Определение технологических свойств листьев и плодов голубики

УДК

634*73

DOI:

10.37482/0536-1036-2020-4-40-52

Аннотация

В настоящее время брусника, клюква и голубика (род Vaccinium) широко культивируются в целях получения плодов. В Республике Беларусь в естественных условиях можно встретить голубику топяную (Vaccinium uliginosum L.), в культуре наиболее широко представлены сорта голубики высокорослой (Vaccinium corymbosum L.) и узколистной (Vaccinium angustifolium Ait.). Голубика богата биологически активными веществами (органическими кислотами, антоцианами, пектиновыми и дубильными веществами). Ее листья и плоды являются перспективным растительным сырьем для пищевой, косметической и фармацевтической промышленности. Его можно использовать для получения фиточаев, соков, джемов, варений, шампуней, кремов, настоев, экстрактов и др. Для более эффективного процесса экстрагирования листьев и плодов голубики, а также для нормирования качества экстрактов необходимо знать основные технологические свойства сырья. В ходе исследования установлены следующие технологические показатели листьев различных сортов голубики узколистной: насыпная масса – для (0,08±0,001)…(0,13±0,001) г/см³; удельная масса – (1,20±0,003)…(2,10±0,001) г/см³; объемная масса – (0,09±0,001)…(0,14±0,003) г/см³; порозность – (0,04±0,001)…(0,06±0,002); свободный объем слоя – (0,89±0,001)…(0,95±0,001); коэффициент поглощения для воды и 30, 50, 70 и 96 %-го этанола – соответственно (4,99±0,10)…(6,09±0,10), (4,50±0,10)…(5,49±0,01), (4,25±0,05)…(5,03±0,05), (3,74±0,16)…(4,74±0,19), (2,75±0,15)… (3,49±0,09) см3/г; для плодов: насыпная масса – (0,57±0,001)…(0,69±0,001) г/см3; удельная масса – (1,32±0,059)…(1,48±0,040) г/см³; объемная масса – (0,59±0,001)…(0,70±0,001) г/см³; порозность – (0,02±0,001)…(0,03±0,001); свободный объем слоя – (0,48±0,01)…(0,59±0,001); коэффициент поглощения для воды и 30, 50, 70 и 96 %-го этанола – соответственно (4,06±0,16)…(4,52±0,17), (3,38±0,05)…(4,06±0,02), (3,36±0,03)…(3,94±0,08), (2,86±0,09)…(3,74±0,07), (0,94±0,04)…(1,04±0,01) см³/г. Полученные данные позволяют спрогнозировать оптимальный способ и условия экстрагирования биологически активных веществ из листьев и плодов голубики, могут быть использованы при разработке технологической документации, регламентирующей процесс производства и качество готового продукта, а также при расчете материального баланса процесса для обеспечения надлежащего уровня рентабельности производства.
Благодарность. Авторы благодарны канд. биол. наук, ст. преподавателю кафедры туризма, природопользования и охотоведения БГТУ Д.В. Гордею за оказанную помощь в сборе образцов.

Сведения об авторах

Е.А. Флюрик, канд. биол. наук, доц.; ResearchrID: P-2621-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9598-7693e
Н.В. Бушкевич, аспирант; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1199-0903
Белорусский государственный технологический университет, ул. Свердлова, д. 13а, Минск, Республика Беларусь, 220006; е-mail: FlurikE@mail.ru, nadya-valoven@mail.ru

Ключевые слова

технологические свойства сорта, плоды и листья голубики узколистной, «Половчанка», «Мотего», «Янка», гибрид «Форма 24»

Для цитирования

Флюрик Е.А., Бушкевич Н.В. Определение технологических свойств листьев и плодов голубики // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 4. С. 40–52. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-40-52

