Библиографическое описание:

Кварацхелия В. Н., Родионова Л. Я. Динамика изменения пектиновых веществ плодово-ягодных культур в процессе хранения в замороженном состоянии // Молодой ученый. — 2015. — №5.1. — С. 83-86.

В данной статье приведены результаты исследований влияния низких температур на качественные характеристики пектиновых веществ косточковых плодов и ягод. Сравнив данные до и после замораживания видно, что качественные показатели снижаются, но незначительно.

Ключевые слова:пектиновые вещества, аналитические характеристики, степень этерификации, замораживание, дефростация

 

Ягоды и плоды – природный источник питательных и лекарственных веществ. Основное достоинство их в том, что они содержат биологически активные вещества, которые и в небольших количествах оказывают полезное влияние на жизнедеятельность организма.

Консервирование пищевых продуктов холодом – наиболее эффективный способ сохранения их качества. При замораживании в продуктах происходят сложные физико – химические, гистологические, коллоидно – биохимические и микробиологические изменения, которые приводят к изменениям их исходных свойств. Особенности этих изменений определяются фазовым переходом воды в лед и повышением концентрации веществ, растворенных в жидкой фазе. Общепризнано, что замораживание является наиболее приемлемым методом длительного хранения фруктов и ягод, занимающих важную долю рынка замороженных пищевых продуктов. Рынок замороженных фруктов растет намного медленнее, поскольку их внешний вид уступает свежей или охлажденной продукции [4, с. 1823] .

Пектиновые вещества входят в состав практически всех растений, являются их основными функциональными компонентами, выполняют в растениях множество различных жизненно важных функций и характеризуются широким спектром физиологической активности.

Пектиновые вещества состоят из пектиновой кислоты, пектинатов, нейтральных арабинана и галактана [3, с. 33].

Современные исследования в области химии и технологии пектина направлены, преимущественно, на создание различных технологий его получения из растительного сырья. При этом сравнительно мало внимания уделяется вопросу изучения структуры молекул пектина, что определяет его физико – химические и, соответственно, технологические свойства. Одной из физико – химических характеристик пектина, которая определяет его применение, является устойчивость к влиянию различных температур. Структура и состав пектиновых веществ в значительной степени определяют криорезистентность и влагоудерживающую способность растительных тканей. При быстром замораживании в растительных тканях не успевают произойти значительные гидролитические деструктивные повреждения гидрофильных полимеров, таких как крахмал, пектиновые вещества и гемицеллюлозы, поэтому лучше сохраняется структура клеток и выше влагоудерживающая способность растительных тканей. Плоды и ягоды, содержащие большое количество этих соединений, хорошо, без заметных изменений структуры выдерживают быстрое замораживание и оттаивание [2, с. 40].

При гидролизе протопектина образуется пектин, который обладает высокими гидрофильными свойствами: он связывает большие количества воды и способствует образованию гелеобразной структуры, что положительно сказывается на обратимости процесса замораживания.

В качестве объектов исследования были выбраны косточковые плоды – вишни: сорт «Черная крупная» и ягоды – смородина красная: сорт «Натали». В свежих плодах были определены качественные и количественные показатели пектиновых веществ. Кальций – пектатным методом было определено количественное содержание пектиновых веществ и сделан вывод, об их суммарном содержании в каждой фракции. Из свежих плодов, с помощью гидролиза – экстрагирования был извлечен пектин. Кондуктометрическим титрованием определили качественные показатели полученного пектина[1, с. 12] .

После проведенных исследований плоды были заморожены в целом виде и хранились в морозильной камере при температуре минус 20 оС в течение 6 месяцев. После, плоды и ягоды размораживали в естественных условиях при комнатной температуре 24 - 25 оС. В соответствии с выбранными методиками, в размороженных плодах были повторно определены качественные и количественные показатели пектина.

Для обеспечения достоверности полученных экспериментальных данных аналитические определения проводились в 3-кратной повторности.

В таблице 1 представлены качественные показатели плодово – ягодного сырья до и после замораживания.

Таблица 1

Качественные показатели плодово - ягодного сырья до и после дефростации (на сырую массу)

Наименование показателей

Вишня

Смородина

В свежих плодах

После 6 месяцев хранения

В свежих ягодах

После 6 месяцев хранения

Массовая доля растворимых сухих веществ, %

13,03

12,71

10,8

10,4

Массовая доля сахаров, %

8,41

7,87

7,11

6,34

Массовая доля титруемых кислот, %

1,73

1,72

2,87

2,87

Массовая доля витамина С, мг в 100 г

17,8

12,9

40,5

32,5

Массовая доля растворимого пектина, %

0,54

0,58

2,15

1,93

Массовая доля протопектина, %

0,38

0,31

3,91

3,82

Массовая доля пектиновых веществ, %

0,92

0,89

6,06

5,75

При изучении пищевой ценности свежих и замороженных плодов и ягод, установлено, что показатели химического состава снижаются в процессе замораживания.

Согласно полученным данным, содержание сухих растворимых веществ в течение 6 месяцев хранения в плодах вишни и ягодах смородины снижаются на 4,5 % и 3,7 %, соответственно. Общая кислотность плодов до конца хранения остается в пределах свежих или снижается на 0,1 – 0,2 %. Потери сахаров в плодах вишни снижаются на 6,4 % от первоначального содержания. Наибольшие потери сахаров наблюдаются у ягод смородины. Этот показатель составляет 10,8 % от начального уровня массовой доли сахаров в ягодах смородины. Потери аскорбиновой кислоты на этапе замораживания у плодов вишни и ягод смородины составляет 27,5 % и 19,7 % соответственно. Причины нежелательного снижения витамина С связано с нарушением ферментативного окислительно – восстановительного процесса. При замораживании активность ферментов резко снижается. При дефростации окислительные ферменты восстанавливают активность быстрее, аскорбиновая кислота невозвратно окисляется. Этому оказывает содействие и доступ кислорода, вследствие деструктивных изменений в тканях плодов. Общая сумма пектиновых веществ, на сырую массу, в плодах вишни снизилась на 3,2 %. Аналогично, общая сумма пектиновых веществ, на сырую массу, при дефростации снизилась и в ягодах смородины. Процент потерь составил 5,1 от первоначального уровня.

