the research of the carbohydrates composition of

НАУЧНИ ТРУДОВЕ
ТОМ LX
“ХРАНИТЕЛНА НАУКА, ТЕХНИКА И
ТЕХНОЛОГИИ – 2013“
18-19 октомври 2013, Пловдив
SCIENTIFIC WORKS
VOLUME LX
„FOOD SCIENCE, ENGINEERING AND
TECHNOLOGIES – 2013“
18-19 October 2013, Plovdiv
ИССЛЕДОВАНИЕ УГЛЕВОДНОГО СОСТАВА НЕТРАДИЦИОННОГО
РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
З.В. Василенко, В.В. Редько-Бодмер
Могилёвский государственный университет продовольствия
THE RESEARCH OF THE CARBOHYDRATES COMPOSITION OF
NONCONVENTIONAL PLANT RAW MATERIAL
Z.V. Vasilenko, V. V. Redko-Bodmer
Mogilev state university of food technologies
Abstract
Authors have researched the carbohydrates composition, quality indicators of pectin of baskets (flowers) of
sunflower, leaves and columns with corn stigmas. The received results testify to opportunity and expediency of
consideration of the above-named objects of research when developing compounding and technologies of
foodstuff. Further researches have to be directed on studying of functional properties and technological
properties for the purpose of expansion of scope of application as a part of daily food diet.
Keywords: carbohydrates, food fibers, cellulose, hemicellulose, starch, pectin, esterification degree, molecular
weight, ability to form jelly.
Введение
Углеводы наряду с белками и жирами
принадлежат к числу основных нутриентов
пищевых рационов детей и взрослых.
В
соответствии
с
современными
представлениями,
углеводы
выполняют
важную пластическую функцию, участвуя в
построении
различных
классов
гликопротеидов (структурных компонентов
клеточных рецепторов, участвующих в
реализации
физиологических
и
фармакологических эффектов гормонов,
биологически активных соединений и
лекарств).
Другие важные физиологические функции
углеводов связаны с их участием в процессах
обмена веществ.
Углеводы
пищи
являются
предшественниками
гликогена,
триглицеридов,
служат
источником
углеродного
скелета
заменимых
аминокислот. Они являются также одним из
основных антикетогенных факторов.
В связи с этим основное внимание в
современных
рекомендациях
по
оптимальному
питанию
уделяется
сохранению квоты углеводов в рационе, и,
тем самым, предотвращению увеличения
квоты пищевых жиров, что типично для
экономически развитых стран Европы и,
особенно, США.
Большое значение при этом придаётся
увеличению
потребления
продуктов,
содержащих
достаточное
количество
пищевых волокон, включая различные
крупяные блюда, хлеб и хлебобулочные
изделия, макароны, овощи и фрукты.
Считают, что использование таких
рационов наряду со снижением их
энергетической плотности способствует
улучшению
обеспеченности
организма
комплексом
эссенциальных
микронутриентов, включая биофлавоноиды,
улучшению
состояния
здоровья
и
профилактике ожирения, сахарного диабета
и болезней сердечно-сосудистой системы.
Пищевые волокна, такие как целлюлоза
(клетчатка), гемицеллюлоза, пектиновые
вещества, практически не перевариваются в
желудочно-кишечном тракте, но играют при
этом одну из важнейших функций в процессе
580
НАУЧНИ ТРУДОВЕ
ТОМ LX
“ХРАНИТЕЛНА НАУКА, ТЕХНИКА И
ТЕХНОЛОГИИ – 2013“
18-19 октомври 2013, Пловдив
пищеварения. Они поддерживают рост
бифидо- и лактобактерий, выступая в
качестве субстратов для ферментов этих
микроорганизмов. Частичное расщепление
полисахаридов пищевых волокон ведёт к
образованию короткоцепочечных жирных
кислот и снижению рН в толстой кишке.
Короткоцепочечные жирные кислоты, в свою
очередь, играют важную роль в процессах
метаболизма
и
контроле
клеточной
дифференцировки в колоноцитах. По
мнению некоторых авторов, эти эффекты
короткоцепочечных
жирных
кислот
способны определить значение пищевых
волокон в снижении риска злокачественных
опухолей толстого кишечника. Кроме того,
значительное содержание пищевых волокон
в
пищевом
рационе
существенно
ограничивает доступность крахмала и других
углеводов для расщепляющих их ферментов,
закономерно
снижает
интенсивность
всасывания глюкозы в кишечнике и её
поступление в кровь.
