Рябина в саду на даче Выращивание посадочного материала Характеристика подвоев рябины Маточно-черенковые сады рябины Заготовка семян рябины Особенности посадки подвоев рябины Уход за саженцами рябины Выбор и посадка подвоев рябины Правила окулировки рябины садовой Подготовка черенков и саженцев Посадка и уход за подвоями рябины Агротехника привитых саженцев Выбор места и подготовка почвы Посадка и обработка почвы Закладка рябиновых садов Виды обрезки рябины Особенности обрезки деревьев рябины Техника обрезки рябины садовой Созревание плодов рябины Вредители и болезни рябины садовой Действия насекомых вредителей Разновидности вредителей рябины Хранение и переработка плодов рябины Использование плодов рябины Консервирование рябины садовой Замораживание плодов рябины Домашние заготовки из ягод рябины Рецепты повидла из рябины Использование ягод рябины в кулинарии Приготовление лечебных напитков Маринование плодов рябины садовой
Главная » Рябина на даче
автор: pchelka | 30 декабря 2021 | Просмотров: 11687 Украинская версия: Зберігання та переробка плодів горобини
При оценке пород и сортов плодовых и ягодных растений продолжительность хранения свежих плодов и потери в них за это время биологически активных веществ имеют первостепенное значение. На продолжительность хранения плодов рябины и содержание в них витаминов отрицательно влияет пересушивание почвы в период формирования плодов. Это приводит к преждевременному их созреванию и сокращению сроков хранения. В засушливые годы урожай необходимо убирать раньше, не допуская перезревания плодов и потери ими влаги.
Плоды рябины в плодохранилищах без автоматически регулируемого режима хранения при температуре 1—2°С и относительной влажности воздуха 80% хорошо хранятся 3—3,5 мес. При более длительном хранении наблюдаются большие потери плодов от загнивания и снижение содержания в них витаминов. Хуже по сравнению с другими сортами хранятся плоды рябины сорта Десертная, что связано с более ранним их созреванием. В процессе хранения особенно велики потери витамина С. Этот витамин неустойчив и быстро разрушается, если в хранилище не поддерживается постоянная температура. Плоды, замороженные в естественных условиях, особенно в годы с частыми оттепелями, содержат мало витаминов.
В них отсутствует или содержится в незначительных количествах витамин С, разрушаются до 90% каротина и Р-активные вещества. В плодохранилищах к концу третьего — началу четвертого месяца хранения независимо от сортовых особенностей потери витаминов в среднем составляют, %: каротина— 10-25, катехинов — 15—20, витамина С — 45—50.
Хорошие результаты дает хранение плодов рябины в полиэтиленовых мешочках по 3—4 кг, уложенных в ящики для яблок в атмосфере повышенного содержания углекислого газа. В этом случае сроки хранения плодов увеличиваются в 1,5—2 раза и заметно снижаются потери витаминов. При хранении плодов в регулируемой атмосфере уменьшаются их потери от физиологических расстройств и повреждений микроорганизмами. Сравнительная оценка хранения плодов рябины в полиэтиленовых мешочках и в ящиках навалом по 20 кг показала, что при первом способе хранения потери витамина С в плодах меньше.
В них отсутствует или содержится в незначительных количествах витамин С, разрушаются до 90% каротина и Р-активные вещества. В плодохранилищах к концу третьего — началу четвертого месяца хранения независимо от сортовых особенностей потери витаминов в среднем составляют, %: каротина— 10-25, катехинов — 15—20, витамина С — 45—50.
Переработка рябины красноплодной
Рябина красноплодная хорошо сохраняется в свежем виде. В плодах содержатся парасорбиновая и сорбиновая кислоты, тормозящие рост микроорганизмов. Можно сохранить, положив в корзине в холодный сарай или кладовую.
Замораживание в кистях Собрать рябину с кистями, удалить листья и развесить под крышей на шнурах или веревках для замораживания. Употреблять в замороженном виде.
Варенье из рябины красноплодной Отобранные и промытые плоды залить холодным сахарным сиропом. На следующий день сироп вскипятить, охладить, снова залить им плоды, выдержать до следующего дня и варить варенье при слабом кипении до готовности. На 1 кг плодов 1,5 кг сахара, 2 стакана воды.
Другой способ приготовить очень вкусное варенье. Чтобы оно не горчило, очищенные и промытые плоды необходимо залить кипятком, подержать в нем 5— 10 мин и слить воду. В горячий сироп (1 кг сахара на 0,5 л воды) засыпать рябину (1 кг) и выстаивать 12 ч, чтобы плоды пропитались сахаром. После этого варенье надо варить на ровном огне до готовности (к концу варки рябина становится прозрачной и опускается на дно). Если используются мороженые плоды, их необходимо проколоть в нескольких местах, положить в кипяток, держать до отмокания и откинуть на дуршлаг. В приготовленный сироп (400 г сахара на полстакана воды) надо положить плоды (400 г) и варить, пока они не станут прозрачными.
Варенье из рябины с яблоками Яблоко нарезать дольками, пробланшировать, соединить с промытыми плодами рябины, отваренными в течение 2 мин в 2%-ном растворе соли, залить сиропом и варить как варенье из рябины. На 1 кг рябины 500 г яблок, 2 кг сахара, 2 стакана воды.
Конфеты из рябины Яичный белок растереть с сахарным песком, влить лимонный сок и размешать до загустения. Обвалять в этой массе каждый плод рябины, обкатать в сахарной пудре и сложить на лоток для просыхания. 2 стакана рябины, 1 яичный белок, 150 г сахарного песка, 1 столовая ложка лимонного сока, сахарная пудра.
Сок с сахаром В рябиновый сок влить сахарный сироп, довести до кипения и разлить по бутылкам, На 550 г свежего рябинового сока 450 г 35%-ного сахарного сиропа.
Яблоки моченые с рябиной Подготовленные яблоки и рябину уложить в бочку и залить охлажденным раствором, приготовленным из воды, сахаре и соли. Выдержать в прохладном месте 30 дней. На 5 кг рябины 5 кг яблок 500 г сахара, 100—200 г соли, 10 л воды.
Пюре из рябины Если рябина лесная, то плоды следует предварительно отварить в 2%-ном солевом растворе, откинуть на дуршлаг и обмыть холодной водой. Рябина размягчается и легко протирается через сито. Полученное пюре разложить в банки и прогреть в кипящей воде (1 л — 20 мин, 0,5 л — 15 мин). На 1 кг рябины расходуется 40 г соли и 2 л воды.
Рябиновый чай «Ароматный» 100 г сушеных плодов рябины. 20 г сушеных цветков рябины, 10 г мяты полевой перемешать и использовать для заварки из расчета 1 — 2 столовые ложки на 1 стакан кипятка. Сахар добавлять по вкусу.
Витаминный напиток «Золотая осень» Раздробить плоды шиповника смешать с плодами рябины, залить кипящей водой, кипятить 10 минут. Настаивать 4—5 ч, процедить и добавить сахарный песок, размешать 2 столовые ложки сушеных плодов рябины, 2 столовые ложки сушеных плодов шиповника, 1 л воды, 50 г сахарного песка.
Квас Отобранную и бланшированную рябину размять деревянным пестиком, залить водой и варить 10 мин. Сок процедить, добавить в него сахарный песок, охладить. Добавить разведенные дрожжи, хорошо перемешать, разлить по бутылкам, закупорить и поставить на 3 дня в прохладное место. На 1 кг. рябины 2 стакана сахарного песка, 4 л воды, 10 г дрожжей.
Витаминный напиток «Золотая осень» Раздробить плоды шиповника смешать с плодами рябины, залить кипящей водой, кипятить 10 минут. Настаивать 4—5 ч, процедить и добавить сахарный песок, размешать 2 столовые ложки сушеных плодов рябины, 2 столовые ложки сушеных плодов шиповника, 1 л воды, 50 г сахарного песка.
Лечение рябиной
Рябина представляет собой невысокое дерево, широко распространенное на территории Европы, Северной Африки и Америки, встречается в таких странах, как Украина, Болгария, Россия, Польша, Беларусь и другие. Полезны не только плоды этого дерева, но и его кора, листья и соцветия. Однако существуют и противопоказания к применению этих ягод для лечения различных заболеваний.
