Кон-

феты функциональные из калины», «Драже функциональное из калины с ме-

дом».

Результаты диссертационной работы апробированы в учебно-

исследовательской лаборатории продуктов функционального питания (ЛПФП)

Мичуринского ГАУ, экономический эффект от реализации 1 кг соуса составля-

ет 29 рублей, 1 кг сиропа – 22 рубля, 1 кг фруктовых батончиков – 102 рубля.

Материалы диссертации используются в ФГБОУ ВО «Мичуринский

ГАУ» при подготовке студентов, обучающихся по направлениям 35.03.07

«Технология производства, хранения и переработки продукции растениевод-

ства», 19.03.04 и 19.04.04 «Технология продукции и организация общественно-

го питания», 38.03.07 «Товароведение и экспертиза в сфере производства и об-

ращения сельскохозяйственного сырья и продовольственных товаров», 38.04.07

«Товароведение сельскохозяйственного сырья и продовольственных товаров».

Методология и методы исследований. Методология и методы исследо-

ваний основываются на системном подходе и общепризнанных апробирован-

5

ных методиках, применяемых в научных исследованиях с плодово-ягодными

культурами. Результаты исследований получены на основе проведенных лабо-

раторных методов и технологических расчетов, статистических методов плани-

рования исследований и обработки полученных данных, экономического ана-

лиза.

Основные положения, выносимые на защиту:

– теоретическое и экспериментальное обоснование целесообразности

расширения ассортимента функциональных продуктов питания на основе ре-

зультатов оценки плодов и листьев шести сортов калины обыкновенной по

комплексу показателей (органолептическим, технологическим, физико-

химическим);

– рецептуры и технологии переработки плодов и листьев калины обыкно-

венной для получения продуктов питания функционального назначения: сиро-

пов, желе, батончиков, конфет, смоквы, драже, соусов, морса, чайных напит-

ков/чая;

– результаты оценки новых функциональных продуктов питания из пло-

дов и листьев калины обыкновенной по показателям качества, пищевой ценно-

сти и функциональным свойствам;

– экономическая эффективность производства новых функциональных

продуктов питания из плодов и листьев калины обыкновенной;

– рекомендации производству по расширению ассортимента функцио-

нальных продуктов питания на основе плодов и листьев калины обыкновен-

ной.

Степень достоверности исследований. Достоверность полученных ре-

зультатов базируется на многолетних исследованиях, проводимых с использо-

ванием современных общепринятых методик, Гостов, приборов и оборудования

и подтверждена данными математической обработки, схождением результатов

теоретических и экспериментальных исследований, совпадением полученных

результатов с данными других исследователей, внедрением полученных ре-

зультатов в производство.

Апробация результатов исследований. Основные положения диссерта-

ционной работы и результаты проведенных исследований доложены и обсужде-

ны на научных конференциях различных уровней: научных конференциях Ми-

чуринского государственного аграрного университета (2013-2017 гг.); III-й Меж-

дународной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике

функциональных продуктов питания на основе медико-биологических воззре-

ний» (2013 г.); 7-й Международный биотехнологический форум-выставка

РосБиоТех «Инновационные технологии переработки калины для производства

функциональных продуктов питания с высокой антиоксидантной активностью»

(2013 г.).

Публикации результатов исследований. По материалам выполненных

исследований опубликовано 15 научных работ (4,46 п.л.), из них автором – 6,

в том числе в журналах рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ – 9, получены

5 патентов РФ на изобретение.

6

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти

глав, выводов, списка литературы, приложений. Работа изложена на 185 страни-

цах машинописного текста и содержит 25 таблиц, 61 рисунок и 7 приложений.

Список используемых литературных источников включает 194 наименований

российских и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, показаны сте-

пень разработанности по теме исследований, новизна и практическая значи-

мость работы, сформулированы цель и задачи исследования, методология ис-

следований, основные положения, выносимые на защиту, степень достоверно-

сти и апробация полученных результатов, а также личный вклад соискателя

при выполнении работы.

В первой главе диссертации приведен обзор отечественной и зару-

бежной литературы по теме исследования. Отражены основные достоинства

калины, ее биологические особенности, рассмотрены вопросы селекции и

использования ее при производстве продуктов здорового и функционального

питания.

Во второй главе представлена характеристика объектов и методов ис-

следований исходя из поставленной цели и задач, общая схема проведения ис-

следований.

Объектом исследования послужили плоды и листья 6-ти сортов калины

обыкновенной коллекции ФГБНУ «ФНЦ имени И.В. Мичурина». Предметом

исследований явились разработка рецептур новых видов продуктов функцио-

нального назначения из плодов и листьев калины обыкновенной: сиропов, со-

усов, цукатных батончиков, желе, смоквы и жевательных конфет, драже, морса,

чайного напитка/чая; технологические приемы их переработки для производ-

ства функциональных продуктов питания; оценка новых видов продуктов пита-

ния по органолептическим, физико-химическим показателям, содержанию БАВ

и антиоксидантов.

Последовательность проведения исследований и структурная схема про-

ведения эксперимента представлена на рисунке 1.

Для решения поставленных задач в работе использовались общепринятые

и специальные методы исследований: органолептические, физико-химические,

биохимические, технологические, статистические, маркетинговые.

