28
LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS SODININKYSTĖS IR DARŽININKYSTĖS INSTITUTAS TVIRTINU: ……………………… Direktorius Česlovas Bobinas 2012 m. ……………………mėn. …..d. SODININKYSTĖS IR DARŽININKYSTĖS PLĖTRA BERŽŲ SULOS BIOCHEMINIS ĮVERTINIMAS, LAIKYMO PARAMETRŲ MODELIAVIMAS BEI OPTIMIZAVIMAS IR NAUJŲ PRODUKTŲ PROTOTIPŲ KŪRIMAS 2012 M. GALUTINĖ ATASKAITA Tyrimo vadovas (Pranas Viškelis) Babtai 2012

LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS

SODININKYSTĖS IR DARŽININKYSTĖS INSTITUTAS

TVIRTINU: ………………………

Direktorius

Česlovas Bobinas

2012 m. ……………………mėn. …..d.

SODININKYSTĖS IR DARŽININKYSTĖS PLĖTRA

BERŽŲ SULOS BIOCHEMINIS ĮVERTINIMAS, LAIKYMO PARAMETRŲ

MODELIAVIMAS BEI OPTIMIZAVIMAS IR NAUJŲ PRODUKTŲ PROTOTIPŲ

KŪRIMAS

2012 M. GALUTINĖ ATASKAITA

Tyrimo vadovas

(Pranas Viškelis)

Babtai

2012

Page 2: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

2

VYKDYTOJŲ SĄRAŠAS

LAMMC Sodininkystės ir daržininkystės instituto

Biochemijos ir technologijos laboratorijos vedėjas,

vyriausiasis mokslo darbuotojas dr. Pranas Viškelis

LAMMC Sodininkystės ir daržininkystės instituto

Biochemijos ir technologijos laboratorijos

vyresnioji mokslo darbuotoja dr. Marina Rubinskienė

LAMMC Sodininkystės ir daržininkystės instituto

Biochemijos ir technologijos laboratorijos

jaunesnysis mokslo darbuotojas Jonas Viškelis

Page 3: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

3

TURINYS

1. ĮVADAS..……………………………………................................................................ 4

2. TYRIMŲ OBJEKTAS IR METODAI.………………............................................... 7

3. TYRIMŲ REZULTATAI............................................................................................. 8

3.1. Beržų sulos biocheminė sudėtis ........................................................................... 8

3.2. Beržų sulos mineralinė sudėtis.............................................................................. 10

3.3. Beržų sulos kokybės rodiklių pokyčiai laikymo metu........................................ 11

3.3.1. Laikymo sąlygų įtaka beržų sulos biocheminei sudėčiai ............................ 11

3.3.2. Beržų sulos fizikinių rodiklių pokyčiai laikymo metu................................. 15

3.3.3. Beržų sulos pokyčiai fermentacijos metu .................................................... 19

3.4. Beržų sulos produktų prototipų kūrimas............................................................. 21

4. IŠVADOS ............……………………………............................................................... 25

5. LITERATŪRA......…………………............................................................................. 25

6. TAIKOMŲJŲ MOKSLINIŲ TYRIMŲ REZULTATŲ DIEGIMAS IR

POPULIARINIMAS.....................................................................................................

28

7. PRIEDAI......................................................................................................................... 29

Page 4: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

4

1. ĮVADAS

Šviežia beržo sula yra tradicinis ir gaivus pavasarinis tonikas, savo skoniu primenantis

lengvai mineralizuotą vandenį. Suomijoje, Pietų Korėjoje, Japonijoje, Rusijoje, Ukrainoje,

Baltarusijoje šis gėrimas yra ypatingai vertinamas. Komerciniais pagrindais beržų sula

realizuojama Skandinavijoje, Rusijoje ir Kinijoje, pastarojoje yra naudojama tradicinėje

medicinoje. Pavyzdžiui, Rusijoje beržų sulos populiarumą ir komercinį potencialą parodo jos

surenkamas metinis derlius. 2006 metais šalyje buvo pagaminta 60 t sulos, o 2013-2020 metais

jau planuojama surinkti apie 800 t (Zyryanova et al., 2010). Beržų sula gali būti naudojama

vietoje vandens, arba kitų gėrimų, pavyzdžiui, arbatos. Priklausomai nuo beržų rūšies,

augimvietės ir klimato sąlygų, cukrų koncentracija suloje kinta nuo 0,5 iki 2 %, vidutiniškai jos

nustatyta apie 1%. Skirtingai nuo klevų sulos, kurioje dominuoja sacharozė, beržų suloje cukruje

randama apie 42-54% fruktozės ir 45% gliukozės bendro monosacharidų kiekio (Helfferich,

2003). Žmogaus organizme fruktoze, dėl savo cheminės struktūros, yra lengviau virškinama ir

įsisavinama. Tarp cukrų, ji pasižymi mažiausiu glikejimos indeksu, todėl yra tinkamiausia

vartoti.

Beržų sula yra bespalvis skaidrus skystis, anot Rusijos tyrėjų duomenų, jos tankis kinta

priklausomai nuo tėkmės trukmės. Didžiausias nustatytas pradžioje ir viduryje išsiskyrimo,

atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3

, į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g

cm-3

. Priklausomai nuo tėkmės trukmės taip pat kinta ir monosacharidų koncentracija – pradžioje

jų randama 0,9 %, o sulos ėmimo pabaigoje tirpale gliukozės ir fruktozės koncentracija padidėja

iki 1,3 %. Kumarino dinamika beržo suloje atitinka cukrų dinamikos tendenciją, tačiau sulos

rūgštingumas (pH) sumažėja nuo 6,0 iki 5,6. (Zyryanova et al., 2010). Kanados mokslininkai

Haq ir Adams (1962), naudojant popierinės chromatografijos metodą, beržų suloje identifikavo

septinis angliavandenių junginius.

Tikslų beržų sulos išsiskirimo laiką nustatyti gana sudėtinga, nes jis labai priklauso nuo oro

sąlygų. Staigus oro atšalimas (iki neigiamų temperatūrų) gali pristabdyti sulos tekėjimo procesą.

