Микробиологические и химико-токсикологические испытания безалкогольных напитков, произведенных из экологически чистого растительного сырья, выращенного в условиях Ярославской области

СЕНЧЕНКО Марина Александровна
КОРЧАГИНА Анна Вячеславовна
БОГДАНОВА Ксения Андреевна

Ярославская государственная сельскохозяйственная академия

Введение.

Важная роль в увеличении продолжительности жизни и сохранении работоспособности человека принадлежит его питанию. Здоровое питание обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма, способствует профилактике заболеваний и создает условия для предупреждения преждевременного старения.

Успешное решение проблемы здорового питания зависит от разработки и внедрения новейших технологий продуктов питания с использованием натурального растительного сырья с большим содержанием биологически активных веществ, функциональных ингредиентов и антиоксидантов.

В современных условиях жизни у людей повысился интерес к своему здоровью, к осознанному и полезному питанию. Отношение человека к еде как к лекарству создало спрос на органическую продукцию и продукты, известные как функциональные. Полезные продукты могут помочь профилактировать многие заболевания и способствовать выздоровлению.

В настоящее время потребители рассматривают продукты не только как средство для удовлетворения пищевой потребности, но и как средство, предупреждающее заболевания [1–11]. Люди боятся сахара и химических добавок к пище – им не внушает доверия ни Sweet’N Low, который делается из производных угля (сахарин), ни Splenda из хлорированного сахара (сукралоза). И хотя понятия «натуральный», «экологичный» и «органический» размыты, потребители все равно не хотят иметь дело с искусственными добавками [12].

Зарубежные ученые прошлого века уделяли большое внимание безалкогольным напиткам, подвергая их всесторонней критике. В 1997 году в Нигерии сотрудники химического факультета университета имени Obafemi Awolowo заинтересовались вопросом повышенного содержания тяжелых металлов в безалкогольных напитках. В рамках предварительных исследований были определены уровни Co, Сu, Zn, Cd, Pb, Mn, которые сравнили с предельно допустимыми уровнями [13].

В 1995 году австралийские ученые заинтересовались определением в безалкогольных напитках кофеина, бензойной кислоты, сорбиновой кислоты, искусственных подсластителей (аспартам, сахарин, ацесульфам-К, алитам и дульцин). Они разработали быстрый метод определения перечисленных компонентов и доказали его высокую эффективность [14].

Ученые сельскохозяйственного университета (Krakow, Польша) изучили традиции своей страны – применить традиционные технологии производства напитков на основе растительного сырья, полностью исчезнувшие из польского рынка. Было отмечено, что традиционный хлебный квас является функциональным напитком, имеет потребительские свойства аналогичные коммерческим квасам (напиткам, приготовленным из солодового концентрата), сниженное (в 3 раза) содержание сахара, что позволило рекомендовать его для потребления населению всех возрастов [15].

Для предприятия пищевой промышленности этапами к выпуску безалкогольных напитков со сниженным содержанием сахара являются: анализ мирового опыта развития индустрии безалкогольных напитков; разработка рецептур и технологических схем; пробная выработка; определение органолептических и физико-химических показателей; определение содержание макро- и микроэлементов, токсичных элементов и микробиологических показателей; разработка проектов технических условий и технико-технологических карт; подтверждение соответствия продукции документам по стандартизации и техническим регламентам.

В современных условиях жизни повсеместно распространены тяжелые металлы, проникающие в воду, воздух, почву, растения и, следовательно, продукты питания, произведенные из них. Это оказывает серьезное влияние на экологию окружающей среды и здоровье человека, поэтому важно контролировать и регулировать их содержание в допустимых предельных значениях [16].

Особую ценность имеет использование предприятиями экологически чистого сырья и подбор технологических режимов термической и механической обработки растительного сырья с целью наименьшего воздействия на сырье, вызывающего изменения его составных частей. Таким образом, микробиологические и химико-токсикологические испытания – обязательный этап проводимый специалистами по сертификации, оказывающими услуги по подтверждению соответствие продукции документам по стандартизации и техническим регламентам, а соблюдение производителями закона №280 «Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» являются основой к производству качественной органической продукции [17,18].