Чем полезна рябина
Ответ на вопрос, чем полезна рябина, скрывается в ее богатом составе. В ней присутствуют:
витамины. Особенно много здесь бета-каротина, аскорбиновой кислоты и витамина Р. Такое соотношение витаминов обеспечивает рябине антибиотические качества, то есть она подавляет размножение вредных микроорганизмов. Бета-каротин укрепляет защитные свойства организма. Содержание витамина Р способствует восстановлению мельчайших капилляров и улучшению состояния сосудов;
микроэлементы. В рябине присутствует большое количество различных микроэлементов: барий, хром, фосфор, кальций, никель, титан, марганец, медь и другие;
пектины. В плодах этой ягоды содержится больше половины нерастворимых пектинов, которые положительно сказываются на работе органов пищеварения и успешно выводят вредные вещества из организма;
органические кислоты. Здесь есть сорбиновая, винная, яблочная и прочие кислоты;
аминокислоты. Из них в рябине присутствуют глицин, лизин, тирозин, аргинин, аланин и другие.
Лечение черноплодной рябиной
Черноплодная рябина имеет довольно много различий с привычной нам красной рябиной. Однако ее плоды не менее цены и помогают при многих заболеваниях. Лечение черноплодной рябиной применяют при повышенном давлении, увеличении холестерина в крови, аллергии, ревматизме, нарушении свертываемости крови, атеросклерозе, сахарном диабете и других патологиях.
Полезна черноплодная рябина для печени и щитовидной железы, а также для укрепления иммунитета. Ягоды этого растения обладают гипотензивным, спазмолитическим, желчегонным, слабительным, мочегонным и противовоспалительным действием.
Черноплодная рябина от давления
Плоды черноплодной рябины применяют при гипертонии, а также при атеросклерозе. Для снижения давления лучше всего подходит свежий сок ягод, смешанный с медом – на 50 г сока рябины берут большую ложку меда. Пить такое средство нужно трижды в день перед едой примерно за полчаса до приема пищи. Курс лечения составляет 30-40 дней. Также при гипертонии можно пить только что выжатый сок черноплодной рябины. Пьют его по четверти стакана по той же схеме, что и предыдущее средство.
Черноплодная рябина от щитовидной железы
Лучше всего для использования черноплодной рябины от щитовидной железы подходит осень. Лечить заболевания щитовидки можно только при условии, что у больного нет гипотензии. Наилучшим образом для такого лечения подходят свежие или мороженные ягоды.
Для приготовления средства большую ложку ягод заливают половиной стакана кипятка, можно пропорционально увеличить порцию каждого из компонентов. Средство оставляют на пару часов для настаивания. После этого процеживают и пьют перед каждым приемом пищи за полчаса. Курс лечения составляет 10 дней, затем делают перерыв на месяц и повторяют лечение.
Такое лечение повышает уровень обмена веществ, уменьшает утомляемость и снимает симптомы болезни щитовидной железы.
Черноплодная рябина при варикозе
Настойки на черноплодной рябине и свежие ягоды способны укрепить сосуды и увеличить их эластичность, кроме того, они усиливают свертываемость крови, повышая содержание гемоглобина. Поэтому хотя черноплодная рябина полезна, но при варикозе применять ее не стоит, так как она повышает свертываемость.
Черноплодная рябина при гастрите
Черноплодную рябину применяют при гастритах с пониженной кислотностью, но в то же время при повышенной кислотности и язвенной болезни эта ягода противопоказана.
При гастрите используется водный настой плодов черноплодной рябины. Для этого в термос сливают 2-2,5 стакана кипятка, туда же всыпают 3-4 большие ложки сушеных ягод и оставляют примерно на половину суток. Полученное средство пьют по 100 мл за 30-40 минут до трапезы.
Также для лечения гастрита с пониженной кислотностью подходит свежий сок из ягод.
Лечение рябиной красной
Лечение геморроя красной рябиной
Для приготовления средства от геморроя из красной рябины потребуются зрелые плоды, желательно те, которые уже перенесли на дереве первые морозы. Из этих ягод следует отжать сок непосредственно перед самым употреблением.
Пьют этот сок по половине стакана трижды в день до еды. Чтобы улучшить его вкус в него можно добавить небольшое количество меда, также его можно запить небольшим количеством прохладной воды. Курс лечения геморроя красной рябиной составляет 1-2 недели. Первый эффект появляется примерно на 2-3 день.
Однако начинать лечение без консультации проктолога не стоит. Обязательно нужно подтвердить диагноз, так как подобные симптомы свойственны и для других заболеваний. На период лечения следует пересмотреть рацион питания, убрав из него соленые, острые, а также жареные и жирные блюда. Вместо них лучше употреблять свежие овощи и фрукты, особенно полезна свекла.
Рябина красная от давления
Плоды красной рябины применяются от давления. Большую ложку этих ягод можно съедать за четверть часа до еды несколько раз за день. Такой способ использования рябины не только помогает справиться с гипертонией, но и улучшает работу всей сердечно-сосудистой системы. Его также можно использовать в качестве профилактики и лечения аритмии и атеросклероза.
Рябина красная от холестерина
Присутствие в красной рябине сорбиновой кислоты позволяет ей долго сохраняться и подавляет рост вредных микроорганизмов. Кроме того, в этих ягодах присутствует сорбит, который позволяет применять рябину красную как средство от повышенного холестерина в крови. Это вещество также обладает выраженным желчегонным эффектом.
Рябина при диабете
В плодах рябины содержится много витаминов и микроэлементов, требующихся людям с сахарным диабетом. Эту ягоду можно применять в сушеном и мороженом виде. Очень полезны чаи и настои из плодов этого дерева. Напиток отличается приятным легким запахом и своеобразным горьковатым привкусом. При приготовлении напитка из рябины при диабете нельзя добавлять сахар, его можно заменить сахарозаменителем, например, ксилитом или сорбитом.
Суточная доза употребления рябины при диабете ограничена – за один раз не стоит съедать более 25 г, а в сутки – более 50 г ягод. Обязательно нужно обращать внимание на концентрацию настоя, компота или чая. Оптимальное соотношение – небольшая пригоршня ягод на литр воды. Если для приготовления применяются мороженые плоды, эта доза должна быть еще уменьшена. Также при диабете можно добавлять рябину в различные десертные блюда. Из нее даже готовят варенье, заменяя сахар подходящим подсластителем.
Рябина при беременности
В рябине содержится много витаминов, каротина, пектинов, органических кислот, флавоноидов и других полезных веществ. Пектины способствуют выведению токсинов и других вредных веществ из организма, флавоноиды и витамин Р укрепляют сосудистую стенку. Кроме того, ягоды рябины оказывают желчегонное, слабительное и мочегонное действия и снижают давление. Употреблять их при беременности можно только после консультации врача и с осторожностью, так как эти ягоды повышают свертываемость крови.
Черноплодная рябина имеет довольно много различий с привычной нам красной рябиной. Однако ее плоды не менее цены и помогают при многих заболеваниях. Лечение черноплодной рябиной применяют при повышенном давлении, увеличении холестерина в крови, аллергии, ревматизме, нарушении свертываемости крови, атеросклерозе, сахарном диабете и других патологиях.
Как заготовить рябину (аронию) черноплодную на зиму
Черноплодная рябина (ее еще называют «арония черноплодная») — растение, имеющее красивые и блестящие плоды, отличающиеся приятным, терпковатым, кисловато-сладким вкусом. Ягоды богаты витаминами С, Р, Е, РР и витаминами группы В. Кроме того, в состав плодов аронии также входят каротин и целый ряд микроэлементов, основными из которых выступают железо, бор, йодистые соединения, медь, марганец и молибден. Благодаря столь богатому составу ягоды аронии широко применяются в народной медицине, а учитывая, что в свежем виде черноплодную рябину любят далеко не все, то существование огромного количества рецептов ее заготовки и хранения вполне объяснимо. Давайте рассмотрим наиболее популярные из них.
Когда лучше собирать ягоды черноплодной рябины
Даже если вы точно не знаете, когда именно приходит время сборки ягод аронии для заготовки на зиму, разобраться в этом вопросе несложно. Рябину, как и много других растений, начинают собирать в осенний период (в сентябре-октябре), так как именно в это время вы сможете собрать хорошо созревшие ягоды, которые впоследствии станут отличными составляющими варенья, разнообразных компотов, наливок и других вкусностей.
В зимнее время они окажутся настоящей находкой, ведь любые заготовки из черноплодной рябины смогут разнообразить стол и принесут организму массу полезных витаминов, повышающих иммунитет.
Подготовка ягод черноплодки к сушке
Что можно сделать с черноплодной рябиной, вы уже поняли, однако прежде чем переходить к консервации или сушке, собранные плоды еще нужно правильно подготовить.
Так, перед тем как высушить собранную после заморозков аронию ее необходимо снять с зонтиков, хорошо вымыть под проточной водой и перебрать, отделив спелые и сочные ягоды от испортившихся или деформированных экземпляров. Как только вода стечет и плоды слегка обсохнут, их раскладывают тонким слоем на подносе или фанерных щитках и преступают к высушиванию.
Существует несколько способов осуществления задуманного. Вы можете поместить поднос в духовку или специальную сушилку, а можете оставить его под яркими солнечными лучами в хорошо проветриваемом месте. Каждый из вариантов имеет свои недостатки и преимущества, о которых мы и поговорим ниже.
Способы сушки рябины черноплодной
Как мы только что отметили, существует три основных способа сушения ягод рябины черноплодной: с использованием обычной бытовой духовки, с применением специальной электросушилки и на открытом воздухе, под прямыми солнечными лучами.
Разумеется, для быстрой сушки вам понадобится тепловое воздействие электроприборов, но если вы никуда не спешите и у вас достаточно места, тогда естественная сушка будет более приемлемым вариантом.
Сушка на открытом воздухе
Сушка ягод на открытом воздухе — это самый простой и наименее затратный способ получения хорошо высушенных плодов аронии. Вам только нужно подготовить рябину вышеуказанным способом, рассыпать на противень в один слой и поместить его в хорошо проветриваемое место, не забывая помешивать в процессе сушки.
Когда плоды перестанут сжиматься и станут морщинистыми, можно будет убрать их на дальнейшее хранение. Тем не менее если погодные условия или какие-либо другие факторы не позволят вам хорошо высушить плоды черноплодной рябины естественным способом, тогда можно завершить процесс, досушив ягоды в духовке при температуре не больше +60 °C. Однако в любом случае рябина не должна потерять свой характерный цвет и запах.
Сушка в духовке
Многие хозяйки предпочитают выполнять сушку ягод черноплодной рябины в обычной бытовой духовке. С практической точки зрения такое решение вполне объяснимо, ведь времени на заготовку плодов тратится намного меньше. Как и в предыдущем варианте, снятые с зонтиков ягоды хорошо промывают и ждут, пока вода полностью стечет, но только перед непосредственным помещением в духовой шкаф плоды раскладывают на сухом и чистом полотенце, которое должно убрать остатки жидкости. После того как ягоды хорошо просохнут, их можно будет отправить в духовку, предварительно разогретую до +40°С. При такой температуре плоды должны сушиться около получаса, после чего температуру повышают до +60°С и продолжают процесс до полной готовности ягод.
Чтобы определить, высохла черноплодная рябина или нет, обратите внимание на наличие капель воды на плодах: если они есть, значит, сушка еще не закончена.
Как и при естественном сушении, рябину периодически перемешивают, не позволяя долго залеживаться на одной стороне. Кроме того, можно заготавливать ягоды аронии кистями, для чего их с куста срезают ножницами и, нанизав на нить, подвешивают на чердаке, веранде или на балконе.
Сушка в электросушилке
Современные бытовые приборы делают нашу жизнь намного проще, и вопросов заготовки сезонных фруктов или ягод это тоже касается. Так, при наличии электросушилки вы сможете очень быстро высушить черноплодную рябину, сохранив при этом максимальное количество ее полезных свойств. Как же правильно выполнить сушение в таком чудо-приборе? Подготовленные ягоды (чистые, без листков и порченных экземпляров) промывают в проточной воде и дают ей время полностью стечь. После этого плоды раскладывают на сито тонким слоем (как и при сушении в духовке, не больше нескольких сантиметров в толщину) и помещают в электросушилку, установив температуру на +60-70 °C.
Хорошо просушенная арония должна полностью избавиться от воды, сохраняя при этом свой натуральный цвет (плоды не должны приобрести красно-бурый оттенок). Также следует отметить, что при таком способе сушки ягоды черноплодной рябины теряют неприятную терпкость, а их вкус становится сладковатым с еле заметной кислинкой.
Как хранить сушеные ягоды
Способ хранения черноплодной рябины во многом зависит от варианта ее заготовки. К примеру, уложенную в ящики свежую рябину хранят в сухом помещении при температуре +2-3 °C и влажности 80-85%. В таких условиях ягоды со временем подсыхают и темнеют, но остаются пригодными в течение шести месяцев.
Слегка подмерзшие щитки рябины нередко нанизывают на нитку и подвешивают в сухом и холодном месте (например, на чердаке или в сарае), причем в районах с устойчивой зимой ее хранят таким способом до самой весны. Что касается хорошо высушенных ягод аронии, то наилучшим местом для их хранения являются пластиковые контейнеры или стеклянные емкости, плотно закрытые капроновыми крышками. Также можно использовать деревянную тару, однако основное условие — защита плодов от влаги. При соблюдении этого требования заготовку можно хранить до двух лет.
Сушеные плоды сохраняют приятный аромат и естественный блеск, хотя на вид они морщинистые, а при сжатии в кулаке скомкаются.
Как заморозить черноплодную рябину
Одним из самых удобных способов заготовки ягод на зиму является использование морозильной камеры. Поэтому если ваш холодильник оснащен объемным морозильным отделением, следует рассмотреть вариант замороженной черноплодной рябины. Такие плоды всегда остаются свежими, а процесс их заготовки не требует никаких затрат.
Разумеется, как и любой другой вариант создания запасов на зиму, заморозка черноплодной рябины имеет свою инструкцию: перебрав, промыв и просушив ягоды, их помещают в порционные пакеты (обязательное условие) и плотно завязывают (можно запаять). После этого аронию равномерно раскладывают в морозильном отделении и оставляют там до полной заморозки. В некоторых случаях плоды могут замораживать россыпью и только после этого укладывать в плотно закрывающуюся емкость.
Не стоит лишний раз размораживать весь объем заготовленных ягод, если вам необходимо взять лишь горсть для приготовления компотов или пирога. При оттаивании и повторной заморозке они теряют существенное количество витаминов, и чем чаще вы выполняете этот процесс, тем меньше витаминов остается.
Изюм из черноплодной рябины
Еще одним неплохим решением заготовки ягод аронии на зиму является создание изюма. Для этого вам понадобится 1,5 килограмма очищенных ягод, 1 килограмм сахара, 2 стакана воды и 1 ч. ложка лимонной кислоты.
В первую очередь необходимо сварить сироп из воды и сахара, после чего в него опускают ягоды и лимонную кислоту и продолжают варку в течение 20 минут. По истечении указанного времени ягоды достают, откидывают в дуршлаг и остуживают. Как только весь сироп стечет, следует выложить плоды на пергаментную бумагу, которая расстилается на противне. Как и при обычной сушке, будущий изюм из черноплодной рябины необходимо периодически помешивать, продолжая высушивать в течение 3-4 дней. Как только он достигнет нужного состояния, его пересыпают в бумажный пакет или стеклянную банку, накрыв ее марлевой повязкой.
Помимо плодов у вас также останется сироп, в котором они варились. Не выливайте его, ведь если слить его в стерильную посуду, то зимой будет из чего готовить вкусные напитки и кисели.
Черноплодная рябина, протертая с сахаром
Если вы хотите получить полезную заготовку черноплодной рябины без тепловой обработки, то, пожалуй, самым удачным вариантом будут ягоды, перетертые с сахаром.
Такой состав сохранит все полезные соединения и витамины растения, что станет настоящей находкой в период простудных эпидемий или при наступлении авитаминоза. Все, что нужно в этом случае, это один килограмм ягод и 500-800 граммов сахара. Разница в количестве сахара зависит от индивидуальных предпочтений, то есть если вы предпочитаете более сладкие плоды, то лучше взять 800 граммов, но если вам нравится легкая природная кислинка ягод черноплодной рябины, тогда будет достаточно и 500 граммов.
Перед заготовкой хорошо переберите ягоды, отделив их от веточек, и промойте плоды под проточной водой.
После легкого просушивания рябины возьмите блендер и измельчите ее, добавив сахар. Вместо блендера можно использовать и обычную мясорубку, дважды пропустив через нее ягоды. На выходе вы получите однородную ягодную смесь, которой необходимо дать время настояться. Затем, перемешав пюре еще раз, его можно разлить по горячим, только простерилизованным банкам, плотно закрыв такими же стерильными полиэтиленовыми крышками.
Готовые банки оставляют настояться, чтобы плоды пустили сок еще больше (за это время и сахар полностью растворится), а затем закрытые емкости убирают в прохладное и темное место (можно использовать обычный холодильник).
Итак, мы выяснили, как можно хранить черноплодную рябину, чтобы на зиму у вас был полный запас витаминов, а какой именно способ выбрать — решать вам.