Общеизвестно, что источниками ценных
углеводов
служит
не
только
само
растительное сырьё, но и пищевые отходы,
образующиеся
в
результате
его
промышленной переработки (производство
соков, вин, растительных масел и т.п.).
Объектами исследований в настоящей
работе служили корзинки подсолнечника
(замороженные), листья кукурузы (сушёные),
столбики с рыльцами кукурузы (сушёные).
SCIENTIFIC WORKS
VOLUME LX
„FOOD SCIENCE, ENGINEERING AND
TECHNOLOGIES – 2013“
18-19 October 2013, Plovdiv
Результаты и обсуждение
эксперимента
были
Перед
началом
определены следующие характеристики объектов
исследования: массовая доля влаги, золы,
титруемая кислотность.
Кроме того,
в работе были исследован
углеводный
состав
(содержание
сахаров,
крахмала,
гемицеллюлоз,
целлюлозы,
пектиновых веществ), а также влажность,
зольность, содержание балластных веществ,
степень этерификации, молекулярная масса
пектиновых веществ, выделенных из объектов
исследования 4, 5.
Завершающим этапом явилось исследование
способности пектиновых веществ, выделенных
из корзинок подсолнечника, листьев кукурузы и
столбиков
с
рыльцами
кукурузы
к
студнеобразованию.
Углеводный состав корзинок подсолнечника
замороженных представлен в таблице 1.
Таблица 1 – Углеводный состав корзинок
подсолнечника замороженных
Содержание вещества
в пересчёте, %
Наименование
Вещества
Единицы
измерения
Вода
Сухие вещества
Сахара
в т.ч. редуцирующие
Сахароза
Крахмал
Гемицеллюлоза
Целлюлоза
Пектиновые вещества
Зола
Витамин С
%
%
%
%
%
%
%
%
мг/100 г
на
сырую
массу
67,40
32,60
12,59
4,82
7,38
0,06
0,18
0,53
2,28
0,97
1,45
на
сухие
ещества
–
100,00
38,62
14,79
22,64
0,18
0,55
1,63
6,99
2,98
–
Материалы и методы
Углеводный состав объектов исследования
изучали общепринятыми методами [1, 3 – 8]
Спиртоосаждаемые
пектиновые
вещества
извлекали из состава корзинок подсолнечника,
листьев и столбиков с рыльцами кукурузы
согласно
методике,
предложенной
[6].
Молекулярную массу определяли при помощи
вискозиметра Уббелоде [3].
Корзинки подсолнечника предварительно
гомогенизировали до состояния однородной
массы, листья кукурузы и столбики с рыльцами
кукурузы измельчали до порошкообразного
состояния.
Как видно из представленных в таблице 1
данных в составе корзинок подсолнечника
замороженных присутствуют редуцирующие
сахара, сахароза, гемицеллюлозы, целлюлоза и
пектиновые вещества. Содержание пектиновых
веществ составляет 6,99 % (в пересчёте на сухие
вещества).
Большая
часть
углеводов
представлена сахарами, из которых на долю
сахарозы приходится более 58 %.
Углеводный
состав
листьев
кукурузы
сушёных представлен в таблице 2. Как видно из
представленных в таблице 2 данных содержание
сахаров, гемицеллюлоз и целлюлозы в листьях
кукурузы сушёных значительно выше, чем в
корзинках подсолнечника. Вместе с тем
содержание пектиновых веществ в несколько раз
ниже.
581
НАУЧНИ ТРУДОВЕ
ТОМ LX
“ХРАНИТЕЛНА НАУКА, ТЕХНИКА И
ТЕХНОЛОГИИ – 2013“
18-19 октомври 2013, Пловдив
SCIENTIFIC WORKS
VOLUME LX
„FOOD SCIENCE, ENGINEERING AND
TECHNOLOGIES – 2013“
18-19 October 2013, Plovdiv
Углеводный состав столбиков с рыльцами
кукурузы представлен в таблице 3.
