Продукты и пищевые добавки лечебного и профилактического назначения
Под лечебно-профилактическим питанием (ЛПП) понимают употребление тех пищевых продуктов, которые повышают сопротивляемость организма к неблагоприятным факторам производственной среды, оказывают нормализующее влияние на ряд обменных процессов и функций, а также способствуют нейтрализации и ускоренному выведению из организма вредных веществ.
Академиком А.А. Покровским обоснованы следующие принципы ЛПП:
- Замедление с помощью нутриентов процессов всасывания ядовитых веществ в пищеварительной системе. Быстрота и сила действия яда на организм в значительной степени зависят от наполнения желудка. Вещества, принятые натощак, всасываются быстрее, так как они беспрепятственно соприкасаются со слизистой желудка и не разбавляются его содержимым. Всасывание токсических веществ при наличии в желудке и кишечнике достаточного количества пищи, т. е. в случае механического затруднения доступа ядов к слизистой оболочке, замедляется. Поэтому важно, чтобы работающие во вредных условиях не приступали к труду натощак.
- Использование антидотных свойств отдельных компонентов пищи (пищевых или неалиментарных веществ). Особое внимание привлекают адсорбционные свойства пищевых волокон в отношении неорганических веществ (тяжелых металлов) и органических соединений. Высокое содержание пектина в некоторых фруктах и овощах способствует связыванию ряда тяжелых металлов, что нашло свое применение в назначении пектина или пектинсодержащих продуктов при воздействии неорганических соединений свинца. Связывающие свойства пектина распространяются в отношении ртути, кобальта, никеля, кадмия, марганца, стронция. Поэтому пектин рекомендуют включать в ЛПП при воздействии этих металлов. Белки, богатые метионином, цистеином и другими серосодержащими аминокислотами, защищают организм от токсического действия ядохимикатов.
- Ускорение или замедление с помощью компонентов пищи метаболизма чужеродных веществ в зависимости от токсичности исходных веществ или их метаболитов. Так, витамин B1 угнетает монооксигеназную систему (при дефиците микросомальное гидроксилирование активируется). Витамин Е ускоряет метаболизм CCU, но предупреждает действие и повышает скорость обезвреживания реакционноспособных метаболитов.
- Влияние пищевых факторов на ускорение выведения ядовитых веществ из организма. Например, включение в рацион белка с серосодержащими аминокислотами (обеспечивают биосинтез глутатиона, необходимого для образования малотоксичных меркаптуровых кислот), минеральной воды и соков (факторы регуляции кислотно-щелочного равновесия крови и рН мочи для облегчения экскреции ионно-электролитных веществ и метаболитов), пищевых волокон (ускоряют выведение и сокращают время транзита и контакта чужеродных веществ в кишечнике, способствуют прерыванию печеночно-кишечной рециркуляции).
- Компенсация с помощью пищи повышенных затрат пищевых веществ и других БАВ, вызванных воздействием чужеродных веществ. Так, требуют восполнения: затраты серосодержащих аминокислот на биосинтез меркаптуровых кислот; высокий расход витаминов С и Е при действии окислительного стресса; расход железа (для профилактики анемии).
- Воздействие отдельными пищевыми веществами на состояние наиболее поражаемых органов, систем и тканей – печени, почек и др. Наиболее широко для этого используются источники животного белка (молоко, творог, яйца). Очень важны витамины: В12, фолиевая кислота и витамин В6, участвующие в метаболизме метальных групп и липотропных факторов, обеспечивающих защиту печени; А и β-каротин, необходимые для защиты эпителиальных тканей от действия канцерогенов; Е, защищающий органы дыхания от действия озона, окислов азота.
- Повышение общей устойчивости организма к действию производственных вредностей при адекватном обеспечении энергией и пищевыми веществами. Несбалансированное питание, особенно по белковому компоненту и содержанию водорастворимых витаминов, усугубляет воздействие токсичных веществ на организм. Профилактическое применение витаминов с целью предупреждения дефицита макро- и микроэлементов, гиповитаминозов.