В третьей главе представлены результаты исследований плодов и листь-

ев 6 сортов калины обыкновенной коллекции ФГБНУ «ФНЦ имени И.В. Мичу-

рина» по органолептическим, технологическим, биохимическим показателям,

показателям безопасности. В качестве контроля выступает районированный

сорт калины обыкновенной Гранатовый браслет.

Средняя дегустационная оценка плодов исследуемых сортов калины

обыкновенной, с учетом специфики культуры, составила от 3,9 – Зарница

до 4,8 балла – Киевская садовая (таблица 1).

7

Рисунок 1 – Структурно-логическая схема проведения исследований

Анализ и систематизация данных научно-технической и патентной литературы

по теме исследования с использованием фондов научных библиотек

Исследование потребительских, технологических и биохимических показателей

плодов и листьев калины, используемых для изготовления функциональных

продуктов: сиропов, желе, соусов, морса, батончиков, смоквы, конфет, драже, чая

Плоды и листья калины

обыкновенной сортов:

Красный коралл,

Гранатовый браслет,

Ульгень, Зарница,

Таежные рубины,

Киевская садовая

органолептическая оценка по 5-балльной шкале

исследование физико-химических показателей

и оценка безопасности

определение биохимических показателей и АОА

Разработка рецептур новых и инновационной комплексной малоотходной

технологии переработки плодов и листьев калины для производства

функциональных продуктов питания и исследование потребительских

и функциональных свойств этих продуктов

Изготовление и исследования образцов:

1. Фруктовые функциональные сиропы,

желе и морсы из калины

2. Фруктовые функциональные батончики,

смоква и конфеты из цукатов калины

3. Функциональные фруктовый чай и драже

из сушеных листьев и плодов калины

4. Соусы из овощей с калиной

органолептическая оценка

по 10-балльной шкале

физико-химические

показатели

антиоксидантная активность

Расчет и оценка

функциональности новых

видов продуктов из калины

Разработка проектов ТИ и СТО на созданные функциональные продукты

из калины обыкновенной

Расчеты экономических показателей применения новых технологий и производства

новых видов продуктов из калины обыкновенной

Технологические характеристики сырья: выход сока, пюре, используемые

и неиспользуемые отходы, сохранения БАВ при переработке

Теоретическое обоснование целесообразности переработки плодов и листьев калины

обыкновенной на функциональные продукты, выбор объектов и методов исследований

8

Таблица 1 – Оценка органолептических показателей свежих плодов калины

обыкновенной

Сорта

калины

Дегустационная оценка, баллы Ср.

балл за

3 года Внешний вид Вкус Аромат Консистенция

2014 2015 2016 х 2014 2015 2016 х 2014 2015 2016 х 2014 2015 2016 х

Элитный

сеянец 4,1 4,0 4,0 4,0 3,1 2,9 3,0 3,0 3,1 3,0 3,0 3,0 3,2 3,3 3,4 3,3 3,3

Таежные

рубины 5,0 5,0 5,0 5,0 4,6 4,4 4,5 4,5 4,7 4,1 4,0 4,5 4,7 4,8 4,8 4,8 4,7

Киевская

садовая 5,0 4,9 5,0 5,0 4,8 4,7 4,6 4,7 4,6 4,5 4,6 4,6 5,0 4,9 5,0 5,0 4,8

Ульгень 4,7 4,7 4,8 4,7 3,7 3,5 3,4 3,5 4,1 4,0 4,0 4,0 4,4 4,6 4,6 4,5 4,2

Зарница 4,5 4,5 4,5 4,5 3,4 3,2 3,2 3,3 3,7 3,5 3,5 3,6 3,9 4,1 4,0 4,0 3,9

Гранатовый

браслет (к) 5,0 5,0 5,0 5,0 4,7 4,3 4,4 4,5 4,5 4,4 4,4 4,4 4,9 5,0 5,0 5,0 4,7

Красный

коралл 4,8 4,8 4,8 4,8 4,1 4,0 3,9 4,0 4,9 4,9 4,9 4,9 4,8 4,8 4,9 4,8 4,6

Лучшими вкусовыми качествами – приятным и гармоничным вкусом с

ощущением сладости, обладали плоды сортов Киевская садовая (средний

балл 4,7), Таежные рубины (средний балл 4,5), Гранатовый браслет (4,5 балла).

Плоды сорта Зарница и Элитного сеянца – горько-кислые (3,3-3,0 балла соот-

ветственно). Плоды калины сорта Красный коралл имели ярко выраженный ка-

линовый аромат, свойственный только этому сорту. Консистенция плодов всех

исследуемых сортов калины – плотная, сочная, с легко отделяющейся от мяко-

ти косточкой.

Оценка технологических свойств плодов калины обыкновенной (таблица

2) показала, что наибольший выход сока получается из плодов калины сортов

Гранатовый браслет (65,0%), Киевская садовая (63,0%) и Красный коралл

(63%), пюре – из плодов калины сортов Ульгень (82%), Киевская садовая

(80%) и Гранатовый браслет (80%). Отходы (косточки и кожица) составляют

от 10 до 14%.

