Особенности применения антиокислителя дигидрокверцетина в составе поликомпонентных растворов для технологической обработки пищевых продуктов
Аннотация. В работе рассмотрена возможность использования природного антиокислителя дигидрокверцетина в составе поликомпонентных растворов для поверхностной обработки пищевых продуктов. Показаны способы и приемы его внесения с целью наиболее быстрого, полного и равномерного распределения пищевой добавки в объеме раствора в условиях производства.
Abstract. The research focuses on the usage of natural antioxidant dihydroquercetin in multicomponent solutions for superficial processing of food products. The article also introduces methods and techniques of its treatment before dissolution to make the process fast, complete and homogeneous during the production.
Биофлавоноид природного происхождения дигидрокверцетин (ДКВ), помимо широкого спектра биологической активности, проявляет выраженное антиокислительное действие, не обладая при этом специфическими видами токсичности (аллергизирующими, эмбриотоксичными, иммунотоксичными, мутагенными свойствами) [1,2]. Результаты исследований позволяют рассматривать ДКВ в качестве эффективного средства для предотвращения нарастания перекисных чисел липидной фракции в самых различных технологиях пищевых продуктов. Его применение ощутимо снижает риски ухудшения органолептических показателей и способствует обеспечению надлежащего качества в течение всего периода хранения [2,3].
Существует ряд технологических приемов для введения ДКВ непосредственно в жировую фазу. Известно, что наибольшее снижение интенсивности окислительных процессов достигается при его равномерном распределении в липидной фракции или в массе продукта [4]. При отсутствии технологической возможности или в случае экономической нецелесообразности добавления антиокислителя непосредственно в продукт, ощутимый положительный результат можно получить посредством обработки раствором ДКВ поверхности упаковочных материалов и/или непосредственно сырья, полуфабрикатов, продукта на различных этапах производства, а также, например, применения льда с ДКВ для хранения в нем охлажденных мяса, рыбы и т.п.
Одним из эффективных способов сохранения функционально-технологических свойств исходного сырья, органолептических и качественных характеристик готового продукта является использование ДКВ в составе поликомпонентных растворов (например, рассолов) для обработки сыров, мясных и рыбных изделий, полуфабрикатов высокой и средней жирности [5,6].
С целью формирования качественных показателей готового продукта, необходимости поддержания значения рН и содержания ионов в заданном диапазоне, а также соблюдения прочих технологических параметров в раствор для посолки вносят дополнительные ингредиенты, такие как: хлорид кальция, лактат кальция, пищевые фосфаты, сорбат калия, нитрит натрия, а также молочную, лимонную, уксусную кислоты и т. п. [7]. Следует отметить, что, если рецептурные требования предполагают внесение кислот, то для усиления антиоксидантного действия дигидрокверцетина рекомендовано использовать аскорбиновую кислоту, оказывающую синергетический эффект при совместном применении [2].
В действующих нормативных и технических документах на пищевую продукцию с использованием ДКВ рекомендовано проводить его растворение в водно-спиртовых растворах или в горячей воде [8]. Эти рекомендации обусловлены, в первую очередь, плохой растворимостью ДКВ в воде при температурах ниже 40ºС – 50ºС, что существенно затрудняет его применение в производственных условиях ввиду риска неполного растворения, а также неравномерного распределения в массе продукта или поликомпонентного раствора.
С целью изучения растворимости ДКВ в присутствии возможных пищевых добавок и ингредиентов была проведена работа с использованием нескольких образцов антиокислителя от разных производителей, каждый из которых использует свою специфическую технологию производства при соответствии продукции всем необходимым требованиям безопасности и качества. Исследованные образцы, отличались, прежде всего, содержанием дигидрокверцетина: ДКВ 1 - 30%, ДКВ 2 - 90,0%, ДКВ 3 - 94,0 %, ДКВ 4 – 97%, ДКВ 5 -98%, ДКВ 6 – 99%. Образец ДКВ 1 был представлен в виде раствора дигидрокверцетина в пропилленгликоле, а остальные – в виде сухого препарата ДКВ.
