книги2 / konf_15-24

Электронный архив УГЛТУ

вкусом по сравнению со столовыми аналогами, что делает их нерентабельным товаром на рынке свежих продуктов. Однако использование их в качестве сырья для получения слабоалкогольных напитков, производства пектина и пектинопродуктов, а также переработка вторичных продуктов и отходов фруктового производства для использования в косметической промышленности поможет сократить количество отходов и повысить спрос на уральские сорта яблок.

Химический состав свежих яблок характеризуется высоким содержанием различных полезных компонентов, в том числе сахаров, витаминов, клетчатки, жиров, восков, каротиноидов, макро- и микроэлементов, эфирных масел, тритерпеноидов, пектиновых веществ и α-аминокислот. Семечки содержат амигдалин, эфирное масло, фитонциды и жирное масло [1].

В качестве объекта исследований нами были использованы образцы плодов яблок, произрастающих в Уральском саду лечебных культур УГЛТУ им. профессора Л. И. Вигорова. Мы проанализировали яблоки таких сортов, как Апорт Александрова, Пионер севера, Папировка обыкновенная, Памяти Шевченко, Уэлси, Долгое Ганзина, Янтарь Казанцевой, Ароматновосковое, Коммунарка и Синап уральский на содержание в них хлорофиллов, каротиноидов, витамина С, полифенолов, титруемых кислот и сахаров. В табл. ниже представлены сводные данные по содержанию вышеперечисленных веществ в разных сортах яблок.

Химический состав яблок уральских сортов

Электронный архив УГЛТУ

Из данных табл. видно, что самыми высокими показателями кислотности отличаются сорта Долгое Ганзина, Коммунарка и Ароматно-восковое, а сорт Памяти Шевченко – самым низким показателем сахаристости. Плоды с повышенной кислотностью и низким содержанием сухих веществ из-за специфического вкуса не могут использоваться в качестве столовых сортов, однако могут применяться в косметической промышленности. Яблочная кислота, которая в большом количестве содержится в яблоках, относится к α– гидроксильным кислотам (АНА) и обладает отшелушивающим, увлажняющим, противовоспалительным, антисептическим и антиоксидантным действием. АНА способны преодолевать сцепление внешних клеток рогового слоя эпидермиса и тем самым оказывать воздействие на более глубокие слои кожи. Это помогает ускорить клеточный метаболизм и активировать обновление клеток кожи [2]. Яблочные семечки в качестве абразивных частиц становятся дополнением натуральных скрабов.

Книзкокислотным можно отнести яблоки сортов Синап уральский

иУэлси. Низкое содержание тируемых кислот делает данные сорта пригодными для применения в качестве сырья для приготовления фруктовых соков, богатых натуральным витамином С и полифенолами. Помимо этого, Синап Уральский и Уэлси за счет высокого содержания полифенольных со-

единений и концентрации сухих веществ выше 9 % (согласно ГОСТ 27572–85 «Яблоки свежие для промышленной переработки», количество растворимых сухих веществ в сырье должно быть не менее 9 % [3]) могут применяться в бродильной промышленности, например, в производстве яблочных сидров. Их низкая кислотность позволит получить мягкие сладкие сидры. Так, на кафедре ХТБДиН УГЛТУ были разработаны рецептуры и технологии приготовления яблочных сидров и сделаны выводы о значительном влиянии химического состава яблок на скорость ферментационных процессов в производстве яблочных сидров.

Остальные сорта, такие как Апорт Александрова, Пионер севера, Папировка обыкновенная, Янтарь Казанцевой, отличаются средними показателями кислотности (10…10,6 оК), сахаристости (10,6…11,9 %) и невысоким содержанием полифенольных соединений. Это придает им необычную горчинку, поэтому слабоалкогольные напитки, полученные из сырья на основе яблок данных сортов, будут относиться к сухим или полусладким продуктам с терпким вкусом. Также плоды этих сортов можно использовать для получения пектиновых и яблочных экстрактов, применяемых в косметической, фармакологической и пищевой промышленностях как добавки, богатые витамином С, каротиноидами и хлорофиллами.