Таблица 2 – Технологические свойства плодов калины обыкновенной Наименование

сорта

Массовая доля

сока, %

Массовая доля

мякоть+сок, %

Массовая доля

косточки, %

Массовая доля

кожицы, %

Элитный сеянец 47,0 65,0 14,0 12,0

Таежные рубины 50,0 75,0 14,0 11,0

Киевская садовая 63,0 80,0 13,0 11,0

Ульгень 60,0 82,0 12,0 10,0

Зарница 53,0 70,0 11,0 10,0

Гранатовый браслет (к) 65,0 80,0 12,0 12,0

Красный коралл 63,0 75,0 13,0 12,0

Определен химический состав плодов и листьев 6 сортов калины обыкно-

венной. Содержание основных компонентов химического состава представлено

в таблицах 3, 4.

9

10

11

По содержанию растворимых сухих веществ лидерами являются плоды сор-

тов Ульгень, Зарница, Гранатовый браслет с массовой долей 19,2%, 18,6% и 18,2%

соответственно. Наиболее кислотосодержащими являются плоды сортов Ульгень

(2,22%) и Зарница (1,88%), низкокислотными – плоды сорта Гранатовый браслет

(1,55%). Наибольшее количество сахаров – в плодах калины сортов Киевская са-

довая (13,2%) и Таежные рубины (12,0%), при этом большая часть приходится на

долю фруктозы и глюкозы и находится в соотношении 75-80% / 25-15%. Среднее

содержание пектиновых веществ в плодах калины исследуемых сортов варьирует

в пределах от 1,65 до 2,83%, что позволяет использовать их при производстве же-

лированных продуктов питания. Плоды калины сортов Красный коралл и Грана-

товый браслет выделены благодаря наибольшему содержанию пектиновых ве-

ществ. По содержанию витамина С отмечены плоды сорта Гранатовый браслет со

средним значением 171,7 мг/100 г, наименьшее количество – 108,5 мг/100 г у пло-

дов сорта Зарница. Плоды калины сортов Красный коралл, Ульгень, Гранатовый

браслет содержат каротина 1,99 мг%, 1,89 мг% и 1,89 мг% соответственно. Мас-

совая доля Р-активных соединений в мякоти плодов калины варьирует в пределах

955,7-1175,0 мг%. Наибольшее количество общих Р-активных соединений за ис-

следуемый нами период – у плодов сорта Красный коралл (1175,0 мг%). Уровень

антиоксидантной активности исследуемых плодов калины обыкновенной в

зависимости от сорта варьирует от 331,9 до 525,5 мг%. Наибольшей величиной

антиоксидантной активности характеризуются плоды сорта Зарница (525,5 мг%),

несколько уступают плоды сорта Киевская садовая (502,8 мг%).

Результаты исследования листьев калины обыкновенной показали, что

лидер по содержанию витамина С – сорт Гранатовый браслет со средним зна-

чением 419,6 мг%. Количество р-активных соединений в листьях варьирует в

пределах 527,3 мг% (Зарница) – 853,1 мг% (Красный коралл). Антиоксидантная

активность листьев калины превосходит плоды калины обыкновенной и нахо-

дится на уровне 779,0 мг% (Красный коралл) – 883,9 мг% (Гранатовый брас-

лет). По определяемым показателям, листья превосходят плоды калины обык-

новенной, подтверждая возможность использования данного сырья для получе-

ния ингредиентов, обогащающих продукты питания. Величина общей антиок-

сидантной активности характеризует весь комплекс нутриентов и биологически

активных веществ, содержащихся в плодах и листьях калины обыкновенной.

Динамика накопления антиоксидантов выявила тенденцию их увеличения

с августа по октябрь – в плодах калины (рисунок 2) и с мая по сентябрь – в

листьях калины (рисунок 3). Перенос сроков съема плодов калины обыкновен-

ной на более поздний срок – октябрь является актуальным, так как это способ-

ствует большему содержанию БАВ в продуктах переработки.

Комплексная оценка плодов и листьев калины обыкновенной показала, что

они являются перспективным сырьем для производства продуктов питания и ин-

гредиентов функционального назначения. Кроме того, установлена приоритет-

ность каждого сорта при производстве пищевых продуктов: для производства си-

ропов и морсов рекомендуются плоды сортов Гранатовый браслет, Киевская са-

довая, Красный коралл, обладающие высокими органолептическими, технологи-

12

ческими характеристиками, содержанием антоцианов; для производства соусов

рекомендуются плоды сортов Ульгень и Зарница, в которых отмечено высокое

содержание органических кислот, что позволяет снизить или исключит количе-

ство вносимых в продукт подкислителей; плоды калины сортов Красный коралл,

Гранатовый браслет рекомендуются при получении желированных продуктов пи-

тания и цукатных изделий; для получения порошков, чайных напитков/чая реко-

мендуются плоды и листья всех исследуемых сортов калины обыкновенной, явля-

ясь источниками антиоксидантов и других биологически активных веществ.

0

100

200

300

400

500

600

700

08.16. 09.16. 10.16.