Литература

1. Бекболатова Э.Н., Сакипова З.Б., Кабденова А.Т., Ибрагимова Л.Н., Маликова Н.Т. Изучение технологических параметров сырья боярышника алматинского (Сrataegus almaatensis pojark) // Вестн. Казах. нац. мед. ун-та. 2017. № 1. С. 418–421. [Bekbolatova E.N., Sakipova Z.B., Kbadenova A.T., Ibragimova L.N., Malikova N.T. The Study of the Technological Parameters of Herbal Substance Crataegus almaatensis Pojark. Vestnik KazNMU, 2017, no. 1, pp. 418–421].
2. Бордок И.В., Моисеева Т.Р., Маховик И.В., Волкова Н.В. Практика создания плантаций голубики высокорослой лесохозяйственными учреждениями (на примере ГЛХУ «Милошевичский лесхоз») // Природные ресурсы Полесья: оценка, использование, охрана. Пинск: Полес. гос. ун-т, 2015. C. 58–60. [Bordok I.V., Moiseeva T.R., Makhovik I.V., Volkova N.V. The Practice of Creating Blueberry Plantations of Tall Forestr Institutions (On the Example of the State Forestr Institution “Milosevic Forestr ”). Natural Resources of Polesye: Assessment, Use, Protection. Pinsk, PolesSU Publ., 2015, pp. 58–60].
3. Булавко Г.И., Яковлев А.П. Развитие микоризного симбиоза на корнях голубики при культивировании на нарушенных участках торфяных месторождений // Опыт и перспективы возделывания голубики на территории Беларуси и сопредельных стран. Пинск: Полес. гос. ун-т, 2014. C. 22–28. [Bulavko G.I., Yakovlev A.P. Mycorrhiza Development on the Roots of Some Representatives of the Genus Vaccinium during Cultivation in the Fault Areas of Peatlands. Experience and Prospects of Blueberry Cultivation in Belarus and Bordening Countries. Pinsk, PolesSU Publ., 2014, pp. 22–28].
4. Бушкевич Н.В., Флюрик Е.А. Антоцианы листьев голубики // Материалы V Междунар. науч.-практ. конф. «Биотехнология: взгляд в будущее». Ставрополь, 2019. С. 3–5. [Bushkevich N.V., Flyurik E.A. Anthocyanins of Blueberry Leaves. Proceedings of the 5th International Scientific and ractical Conference “Biotechnology: Looking forward”. Stavropol, 2019, pp. 3–5].
5. Валовень Н.В., Флюрик Е.А. Анализ содержания аскорбиновой кислоты в различных сортах голубики // IV Междунар. науч.-практ. конф. «Биотехнология: взгляд в будущее». Ставрополь, 2018. С. 166–167. [Valoven’ N.V., Fl urik E.A. Anal sis of the Ascorbic Acid Content in Various Species of Blueberries. Proceedings of the 4th International Scientific and ractical Conference “Biotechnology: Looking forward”. Stavropol, 2018, pp. 166–167].
6. Василевская Т.И., Рупасова Ж.А., Решетников В.Н. Формирование биохимического состава плодов видов семейства Ericaceae при интродукции в условиях Беларуси. Минск, 2011. 307 с. [Vasilevskaya T.I., Rupasova Zh.A., Reshetnikov V.N. Formation of the Biochemical Composition of Fruits of the Ericaceae Species when Introduced in Belarus. Minsk, 2011. 307 p.].
7. Величко Н.А., Берикашвили З.Н. Исследование химического состава ягод рецептур голубики обыкновенной и разработка напитков на ее основе // Вестн. КрасГАУ. 2016. № 7. С. 126–131. [Velichko N.A., Berikashvili Z.N. The Study of the Chemical Composition of Berries of Blueberry and Common Development of Formulations of Drinks on Its Basis. Vestnik KrasGAU [The Bulletin of KrasGAU], 2016, no. 7, pp. 126–131].
8. Гордей Д.В. Культивирование голубики узколистной (Vaccinium angustifolium Ait.) на выработанных площадях торфяных месторождений верхового типа при интродукции в Белорусском Поозерье: дис. ... канд. биол. наук. Минск, 2014. 192 с. [Gordey D.V. Cultivation of Lowbush Blueberry (Vaccinium angustifolium Ait.) in the Depleted Areas of Upper eat Deposits in Introduction in Belarusian oozer’ye: Сand. Biol. Sci. Diss. Minsk, 2014. 192 p.].