Таблица 3 – Углеводный состав столбиков с
рыльцами кукурузы
Наименование
вещества
Вода
Сухие вещества
Сахара
в т.ч. редуцирующие
Сахароза
Крахмал
Гемицеллюлоза
Целлюлоза
Пектиновые вещества
Зола
Витамин С
Единицы
измерения
%
%
%
%
%
%
%
%
мг/100 г
Содержание вещества в
пересчёте, %
на
сырую
массу
13,75
86,25
6,31
0,87
5,17
1,92
6,36
0,58
2,24
5,10
6,30
на
сухие
вещества
–
100
7,32
1,01
5,99
2,23
7,37
0,67
2,60
5,91
–
Как видно из представленных в таблице 3
данных столбики с рыльцами кукурузы
отличаются самым невысоким содержанием
сахаров. Среди трёх представленных в работе
объектов исследований столбики с рыльцами
кукурузы имеют самое высокое содержание
гемицеллюлоз и витамина С.
Результаты исследований вязкости растворов
пектиновых веществ, выделенных из состава
корзинок подсолнечника, листьев кукурузы и
столбиков с рыльцами кукурузы, представлены в
таблице 4.
Как видно из представленных в таблице 4
данных,
растворы
пектиновых
веществ,
выделенных из состава корзинок подсолнечника,
характеризуются самой высокой кинематической
вязкостью.
Таблица 4 – Исследование вязкости растворов
пектиновых веществ
Характеристики раствора пектиновых веществ
вязкость
кинематическая,
мм2/с
%
%
%
%
%
мг/100 г
на
сухие
вещества
–
100,00
44,55
14,25
28,79
0,52
6,53
2,06
1,45
1,81
–
приведенная
%
на
сырую
массу
7,40
92,70
41,30
13,21
26,69
0,48
6,05
1,91
1,34
1,68
3,65
удельная
%
%
Содержание вещества
в пересчёте, %
относительная
Вода
Сухие вещества
Сахара
в т.ч. редуцирующие
Сахароза
Крахмал
Гемицеллюлоза
Целлюлоза
Пектиновые вещества
Зола
Витамин С
Единицы
измерения
среднее время
истечения, с
Наименование
вещества
Одноименный показатель для образцов
пектиновых веществ, выделенных из состава
листьев кукурузы и столбиков с рыльцами
кукурузы, примерно в 3 раза ниже.
масса пектиновых
веществ 100 см3 , г
Таблица 2 – Углеводный состав листьев
кукурузы сушёных
Объект исследования: корзинки подсолнечника
0,000
0,035
0,043
0,050
0,058
0,067
0,094
0,144
0,193
0,256
0,384
1,84
1,00
0,00
–
1,98
1,08
0,08
2,188
2,03
1,10
0,10
2,429
2,09
1,14
0,14
2,705
2,15
1,17
0,17
2,907
2,21
1,20
0,20
3,002
2,41
1,31
0,31
3,295
2,77
1,51
0,51
3,504
3,12
1,70
0,70
3,601
3,57
1,94
0,94
3,668
4,49
2,44
1,44
3,752
Объект исследования: листья кукурузы
1,887
2,030
2,081
2,143
2,204
2,266
2,471
2,840
3,199
3,660
4,604
0,000
0,034
0,042
0,051
0,068
0,084
0,126
0,283
0,295
30,26
1,00
0,00
–
0,931
30,62
1,01
0,01
0,346
0,942
30,70
1,01
0,01
0,346
0,945
30,79
1,02
0,02
0,346
0,948
30,97
1,02
0,02
0,347
0,953
31,15
1,03
0,03
0,347
0,959
31,59
1,04
0,04
0,347
0,972
33,24
1,10
0,10
0,347
1,023
33,36
1,10
0,10
0,347
1,027
Объект исследования: столбики с рыльцами кукурузы
0,000
31,07
1,00
0,00
–
0,956
0,022
31,36
1,01
0,01
0,421
0,965
0,028
31,43
1,01
0,01
0,421
0,967
0,033
31,50
1,01
0,01
0,421
0,970
0,044
31,64
1,02
0,02
0,418
0,974
0,055
31,78
1,02
0,02
0,418
0,978
0,082
32,14
1,03
0,03
0,421
0,989
0,183
33,47
1,08
0,08
0,421
1,030
0,191
33,57
1,08
0,08
0,421
1,033
Фракция пектиновых веществ, выделенная
при помощи соляной кислоты из состава
растительной ткани всех трёх объектов
