Content of pectin in natural concentrate of topinambur, obtained by innovative technology

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, t^о – 70^о 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, t^о - 70^о 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

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, t^о – 80^оC. Пектин, полученный из порошка топинамбура, имел наилучшие показатели при концентрации соляной кислоты 0,75%, гидромодуле – 1:10, τ – 60 мин, t^о – 70^оC.

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.