28

6,3 33

3,1 39

7,5

42

4,5 5

05

,3

52

2,7

32

7,2

48

2,4 5

60

,9

45

4,8 5

37

,5 58

4,1

30

0,5

40

2,1 4

75

,2

28

9,4 3

69

37

1,3

52

4,9 6

12

,5

63

5

Вел

ич

ин

а а

нти

ок

си

дан

тн

ой

ак

ти

вн

ости

, м

г%

Таежные рубины Киевская садовая Ульгень

Зарница Гранатовый браслет (к) Красный коралл

Элитный сеянец

Рисунок 2 – Антиоксидантная активность плодов

калины обыкновенной в динамике

0

200

400

600

800

1000

05.16. 07.16. 09.16.

82

5,3

83

7,7

84

0,2

75

8,4

78

1,8

78

4,488

5

90

4,2

90

8,1

80

7,4

81

2,8

81

5,6

85

9,6

86

5,6

86

7

73

5,1

74

0,5

74

3,4

97

8

990,2 993,5

Вел

ич

ин

а а

нти

ок

си

дан

тн

ой

ак

ти

вн

ости

, м

г%

Таежные рубины Киевская садовая Ульгень

Зарница Гранатовый браслет (к) Красный коралл

Элитный сеянец

Рисунок 3 – Антиоксидантная активность листьев

калины обыкновенной в динамике

13

В четвертой главе представлены рецептуры и технологии получения но-

вых видов продуктов на основе плодов и листьев калины обыкновенной с уста-

новленной функциональной направленностью и антиоксидантной активностью.

Приведены результаты оценки новых продуктов питания по содержанию БАВ,

антиоксидантной активности, функциональной направленности.

Нами разработаны следующие виды продуктов функционального назна-

чения из калины обыкновенной: сиропы; батончики; смоква и конфеты с добав-

лением сиропов из шалфея и мяты; драже из порошка плодов калины с медом;

овощефруктовые соусы; чайные напитки/чай. Для производства этих продуктов

разработаны инновационные рецептуры и технологические операции. Особое

внимание уделено инновациям в технологических процессах термообработки и

извлечению БАВ из плодов, направленным на инактивацию окислительного

воздействия кислорода воздуха.

Технология изготовления сиропов по инновационной технологии (рисунок

4) предполагает ускорение процесса выделения сока из свежих плодов калины в

горячий сахарный сироп благодаря использованию вакуум-аппарата с остаточным

давлением 23-23,7 кПа (500-600 мм рт. ст.) и температурой 70-75оС. В таких усло-

виях исключается контакт с кислородом воздуха и потери БАВ минимальные.

Основной составляющей технологии производства соусов с калиной явля-

ется подбор и получение пюре из ингредиентов согласно разработанной рецеп-

туре. В соусы не добавляются органические кислоты, загустители, стабилизато-

ры, консерванты. Кислотность обеспечивается присутствием калинового и яб-

лочного пюре, консистенция – наличием пищевых волокон овощей и фруктов.

Получение батончиков из цукатов калины по инновационной технологии

осуществляется после отделения калинового сиропа (рисунок 4). Цукатная мас-

са с остаточной влажностью 30% протирается для отделения семян и кожицы,

помещается в инфракрасную сушилку для удаления лишней влаги. Готовая цу-

катная масса с остаточной влажностью 20-15% формуется фильерой в виде

прямоугольного жгута размером 20х30 мм и нарезается батончиками длиной

100 мм, а затем упаковывается в полимерную пленку с красочной этикеткой.

Технология производства смоквы и конфет из цукатов калины с добавле-

нием сиропов из шалфея и мяты, аналогична получению цукатной массы для

батончиков. Формирование конфет базируется на использовании формовочных

устройств, предназначенных для нарезки конфет, с последующей обсыпкой их

смесью порошка из калины и крахмала.

Технология производства драже основывается на получении порошка из

сушеных плодов или выжимок плодов калины обыкновенной, просеивании его

для получения однородных частиц не более 1 мм, смешивании с медом и фор-

мировании из этой массы драже.

Технология изготовления чайных напитков/чая основана на использова-

нии сушеных листьев, плодов и выжимок из плодов калины, полученных при

протирании цукатной массы, измельчении до определенного размера частиц

(2-3 мм), обеспечивающих сохранность БАВ и оптимальном времени заварива-

ния для получения характерного букета аромата и вкуса.

14

Рисунок 4 – Комплексная малоотходная технологическая схема получения

сиропов и фруктовых цукатных батончиков из плодов калины обыкновенной

Новые виды продуктов и ингредиентов из калины обыкновенной были

оценены по органолептическим и физико-химическим показателям, пищевой

ценности и антиоксидантной активности, в сравнении с продуктами стандарт-

ного производства.