В таблице 2 представлены аналитические характеристики полученного пектина из плодово – ягодного сырья, до и после дефростации.

Таблица 2

 Аналитические характеристики пектина извлеченного из плодово – ягодного сырья до и после дефростации

Показатель

Вид пектина

Вишневый

Смородиновый

I*

II*

III*

I*

II*

III*

Содержание свободных карбоксильных групп, %

17,2

20,4

+ 18,6

9,79

10,93

+11,6

Содержание этерифицированных карбоксильных групп, %

11,3

12,1

+7,0

15,66

17,29

+ 9,4

Общее содержание карбоксильных групп, %

28,5

32,5

+ 14,0

25,45

28,22

+ 10,8

Степень этерификации, %

39,7

37,2

- 6,3

61,53

61,27

- 0,5

Содержание ацетильных групп, %

0,08

0,07

- 12,5

0,51

0,53

- 3,9

Содержание метоксильных групп, %

7,7

8,28

+ 7,5

17,2

19,1

+ 9,9

Содержание метоксильной составляющей, %

5,68

5,32

- 6,3

8,79

8,76

- 0,4

*I – показатели качества пектина до замораживания

*II – показатели качества пектина после дефростации

*III - % изменения показателей пектина после дефростации

Результаты исследований, приведенных в таблице 2, свидетельствуют о том, что пектин, выделенный из плодов вишни, обладает низкой степенью этерификации, равной 39,7 %. Так как детоксицирующая активность пектина обратно пропорциональна его степени этерификации, то можно утверждать о более высоком детоксицирующем действии пектина вишни. Это подтверждает и высокое содержание карбоксильных групп (17,2 %).

Также из приведенных данных следует, что пектин полученный из ягод смородины красной является высокоэтерифицированным, со степенью этерификации равной 61,5 %. Высокое содержание метоксильной составляющей свидетельствует о высокой студнеобразующей способности выделенного пектина. Следовательно, данный пектин в большей степени может использоваться как студнеобразователь. Это подтверждается и невысокой ацетильной составляющей (0,51 %).

Согласно полученным данным после замораживания, хранения и дефростации плодово – ягодного сырья, в полученных образцах пектина наблюдается увеличение содержания свободных и этерифицированных карбоксильных групп, и как следствие этого, уменьшение степени этерификации полученных пектинов. Содержание свободных карбоксильных групп пектинов из вишни и смородины после дефростации соответственно увеличилось на 18, 6 % и 11,6 %. Наличие в пектине количества свободных карбоксильных групп определяет величину комплексообразующей способности. Степень этерификации вишневого пектина после дефростации снизилась на 6,3 % . Аналогично, степень этерификации снизилась в пектине из смородины, но не значительно, всего лишь на 0,5 %. Проведенные исследования показали, что при замораживании наименьшим снижением степени этерификации обладает пектин, полученный из смородины красной (- 0,5 %). Значительно выше этот показатель у вишневого пектина. Процент снижения степени этерификации составил 6,3 % от первоначального показателя до дефростации. На фоне этих изменений в обоих образцах пектина наблюдается увеличение числа свободных карбоксильных групп. Это говорит о том, что действие низких температур положительно влияет на комплексообразующую способность выделенных пектинов [4, с. 1830].

Сравнив показатели фракционного состава пектиновых веществ перед замораживание и после, установлено, что после замораживания они снижаются, но это снижение не является значительным. Однако, при анализе аналитических характеристик, до замораживания и после дефростации некоторое снижение отмечено у следующих показателей: степень этерификации, метоксильной и ацетильной составляющих. Возможно, необходимы дальнейшие исследования.

 

Литература:

1.                  Арутюнова, Г.Ю. Студнеобразующие и комплексообразующие свойства пектинов алычи / Г.Ю. Арутюнова, Л.Я. Родионова, М.И. Стальная // Новые технологии. – 2009. - № 1. – С. 11-13.

2.                  Арутюнова, Г.Ю. Функциональные пищевые изделия на основе косточковых плодов/ Г.Ю. Арутюнова, Л.Я. Родионова // Пищеая технология. – 2008. - №1. – С. 39 –41.

3.                  Донченко, Л.В. Определение студнеобразующей способности пектинового концентрата/ Л.В. Донченко, Л.Я. Родионова, Т.А. Инюкина // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. – 2000. - № 2-3.- С. 31-33.

4.                  Кварацхелия, В.Н. Действие отрицательных температур на качество пектиновых веществ плодов и ягод/ В.Н. Кварацхелия, Л.Я. Родионова// Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2014. - № 104. – С. 1822 – 1831.

Основные термины: пектиновых веществ, степени этерификации, ягодного сырья, карбоксильных групп, степень этерификации, плодах вишни, свободных карбоксильных групп, ягод смородины, ягодах смородины, качественные показатели, вишневого пектина, образцах пектина, характеристики пектиновых веществ, этерификации вишневого пектина, сумма пектиновых веществ, степенью этерификации, действии пектина вишни, количественные показатели пектина, плодов вишни, сырую массу

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle