Свойства пектина из концентрата топинамбура, полученного по инновационной технологии

Content of pectin in natural concentrate of topinambur, obtained by innovative technology
Цитировать:
Бобоев А.Х., Рустамбекова Ф.Ф. Свойства пектина из концентрата топинамбура, полученного по инновационной технологии // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 2 (59). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/6928 (дата обращения: 19.01.2022).
Прочитать статью:

АННОТАЦИЯ

В данной работе изучено получение пектина из топинамбура местного сорта с использованием различных экстрагентов. Было отмечено, что пектин, полученный из порошка топинамбура, имеет наилучшие показатели при концентрации: соляная кислота – 0,75%, гидромодуль – 1:10, τ – 60 мин, tо – 70о C. При этом НСl обеспечивает наилучшие показатели по выходу пектина по степени метоксилированности, что составляет 42,5%.

ABSTRACT

In this paper, the production of pectin from a local variety of Jerusalem artichoke using various extractants was studied. It was determined that the best qulality pectin obtained from topinambur powder, with a concentration of hydrochloric acid of 0.75%, a hydromodule of 1:10, τ - 60 min, tо - 70о C. Wherein, HCl provides the best performance for the yield of pectin on the degree of methoxylation, which is 42.5%.

 

Ключевые слова: пектин, топинамбур, гидролиз, биологически активная добавка (БАД), концентрат, функциональные пищевые продукты.

Keywords: рectin, Jerusalem artichoke, hydrolysis, biologically active additives (BAA), concentrate, functional foods.

 

Топинамбур – земляная груша, является одной из перспективных уникальных культур для переработки и производства различных видов пищевых, лечебных и технических продуктов и кормов. В настоящее время эта ценная культура распространена во всем мире и используется в различных целях [4].

Топинамбур для Узбекистана является новым источником углеводного сырья, конкурентоспособным по сравнению с сахарной свеклой [7]. Топинамбур содержит почти 20% углеводов, из которых инулин 70-90% [1; 2].

Известно, что рациональным способом сохранения уникальных лечебных и профилактических свойств топинамбура является переработка клубней в виде порошка. В связи с тем, что в литературе имеются различные данные о содержании пектина в клубнях топинамбура [8; 10], настоящая работа посвящена изучению количества и качества пектина, содержащегося в порошке топинамбура, полученного по инновационной технологии [3].

Пектин как ценнейшее биологически активное вещество широко используется в пищевой промышленности и медицине. По данным ВОЗ, пектин защищает организм человека от вредного влияния различных токсинов, пестицидов, тяжелых металлов и радионуклидов, выводит их из организма человека.

В Узбекистане в настоящее время отсутствует пектинопрофилактика, решить проблему оздоровления населения возможно за счет использования биологически активных добавок (БАДов), полученных из концентратов топинамбура, в составе которых содержится до 10-11% пектина (лечебная суточная доза составляет 2-4 г).

Целью данной работы является изучение влияния различных экстрагентов на выход пектина для комплексной переработки топинамбура на этиловый спирт, натуральные соки и концентрат топинамбура.

Поиск эффективных инновационных технологий при переработке уникального сырья, такого как топинамбур, для производства функциональных продуктов питания является одной из важных проблем. Местные сорта топинамбура «Файз-барака» и «Мужиза», созданные в Узбекском НИИ растениеводства, с 2006 года включены в Государственный реестр сортов сельскохозяйственных культур. Проведены агротехнические исследования в различных условиях Узбекистана [6; 9].

При разработке пищевых продуктов функционального назначения необходимо было установить количество и качество пектина производственных сортов топинамбура – «Файз-барака» и «Мужиза». Отличительной особенностью различных способов извлечения пектина является выбор кислотно-гидролизующего агента, рН, температуры, гидромодуля и технологии гидролиза экстрагирования пектина [11]. Химические показатели пектинов определяли титрометрическим способом по ОСТ 18-62-72 [5].

Изучали влияние различных кислот на выход и качество пектина. Для сравнения пектина топинамбура в качестве контроля использовали данные литературы [4] по выделению пектина из воздушно-сухого порошка яблочной выжимки. Признанным преимуществом яблочного пектина является повышенный выход пектина и способность образования желе высокого качества. Инулин и пектин топинамбура чаще стали применяться в производстве фруктовых начинок для кондитерской, хлебопекарной, молочной промышленности. Функциональные желейные изделия – конфитюры, джемы, пастила. Основным желеобразующим компонентом являются как собственные пектины плодов и ягод, так и пектин, введенный в состав продуктов в качестве БАДа – порошок топинамбура, обладающий уникальными целебными и профилактическими свойствами.

Состав порошка топинамбура, полученный по инновационной технологии: влажность – 10%, инулин – до 66-70%, пектин – 11%, гемицеллюлоза – 3%, клетчатка – 5,9%, белок – 7%, поливитамины группы В и витамины С, РР, Р и др. биомакро- и микроэлементы – всего 32 элемента.

Выделение пектина из порошков яблочной выжимки и порошка топинамбура проводилось общепринятым методом.

Таблица 1.

Влияние различных экстрагентов на выход пектина и химические показатели

Показатели

Яблочная выжимка

Порошок топинамбура

Кислота

Кислота

(СООН)2

НСl

Н3РО4

(СООН)2

НСl

Н3РО4

Максимальный

выход, %

13,3

15,6

14,1

8

11,2

5,0

Цвет пектина

кремовый

кремовый

кремовый

кремовый

кремовый

темно- кремовый

Метоксильных

групп,%

6,1

5,9

5,2

5,3

5,9

3,1

Степень метокси-лированности, %

51,0

63,3

65,4

82,3

42,5

87,5

 

 

Рисунок 1. Зависимость выхода пектина от концентрации соляной кислоты

1– порошок из яблочных выжимок, контроль; 2 – порошок из топинамбура

 

Исследования по выявлению оптимальных условий гидролиз-экстрагирования пектиновых веществ из яблочной выжимки показали, что наилучшими показателями обладает пектин, полученный при концентрации соляной кислоты 0,3%, гидромодуле – 1:14, τ – 70 мин, tо – 80оC. Пектин, полученный из порошка топинамбура, имел наилучшие показатели при концентрации соляной кислоты 0,75%, гидромодуле – 1:10, τ – 60 мин, tо – 70оC.

Анализируя полученные результаты по сравнению с контролем порошка из яблочных выжимок, можно заключить, что предпочтительным экстрагентом пектиновых веществ из порошка яблочных выжимок и порошка топинамбура является соляная кислота (НСl), которая обеспечивает наилучшие показатели по выходу пектина по степени метоксилированности, в % 63,3 и 42,5 соответственно. Степень метоксилированности в желеобразующих пектинах бывает в пределах (25-65%), выше 82,3-87,5% получены с щавелевой и фосфорной кислотой, однако такие пектины дают непрочное желе и имеют низкую комплексообразующую способность.

Пектин из порошка топинамбура относится также к среднеметоксилированным пектинам и, следовательно, обладает не только высокой желирующей, но и комплексообразующей способностью. Пектин, содержащийся в порошке топинамбура, в количестве 11% с инулином в количестве 66-70% может быть использован в желированных функциональных продуктах для детей и взрослых с тяжелыми заболеваниями, такими как диабет, дисбактериоз, сердечно-сосудистые, желудочно-кишечные и другие заболевания.

Природный концентрат топинамбура в виде порошка БАД может быть использован как лечебный препарат, а также как основа для производства функциональных пищевых продуктов широкого ассортимента.

 

Список литературы:
1. Ge X.Y, W.G. Zhang. Production of ethanol from Jerusalem artichoke tubers. Food Technol. Biotechnol. 2005. No. 43(3) Р. 241-246.
2. Razmovski R.N., Šćiban M.B., Vučurović V.M. Bioethanol production from Jerusalem artichoke by acid hydrolysis. Romanian biotechnological letters. 2011. No. 16 (5). Р. 6497-6503.
3. Способ получения природного инулинового концентрата из клубней топинамбура / С.Х. Абдуразакова, Ф.Ф. Таджибаева, У.К. Абдуллаев и др. // Патент Узб. № IAP 05312. 2016.
4. Абдуразакова С.Х. Комплексная, ресурсосберегающая экологически чистая технология переработки топинамбура с утилизацией отходов и зеленой массы / С.Х. Абдуразакова // Кимё ва кимё технологияси. – 2011. – № 5. – С. 60-65.
5. Аймухамедова Г.Б., Алиева Д.Э., Шелухина Н.П. Свойства и применение пектиновых сорбентов. – Фрунзе: 1984. – С. 61-65.
6. Аманова М. Топинамбур экини уруғчилиги бўйича тавсифнома / М. Аманова, Р. Мавлянова, А. Руста-мов. – Т.: Фан нашриёти, 2011. – С. 21.
7. Дехканов Д.Б. Свойства инвертазы, выделенной из местных дрожжей Ркацители-6 Saccharomyces cerevisiae / Д.Б. Дехканов, Д.Т. Мирзарахметова // Узбекский биологический журнал. – 2007. – № 4. – С. 6-9.
8. Купин Г.А. Разработка технологии продуктов питания функционального назначения на основе топинамбура: Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. – Краснодар, 2004. – С. 131.
9. Мавлянова Р.Д. Изучение топинамбура в Ташкентской области / Р.Д. Мавлянова // Сборник Агрофан: Ютуқлар ва истиқболлари. – Т.: ТашГАУ, 2001. – С. 277-279.
10. Рахимов Д.А. Углеводные и белковые компоненты Heliantus tuberosus, их биохимическая активность // АНРУз, Химия природных соединений. – 2011. – № 4. – С. 449-452.
11. Рустамбекова Г.У. Разработка эффективной технологии получения пектина из пектинсодержащего сырья Узбекистана: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. – Ташкент, 2001. – 18 с.

 

Информация об авторах

магистрант Ташкентского химико-технологического института, 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. Навои, 32

Master’s degree student of Tashkent institute of chemical technology, 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navoi st., 32

старший преподаватель, Ташкентский химико-технологический институт, Узбекистан, Ташкент

senior teacher, Tashkent chemical-technological institute, Uzbekistan, Tashkent

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top