По результатам дегустационной оценки сиропов из плодов калины обык-

новенной, (рисунок 5) все три образца обладают хорошими вкусовыми каче-

ствами, несмотря на специфические особенности данной культуры. Вкус и аро-

мат анализируемых сиропов ярко выраженные, свойственные плодам калины,

без постороннего привкуса и запаха. У сиропа «Калинушка» (концентрация

Мойка

Дозирование плодов калины в сироп

Смешивание

с сахарным сиропом,

подогрев до 750С

Приготовление

сахарного

сиропа

Выдержка плодов

в сиропе под вакуумом

Подготовка плодов калины

Отделение плодов инспекция

Сортировка

Сушка батончиков

Упаковка в коробки

Формование батончиков

из цукатной массы калины

Отделение косточек и кожицы –

протирание

Цукатная масса калины

на батончики

Калиновый

сироп

на фасование

Фасование батончиков

в полимерную пленку

с красочной этикеткой

Косточки и кожица

на получение порошка

Отделение цукатов

калины от сиропа

15

50%), с общей оценкой при дегустации 10,0 баллов, вкус был самым гармонич-

ный, что свидетельствует о лучшей комбинации составляющих компонентов. В функциональных сиропах из плодов калины обыкновенной, получен-

ных по инновационной технологии (таблица 5), содержание витамина С – от

30,4 до 40,4 мг/100 г, что составляет 49-71% от его суточной потребности, ан-

тиоксидантная активность в 7-10 раз выше в сравнении с контролем, массовая

доля растворимых сухих веществ, углеводов и калорийность ниже, чем у

стандартного сиропа. Сравнительная оценка комплекса БАВ сиропов из пло-

дов калины обыкновенной, изготовленных по стандартной и инновационной

технологиям, показала преимущества инновационной технологии, а высокие

потребительские свойства полученных образцов – свидетельство целесообраз-

ности их производства.

2 1,5 1,5 5

2 1,5 1,3 4,6

2 1,5 1,2 4,5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Уровень качества, баллы

Сироп "Калинушка"

Сироп "Калиновый цвет"

Сироп "Калиновый

аромат"

Внешний вид и консистенция Цвет Запах Вкус

Рисунок 5 – Результаты органолептической оценки сиропов

из плодов калины обыкновенной

Таблица 5 – Показатели пищевой и функциональной ценности сиропов из плодов

калины обыкновенной

Наименование сиропа,

состав, %

Массовая

доля РСВ,

%

Массовая

доля

сахаров,

%

Содержание БАВ

в 100 г сиропа Антиокси-

дантная

активность

мг/100г витамин С,

мг

яблочная+

+лимонная

кислота, г

Сироп «Калинушка»

состав: калина/сироп 35/65 50,0±0,02 46,0±0,05 40,4±0,02 0,35±0,01 119,0±0,02

Сироп «Калиновый цвет»

состав: калина/сироп: 30/70 47,0±0,01 42,0±0,07 36,1±0,01 0,33±0,01 93,0±0,03

Сироп «Калиновый аромат»

состав: калина/сироп: 25/75 45,0±0,03 40,0±0,07 30,4±0,03 0,3±0,01 79,0±0,02

Сироп из калины – контроль

(из аптеки) 60,0±0,02 59,5±0,10 4,2±0,01 0,05±0,03 8,1±0,01

16

Образцы цукатных батончиков из плодов калины обыкновенной соответ-

ствуют отличному и хорошему уровням качества (рисунок 6). Батончик «Кали-

на +Яблоко» по определяемым показателям в сумме набрал 9,6 балла, батончик

«Калинка» уступил по показателям вкус и запах из-за использования одного

вида сырья (плодов калины), набрал в совокупности показателей 9,1 балла.

1,9 1,4 1,4 4,9

1,9 1,4 1,3 4,3

0 2 4 6 8 10

Уровень качества, баллы

Батончик "Калина +

яблоко"

Батончик "Калинка"

Внешний вид и консистенция Цвет Запах Вкус

Рисунок 6 – Результаты дегустационной оценки цукатных батончиков

из плодов калины обыкновенной

По содержанию БАВ традиционный карамельный батончик уступает ба-

тончикам, полученным из плодов калины обыкновенной (таблица 6). Функцио-

нальные батончики из плодов калины отличаются пониженной калорийностью

за счет меньшего содержания сахаров (65-69%), улучшенной пищевой ценно-

стью благодаря содержанию пищевых волокон (9,0-15,2 г/100 г) и функцио-

нальными свойствами – витаминной (витамина С 66,2-72,6 мг/100 г) и антиок-

сидантной активностью (140,5-380,8 мг/100 г).

Таблица 6 – Показатели пищевой и функциональной ценности цукатных

батончиков из калины обыкновенной

Наименование батончика,

состав, %

Массовая

доля

РСВ,

%

Массовая

доля

сахаров,

%

Содержание БАВ в

100 г батончика Антиокси-

дантная

активность

мг/100г витамин

С, мг ПВ, г

Батончик «Калина+яблоко»

(55/45) 81,0±0,05 65,0±0,03 66,2±0,04 15,2±0,01 140,5±0,05

Батончик «Калинка» 80,0±0,03 69,0±0,01 72,6±0,03 9,0±0,02 380,8±0,03

Батончик карамельный Детский 88,0±0,02 80,0±0,04 – 1,5±0,02 –

Комплексная оценка полученных соусов, желе, морса, смоквы, конфет,

драже, чайных напитков/чая из плодов и листьев калины обыкновенной устано-

вила, что каждый из них обладает индивидуальными органолептическими ха-

рактеристиками, улучшенной пищевой и энергетической ценностями, а высо-

кое содержание БАВ и антиоксидантная активность подтверждает не только

17

функциональную направленность каждого из продуктов питания, но и целесо-

образность применения инновационных технологий, обеспечивающих макси-

мальное сохранение полезных веществ исходного сырья.