Если удобнее использовать сушеные плоды, тогда можете воспользоваться духовкой, а если хотите максимально сохранить свежую форму (в том числе вкус и запах), то лучше отдать предпочтение методу заморозки или перетереть ягоды с сахаром.
Черноплодная рябина (ее еще называют «арония черноплодная») — растение, имеющее красивые и блестящие плоды, отличающиеся приятным, терпковатым, кисловато-сладким вкусом. Ягоды богаты витаминами С, Р, Е, РР и витаминами группы В. Кроме того, в состав плодов аронии также входят каротин и целый ряд микроэлементов, основными из которых выступают железо, бор, йодистые соединения, медь, марганец и молибден. Благодаря столь богатому составу ягоды аронии широко применяются в народной медицине, а учитывая, что в свежем виде черноплодную рябину любят далеко не все, то существование огромного количества рецептов ее заготовки и хранения вполне объяснимо. Давайте рассмотрим наиболее популярные из них.
автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему: Технология комплексной переработки плодов рябины обыкновенной
Автореферат диссертации по теме «Технология комплексной переработки плодов рябины обыкновенной»
На правах рукописи
Зологина Вероника Геннадьевна
ТЕХНОЛОГИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛОДОВ РЯБИНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ
05 21 03 — Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Работа выполнена в Сибирском государственном технологическом университете на кафедре «Промышленная экология, процессы и аппараты химических производств», г. Красноярск.
Доктор технических наук, профессор
Левин Борис Давидович
доктор технических наук, профессор
Петров Валентин Сергеевич
кандидат технических наук, доцент
Демина Ольга Васильевна
Ведущая организация: Институт леса им. В.Н.Сукачева СО РАН
Зашита диссертации состоится « 4 » марта 2021 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.253.01 Сибирского государственного технологического университета
Отзывы (в двух экземплярах) с заверенными подписями просим направлять ученому секретарю диссертационного совета по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного технологического университета
Автореферат разослан «3_» февраля 2021 г.
Ученый секретарь диссертационного совета кандидат химических наук, доцент
Общая характеристика работы
Актуальность темы. В Красноярском крае достаточно широко распространены дикорастущие плодовые деревья и кустарники, ягоды которых зачастую представляют большую практическую ценность и произрастают в достаточных для промышленной переработки количествах.
Ценность плодов определяется комплексом содержащихся в них биологически активных веществ (БАВ) — полифенолов, витаминов, каротина, минеральных, пектиновых веществ и других. Ягоды дикоросов содержат в два-три раза больше БАВ, чем одноименные культурные сорта. Кроме того, БАВ растений действуют мягче, чем синтетические аналоги, оказывают комбинированное воздействие на организм и пригодны для длительного применения.
Сибирь является одним из регионов России в котором широко распространена рябина обыкновенная ^гЬш aucuparia) — дерево средней высоты с серой гладкой корой, непарноперистыми листьями, мелкими белыми цветками, собранными на концах ветвей в крупные щитки. Его ягоды ярко-оранжевого цвета обладают терпким, горьковатым вкусом, исчезающим после заморозков. Цветет рябина в мае — июне, широко распространена в Северном полушарии. Её значение обусловлено зимостойкостью, устойчивостью к болезням и повреждению вредителями, неприхотливостью к условиям произрастания, высокой и регулярной урожайностью, полезными свойствами плодов, содержащих больше витаминов, чем многие другие плодовые культуры. По их содержанию рябина превосходит даже такие зарекомендовавшие себя источники витаминов, как морковь, яблоки и даже апельсины. Кроме того, в плодах также присутствуют полифенолы, сахара, органические кислоты, минеральные, пектиновые и дубильные вещества В семенах содержатся эфирные масла. Ягоды рябины обыкновенной, широко используются в самых разнообразных областях. Все изложенное выше и определяет большой интерес к красной рябине.
Однако вопросы, касающиеся технологии комплексной переработки плодов, изучены недостаточно. На практике в основном используется гидрофильная часть ягод. В тоже время отходы в виде жома богаты биологически активными веществами и могут быть использованы в качестве вторичного сырья. Изучение вопросов их вовлечения в хозяйственный оборот представляется весьма актуальным.
Исследования выполнялись в соответствии с планом НИР СибТТУ, финансируемых из средств федерального бюджета по единому заказ-наряду по теме «Комплексное использование лесов Сибири», по гранту Министерства образования РФ «Разработка научных основ и технологий выделения экологически чистых витаминизированных, гипотензивных и других продуктов из дикорастущих плодовых Сибири».
Цели и задачи исследований. Целью работы является разработка технологии комплексной переработки плодов Sorbus aucuparia на основе результатов решения следующих задач:
1. Изучение динамики БАВ плодов рябины обыкновенной в процессе вегетации;
2. Изучение химического состава плодов рябины обыкновенной, произрастающей в Красноярском крае;
3. Изучение динамики БАВ плодов рябины при хранении в различных условиях;
4. Исследование влияния методов и условий измельчения плодов рябины на сохранность БАВ и их распределение между соком и жомом;
5. Исследование влияния условий экстрагирования на динамику извлечения, выход и сохранность БАВ;
Научная новизна работы. Впервые изучена динамика БАВ ягод рябины, произрастающей в Красноярском крае, в процессе вегетации.
Установлены диапазоны содержания отдельных групп веществ в плодах рябины обыкновенной, характерные для Сибирского региона.
Впервые системно изучена динамика БАВ плодов рябины при хранении в различных условиях, показано их влияние на химический состав.
Изучены закономерности влияния методов и условий сокоотделения и подготовки ягод к экстрагированию на сохранность БАВ.
Установлены закономерности влияния условий экстрагирования на динамику, выход и сохранность БАВ.
Практическая значимость. Установлены рациональные сроки сбора плодов рябины обыкновенной и направления наиболее перспективного их использования. Определены рациональные методы и условия хранения плодов, получения сока, подготовки к экстрагированию и процесса извлечения БАВ. Разработаны технологические схемы и аппаратурное оформление линий переработки ягод рябины.
Апробация работы: Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на конференциях: международных — «Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса» (Екатеринбург, 2021 г.), «Химия» (Новосибирск, 2021 г.), «Химико-лесной комплекс — научное и кадровое обеспечение в XXI веке. Проблемы и решения» (Красноярск, 2021 г.); всероссийских — «Достижения науки и техники -развитию Сибирских регионов» (Красноярск, 2021 г.), «Лесной комплекс -проблемы и решения» (Красноярск, 2021 г.), «Лесной и химический комплексы — проблемы и решения (экологические аспекты)» (Красноярск, 2021 г.).; региональных — ((Красноярский край: освоение, развитие, перспективы» (Красноярск, 2021 г.), ((Комплексное использование растительных ресурсов лесных экосистем» (Красноярск, 2021 г.); краевых — «Экологические проблемы Красноярского края» (Красноярск, 1997 г.), «Проблемы химико-лесного комплекса» (Красноярск, 1997,2021 гг.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, библиографии, состоящей из 312 наименований. Материал изложен на 148 страницах, содержит 18 таблиц и 27 рисунков.
Основное содержание работы
Введение. Во введении обоснована тема диссертационной работы и её вклад в решение проблемы комплексного и рационального использования растительного сырья.
Литературный обзор. В обзоре научно-технической и патентной литературы рассмотрены работы, посвященные изучению химического состава плодов рябины обыкновенной, произрастающей на территории России, а также вопросы, касающиеся динамики биологически активных веществ в ягодах при вегетации. Рассмотрены области применения плодов дикорастущих растений и продуктов их переработки, методы и режимы хранения сырья, и их влияние на сохранность биологически активных веществ. Проанализированы также различные способы переработки ягод.
Методы проведения экспериментов. Объектом исследования служили плоды 8огЬш аисирапа, произрастающей на территории Красноярского края. Решение поставленных задач проводилось как с использованием общеизвестных методик, принятых в биохимии и химии растительного сырья, так и специально разработанных.
Экспериментальная часть и обсуждение результатов.
Изучение динамики изменения химического состава плодов рябины в процессе вегетации проводилось в 2021 и 2021 годах с момента образования зеленых ягод до фазы полного созревания. Определялись орга-нолептические показатели, контролировались относительная влажность, содержание БАВ. Устанавливалось также влияние первых заморозков на химический состав.
Как видно (рисунок 1), характер динамики всех изучаемых веществ в ходе вегетации по годам качественно и количественно схож.
