Введение

В современных условиях все большее значение имеет создание инновационных высокотехнологичных способов хранения и переработки продукции, основанных на биотехнологическом воздействии, которое обеспечивает сохранность биологически активных компонентов сырья.

Плоды и ягоды, обладая уникальным составом и свойствами, активно используются населением как в свежем виде, так и в составе разнообразных продуктов переработки.

Облепиха выращивается во многих климатических зонах и преимущественно служит сырьем для производства облепихового масла, а также консервов — джемов, варенья, соков.

Отличительная черта облепихи — повышенное содержание водорастворимых и жирорастворимых витаминов, особенно каротиноидов. Последние в основном представлены β-каротином и другими желто-оранжевыми пигментами: α-, γ-каротином, ликопином, ксантофиллом, криптоксантином и иными соединениями с А-витаминной активностью. Каротиноидный состав облепихи исследован детальнее, чем у многих других плодов. В мякоти облепихи выявлены α-, β-, γ-каротиноиды, ликопин, зеаксантин, фитофлюин и др. Качественный и количественный состав каротиноидов варьирует в зависимости от вида и региона произрастания [1].

В алтайских сортах облепихи количество β-каротина составляет 0,9–10,9 мг/100 г, в литовских — до 13 мг/100 г, тогда как в кавказской облепихе он почти не обнаруживается. Суммарное содержание каротиноидов в облепихе может доходить до 40 мг/100 г, а β-каротина — до 10–12 мг/100 г [2].

Значительное содержание липидов предопределяет основное направление переработки облепихи. Как правило, из нее получают облепиховое масло несколькими методами, отличающимися технологией извлечения масла из сырья (мякоти, семян, жома) и применяемым оборудованием. К основным методам относятся прессование, диффузионный способ и экстракция органическими растворителями [3]. Сок облепихи выступает побочным продуктом; его концентрируют или сушат и используют для приготовления киселя, косметических средств и т.п. Однако такая жесткая термическая обработка приводит к разрушению термолабильных компонентов сока.

Натуральный сок облепихи и напитки на его основе склонны к расслоению при хранении из-за присутствия двух фаз — водной и липидной, что затрудняет их производство.

Цель работы — создание технологии комплексной переработки облепихи, которая обеспечивает повышение выхода облепихового масла и получение облепихового сока, отвечающего пищевым требованиям.

Объекты и методы исследований

Были изучены основные качественные характеристики нескольких сортов облепихи урожая 2023–2025 гг., представленные в таблице 1.

Массовую долю сухих веществ устанавливали по ГОСТ 33977-2016, титруемую кислотность — по ГОСТ ISO 750-2013, содержание витамина С — по ГОСТ 24556-89, каротиноидов — спектрофотометрически по ГОСТ ISO 6558-2-2019, полифенолов (в пересчете на рутин) согласно [4].

Анализ сброженного сока проводили по показателям качества: массовая доля сухих веществ рефрактометрически по ГОСТ 34128-2017, титруемая кислотность в пересчете на яблочную кислоту по ГОСТ 34127-2017, объемная доля спирта по ГОСТ 32095-2013.

Таблица 1

Характеристика исследуемых сортов облепихи

Данные таблицы свидетельствуют, что качественные показатели плодов облепихи разных сортов довольно близки, однако варьируют по годам урожая. В дальнейшем использовали облепиху сорта Чуйская.

Экспериментальная часть

Известны методы получения концентрата облепихового масла с предварительным сбраживанием, при которых плоды облепихи выдерживают до образования перебродивших плодов и свободного сока; затем сок отделяют, мякоть протирают с соком и подсушивают до остаточной влажности примерно 8%. Масло выделяют центрифугированием на ультрацентрифуге при 20–30 тыс. об/мин [5]. Однако в этом случае брожение протекает под действием спонтанной микрофлоры плодов без контроля условий сбраживания, и дальнейшее использование сока не предполагается.

В настоящей работе плоды облепихи промывали, измельчали, а полученную массу сбраживали пивными дрожжами расы 34. Использование пивных дрожжей дает возможность проводить процесс при пониженных температурах, подавляя спонтанную микрофлору. Помимо этого, по завершении брожения дрожжи оседают плотным слоем, что улучшает осветление жидкой фазы.

Брожение проводили при 12–14 °C в течение 8–10 суток. Процесс брожения допустимо совмещать с хранением ягод до переработки. После этого сок отделяли прессованием или центрифугированием, выжимки высушивали и экстрагировали жирорастворимые вещества растительным маслом. Параметры брожения устанавливали посредством полного факторного эксперимента ПФЭ2³.

 Влияние параметров брожения на указанные критерии отражено на рис. 1.

Примечания. Номера точек на рисунке соответствуют условиям эксперимента: продолжительность брожения, суток; температура брожения, °C; доза дрожжей, % к массе среды:

— Фактор 1 — 0; 0; 0;

— Фактор 2 — 4; 8; 0,5;

— Фактор 3 — 6; 10; 1,0;

— Фактор 4 — 8; 12; 2,0;

— Фактор 5 — 10; 14; 3,0;

— Фактор 6 — 12; 16; 4,0.

Варьируемыми факторами были температура, длительность брожения и дозировка дрожжей. В качестве критериев оптимизации выступали содержание каротиноидов в соке и шроте, а также количество масла в шроте.

Приведенные данные показывают, что при температуре брожения ниже 10 °C, продолжительности менее 8 суток и дозе дрожжей 0,5% отмечается повышенное содержание каротиноидов в соке и шроте после извлечения масла, что указывает на рост потерь каротиноидов и снижение их количества в готовом продукте.

Рисунок 1 — Результаты многофакторного эксперимента

Физико-химические и органолептические характеристики сброженного сока представлены в таблице 2.

По ключевым физико-химическим и органолептическим параметрам сброженный сок соответствует сухим негазированным нефильтрованным фруктовым сидрам [6]. Для повышения стойкости напитка можно использовать обеспложивающую фильтрацию или пастеризацию. Расширение ассортимента возможно путем добавления различных ароматизирующих добавок.

Кроме того, его можно применять как компонент при производстве пивных напитков [7].

Таблица 2

Физико-химические и органолептические показатели сброженного сока

Следовательно, применение данного способа переработки облепихи повышает выход каротиноидов и облепихового масла на 25–40 %. Облепиховое масло и сброженный сок характеризуются меньшей микробной обсемененностью благодаря подавлению развития микроорганизмов дрожжами. Сброженный сок обладает хорошими органолептическими свойствами и повышенной пищевой ценностью за счет метаболитов дрожжей.