При получении яблочного сока путем отжима остается фруктовая выжимка, называемая яблочным жмыхом. Это побочный продукт, который на многих производствах принято считать отходом. Однако яблочный жмых – это ценное, дешевое и экономически выгодное сырье для производства пектина, безглютеновых и низкокалорийных изделий, клетчатки

592

Электронный архив УГЛТУ

и функциональных продуктов, таких как ацидофильный йогурт или фруктовый напиток.

Пектин активно применяется в фармацевтической промышленности. Это полимер галактуроновой кислоты, структурный состав которого характеризуется наличием свободных карбоксильных групп и спиртовых гидроксидов. Он является натуральным энтеросорбентом, и главная ценность его заключается в выведении из организма тяжелых металлов. Связывание тяжелых металлов и радионуклидов происходит за счет образования прочных нерастворимых комплексов с поливалентными металлами. Эти комплексы не всасываются в желудочно-кишечном тракте и выводятся из организма естественным путем. Употребление пектина в пищу также помогает обогатить рацион пищевыми волокнами, снизить уровень холестерина и глюкозы в крови [4].

Перспективным способом применения порошка яблочного жмыха является использование его в качестве эмульгатора при производстве бисквитного и песочного теста, а также при производстве зефира, пастилы, вафельных начинок. Проводились исследования, которые установили, что некоторые нерастворимые пищевые волокна при определенном способе помола превращались в растворимые, отчего их гидрофильные свойства возрастали и, соответственно, они становились способны удерживать воду и масла. Порошок яблочного жмыха мелкого помола может также стать частичной заменой пшеничной муки, что позволит снизить гликемический индекс продукта, повысить его пищевую ценность благодаря обогащению пищевыми волокнами и клетчаткой. Тогда его можно будет рекомендовать для потребления людям, страдающим сахарным диабетом [5].

Обезвоженный яблочный жмых может использоваться в животноводстве как дополнительный и, что важно с экономической точки зрения, дешевый (т. к. является вторичным продуктом фруктовых производств) компонент гранулированных кормов, содержащий необходимое для питания сельскохозяйственных животных количество минеральных веществ и витаминов и при этом значительно снижающий себестоимость продукта [6].

Таким образом, нами рекомендована следующая схема комплексной переработки яблок, которая позволит использовать плоды с максимальной эффективностью (рис. ниже).

После сбора яблоки содержат на свежем воздухе 2…4 недели для дозревания и набора необходимых сахаров. Далее проводят инспекцию и сортировку, в результате которых, кроме гнилых плодов и посторонних предметов, удаляются патогенные микроорганизмы. Затем плоды подвергаются хорошей мойке и ополаскиванию в двух последовательно установленных моечных машинах. После мойки из плодов извлекают сердцевины и измельчают их до получения однородной массы, которая используется в косметической промышленности. Плоды, из которых извлекли сердцевины, далее

593

Электронный архив УГЛТУ

прессуются. Полученный после отжима сок используется как цельный пищевой продукт, а также как сырье для приготовления алкогольных напитков. Влажный яблочный жмых, или яблочные выжимки, оставшиеся после прессования, – богатый пектинами продукт, рекомендованный для использования в пищевой промышленности. Яблочный жмых, который подвергся высушиванию, становится биологически активной добавкой, применяемой в фармацевтической и пищевой промышленностях, а также в качестве источника витаминов и минеральных веществ в кормах для сельскохозяйственных животных.

Блок-схема комплексной переработки и способов применения плодов яблок

594

Электронный архив УГЛТУ

Таким образом, можно сказать, что комплексная переработка плодов – это перспективное направление, позволяющее повысить уровень развития безотходных производств и расширить возможности использования отечественных сортов яблок. Нами рекомендовано использование яблок в разных отраслях промышленности на базе имеющихся фруктовых, фармацевтических, косметических и бродильных производств.

Список источников

1.Сравнительная оценка физико-химического состава и антиоксидантной активности местных и импортных яблок / Н. В. Макарова, Д. Ф. Валиулина, О. И. Азаров, A. A. Кузнецов // Самарский государственный технический университет. Химия растительного сырья. 2018. № 2. С. 115–122.

2.Филиппова В. Н. Фруктовые кислоты. Их роль в косметике // ГОУВПО «МГУС». Сервис в России и за рубежом. 2007. С. 163–165.

