Концентрат киселю з інкапсульованим екстрактом гібіскусу

Олена Грабовська,

д. т. н., професор, професор кафедри технології і організації ресторанного господарства

Оксана Вітряк,

к. т. н., доцент, доцент кафедри технології і організації ресторанного господарства

Аліна Авраменко,

аспірант

Анотація

У статті наведено спосіб отримання сухого порошкоподібного екстракту гібіскусу на основі модифікованого набухаючого крохмалю та розроблено рецептуру киселю швидкого приготування з його використанням. Представлено дослідження реологічних параметрів напівфабрикатів сухого екстракту гібіскусу і готового киселю.

Ключові слова: харчові концентрати, набухаючий крохмаль, екстракт гібіскусу, інкапсулювання, кисіль, реологічні властивості.

Основна частина

Постановка проблеми. Розвиток теорії збалансованого харчування, а також несприятливі екологічні умови, в яких проживає значна частина населення України, висуває вимоги щодо розширення асортименту продуктів підвищеної харчової та біологічної цінності. Напружений ритм життя й постійний дефіцит часу потребують розроблення технологій продуктів швидкого приготування (або готових до споживання) і пояснюють висхідний попит на продукцію харчоконцентратної галузі. Це пов'язано зі швидкістю й легкістю приготування страв із харчоконцентратів, тривалим строком зберігання, малою питомою вагою і зручністю транспортування.

На ринку представлено широкий асортимент продукції харчо - концентратного виробництва, зокрема і харчових концентратів (ХК) десертних страв. До більшої частини цієї групи продукції за оригінальними рецептурами включені фруктові або плодово-ягідні наповнювачі, проте згідно з чинними нормативними документами дозволено замінювати натуральні, природні наповнювачі та добавки синтетичними (барвники, ароматизатори, смакові добавки тощо). Цим часто

користуються виробники з метою зменшення собівартості продукції, що призводить до значного зменшення харчової цінності кінцевого продукту, а також ставить під сумніви можливість його використання у раціоні дітей та людей похилого віку [1].

Крім того, представлені на ринку ХК десертних страв (киселі, муси, пудинги тощо) для приготування з них готового продукту потребують додаткових витрат праці та часу - розчинення, варіння, охолодження. Водночас термічна обробка суміші негативно впливає на термолабільні біологічно активні сполуки і спричиняє їх часткове або повне руйнування, окиснення, яке збільшується від впливу світла, pH середовища та вологості. Тому актуальним є розроблення рецептур ХК швидкого приготування підвищеної поживної цінності, збагачених біологічно активними речовинами (БАР) екстрактів рослинної сировини.

Корисні властивості й позитивний вплив на організм людини гібіскусу (Hibiscus Sabdariffa) відомі давно [2; 3]. Настій гібіскусу, відомий як чай каркаде, містить велику кількість амінокислот, мінеральних речовин, вітамінів, флавоноїдів (антоціани, флавоноли та ін.), які визначають його яскраво-червоне забарвлення. Ці сполуки сповільнюють процеси старіння, оновлюють структуру ендотелію судин, покращують роботу печінки, мозку, зменшують запалення, омолоджують мікрофлору кишківника, відновлюють тканини організму після тривалих інфекційних захворювань, знижують відчуття втоми. Застосування екстракту гібіскусу дає змогу підвищити біологічну цінність продукції [4; 5], відмовитися від барвників (наявні в ньому антоціани забезпечують насичений колір) і стабілізаторів кислотності (він містить у своєму складі лимонну, бурштинову, яблучну та винну кислоти).

Для розширення асортименту киселів швидкого приготування підвищеної харчової цінності доцільно дослідити можливість використання як рецептурного компонента екстракту гібіскусу.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. До ХК солодких страв (десертів) належить ціла група концентратів, які є механічною сумішшю цукру білого кристалічного, крохмалю, манної крупи, пшеничного борошна, сухого молока і різних смакових добавок, що містяться у тому чи іншому виробі в кількостях, відповідних до рецептури. Концентрати солодких страв потребують варіння, за винятком частини киселів, які називають концентратами швидкого приготування. У процесі розробки рецептур ХК їхня біологічна цінність може бути значно підвищена завдяки раціональному введенню в рецептурний набір збагачувальних речовин, наприклад гідролізатів рослинних білків, вітамінів, флавоноїдів тощо [1].

Відомі способи приготування ХК киселів з використанням фруктових і овочевих порошків, наприклад кисіль, вироблений на основі лляного та зернового відварів, у якому використовують композиційну

суміш із яблука, гарбуза, цукру, кислоти лимонної та дієтичних добавок [6], містить багато рецептурних компонентів, що підвищують його вартість.