В первой половине июля в фазе роста и развития завязей количество аскорбиновой кислоты увеличивается в 2 раза в 2021 году и в 1,4 раза в 2021 году, а затем имеет место резкое снижение, что объясняется формированием семян. В дальнейшем содержание витамина С увеличивается постепенно.
В начальный период созревания, когда значительная часть питательных веществ расходуется на образование тканей плода, количество Сахаров накапливается медленно — в среднем на 20 %. Затем, одновременно с
Каротиноиды и хлорофилл
Рисунок 1 — Динамика биологически активных веществ плодов рябины обыкновенной при вегетации
увеличением массы плода, содержание редуцирующих веществ возрастает интенсивнее и стабилизируется.
Изменение в содержании хлорофилла и каротиноидов в плодах рябины взаимосвязано. Содержание хлорофилла в начальный период резко падает примерно на 60 %, затем плавно снижается до минимума, достигаемого в зрелых плодах к концу сентября. При изучении динамики каротиноидов обнаружена близкая к линейной зависимость их содержания в ягодах от стадии зрелости.
Анализ результатов показал, что качественное и количественное изменение содержания полифенольных соединений в 2021 и 2021 годах отличается незначительно. В связи с этим на рисунке 1 представлены усредненные результаты за 2021 и 2021 гг. изменения содержаний антоцианов, флавоноидов, дубильных веществ, витамина Р.
На протяжении всего процесса роста и созревания плодов количество дубильных веществ, флавоноидов и витамина Р уменьшается постепенно, почти прямолинейно. Очевидно, происходят процессы конденсации из низкомолекулярных соединений в высокомолекулярные.
Накопление антоциановых пигментов в плодах начинается с момента образования завязи, максимальное количество антоцианов — 160,2 мг% содержат вполне зрелые плоды.
Рассмотренное выше поведение дубильных веществ, рутина, флаво-ноидов и антоцианов в течение вегетационного периода объясняется тем, что эти вещества находятся в близком родстве и являются продуктами различной степени окисления основной дифенилпропановой единицы. Поэтому процессы конденсации дубильных веществ, рутина, флавоноидов и образования антоциановых красителей взаимосвязаны и отчетливо проявляются в ходе созревания рябиновых плодов.
Следует также отметить, что после первых заморозков уровень дубильных веществ увеличивается в 1,6 раза, рутина в 1,9 раза, флавоноидов в 1,7 раза, антоцианов в 1,4 раза, Сахаров в 1,1 раза, витамина С в 1,2 раза, каротиноидов в 1,4 раза.
Таким образом, основываясь на результатах изучения динамики отдельных групп веществ рябины обыкновенной, можно сделать вывод, что зрелые плоды содержат наибольшее количество ценных компонентов (за исключением хлорофилла), содержание которых после заморозков существенно возрастает.
Полученные сведения несколько отличаются от известных в периодической литературе. Этим еще раз подтверждается вариабельность контролируемых показателей для каждого отдельного вида растительного сырья, зависящих от климата и района произрастания.
С одной стороны, основываясь на результатах проведенного исследования, определение периода сбора плодов не вызывает сложностей, однако, учитывая то, что предназначенные для химической переработки яго-
ды должны сохраняться в течение довольно продолжительного периода времени, окончательное решение может быть выработано лишь с учетом того, как ведут себя в период консервирования БАВ рябины, собранной как до, так и после заморозков.
Химический состав плодов рябины обыкновенной Красноярского края изучался на протяжении пяти лет — с 1998 по 2021 г.г.
Плоды собирались в конце сентября в Канском, Емельяновском, Су-хобузимском районах и в г. Красноярске в сухую погоду и использовались для различных исследований на протяжении всего года. При этом непосредственно после сбора в ягодах определялись: аскорбиновая кислота содержание, которой варьируется от 304,91 до 468,33 мг%, витамин Р 1,49 -5,45 %, каротиноиды 11,16 — 26,41 мг%, антоцианы 100,13-297,05 мг%, флавоноиды 140,72 — 417,04 мг%, дубильные 0,15 — 0,44 %, пектиновые 0,65-2,75 %, редуцирующие вещества 4,20 — 6,05 %. Полученные сведения сравнивались с имеющимися в периодической литературе.
Как показали полученные результаты, содержание БАВ зависит от места произрастания и выше в районах, наиболее удаленных от промышленной зоны. Например, в плодах рябины, произрастающей в Канском районе (1998 г.), отмечено содержание витамина С — 561,32 мг%, кароти-ноидов — 26,41 мг %, дубильных веществ — 0,32 %, флавоноидов — 417,04 мг%, витамина Р — 5,52 %, антоцианов — 297,05 мг%.
Максимальное содержание антоцианов почти в два с половиной раза ниже известных в литературе данных. Содержание каротиноидов, дубильных веществ, флавоноидов, Сахаров сопоставимы с опубликованными сведениями, а концентрации витаминов С и Р, пектиновых веществ даже выше в 1,5-2 раза, что объясняется влиянием географии произрастания, а, кроме того, обобщенностью как для дикорастущих, так и культурных растений, хотя в последних их содержание всегда меньше.
Таким образом, обобщая полученные результаты, можно сделать вывод, что по содержанию полезных компонентов плоды рябины обыкновенной, произрастающей в удаленных от промышленной зоны районах Красноярского края, могут широко использоваться для переработки с получением различных продуктов.
Хранение плодов рябины обыкновенной Плоды дикоросов перерабатываются в течение длительного периода, и, в этой связи, установление условий их продолжительного выдерживания с сохранением содержащихся в них БАВ представляет собой актуальную задачу, решение которой может быть достигнуто разнообразными путями. Ниже излагаются экспериментальные результаты по динамике химического состава ягод рябины, собранных до и после заморозков и хранимых при температурах 20, минус 5 и минус 20 °С (таблица 1).
Основным показателем, определяющим пригодность того или иного технического решения вопроса, является сохранность биологически активных веществ, которая представлена в работе как доля от исходного содержания в растительном сырье.
При хранении на воздухе влажность ягод рябины снижается в течение четырех-шести недель до равновесной и стабилизируется. В этих условиях содержание витамина С, каротиноидов, дубильных веществ, флавоноидов и антоцианов в первые месяцы хранения снижается, затем стабилизируется. Конечная сохранность витаминного комплекса составляет 10 — 38 %, полифенольного 41-82 %. Содержание витамина Р снижается в течение двух недель, затем растет за счет распада сложных высокомолекулярных соединений и в дальнейшем стабилизируется, сохранность при этом составляет 56 — 71 %.
Таблица 1 — Сохранность БАВ плодов рябины при разных условиях хранения
_____ В процентах
Вещества 20 °С — 5 °С — 20 °С
до заморозков после заморозков до заморозке» после заморозков до заморозков
Витамин С 38 10 57 28 74
Каротиноиды 20 14 62 23 64
Витамин Р 71 56 70 61 63
Дубильные вещества 58 56 77 71 85
Флавоноиды 82 63 72 83 83
Антоцианы 69 41 80 45 86
При понижении температуры до минус 5 °С изменение содержания витамина С, каротиноидов, рутина при хранении протекает как и при воздушной сушке, однако, степень разрушения на 23 % меньше. Сохранность при этом витамина С, Р и каротиноидов в плодах, соответственно составляет 28-57,61-70,23-62 %.
Динамика дубильных веществ, флавоноидов и антоцианов в плодах рябины при низкотемпературном хранении существенно отличается от описанной выше при воздушном. Снижение температуры способствует накоплению этих веществ. Содержание полифенольного комплекса в первые месяцы хранения убывает, а затем увеличивается, и концу пятого месяца превышает их исходное содержание на 42, 15 и 51 % соответственно для дубильных веществ, флавоноидов и антоцианов, после чего вновь следует повторное снижение и стабилизация.
Характер зависимости динамики БАВ при температуре минус 20 °С схож с таковым при минус 5 °С, однако их сохранность возрастает приблизительно на 9 %.
Следует также отметить, что сохранность БАВ в плодах, собранных до заморозков, выше, чем в плодах, собранных после, в среднем на 15 %.
При низкотемпературном хранении в плодах, собранных после заморозков, увеличение содержания полифенолов происходит уже после первого месяца хранения, так как структура завязи нарушена в естественных условиях. Возможно, это объясняется тем, что под воздействием низких температур в разрушенных в естественных условиях стенках ягод процессы деструктуризации высокомолекулярных соединений протекают интенсивнее. А в плодах, собранных до заморозков, тенденция к увеличению содержания БАВ выше и наблюдается на четвертом-пятом месяцах хранения.