К инновационному фактору развития мирового рынка безалкогольных напитков относится увеличение потребительского внимания к традиционным напиткам. Квас и чай из листьев ягодных кустарников с древнейших времен являются одними из наиболее предпочитаемых напитков у народов славянской культуры. Как неотъемлемый компонент пищевой культуры они и в настоящее время приобретают все большую и большую популярность.

Несмотря на патриархальность кваса и холодного чая, они выступают обновленной альтернативой здорового образа жизни по отношению к агрессивным напиткам типа «Cola» и другим сладким окрашенным напиткам. Такая динамика выделяет национальные безалкогольные напитки как энергично развивающуюся категорию напитков в мировом сообществе, причем использование натурального органического сырья, придающего напиткам функциональную направленность, так же становится все более актуальным.

Ряд ученых отмечают ценность органического растительного сырья при производстве безалкогольных напитков функционального назначения. Цельные зерна изобилуют питательными веществами и биологически активными веществами, и это является научным доказательством того, что их регулярное употребление оказывает положительное влияние на здоровье человека [19].

Для многих стран безалкогольные напитки, прошедшие процесс брожения, являются традиционными, и в каждой стране имеются свои особенности производства. В Африке были зарегистрированы различные виды традиционных напитков, производимых из сорго, которые имеют большое значение в питании людей и фундаментальное социально-экономическое значение.

Ученые университета Abomey-Calavi (Cotonou, Бенин) в своих исследованиях отмечают, что традиционные напитки на некоторое время потеряли свои позиции на пищевом рынке, но, не смотря на это, исчезновение многих активных синтетических веществ в составе пищевых продуктов привело к возобновлению интереса к естественным природным компонентам [20].

Продукты брожения являются одними из самых популярных в мире напитков с очевидным положительным влиянием на общее состояние здоровья человека. Они являются традиционными во всем мире натуральными напитками, с низким содержанием калорий, с органическими кислотами и витаминами (поступающими из растительного сырья) [21].

Ученые факультета биотехнологии и пищевых наук Словацкого сельскохозяйственного университета (Nitra, Словакия) доказали, что помимо пагубного влияния на здоровье людей, сахароза оказывает негативное влияние на органолептические и физико-химические показатели напитков брожения [22].

В связи с вышеизложенным цель исследования – провести микробиологические и химико-токсикологические испытания традиционных безалкогольных напитков, произведенных по технологии органического производства из экологически чистого растительного сырья, выращенного в условиях Ярославской области.

Объекты исследования: квас из ревеня и черный холодный чай из листьев ягодных кустарников.

Методика исследований.

Основные компоненты рецептуры (растительное сырье), были выращены по технологии органического производства в условиях Ярославской области. Компонентами для разработки рецептуры традиционных безалкогольных напитков явились: сухие листья мяты перечной, мелисы, лист смородины красной, лист смородины черной, малины, ревень, чай черный крупнолистовой, сахар, вода, дрожжи. Технологические режимы термической и механической обработки растительного сырья были разработаны с целью наименьшего воздействия на составные части сырья, вызывающие их изменения.

Методы исследований: теоретические (анализ) и эмпирические (эксперименты, наблюдение, измерения, сравнение, описание). Для расчета рецептур был использован алгебраический метод. Для ускорения процесса расчета использован метод обратной матрицы табличного процессора Microsoft Excel.

У всех объектов исследования были оценены органолептические и физико-химические показатели. Определение содержания макро- и микроэлементов образцов проводилось на атомно-абсорбционном спектрометре КВАНТ-2а (Zn, Cu, Mn, Fe, Mg, Ca – методом абсорбции, K – методом эмиссии).

Из микробиологических показателей были оценены БГКП, КМАФАнМ, дрожжи, плесени, токсикологических показателей – содержание солей тяжелых металлов, содержание органических кислот (яблочная, лимонная, янтарная, винная и молочная).

Результаты исследований.

Результаты определения микробиологических показателей безалкогольных напитков, содержания органических кислот представлены в табл. 1, токсикологических – в табл. 2.

Данные, представленные в табл. 1 и 2, позволяют сделать вывод о том, что показатели качества безалкогольных напитков из натурального органического растительного сырья, выращенного в условиях Ярославской области соответствуют ТР ТС 021/2011 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевых продуктов», ГОСТ 28188-2014 «Напитки безалкогольные», ГОСТ 31494-2012 «Квасы. Общие технические условия».