Kaip pastebėta, beržų sulą medžiai pradeda išskirti tirpstant sniegui, kai vidutinė paros

temperatūrai pakylą iki 4-6 laipsnių, pradedant brinkti lapų pumpurams, antroje arba trečioje

kovo mėnesio dekadoje. Beržų sulos surinkimo periodas gali trukti iki balandžio mėnesio

pabaigos, iki kol pilnai išsiskleis medžio lapai. Sausesnėse vietose augančių medžių sula būna

saldesnė. Ji yra saldesnė ir po sausos vasaros bei šaltos žiemos. Skirtingai nuo klevų, beržų

medžiai išskiria savo maistingų medžiagų tirpalą kiek vėliau, tačiau jis teka gausiau ir iš beržų

surenkami didesni sulos kiekiai. Beržo sulos tekėjimo intensyvumas ir jo cheminė sudėtis taip

Page 5: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

5

pat priklauso ir nuo paros laiko (Harju, Hulden, 1990). Kaip pastebėta, tinkamiausias beržų sulos

surinkimo periodas yra nuo vidurdienio, 12 valandos, iki 18 valandos vakaro. Šio metu

nustatytas intensyvesnis beržų sulos išsiskyrimas. Vis daugiau šalių beržo sulą laiko žmogaus

sveikatai naudingu produktu. Geriausia gerti šviežią sulą, tačiau jos surinkimo sezonas yra labai

trumpas. Pavyzdžiui, Rytų Europos ir Azijos šalyse, šviežia beržo sula yra pasterizuojama,

išpilstoma į butelius ir parduodama kaip „sveikatos gėrimas“. Dėl savo „valomųjų“ savybių,

toksinių medžiagų šalinimo iš organizmo, šis augalinis tirpalas padeda gydant inkstų ir šlapimo

takų ligas, odos ligas, reumatą ir podagrą. Pažymėtos ir beržų sulos antimikrobinės savybės

(Klinger et al., 1989).

Šiaurės šalių mokslininkų atlikti beržų sulos cheminės sudėties, jos išsiskirimo

mechanizmo bei medicininio poveikio tyrimai byloja apie šio produkto maistinę bei gydomąją

vertę (Kallio et al. 1986; Kallio et al., 1989; Tyree 1995; Drozdova et al. 1995; Shen et al.

2001; Windt, 2007). Tačiau, norėdami suprasti sulos poveikio žmogaus organizmui, mitybos

aspektus, pastoviai yra tiriami šio produkto ypatumai. Nemažas dėmesys yra skiriamas amino

rūgščių sudėčiai ir baltymų analizei. Tiriant atskiras beržų rūšys, Suomijos, Rusijos ir Japonijos

mokslininkai nustatė skirtumus tarp amino rūgščių sudėties ir pažymėjo, kad sezono pabaigoje

amino rūgščių kiekis beržų suloje yra du kartus didesnis (Hongzhou et al., 2001; Zyryanova et

al., 2010). Beržų ir klevų suloje aptiktos d-amino rūgštis pasižymi fiziologinėmis ir

farmakologinėmis savybėmis (Patzold, Bruckner, 2005). Beržų sula turtinga ir neorganinėmis

medžiagomis, įskaitant didelius kalio, kalcio, mangano ir tiamino kiekius. Harju (1990) su

kolegomis beržų suloje nustatė 15 mikro- ir makroelementų. Pažymėta, kad beržų suloje

daugiausia yra Ca, Mg, P, Mn, Zn, kurių koncentracija tirpale viršija 1 mg l-1

. Taip pat beržų

suloje randama Fe ir Na (Zyryanova et al., 2010).

Beržų suloje aptinkama organinių rūgščių, pavyzdžiui obuolių, fosforo, gintaro ir citrinų

(Kallio, 1986). Malonaus, gaivinančio skonio, dietinis gėrimas – beržų sula, kaip ir klevo sula,

vertinga mineralinių druskų įvairove, vitaminų C ir B grupės, taninų, flavonoidų, gliukozidų ir

kt. junginių kiekiais. Šis augalinis tirpalas skatina medžiagų apytaką (Perkins, van den Berg,

2009; Sehm, 2007). Tačiau, literatūroje skelbiama mažai informacijos apie fenolinių junginių

kiekius ir jų sudėtį beržų suloje. Klevų suloje identifikuota kelėta minėtų junginių, kurių

koncentracija tirpale gali siekti 0,1 mg/l (Abou-Zaid et al., 2008).

Pavasarį iš įvairių beržų rūšių (Betula spp.) surinkta sula Šiaurės Europoje ir Šiaurės

Amerikoje panaudojama sirupų gamyboje. Iš įvairių beržų rūšių sulos pagaminti sirupai skiriasi

savo skoniu ir spalva. Prieš dešimt metu pradėta komercinė beržo sirupo gamyba, šiai dienai turi

didelį potencialą, nes šio produkto paklausa pastoviai didėja. Skirtingai nuo klevų sirupo,

Page 6: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

6

kuriame iš cukrų dominuoja sacharozė, beržų sulos sirupe aptikta daugiau monosacharidų –

fruktozės. Vienam litrui beržų sirupui pagaminti naudojama 100 l šviežios beržo sulos, tuo tarpu

du kartus daugiau saldesnės šviežios klevų sulos reikia atitinkamai mažiau (Peyton, 1994). Beržų

sirupą, kaip pagrindinį ingredientą, galima naudoti įdarų, saldainių, marinatų, salotų padažų

gamyboje ir kt. Rytinėje JAV dalyje nuo seno gaminamas beržų alus. Gamybos technologijoje,

natūraliai fermentacijai palaikyti, naudojami kukurūzų lukštai (Wigginton, 1973). Nuo seno

Rusijoje beržų sula naudojama parfumerijoje bei kosmetikoje, gaminant specialiosios paskirties

produktus. Pastaraisiais metais šiame regione didėja produktų skaičius, į kurių sudėtį yra

įtrauktas vertingas ingredientas – beržų sula. Literatūroje randama duomenų, kad beržų sulą

rekomenduojama naudoti ir selekcijoje. Tyrimų duomenimis, žiedadulkių daigumui spartinti

siūloma jas apdoroti šio tirpalu. (Zyryanova et al., 2010).

Norint kuo ilgiau išlaikyti sulą, mūsų senoliai išmoko daryti iš jos girą ją raugindavo

statinaitėse. Nuo seno Dzūkijoje išlaikydavo sulą net iki vasaros darbų. Lietuvoje toks gėrimas

buvo ganėtinai populiarus iki XX a. vidurio. Mūsų parduotuvėse dažnai prekiaujama

konservuotomis beržų sultimis, pagamintomis Baltarusijoje ar Ukrainoje. Beržų sula savo

vertingųjų ypatybių nepraranda ir konservuota.

Norint sukurti ir pagaminti geros kokybės beržų sulos produktą, būtina ištirti šios žaliavos

savybes, jų pokyčius laikymo bei perdirbimo metu bei parinkti gamybos proceso parametrus.

Lietuvoje sulos kokybės įvertinimo ir išlaikymo tyrimų rezultatų mes neaptikome. Todėl

manome, kad gauti rezultatai bus aktualūs ir vertingi tiek mokslinių, tiek praktiniu požiūriu.

Šio darbo tikslas buvo įvertinti beržų sulos biocheminę sudėtį, jos pokyčius laikymo ir

fermentacijos metu bei optimizuoti laikymo parametrus ir sukurti beržų sulos naujų produktų

prototipus.

Tuo tikslu buvo iškelti ir spręsti šie uždaviniai:

Ištirti ir įvertinti šviežios beržų sulos biocheminę sudėtį;

Nustatyti beržų sulos biocheminės sudėties pokyčius sulos laikymo ir

fermentacijos metu;

Nustatyti optimalius šviežios ir fermentuotos beržų sulos laikymo

parametrus;

Sukurti beržų sulos naujų produktų prototipus.

Page 7: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

7

2. TYRIMŲ OBJEKTAS IR METODAI

Tyrimų objektai:

Lietuvoje surinkta beržų sula.

Biocheminių tyrimų metodai:

Šviežios ir fermentuotos beržų sulos bandiniuose nustatyta:

tirpios sausosios medžiagos skaitmeniniu refraktometru ATAGO;

monosacharidai ir sacharozė – Bertrano metodu (AOAC, 19901);

askorbo rūgštis titruojant 2,6-dichlorfenolindofenolio natrio druskos tirpalu

(AOAC, 19902);

titruojamasis rūgštingumas - titruojant 0,1 N NaOH tirpalu ir perskaičiuojant į

citrinos rūgšties kiekį (Ермаков и др., 1987);

nitratų kiekiai – potenciometriškai, su jonselektyviu elektrodu (Metodiniai

nurodymai, 1990);

fenolinių junginių kiekis nustatytas Folin-Ciocalteu metodu (Slinkard, Singleton,

1977) ir išreikštas galo rūgšties ekvivalentu;

antioksidacinis aktyvumas nustatytas naudojant stabilų DPPH radikalą

spektrofotometriškai pagal Brand-Williams ir kt. metodą (Brand-Williams,

Cuvelier, Berset, 1995). DPPH• laisvasis radikalas (C18H12N5O6, 2,2-Difenil-1-

pikrilhidrazilo hidratas, M = 394,32 g/mol) gautas iš firmos Sigma Aldrich

Chemical, Vokietija, metanolis (CH3OH, analitiškai švarus) – Penta, Čekija;

Mineralinės sudėties tyrimų metodai:

Šviežios beržų sulos bandiniuose nustatytas mikro- ir makroelementų kiekis:

Kalis (K) ir Natris (Na) naudojant liepsnos emisijos spektrometrijos metodą;

Kalcis (Ca), Magnis (Mg), Cinkas (Zn), Manganas (Mn), Chromas (Cr), Geležis

(Fe) ir Varis (Cu) naudojant atominės absorbcijos spektrometrijos metodą.

Fizikinių savybių tyrimų metodai:

Spalvos koordinatės vienodo kontrasto spalvų erdvėje buvo matuojamos

spektrofotometru MiniScan XE Plus (Hunter Associates Laboratory, Inc., Reston,

Virginia, USA). Šviesos atspindžio režime buvo matuojami parametrai L*, a* ir

b* (atitinkamai šviesumas, raudonumo ir geltonumo koordinatės pagal

Page 8: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

8

CIEL*a*b* skalę) ir apskaičiuojamas spalvos grynumas (C = (a*2+b*

2)1/2

) ir

spalvos tonas (h° = arctan(b*/a*)) (McGuiere, 1992). Dydžiai L*, C, a* ir b*

matuojami NBS vienetais, spalvos tonas ho - laipsniais nuo 0 iki 360°. NBS

vienetas – tai JAV Nacionalinio standartų biuro vienetas, atitinkantis vieną

spalvų skiriamosios galios slenkstį, t.y. mažiausias skirtumas spalvoje, kurį gali

užfiksuoti treniruota žmogaus akis. Prieš kiekvieną matavimų seriją

spektrofotometras buvo kalibruojamas su šviesos gaudykle ir baltos spalvos

standartu, kurio spalvos koordinatės XYZ spalvų erdvėje X = 81,3, Y = 86,2, Z =

92,7. Duomenys pateikti kaip trijų matavimų vidurkiai. Spalvų koordinatės

apdorotos programa Universal Software V.4-10. L* vertė nurodo baltos ir juodos

spalvos santykį, a* vertė – raudonos ir žalios spalvos santykį, b* vertė – geltonos

ir mėlynos spalvos santykį. Tyrimai vykdyti CIEL*a*b* vienodo kontrasto

spalvų erdvėje (CIE L*a*b*, 1996).

Aktyvusis rūgštingumas (pH) matuotas pH-metru inoLab pH Level 1 su SenTix

81 (WTW) elektrodu;

Užšalimo taškas termoporomis, duomenis kaupiant ir apdorojant duomenų

kaupikliu OM-DAQPRO-5300, Omega Engineering, Inc., Connecticut, USA.

3. TYRIMŲ REZULTATAI

3.1. Beržų sulos biocheminė sudėtis

Labai svarbu, kad šviežiam vartojimui, laikymui ir naujų produktų gamybai skirta sula būtų

geros pradinės kokybės. Todėl vienu iš iškeltų uždavinių buvo Lietuvoje auginamų beržų sulos,

maistinių medžiagų tirpalo, kuris yra kaupiamas medžių šaknyse ir pavasarį perduodamas po

žiemos atsigaunančio medžio vainikui, biocheminės sudėties įvertinimas.

Nustatyta, kad Lietuvos klimato sąlygomis beržų suloje sukaupta vidutiniškai 1,07 % cukrų

(1 pav.). Cukrų tarpe dominuoja monosacharidai (0,85%), kurių koncentracija yra keturis kartus

didesnė lyginant su sacharoze (0,22%). Mūsų gauti duomenys patvirtina ir kitų tyrėjų gautus

rezultatus (Helfferich, 2003). Tirpių sausųjų medžiagų beržų suloje nustatyta 1,1 procentas.

Suloje sukaupta 7,2 mg 100 g-1

askorbo rūgšties (2 pav.). Pagal vitaminingumą, beržų sula

lenkia daugelio Lietuvoje užaugintų obelų veislių vaisius, kurie sukaupia mažesnį askorbo

rūgšties kiekį (Viškelis et al., 2011).

Šviežioje beržų suloje nėra daug organinių rūgščių, tačiau jos vertinamos dėl teigiamo

poveikio sveikatai. Tyrimų duomenimis, sulos titruojamasis rūgštingumas siekia tik 11,52 mg

Page 9: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

9

100 g-1

(2 pav.). Žmogaus organizme organinės rūgštys saikingai neutralizuoja skystąsias

organizmo terpes, reguliuoja vidaus sekrecijos liaukų veiklą, pasižymi antinavikiniu,

antisklerotiniu poveikiu ir kt.

1 pav. Cukrų kiekiai šviežioje beržų suloje.

