РОІК М.В. академік НААН, професор, д-р с-г. наук* КУЗНЄЦОВА І.В. канд. техн наук**, БОНДАР М.В. канд. техн наук ***, ЛОЖКІН М.М.* *Інсгаіуг біоенергетичних культур і цукрових буряків НААН, м. Київ * Національна академія аграрних наук У країни, м. Киш *** Національний університет харчових технологій, м. Київ ВПЛИВ ЯКОСТІ ВОДИ НА ЕФЕКТИВНІСТЬ ЕКСТРАКЦІЇ СТЕВІЇ (8ТЕVIА КЕВАІЮІАШ ВЕЯТОШ) Оіевія є однією із перспективних культур для її переробляння на кон­ центрати, які мають низьку калорійну та фармакологічну дію. Завдяки своїм властивостям концентрати мають особливе значення для щоденного харчу­ вання людей, хворих на різні форми цукрового діабету та людей, які обмежу­ ють вживання вуглеводневих. Це викликає особливу увагу до якості готового продукту. Одним із основних чинників, які впливають на якісні показники продуту, є використання екстрагенту (води). У роботі вивчено ефективність використання підготовленої води в екстракції сгевії-сировини, за розробленою технологією. Ключові слова: вода, стевія, глікозид, екстракція, якість, раціональне харчування. Stevia is one of the promising crop for her on processing and concentrated products that have a low calorie and fennokologiya action Thanks to properties and concentrated products have special meaning for the daily meals of people with vari­ ous forms of diabetes and people who restrict the use of vuglevodniy. This causes special attention to the quality of the finished product One of the main factors that af- fcct the quality of the product is to use indicators ekstragenty (water). In the studied the effectiveness of using prepared water in extraction of Stevia-raw materials for the technolog)'. Keywords: water, stevia, glycoside, extraction, quality, rational nutrition Складна екологічна ситуація, стреси та незбалансо- ваність харчування призводять до погіршеного стану здо­ ров’я нації, особливо у розвинутих країнах. Особливого зна­ чення у даній ситуації набувають харчові продукти спеціального призначення. Концепції раціонального харчу­ вання різних країн світу передбачають збільшення вживання у щоденному раціоні білка, клітковини, вітамінів, мікро- та мікроелементів, а також заміну цукру - основного джерела вугледневих, натуральними цукрозамінниками. Як природні замінники цукру останнім часом у розвинутих країнах світу використовують стевіозид або концентрати стевії. Хімічний склад стевії обумовлює її лікувально-профілактичну здатність, що надає можливість її використовувати у щоден­ ному раціоні людям, які обмежують вживання вугледневих або хворим на різні форми цукрового діабету [3,4]. Про зростання світового попиту на продукти перероб­ ки стевії свідчать статистичні дані щодо прогнозованого збільшення валового збору листків стевії та виробничих пот­ ужностей з її переробки [5]. Виробництво концентратів стеви складається із ряду послідовних технологічних процесів, ос­ новним з яких є саме екстракція суміші дитерпеноідних глі­ козидів та біологічно-цінного комплексу. Вибір оптималь­ них умов проведення екстракції забезпечує якість готового продукту. Саме при екстракції формуються смакові власти­ вості продукту: присутність гіркуватого присмаку, інтенсив­ ність солодкості, тощо. На якість отриманих концентратів значно впливає якість води, що використовується при їх ви­ робництві. Метою роботи є вивчення ефективності застосування розробленого способу підготовки води до екстракції листків стевії. Вода, яка призначена для екстракції суміші дитерпе- ноїдних глікозидів та біологічно-цінного комплексу стевії повинна за якісними показниками відповідати вимогам ГО­ СТу 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством» (контроль якості води за 28 показ­ никами), Державних санітарних правил і норм "Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого госпо­ дарсько-питного водопостачання" №136/1940 від 15.04.1997 р. (контроль якості води за 56 показниками) та Державних санітарних норм та правил «Гігієнічні вимоги до води пит­ ної, призначеної для споживання людиною» 2.2.4—171-10 (чинні від 2010-06-01). Вода у технологічному процесі обу­ мовлює активізацію біохімічних, мікробіологічних і ко­ лоїдних процесів, тому її характеристики мають важливе значення для формування якісних показників готового про­ дукту - концентрату. Від якісного складу води залежить ефективність проведення процесу екстракції, що полягає у сумісній дії водневих та іон-дипольних взаємодій молекул води із речовинами сировини. Вирішальна роль у визначенні впливу води належить молекулярному аспекту. Основним структурним елементом молекул води є плоскі п’ятіркові та шестерикові кільця, дипольні моменти яких направлені до структурної матриці, яка містить клітини речовин сировини, включаючи глікозиди. Утворене електричне поле молекул води має високу енергію, яка здатна поляризувати молекулу глікозиду або утримувати її в одному із конфірмаційних станів. При нагріванні руйнуються плоскі кільця води, утво­ рюючи характерні шестерикові кільця із майже нульовим Хапчокя НЯУКЯ і T P /V R o r rn r ia 'Кутриціологія, дієтологія, проблеми харчування сумарні™ електричним моментом. Поляризоване електрич­ не поле дипольних моментів молекул води під час дифузії знижуєшся, що призводить до деполяризації молекул гліко­ зидів та їх переходу у розчин. Таким чином відбувається зміна просторової структури водних кластерів, і як наслідок, відбувається гальмування процесу дифузії. Зазвичай, кількі­ сний склад води характеризується сумарним вмістом сольо­ вих компонентів, а саме співвідношенням основних компо­ нентів: Na+, Mg2+, Са2+, СГ, S042', НС03' + С032'. За переваж­ ним вмістом аніонів питна вода, що використовується у що­ денному споживанні, відноситься до гідрокарбонатно- кальцієвої групи. При випаровуванні гідрокарбонатно- кальцієвої води утворюється осад СаСОз, на поверхні жого адсорб}тоться органічні сполуки та іони металів. Утворення значної кількості карбонату кальцію призводить до усклад­ нень при випаровуванні екстракту, і перш за все, впливає на роботу технологічного обладнання. Екстракція суміші дітерпенових глікозидів та біологі­ чно-цінних речовин листків стевії здійснюється відповідно до закону Фіка. Згідно даному закону швидкість дифузії мо­ лекул біологічно-цінних речовин залежить від температури, площі поверхні та товщини шару сировини, тривалості про­ цесу. Сам процес екстракції складається із двох етапів: внут­ рішньої’ (переходи речовин до граничного шару сировини) та зовнішньої дифузій (перехід речовин від граничного шару сировини у розчин) компонентів стевії-сировини. Проте на швидкість екстракції впливає також і екстрагент. Відомі також дослідження [1], які підкреслюють пере­ вагу використання очищеної питної води у виробництві концентратів стевії над метанольним та метанольно-водним способом екстракції. Крім екологічного значення виробниц­ тва концентрату із використанням як екстрагента води, підк­ реслюють також перевагу даного способу за мікробіологіч­ ними показниками. Так, готовий продукт містить меншу кі­ лькість штамів мікроорганізмів-.8. subtilis і S. Aureus та не мі­ стить на відміну від продуктів, отриманих за двома іншими способами штамів мікроорганізмів: М. luteus, S. marcenscens, P. aeruginosa, В. megaterium, E. coli, P. Valgaris [2]. Переважне значення у виробництві концентратів із стевії має кількісне співвідношення солей кальцію та магнію, які характеризують твердість води. Нормований максималь­ ний вміст солей металів у питній воді становить 1000 мг/л, а оптимально-комфортна її якість становить при