В ягодах, собранных до заморозков, с понижением температуры от 20 °С до минус 20 °С сохранность витамина С возрастает с 38 до 74 %, ка-ротиноидов — с 20 до 64 %, дубильных веществ — с 58 до 85 %, флавонои-дов — с 82 до 83 %, антоцианов — с 69 до 86 %, однако сохранность витамина Р несколько снижается с 71 до 63 %, возможно, здесь имеют место процессы конденсации.
Анализ изложенных выше сведений приводит к выводу о том, что плоды рябины предпочтительнее хранить при температуре минус 20 °С, так как при этих условиях обеспечивается сохранность как витаминов, так и полифенолов в течение длительного срока, что немаловажно при круглогодичной их переработке, тем более, что содержание последних в ягодах при хранении возрастает.
При определении сроков сбора плодов следует учитывать, что сырье, предназначенное для длительного хранения и переработки в течение годового цикла, предпочтительнее собирать до заморозков. Ягоды, собранные после заморозков, должны перерабатываться в первую очередь, так как в них при низкотемпературном хранении в первые два месяца происходит накопление некоторых веществ (антоцианов, флавоноидов, дубильных веществ), но одновременно и разрушение других (витаминов С, Р, кароти-ноидов).
Подготовка плодов рябины обыкновенной к экстрагированию может вестись по двум направлениям — с отделением сока и без него. Первый путь позволяет использовать сок как готовый продукт и одновременно обеспечить значительное снижение объема твердой фазы (за счет удаления влаги), увеличить плотность укладки, а также сократить энергетические и эксплутационные расходы на хранение жома и экстракцию.
В большинстве случаев основная цель разделения — достижение как можно большего выхода сока Если же после сокоотделения из твердой фазы экстрагируются сохраняющиеся в ней БАВ, то при отжиме влаги не-
обходимо обеспечить максимальное разрушение структуры плодов, что позволит увеличить выход этих веществ и снизить продолжительность процесса извлечения.
Сок отделялся из предварительно разогретой до комнатной температуры ягоды в поршневом, пшековом и центробежном прессах.
Наименьший выход жидкой фазы 25,9 % имеет место при поршневом прессовании, при центробежном он возрастает более чем в два раза -55,7 %, и максимален при шнековом — 63,9 % (таблица 2).
Сок имеет оранже-
Таблица 2 — Результаты разделения плодов рябины вый цвет приятный при различных способах прессования терпкий запах, горьковатый вкус. Следует признать, что содержание сухих веществ в соке красной рябины выше в сравнении с другими ягодами, и от метода извлечения практически не зависит, равняясь 237,2 г/л при поршневом, 246,8 г/л при пшековом и 244,7 г/л при центробежном прессовании.
Наибольшие потери массы 10,3 % наблюдаются при центробежном прессовании, а минимальные — 5,5 % (почти в два раза ниже) при шнековом. Полученный результат объясняется, в основном, трудностями сбора твердых частиц и влаги внутри корпуса пресса.
Наряду с отделением сока, при прессовании ягод большой интерес представляют сведения о степени сохранности БАВ рябины в ходе процесса и их распределение между твердой и жидкой фазами. Результаты изучения этого вопроса представлены в таблице 3, однако, здесь нет сведений, отражающих поведение БАВ рябины при поршневом прессовании. Действительно, во-первых, путем выдавливания влаги под воздействием поршня не удается получить высокий выход сока Во-вторых, кроме того, поршневой пресс является машиной периодического действия, то есть характеризуется низкой производительностью и значительными потерями времени на непроизводительные операции — загрузку сырья, выгрузку выжимок и подготовку цилиндра к следующему рабочему циклу. Кроме того, разрушение структуры плодов в этих условиях также минимальное. По указанным причинам поршневое прессование ягод, как бесперспективное, в дальнейшей работе не проводилось.
Анализ представленных в таблице результатов позволяет отметить ряд закономерностей. Так, очевидно, что при обоих способах отжима основная масса БАВ содержится в соке (приблизительно в 1,5-3 раза больше, чем жоме). Исключение составляют каротиноиды, которых в два с липшим раза больше остается в жоме, чем в соке.
Таблица 3 — Распределение биологически активных веществ плодов рябины обыкновенной при сокоотделении
Точно также среднее значение потерь биологически активных веществ практически не зависит от способа разделения ягод — 27,6 % при шнековом и 25,5 % — при центробежном сокоотделении. При шнековом прессовании отмечены численно меньшие потери витаминов С и Р, флаво-ноидов, дубильных веществ, Сахаров, большие — антоцианов, каротинои-дов. При обоих методах отжима наиболее стойкими оказались витамин Р, флавоноиды, дубильные вещества Максимальная разница в величине потерь в зависимости от типа пресса наблюдается у витамина С — 17,7 % в шнековом и 43,6 % — в центробежном. Возможно, во втором случае это объясняется тем, что при раздирании ягод имеют место большее разрушение их структуры и разогрев, что и ведет к росту степени разрушения аскорбиновой кислоты как термолабильного и легкоокисляемого вещества При использовании шнекового пресса условия более мягкие, поэтому и потери почти в два с половиной раза меньше.
Исследована также возможность подготовки плодов к последующей переработке путем ножевого измельчения без разделения фаз, при котором параллельно со сжатием под давлением шнека, мякоть подвергается резке вращающимся ножом.
Результаты, полученные при ножевом измельчении плодов, представлены в таблице 3. Характерной особенностью этого способа является то, что при получении пюреобразной массы без её разделения на сок и жом сохранность БАВ оказывается значительно выше, чем при сокоотделении. Максимальное разрушение отмечено у витамина Р — 25,4 %, снижение содержания остальных контролируемых веществ невелико от 1,6 (антоциа-ны) до 6,8 % (дубильные вещества). По всей видимости, объясняется это тем, что ножевому измельчению подвергаются плоды без предварительной
разморозки, что повышает эффективность процесса измельчения, а также уменьшает влияние разогрева на разрушение БАВ.
Таким образом, выбор того или иного метода подготовки плодов рябины к экстрагированию связан с тем, какие при этом ставятся задачи. Если, помимо получения экстрактов БАВ, параллельной технологической задачей является отделение витаминизированного рябинового сока, то целесообразнее использовать шнековое прессование, обеспечивающее максимальный выход жидкой фазы и меньшие, сравнительно с центробежным, потери сырья и БАВ.
Если же при дроблении ягод нет необходимости получения сока, а единственной целью является максимально большее извлечение биологически активных веществ, то предпочтительнее ножевое измельчение предварительно замороженных ягод, позволяющее обеспечить высокие сохранность и выход БАВ, а также, как излагается ниже, сократить продолжительность извлечения.
Учитывая, что наибольшая сохранность биологически активных веществ наблюдается при ножевом измельчении, представляет интерес исследование влияния условий дробления на сохранность химического состава плодов и выход веществ при экстрагировании.
Для решения этого вопроса замороженные плоды рябины обыкновенной подвергались дроблению в ножевом размельчителе с разными диаметрами отверстий неподвижного ножа 5, 6 и 7 мм.
Минимальный размер отверстий был принят потому, что дальнейшее его уменьшение ведет к значительному росту сопротивления, следствием чего является повышение температуры ягодной массы и рост потерь БАВ. С другой стороны, увеличение диаметра отверстий фильер выше 7 мм не имеет смысла, так как средний размер плодов рябины равен 7/8 мм.
С уменьшением размера отверстий фильеры содержание БАВ в измельченном сырье снижается на 1-2 %, потери почти всех веществ не превышают 5 %. Максимальное разрушение отмечено у витамина Р, с уменьшением диаметра фильеры от 7 до 5 мм потери увеличиваются почти в два раза с 15,16 до 27,11 %. Содержание экстрактивных веществ выше при диаметре отверстий 5 мм и составляет 42,7 г/л против 35,3 г/л при 7 мм, что является следствием большего измельчения ягод и увеличения площади контакта фаз.
Таким образом, уменьшение размера отверстий неподвижного ножа на сохранности БАВ плодов практически не сказывается, но ведет к увеличению выхода экстрактивных веществ. Поэтому при подготовке плодов рябины к экстрагированию без отделения сока сырье необходимо измельчать в мороженом виде, непосредственно перед экстракцией на ножевом размельчителе с диаметром отверстий фильер, равным 5 мм, что позволит сократить потери БАВ и увеличить их выход.
Анализ полученных результатов приводит к заключению о том, что подготовка плодов к экстракции может осуществляться по одному из двух вариантов: первый — с отделением сока, а второй с получением пюре. В первом случае, наряду с отводом витаминизированного сока, который может использоваться как самостоятельный продукт, наблюдаются высокие потери и низкое остаточное содержание БАВ в жоме. Во втором варианте потери БАВ сведены к минимуму, однако при этом невозможно получение сока, и, следовательно, технология переработки плодов может быть организована по одному из двух направлений, в зависимости от намечаемой цели.