Дозировка ДКВ рассчитана по норме 200 мг/кг жира для абстрактного продукта с массовой долей жира 25 %, из расчета 1 кг рассола на 1 кг продукта и составила 50 мг дигидрокверцетина на 1 кг раствора. Внесение ДКВ осуществляли в различные модельные среды с температурой (20 ± 2) ºС: 10%-ный спиртовой раствор, воду и 10 и 25%-ные растворы поваренной соли.
Растворы поваренной соли готовили путем растворения поваренной соли в воде, нагревания до закипания, охлаждения при комнатной температуре, выдержки не менее 12 ч и последующего фильтрования.
Для возможности соотнесения получаемых результатов растворение ДКВ проводили строго по заданному алгоритму с постоянной частотой и последовательностью импульсов вращения якоря магнитной мешалки при скорости вращения 250 об/мин.
На приведенном Рисунке показано, что в водно-спиртовом растворе даже с небольшим содержанием спирта (10 %) при указанной дозировке все образцы хорошо растворимы при температуре (20 ± 2) ºС. Они не изменяли цвет раствора и не образовывали осадка при последующем хранении в течение 48 часов как при температуре (20±2) ºС, так и при (6±2) ºС.
Рисунок – Продолжительность растворения образцов ДКВ в различных
модельных средах при температуре (20±2) ºС
Растворение дигидрокверцетина в воде (прокипяченной и охлажденной до температуры (20 ± 2) ºС потребовало более длительного перемешивания и выдержки. В некоторых образцах цвет растворов изменился до светло-желтого. Различные оттенки желтого являются естественными для ДКВ, так как сухой препарат также имеет желтоватый цвет, однако возможное изменение окраски раствора необходимо учитывать перед использованием дигидрокверцетина в производстве для предупреждения нежелательно влияния на органолептические показатели продуктов. В водном растворе дигидрокверцетин также не выпадал в осадок при последующем хранении в течение 48 часов при различных температурных режимах.
Растворимость ДКВ в солевых растворах несколько хуже по сравнению с растворимостью в воде и в водно-спиртовом растворе. Так в растворе с 10 % концентрацией NaCl полное растворение (по визуальной оценке) происходило при перемешивании в течение от 0,5 до 2 часов. Исключение составил образец ДКВ 1, уже представленный в виде раствора в пропиленгликоле. Цветность растворов варьировалась от бесцветного до светло-желтого.В двух пробах, отмеченных самой низкой скоростью растворения, в последующем хранении проявился бледно-розовый оттенок.
С увеличением концентрации NaCl до 25 % возросла продолжительность перемешивания и растворения дигидрокверцетина (в некоторых образцах до 2,5 – 3 часов), ухудшилась растворимость, усилилась интенсивность окрашивания растворов: от бесцветного до ярко-желтого, а в образцах с ДКВ 3 и ДКВ 5, имевших бледно-розовый оттенок, появился выраженный розовый цвет. Эти пробы полностью не растворились при перемешивании более 2,5 – 3-х часов, а в последующем хранении отмечено появление хлопьевидного осадка дигидрокверцетина.
Остальные пробы ДКВ в растворах поваренной соли не выпадали в осадок при выдержке в течение 48 ч в различных температурных условиях.
Учитывая, что применение дигидрокверцетина в условиях пищевого производства предполагает использование более сложных поликомпонентных рассолов, существенное значение имеют также скорость и полнота его растворения в присутствии других рецептурных ингредиентов. Поэтому на следующем этапе эксперимента были составлены модели из двух наиболее хорошо растворимых образцов: ДКВ 4 и ДКВ 6 в сочетании с некоторыми распространенными в пищевой промышленности добавками: натрием лимоннокислым трехзамещенным, аскорбиновой кислотой, лактатом кальция и сорбатом калия, в количестве 0,3 % от массы раствора по каждому из компонентов.
