ПРОИЗВОДСТВО ТРАВЯНОГО ЧАЯ НА ОСНОВЕ ФЕРМЕНТИРОВАННОГО ЛИСТА ОСИНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ (PОPULUS TRЕMULA L.)

PRODUCTION OF HERBAL TEA ON THE BASIS OF THE FERMENTED LEAF OF AN ASPEN ORDINARY (POPULUS TREMULA L.)

Aleksandra Nekhorosheva

Sergey Nekhoroshev

Alexey Drenin

Erkin Botirov

Nikolay Gornikov

Ivan Krasilnikov

Darya Nekhorosheva

АННОТАЦИЯ

Исследованы возможности использования ферментированного листа осины обыкновенной (Pоpulus trеmula L.) при производстве травяного чая. Получены первоначальные сведения по технологии ферментации дикорастущего осинового листа. Рассмотрено применение травяного чая на основе ферментированного дикорастущего сырья в качестве источника микроэлементов и биологически активных веществ, полезных для человеческого организма. Оценено влияние режимов ферментации листа осины обыкновенной на качественные показатели ферментированного листа осины. Определён оптимальный режим ферментации. Определены среднее содержание экстрактивных веществ в нативных образцах 27,9 %, содержание полисахаридов – 10,9 %. Качественный и количественный анализ биологически активных веществ методом высокоэффективной жидкостной хроматографии позволил установить, что доминирующими компонентами в образцах растений являются салицин 510 мг%, гиперозид 170 мг%, рутин 210 мг%, что наибольший выход данных фенольных соединений наблюдается при воздействии на растительное сырье при ферментации измельчением. Оптимальные пределы процесса ферментации составляют 24 часа. В результате проведенных опытов установлено, что при переработке осинового листа с применение измельчающих машин достигается получения чая с наилучшими органолептическими характеристиками и высокой степенью насыщенности экстрактивным комплексом.

ABSTRACT

Possibilities of use of the fermented leaf of an aspen ordinary are investigated (Populus tremula L.) by production of herbal tea. Initial data on technology of fermentation of a wild-growing aspen leaf are received. Application of herbal tea on the basis of the fermented wild-growing raw materials as a source of the minerals and biologically active agents useful to a human body is considered. Influence of the modes of fermentation of a leaf of an aspen ordinary on quality indicators of the fermented leaf of an aspen is estimated. The optimum mode of fermentation is defined. Are determined the average content of extractive substances in native samples of 27,9 %, the content of polysaccharides – 10,9 %. The qualitative and quantitative analysis of biologically active agents has allowed to establish by method of a highly effective liquid chromatography that the dominating components in samples of plants are салицин 510 mg of %, гиперозид 170 mg of %, routines of 210 mg of % that the greatest exit of these phenolic connections is observed at impact on vegetable raw materials at fermentation by crushing. Optimum limits of process of fermentation make 24 hours. As a result of the made experiments it is established what when processing an aspen leaf about use of the crushing cars is reached receiving tea with the best organoleptic characteristics and high degree of saturation an extractive complex.

Ключевые слова: дикорастущее растительное сырье, функционально-пищевые ингредиенты, биологически активные вещества, ферментация, фенольные соединения.

Keywords: wild-growing vegetable raw materials, functional and food ingredients, biologically active agents, fermentation, phenolic connections.

Основные адаптационные возможности человека и поддержание высоких функциональных резервов организма являются следствием постоянства содержания и поступления витаминов и химических эле­ментов в организм [1‑2]. Нарушение адаптационно-приспособительных механизмов в системе адаптации ведёт к возникновению предболез­ненных процессов и болезни. Производство продуктов с добавленной полезностью, являясь одним из наиболее актуальных направлений науки о здоровом функциональном питании. В концепции создания функциональных продуктов питания безалкогольный напиток определен как оптимальная форма пищевого продукта, используемого для обогащения организма человека биологически активными веществами, применяемыми для любого контингента потребителей. В настоящее время в России формируется активный спрос на функциональные напитки на основе натуральных растительных экстрактов предназначен­ных для всех категорий населения. Однако в тоже время российский рынок данных продуктов находится на стадии своего развития.

В связи с этим особую актуальность приобретают вопросы разработки научно обоснованного и рационального использования доступного и широко распространенного отечественного растительного сырья как важного источника физиологически функциональных ингредиентов, создание на его основе продуктов здорового питания, специализированных продуктов детского, диетического (лечебного и профилактического) питания, функционального назначения, биологи­чески активные добавки к пище, чайные напитки и т.д. [3-7]. Согласно международным маркетинговым исследованиям в ближайшие 5-10 лет рост сектора функциональных напитков и продуктов вырастет более чем на 40 %, достигнув 15-20 млрд. долларов США. Напитки приготовленные на основе экстрактов и отваров культурного и дикорастущего сырья служат источником витаминов, микроэлементов, аминокислот, пищевых волокон, пектина и других веществ, полезных для человеческого организма. Использование того или иного экстракта позволяет создать функциональный напиток целевого назначения — тонизирующий, профилактический, спецназначения и т. д.

