Введение. В последние десятилетия развития предприятий агропромышленного комплекса отмечается расширение ассортимента продуктов питания и БАД на основе использования возобновляемых источников сырья, а также вторичных сырьевых источников. При этом особое внимание уделяется вопросам повышения эффективности использования сырьевых источников растительного происхождения с применением различных способов предобработки (УЗ, СВЧ, низкотемпературная обработка, термошок и т. д.) [1]. Ценность плодов и ягод определяется широким спектром находящихся в них натуральных пищевых ингредиентов (полифенолов, витаминов, каротинов, минеральных, пектиновых веществ), способных поддержать на должном уровне координированную работу физиологических и регуляторных систем организма [2]. Особо важное значение имеют вещества фенольной природы, способные проявлять противовоспалительные, антибактериальные свойства, высокую антиоксидантную способность, существенно снижать проницаемость клеток капилляров и т.д. [3–5]. Рациональный подход к подбору способа воздействия на растительную ткань является крайне важным аспектом для извлечения биологически активных компонентов и сохранения их природной ценности. Особенности тканевого строения растительного сырья, а также локализация биологически ценных веществ в структуре сырья требуют тщательного исследования для извлечения их в растворимую форму.Цель исследования. Разработка биотехнологического способа получения полуфабрикатов с повышенным содержанием пищевых и биологически активных веществ как основы для получения напитков сбалансированного состава.Задачи исследования: исследовать биохимический состав ферментолизатов яблочного и черносмородинового сырья; зависимость биохимического состава ферментолизатов от степени концентрирования; оценить влияние степени концентрирования на выход биологически активных веществ. Материалы и методы исследования. Количественный и качественный состав биологически активных компонентов в полученных ферментолизатах растительного сырья изучали следующими методами: редуцирующие вещества (РВ) – методом Шомоди-Нельсона [6]; содержание витамина С – титриметрическим методом согласно ГОСТ 24556-89 [7]; содержание общих фенольных веществ – методом Фолина-Чокальтеу [8]; растворимых сухих веществ – рефрактометрическим методом [9]; содержание аминного азота – титриметрическим методом, описанным в ОФС.1.2.3.0022.15 [10].Объектами исследований являлись ферментолизаты яблочного (источники витаминов С, Bl, В2, Р, Е, бета-каротина, микро-, макроэлементов, пектиновых веществ, моно-, ди-, олигосахаридов, органических кислот, флавоноидов) и черносмородинового сырья (источник витаминов С, В, Р, провитамина А, органических кислот, моно-, ди-, олигосахаридов, гликозидов, флавоноидов, пектиновых, дубильных, антоциановых веществ, флавонолов и азотистых веществ, полиненасыщенных жирных кислот в семенах). Статистическую обработку экспериментальных данных, полученных в результате трехкратной повторности, проводили с применением стандартной программы MS Excel.Результаты исследования и их обсуждение. На предыдущих этапах исследования нами было изучено влияние ферментативной обработки на степень деструкции полимеров плодово-ягодного сырья, выявлены наиболее эффективные мультиэнзимные композиции для биокатализа клеточных полимеров, состоящие из пектиназы, протеазы, β-глюканазы для яблочного сырья, а также пектиназы и β-глюканазы для обработки сырья из черной смородины. В качестве ферментных препаратов использовались Пектофоетидин Г20Х – источник пектолитических ферментов, Целловиридин Г20Х – источник гемицеллюлолитических ферментов и Амилопротооризин Г20Х – источник протеолитических ферментов. Все ферментные препараты отечественного производства, получены на опытно-промышленной установке ООО «Биопрогресс» г. Щелково. Исследовано влияние технологических параметров ферментолиза плодово-ягодного сырья (температура, длительность) на выход биологически ценных компонентов, экспериментально выявлены оптимальные условия: температура процесса 48–52 °С и длительность 1,5–2,5 часа, обеспечивающие повышение выхода жидкой фракции гидролизата с сохранением нативного состояния биологически ценных компонентов. С использованием подобранных ферментных препаратов и разработанных условий их каталитического воздействия на плодово-ягодное сырье наработана опытная партия ферментолизатов с повышенным содержанием БАВ, изучен их биохимический состав (табл. 1).Таблица 1Биохимический состав ферментолизатов плодово-ягодного сырьяВид сырьяСВ, ٪рНФенольные соединения, мг/١٠٠см³РВ, мг/١٠٠см3Витамин С, мг/дм3Черная смородина14,2+0,72,8+0,1723,0+35,9221,5+11,1320,5+16,0Яблоки11,8+0,63,8+0,296,0+4,8310,1+15,5157,2+7,9Полученные ферментолизаты различались в основном по содержанию фенольных веществ и витамина С. Ферментолизат черной смородины содержал в 7,5 раза больше фенольных веществ и в 2,0 раза витамина С (см. табл. 1).Необходимым аспектом в технологическом процессе получения натуральных изделий на основе плодово-ягодного сырья является обеспечение сохранности пищевой и биологической ценности природных компонентов, а также стабильности коллоидного состояния используемых полуфабрикатов. Одним из наиболее эффективных способов, используемых для достижения этой цели, является концентрирование с применением мембранных процессов [11, 12]. В настоящих исследованиях с целью получения концентрированных форм обогащенных ферментолизатов была изучена зависимость биохимического состава конечной формы полуфабриката от разрешающей способности фильтрующих материалов, а также режимов вакуум-выпаривания. В работе исследовали фильтрующие материалы отечественного производства: мембраны марки УПМ-10,УПМ-20, УПМ-100, УПМ-200, фильтр-картон маркиDKF-3. В качестве критериев оценки эффективности процесса концентрирования рассматривали зависимость содержания биологически ценных компонентов в ультраконцентратах ферментолизатов плодово-ягодного сырья от конечной концентрации в них растворимых сухих веществ (РСВ) (рис. 1). Рис. 1. Зависимость биохимического состава концентрата из черной смородиныот степени концентрирования ферментолизатаИзменение показателей полученных концентратов из ферментолизата черной смородины в отношении биологически активных компонентов от степени концентрирования показало линейную зависимость сохранения БАВ в ферментолизате. В качестве оптимальных условий выбрана степень концентрирования в 10,25 раза (до концентрации РСВ 64,8 %). Концентрирование до более высоких значений РСВ приводит к снижению эффективности работы мембраны, а также ухудшает реологические свойства получаемого полуфабриката. В связи с тем, что значение рН продукта отражается на его органолептической оценке, экспериментально подтверждено, что использование выбранных режимов фильтрации существенно не влияет на изменение вкусовых показателей продукта: рН ультраконцентрата практически не изменялось. Аналогичные исследования были проведены с ферментолизатом, полученным на основе яблочного сырья (рис. 2). Рис. 2. Влияние степени концентрирования ферментолизата яблочного сырьяна выход БАВ из яблокПолученные экспериментальные данные свидетельствуют о рациональности концентрирования яблочного ферментолизата до концентрации РСВ = 58,2 %, при этом рН ультраконцентрата находилось в пределах допустимых значений 3,0–3,5 усл. ед., что соответствует кисло-сладкому вкусу и не будет влиять на органолептические показатели получаемых продуктов. Наработана экспериментальная партия концентрированной формы ферментолизатов плодово-ягодного сырья в качестве основы для создания образцов напитков сбалансированного состава, а также в качестве корректирующих компонентов биологической полноценности получаемых продуктов и изучен их биохимический состав (табл. 2).Таблица 2Биохимический состав полученных концентрированных форм ингредиентовВид сырьяСВ, ٪рНАминный азот, мг٪Фенольные соединения, мг/١٠٠ см³РВ,мг/١٠٠ см³Витамин С, мг/дм³Черная смородина64,8+3,22,6+0,17420,0+371,07035,2+351,82265,7+113,3283,2+14,2Яблоки58,5+2,93,2+0,280,5+4,0958,8+47,92998,8+149,9482,2+24,1Выводы. Исследован биохимический состав ферментолизатов из яблок и черной смородины. С применением современных мембранных процессов получены концентрированные формы полуфабрикатов для напитков. Напитки, получаемые на основе концентрированных форм ингредиентов из плодово-ягодного сырья, будут перспективны для употребления всех групп населения, так как в них идеально сочетается вкусо-ароматическая составляющая и широкий спектр необходимых биологически активных веществ.