В настоящее время ЛПП создано для ограниченной группы лиц. В основном это питание предназначено для защиты работающих людей от вредных физических и химических воздействий на производстве.
Один из принципов ЛПП – сбалансированность с учетом состава суточного рациона. Профилактическое и лечебное воздействие на организм оказывает весь суточный рацион, который включает питание как на работе, так и в домашних условиях. Согласно постановлению Минтруда РФ от 31.03.2003 № 14 (в ред. от 11.09.2003), работающие на предприятиях химической промышленности получают один из рационов ЛПП, разработанных Институтом питания РАМН (табл. 10.1).
Таблица 10.1.
Пищевая и энергетическая ценность рационов лечебно-профилоктического питания
Рацион № 1 (радиопротекторный) повышает общую сопротивляемость организма к воздействию ионизирующих излучений; включает продукты, обогащенные некоторыми незаменимыми аминокислотами и лецитином, чтобы повысить антитоксическую функцию печени. Кроме того, в рацион вводятся витамин С (аскорбиновая кислота), пектин, альгинаты, пищевые волокна.
Рацион № 2 предназначен для работающих с соединениями фтора, щелочными металлами, хлором, цианистыми соединениями, формалином и продуктами его полимеризации, оксидами азота, а также для занятых в производстве серной, соляной, азотной и других кислот. Рацион состоит из овощей, зерновых, кисломолочных продуктов, рыбы, растительных масел и других продуктов, содержащих белки, витамины, минеральные вещества, ПНЖК.
Рацион № 2-а разработан для лиц, контактирующих с хромом и хромсодержащими соединениями; включает белковые продукты с большим количеством серосодержащих кислот, но с относительно низким количеством гистидина и триптофана (творог, говядина, цыплята); источники пектина (овощи, фрукты, ягоды); продукты, богатые витаминами С, РР, Е, А, солями кальция, магния, серы (молоко, кисломолочные продукты, зерновые, столовые минеральные воды).
Рацион № 3 выдается лицам, связанным с производством свинца и подвергающихся воздействию неорганических соединений свинца. Рацион состоит из молока, кисломолочных продуктов, овощей и других продуктов питания, содержащих повышенное количество животных белков, пектина, каротина, витаминов и минеральных веществ.
Рацион № 4 назначают тем, кто работает с нитро- и аминосоединениями бензола, хлорированными углеводородами, соединениями мышьяка, фосфора, теллура. В рацион входят молоко и молочные продукты, растительные масла, обязательно включают витамины Bi (тиамин) и С (аскорбиновую кислоту).
Рацион № 5 рекомендован для работающих с бромированными углеводородами, тиофосом, неорганическими соединениями ртути, марганца, бария и др. В рацион включены творог, нежирное мясо, яйца, рыба, растительные масла, овощи, фрукты.
Во всех перечисленных рационах ограничено потребление поваренной соли, соленых и жирных продуктов, тугоплавких жиров. Для занятых на производстве большинства токсичных веществ рекомендуется обильное питье.
Лечебно-профилактическое питание осуществляется в виде горячих завтраков перед началом работы, чтобы всосавшиеся в ЖКТ пищевые вещества оказали защитное влияние при воздействии на организм вредных физических и химических факторов производства.
Наиболее значимым для профилактики химической патологии является использование антиоксидантных свойств витаминов Е, А, С, β-каротина; органических форм селена (как кофактора глутатионпероксидазы); факторов, обеспечивающих биосинтез и регенерацию восстановленного глутатиона; гипосенсибилизирующих свойств кальция, витаминов Е и С; а также взаимодействие пищевых и других БАВ с генетическим аппаратом клетки и воздействие на процессы экспрессии и репрессии генов, регулирующих жизненный цикл и смерть клеток (апоптоз, некроз).