9. Ильин В.С. Шиповник, клюква и другие редкие культуры сада. Челябинск: ФГБНУ ЮУНИИСК, 2017. 318 с. [Il’in V.S. Rosehip, Cranberry and Other Rare Garden Crops. Chelyabinsk, FGBNU YuUNIISK Publ., 2017. 318 p.].
10. Макеев В.А., Тяк Г.В., Макеева Г.Ю. Опыт культивирования голубики узколистной на выработанных торфяниках Костромской области // Лесохоз. информ.: электрон. сетевой журн. 2017. № 2. С. 91–102. [Makeev V.A., Tyak G.V., Makeeva G.Yu. Experience Lowbush Blueberry Cultivation on Cutover Peatlands Kostroma Region. Lesokhozyaystvennaya informatsiya [Forestry information], 2017, no. 2, pp. 91–102]. DOI: 10.24419/LHI.2304-3083.2017.2.09
11. Минина С.А., Каухова И.Е. Химия и технология фитопрепаратов. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. 560 с. [Minina S.A., Kaukhova I.E. Chemistry and Technology of Phytopreparations. Moscow, GEOTAR-Media Publ., 2009. 560 р.].
12. Мухаметова С.В., Скочилова Е.А., Протасов Д.В. Параметры плодоношения и содержание флавоноидов и аскорбиновой кислоты в плодах голубики (Vaccinium) // Химия растит. сырья. 2017. № 3. С. 113–121. [Mukhametova S.V., Skochilova E.A., Protasov D.V. Fruiting Parameters and Content of Flavonoids and Ascorbic Acid in Blueberry (Vaccinium) Fruits. Khimija rastitel’nogo syr’ja [Chemistry of plant raw material], 2017, no. 3, pp. 113–121]. DOI: 10.14258/jcprm.2017031785
13. Полина С.А., Ефремов А.А. Состав антоцианов плодов черники обыкновенной, брусники обыкновенной и клюквы обыкновенной Красноярского края по данным ВЭЖХ // Химия растит. сырья. 2014. № 2. С. 103–110. [Polina S.A., Efremov A.A. Determination Composition of Anthocyanins in Bilberry, Cowberry and Cranberry with HPLC. Khimija rastitel’nogo syr’ja [Chemistry of plant raw material], 2014, no. 2, pp. 103–110]. DOI: org/10.14258/jcprm.1402103
14. Суина И.О., Тернинко И.И. Изучение технологических параметров и числовых показателей качества сырья Aristolochia clematitis L. // Разработка и регистрация лекарственных средств. 2017. № 4(21). С. 202–205. [Suina I.O., Terninko I.I. Study of Technological Parameters and the Numerical Indicators of the Quality of Raw Materials Aristolochia clematitis L. Razrabotka i registraciâ lekarstvennyh sredstv [Drug development & registration], 2017, no. 4(21), pp. 202–205].
15. Таланов А.А. Фармакогностическое изучение голубики болотной: Vaccinium uliginosum L.: дис. ... канд. фарм. наук. Пермь, 2013. 208 с. [Talanov A.A. Pharmacognostic Study of Bog Blueberry: Vaccinium uliginosum L.: Cand. Farm. Sci. Diss. Perm, 2013. 208 p.].
16. Федосеева Л.М. Изучение технологических свойств бурых листьев бадана толстолистного // Химия растит. сырья. 2000. № 1. С. 113–115. [Fedoseeva L.M. Studying the Technological Properties of Brown Leaves of Heart-Leaved Bergenia. Khimija rastitel’nogo syr’ja [Chemistry of plant raw material], 2000, no. 1, pp. 113–115].
17. Флюрик Е.А., Бондаренко Ж.В., Валовень Н.В. Получение настойки из ягод голубики высокорослой и исследование ее влияния на свойства косметической эмульсии // Изв. вузов. Лесн. журн. 2018. № 6. С. 160–171. [Flyurik E.A., Bondarenko Zh.V., Valoven’ N.V. Tincture Preparation from Northern High Bush Blueberries and a Study of Their Influence on the Cosmetic Emulsion Properties. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2018, no. 6, pp. 160–171]. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.6.160, URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/449/160_171.pdf