Термообработка разрушает некоторые количества биологически актив-

ных веществ фруктов и овощей, особенно в присутствии кислорода воздуха.

При получении сиропов из плодов калины обыкновенной по инноваци-

онной технологии процесс выделения сока в горячий сахарный сироп проис-

ходит быстро, а использование вакуум-аппарата с остаточным давлением

23-23,7 кПа и температурой 70оС исключает контакт сырья с кислородом

воздуха, следовательно, делая потери БАВ минимальными (таблица 14).

Таблица 14 – Потери витаминов при производстве новых продуктов

Наименование

продукта

Массовая доля витаминов

перед нагреванием,

мг%

Массовая доля витаминов

после нагревания

в вакуум-аппарате (70оС),

мг%

Потери

витаминов,

%

С Группа

В

Р-

активные С

Группа

В

Р-

активные С / В / Р-акт

Сироп Калинушка 41,8±0,02 0,06±0,05 165±0,01 40,4±0,02 0,06±0,35 160±0,02 3 / 0 / 5

Соусы 31,4±0,01 0,02±0,05 65±0,02 30,5±0,01 0,02±0,05 58±0,01 3 / 0 / 7

Батончики,

смоква, конфеты 76,1±0,03 0,09±0,10 325±0,04 70,4±0,01 0,09±0,03 320±0,01 8 / 0 / 5

Желе из калины 52,4±0,02 0,02±0,04 188±0,03 50,1±0,02 0,02±0,02 168±0,03 4 / 0 / 2

Чайный

напиток/чай 292,8±0,06 0,07±0,07 225±0,01 265,2±0,01 0,06±0,02 221±0,01 10 / 0 / 4

В пятой главе приведен расчет экономической эффективности от внед-

рения новых технологий производства продуктов питания из плодов и листьев

калины обыкновенной. Исходя из полученных данных, уровень рентабельности

от внедрения технологий производства: сиропов из плодов калины составил

20%; соусов с калиной – 25%; желе и морса из плодов калины – 43% и 33,2%

соответственно; цукатных батончиков из плодов калины – 88,9% и 130,4%;

драже из порошка калины с медом – 65,6%; чайного напитка/чая – 48,3%. Та-

ким образом, расчет экономической эффективности свидетельствует о возмож-

ности производства новых функциональных продуктов питания из калины

обыкновенной со стабильной прибылью и рентабельностью в пределах от

20,0% до 130,4%.

ВЫВОДЫ

1. Результаты исследований показали перспективность использования

плодов и листьев калины обыкновенной в пищевой промышленности с целью

получения продуктов здорового и функционального питания, а также расшире-

ния ассортимента данного вида продукции.

2. Комплексная оценка плодов и листьев 6 сортов калины обыкновен-

ной установила, что данное сырье характеризуется высокими потребитель-

18

скими, технологическими свойствами, содержанием биологически активных

веществ и антиоксидантной активностью. По величине общей антиоксидант-

ной активности выделены плоды сортов Зарница (525,5 мг%) и Киевская са-

довая (502,8 мг%); антиоксидантная активность листьев калины обыкновен-

ной составляет 779,0 мг% (Красный коралл) – 883,9 мг% (Гранатовый

браслет).

3. Установлена приоритетность плодов и листьев исследуемых сортов ка-

лины для промышленного получения продуктов питания функциональной

направленности: для получения сиропов и морсов – плоды сортов Гранатовый

браслет, Киевская садовая, Красный коралл, Таежные рубины, благодаря высо-

кому содержанию антоцианов, витамина С, антиоксидантной активности; для

производства соусов – рекомендуются плоды сортов Ульгень и Зарница, за счет

природных органических кислот, что позволяет снизить или исключить количе-

ство вносимых в продукт подкислителей; для получения желированных про-

дуктов (желе, батончиков, смоквы, конфет) рекомендуются сорта с высоким

содержанием пектиновых веществ (Красный коралл, Гранатовый браслет), что

снижает количество добавляемого при приготовлении пектина и дает возмож-

ность получить цукатную массу необходимой плотности; для получения чай-

ных напитков и порошков рекомендуются плоды и листья всех исследуемых

сортов калины обыкновенной.

4. Установлены и оптимизированы рецептуры новых видов продуктов

питания на основе плодов и листьев калины обыкновенной с заданным хими-

ческим составом и функциональной направленностью: сиропы функциональ-

ные «Калинушка», «Калиновый цвет», «Калиновый аромат»; функциональные

батончики «Калинка» и «Калина+Яблоко»; смоква и конфеты функциональ-

ные с добавлением сиропов из шалфея и мяты; драже из порошка плодов ка-

лины с медом; овощефруктовые соусы; функциональные чайные напитки/чай

из листьев, сушеных плодов и/или выжимок плодов калины.

5. Разработаны инновационные малоотходные технологии получения но-

вых видов продуктов питания на основе плодов и листьев калины обыкновен-

ной с применением эффективных технологических приемов, позволяющих со-

кратить потери биологически активных веществ конечного продукта.