В ходе проведенного исследования, нами определялось содержание макро- и микроэлементов в безалкогольных напитках (табл. 3, 4).

Результаты исследований выявили повышение содержания макро- и микроэлементов в холодном черном чае, приготовленном по разработанной технологии. Употребление разовой порции холодного черного чая в объеме 237 мл будет удовлетворять суточную рекомендуемую норму цинка на 0,22 %, марганца 2,8 %, железа 0,96 %, калия 0,19 % и кальция 1,14 % для взрослого человека.

Полученные результаты исследований выявили незначительные отклонения в содержании основных макро- и микроэлементов в квасе, произведенном по разработанной рецептуре и технологии, по сравнению с квасом, произведенным по технологии, используемой в промышленном производстве.

Технология, включающая дополнительную операцию «варка стеблей ревеня и дополнительных ингредиентов» обеспечила наибольшую экстракцию функциональных ингредиентов из сырья в готовый продукт. Употребление разовой порции кваса из ревеня в объеме 237 мл будет удовлетворять суточную рекомендуемую норму цинка на 0,355%, марганца 10,398%, железа 4,668% для взрослого человека.

Заключение.

Разработанные нами технологии органического производства и рецептуры кваса и холодного черного чая из экологически чистого растительного сырья, выращенного в условиях Ярославской области, могут быть использованы сельскохозяйственными и перерабатывающими предприятиями (всех форм собственности, занимающимися переработкой сельскохозяйственной продукции и производством безалкогольных напитков). Это будет способствовать достижению целей ФЗ № 280 «Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Позднякова#nbsp;В.#nbsp;Ф., Сенченко#nbsp;М.#nbsp;А. / Производство холодного черного чая с#nbsp;натуральным заменителем сахара#nbsp;— стевией [Stevia rebaudiana BERTONI (L.)] // Вестник ЮУрГУ. Серия "Пищевые и#nbsp;биотехнологии". —#nbsp;2019. —#nbsp;Т. 7. —#nbsp;№ 2. —#nbsp;С. 81−88.

2. Сенченко#nbsp;М.#nbsp;А. / Мировой опыт развития индустрии безалкогольных напитков в#nbsp;части снижения содержания сахара в#nbsp;рецептуре // Биотехнологические аспекты управления технологиями пищевых продуктов в#nbsp;условиях международной конкуренции: сб. статей по#nbsp;материалам Всерос. (нац.) науч.-практ. конф. —#nbsp;Курган: Изд-во Курганской ГСХА, 2019. —#nbsp;С. 317−321.

3. Позднякова#nbsp;В.#nbsp;Ф., Сенченко#nbsp;М.#nbsp;А., Дарьин#nbsp;М.#nbsp;В. / Органолептические и#nbsp;физико-химические показатели качества холодного черного чая с#nbsp;натуральным заменителем сахара#nbsp;— стевией // Научно-прикладные аспекты производства, переработки и#nbsp;ветеринарно-санитарного контроля сельскохозяйственной продукции: сб. науч. тр. по#nbsp;материалам Нац. науч.-практ. конф. с#nbsp;междунар. участием. —#nbsp;Ярославль: Изд-во ФГБОУ#nbsp;ВО Ярославская ГСХА, 2019. —#nbsp;С. 134−138.

4. Позднякова#nbsp;В.#nbsp;Ф., Латышева#nbsp;О.#nbsp;В., Сенченко#nbsp;М.#nbsp;А. / Производство морсового напитка с#nbsp;натуральным заменителем сахара#nbsp;— стевией [Stevia rebaudiana BERTONI (L.)] // Перспективные аграрные и#nbsp;пищевые инновации: материалы Междунар. науч.-практ. конф. —#nbsp;Волгоград, 2019. —#nbsp;С. 289−292.

5. Разработка рецептуры безалкогольного морсового напитка со#nbsp;сниженным содержанием сахара / М.#nbsp;А.#nbsp;Сенченко [и др.]. // Интеграция науки и#nbsp;высшего образования, как основа инновационного развития аграрного производства: материалы Всерос. науч.-практ. конф. с. —#nbsp;Ярославль: Канцлер, 2019. —#nbsp;С. 129−130.