Fenoliniai junginiai yra svarbus produkto maistinės vertės rodiklis. Jie pasižymi

antioksidaciniu aktyvumu, suriša laisvuosius radikalus ir išvalo iš organizmo radioaktyvias

medžiagas (Sr, Co), slopina uždegimus ir reguliuoja žarnyno veiklą. Mūsų duomenimis, beržų

sula nepasižymi gausiu fenolinių junginių kiekiu. Suloje jų aptikome tik 1,45 mg 100g-1

(2 pav.).

2 pav. Šviežios beržų sulos biocheminės sudėties rodikliai.

Page 10: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

10

Sulos aktyvusis rūgštingumas yra 5,71. Mūsų gautas rodiklis patvirtina ir kitų mokslininkų

paskelbtus rezultatus (Zyryanova et al., 2010). Nitratų tirtuose beržų sulos bandiniuose neaptikta.

3.2. Beržų sulos mineralinė sudėtis

Literatūroje nurodoma, kad beržų suloje randama nemažai mineralinių medžiagų, kurios

priduoda šiam tirpalui mineralizuoto vandens skonį (Harju, 1990).

Šviežioje beržų suloje nustatyti devyni makro- ir mikroelementai. Tirpale daugiausiai

aptikta kalio (K) – 115 mg kg-1

(3 pav.). Šis cheminis elementas yra svarbus širdies ir

kraujagyslių ligų profilaktikoje, kraujospūdžio reguliavimui, kartu su natriu, būtinas vandens

kiekio ląstelėse palaikymui. Kalis svarbus nervinio impulso perdavimui, energijos gamybai iš

baltymų, riebalų ir angliavandenių medžiagų apykaitos metu (Mark et al, 2008). Pagal gausą,

mineraliniai elementai išdėstyti tokia tvarka: kalcis (56,5 mg kg-1

), magnis (22,0 mg kg-1

), natris

(14,5 mg kg-1

), cinkas, manganas, geležis, varis ir chromas (3 pav.).

3 pav. Makro- ir mikroelementų koncentracija šviežioje beržų suloje.

3.3. Beržų sulos kokybės rodiklių pokyčiai laikymo metu

3.3.1. Laikymo sąlygų įtaka beržų sulos biocheminei sudėčiai

Biochemijos ir technologijos laboratorijoje beržų sulos bandiniai buvo laikomi

šešiasdešimt parų (2 mėnesius) šaldytuvuose palaikant -1°C, 0°C, +2°C, +6°C, +10°C

temperatūrą ir patalpoje, esant +20°C oro temperatūrai. Nustatyta, kad sulos bandiniuose

laikymo metu mažiausiai kito tirpių sausųjų medžiagų kiekiai. Nei laikymo trukmė, nei

Page 11: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

11

temperatūra neturėjo ženklios įtakos šio rodiklio pokyčiams. Po šešiasdešimties parų, laikant

bandinius skirtingoje temperatūroje, tirpių sausųjų medžiagų juose sumažėjo tik 0,3 procentais (4

pav.). Nustatyta, kad po mėnesio laikymo įvairiomis sąlygomis laikytoje suloje tirpių sausųjų

medžiagų kiekis nekinta.

4 pav. Tirpių sausųjų medžiagų pokyčiai suloje laikymo metu.

5 pav. Titruojamojo rūgštingumo pokyčiai suloje laikymo metu.

Page 12: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

12

Laikymo metu ženkliai kito beržo sulos titruojamasis rūgštingumas. Įvairiose laikymo

temperatūrose jo kitimo dinamika buvo skirtinga. Pastebėta, kad mažiausiai organinių rūgščių

kiekiai kinta suloje, laikant ją šaldytuve, esant 0°C ir +2°C temperatūrai (5 pav.). Ženklesni

pokyčiai pastebimi po keturiasdešimties laikymo parų, kai dėl suaktyvėjusios fermentacijos

proceso organinių rūgščių suloje padidėja 3-5 kartus (0°C) ir 5-9 kartus (+2°C).

Kaip rodo tyrimai, tris savaites titruojamasis rūgštingumas suloje nekinta, jei ji laikoma

šaldytuve esant +6°C temperatūrai. Tačiau jau po dvidešimties laikymo parų suloje suaktyvėja

fermentacijos procesai, todėl pastebimas staigus organinių rūgčių kiekio padidėjimas (5 pav.).

Aukštesnėje laikymo temperatūroje titruojamojo rūgštingumo pokyčiai tirpale yra žymūs ir jo

dinamika labai skiriasi nuo pokyčių, kurie vyksta laikant sulą 0°C ir +2°C temperatūroje. Po

aštuoniolikos laikymo parų, esant +6°C ir +10°C temperatūrai, organinių rūgščių kiekis suloje

išlieka beveik nepakitęs. Tačiau po dvidešimties laikymo dienų titruojamasis rūgštingumas

suloje padidėja 9-16 kartų. Fermentuotoje beržų suloje, laikomoje kambario temperatūroje, jau

po penktos paros titruojamasis rūgštingumas ženkliai padidėja ir išlieka nepakitęs keturiasdešimt

penkias dienas. Tai leidžia tikėtis, kad natūralus sulos fermentacijos procesas jau pasibaigė.

Tačiau, laikymo pabaigoje, kai pastebimas tirpalo skaidrėjimas (lentelė 1), organinių rūgščių

beržų suloje ženkliai sumažėja (5 pav.).

Laikymo metu ženkliai kito beržų sulos aktyvusis rūgštingumas. Labiausiai skiriasi pH

rūgštingumo dinamika beržų suloje, kuri buvo laikoma +6°C , +10°C ir +20°C temperatūroje. Po

aštuoniolikos laikymo parų šis rodiklis pakito nuo 5,22 iki 3,59 (+6°C temperatūra) ir nuo 5,11

iki 3,59 (+10°C temperatūra). Kambario temperatūroje (+20 °C) išlaikytoje suloje pH didėja

daugiau. Jau po penktos laikymo paros aktyvusis rūgštingumas kinta 1,79 skirtumu.

Fermentuotoje suloje nuo 5,71 iki 3,92 (6 pav.).

Atlikus beržų sulos cheminę analizę, paskaičiavome koreliaciją tarp pieno rūgšties ir kitų

cheminės sudėties ir fizikinių savybių rodiklių. Nustatyta stipri neigiama priklausomybė tarp

pieno rūgšties ir tirpių sausųjų medžiagų bei pH rūgštingumo rodiklių. Didėjant pieno rūgšties

kiekiui, beržų suloje didėjo jos laidumo koeficientai ir tirpalo tirpių sausųjų medžiagų kiekiai.