6. Проведена оценка новых видов продуктов и ингредиентов из плодов и

листьев калины обыкновенной по органолептическим, физико-химическим по-

казателям, пищевой ценности и антиоксидантной активности. Установлено

преимущество полученных продуктов питания по пищевой и энергетической

ценностям. Введение их в рацион питания обеспечивает суточную потребность

человека, в зависимости от вида употребляемого продукта: в витамине С – на

28-126% и более; в пищевых волокнах – на 51-190%; общая антиоксидантная

активность находится на уровне 42,3-614,0 мг/100 г. Обосновано преимущество

инновационных технологий получения продуктов питания из плодов и листьев

калины обыкновенной перед традиционными технологиями, а также ожидае-

мый благоприятный эффект на состояние организма человека при систематиче-

ском употреблении таких продуктов, то есть функциональная направленность.

19

7. Разработана техническая документация (8 СТО и ТИ) для производства

ассортиментной линейки функциональных продуктов питания на основе пло-

дов и листьев калины обыкновенной и получены 5 патентов.

8. Расчет экономической эффективности разработанных продуктов пита-

ния и технологий обеспечивает стабильную прибыль и уровень рентабельности,

в зависимости от вида продукции, в пределах 20,0%-130,4%.

Рекомендации производству:

1. Для промышленного производства продуктов питания функциональной

направленности на основе плодов и листьев калины обыкновенной рекоменду-

ются все исследуемые сорта.

2. Предлагается комплексная малоотходная технология производства функ-

циональных сиропов, желе, батончиков, смоквы, конфет из плодов калины обык-

новенной, при которой выжимки от плодов используются для получения морса.

3. Получение сушеных ингредиентов из плодов и листьев калины обык-

новенной предлагает их использование при производстве драже с медом,

чайных напитков/чая, фитоэкстрактов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Научные статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Попова, Е.И. Перспективы использования калины для производства про-

дуктов функционального питания / Е.И. Попова, В.Ф. Винницкая, Н.В. Хромов //

Вестник Мичуринского ГАУ. – 2011. – № 1. – Ч. 1. – С. 151-153.

2. Попова, Е.И., Винницкая В.Ф. Пищевая ценность плодов и листьев ка-

лины и перспективы их использования в производстве функциональных про-

дуктов / Е.И. Попова, В.Ф. Винницкая // Вестник Мичуринского ГАУ. – 2012. –

№ 1. – Ч. 1. – С. 223-226.

3. Попова, Е.И. Биохимическая оценка сортообразцов калины и перспек-

тивы ее использования в производстве продуктов функционального питания /

Е.И. Попова, В.Ф. Винницкая, Н.В. Хромов // Научные ведомости Белгородско-

го государственного университета, Выпуск 21/1. – Белгород, 2012. – С. 164-169.

4. Попова, Е.И. Новые виды продуктов из калины для функционального

питания / Е.И. Попова // Вестник МичГАУ. – 2013. – № 2. – С. 66-71.

5. Попова, Е.И. Разработка и создание функциональных продуктов из

растительного сырья в МичГАУ / В.Ф. Винницкая, Д.В. Акишин, О.В. Перфи-

лова, Е.И. Попова, С.С. Комаров, А.А. Евдокимов // Вестник МичГАУ. – 2013. –

№ 6. – С. 105-110.

6. Попова, Е.И. Создание функциональных напитков и морсов, обогащен-

ных фитоконцентратом экстрактов плодовых листьев и трав с высокой антиок-

сидантной активностью / В.Ф. Винницкая, Е.И. Попова, А.А. Евдокимов //

Вестник МичГАУ. – 2014. – № 2. – С. 85-89.

7. Попова, Е.И. Исследования функциональных свойств овощей, фруктов,

ягод, листьев и трав и создание функциональных продуктов питания нового по-

20

коления / В.Ф. Винницкая, С.И. Данилин, О.В. Перфилова, Е.И. Попова,

К.В. Парусова, А.А. Евдокимов, Ю.Е. Ефремова, Р.А. Бакшевникова // Вестник

МичГАУ. – 2014. – № 5. – С. 63-68.

8. Попова, Е.И. Инновационная технология приготовления фруктовых

снеков для функционального питания из калины обыкновенной / Е.И. Попова //

Вестник Мичуринского ГАУ. – 2017. – № 3. – С. 122-126.

9. Попова, Е.И. Разработка технологических рекомендаций по организа-

ции производства функциональных пищевых продуктов из местного фруктово-

го и овощного сырья / В.Ф. Винницкая, Д.В. Акишин, С.И. Данилин, Е.И. По-

пова, К.В. Брыксина // Вестник Мичуринского ГАУ. – 2018. – № 1. – С. 101-107.

Статьи в других изданиях и материалах конференций

1. Попова, Е.И. Создание функциональных продуктов питания из рябины,

калины и облепихи / Е.И. Попова, В.Ф. Винницкая, С.В. Фролова, Н.В. Андре-

ева // Сборник статей День садовода. – Мичуринск-наукоград РФ, 2010.