мінералізації 200^400 мг/л із вмістом кальцію не менше 25 мг/л та маг­ нію - 10 мг/л. Концентрування екстракту із використанням питної води без певної її підготовки призведе до підвищено­ го вмісту солей металів, що погіршить смакові якості проду­ кту. Отже, рівень мінералізації технологічної води не пови­ нен перевищувати мінімального рівня вмісту солей металів - 100 мг/л. Крім того, солі металів значно впливають на фор- муванш смакових якостей води, що є важливим у виробни­ цтві готового продукту із лікарської сировини. Відомими у напрямі формування смакових якостей води та її сприйняття є дослідження Г.Штоффа, К. Флюгге, Б.Тімана, тощо. Нами в Інституті біоенергетичних культур і цукрових буряків НААН розроблено технологію підготовки питної води для виробництва концентрату із стевії, яка відповідає необхідним вимогам та здійснюється у чотири етапи: - дегазування та відфільтровування від механічних домішок; - видалення іонів заліза та марганцю шляхом відфі­ льтровування води через іонообмінний фільтр; - відфільтровування води через другий іонообмінний фільтр для видалення солей металів; - дезінфекція. Очищена вода зберігається в спеціальній ємності при температурі 90-99 °С не більше 1 доби. Підготовлена вода періодично подається в екстрактор для екстрагування суміші дитерпеноідних глікозидів та біологічно-цінних речовин із стевії. Вивчали вплив підготовленої води на ефективність ек­ стракції процесу. Екстракціїо стевії-сировини здійснювали протягом 5 годин. Оскільки низьку калорійну здатність гото­ вого продукту визначають саме суміші дитерпенових гліко­ зидів, то ефективність процесу визначали за зміною вмісту у екстракті основного компонента суміші дитерпенових гліко­ зидів - стевіозиду. У дослідженні змінювали співвідношення сировини до екстрагенту (води) від 1:1 до 1:7 (рис. 1). ч астка в о да д о о д н іє ї ч а с т ки сировини Рис.1. Залежність ступеня вилучення стевіозиду із стевії від співвідношення частки сировини до частки екстрагенту Отримані результати показують ефективність викори­ стання у промисловому виробництві співвідношення сиро­ вини до екстрагенту як 1:5. Збільшення частки екстрагенту не збільшує вмісту стевіозцду в екстракті. Ступінь вилучен­ ня стевіозиду становить 58,3 %, що на 3,6 % більше, ніж із використанням при екстракції не підготовленої води при та­ кому ж співвідношенні або менше за вмістом стевіозиду на 29,3 %. Отриманий екстракт має ступінь солодкості 50 од. та гарні «м’які» смакові властивості без присмаку гіркоти. Роз­ роблена технологія підготовки води впроваджена у вироб­ ництві на ТОВ «Апікосметик». Висновок. Розроблена технологія очищення води для подальшого її використання в екстракції стевії забезпечує виробництво готового продукту (концентрату) із високим вмістом стевіозиду (7 %) та гарними смаковими властивос­ тями, прийнятними для споживача. Поступила 02.2012 Ш СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Abou-vArab, АЕ. Phisico-chcmical assessment of natural sweetenems steviosides produced from Stevia rebaudiana bertroni plant [Tekst] / AE. Abou-Arab, A.A. Abou- Arab, M.F. Abou-Salem //. A. J. of Food Science 4(5), 2010, p. 269-281. 2. Manish. B. Antimicrobial activity of Stevia Rebaudiana Bertroni Leaves [Tekst] / B. Manish, S. Rema. Tropical J. of lanneceutical reseach, 5(1), 2006. p. 557-560. 3. Амброзевич, Е.Г. Особенности европейского и восточного подходов к ингредиентам для продуктов здорового питания [Текст] / Е.Г. Амброзевич // Пищевые ингредиеіггьі. Сырье и добавки. - №1. - 2005. - С. 30-31. 4. Кочеткова, А. А. Функциональное питание [Текст] / А А. Кочеткова, В.И. Тужилкин, И.Н. Нестерова, А.Ю. Колеснов, Н.Д. Войткевич // Вопросы питания. - №4. - 2000. 5. Новини Stevia Corp. інт. ресурс: www.steviacoip.us. 36