Разработка технологии получения соков, из стеблей различных сортов сахарного сорго и исследование химического состава

DOI: 10.32743/UniTech.2021.84.3-2.82-86

АННОТАЦИЯ

В статье разработана технологическая схема получения соргового сока из различных отечественных сортов сахарного сорго, таких как Корабош, Оранжевое 160, Даулет и Узбекистон 18. Проведен лабораторный анализ по определению химического состава (кислотность, сухие вещества, макро- и микроэлементы, общее количество углеводов, белков и витаминов) соргового сока, полученных из каждых сортов.

ABSTRACT

The article developed a technological scheme for obtaining sorghum juice from various domestic varieties of sugar sorghum, such as Korabosh, Orange 160, Daulet and Uzbekiston 18. Laboratory analysis was carried out to determine the chemical composition (acidity, dry matter, macro- and microelements, the total amount of carbohydrates, proteins and vitamins) sorghum juice obtained from each variety.

Ключевые слова: сорго, сорт, стебель, сорговый сок, химический состав, технологическая схема.

Keywords: sorghum, variety, stalk, sorghum juice, chemical composition, technological scheme.

Введение

Сорго (Sorghum) одна из древнейших культур в мировом земледелии. Родиной сорго является Северо-Восточная и Экваториальная Африка, в частности, Эфиопия и Судан, также с давних пор культивируется в Китае и Индии. Ныне оно выращивается в значительных объемах в США, Австралии, Китае, Венгрии, Италии, Индии, Пакистане, в странах СНГ и других странах[1,2,4,5].

Сахарное сорго (Sorghum saccharatum) – это однолетнее растение, в соке стебля которого содержится от 10 до 20% сахара (табл.1.). В природе не существует другого растения, которое могло бы так быстро синтезировать сахарозу [3]. Пищевое сорго – это новая крупяная культура, содержащая все элементы питания, необходимые для жизнедеятельности человека [8]. Сахарное сорго является альтернативным сырьем для получения пищевого сиропа, поскольку эта культура дает высокие урожаи и неприхотлива к условиям выращивания. Сорго – высокоурожайная культура, богата углеводами, белками, каротином, витаминами. Из стеблей сорго получают сироп [3].

Таблица 1.

Химический состав стеблей сахарного сорго

По содержанию сахаров в соке стеблей, сахарное сорго не уступает сахарному тростнику, однако резко отличается по составу. Если сахарный тростник в своем соке содержит исключительно сахарозу (кристаллизирующийся сахар), то в соке сахарного сорго, крое сахарозы содержатся в значительной степени глюкоза и растворимый крахмал, который препятствует кристаллизации. Именно поэтому актуальность использования сладких сиропов сорго значительно возрастает год за годом [2,6].

Сахарное сорго служит сырьем для производства сиропа, патоки, спирта, лимонной кислоты и ряда других продуктов. Сахарное сорго богато по составу, содержит сахарозу, фруктозу, глюкозу, Ca, P, Mg, K, Na, Cu, Zn, Co, Mn, Fe, S, протеин, все незаменимые аминокислоты, витамины B₁, B₂, PP, E и C [2,6,12,9]. Сахарозо-глюкозо-фруктозный сироп, содержащийся в стеблях сорго, может быть рекомендован для диетического питания, для усиленного питания больных и спортменам [6,12].

Целью исследования является получение сока из стеблей сахарного сорго и исследование его химического состава.

Объектом исследования служили стебли сахарного сорго отечественных сортов «Узбекистан 18», «Карабаш»,  «Оранжевое 160» и «Даулет», выращенные на опытных полях Научно-опытной станции селекции и семеноводства кукурузы. Образцы были собраны в конце августа в начале сентября.

При выращивании семян нами было выявлено, что рост и развитие сахарного сорго зависит не только от вегетационного периода, но и от условий произрастания, типа почвы, глубины заделки семян, энергии прорастания [10].

Образцы стеблей отбирали вручную, отобранные пробы взвешивали на лабораторных электронных весах. Отделение стеблей от метелок и листьев проводили вручную.

Методы исследования. Нами были использованы современные методы физико-химических анализов. Исследования проводились  на основе нормативных документов и разработанной методологии. При выполнении работы использовались методы приведённые в  ГОСТ и Oz DSt. Также для исследования сырья и готового продукта были использованы современные приборы, которые проходили государственную поверку [11, 14].

Уровень кислотности определяли с помощью прибора pH-150 MI и индикатора (лакмусовой бумаги). Количество общего содержания сухих веществ в сорговых соках определяли с помощью ручного рефрактометра марки 53000 С [13,15]. Количество общих белков определяли методом Кельделя. Количество углеводов и витаминов определяли методом ВЭЖХ (HPLC).

Результаты исследований и их обсуждение. Для получения сока из сахарного сорго отечественных сортов разработана технологическая схема, представленная на рисунке 1, которая включает в себя стадии уборки (срезки) стеблей сорго; их очистку от листьев и метелок; кратковременное хранение; прессование и фильтрацию полученного сока. Полученный сок стерилизовали в автоклаве и отправили на хранение. В результате переработки зелёной массы соргового растения были получены соки с необычным специфическим вкусом, ароматом и цветом [7]. 

Рисунок 1. Технологическая схема получения соргового сока

В полученных соках определяли количество сухих веществ, кислотность и  содержание белков. Экспериментально полученные результаты приведены в таблице 2. Также определяли количество углеводов и витаминов в соке.

Таблица 2.

Физико-химические показатели соков, полученных из стеблей сорго

Из результатов, приведенных в таблице 2 видно, что в соке сорго сорта Узбекистан 18 содержание сухих веществ больше, чем в соке сорго Карабаш на 1, Оранжевое 160 на 2,2 и Даулет на 4% соответственно. Содержание общего количества белков в соке сорго Узбекистан 18 больше, чем в соке сорго Карабаш, Оранжевое 160 и Даулет. Содержание общего количества углеводов в соке сорго Узбекистан 18 также больше, чем в остальных образцах.

Содержание макро- и микроэлементов в полученных соках определяли методом масс-спектрометра плазмы ISP-MS и показало следующие результаты. Результаты приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Содержание макро- и микроэлементов в составе соков, полученных из стеблей сорго

Проанализировав данные приведенные в таблице 3, можно сделать следующий вывод: состав соков, полученных из четырех сортов сахарного сорго богат макроэлементами, такими как Na, Mg, K, Ca, Fe и микроэлементами Si, Mn, которые проявляют лечебно-профилактические свойства в организме человека. Количество тяжелых металлов соответствуют предельно-допустимым нормам и являются безвредными для человеческого организма.

Дальнейшие исследования соотношения витаминов, проведенные методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, показали результаты, внесенные в таблицу 4.

Таблица 4.

Витаминный состав сортов соргового сока

Результатами хроматографического исследования полученного соргового сока выявлено, что сок сорта Узбекистон 18 обладает более высоким содержанием витаминов в сравнении с соками остальных сортов.

Список литературы:

1. Агибалова В.С. Разработка научно обоснованных рецептур  хлебобулочных изделий  повышенной пищевой ценности  с применением перспективных  фитообогатителей: дис…. канд. сельхоз. наук: 05.18.01.-Воронеж, 2016.
2. Аскарбеков Э.Б., Байгазиева Г.И. Основы получения спирта из сиропа сорго // Известия Национальной академии наук Республики Казахстан / Серия аграрных наук, №4. 2015.
3. Голубева Л.В., Бочарова Е.И. Молокосодержащие консервы нового поколения // Вестник ВГУИТ, №1, 2012.
4. Григоренко Н.А. Усовершенствование технологии пищевого сиропа из сахарного сорго: дис…. канд. тех. наук: 05.18.05.-К, 2010.
5. Григоренко Н.О. Сорго сахарное и перспективное направление его использования // Вестник пищевой промышленности «Сахарная отрасль». 2016. №5.
6. Ербулакова М.Т., Изтаев А.И., Даутканова Д.Р., Даутканова Н.Б. Способ производства сахарного сиропа из сорго // Известия Национальной академии наук Республики Казахстан / Серия аграрных наук, №4. 2015.
7. Ербулакова М.Т. Биотехнологические основы производства хлеба с применением продуктов переработки сахаристых сортов зерна сорго: дисс. … на соискание ученой степени доктора философии (PhD): 6D072800 – Технология перерабатывающих произвоств, Алмата, 2015.
8. Ковальчук В.П. Сахарное сорго – сахаросодержащее сырье и потенциальный источник энергии // В.П.Ковальчук, Н.А.Григоренко, А.И.Костенко // Сахарная свекла. – 2009. - №6.
9. Омарова Г.М., Оспанкулова Г.Х, Орынбекова Д.Р. Исследование химического состава соков, полученных из стеблей сахарного сорго различных видов // Международная научная конференция теоретических и прикладных разработок, Москва. 2017.
10. Садыкова Ш.А., Додаев К.О., Тултабаев М.Ч. применение натуральных сиропов в детском питании // Вестник КазУТБ, №1. 2020.
11. Садыкова Ш.А., Максумова Д.К., Додаев К.О. Применение стеблей сахарного сорго в производстве продукции для детского питания // Хранение и переработка сельхозсырья, 2014. №7 – 41 с.
12. Сапронова Л.А., Ермолаева Г.А., Шабурова Л.Н. Карамельная масса на основе сиропа сахарного сорго // Пищевая промышленность, №4. 2012.
13. Усмонжонова Х.У., Атхамова С.К., Додаев К.О. Извлечение красящих веществ из порошка базилика, исследование микро-и макроэлементного углеводного и витаминого состава экстракта. Universum: Химия и биология. Москва. №11 (77), 2020. - С.26-29.
14. K.Dodaev. F.Eshmatov, D.Маrsuvovа. Technology of high quality natural pomegranate juice and concentrate. Monograph.ISBN 978-9943-5515-8-9, Tashkent, Nurafshonbusiness, 2019. -135 с.
15. X.Djuraev, K.Dodaev, A.Choriev. Technology of processing melons and gourds // Storage and processing of agricultural raw materials. № 9, 2001 y. -P.52.