Згідно з патентом на корисну модель [7] до рецептурного складу сухої суміші киселю «Мікс» крім традиційних інгредієнтів входить рослинний екстракт, який є полікомпонентною сумішшю на основі чаю, що забезпечує підвищення його харчової цінності. Варто зазначити, що ХК, у складі яких використано натуральні компоненти, також мають певні недоліки. Відсутність в екстрактах пектинових речовин, що належать до харчових волокон, зменшує їхню харчову цінність. Тривалість технологічного процесу одержання екстрактів призводить до руйнування вітамінів та втрати інших БАР.

Для захисту БАР від впливу зовнішнього середовища і підвищення їх збереженості в харчових продуктах застосовують технології інкапсулювання. Інкапсуляція - це процес включення активних інгредієнтів (БАР) у природний полімерний матеріал (полісахариди, білки), який створює захисну оболонку і підвищує стійкість активного компонента. Таким природним полімерним матеріалом, нейтральним носієм для БАР, часто є крохмаль [8; 9]. Відоме використання крохмалю для інкапсулювання БАР з метою подальшого введення отриманих порошків у харчові продукти [10].

Екстракти, які використовують для приготування ХК киселів, мають відносно низький вміст сухих речовин (СР). Так, масова частка СР в екстракті з винограду становить 62%, журавлини - 54, чорної смородини - 44, а ХК киселю ~ 94%. Остання не завжди досягається купажуванням, тому суміш часто доводиться підсушувати, додатково втрачаючи при цьому корисні речовини і теплоенергію. Крім того, при змішуванні екстрактів з цукром, під час виробництва сухих киселів, утворюється липка маса, яка перешкоджає механізації процесу фасування готових продуктів. Для зручності введення екстракту гібіскусу в рецептуру ХК киселю доцільно розробити спосіб отримання сухого екстракту і дослідити його реологічні параметри та вплив на властивості готового продукту.

Мета статті - розробити рецептуру харчоконцентрату киселю швидкого приготування підвищеної харчової цінності на основі інкапсульованого порошкоподібного екстракту гібіскусу.

Матеріали та методи. Використано набухаючий картопляний крохмаль, фруктозу (ТУ 9111-196-79036538-2011), квіти гібіскусу, етанол (ДСТУ 4221:2003), пектин яблучний (ДСТУ 6088:2009), кислоту аскорбінову (ФС 42-2668-95).

Отримання набухаючого крохмалю (НК) в лабораторних умовах складалося з таких операцій: приготування крохмальної суспензії з вмістом СР 38-40%; нанесення її тонким шаром на поверхню контакту; висушування (t = 140-160°С); подрібнення та помел у порошок; просіювання.

Для дослідження екстрактивності та визначення вмісту антоціанів гібіскусу використано етанол (96%) і водно-спиртові суміші з масовою часткою етанолу 30, 50 і 75% при співвідношенні сухої сировини й екстрагента 1: 50.

Для кожного досліджуваного зразка подрібнену наважку сировини змішували з відповідним екстрагентом і екстрагували на киплячій водяній бані зі зворотним холодильником (1 год за t = 60°С) [11]. Екстракт охолоджували, фільтрували і готували робочий розчин: 5 см³ екстракту відбирали в мірну колбу на 25 см³ і доводили вміст 96-про - центним етиловим спиртом. Оптичну густину вимірювали на спектрофотометрі UNICO 1201 і розраховували вміст антоціанів в екстракті.

Отримання порошкоподібного інкапсульованого екстракту гібіскусу полягає в приготуванні рідкого (водно-спиртового) екстракту - концентрату, механічному напиленні його на полісахаридну основу, якою є набухаючий крохмаль, перемішуванні, під час якого крохмаль сорбує вологу, а біологічно активні речовини екстракту гібіскусу обволікаються полісахаридами крохмалю з утворенням структур, схожих на мікрокапсули. Отриману суміш досушували та просіювали.

Дослідження реологічних властивостей модельних систем проведено на віскозиметрі типу «РЕОТЕСТ-2» у суспензіях модифікованого набухаючого крохмалю, сухого екстракту гібіскусу спиртової та водно-спиртової екстракції; ХК киселю з екстрактом гібіскусу з масовою часткою сухих речовин 5% - після ретельного перемішування.

На основі отриманих експериментальних даних побудовано криві плинності (залежності швидкості деформації від напруги зсуву) і криві в'язкості (залежності в'язкості від напруження зсуву). З реологічних кривих течії та в'язкості встановлено реологічні параметри та їх співвідношення [12]:

П0, Цт - найбільша та найменша ефективна в'язкість;

Ц₀~Цт - величина аномалії в'язкості, характеризує міцність коагуляційних структур, які утворюються в системі;

Рт - верхня межа текучості (напруга практично зруйнованої структури), характеризує міцність утвореного структурного каркаса;

Р_к1 - умовна статична межа здатності до течії (напруження, нижче за яке відсутні пластичні деформації або вони дуже малі), відповідає значенню напруги, за якої починається течія;

