In the context of a shortage of essential nutrients in the diet of many Russians, the assessment of berry raw materials is considered in conjunction with the study of its nutritional value. The purpose of research is to study the nutritional value of dried cranberries, raspberries, strawberries of domestic production (IE Ankudinov, Krasnoyarsk, Lomonosova st., 24; IE Denisov, Vladimir Region, Vyaznikovsky District, Nikologory settlement, 66, 2nd Proletarskaya Street) to identify the best source of biologically active substances. In the work, a comparative assessment of the biochemical composition, vitamin and mineral value, and the content of individual polyphenolic compounds of the tested materials was carried out. It was established that the berry raw material had a rich chemical composition, according to the content of heavy metals (loids) it met the requirements of TR CU 021/2011. Strawberries had a competitive advantage in the content of organic acids (malic, citric), sugars (glucose, fructose), flavonoids, vitamin PP, vital (Ca, Fe, Mg, Mn, Na) and conditionally necessary for human life (Cr, Sr ) mineral elements. Raspberry berries had a higher content of insoluble dietary fiber, protein, mineral components: Ni, Si, Cu, Al, Zn, K, P, B. Cranberry berries were distinguished by the presence of succinic and tartaric acids, vitamin B1 and the trace element Se, as well as increased the content of the mineral component Te. The above dried berries are recommended for use as a source of functional food ingredients both for self-use and as part of complex food systems.
dried berries, cranberries, raspberries, strawberries, nutritional value, chemical composition
Введение. Свежесобранные зрелые ягоды могут попасть на стол потребителю в течение короткого (летне-осеннего) периода. На все оставшееся время года (более 200 дней) человеку приходится создавать их запасы, применяя различные методы консервирования [1]. При вялении ягоды не подвергаются высокому (свыше 90 °С) и длительному температурному воздействию, что позволяет сохранить ценные ароматические, вкусовые и питательные вещества [2]. В условиях дефицита эссенциальных нутриентов в рационе питания многих россиян оценка ягодного сырья с позиций потребительских качеств рассматривается в комплексе с вопросами изучения пищевой ценности [1].
Известно, что земляника (Fragaria × ananassa Duch.) – одна из самых популярных ягодных культур во всем мире [3]. Ее плоды богаты пищевыми волокнами (2 г/100 г), минералами (г/кг): K (1,55–2,53), Mg (0,11–0,23), Ca (0,16–0,29); каротином (0,3–0,5 мкг/100 г); витаминами (мг/100 г): В1 (0,03), В2 (0,1), В3 (1,0–1,4), В8 (60,0), Н (4,0 мкг/100 г), В5 (260 мкг/100 г). Кроветворное действие земляники связано с уровнем витаминов С, В9 и Fe [4]. Земляника входит в число 100 богатейших источников полифенолов. Сахара ягоды представлены (%): глюкозой (1,33–2,66), фруктозой (2,18–4,18), сахарозой (0,06–2,27) [1]. Среди кислот преобладает лимонная (55–80 %), присутствуют винная, щавелевая и фумаровая кислоты, а к концу плодоношения возрастает уровень яблочной и янтарной кислот [5].
Малина (Rúbus idaeus L.) – ценная и популярная в России, экономически эффективная садовая культура. Ее плоды содержат 7–11 % сахаров (фруктозы – 1,4–8,1; глюкозы – 2,8–4,3; сахарозы – 0,5–6,5); 0,6–0,9 % пектиновых веществ, 1,2– 2,3 % органических кислот (яблочную, салициловую, лимонную, винную и др.); 4,8–5,1 % клетчатки; до 50 мг/100 г витамина С; 100–250 мг антоцианов; Zn (2,4–3,7 мг/кг); Fe (3,9–6,6 мг/кг) [6]. В ягодах малины много тиамина (0,020± 0,03 мг/100 г), рибофлавина (0,034±0,03) мг/100 г [7]. Группа витамина Е представлена (мг/кг):
α-токоферолом – 4,3, γ-токоферолом – 5,1,
δ-токоферолом – 5,8. Каротиноиды плодов малины включают (мг/кг): лютеин – 2,8, β-каротин – менее 0,01, α-каротин – 0,44. Из фенольных соединений преобладают (мг/100 г): эллаготанины (1717) и антоцианы (230) [8].