Фенольные соединения являются главными компонентами глубина и разнообразие превращение которых составляют основу технологи­ческого процесса производства чаев и напитков на основе культурного и дикорастущего сырья. Все органолептические характеристики – вкус, аромат, настой, цвет – во многом зависят от количественного и качественного состава фенольных соединений в исходном сырье и глу­бины их изменения в процессах ферментации [8 – 10, 14]. Литературных данных о производства чайного напитка из ферментированных листьев осины обыкновенной и качественном составе готового продукта нет. Изучение этих вопросов определило цель нашего исследования.

Исследуемые образцы растительного сырья были собраны в двух километрах в северо-западном направлении от г. Ханты-Мансийска в первой декаде июня 2018 г., последней декаде августа 2018 г., второй и третьей декаде сентября 2018 г. Сбор листьев осины осуществлялся с веток средней части кроны деревьев.

В качестве экстрагента использовали дистиллированную воду при соотношении сырье-экстрагент 1:10 методом бисмацерации. Рассчи­танное количество экстрагента делили на две равные порции. Измельченное растительное сырье заливали первой порцией экстрагента и оставляли для настаивания на трое суток. Извлечение сливали, сырье отжимали и заливали второй порцией экстрагента и настаивали в течение 24 часов. Обе вытяжки объединяли. Извлечения очищали от балластных веществ отстаиванием при температуре 8°С в течение трех суток с последующим фильтрованием через бумажные фильтры для отделения хлорофилла и смолистых веществ. Далее упаривали для получения продукта с влажностью не более 40 %.

Анализ неорганических макро и микроэлементов производился методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС) на базе ООО «Микронутриенты» г. Москва.

Навеску 1,5 г пробы помещали в тефлоновый контейнер и добав­ляли 1,5 мл концентрированной азотной кислоты. Разложение пробы проводилось в микроволновой печи Berghofspeedwavefour в течение 20 минут при температуре 170-180^oС. После разложения содержимое контейнера доводилось деионизованной водой чистотой 18 мОм до конечного объема 15 мл.

Анализ образца проводился методом масс-спектрального анализа на приборе NexION 300D, (Perkin Elmer Inc., Shelton, CT 06484, USA), оснащенном газонаполняемой ячейкой системы DRC для удаления интерференций и семипортовым дозирующим клапаном FAST, а также автодозатором ESISCDX4 (Elementa lScientificInc., Omaha, NE 68122, USA).

ИСП-МС система подготавливалась к работе согласно заводским спецификациям и калибровалась путем внешней калибровки по много­элементным стандартам. Стандарты, содержащие по 0,5, 5, 10 и 50 мкг/л полный спектр определяемых элементов готовились перед началом работы из набора опорных растворов Universal Data Acquisition Standards Kit (#N9306225, Perkin ElmerInc.) путем разбавления в дистиллированной деионизованной воде, подкисленной 1 % HNO3. Для учета неполного соответствия матриц образцов и калибровочных растворов по кислотности и вязкости, при анализе применялась внутренняя стандартизация online по изотопу иттрий-89. Внутренний стандарт, содержащий 10 мкг/лY готовился из опорного стандарта иттрия (#N9300167, Perkin ElmerInc.) на матрице, содержащей 8 % 1-Butanol ((#1.00988, MerckKGaA), 0,8 % TritonX-100 (Sigma #T9284 Sigma-Aldrich, Co.), 0,02 % TMAH (#20932, Alfa-Aesar, WardHill, MA 01835 USA) и 0,02 % EDTAcid (Sigma#431788 Sigma-Aldrich, Co).

Листья подвергались процессу ферментация при измельчении. Ферментация при измельчении – исследуемые образцы после момента сбора подвергались измельчению до размера 2-3 мм и оставлялись в выделившемся соке для ферментации на протяжении 24 часа. После этого ферментацию останавливали нагреванием до температуры 70-80⁰С.

В проведенной нами ранее работе определение физико-химических свойств растительного сырья, таких как, влажность, рН водного извлечения, содержание общей золы, золы, нерастворимой в хлористо­водородной кислоте, экстрактивных веществ, дубильных веществ полисахаридов в растительных образцах по известным фармакопейным методикам [11-13] в трех проворностях.

Эксперименты по переработке осинового листа проводились на модельных опытах. Для этого свежесобранные листья осины высушивали в естественных условиях до 64-68 % остаточной влажности, измельчали до размера 2-3 мм, ферментировали в различных режимах, различаю­щихся по продолжительности и температурному режиму и далее сушили в сушильной камере до остаточной влажности 7 – 10 %.

В ходе экспериментов определяли органолептические характе­ристики изготовленных полуфабрикатов, содержание экстрактивных веществ и их качественный состав (таб. 1).

Таблица 1.