2. Попова, Е.И. Перспективы использования нетрадиционных плодовых

культур рябины, калины и облепихи в производстве функциональных продук-

тов питания / В.Ф. Винницкая, Е.И. Попова, А.В. Коршунов // Достижения

науки и новации в производстве, хранении и переработке сельскохозяйствен-

ной продукции: Материалы международной научно-практической конферен-

ции, посвященной 80-летию Заслуженного работника высшей школы РФ, про-

фессора Ю.Г. Скрипникова, 20-22 сентября 2011 г. – Мичуринск: Изд-во

МичГАУ, 2011 – С. 101-107.

3. Попова, Е.И. Разработка и создание функциональных продуктов из

фруктов и овощей для здорового питания в Мичуринском государственном аг-

рарном университете / В.Ф. Винницкая, Д.В. Акишин, Е.И. Попова, А.В. Кор-

шунов, С.С. Комаров // Плоды и овощи – основа структуры здорового питания

человека: Материалы международной научно-практической конференции

7-8 сентября 2012 года в г. Мичуринске Тамбовской области. – Мичуринск-

наукоград РФ, 2012. – С. 341-344.

4. Попова, Е.И. Биохимическая и технологическая оценка плодов и листь-

ев калины для производства функциональных продуктов / Е.И. Попова // Тези-

сы доклада на конференции 28 марта 2013 г. Сборник аспирантов – Мичуринск:

Из-во МичГАУ, 2013. – С. 25-28.

5. Попова, Е.И. Инновационные технологии переработки калины для

производства функциональных продуктов питания с высокой антиоксидантной

активностью / Е.И. Попова, В.Ф. Винницкая, Н.В. Хромов // Новое в техноло-

гии и технике функциональных продуктов питания на основе медико-

биологических воззрений: Материалы III Международной научно-технической

конференции. Воронеж, 30-31 октября 2013 г. – Воронеж: Изд-во ВГУИТ. –

С. 155-157.

6. Попова, Е.И. Разработка и внедрение технологии производства функ-

циональных продуктов питания из калины / Е.И. Попова // Проблемы функцио-

нирования и развития регионального рынка потребительских товаров и услуг:

21

Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной

10-летию Технологического института ФГБОУ ВПО МичГАУ. Мичуринск,

2-4 апреля 2014 г. – Мичуринск: Изд-во МичГАУ. – С. 195-197.

Патенты на способы промышленного производства ФП

1. Пат. № 2493726 Российская Федерация, МПК А23L 1/212, А23L 1/29,

А23L 1/39, А23L 3/00 Способ производства ягодно-овощных соусов с калиной /

Винницкая В.Ф., Попова Е.И., Блинникова О.М.; заявитель и патентооблада-

тель Мичуринский госагроуниверситет. – № 2012111353/13; заявл. 23.03.2012.

Бюл. № 27; опубл. 27.09.2013.

2. Пат. № 2493720 Российская Федерация, МПК А23G 3/48, А23 L 1/29

Способ производства фруктовых батончиков для функционального питания с

овощными, злаковыми и ореховыми добавками / Винницкая В.Ф., Попова Е.И.,

Коршунов А.Ю., Комаров С.С.; заявитель и патентообладатель Мичуринский

госагроуниверситет. – № 2012112690/13; заявл. 02.04.2012. Бюл. № 27; опубл.

27.09.2013.

3. Пат. № 2571027 Российская Федерация, МПК А23L 2/02 Способ произ-

водства функциональных напитков из овощей и фруктов, обогащенных фитокон-

центратом экстракта сушеных плодовых листьев и трав/ Винницкая В.Ф., Астахо-

ва Л.В., Кучина А.В., Попова Е.И., Евдокимов А.А., Ефремова Ю.Е; заявитель и

патентообладатель Мичуринский госагроуниверситет. – № 2014112908/13; заявл.

02.04.2014. Бюл. № 35; опубл. 20.12.2015.

4. Пат. № 2562521 Российская Федерация, МПК А23L 2/08, А23L 2/39

Способ производства фитоконцентрата из сушеных плодовых листьев и трав /

Винницкая В.Ф., Астахова Л.В., Кучина А.В., Попова Е.И., Евдокимов А.А.,

Ефремова Ю.Е; заявитель и патентообладатель Мичуринский госагроуниверси-

тет. – № 2014112909/13; заявл. 02.04.2014. Бюл. № 25; опубл. 10.09.2015.

5. Пат. № 2572348 Российская Федерация, МПК А23F 3/00, А23F 3/34 Спо-

соб производства функциональных чаев из сушеных плодов и листьев / Винниц-

кая В.Ф., Астахова Л.В., Кучина А.В., Попова Е.И., Ефремова Ю.Е; заявитель и

патентообладатель Мичуринский госагроуниверситет. – № 2014112910/10; заявл.

02.04.2014. Бюл. № 29; опубл. 10.09.2016.

22

Отпечатано в издательско-полиграфическом центре

ФГБОУ ВО Мичуринский ГАУ

Подписано в печать 18.07.2018 г. Формат 60х84 1/16,

Бумага офсетная № 1. Усл.печ.л. 1,2. Тираж 100 экз. Ризограф

Заказ № 18681

_______________________________________________________________

Издательско-полиграфический центр

Мичуринского государственного аграрного университета

393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101,

тел. +7 (47545) 9-44-45

23

24