В России также активно культивируют и перерабатывают клюкву. Биохимический состав клюквы (Vaccinium oxycoccus L.) включает органические кислоты (15,5−22,6 %), витамин С (365−540 мг/100 г), гидроксикоричные кислоты (489−757 мг/100 г), растворимые сахара (21,5−31,0 %), пектиновые вещества (5,5−7,3 %), биофлавоноиды (11737−17546 мг/100 г), а также витамины А, РР, группы B, минералы K, Ca, Fe, Mn, Mo, Cu, Na и др. [9]. В кожице ягод обнаружены тритерпеновые кислоты (урсоловая, олеаноловая), обладающие гиполипидемическим, противовоспалительным, ранозаживляющим, противораковым и противосклеротическим действиями [10]. По мере созревания в ягодах клюквы увеличивается содержание сахаров, кислот и витамина С [11].
Цель исследований – изучение пищевой ценности вяленых ягод клюквы, малины, земляники для выявления лучшего источника биологически активных веществ.
Задачи: изучить биохимический состав, витаминно-минеральную ценность, содержание отдельных полифенольных соединений испытуемых ягодных материалов.
Материал и методы. Материалом для изучения послужили пробы целых ягод, являющихся традиционными для российского рынка и занимающих по объемам производства лидирующие позиции [12]: клюква вяленая производства ИП Анкудинов (г. Красноярск, ул. Ломоносова, д. 24); малина и земляника вяленые производства ИП Денисов (Владимирская обл., Вязниковский р-н, п. Никологоры, ул. 2-я Пролетарская, д. 66).
Содержание белка и жира определяли по МУ 4237-86, влаги – по ГОСТ 33977-16, органических кислот – по М-04-47-12, сахаров – по М 04-69-11, пищевых волокон и витамина РР – по [13], флавоноидов – по Р 4.1.1672-03, ресвератрола – по [14], витаминов В1 и В2 – по М 04-56-09, витамина В6 – по ОФС 1.2.3.0017.15, минеральных веществ – по МУК 4.1.1482-03 и МУК 4.1.1483-03. Все исследования проводили в трехкратной повторности.
Результаты и их обсуждение. При производстве вяленых ягод влажность готового продукта, по мнению некоторых специалистов, должна находиться в пределах 13,5–16,0 %, что обусловлено как его микробиологической стабильностью, так и сохранением потребительских свойств, в частности приятной консистенции [2]. Однако регламентированные требования к качеству, в том числе влажности, вяленых ягод до настоящего времени не разработаны. В этой связи массовую долю влаги исследуемых ягод интерпретировали лишь в сравнительном аспекте между испытуемыми пробами. Так, вяленая земляника имела наибольшую влажность среди присутствующих конкурентов – на 9,2 % больше, чем в малине, и на 6,2 % выше, чем в клюкве (табл. 1). Из питательных компонентов малина отличалась повышенным (в 1,7–1,8 раза) уровнем белка. Липидов в данных видах вяленых ягод выявлено не было.
Ягоды земляники имели определенное превосходство в количественном содержании яблочной (в 5,8 раза больше, чем в клюкве, на 22,5 % выше, чем в малине) и лимонной (в 1,7 раза больше, чем в клюкве, на 21,3 % выше, чем в малине) кислот, ягоды клюквы – в численности их наименований (дополнительно содержали винную и янтарную кислоты). Известно, что органические кислоты положительно влияют на жировой обмен, стимулируют деятельность пищеварительной системы.
Соотношение моносахаридов в исследуемом сырье было практически одинаковым, за исключением их относительно больших уровней в землянике (глюкозы – на 26,6 и 20,2 %, фруктозы – на 19,9 и 9,5 % выше, чем в малине и клюкве соответственно). Если принять сладость сахарозы равной 100 %, то сладость глюкозы будет составлять 74 %, фруктозы – 173 %. Среди кислот в растительном сырье наибольшее влияние на формирование вкуса оказывают яблочная, винная и лимонная [15]. Таким образом, ягоды земляники имели более выраженные вкусовые характеристики.