6. Позднякова#nbsp;В.#nbsp;Ф., Сенченко#nbsp;М.#nbsp;А. / Проблемы безопасности безалкогольных напитков // Вестник международной академии наук экологии и#nbsp;безопасности жизнедеятельности. —#nbsp;2019. —#nbsp;Т. 24. —#nbsp;№ 2. —#nbsp;С. 29−36.

7. Сенченко#nbsp;М.#nbsp;А., Корчагина#nbsp;А.#nbsp;В., Богданова#nbsp;К.#nbsp;А. / Инновации и#nbsp;перспективы производства кваса // Безопасность и#nbsp;качество товаров: материалы III Междунар. науч.-практ. конф. // Саратов, 2019. —#nbsp;С. 238−240.

8. Сенченко#nbsp;М.#nbsp;А. / Производство кваса с#nbsp;растительным заменителем сахара // Перспективные исследования и#nbsp;новые подходы к#nbsp;производству и#nbsp;переработке сельскохозяйственного сырья и#nbsp;продуктов питания: сб. науч. трудов XIII Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых и#nbsp;специалистов организаций в#nbsp;сфере с.-х. наук / ВНИИМС#nbsp;— филиал ФГБНУ "Федеральный научный центр пищевых систем им.#nbsp;В. М. Горбатова" РАН, 2019. С. 305−308.

9. Vera Pozdnyakova, Marina Senchenko, Olesya Latysheva, Natalia Makhova, Elena Olenchuk, Irina Belova. Production of#nbsp;a#nbsp;mors drink with a#nbsp;natural sweetener, stevia [Stevia rebaudianabertoni (L.)] // Book of#nbsp;abstracts of#nbsp;the 14th International Scientific Conference organized by#nbsp;the Faculty of#nbsp;Biotechnology and Food Sciences. Slovak University of#nbsp;Agriculture in#nbsp;Nitra FOOD/BIO/TECH, 2019. P. 63−64.

10. Pozdnyakova Vera, Senchenko Marina, Latysheva Olesya, Olenchuk Elena, Belova Irina. / Production of#nbsp;a#nbsp;mors drink with a#nbsp;natural sweetener // Agricultural research and technology: Open Access Journal California, United States, 2019. Vol. 23. Iss. 1. P. 253−256.

11. Позднякова#nbsp;В.#nbsp;Ф., Сенченко#nbsp;М.#nbsp;А. / Производство кваса из#nbsp;натурального растительного сырья, выращенного в#nbsp;условиях Ярославской области // Вестник ЮУрГУ. Серия "Пищевые и#nbsp;биотехнологии". —#nbsp;2019. —#nbsp;Т. 7. —#nbsp;№ 4. —#nbsp;С. 55−63.

12. Непомнящая#nbsp;А.#nbsp;А., Сидорова#nbsp;Е.#nbsp;Ю. / Программы социального питания и#nbsp;продовольственной поддержки в#nbsp;России и#nbsp;США: анализ и#nbsp;сопоставление перспектив связи // ДНИ НАУКИ НГТУ-2014: материалы науч. студ. конф. (итоги научной работы студентов за#nbsp;2013−2014 гг.). —#nbsp;Новосибирск, 2014. —#nbsp;112 с.

13. Nkono N.A., Asubiojo O.I. / Trace elements in#nbsp;bottled and soft drinks in#nbsp;Nigeria#nbsp;— a#nbsp;preliminary study, the science of#nbsp;the total environment // Elsevier Science Publishing Company, Inc. 1997. Т. 208. № 3. P. 161−163.

14. Thompson C.O., Trenerry V.C., Kemmery B. / Micellar electrokinetic capillary chromatographic determination of#nbsp;artificial sweeteners in#nbsp;low-joule soft drinks and other foods // Journal of#nbsp;chromatographya: Elsevier Science Publishing Company, Inc. 1995. T. 694. № 2. P. 507−514.

15. Gambus H., Mickowska B., Barton H., Augustyn G., Ziec G., Litwinek D., Szary Sworst K., Berski W. / Health benefits of#nbsp;kvass manufactured from rye wholemeal bread // J#nbsp;Microbiol Biotech Food Sci. 2015. № 4 (special issue 3). P. 34−39.