Важное значение при составлении лечебных рационов имеет учет взаимного влияния ксенобиотиков и следующих водорастворимых витаминов:
Тиамин (В1)
Ксенобиотики, токсичность которых увеличивается при недостаточности тиамина и которые приводят к дефициту этого витамина: акрилонитрил, афлатоксин В|, бензол, диэльдрин, 2,4-динитрофенол, пиридин, трихлорэтилен, фенол, аммоний, окись углерода, диоксиды азота и серы, мышьяк, марганец.
Рибофлавин (В2)
Недостаточность рибофлавина влияет на метаболизм аминопирина, анилина, бенз(а)пирена, 7,12-диметилбензантрацена. Ксенобиотики, влияющие на метаболизм рибофлавина: аммоний, азокрасители, бенз(а)пирен, окись углерода, этанол, окислы азота, фенилендиамин, тетрахлорметан, трихлорэтилен, хлорпромазин, борная кислота. Дефицит рибофлавина усиливает токсичность или канцерогенностъ следующих ксенобиотиков: азокрасители, ССl4, диэльдрин, 2,4-динитрофенол, свинец, селен.
Пиридоксин (В6)
Ксенобиотики, нарушающие метаболизм пиридоксина и вызывающие развитие его недостаточности: аллиламин, борогидриды (декаборан, дентаборан), сероуглерод, окись углерода, этиленгликоль, гидразины, гидразиды и алкилпроизводные гидразина, n-tret-бутилфенол, тетраметилтиурам дисульфид. Лекарственные средства (тиосемикарбазид, пеницилламин, противосудорожные препараты, L-ДОФА), оральные противозачаточные стероиды, алкоголь.
Пантотеновая кислота (В3)
Вызывали снижение уровня пантотеновой кислоты бром-бензол, CCU, ванадий. Пантотеновая кислота снижает токсичность афлатоксина В1.
Цианокобаламин (В12)
Соединения, снижающие уровень витамина В12 в печени или плазме крови: афлатоксин B1, ССl4, этанол, цианид, этиленимины, свинец, бигуаниды, противосудорожные средства, противозачаточные стероиды.
Ниацин (РР)
Ацетальдегид, акролеин, акрилонитрил, азокрасители, ССl4, ДЦТ, дихлорэтан, этанол, гидразин, метилметансульфонат, монойодацетат, диметилнитрозамин, сероуглерод, окись углерода, окислы азота, кислород при повышенном давлении, свинец, ПХД, изоникотингидразид, фенилбутазон.
Фолацин (Вс)
Этанол, противозачаточные стероиды, противосудорожные средства (фенитоин), метотрексат, противомалярийные средства (пириметамин), сульфаниламиды.
Для профилактики неблагоприятного действия химических факторов важны фитосоединения. Они оказывают влияние на процессы метаболизма и обезвреживания чужеродных веществ (канцерогенов и мутагенов); связывают свободные радикалы и реакционноспособные метаболиты чужеродных веществ; ингибируют ферменты, активирующие ксенобиотики, и активируют ферменты детоксикации (ферменты конъюгации).
Фитосоединения снижают риск сердечно-сосудистых заболеваний благодаря способности предупреждать окисление холестерина липопротеидов низкой плотности, снижать биосинтез и всасывание холестерина, влиять на артериальное давление и свертываемость крови.
Многие из природных соединений обладают свойствами индукторов или ингибиторов процессов метаболизма чужеродных веществ. Исследованы в этом отношении овощи семейства крестоцветных: кабачки, цветная и брюссельская капуста, брокколи.
Влияние пищевых факторов на процессы биотрансформации чужеродных веществ в обобщенном виде можно рассматривать с нескольких основных позиций.
Во-первых, пищевые вещества выполняют структурную функцию и непосредственно образуют или являются кофакторами ферментных систем метаболизма ксенобиотиков.
Во-вторых, нутриенты и непищевые компоненты пищевых продуктов оказывают модифицирующее влияние на активность процессов метаболизма чужеродных веществ. Структурная функция пищевых веществ в значительной степени реализуется через изменение активности процессов метаболизма ксенобиотиков.