Таблица 1
Биохимический состав ягод
|
Показатель |
Результаты испытаний |
||
|
клюквы |
малины |
земляники |
|
|
Массовая доля влаги, % |
22,3±0,7 |
19,3±0,5 |
28,5±0,6 |
|
Массовая доля жира (в пересчете на СВ), % |
Не обнаружено |
||
|
Массовая доля белка (в пересчете на СВ), % |
1,6±0,1 |
2,9±0,1 |
1,7±0,1 |
|
Содержание орг. кислот, мг/дм3: |
|
|
|
|
яблочная |
1689,0±52,1 |
8038,1±201,2 |
9844,0±230,3 |
|
янтарная |
361,6±10,8 |
Не обнаружено |
|
|
лимонная |
2631,0±84,7 |
3721,2±95,3 |
4514,3±102,6 |
|
винная |
528,4±12,3 |
Не обнаружено |
|
|
Содержание сахаров (в пересчете на СВ), %: |
|
||
|
глюкоза |
37,6±1,3 |
35,7±1,2 |
45,2±1,4 |
|
фруктоза |
34,7±1,2 |
31,7±1,1 |
38,0±1,1 |
|
Содержание нерастворимых пищевых волокон, г/100 г |
12,1±0,5 |
14,6±0,4 |
7,0±0,2 |
Из функциональных пищевых ингредиентов ягод немаловажное значение имеют пищевые волокна, которые улучшают состояние ЖКТ и способствуют ощущению сытости. Определено, что по количеству нерастворимых волокон лидером оказались ягоды малины (в 2,1 раза и на 20,7 % больше, чем в землянике и клюкве соответственно).
Большой интерес к ягодам обусловлен высоким содержанием в них витаминов. В этой связи был детально изучен состав этих биологически активных веществ (табл. 2). Установлено, что вяленая земляника имела повышенный уровень ниацина (на 39,6 и 9,5 % больше, чем в клюкве и малине), дополнительно к малине содержала больше рибофлавина (более чем в 3 раза на фоне клюквы). Кроме того, в ягодах клюквы был обнаружен тиамин, не найденный в другом испытуемом сырье.
Безопасность ягод зависит от содержания в них химических элементов, особенно выполняющих роль поллютантов, большинство из которых не регламентируется согласно современным нормативным документам. Поэтому биогеохимический подход, основанный на определении в составе растительной продукции значительного количества минеральных элементов, в том числе тяжелых металлов (лоидов), может дать объективные сведения о ее токсикологической безопасности для здоровья человека [16]. В исследуемом ягодном сырье определено присутствие 23 минералов (табл. 2). Выявлено, что ягоды земляники имели относительно высокие уровни большего числа жизненно необходимых минеральных компонентов. Так, они содержали в сравнении с клюквой и малиной больше Ca (в 13,7 и 1,9 раза соответственно), Fe (в 2,1 раза и 42,7 %), Mg (в 9,4 раза и 23,8 %), Mn (в 5,2 раза и 23,5 %), Na (в 2,3 раза и 23,8 %). Ягоды малины имели превосходство в сравнении с клюквой и малиной в уровнях Cu (в 3,9 раза и 27,3 % соответственно), К (в 1,9–2 раза), P (в 3,6 раза на фоне клюквы) и Zn (в 5 раз и 10,8 %). Клюква отличилась только наличием микроэлемента Se, который отсутствовал у образцов-конкурентов.
Таблица 2
Витаминно-минеральная ценность ягод
|
Микронутриенты |
Результаты испытаний |
||
|
клюквы |
малины |
земляники |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Витамины, мг/100 г |
|||
|
РР (ниацин) |
0,58±0,02 |
0,74±0,02 |
0,81±0,03 |
|
В1 (тиамин) |
0,022±0,001 |
Не обнаружено |
|
|
В2 (рибофлавин) |
0,021±0,001 |
0,070±0,002 |
0,069±0,002 |
|
В6 (пиридоксин) |
Не обнаружено |
||
|
Минеральные элементы, мг/кг |
|||
|
Эссенциальные: |
|
|
|
|
Ca |
92,0±3,3 |
652,0±13,4 |
1260,4±22,7 |
|
Cu |
0,47±0,02 |
1,82±0,04 |
1,43±0,03 |
|
Fe |
7,6±0,2 |
11,0±0,3 |
15,7±0,4 |
|
К |
430,0±7,1 |
830,2±12,4 |
413,1±9,2 |
|
Mg |
34,0±1,3 |
259,3±7,3 |
321,0±5,1 |
|
Mn |
2,4±0,1 |
10,2±0,3 |
12,6±0,3 |
|
Mo |
Не обнаружено |
0,13±0,02 |
0,13±0,01 |
|
Na |
13,7±0,3 |
26,0±0,9 |
32,2±0,7 |
|
P |
171,0±4,2 |
614,5±10,8 |
602,3±9,5 |
|
Se |
0,49±0,02 |
Не обнаружено |
|
|
Zn |