Tačiau koreliacijos koeficientų reikšmės kito priklausomai nuo laikymo temperatūrų. Laikant

skirtingose temperatūrose mažiausią įtaką pieno rūgšties koncentracija rodo tirpalo aktyviajam

(pH) ir titruojamajam rūgštingumui. Laikant beržų sulą +6°C, +10°C ir +20°C temperatūroje, kai

produkte intensyviau mažėja tirpių sausųjų medžiagų, pieno rūgšties kiekis jame padidėja

ženkliai (7 pav.).

Page 13: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

13

6 pav. Aktyviojo rūgštingumo (pH) pokyčiai suloje laikymo metu.

7 pav. Beržo sulos pieno rūgšties ir biocheminių bei fizikinių savybių tarpusavio koreliacinė

priklausomybė (PR pieno rūgštis; TSM tirpios sausos medžiagos; TR titruojamasis

rūgštingumas; pH aktyvusis rūgštingumas; L laidumas).

Page 14: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

14

8 pav. Cukrų kiekio pokyčiai beržų suloje po šešiasdešimties laikymo dienų.

9 pav. Askorbo rūgšties ir fenolinių junginių pokyčiai beržų suloje po šešiasdešimties laikymo

parų.

Page 15: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

15

Nustatyta, kad nepriklausomai nuo laikymo temperatūros, po dviejų laikymo mėnesių

cukrų kiekis beržų suloje sumažėja vidutiniškai 26 procentais. Po laikymo cukrų produkte lieka

0,75-0,79% (8 pav.). Tarp cukrų labiausiai sumažėja ir kinta mononsacharidų kiekis, o

sacharozės – išlieka beveik nepakitęs (8 pav.).

Laikymo metu beržo suloje askorbo rūgšties pokyčiai yra labai nežymūs, paklaidos ribose

(9 pav.). Fenolinių junginių šviežioje suloje randame mažai (1,45 mg 100g-1

) (9 pav.).

Nepriklausomai nuo laikymo temperatūrų, jų kiekis sumažėja, tačiau paklaidų ribose.

3.3.2. Beržų sulos fizikinių rodiklių pokyčiai laikymo metu.

Beržų sulos specifinis laidumas. Specifinis elektrinis laidumas nusako tiriamos

medžiagos gebėjimą praleisti elektros srovę. Naudojantis šia savybe galima spręsti apie įvairias

medžiagos savybes – tiek fizikines, tiek chemines. Nustatyta, kad specifinis elektrinis laidumas

turi savybę kisti priklausomai nuo tiriamos medžiagos temperatūros. Šiuolaikinėms

technologijoms pažengus į priekį, sukurti įvairūs matavimo prietaisai, leidžiantys kompensuoti

šią medžiagų savybę keisti specifinį elektrinį laidumą priklausomai nuo temperatūros, siekiant

suvienodinti atskaitos sistemą ir gauti patikimą matavimo rezultatą. Pavyzdžiui, vienas iš tyrimo

metodų, kuriuo įvertinamas specifinis elektrinis laidumas, yra naudojamas nustatyti pieno

užšalimo temperatūrą (Daunoras, Knyš, 2005).

Laikymo metu, beržų sulos laidumas kito nuo 1,21 iki 1,85 mS/m (lentelė 1). Žemose

temperatūrose (0°C ir +2°C) sulos laidumo dinamika kito mažiausiais skirtumais. Beržų sula

išliko skaidri apie dvidešimt parų ir jos laidumo koeficientai pakito nežymiai – 0,11-0,17 mS/m.

Po keturiasdešimties laikymo parų pastebėtas tirpalo spalvos pokytis, drumstumas. Minėtose

temperatūrose laikytoje suloje, po dviejų laikymo mėnesių laidumo koeficientai pakito

mažiausiai – 0,47-0,48 mS/m. Esant +6°C laikymo temperatūrai, beržų sula skaidri išlieka apie

savaitę. Po dvidešimties laikymo parų tirpalas tampa drumzlinas ir laidumo koeficiento

skirtumas siekia 0,2 mS/m. Pastebėta, kad beržų sulos laidumui pasiekus 1,4 mS/m (lentelė 1),

sula ima opalescuoti, įgyja kiek pienišką atspalvį. Laikant produktą 0°C ir +2°C temperatūroje

šis pokytis pastebimas po dvidešimties laikymo parų, laikant +6°C temperatūroje – nuo dešimtos

paros ir trunka apie dešimt dienų, laikant beržų sulą +10°C temperatūroje – penktą parą ir trunka

trumpai, o laikant sulą +20°C temperatūroje pieniško atspalvio mes nepastebėjome, nes jau po

penkių laikymo parų tirpalas buvo drumstas. Laikant beržų sulą +10°C ir +20°C temperatūroje

jos specifinio laidumo dinamika buvo analogiška ir skirtumai tarp koeficientų nuo laikymo

Page 16: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

16

pradžios iki kol vyko eksperimentas, buvo ženklūs. Jau po penkių +10°C ir +20°C

temperatūroje laikymo dienų koeficientų skirtumai siekė 0,24-0,28 mS/m. Laikant kambario

temperatūroje, pastebėjome, kad po keturiasdešimties dienų tirpalas tapo skaidriu. Kaip ir minėta

anksčiau, produkte pasideda kitokio pobūdžio rūgimo ar net puvimo procesai. Beržo sulos skonis

įgauna pašalinį, nemalonų prieskonį.

Beržų sulos užšalimo taškas

Beržų suloje yra įvairių cukrų bei ištirpusių mineralinių medžiagų bei organinių rūgščių,

todėl sula užšąla ne 0°C temperatūroje, kaip grynas vanduo, bet -1,4°C temperatūroje (10 pav.).

Sulos užšalimo ir defrostacijos temperatūros sutampa, nestebima jokia kreivių histerezė, o tai

rodo, kad tai paprastas procesas, nesusijęs su destrukcija ar kokia agregatacija ar polimerizacija.

Užšalimo temperatūros depresija leidžia manyti, kad šviežią sulą galima laikyti ir žemoje

temperatūroje iki -1,4°C, kas leistų prailginti sulos laikymo trukmę.

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

15

:10

:07

15

:16

:57

15

:23

:47

15

:30

:37

15

:37

:27

15

:44

:17

15

:51

:07

15

:57

:57

16

:04

:47

16

:11

:37

16

:18

:27

16

:25

:17

16

:32

:07

16

:38

:57

16

:45

:47

Laikas

Te

mp

era

tūra

, °C

Užšaldymas

Defrostacija

10 pav. Šviežios sulos užšalimo ir defrostacijos dinamika.

Page 17: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

17

Page 18: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

Lentelė 1. Beržų sulos laidumo kitimo dinamika.