В-третьих, пищевые вещества являются предшественниками эндогенных доноров-субстратов конъюгации, субстратами перекисного окисления липидов (ПНЖК) или, напротив, антиоксидантами. В этом выражается донорно-субстратная роль пищевых веществ в процессах биотрансформации ксенобиотиков.
В строгом смысле индукция процессов перекисного окисления липидов представляет собой пространственно и по времени наиболее близкий эффект или следствие метаболической активации чужеродного химического агента, приводящий к образованию реакционно-способного метаболита. Причастность пищи к процессам перекисного окисления липидов обусловлена не только жировым компонентом, витаминами А, Е, С, но также кофактором глутатионпероксидазы – селеном, а также большой группой фитосоединений-антиоксидантов, не являющихся незаменимыми пищевыми веществами.
В лечебно-профилактическом питании БАД в виде жиро- и водорастворимых витаминов, минералов, пектина и других компонентов широко использовались еще до выделения их в отдельный класс продуктов питания. Детоксикационные свойства витаминов группы В, аскорбиновой кислоты (витамин С) и некоторых других БАВ давно известны. В профилактике интоксикаций большую роль играют также минеральные вещества, особенно кальций, железо, магний, фосфор. Витамины, минеральные вещества и другие незаменимые нутриенты вводятся во все рационы ЛПП, так как они очень важны для коррекции энзиматических нарушений организма, возникающих под действием промышленных ядов.
Знание механизмов влияния пищи позволяет не только разрабатывать научно обоснованные рационы ЛПП для работников, контактирующих в производственных условиях с химическими агентами в особо вредных и вредных условиях труда. В более широком плане фундаментальные данные могут явиться основой для рекомендации по рационализации питания населения регионов страны с мощным промышленным и энергетическим потенциалом, где присутствует риск стационарного воздействия загрязнителей окружающей среды на здоровье населения.
Кроме того, новым направлением применения научных данных должно стать использование отдельных компонентов пищи или их комплексов в форме БАД или входящих в состав лечебно-профилактических продуктов в качестве специальных профилактических средств для направленной профилактики неблагоприятного воздействия вредных промышленных веществ на организм работающих. С этой целью можно воспользоваться длительно существующим и отработанным законодательным механизмом реализации ЛПП при работе в особо вредных условиях труда или выдачи молока, или заменяющих его продуктов.
В настоящее время не существует единой системы организации питания на производстве. В связи с разукрупнением и акционированием промышленных предприятий нарушена система организации лечебно-профилактического и диетического питания работников, подвергающихся воздействию вредных и неблагоприятных факторов производственной среды, сократилось количество столовых, буфетов-раздаточных на промышленных объектах.
Как дополнение к некоторым рационам ЛПП (см. табл. 10.1) по ныне действующим правилам предполагается выдача отдельных витаминных препаратов. Анализ информации о значении пищевого фактора в предупреждении заболеваний, связанных с вредными факторами окружающей среды, дает основания для расширения показаний, а также круга БАД, которые могли бы применяться с профилактической целью. БАД и специализированные продукты могут дополнять рационы ЛПП, а также заменять или дополнять выдачу молока. Показания для применения БАД к пище и функциональных продуктов следует определять с учетом новых условий труда и характера воздействующих химических веществ с внедрением имеющихся или целенаправленно создаваемых формул и композиций БАД и функциональных продуктов.
Использование пищевых факторов в профилактике химической патологии должно приобрести экологические масштабы и стать одним из медико-биологических факторов сохранения чистоты внутренней среды человека и профилактики воздействия вредных промышленных веществ. Для этого необходима разработка механизма отбора и регламентирования использования БАД к пище и специализированных продуктов для профилактики воздействия вредных промышленных веществ на организм работающих.
Источник
Сегодня ежегодные объемы производства пектина в мире составляют приблизительно 28-30 тыс. т.
Пектин применяется для желеобразования при приготовлении желейно-пастильных изделий, как добавка к лечебным сортам хлеба и для выпечки нечерствеющих изделий, как эмульгатор и стабилизатор, при производстве диетических и лечебно-профилактических продуктов, для употребления в пищу в виде киселей, муссов.