Для получения достоверных результатов по влиянию пищевых добавок на растворимость ДКВ, вначале проведены испытания по растворению ДКВ 4 и ДКВ 6 с каждым ингредиентом в отдельности, а затем – с их комплексами: № 1 (натрий лимоннокислый трехзамещенный, лактат кальция, сорбат калия) и № 2 (кислота аскорбиновая, лактат кальция, сорбат калия). В качестве растворителей использовали воду и растворы поваренной соли (10 % и 25 %) при температуре (20 ± 2) ºС. Полноту растворения оценивали визуально по полной прозрачности раствора без видимого осадка или хлопьев (Таблица).
Таблица
Продолжительность растворения образцов ДКВ в модельных средах в присутствии различных пищевых компонентов
| Компоненты | Продолжительность растворения, час | ||
| Вода | NaCl 10 % | NaCl 25 % | |
| ДКВ 4 + натрий лимоннокислый трехзамещенный | ≤ 0,5 | ≤ 0,65 | ≤ 0,65* |
| ДКВ 6 + натрий лимоннокислый трехзамещенный | ≤ 0,5 | ≤ 0,75 | ≤ 0,75* |
| ДКВ 4 + аскорбиновая кислота | ≤ 0,5 | ≤ 0,65 | ≤ 0,65* |
| ДКВ 6 + аскорбиновая кислота | ≤ 0,5 | ≤ 0,65 | ≤ 0,75* |
| ДКВ 4 + лактат кальция | ≤ 0,5 | ≤ 0,75* | ≤ 0,75* |
| ДКВ 6 + лактат кальция | ≤ 0,5 | ≤ 0,65* | ≤ 0,75* |
| ДКВ 4 + сорбат калия | ≤ 0,5 | ≤ 0,75* | ≤ 0,75* |
| ДКВ 6 + сорбат калия | ≤ 0,5 | ≤ 0,75* | ≤ 0,75* |
| ДКВ 4 + Комплекс № 1 |
≤ 0,5 | ≤ 0,75* | ≤ 0,75** |
| ДКВ 6 + Комплекс № 1 |
≤ 0,5 | ≤ 0,75* | ≤ 0,1** |
| ДКВ 4 + Комплекс № 2 |
≤ 0,5 | ≤ 0,75* | ≤ 0,75** |
| ДКВ 6 + Комплекс № 2 |
≤ 0,5 | ≤ 0,75* | ≤ 0,1** |
| * Растворение затруднено ** Требуется дополнительная выдержка для полного растворения |
|||
Проведенные испытания показали, что выбор пищевой добавки дигидрокверцетина для применения в поликомпонентных растворах в условиях производства прежде всего должен быть ориентирован на его технологические свойства, поскольку исследованные образцы от различных производителей при полном соответствии требованиям ГОСТ33504-2015 «Добавки пищевые. Дигидрокверцетин. Технические условия» показали различную скорость и полноту растворения в одинаковых условиях, а также оказывали определенное влияние на органолептические свойства раствора (в частности, цвет) [8, 9]. Это может быть обусловлено составом и свойствами содержащихся в препаратах дигидрокверцетина примесей (сопутствующих родственных биофлавоноидных соединений и смол), наличие или отсутствие которых определяется рядом природных факторов (климата, региона произрастания, возраста деревьев и др.), а также особенностями технологии получения дигидрокверцетина конкретным производителем.
При наличии технологических возможностей внесение ДКВ в поликомпонентный раствор в виде водно-спиртового раствора или раствора в пропиленгликоле – лучший способ для наиболее полного и однородного его распределения. Сложность внесения сухого ДКВ заключается в том, что масса его навески может быть в 200-300 раз меньше массы остальных ингредиентов, что сильно усложняет равномерное распределение частиц ДКВ в объеме раствора в условиях производства. Основная рекомендация при любом способе внесения ДКВ заключается в проведении предварительного смешивания дигидрокверцетина с небольшим количеством жидкости, либо одного из сухих компонентов раствора, имеющего наиболее мелкодисперсную структуру.