Paros

-1°C

temperatūroje 0°C temperatūroje

+2°C

temperatūroje

+6°C

temperatūroje

+10°C

temperatūroje +20°C temperatūroje

Lai

dum

as

, m

S/m

Pas

tabos

Lai

dum

as

, m

S/m

Pas

tabos

Lai

dum

as

, m

S/m

Pas

tabos

Lai

dum

as

, m

S/m

Pas

tabos

Lai

dum

as

, m

S/m

Pas

tabos

Lai

dum

as

, m

S/m

Pas

tabos

0 1,21 skaidrus 1,21 skaidrus 1,21 skaidrus 1,21 skaidrus 1,21 skaidrus 1,21 skaidru

5 1,21 skaidrus 1,21 skaidrus 1,29 skaidrus 1,30 skaidrus 1,45

vos

opales-

cuoja

1,49 drumstas

10 1,21 skaidrus 1,29 skaidrus 1,32 skaidrus 1,38

vos

opales-

cuoja

1,46 drumstas 1,55 drumstas

18 1,22 skaidrus 1,32 skaidrus 1,35 skaidrus 1,39

vos

opales-

cuoja

1,62 drumstas 1,68 drumstas

25 1,21 skaidrus 1,41

vos

opoles-

cuoja

1,45

vos

opoles-

cuoja

1,59 drumstas 1,69 drumstas 1,72 drumstas

35 1,23 skaidrus 1,43

vos

opales-

cuoja

1,50

vos

opales-

cuoja

1,62 drumstas 1,71 drumstas 1,70 drumstas

42 1,22 skaidrus 1,45 vos drum-

stas 1,53

vos drum-

stas 1,61 drumstas 1,62 drumstas 1,70 skaidrus

50 1,22 skaidrus 1,52 drumstas 1,58 drumstas 1,72 drumstas 1,75 drumstas 1,75 skaidrus

60 1,23 skaidrus 1,68 drumstas 1,69 drumstas 1,79 drumstas 1,82 drumstas 1,85 skaidrus

Page 19: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

Beržų sulos spalvos rodikliai. Produkto spalva priklauso nuo jame esančių dažančiųjų

medžiagų. Šis rodiklis lemia produktų išorinio patrauklumo įvertinimo rezultatus. Kadangi beržų

sula yra nenuspalvintas natūraliomis dažančiomis medžiagomis, skaidrus maistinis tirpalas, mes

palyginome jos spalvos rodiklius su distiliuoto vandens spalvos charakteristikomis, kaip

kontrolės variantu. Pastebėta, kad tarp šviežios beržų sulos ir distiliuoto vandens šviesumo (L*),

spalvos koordinatės b bei spalvos tono (h°) rodiklių skirtumai yra labai maži, paklaidų ribose.

Ženklesni skirtumai nustatyti tarp vandens ir sulos spalvų grynumo (C) bei spalvų koordinatės a

(lentelė 2). Po penkių laikymo dienų, nepastebėti skirtumai tarp visų tirtų spalvos rodiklių

šviežioje beržų suloje ir suloje, kuri buvo laikoma -1°C ir 0°C temperatūroje. Šiomis sąlygomis

Lentelė 2. Spalvos rodiklių pokyčiai beržų suloje laikymo metu.

Spalvos rodikliai

L* a b C h°

Distiliuotas vanduo 51,13 -0,81 0,46 0,93 150,41

Šviežia beržų sula 51,33 -0,57 0,42 0,71 143,62

-1°C laikymo temperatūra

Po 5 parų 51,33 -0,57 0,42 0,71 143,62

Po 60 parų 51,43 -0,56 0,43 0,70 142,51

0°C laikymo temperatūra

Po 5 parų 51,33 -0,57 0,42 0,71 143,62

Po 60 parų 51,43 -0,55 0,53 0,76 136,06

+2°C laikymo temperatūra

Po 5 parų 51,56 -0,61 0,44 0,75 144,20

Po 60 parų 51,26 -0,56 0,5 0,75 138,24

+6°C laikymo temperatūra

Po 5 parų 51,48 -0,6 0,48 0,77 141,34

Po 60 parų 51,82 -0,58 0,49 0,76 139,81

+10°C laikymo temperatūra

Po 5 parų 50,94 -0,54 0,59 0,80 132,47

Po 60 parų 51,32 -0,44 0,49 0,66 131,92

+20°C laikymo temperatūra

Po 5 parų 50,31 -0,5 0,9 1,03 119,05

Po 60 parų 51,78 -0,57 0,31 0,65 151,46

Page 20: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

19

dvejus mėnesius išlaikytoje beržų suloje labiausiai pakito spalvos koordinatės b ir produkto tono

(h°) rodikliai, tačiau šie skirtumai yra taip pat paklaidų ribose. Esminiai skirtumai tarp spalvų

rodiklių - spalvos grynumo (C), tono (h°) ir koordinatės b - nustatyti beržų suloje, kuri buvo

laikoma du mėnesius kambario temperatūroje (lentelė 2).

Laikant beržų sulos bandinius skirtingose temperatūrose, spalvos kokybės pokyčiai nėra

ženklus, tačiau, kaip pastebėjome, jų kitimo dinamika priklausė nuo temperatūros ir laikymo

trukmės. Laikant sulą arti užšalimo taško, -1,0±0,2°C temperatūroje, po dviejų mėnesių jokių

statistiškai patikimų spalvos pokyčių nepastebėta.

3.3.3. Beržų sulos pokyčiai fermentacijos metu

Fermentuojant/rauginant beržų sulą būtina siekti, kad fermentacijos proceso metu susidarytų

pieno rūgštis. Pienarūgštį rūgimą sukelia įvairios pienarūgščio rūgimo bakterijos. Tai anaerobai,

kurie vystosi bedeguonėje erdvėje. Taigi, sula, laikoma be oro, apsaugoma nuo įvairių

nepageidaujamų procesų, kuriems būtinas deguonis (actarūgščio rūgimo, puvimo, pelėjimo).

Pienarūgščio rūgimo bakterijos skaido suloje esantį cukrų į pieno rūgštį. Iš vienos gliukozės

molekulės susidaro dvi pieno rūgšties molekulės:

C6H12O6 2CH3CHOHCOOH + 75 kJ.

Raugintuose produktuose pieno rūgšties susikaupia 0,7...2,5%. Be pieno rūgšties, gali

šiek tiek susidaryti pirovynuogių, citrinos rūgščių ir kitokių medžiagų, kurios produktams

suteikia malonų skonį ir aromatą, taigi kokybės nemenkina. Gali taip pat susidaryti ir acto,

skruzdžių, propiono rūgščių, menkinančių produktų kokybę, todėl standartai šių rūgščių kiekį

griežtai normuoja.