16. Данилова#nbsp;Е.#nbsp;О., Сенченко#nbsp;М.#nbsp;А., Корчагина#nbsp;А.#nbsp;В. / Микробиологические и#nbsp;химико-токсикологические испытания безалкогольных напитков с#nbsp;растительным заменителем сахара // Iнновацiйний розвиток харчової iндустрiї: зб. наук. праць за#nbsp;матерiалами VII Мiжнар. наук.-практ. конф.(21 листоп. 2019 р.). Iнститут продо- вольчих ресурсiв НААН, 2019. —#nbsp;С. 32- 34.

17. Tarnagda Bakary, Guira Flibert, Sourabie Pane Bernadette, Zongo Oumarou, Tapsoba Francois, Zongo Cheikna, Drabo Koine Maxime, Traore Yves, Savadogo Aly. / Evaluation of#nbsp;heavy metals and pesticides continents in#nbsp;market-gardening products sold in#nbsp;some principal markets of#nbsp;Ouagadougou (Burkina FASO) // J#nbsp;Microbiol Biotech Food Sci. 2019. № 8 (4). Р. 102−196.

18. Lubos Harangozo, Marek Snirc, Julius Arvay, Daniel Bajcan, Judita Bystricka, Pavol Trebichalsky, Jan Kovarovic, Ivona Janco. The heavy metal continents in#nbsp;selected kind of#nbsp;spices // J#nbsp;Microbiol Biotech Food Sci. 2018. № 8 (2). Р. 760−764.

19. Cheryl G. Fernandes1, Sachin K. Sonawane, Arya S. S. / Сereal based functional beverages: a#nbsp;review // J#nbsp;Microbiol Biotech Food Sci. 2018/19. № 8 (3). Р. 914−919.

20. Christian Tetede Rodrigue Konfo, Nicodeme Worou Chabi, Edwige Dahouenon-Ahoussi, Martial Cakpo-Chichi, Mohamed Mansourou Soumanou, Dominique Coco Kodjo Sohounhloue Improvement of#nbsp;African traditional sorghum beers quality and potential applications of#nbsp;plants extracts for their stabilization: a#nbsp;review // J#nbsp;Microbiol Biotech Food Sci. 2015. № 5 (2). Р. 190−196.

21. Solgajova M., Ivanisova E., Nokova J., Franakova H., Toth T., Drab S. Antioxidant activity and polyphenol content of#nbsp;malt beverages enriched with bee pollen // J#nbsp;Microbiol Biotech Food Sci. 2014. № 3 (special issue 3). Р. 281- 284.

22. Bobkova A., Kunova S., Bobko M., Zelenakova L., Lopasovsky L., Melounova A. / Effekt of#nbsp;addition of#nbsp;saccharose to#nbsp;the sensory properties of#nbsp;beer//J Microbiol Biotech Food Sci. 2013. № 2 (special issue on#nbsp;BQRMF).Р.2238−2248

Senchenko Marina Aleksandrovna
Korchagina Anna Vyacheslavovna
Bogdanova Kseniya Andreevna

Yaroslavl State Agricultural Academy

Keywords: soft drinks, organic products, recipe, technology, quality indicators.

The analysis of world experience in the development of the industry of non-alcoholic drinks in the field of organic production is carried out, which made it possible to determine an innovative development factor - an increase in consumer attention to traditional (national) drinks.

New recipes for traditional soft drinks, and technologies for their production from environmentally friendly plant materials grown in the conditions of the Yaroslavl region, have been developed. Technological modes of thermal and mechanical processing of plant materials have been developed with the aim of least impact, causing changes in the components of the raw materials.

Microbiological and chemical-toxicological tests of traditional non-alcoholic beverages produced using the technology of organic production from environmentally friendly plant materials grown in the conditions of the Yaroslavl region were carried out; the content of macro- and microelements is determined in them.

The developed technologies for the organic production and formulation of soft drinks (kvass and cold black tea) from environmentally friendly vegetable raw materials grown in the conditions of the Yaroslavl region can be used by agricultural and processing enterprises (of all forms of ownership, engaged in the processing of agricultural products and the production of soft drinks), which will contribute to achieving the goals of Federal Law № 280 “On Organic Products and on Amending Certain Laws” atelnye Acts of the Russian Federation. “