18. Ходаков И.В. Применение вина каберне-совиньон для определения идентификационных характеристик 3-О-гликозидов антоцианов при анализе состава антоцианов в пасте из ягод черники // Химия растит. сырья. 2014. № 2. С. 147–154. [Khodakov I.V. The Use of Wine Cabernet-Sauvignon for the Determination of Identification Parameters of Anthocyanidin 3-O-Glucosides in Analysis of Anthocyanin Composition in Bilberry Fruit Paste. Khimija rastitel’nogo syr’ja [Chemistry of plant raw material], 2014, no. 2, pp. 147–154]. DOI: 10.14258/jcprm.1402147
19. Центральный ботанический сад НАН Беларуси: сохранение, изучение и использование биоразнообразия мировой флоры / под ред. В.В. Титка, В.Н. Решетникова. Минск: Беларус. навука, 2012. 345 с. [Central Botanical Garden of the National Academy of Sciences of Belarus: Conservation, Study and Use of Biodiversity of the World Flora. Ed. by V.V. Titok, V.N. Reshetnikov. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2012. 345 p.].
20. Bunea A., Rugină D., Sconţa Z., Pop R.M., Pintea A., Socaciu C. et al. Anthocyanin Determination in Blueberry Extracts from Various Cultivars and Their Antiproliferative and Apoptotic Properties in B16-F10 Metastatic Murine Melanoma Cells. Phytochemistry, 2013, vol. 95, pp. 436–444. DOI: 10.1016/j.phytochem.2013.06.018
21. Daubaras R., Česonienė L., Kraujal te V., Venskutonis P.R. Health Promoting Properties of Vaccinium angustifolium and Vaccinium corymbosum. Planta Medica, 2014, vol. 80(16), art. P2B79. DOI: 10.1055/s-0034-1394956
22. Drummond F. Reproductive Biology of Wild Blueberry (Vaccinium angustifolium Aiton). Agriculture, 2019, vol. 9, iss. 4, art. 69. DOI: 10.3390/agriculture9040069
23. Moyer R.A., Hummer K.E., Finn C.E., Frei B., Wrolstad R.E. Anthocyanins,
Phenolics, and Antioxidant Capacity in Diverse Small Fruits: Vaccinium, Rubus, and Ribes. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2002, vol. 50, iss. 3, pp. 519–525. DOI: 10.1021/jf011062r
24. Muceniece R., Klavins L., Kviesis J., Jekabsons K., Rembergs R., Saleniece K. et al. Antioxidative, Hypoglycaemic and Hepatoprotective Properties of Five Vaccinium spp. Berry Pomace Extracts. Journal of Berry Research, vol. 9, no. 2, pp. 267–282. DOI: 10.3233/JBR-180351
25. Routray W., Orsat V. Blueberries and Their Anthocyanins: Factors Affecting Biosynthesis and Properties. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 2011, vol. 10, iss. 6, pp. 303–320. DOI: 10.1111/j.1541-4337.2011.00164.x
26. Song G.-Q., Hancock J.F. Vaccinium. Wild Crop Relatives: Genomic and Breeding Resources. Ed. by C. Kole. Berlin, Springer, 2011, pp. 197–221. DOI: 10.1007/978-3-642-16057-8_10
27. Sõukand R., Hrynevich Ya, Vasilyeva I., Prakofjewa J., Vnukovich Yu., Paciupa Ju. et al. Multi-Functionality of the Few: Current and Past Uses of Wild Plants for Food and Healing in Liubań Region, Belarus. Journal of Ethnobiology and Ethnomedicine, 2017, vol. 13, art. 10. DOI: 10.1186/s13002-017-0139-x
28. Stevenson D., Scalzo J. Anthocyanin Composition and Content of Blueberries from Around the World. Journal of Berry Research, 2012, vol. 2, no. 4, pp. 179–189. DOI: 10.3233/JBR-2012-038
29. Teplova V.V., Isakova E.P., Klein O.I., Dergachova D.I., Gessler N.N., Deryabina Y.I. Natural Polyphenols: Biological Activity, Pharmacological Potential, Means of Metabolic Engineering (Review). Applied Biochemistry and Microbiology, 2018, vol. 54, no. 3, pp. 221–237. DOI: 10.1134/S0003683818030146
30. Wang B.C., He R., Li Z.M. The Stability and Antioxidant Activity of Anthocyanins from Blueberry. Food Technology and Biotechnology, 2010, vol. 48, no. 1, pp. 42–49.