Daugelis mikroorganizmų gerai vystosi neutralioje terpėje (pH 7). Pienarūgščio rūgimo

bakterijoms tinkamiausia yra silpnai rūgšti terpė (pH 4,9...6,0). Per rūgščioje terpėje

mikroorganizmai nesivysto, tačiau skirtingiems mikroorganizmams rūgštumo riba yra

nevienoda. Puvimo bakterijoms rūgštumo riba yra pH 4,4. . .5,0, sviestarūgščio rūgimo — pH

4,5, pienarūgščio rūgimo — pH 3,0....4,4, mielėms — pH 2,5...3,0, pelėsiams — pH 1,2....3,0.

Taigi, puvimo ir sviestarūgščio rūgimo bakterijų dauginimąsi slopinti galima reguliuojant

terpės rūgštumą. Mielėms ir pelėsiams tai netinka, nes jie pakelia rūgštesnę terpę už

pienarūgščio rūgimo bakterijas.

Optimali temperatūra pienarūgščio rūgimo bakterijoms yra 35...40°C. Tačiau tokioje

temperatūroje sula nerauginama, nes ji labai palanki ir kitiems (žalingiems)

Page 21: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

20

mikroorganizmams, pavyzdžiui, sviestarūgščio rūgimo bakterijoms. Pienarugščio rūgimo

bakterijos cukrų į pieno rūgštį gali skaidyti ir žemesnėje už optimalią temperatūroje.

Iki aštuoniolikos laikymo dienų pieno rūgšties kiekis suloje, kuri buvo natūraliai

fermentuojama 0°C, +2°C ir +6°C temperatūroje, išliko pradinis. Tačiau aukštesnėje

fermentacijos temperatūroje jau po mėnesio pieno rūgšties suloje padidėja 28 kartus. Tiek pat jos

nustatyta suloje, kuri buvo fermentuojama +10°C ir +20°C temperatūroje (11 pav.). Kaip

pastebėjome, po 42 laikymo parų kambario temperatūroje (+20°C) pieno rūgšties suloje ženkliai

sumažėja (11 pav.). Manome, kad dėl aukštos temperatūros produkte prasideda kitokio pobūdžio

rūgimo ar net puvimo procesai. Įvertinus tyrimo rezultatus, galima daryti išvadą, kad optimali

beržų sulos fermentacijos temperatūra yra +10°C. Fermentuotos sulos negalima ilgai laikyti

kambario temperatūroje, ją reikia laikyti ne aukštesnėje kaip +6-+10°C temperatūroje.

Fermentacijos metu spalvų koordinatės a ir b kinta statistiškai nepatikimai. Ženkliau

pasikeičia spalvos tonas h: jeigu šviežioje suloje spalvos tonas lygus 143°, tai fermentuotoje –

131°.

11 pav. Pieno rūgšties kitimo dinamika beržų suloje fermentacijos metu.

Page 22: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

21

3.4. Beržų sulos produktų prototipų kūrimas

Iš beržų sulos nuo seno gaminami įvairūs gėrimai. Lietuvoje, įvairiuose prekybos

centruose ir specializuotose parduotuvėse, dažniausiai prekiaujama iš Rytų šalių atvežama

konservuota beržų sula. Sulos konservavimui ir skoniui pagerinti naudojami papildomi

ingredientai: cukrus ir citrinų rūgštis – rūgštaus skonio, balta biri kristalinė medžiaga

(monohidratas), E330. Vienas iš mūsų tyrimų tikslų buvo parinkti natūralias konservuojančias ir

produkto cheminę sudėtį pagerinančias augalines žaliavas. Buvo sukurti produktai su beržų sula,

kurių receptūroje naudojamos Lietuvoje auginamų retųjų ir mažai paplitusių augalų, tokių kaip

svarainių ir šaltalankių vaisių, vitaminingos sultys ir tyrės. Buvo pagaminti vaisių ir daržovių

nektarai su beržų sula: obuolių ir šaltalankio nektaras; obuolių ir svarainių nektaras; kriaušių ir

svarainių nektaras; kriaušių, svarainių ir šaltalankio nektaras. Nektarai – produktai, kurie

gaminami iš vaisių, daržovių tyrės pridedant vandens, cukrų ir (arba) medaus. Mūsų

pagamintuose nektaruose į vaisių ir daržovių tyrės buvo pridedamas sirupas, paruoštas iš beržų

sulčių ir cukraus.

Taip pat buvo pagaminti beržų sulos gėrimai su svarainių, šaltalankio ir obuolių sultimis.

Buvo sukurtos devynios beržų sulos ir įvairių vaisių sulčių receptūros, kuriose parinktos

skirtingos sudedamųjų dalių kombinacijos (3 lentelė).

Lentelė 3. Produktų su beržų sula receptūros

Beržų sula su obuolių

sultimis

Beržų sula su

šaltalankio sultimis

Beržų sula su

šaltalankio ir obuolių

sultimis

Beržų sula su

svarainių sultimis

Variantas Santykis

produkte Variantas

Santykis

produkte Variantas

Santykis

produkte Variantas

Santykis

produkte

I

II

III

1:1

2:1

1:2

I

II

3:1

4:1 I 1:0,5:0,5

I

II

III

8:1

9:1

10:1

Po dviejų laikymo mėnesių atlikome juslinę produktų analizę, kurios rezultatai pateikti 4

lentelėje. Buvo įvertinti produktų išvaizda, aromatas ir skonio savybės. Visų variantų receptūrų

beržų sulos su obuolių ir svarainių sultimis produktai iš esmės išsiskyrė patrauklia išvaizda.

Ženklūs esminiai skirtumai nustatyti tarp produktų skonio savybių. Mažiausiai balų skirta

gėrimams su svarainių sultimis – nuo 5 iki 5,67 balo. Visų receptūrų beržų sulos ir šaltalankio

Page 23: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

22

sulčių produktai išsiskyrė labai geru skoniu. Tačiau geriausiomis skonio savybėmis išsiskyrė

beržų sulos ir obuolių sulčių gėrimas, kuriame obuolių sultys sudarė didžiąją produkto dalį

9,33 balo (4 lentelė). Atskirų receptūrų produktų aromatai yra būdingi vaisiams, kurių sultys

buvo naudojamos mišiniuose su beržų sula. Geriausiu aromatų pasižymėjo beržų sula su

šaltalankio ir obuolių sultimis 8,42 balo. Apibendrinant produktų juslines savybes, nustatyta,

kad labai gerai buvo įvertintas derinys beržų sulos su didesniu obuolių sulčių priedu (III

variantas). Kiek prastesnės išvaizdos beržų sulos ir šaltalankio sulčių tiriami produktai, dėl gerų

skonio savybių ir aromato, taip pat išsiskiria jusliniais rodikliais (4 lentelė).

Lentelė 4. Produktų su beržų sula juslinis įvertinimas (balais, 1-10).