1,50±0,01 |
7,58±0,12 |
6,84±0,07 |
Окончание табл. 2
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Условно эссенциальные: |
|
|
|
|
Cd |
0,016±0,001 |
Не обнаружено |
|
|
Cr |
0,12±0,01 |
0,060±0,002 |
0,241±0,008 |
|
Ni |
Не обнаружено |
0,74±0,03 |
0,33±0,01 |
|
Si |
39,2±0,6 |
27,9±0,4 |
|
|
Sr |
0,30±0,02 |
1,41±0,07 |
3,54±0,06 |
|
Ti |
0,54±0,02 |
0,41±0,01 |
0,53±0,02 |
|
С малоизученной ролью: |
|
|
|
|
Al |
4,5±0,1 |
14,1±0,5 |
12,3±0,4 |
|
B |
Не обнаружено |
21,2±0,6 |
7,4±0,2 |
|
Ba |
0,56±0,01 |
1,05±0,04 |
7,85±0,08 |
|
Bе |
Не обнаружено |
0,101±0,005 |
0,095±0,004 |
|
Sn |
0,14±0,01 |
0,12±0,01 |
Не обнаружено |
|
Te |
1,10±0,03 |
0,72±0,02 |
|
Из шести вероятно необходимых для метаболизма человека элементов земляника выделялась повышенным по сравнению с образцами-конкурентами количеством Cr (в 3,4 и 4 раза) и Sr (в 11,8 и 2,5 раза), малина – уровнями Ni (в 2,2 раза) и Si (на 40,5 %). Согласно ТР ТС 021/2011, в пищевой продукции Cd наряду с As, Hg, Pb нормируется как токсичный элемент, и его содержание в ягодах не должно превышать 0,03 мг/кг, чему полностью соответствовало исследуемое сырье.
По элементам с малоизученной ролью ягоды земляники можно отметить за существенный уровень Ba (в 14 и 7,5 раза), малины – Al (в 3,1 раза и на 14,6 %) и B (в 2,9 раза), клюквы – Te (на 52,8 %).
Особый научный и практический интерес в данных исследованиях представляло изучение уровней отдельных полифенольных соединений ягод, обладающих иммуномодулирующим, антиоксидантным, кардио- и онкопротекторным, гипогликемическим, противовоспалительным и антибактериальным действием [17]. Установлено, что повышенным содержанием флавоноидов отличалась земляника – в 2,7 раза по отношению к ягодам клюквы, в 1,5 раза по отношению к малине (табл. 3).
Таблица 3
Содержание отдельных полифенолов в ягодах
|
Показатель |
Результаты испытаний |
||
|
клюквы |
малины |
земляники |
|
|
Содержание флавоноидов (в пересчете на рутин), % |
0,011±0,001 |
0,020±0,001 |
0,030±0,001 |
|
Содержание ресвератрола, мг/100 г |
Не обнаружено |
||
Наличие полифенола ресвератрола, свойственного для состава свежих ягод [1], во всех пробах сырья выявлено не было.
Заключение. По результатам проведенных испытаний количества тяжелых металлов(лоидов) пробы вяленых ягод были признаны соответствующими регламентированным требованиям ТР ТС 021/2011. Ягоды земляники отличались большим конкурентным преимуществом в содержании органических кислот (яблочной, лимонной), сахаров (глюкозы, фруктозы), флавоноидов, витамина РР, жизненно важных (Ca, Fe, Mg, Mn, Na) и условно необходимых для жизнедеятельности человека (Cr, Sr) минеральных элементов. Ягоды малины имели большее содержание нерастворимых пищевых волокон, белка, минеральных компонентов: Ni, Si, Cu, Al, Zn, K, P, B. Ягоды клюквы можно выделить за наличие в составе янтарной и винной кислот, витамина В1 и микроэлемента Se, а также повышенное содержание минерального компонента Te. Вышеперечисленные вяленые ягоды рекомендуются для использования в качестве источника функциональных пищевых ингредиентов как при самостоятельном употреблении, так и в составе рецептур сложных пищевых систем для повышения пищевой ценности последних.
1. Biologicheskaya cennost' plodov i yagod rossiyskogo proizvodstva / M.Yu. Akimov [i dr.] // Voprosy pitaniya. 2020. T. 89, № 4. S. 220–232. DOI:https://doi.org/10.24411/0042-8833-2020-10055.
2. Sobol' I.V., Rodionova L.Ya. Perspektivnye tehnologii pererabotki plodovo-yagodnogo syr'ya // Plodovodstvo i vinogradarstvo Yuga Rossii. 2020. № 62 (2). S. 140–148. DOI:https://doi.org/10.30679/2219-5335-2020-2-62-140-148.