Пектиновые вещества входят в группу пищевых волокон, которым отводится особая роль в лечебно-профилактическом питании. Свойства их поистине уникальны. Особенно высока их способность связывать промышленные яды, соли тяжелых металлов, радионуклиды и другие вещества. Они рекомендуются для лечения желудочных и кишечных заболеваний, при гипогликемии, влияют на уровень инсулина, защищают организм от ишемии, снижают уровень холестерина в крови. По мнению экспертов Всемирной организации здравоохранения и Всемирной продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, пектиновые добавки можно применять без количественных ограничений.
Традиционная промышленная технология извлечения пектина из растительного сырья основана на кислотном гидролизе. При этом протопектин переходит в растворимый пектин-продукт. Этот процесс проводится при повышенной температуре. Затем пектиновый экстракт отделяется от твердой фазы и очищается. Это дает возможность получить из него готовый к употреблению жидкий пектиновый концентрат или в результате соответствующей обработки — порошкообразный пектин.
Интересные технологии, обеспечивающие новый подход к производству пектинов, сегодня разработаны отдельными научными учреждениями. Так, Корпорацией высоких импульсных технологий, лабораторией экологических ресурсов ИМПБ РАН, НПФ «Биорис» разработан метод переработки выжимок в пектиносодержащий порошок. Он позволяет перейти к рентабельному производству пектиновых веществ из любого пектиносодержащего сырья при наличии в нем пектина не менее 2% по сухой массе и при малотоннажном производстве, начиная с 1 т производства пектина в год.
ГНУ «ВНИИКОП», Институтом биохимии и физиологии микроорганизмов РАН, НПП «Биокон», НПП «Тандем СМ» разработана технология получения пектина из растительного сырья, которая основана на гидролизе растительных отходов штаммами мицеальных грибов. Выход пектина на 10-20% выше, чем при традиционной технологии. Концентрирование гидролизатов пектинового раствора проводится на ультрафиолетовой установке.
Исследованиями института биохимии им. А. Н. Баха РАН и ЗАО НПО «Европа-Биофарм» обоснована возможность создания функциональных продуктов с антиоксидантными свойствами на основе пектина.
В Ташкентском химико-технологическом институте разработана технология ферментативного получения высококачественного пектина из корзинок подсолнечника, который может быть использован для производства пищевых продуктов.
Инженером-технологом Н. М. Агаевым предложена технология бескислотного и безотходного производства пектиносодержащих продуктов, пектина, сухих быстрорастворимых пектиносодержащих порошков. Отличительными особенностями технологии являются: возможность переработки любого вида с.-х. сырья без переналадки оборудования; практически полное экстрагирование пектиновых веществ и протопектина из-за протекания технологических процессов при температурных режимах, не превышающих 78°С; отсутствие необходимости в строительстве технологических и внеплощадных очистных сооружений.
В нашей стране пектина выпускается недостаточно. Этим объясняется его высокая стоимость и недостаточное количество лечебно-профилактических и диетических продуктов с повышенным содержанием пектина.
В соответствии с основами рационального питания содержание пектиновых веществ в суточном рационе должно быть 5-6 г. При заболеваниях, протекающих с различной степенью выраженности патологических отклонений, требуется дополнительное введение в рацион специальных пектинов. Пектиновые вещества эффективно используются при расстройствах жирового и холестеринового обмена (общий атеросклероз, ожирение), снижении моторной функции желчевыводящих путей кишечника, интоксикации солями тяжелых металлов, нарушении обмена веществ (при неправильно организованном лечебном голодании, у работников тяжелого физического труда, спортсменов и др.). В ежедневный рацион питания и практически во все диетические рационы корригирующая доза пектина может быть введена в виде экстрактов или готовых продуктов лечебно-профилактического назначения.
Пектиновые вещества обладают способностью связывать и выводить из организма человека радионуклиды и тяжелые металлы, например, свинец, цезий, кобальт и др. Поэтому одно из важнейших биологически активных свойств пектиносодержащих продуктов (ПСП) — комплексообразующая способность (КОС), основанная на взаимодействии пектина с ионами тяжелых и радиоактивных металлов. Она является базой конструирования пищевых продуктов на основе пектиносодержащего сырья.