Исследование процесса извлечения биологически активных веществ из плодов рябины обыкновенной. Известно, что качественный и количественный составы экстрактов, получаемых из растительного сырья, зависят от ряда факторов: температуры, продолжительности процесса, природы экстрагента и других. В связи с этим в настоящей работе изучалось влияние полярности растворителей, в качестве которых использовались: гексан, ацетон, этиловый спирт и вода, и режимных условий экстрагирования на выход биологически активных веществ.
Исчерпывающая экстракция проводилась в аппарате Сокслетта при массовом соотношении твердой и жидкой фаз равным 1:5. Определялись физико-химические показатели и химический состав получаемых экстрактов. Результаты представлены в таблице 4, в процентах от содержания в исходном сырье.
Таблица 4 — Физико-химические показатели и химический состав
экстрактов плодов рябины ___________В процентах
Показатель Гексан Ацетон Этанол Вода
Цвет ярко-желтый ярко-оранжевый темно-оранжевый темно-коричневый
Из исследованных растворителей вода и этанол отличаются наибольшим содержанием экстрактивных веществ (74,4 и 61,4 % а.с.с. соответственно), в том числе и биологически активных. По этой причине дальнейшая часть работы посвящена изучению процесса экстрагирования БАВ водноэтанольными смесями различного состава.
Экстрагирование проводилось на универсальной лабораторной встряхивающей установке в активном гидродинамическом режиме при амплитуде колебаний 3 см и частоте 150 колебаний в минуту, при массовом соотношении сырья и растворителя, равном 1:5. Содержание этанола в экстрагенте варьировалось от 0 до 90 % (об.) Диапазон изменения температуры был выбран от 20 до 80 °С, Верхний её предел ограничивался из-за возможного термического разрушения БАВ.
На рисунке 2 приведены кривые динамики извлечения экстрактивных веществ (ЭВ) различными водноспиртовыми смесями при температуре 50 «С.
^ I г 2 4 Продолжительность извлечения, ч
Рисунок 2 — Динамика извлечения экстрактивных веществ рябины водноспиртовыми смесями при температуре 50 °С
Отчетливо видно, что наиболее интенсивный их выход наблюдается на протяжении первого часа, затем темп плавно снижается и к концу второго часа массоперенос практически заканчивается. Аналогично выглядят и кривые выхода экстрактивных веществ, а также отдельных БАВ, при температурах 20 и 80 °С.
Содержание этанола в жидкой смеси оказывает влияние на выход экстрактивных веществ, который максимален при извлечении БАВ 30 %-й водноэтанольной смесью и минимален в 90 %-м этаноле. При сравнении результатов выявляется также и влияние температуры на результаты экстрагирования, с повышением которой до 80 °С степень извлечения увеличивается, однако, оптимальное её значение можно оценить лишь с учетом влияния на биологически активные вещества.
Более наглядно роль режимных факторов в процессе извлечения можно оценить по зависимостям выхода экстрактивных веществ рябины от содержания этанола в смеси (рисунок 3) (показатели представлены по
Рисунок 3 — Зависимости выхода экстрактивных веществ рябины от содержания этанола в смеси
результатам четырехчасового экстрагирования). С повышением температуры системы выход экстрактивных веществ несколько возрастает, но различия, имеющие место в интервале 20-50 °С, заметно больше (на 15 %), чем при 50-80 °С (на 3 %). Возможно, причинами являются интенсификация обменных процессов, ослабление химических связей.
Связь степени извлечения экстрактивных веществ с концентрацией этанола в растворителе более сложна. Максимумы их экстрагирования имеют место при концентрациях этилового спирта 30 и 75 % и равны, соответственно, при 20 °С 61,9 и 57,6 % ах.с, а при 80 °С 73,9 и 68,6 % а. с. с.
Следует сказать, что влияние режимных условий на результаты извлечения Сахаров и характер зависимостей качественно аналогичны полученным для экстрактивных веществ. Установлено, что 30 %-й этанольной смесью (в температурном интервале 20-80 °С) из плодов рябины извлекается 47,3-53,4 % Сахаров, при использовании 75 %-й смеси — выход составляет 42,1-52,5 %.
Кривые выхода витамина С имеют максимумы, соответствующие 45 %-й концентрации этанола в растворителе (рисунок 4). Аскорбиновая кислота относится к водорастворимым веществам, но в водных растворах быстро и легко окисляется, поэтому с ростом содержания этанола в растворителе до концентрации 45 % доля витамина С в растворе возрастает, а при дальнейшем увеличении содержания этилового спирта растворимость аскорбиновой кислоты начинает снижаться вследствие уменьшения доли воды.
Повышение температуры ведет к увеличению выхода витамина С, однако, при оптимальной концентрации этанола этот эффект существенен лишь в области значений 20-50 °С. При изменении температуры от 50 до 80 °С содержание аскорбиновой кислоты в 45 %-м растворе этанола снижается от 68,8 до 23,9 мг %. По всей видимости, увеличивается эффект термического разрушения витамина С. Максимальное его извлечение 45 %-м водным раствором этанола достигается при 50 °С и равняется 68,8 % от исходного содержания в ягоде.
Рисунок 4 — Зависимости выхода витамина С от концентрации этанола в растворителе при различных температурах
Каротиноиды, являющиеся органорастворимыми веществами, наиболее полно извлекаются 90 %-ным этанолом. Их выход при изменении температуры от 20 до 50 °С возрастает от 13,7 до 15,9 %, с увеличением температуры до 80 °С выход, вследствие термического разрушения, снижается до 14,4 %.
Зависимости выхода веществ полифенольного комплекса (витамин Р, дубильные вещества, антоцианы, флавоноиды) от температуры качественно совпадают с таковыми для витамина С, но максимумы их извлечения приходятся на концентрацию этанола в смеси 60 %. Так, при температуре экстракции 50 °С выход антоцианов из плодов составляет 20,2 % от исходного содержания, дубильных веществ — 71,2 %, флавоноидов — 74,1 %, витамина Р — 64,5 %.
Влияние температуры процесса на извлечение полифенолов отражено на графике (рисунок 5).
Рисунок 5 Зависимости максимальных выходов полифенолов от температуры процесса
Повышение температуры среды от 20 до 80 °С ведет к росту выхода витамина Р от 60,7 до 74,3 % , дубильных веществ от 54,8 до 74,1 %, флавоноидов от 70,9 до 79,7 %. Несколько иначе ведут себя антоцианы. Вследствие их термочувствительности выход в интервале температур 20-
50 °С растет от 16,3 до 20,2 %, а при увеличении температуры до 80 °С снижается до 19,3 %.
Таким образом, основываясь на полученных результатах, можно сделать вывод, о том, что для получения экстрактов с максимально возможным содержанием биологически активных веществ процесс следует вести 60 %-й водноэтанольной смесью, при температуре 50 °С, при массовом соотношении сырья и растворителя 1:5, в течение двух часов, в активном гидродинамическом режиме.
Исследована также перспектива использования послеэкстракционно-го шрота в качестве кормовой добавки. Установлено, что в нем содержится еще достаточно БАВ и перевариваемость составляет 22 — 34 %.
О технологии переработки плодов рябины обыкновенной. Таким образом, в работе последовательно изучены основные операции, комплекс которых, позволяет составить описываемые ниже технологические схемы переработки плодов и предложить варианты их аппаратурного оформления.
Технологическая схема №1 (с получением сока) состоит из следующих операций.
1) сбор, сортировка, подготовка плодов к хранению;
2) охлаждение и последующее хранение ягод при минус 20 °С;
3) размораживание и разогрев ягод до температуры (20 ± 2) °С;
4) пшековое прессование ягод с получением сока и жома;
5) получение водноспиртовых экстрактов БАВ из жома плодов рябины;
6) сушка и хранение с целью утилизации послеэкстракционного шрота.
Технологическая схема №2 (без получения сока) состоит из следующих операций.
1) сбор, сортировка, подготовка плодов к хранению;
2) охлаждение и последующее хранение ягод при минус 20 °С;
3) ножевое измельчение и получение пюреобразной массы;
4) получение водноспиртовых экстрактов БАВ;
5) сушка и хранение с целью утилизации послеэкстракционного шрота
Ниже представлены варианты аппаратурного оформления, предложенных технологических линий переработки ягод рябины.