исследований
имеет
высокую
степень
этерификации (от 72 до 90 %). Молекулярная
масса пектиновых веществ не превышает
20000 Да. Самая высокая молекулярная масса
отмечается у пектиновых веществ, выделенных
из состава корзинок подсолнечника. Образцы
полученных пектиновых веществ отличаются
друг от друга по содержанию балластных
582
НАУЧНИ ТРУДОВЕ
ТОМ LX
“ХРАНИТЕЛНА НАУКА, ТЕХНИКА И
ТЕХНОЛОГИИ – 2013“
18-19 октомври 2013, Пловдив
и
способности
к
веществ,
золы
студнеобразованию. Самое высокое содержание
балластных веществ (17,34 %) отмечается в
препарате пектиновых веществ, выделенных из
столбиков с рыльцами кукурузы. Одноименный
показатель для пектиновых веществ, выделенных
из листьев кукурузы сушёных составляет
10,78 %, пектиновых веществ, выделенных из
корзинок подсолнечника – 1,70 %. Содержание
золы в препаратах пектиновых веществ
колеблется в пределах от 0,5 до 5 %. Самое
высокое содержание золы обнаруживается в
препарате пектиновых веществ, полученном из
листьев кукурузы.
Пектиновые вещества, выделенные из состава
корзинок подсолнечника, образуют студень
прочностью 275 градусов Тарр-Бейкера при
концентрации пектиновых веществ в составе
студня 0,72 %, концентрации винной кислоты –
0,048 %, концентрации сахара – 65 %.
Заключение
Результаты исследований свидетельствуют о
возможности и целесообразности применения
корзинок подсолнечника, листьев и столбиков с
рыльцами кукурузы
в качестве источников
пищевых волокон, в том числе корзинок
подсолнечника
как источника пектиновых
веществ, при производстве продуктов питания, в
том числе продуктов питания функционального
назначения.
SCIENTIFIC WORKS
VOLUME LX
„FOOD SCIENCE, ENGINEERING AND
TECHNOLOGIES – 2013“
18-19 October 2013, Plovdiv
Литература
[1] Методы исследования углеводов: Методические
указания для аспирантов спец. 05.18.16./ Демченко
Е.И., Лось Т.И., Василенко З.В., Баранов В.С. – М.:
РИО МИНХ им. Г.В. Плеханова, 1981. – 24 с.
[2] Методика выполнения измерений. Определение
студнеобразующей способности пектина с
помощью прибора для определения прочности
пектиновых студней. МВИ. МГ – 094 – 2006.
Составители: Василенко З.В., Седакова В. А.,
Могилёв, 2005. – 8 с
[3] Арасимович В.В., Балтага С.В., Пономарёва Н.П.
Методы
анализа
пектиновых
веществ,
гемицеллюлоз и пектолитических ферментов в
плодах. – Кишинёв: РИО АН МССР, 1970. – 84 с.
[4] ГОСТ 29059-91 Продукты переработки плодов и
овощей. Титриметрический метод определения
пектиновых веществ (Взамен ГОСТ 8756.11-70 в
части раздела 3). – Введён 01.07.1992. – М.:
Издательство стандартов, 1992. – 8 с.
[5] ГОСТ 29186-91 Пектин. Технические условия:
Введен. 01.01.93. – М.: Госстандарт СССР:
Издательство стандартов, 1992. – 21 с.
[6] Донченко, Л.В., Фирсов Г.Г. Пектин: основные
свойства, производство и применение. – М.:
ДеЛипринт, 2007. – 276 с. (с. 142)
[7] Донченко, Л.В. Пектин: производство и
применение / Л.В. Донченко, Н.С. Карпович,
В. И. Нелина. – К.: Урожай, 1989, – 88 с.
[8] Карпович Н.С., Донченко Л.В., Нелина В.В. и др.
Пектин. Производство и применение / Под ред.
Карповича Н.С. – К.: Урожай, 1989. – 88 с.
583