Установлено, что консервы фруктовой группы сохраняют высокую комплексообразующую способность пектина в отличие от овощных, в которых пектин теряет свою активность в отношении ионов свинца на 50-80%. Наилучшее физиологическое воздействие пектин проявляет в гидратированной форме, в которой он максимально сохраняет свое уникальное свойство. К таким продуктам относятся соки, джемы, конфитюры, напитки, мармелад.
Наиболее удобная и эффективная форма применения ПСП для профилактического питания — напитки, которые легко нормируются, имеют приятный вкус и могут вырабатываться для любых групп населения.
Современные достижения в области биохимии, технологии производства пектина и содержащих его продуктов позволяют создавать гамму продукции для профилактического, специализированного и лечебного питания путем формирования заданных органолептических, физикохимических, энергетических и лечебных свойств. Такие продукты отличаются по химическому составу, пищевой, энергетической и биологической ценности, физическим свойствам, сбалансированности пищевых композиций, содержанию определенных нутриентов.
Наряду с этим весьма актуальное современное направление — создание и комплексное изучение ПСП, обладающих различными свойствами: сорбционными, нутритивными, пробиотическими и др.
Московским государственным университетом пищевых производств (МГУПП) совместно с медицинским со исполнителем ФПДО МГМСУ разработаны и выработаны опытные партии ПСП, исследованы и внедрены в клиническую практику следующие пектиносодержащие препараты: порошковый пектиносодержащий продукт с сорбционными и нутритивными свойствами (ППСП); комбинированный порошковый продукт на основе пектиносодержащего сырья (КПС); комбинированный пектиносодержащий продукт для коррекции дефицита и недостатка массы тела (КПСП).
Здесь же из жома, сока и ботвы столовой свеклы получен порошковый сублимированный монопродукт, сбалансированный по белково-углеводному комплексу и содержанию пектиновых веществ (3-5%), с сохранением нативных свойств сырья.
Порошковые КПС в отличие от ППСП имеют улучшенные органолептические показатели, хорошую растворимость в водной среде, а благодаря наличию в своем составе полноценного белка творожной сыворотки представляют наиболее полно сбалансированную композицию. Высокая растворимость порошкового продукта обеспечивается технологией его получения из экстрактов.
Московским ГУПП также разработана технология производства комбинированных порошковых пектиносодержащих концентратов (КПСК) функционального назначения из жома столовой свеклы и яблочного жома (рис. 55), которые могут быть использованы как основа для производства функциональных пищевых продуктов и как дополнительный ингредиент для их обогащения.
Здесь же установлено, что одно из направлений повышения КОС — уменьшение степени разветвленности молекулы пектина. Это достигается различными приемами: постадий- ное выделение пектинов с включением этапа доведения КОС до требуемого значения, ферментативное расщепление, позволяющее отделить гликопротеины и другие компоненты клеточной стенки, и т. д.
Производство ПСП имеет свои особенности, связанные с содержанием определенного количества пектиновых веществ и комплексов биологически активных веществ, рекомендуемых для диетического и лечебно-профилактического
Рис. 55
Технологическая схема производства КПСК
питания. Последние являются балластными по отношению к пектинам и могут способствовать как повышению, так и снижению КОС.
При разных значениях концентрации пектиновых веществ в ППСП их комплексообразующие свойства различны, с ее увеличением для всех продуктов комплексообразующая способность возрастает прямо пропорционально.
Установлено оптимальное соотношение пектиновых веществ и полифенольных соединений, при котором продукт обладает наибольшей КОС. Концентрация пектиновых веществ в восстановленных продуктах составила соответственно 0,32; 0,4; 0,42%, полифенолов — 0,7; 0,4 и 0,2%.