3.ГОСТ 31820–2015. Сидры. Общие технические условия. М. : Стандартинформ, 2016. 6 с.

4.Колмакова Н. Необычное в привычном: пектин как полезная пищевая добавка // Пищевая промышленность. 2004. № 8. С. 77–78.

5.Технологии применения фруктово-ягодных выжимок для производства функциональных продуктов / Т. В. Першакова [и др.] // Научный журнал КубГАУ. 2021. № 170 (06). С. 1–16.

6.Использование яблочных выжимок при производстве комбикормов для кормления различных половозрастных групп свиней / Л. К. Попов [и др.] // Вестник мичуринского государственного аграрного университета.

2006. № 1. С. 113–117.

595

Электронный архив УГЛТУ

Постоянное увеличение производства полимерных материалов и композитов обусловлено стремительным развитием экономики. Однако неспособность полимеров к разложению в природе становится серьезной проблемой, вызывающей накопление большого количества твердых отходов и способствующей экологическому кризису [1]. Одним из способов решения этой проблемы является использование биокомпозитов – полимерных композиционных материалов на основе биоразлагаемых полимеров природного происхождения.

Вработе [2] описана возможность получения композиционных материалов с биоразлагаемыми полимерами для уменьшения вредного воздействия на окружающую среду твердых отходов. Данные композиты могут найти применение для производства изделий с регулируемой скоростью биоразложения. Производные целлюлозы представляют собой искусственные биополимеры, обладающие высокой растворимостью в воде и представляющие альтернативу нерастворимой целлюлозе. Эти биополимеры обладают превосходными свойствами, такими как биосовместимость, биоразлагаемость, нетоксичность, неиммуногенность, механическая прочность, низкая стоимость, антибактериальный эффект и высокая гидрофильность [3].

Вработе [4] показана возможность получения композиционных материалов на основе КМЦ, ЭЦ и древесной муки. Полученные образцы композитов уступают по физико-механическим свойствам эталонным образцам древесно-полимерных композитов на основе полиэтилена низкого давления

идревесной муки, однако демонстрируют высокое водопоглощение, что говорит о высоком потенциале к биоразложению. Благодаря этим характеристикам производные целлюлозы являются привлекательными материалами для получения биокомпозитов.

Целью данной работы является получение и исследование свойств композиционных материалов на основе простых эфиров целлюлозы, микрокристаллической целлюлозы (МКЦ), крахмала и стеариновой кислоты (СК) с использованием в качестве наполнителя измельченного сена луговых трав естественных сенокосов (ИСЛТ).

Вкачестве компонентов полимерной матрицы для получения композитов использовали следующие простые эфиры целлюлозы: этилцеллюлозу (ЭЦ), метилцеллюлозу (МЦ) и карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ). Для получения композитов использовались следующие компоненты: этилцеллюлоза марки N-100, ООО «Фирма Поликон», Москва; метилцеллюлоза марки МЦ100; карбоксиметилцеллюлоза марки 85/500; микроцеллюлоза марки М-102; крахмал кукурузный ГОСТ 32159–2013; стеариновая кислота марки Т-10; сено луговое ОСТ 10243–2000. Приготовление образцов смесей осуществлялось путем смешения компонентов в лабораторной мельнице Stegler LM-500.

Стандартные образцы для испытаний физико-механических свойств были изготовлены методом горячего прессования при температуре 100–150 и давлении 100–200 кгс/см2. Рецептуры полученных композитов приведены в табл. 1.

597

Электронный архив УГЛТУ

Результаты определения показателей водопоглощения за 1 ч выдержки и биоразложения за 90 сут. выдержки в грунте приведены в табл. 2.

Таблица 2

Свойства исследуемых композиционных материалов

У образцов исследованных композитов отмечается высокий уровень водопоглощения. Максимальное водопоглощение (92,9 %) наблюдается у образца № 7, минимальное − у образца № 5, полученного с использованием этилцеллюлозы и крахмала (2,3 %). Образцы № 2 и № 8 полностью разрушились в течение 90 сут. экспонирования в грунте. Наибольшую биостойкость демонстрирует образец № 2, в котором не содержится простых эфиров целлюлозы.

598