Технологическая линия переработки ягод рябины обыкновенной (рисунок 6) с получением сока состоит из следующих узлов:
Технологическая линия переработки ягод рябины обыкновенной без отделения сока отличается от предыдущей тем, что здесь для дробления ягод вместо пшекового разделителя используется ножевой измельчитель и отсутствует операция разогрева ягод.
Собранные плоды поступают в узел 1 приёмки и подготовки плодов к хранению. Здесь они перебираются для отделения мусора и подпорченных ягод, пакуются в полиэтиленовые пакеты и укладываются в деревянные, картонные или полиэтиленовые ящики (коробки), которые хранятся в холодильной камере 2 при температуре минус 20 °С. При переработке по первому варианту ягоды переводятся из холодильной камеры в помещение с комнатной температурой и выдерживаются в течение суток, затем дробятся в шнековом измельчителе с параллельным получением сока, который после фильтрования упаковывается, а измельченный жом загружается в экстрактор 9, снабженный мешалкой. Сюда же из ёмкости 6 центробежным насосом 7 через теплообменник 8 подается водноэтанольная смесь с содержанием спирта, равным 60 %. Температура экстрагента в теплообменнике доводится до 55 °С, либо за счет тепла водяного пара давлением 1 ат, либо любого другого источника низкотемпературного тепла, в избытке имеющегося в любом производстве и обычно не утилизируемого. За счет этого же тепла поддерживается равной 50 — 55 °С температура смеси в экстракторе 9.После извлечения БАВ суспензия разделяется в вакуум-фильтре 10. Экстракт направляется на последующую переработку, либо консервируется.
Послеэкстракционный шрот с влажностью 75-80 %, представляющий собой вторичное сырье, либо непосредственно вводится в корм животных, либо направляется на тепловую сушку, после чего пакуется для хранения и следующего введения, как один из ингредиентов, в комбикорм.
Второй вариант технологической схемы отличается тем, что плоды после хранения в холодильной камере подаются на дробление в ножевой размельчитель 3 без предварительного разогрева, а полученное из ягод пюре целиком, без отделения сока, направляется в экстрактор 9.
Ориентировочные технико-экономические расчеты показали, что производство водноспиртовых экстрактов из плодов рябины обыкновенной рентабельно, срок окупаемости составляет 2 года
1. По содержанию полезных компонентов плоды рябины обыкновенной, произрастающей в Красноярском крае, могут широко использоваться для переработки с получением различных продуктов.
2. Для извлечения биологически активных веществ следует заготавливать наиболее богатые ими зрелые ягоды, сбор которых предпочтительнее вести в местах, удаленных от промышленной зоны.
3. При круглогодичной переработке хранить в условиях отрицательных температур (-20 ± 2 °С) в течение длительного времени предпочтительнее сырье, собранное до заморозков, как наиболее стойкое, ягоды же, тронутые морозом, в которых, содержание БАВ выше, необходимо использовать в первую очередь.
4. Подготовка плодов к экстракции может осуществляться по одному из двух вариантов: первый — с отделением сока, второй с получением пюре.
5. Для получения экстрактов с максимально возможным содержанием биологически активных веществ процесс следует вести 60-%ной вод-ноэтанольной смесью, при температуре 50 °С, при соотношении сырья и растворителя 1:5, в течение двух часов, в активном гидродинамическом режиме.
Основные материалы диссертации изложены в следующих работах;
1. Крымкова, В.Г. Влияние условий экстрагирования рябины обыкновенной на выход биологически активных веществ / В. Г. Крымкова, Т.В.Борисова, Б.Д.Левин // Экологические проблемы Красноярского края: Сб. тез. краевой науч.-практ. конф.- Красноярск, 1997. — С. 35-36.
2. Левин, Б.Д. Проблемы комплексного использования дикорастущих плодовых Сибири / Б.Д. Левин, Т.В. Борисова, В.Г. Крымкова, О.С. Казанцева // Достижения науки и техники — развитию города Красноярска: Материалы межвуз. науч.-практ. конф. -Красноярск, 1997. -С.300-301.
3. Левин, Б.Д. Зависимость выхода экстрактивных веществ дикорастущих плодовых от технологических факторов экстракции / Б.Д. Левин, Т.В. Борисова, В.Г. Крымкова, О.С. Казанцева, В.В. Соловьев // Проблемы химико-лесного комплекса: Сб. тез. науч.-практ. конф. — Красноярск, 1997.-С. 45-46.
4. Левин, Б.Д. Влияние полярности растворителя на химический состав экстрактов рябины обыкновенной / Б.Д. Левин, Т.В. Борисова, В.Г. Крымкова, Т.Н. Емелина // Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса: Сб. тез. международ. науч.-техн. конф.-Екатеринбург, 2021. — С . 211-212.
5. Крымкова, В.Г. Динамика биологически активных веществ рябины обыкновенной при хранении / В.Г. Крымкова, Т.Н. Емелина, Т.В. Борисова, Б.Д. Левин, СМ. Репях // Достижение науки и техники — развитию Сибирских регионов: Тез. докл. Всеросс. науч.-практ. конф- Красноярск, 2021.-С. 258-259.
6. Крымкова, В.Г. Рябина обыкновенная — источник биологически активных веществ / В.Г. Крымкова, Т.Н. Емелина, Т.В. Борисова, Б.Д. Левин,
СМ. Репях // Химия: Тез. докл. XXXVII международ, науч. студен. конф.-Новосибирск, 2021. — С. 59.
7. Крымкова, В.Г. Получение биологически активных веществ плодов рябины обыкновенной / В.Г. Крымкова, Т.Н. Емелина, Т.В. Борисова, Б.Д. Левин // Проблемы химико-лесного комплекса: Тез. докл. науч.-практ. конф. студентов и молодых ученых,-Красноярск, 2021. — С. 137.
8. Крымкова, В.Г. Химический состав полученных продуктов экстракции плодов рябины обыкновенной различными растворителями / В.Г. Крымкова, Т.Н. Емелина, Т.В. Борисова, Б.Д. Левин // Проблемы химико-лесного комплекса: Тез. докл. науч.-практ. конф. студентов и молодых ученых.-Красноярск, 2021. — С. 141.
9. Крымкова, В.Г. Сохранность биологически активных веществ рябины обыкновенной в условиях выдерживания при различных температурах / В.Г. Крымкова, Т.Н. Емелина, Т.В. Борисова, Б.Д. Левин, СМ. Репях // Лесной комплекс — проблемы и решения: Сб. тез. докл. Всеросс. науч.-практ. конф.-Красноярск, 2021. — С. 322-324.
10. Крымкова, В.Г. Поведение биологически активных веществ дикорастущих плодовых при пресервировании в различных условиях / В.Г.Крымкова, Т.В.Борисова, Б.Д.Левин // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2021. — №9. — С. 21-23.
11.Крымкова, В.Г. Переработка плодов рябины обыкновенной с получением биологически активных веществ / В.Г.Крымкова, Т.В.Борисова, Б.Д.Левин // Химико-лесной комплекс — научное и кадровое обеспечение в ХХЗ веке. Проблемы и решения: Сб. ст. международ, науч.-практ. конф. — Красноярск, 2021. — С. 230-233.
12.3ологина, В.Г. О технологии переработки ягод рябины обыкновенной / В.Г. Зологина, О.Н. Еременко, Т.В. Борисова, Б.Д. Левин // Вестник СибТТУ. — 2021. — №1. — С. 66-68.
В.Зологина, В.Г. Об экстрагировании биологически активных веществ рябины обыкновенной водноэтанольными смесями / В.Г.Зологина, Т.В.Борисова, Б.Д.Левин // Хранение и переработка сельхозсырья. —
15.Зологина, В.Г. Изменение химического состава в процессе созревания плодов рябины обыкновенной / В.Г.Зологина, Б.Д.Левин, Т.В.Борисова, В.М.Воронин // Комплексное использование растительных ресурсов лесных экосистем: Сб. тр. регион, науч.-практ. конф.- Красноярск: КГТЭИ, 2021. -С 161-166.
16.3ологина, В.Г. Исследование химического состава плодов рябины обыкновенной, произрастающей в Красноярском крае / В.Г.Зологина, Б.Д.Левин, Т.В.Борисова // Лесной и химический комплексы — проблемы и решения (экологические аспекты): Сб. ст. по материалам всеросс. науч.-практ. конф. Том 3 — Красноярск: СибГТУ, 2021. — С. 49-53. 17.Зологина, В.Г. Разделение плодов рябины обыкновенной при различных способах прессования / В.Г.Зологина, Б.Д.Левин, Т.В.Борисова,