Установлено также, что полифенолы участвуют в ком- плексообразовании КПС до определенной концентрации (0,4%) при концентрации ПВ 0,4%. При дальнейшем увеличении содержания полифенольных соединений в продукте и уменьшении массовой доли ПВ наблюдается значительное снижение КОС всего продукта.
Многие ученые и специалисты считают, что одной из приоритетных задач пищевой промышленности является обеспечение населения продуктами питания, обладающими функциональными свойствами и способствующими профилактике социально значимых заболеваний. К их числу относятся сердечно-сосудистые заболевания, ожирение и диабет II типа, объединяемые в кластер метаболического синдрома. Важную роль в развитии данных заболеваний играют процессы свободнорадикального окисления. Именно поэтому создание функциональных пищевых продуктов и ингредиентов, обладающих антиоксидантными свойствами, в настоящее время приобретает особое значение. В этом особая роль принадлежит пектину — активному антиоксиданту.
Исследованиями, выполненными в Институте биохимии им. А. Н. Баха РАН, установлено, что пектины из различных растительных источников содержат 56-81% поли- галактуроновой кислоты в пересчете на сухую обеззоленную навеску (табл. 57).
Виноградные выжимки являются промышленно значимым пектиносодержащим сырьем, из которого путем комплексной переработки получают пектиновый экстракт.
В настоящее время разработана принципиальная технологическая схема комплексной переработки виноградных выжимок с получением винной кислоты и пектинового экстракта (рис. 56).
Физико-химические свойства пектинов из различных растительных источников
Таблица 57
Параметр | Тыквенный пектин | Яблочный пектин ЛРЛ 103 | Яблочный пектин ЛРЛ 104 | Цитрусовый пектин ЛРЛ 105LV |
Массовая доля влаги, % | 7,3 | 8,6 | 7,8 | 8,1 |
Массовая доля пектиновых веществ*, % | 80,8±0,4 | 59,1±0,5 | 49,5±0,1 | 49,4±0,3 |
Массовая доля полигалакту- роновой кислоты*, % | 80,65 | 72,92 | 59,38 | 55,48 |
Массовая доля фенольных веществ, мг ЭГК/г | 1,04±0,05 | 2,41±0,01 | 1,48±0,01 | 0,014±0,02 |
Степень этерификации, % | 72,3±0,6 | 70,6±0,3 | 64,0±0,5 | 58,9±0,4 |
Динамическая вязкость 1%- ного раствора при 23°С, сП | 37,9 | 18,1 | 12 | 7,04 |
Примечание.* В расчете на фактическую массу.
Гидролиз-экстрагирование пектиновых веществ из виноградных выжимок осуществляется 0,37% -ным водным раствором соляной кислоты при pH среды 1,1; гидромодуле 1:5, температуре 70 °С в течение 4 ч. Виноградный пектин
Рис. 56
Технологическая схема получения пектинового экстракта и концентрата из виноградных выжимок
выделяется из экстракта осаждением этилового спирта с последующей спиртовой очисткой. Выход пектина в зависимости от условий выделения колеблется от 4,15 до 7%. Существенное влияние на физико-химические свойства виноградного пектина оказывают особенности сорта винограда, почвенно-климатические условия и зона возделывания.
При гидролизе-экстрагировании пектина 0,5% -ной щавелевой кислотой выход его увеличивается на 0,9-1,1 пункта.
Сравнительная характеристика пектина из различных видов растений показала, что студнеобразующая способность хлопкового и виноградного пектинов выше, чем яблочного и мандаринового (табл. 58).
Таблица 58
Сравнительная характеристика разных видов пектина
Вид пектина | Полигалак- туроновая кислота, % | Зольность, % | Степень этерификации, % | Прочность 1%-ного стандартного студня, кПа |
Виноградный | 80,2 | 1,4 | 65,8 | 82,8 |
Хлопковый | 80 | 1,3 | 38,5 | 91,5 |
Яблочный | 56,2 | 0,8 | 51 | 18,2 |
Мандариновый | 45,7 | 0,9 | 55 | 20,2 |
Для экстрагирования пектина щавелевой кислотой выжимки очищают от ненужных веществ. После отделения семян из отжатой выжимки оставшаяся масса содержит 30-35% растворимых сухих веществ, в том числе сахаров, органических кислот, солей, крахмала и других, которые являются балластом в процессе извлечения пектиновых веществ. Эти вещества должны быть удалены, чтобы получить пектиновый экстракт высокого качества. Для этого выжимки промывают водой при температуре смеси 25-30 °С, перемешивают 15 мин и отделяют промывную воду.