Влияние режимов переработки листа осины обыкновенной на качественные показатели полуфабриката (среднее арифметическое значение результатов при n=3 ± границы относительной погрешности измерений)

На основании результатов, представленных в таблице, можно указать на положительный эффект воздействия ферментации измельче­нием на количество экстрактивных веществ, извлекаемых из биологи­ческого сырья и на органолептические характеристики полуфабрикатов. Сроки сбора на содержание экстрактивных веществ не влияют. Из резуль­татов определения качественных показателей полуфабриката определено, что среднее содержание экстрактивных веществ в нативных образцах составляет 36,5 %, содержание полисахаридов – 9,72 %. Качественный и количественный анализ биологически активных веществ методом высокоэффективной жидкостной хроматографии позволил установить, что доминирующими компонентами в образцах растений являются салицин 510 мг%, гиперозид 170 мг%, рутин 210 мг. Оптимальные пределы процесса ферментации составляют 24 часа.

В результате определения методом атомно-эмиссионной спектро­метрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС) неорганических макро и микроэлементов производился было определено содержание ряда химических элементов в экстрактах растительного сырья (листья осины обыкновенной) (таб. 2). По результатам троекратного определения для средних значений полученных величин рассчитывались довери­тельные интервалы (α=0,95).

Таблица 2.

Биологически активные химические элементы в продуктах водной экстракции листьев осины обыкновенной (среднее арифметическое значение результатов при n=3 ± границы относительной погрешности измерений)

* СПП – специализированные пищевые продукты.

** БАД – биологически активные добавки.

В результате проведенных опытов установлено, что водные экстракты ферментированного сырья для приготовления травяного чая содержат основные элементы в суммарной концентрации, коррелирую­щей с уровнем суточного потребления элементов для взрослого человека в составе специализированных пищевых продуктах и биологически активных добавках к пище. Определено что при переработке осинового листа с применение измельчающих машин достигается получения чая с наилучшими органолептическими характеристиками и высокой степенью насыщенности экстрактивным комплексом.

В результат исследования, обоснована целесообразность приме­нения листа осины в качестве сырья для производства травяных чаев. Получены первоначальные сведения по технологии ферментации дико­растущего осинового листа. Рассмотрено применение травяного чая на основе ферментированного дикорастущего сырья в качестве источника микроэлементов и биологически активных веществ, полезных для челове­ческого организма. Оценено влияние срока сбора и режима ферментации листа осины обыкновенной на качественные показатели полуфабриката. Выявлен положительный эффект воздействия ферментации измель­чением на количество идентифицированных биологически активных компонентов: салицин 510 мг%, гиперозид 170 мг%, рутин 210 мг%.

Список литературы:

1. Дайнеко И.П. Элементный и групповой химический состав коры и древесины осины. / И.П. Дайнеко, Н.М. Фаустова // Химия растительного сырья, 2015. – № 1. – С. 51‑62.
2. Корчина Т.Я., Корчин В.И., Лапенко И.В. Влияние алиментарного фактора на адаптационные возможности организма школьников-северян // Мат. XV Междунар. конгресса диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье», 13-15 декабря 2013 г. – Москва. – С. 53.
3. Сосюра Е.А., Гугучкина Т.И., Бурцев Б.В., Нуднова А.Ф. Экстракты из растительного сырья в технологии напитков функционального назначения // Вестник АПК Ставрополья. 2013. № 2, вып. 10. С. 41‑44.
4. Никберг И.И. Функциональные продукты в структуре современного питания // Международный эндокринологический журнал. 2011. № 6, вып. 38. С. 64‑69.
5. Темербаева М.В. Теоретические и практические аспекты создания комби­нированных пищевых продуктов специального назначения: монография. – Павлодар. 2017. 141 с.
6. Коденцова В.М. Пищевые продукты, обогащенные витаминами и минеральными веществами: их роль в обеспечении организма микронутриентами // Вопросы питания. 2008. № 4. С. 16-26.
7. Запромётов М.Н. О дубильных веществах чайного дерева // Успехи современной биологии. 1958. Т.XLV, вып. 2. С. 200-217.
8. Бокучава М.А. О ферментативном окислении отдельных фракций чайного танина. Биохимия. 1947. № 12, вып. 1.
9. Паресишвили З.И. Технология очистки – обогащения полуфабриката чая: дис. на соиск. учен. степ. канд. тех. наук. Сухуми, 1983. 171 с.
10. Мелкадзе Р.Г. Листья кавказкой ежевики (Rudus Caucasicus L.) – перспективное сырье для производства травяного чая // Химия растительного сырья 2015. № 1 С. 155‑166.
11. Государственная фармакопея. XI изд. – М.: Медицина, 1987. вып.1. 336 с. 4.
12. Государственная фармакопея. XI изд. М.: Медицина,1990. вып. 2. 400 с. 5.
13. Государственная фармакопея. Х изд. М.: Медицина, 1968. 1078 с.
14. Нехорошев С.В., Шевченко О.С., Дренин А.А. Влияние технологии переработки растительного сырья на физико-химические свойства листьев осины обыкновенной // Биотехнология: взгляд в будущее. Материалы IV международной научно-практической конференции. 2018. С. 151-156.