Рк2 - умовна динамічна межа здатності до течії; визначено екстраполяцією лінійної ділянки кривої течії до перетину з віссю абсцис;

Рт / Рк1 - відношення межі міцності, характеризує діапазон напруги, в якому проходить руйнування структури;

Рк1 / П0 - відношення умовної статичної межі течії до сталої в'язкості; це відношення є мірою здатності до пластичних деформацій; чим воно вище, тим більш пластична система у стані зруйнованих структур;

Рг - напруження практично незруйнованої структури;

Ркі / Пт - відношення умовної динамічної межі течії до сталої в'язкості, чим воно вище, тим більш різко виражена здатність до миттєвого розрідження системи;

Ркі / Рк2 - характеризує міцність структурних зв'язків.

Результати дослідження. З метою збагачення харчоконцен - трату киселю швидкого приготування біологічно активними речовинами досліджено спосіб екстрагування сухих квітів гібіскусу водно - спиртовими розчинами різної концентрації. Встановлено, що екстрактивність та перехід поліфенольних сполук, зокрема антоціанів, в екстракт залежить від екстрагента і вмісту спирту в ньому (рис. 1).

Рис. 1. Вміст екстрагованих антоціанів у зразках каркаде зі спиртом, %:

1) -30; 2) -50; 3) -75; 4) - 96

Найбільша кількість антоціанів переходить в екстракт при використанні водно-спиртових розчинів концентрацією 30 і 50%, вміст яких становить 1.82 та 1.64% відповідно. При використанні як екстрагента 75-процентного розчину, або чистого етилового спирту, вміст антоціанів в екстракті зменшується в 1.65 і 1.49 раза.

Приготування порошкоподібного екстракту гібіскусу на основі модифікованого НК має важливе значення у створенні харчоконцен - трату швидкого приготування. Особливістю цього виду крохмалю є підвищена здатність набрякати і частково розчинятися в холодній воді, утворюючи однорідний клейстер. Використання НК дає змогу не піддавати тривалому термічному обробленню суміш для приготування готової страви, що уможливлює збереження БАР екстракту гібіскусу. Водночас утворюється драглеподібна структура готового продукту, яка має поліпшені органолептичні властивості (ніжну текстуру, відсутність присмаку і запаху сирого крохмалю), як порівняти з показниками клейстеру нативного крохмалю. Крім того, такий крохмаль є ефективним твердим носієм, який відіграє захисну роль для термолабільних вітамінів і біофлавоноїдів. Під час нанесення спиртового екстракту гібіскусу на НК останній не розчиняється і дає змогу швидко підсушити продукт до необхідної вологості. Крім того, крохмаль виступає як структуроутворювач і згущувач. Отриманий напівфабрикат містить інкапсульовані БАР екстракту гібіскусу. Антоціани гібіскусу покращують стан здоров'я при серцево-судинних захворюваннях, підвищеному тиску, високому вмісті холестерину, що уможливлює створити продукт підвищеної харчової цінності з поліпшеними органолептичними властивостями. На основі експериментальних досліджень розроблено рецептуру киселю швидкого приготування (табл. 1).

Отримані результати наочно демонструють високу харчову цінність киселю за розробленими технологією і рецептурою, особливо це стосується вмісту харчових волокон, вітаміну С і антоціанів у готовому продукті. Антоціани, що належать до флавоноїдів, мають антиоксидантні, антимутагенні й антимікробні властивості. Вони не синтезуються в організмі людини, а можуть надходити лише з їжею. Добова потреба в антоціанах для здорової людини становить не менш ніж 200 мг, а в разі хвороби - не менш ніж 300 мг. Одна порція киселю забезпечує понад 50% потреби організму у цих речовинах і близько 40% у харчових волокнах, оскільки у його складі міститься яблучний високоетерифікований пектин.

Висновки. Розроблено спосіб отримання порошкоподібного інкап - сульованого екстракту гібіскусу на основі набухаючого картопляного крохмалю і склад харчоконцентрату киселю з використанням цього напівфабрикату.

Встановлено, що для екстрагування сировини краще використовувати водно-спиртову суміш із вмістом етанолу 30%, оскільки більша частина антоціанів переходить в екстракт за цих умов.

На основі результатів реологічних досліджень і визначення вмісту антоціанів показано доцільність використання порошкоподібного екстракту гібіскусу в технології харчоконцентратів десертних страв підвищеної харчової цінності.

Розроблений напівфабрикат сухого екстракту гібіскусу може бути застосований як згущувач, підкислювач і барвник в рецептурах харчових концентратів десертних страв швидкого приготування. Завдяки використанню набухаючого крохмалю харчові концентрати киселів не потребують варіння, а наявність в екстракті гібіскусу вітамінів, органічних кислот, флавоноїдів й особливо антоціанів підвищує поживну цінність готового продукту.

Список використаних джерел