В зависимости от количества балластных веществ и с учетом разнородности выжимок проводятся одна-три промывки.
После промывки выжимки поступают в гидролиза- тор для проведения процесса гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ, от рационального проведения которого в значительной мере зависят не только качество и выход продукции, но и рентабельность производства в целом.
Процесс ведется 0,2% -ным раствором кислоты при температуре 70°С и гидромодуле смеси 1:3 в течение 3-4 ч.
По истечении времени гидролиза-экстрагирования масса выгружается на стекатели для разделения твердой и жидкой фаз. Обеспектиненные выжимки направляются на прессование для полного отделения экстракта.
Кроме описанного способа получения виноградного экстракта разработан способ получения пектинового виноградного экстракта без добавления кислот. Гидролиз- экстрагирование проводится чистой водой, используя выжимки, титруемая кислотность которых составляет на сырую массу не менее 1,2-3%. В этом случае количество кислот, содержащихся в выжимках, является достаточным для проведения гидролиза-экстрагирования протопектина, входящего в состав выжимок.
Пектиновый экстракт, полученный предлагаемым способом, можно без дополнительной доработки использовать в качестве лечебно-профилактического напитка, который
Рис. 57
Технологическая схема производства пектиносодержащих напитков:
1 —мерник-сборник; 2—центробежный насос; 3—фильтрпресс; 4 — вакуум-аппарат; 5 — охладитель; 6 — сатуратор; 7 — автомат-наполнитель; 8 — полуавтоматическая закаточная машина; 9 — бракеражная машина; 10 — распылительная сушилка; 11 — автомат для фасования сыпучих продуктов.
рекомендуется при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, а также для выведения шлаков после усиленного приема синтетических лекарственных средств, удаления тяжелых металлов, радионуклидов и других токсичных соединений.
Для получения лечебно-профилактических напитков на основе пектинового экстракта из виноградных выжимок разработана технологическая схема производства негазированных, газированных и сухих виноградных напитков, обогащенных пектином (рис. 57).
Физико-химические и вкусоароматические показатели лечебно-профилактических напитков на основе пектинового экстракта виноградных выжимок представлены в таблице 59.
Таблица 59
Физико-химические и вкусоароматические показатели пектииосодержащих виноградных напитков
Показатели | Характеристика напитков | ||
негазированные | газированные | сухие негазированные | |
Массовая доля сухих веществ, % | 12 | 12 | 97,5 |
Титруемая кислотность, % | 0,6 | 1,25 | 2 |
pH | 3,7 | 3,7 | – |
Содержание пектиновых веществ, % | 0,7 | 0,7 | 5,7 |
Содержание диоксида углерода,% | – | 0,4 | – |
Вкус и аромат | Приятный, свойственный винограду | Кисло-сладкий, свежий, ярко выраженный виноградный аромат и вкус | Освежающий, приятный, с легким виноградным ароматом |
Напитки обладают высокой пищевой ценностью. Виноградный пектиносодержащий напиток богат органическими кислотами: винной, содержание которой в напитке составляет 2,28 г/дм3; лимонной — 0,85 г/дм3; яблочной — 2,31 г/ дм3 и др. Достаточно высоко содержание минеральных веществ, среди которых преобладают калий — 1284 г/дм 3 и кальций — 157,5 г/дм3. Напитки характеризуются привлекательным внешним видом, цветом от светло-оливкового до лилового или от светло-зеленого до сиреневого в зависимости от используемого сырья и приятным кисло-сладким ярко выраженным виноградным ароматом и вкусом.
Источник