3. Nutrienty svezhih yagod zemlyaniki i produktov ee pererabotki s uchetom sortovyh osobennostey / T.G. Prichko [i dr.] // Voprosy pitaniya. 2021. T. 90, № 2 (534). S. 117–127. DOI:https://doi.org/10.33029/0042-8833-2021-90-2-117-127.
4. Plody zemlyaniki sadovoy (Fragaria × ana-nassa Duch.) kak cennyy istochnik pischevyh i biologicheski aktivnyh veschestv (obzor) / M.Yu. Akimov [i dr.] // Himiya rastitel'nogo syr'ya. 2020. № 1. S. 5–18. DOI: 10.14258/ jcprm.2020015511.
5. Novik G.A., Krivorot A.M. Vyalenye yagody zemlyaniki sadovoy kak al'ternativa tradicionnym vidam pererabotki // Plodovodstvo: sb. nauch. tr. / Institut plodovodstva. Minsk, 2021. S. 185–190.
6. Zhbanova E.V. Plody maliny Rúbus idaeus L. kak istochnik funkcional'nyh ingredientov // Tehnika i tehnologiya pischevyh proizvodstv. 2018. T. 48, № 1. S. 5–14.
7. Ocenka sortov maliny po biohimicheskim pokazatelyam yagod v usloviyah Amurskoy oblasti / A.P. Pakusina [i dr.] // Dal'nevostochnyy agrarnyy vestnik. 2021. № 4 (60). S. 46–52. DOI:https://doi.org/10.24412/1999-6837-2021-4-46-52.
8. Sazonova I.D. Biohimicheskaya ocenka plodov maliny i smorodiny v usloviyah yugo-zapadnoy chasti Nechernozem'ya Rossii // Vestnik Bryanskoy gosudarstvennoy sel'skohozyaystvennoy akademii. 2021. № 5 (87). S. 36–44. DOI:https://doi.org/10.52691/2500-2651-2021-87-5-36-44.
9. Lyutikova M.N., Botirov E.H. Himicheskiy sostav i prakticheskoe primenenie yagod brusniki i klyukvy // Himiya rastitel'nogo syr'ya. 2015. № 2. S. 5–27. DOI: 10.14258/ jcprm.201502429.
10. Gorbunov A.B., Kukushkina T.A. Dinamika himicheskogo sostava yagod introducirovannyh sortov i form klyukvy v usloviyah Central'nogo sibirskogo botanicheskogo sada SO RAN // Himiya rastitel'nogo syr'ya. 2021. № 4. S. 241–249. DOI:https://doi.org/10.14258/jcprm. 2021048977.
11. Izuchenie fenol'nyh soedineniy yagod treh vidov rasteniy roda Vaccinium, proizrastayuschih v Hanty-Mansiyskom avtonomnom okruge / E.A. Belova [i dr.] // Himiya rastitel'nogo syr'ya. 2020. № 1. S. 107–116. DOI:https://doi.org/10.14258/jcprm.2020014534.
12. Analiz i perspektivy razvitiya yagodnogo rastenievodstva v RF / N.Yu. Latkov [i dr.] // International Agricultural Journal. 2020. T. 63, № 6. S. 6. DOIhttps://doi.org/10.24411/2588-0209-2020-10231.
13. Skurihin I.M., Tutel'yan V.A. Rukovodstvo po metodam analiza kachestva i bezopasnosti pischevyh produktov. M.: Brandes, Medicina. 1998. 342 s.
14. Rylina E.V. Opredelenie indikatornyh fenol'nyh soedineniy neflavonoidnoy prirody v lekarstvennom i pischevom rastitel'nom syr'e metodom VEZhK: avtoref. dis. … kand. farm. nauk. M., 2010. 25 s.
15. Issledovanie komponentov, formiruyuschih organolepticheskie harakteristiki plodov i yagod / I.M. Pochickaya [i dr.] // Tehnika i tehnologiya pischevyh proizvodstv. 2019. T. 49, № 1. S. 50–61.
16. Ivashov P.V. Biogeohimiya plodov fruktovyh rasteniy // Ekologicheskiy vestnik Severnogo Kavkaza. 2020. T. 16, № 1. S. 81–84.
17. Comparison of phenolics and phenolic acid profiles in conjunction with oxygen radical absor¬bing capacity (ORAC) in berries of Vaccinium arctostaphylos L. and V. myrtillus L. / N. Colak [et al.] // Polish journal of food and nutrition sciences. 2016. Vol. 66. N 2. P. 85–91. DOI:https://doi.org/10.1515/pjfns-2015-0053.