Ссылка на английскую версию:

Performance Measurement of Blueberry Leaves and Fruits

PERFORMANCE MEASUREMENT OF BLUEBERRY LEAVES AND FRUITS

E.A. Flyurik, Candidate of Biology, Assoc. Prof.; ResearchrID: P-2621-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9598-7693
N.V. Bushkevich, Postgraduate Student; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1199-0903
Belarusian State Technological University, ul. Sverdlova, 13a, Minsk, 220006, Republic of Belarus; e-mail: FlurikE@mail.ru, nadya-valoven@mail.ru

The genus Vaccinium includes cowberries, cranberries and blueberries. Nowadays they are under large scale cultivation for the purposes of fruit production. In the Republic of Belarus bog blueberry (Vaccinium uliginosum L.) can be met in situ; among the cultivated plants the most prevalent varieties are highbush blueberry (Vaccinium corymbosum L.) and lowbush blueberry (Vaccinium angustifolium Ait.). Blueberry is rich in bioactive substances, such as organic acids, anthocyanins, pectin and tannins. The leaves and fruits of blueberries are a promising plant raw material for the food, cosmetic and pharmaceutical industries. It is useful for the production of herbal teas, juices, jams, preserves, shampoos, creams, infusions, extracts, etc. For the improved process of extracting leaves and fruits of blueberries, as well as quality estimation of extracts, it is necessary to know the basic technological properties of raw materials. During the study, the technological properties of various lowbush blueberry  species were found. The properties of leaves are the following: bulk density – from 0.08±0.001 to 0.13±0.001 g/cm³; unit weight – from 1.20±0.003 to 2.10±0.001 g/cm³; bulk weight – from 0.09±0.001 to 0.14±0.003 g/cm³; porosity – from 0.04±0.001 to 0.06±0.002, void cross-section – from 0.89±0.001 to 0.95±0.001; absorption coefficient for water – from 4.99±0.10 to 6.09±0.10 cm³/g, 30 % ethanol – from 4.50±0.10 to 5.49±0.01 cm³/g, 50 % ethanol – from 4.25±0.05 to 5.03±0.05 cm³/g, 70 % ethanol – from 3.74±0.16 to 4.74±0.19 cm³/g and 96 % ethanol – from 2.75±0.15 to 3.49±0.09 cm³/g. The properties of fruits are the following: bulk density – from 0.57±0.001 to 0.69±0.001 g/cm³; unit weight – from 1.32±0.059 to 1.48±0.040 g/cm³; bulk weight – from 0.59±0.001 to 0.70±0.001 g/cm³; porosity – from 0.02±0.001 to 0.03±0.001; void cross-section – from 0.48±0.01 to 0.59±0.001; absorption coefficient for water – from 4.06±0.16 to 4.52±0.17 cm³/g, 30 % ethanol – from 3.38±0.05 to 4.06±0.02 cm³/g, 50 % ethanol – from 3.36±0.03 to 3.94±0.08 cm³/g, 70 % ethanol – from 2.86±0.09 to 3.74±0.07 cm³/g and 96 % ethanol – from 0.94±0.04 to 1.04±0.01 cm³/g. The obtained data allow to predict the optimal method and conditions of bioactive substances extraction from blueberry leaves and fruit. The data can also be used in the development of technological documentation which regulates the production process and the quality of the final product, as well as in the calculation of the process mass balance to ensure the appropriate level of profitability.
For citation: Flyurik E.A., Bushkevich N.V. Performance Measurement of Blueberry Leaves and Fruits. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 4, pp. 40–52. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-4-40-52
Acknowledgements: The authors are grateful to candidate of biology, senior lecturer of the Department of Tourism, Nature Management and Game Management of the Belarusian State Technological University D.V. Gordey for the assistance in sampling.

Keywords: technological properties, fruits and leaves of lowbush blueberry, Polovchanka, Motego, Yanka, hybrid Form 24.

Поступила 24.08.19 / Received on August 24, 2019