Международная группа ученых, в которую вошли исследователи Уральского федерального университета (УрФУ) и специалисты из Бангладеш, представила методику сушки виноградных выжимок, позволяющую перерабатывать до 25% отходов виноделия в биодобавки. Результаты работы опубликованы в журнале Waste and Biomass Valorization.
Виноградная выжимка содержит ценные фенольные соединения, но ее высокая влажность препятствует долгому хранению и переработке. Исследователи нашли температурный режим, который решает эту проблему.
Главные мысли за 1 минуту
- Виноградные выжимки составляют 20-25% исходного сырья при производстве вина.
- Свежие выжимки содержат 50-60% воды, из-за чего быстро прокисают и портятся.
- Оптимальная температура сушки - от 45 до 60°C, при более высокой разрушаются фенольные соединения.
- При этом режиме сохраняются кофейная кислота и катехины, укрепляющие сосуды и защищающие ткани.
- Метод использует конвекционные печи, что позволяет внедрить его повсеместно.
Четверть урожая винограда уходит в отходы
Виноградная выжимка - смесь кожицы, стеблей и косточек, на которую приходится до четверти массы переработанных ягод. Сейчас этот побочный продукт используют для производства пищевых и текстильных красителей, кормовых добавок для скота или алкоголя вроде граппы. Но такие способы не раскрывают потенциал выжимки как источника полезных для человека соединений, проявляющих антиоксидантную, противомикробную и укрепляющую сосуды активность.
Почему выжимки нельзя хранить долго
Главная проблема - высокая влажность. В свежих выжимках содержится 50-60% воды по массе. Из-за этого они быстро прокисают и подвержены микробной порче. Длительное хранение или эффективная переработка без предварительной сушки невозможны. Первый шаг - удаление воды, или дегидратация, но так, чтобы не разрушить полезные вещества нагревом. Инженер-исследователь Научно-образовательного и инновационного центра химико-фармацевтических технологий УрФУ Закир Хассан пояснил, что именно этот момент является ключевым.
С этим сырьем есть проблема: свежие виноградные выжимки имеют высокую влажность (50–60 процентов воды по массе), поэтому они очень быстро "прокисают" и подвержены микробной порче, их нельзя долго хранить или эффективно перерабатывать. Поэтому первым и очень важным шагом в переработке выжимки является удаление воды (дегидратация), причем без разрушения полезных веществ из‑за нагрева.
Найдена температурная "золотая середина"
Ученые университета совместно с коллегами из Бангладеш определили диапазон, который продлевает срок хранения виноградной выжимки и при этом минимально влияет на количество полезных фенольных соединений. К ним относятся кофейная кислота, оказывающая бодрящее действие, и катехины, укрепляющие сосуды и защищающие ткани от свободных радикалов.
Для сушки в печке необходимо выдерживать температуру от 45 до 60 градусов Цельсия. Если поднять ее выше, фенольные соединения начинают разрушаться, хотя на флавоноиды - вещества, придающие винограду цвет и также полезные для организма, - высокий нагрев влияет не так сильно. Об этом рассказал Закир Хассан.
Если сушить виноградную выжимку в печке, то необходимо выдерживать температуру от 45 до 60 градусов Цельсия. Более высокая температура сушки приводит к разрушению фенольных соединений, и при этом не слишком сказывается на флавоноидах — веществах, которые тоже полезны для человеческого организма и придают винограду цвет.
Доступное оборудование для массового внедрения
Эксперименты ученые проводили на конвекционной печи - оборудовании, которое широко распространено на производствах и профессиональных кухнях. Конструкция такой печи прогревает содержимое равномерно. По мнению исследователей, именно доступность этих печей позволяет внедрить превращение виноградной выжимки в полезные вещества для продуктов питания и БАДов повсеместно, без необходимости приобретать дорогостоящее специализированное оборудование.