Следует также отметить, что в случае возникновения технологических затруднений, вызванных необходимостью длительного перемешивания раствора в производственных условиях, можно рекомендовать после кратковременного смешивания компонентов с водой и последующим внесением их в общую массу раствора, осуществить выдержку последнего в течение от 1 до 12 ч, что окажет заметное положительное влияние на полноту растворения и равномерность распределения дигидрокверцетина, как при температуре (20 ± 2) ºС, так и при (6 ± 2) ºС.
Литература
1. Радаева, И. А. Использование дигидрокверцетина в производстве консервированной молочной продукции / И.А. Радаева, С.Н. Туровская, Е.Е. Илларионова, А.Н. Петров // Молоко и молочная продукция: актуальные вопросы производства / ВНИИМС – филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН. – Углич, 2018. – С.213–217.
2. Илларионова, Е. Е. Влияние дигидрокверцетина на устойчивость молочного жира к окислению / Е.Е.Илларионова, И.А.Радаева, С.Н.Туровская, О.М.Караньян // Молочная промышленность. – 2018. – №2. – С.67–68.
3. Илларионова, Е. Е. Мониторинг микроструктурных изменений углеводной и жировой фазы молочных консервов в процессе хранения при различных температурных режимах / Е.Е.Илларионова, И.А.Радаева, С.Н.Туровская // Инновации в пищевой биотехнологии: сборник трудов Междунар. симпозиума / под общ. ред. А.Ю. Просекова; ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет». – Кемерово, 2018. – С.175–178.
4. Радаева, И. А. К вопросу изучения деградационных процессов консервированной молочной продукции в период ее хранения / И.А. Радаева, С.Н. Туровская, Е.Е. Илларионова // Инновации в пищевой биотехнологии: сборник трудов Междунар. симпозиума / под общ. ред. А.Ю. Просекова; ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет». – Кемерово, 2018. – С.229–232.
5. Галстян, А. Г. Теория и практика молочно-консервного производства / А.Г. Галстян, А.Н. Петров, И.А. Радаева, С.Н. Туровская, В.В. Червецов, Е.Е. Илларионова, В.К. Семипятный. – М.: Издательский дом «Федотов Д.А.», 2016. – 181 с.
6. Туровская, С.Н. Безопасность молочных консервов как интегральный критерий эффективности их технологии. Российский опыт / С.Н. Туровская, А.Г. Галстян, А.Н. Петров, И.А. Радаева, Е.Е. Илларионова, В.К. Семипятный, С.А. Хуршудян // Пищевые системы. – 2018. – Т. 1. – № 2. – С. 29-54.
7. Оганесянц, Л. А. Мониторинг качества пищевых продуктов – базовый элемент стратегии / Л.А. Оганесянц, С.А. Хуршудян, А.Г. Галстян // Контроль качества продукции. – 2018. – №4. – С.56–59.
8. Хуршудян, С. А. Качество пищевых продуктов. Термины, определения и противоречия / С.А. Хуршудян, А.Г. Галстян // Контроль качества продукции. – 2018. – №1. – С.48–49.
9. Радаева, И. А. Изучение технологических свойств дигидрокверцетина / И.А. Радаева, А.Г. Галстян, С.Н. Туровская, Е.Е. Илларионова // Молочная промышленность. – 2017. – №3. – С.67–68.
10. Радаева, И. А. Новый межгосударственный стандарт на антиокислитель дигидрокверцетин / И.А. Радаева, А.Г. Галстян, С.Н. Туровская, Е.Е. Илларионова, В.П.Тихонов, Т.В. Шевченко // Молочная промышленность. – 2016. – №4. – С.57–59.
Радаева1И.А., д-р техн. наук; Илларионова1,2Е.Е.; Туровская1С.Н.;
Данилян2А.В., канд. техн. наук
1ФГАНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт молочной
промышленности», Москва
2ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности – филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр пищевых систем
им. В.М Горбатова» РАН, Москва
Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт используя свою учетную запись