Produkto pavadinimas Išvaizda Skonis Aromatas Bendras

įvertinimas

Beržų sula su

obuolių

sultimis

I 8,00bsd

8,92dcb 8,08 cb 25,0bc

II 8,08cd 7,83c 7,50abc 23,4abc

III 7,58abcd 9,33a 8,17cb 25,1a

Beržų sula su

šaltalankio ir

obuolių

sultimis

I 5,97d 9,17bc 8,42a 23,6abc

Beržų sula su

šaltalankio

sultimis

I 5,85d 8,45dcb 7,67abc 21,9abc

II 6,15ab 9,10cb 7,83cb 22,6abc

Beržų sula su

svarainių

sultimis

I 8,50cd 5,00d 7,25abc 20,8c

II 7,33abcd 5,67d 7,33abc 20,3c

III 8,67a 5,25d 6,58c 20,5c

R05 (nuo

vidurkio)

1,182 0,892 0,816 1,213

Produktų cheminės sudėties tyrimai buvo atlikti po dviejų laikymo mėnesių. Iš esmės

daugiausiai tirpių sausųjų medžiagų nustatyta beržų sulos gėrime su šaltalankio ir obuolių

sultimis 10,8%. Visi beržų sulos ir šaltalankio sulčių produktai išsiskyrė didesniu tirpių sausųjų

medžiagų kiekiu (12 pav.). Mažiausiai jų yra beržų sulos ir svarainių sulčių gėrimuose.

Tirti produktai skyrėsi vitaminingumu. Iš esmės daugiausiai askorbo rūgšties nustatyta

produkte, kuriame yra parinktas beržų sulos ir šaltalankio sulčių derinys santykiu 3:1 12,4 mg

100g-1

(13 pav.). Reikia pastebėti, kad beržų sulos gėrimai su šaltalankio sultimis,

nepriklausomai nuo jų derinio receptūroje, išsiskiria askorbo rūgšties kiekiu. Svarainiai sukaupia

daug askorbo rūgšties, mūsų klimato sąlygomis nuo 55 iki 106 mg 100g-1

, tačiau dėl gausaus

organinių rūgščių kiekio (nuo 2,2 iki 7,3) receptūroje panaudojome labai mažą šių vaisių sulčių

Page 24: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

23

kiekį. Tačiau, beržų sulos ir svarainių sulčių gėrimuose nustatyta daugiau askorbo rūgšties,

lyginant su beržų sulos ir obuolių sulčių produktais (13 pav.).

12 pav. Tirpių sausųjų medžiagų kiekis įvairiuose produktuose su beržų sula

(BS OB beržų sula su obuolių sultimis; BS Š OB beržų sula su šaltalankio ir

obuolių sultimis; BS Š beržų sula su šaltalankio sultimis; BS SV beržų sula su

svarainių sultimis; I-III produktų receptūros)

13 pav. Askorbo rūgšties kiekis įvairiuose produktuose su beržų sula

(BS OB beržų sula su obuolių sultimis; BS Š OB beržų sula su šaltalankio ir

obuolių sultimis; BS Š beržų sula su šaltalankio sultimis; BS SV beržų sula su

svarainių sultimis; I-III produktų receptūros)

Beržų sulos ir svarainių sulčių produktai turi iš esmės didesnį organinių rūgščių kiekį, nuo

0,48 iki 0,63 % (14 pav.). Mažesni titruojamojo ir aktyviojo rūgštingumo kiekiai nustatyti beržų

Page 25: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

24

sulos ir obuolių sulčių gėrimuose (14,15 pav.). Svarainių ir šaltalankio sultys padidino beržų

sulos produktų aktyvųjį rūgštingumą (15 pav.).

14 pav. Produktų su beržų sula titruojamasis rūgštingumas

(BS OB beržų sula su obuolių sultimis; BS Š OB beržų sula su šaltalankio ir

obuolių sultimis; BS Š beržų sula su šaltalankio sultimis; BS SV beržų sula su

svarainių sultimis; I-III produktų receptūros)

15 pav. Produktų su beržų sula aktyvusis rūgštingumas

(BS OB beržų sula su obuolių sultimis; BS Š OB beržų sula su šaltalankio ir

obuolių sultimis; BS Š beržų sula su šaltalankio sultimis; BS SV beržų sula su

svarainių sultimis; I-III produktų receptūros)

Page 26: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

25

4. IŠVADOS

1. Nustatyta, kad šviežioje beržų suloje sukaupta vidutiniškai 1,07 % cukrų, kurių tarpe

dominuoja monosacharidai ir 7,2 mg 100 g-1

askorbo rūgšties. Fenolinių junginių ir organinių

rūgščių aptikta nedaug. Sulos aktyvusis rūgštingumas yra 5,71. Šviežioje beržų suloje nustatyti

devyni makro ir mikroelementai. Suloje daugiausiai aptikta kalio (K) – 115 mg kg-1

ir kalcio

(Ca) – (56,5 mg kg-1

).

2. Siekiant išlaikyti beržų suloje pradinę jos biocheminę sudėtį, sulą reikėtų laikyti

žemesnėje negu 0°C temperatūroje. Beržų sula neužšąla ir išlaiko savo pradinę biocheminę

sudėtį 6 mėn. laikant -1°C temperatūroje. Trumpai laikyti šviežią beržų sulą iki 2 mėn. galima 0-

+6°C temperatūroje.

3. Fermentuoti beržų sulą rekomenduotina ne aukštesnėje kaip 10°C temperatūroje.

4. Geromis juslinėmis savybėmis ir labai vertinga biochemine sudėtimi pasižymi beržų

sulos ir šaltalankio sulčių produktai.

5. LITERATŪRA

1. Abou-Zaid M. M., Nozzolillo C., Tonon, A., Coppens M., Lombardo D.A. 2008. High-

Performance Liquid Chromatography Characterization and Identification of Antioxidant

Polyphenols in Maple Syrup. Pharmaceutical Biology, 46 (1): 117 – 125.

2. Ahtonen S., Kallio H. 1989. Identification and seasonal variations of amino acids in birch

sap used for syrup production. Food Chemistry 33(2): 125-132.

3. AOAC. 19901. Sucrose in fruits and fruit products. Helrich, K. (ed.), Official Methods of

Analysis. 15th

end, AOAC Inc. Arlington. VA, p. 922.

4. AOAC. 19902. Vitamin C (ascorbic acid) in vitamin preparations and juice. Helrich, K

(ed.) Official Methods of Analysis, 15th

edn, AOAC Inc. Arlington. VA, p. 1058.

5. Brand-Williams W, Cuvelier M.E, Berset C. 1995. Use of free radical method to evaluate

antioxidant activity. Lebensmittel Wissenschaft und Technologie. 28: 25–30.

6. CIE L*a*b* Color Scale. 1996. HunterLab Applications Note. 8(7): 1-4.

7. Daunoras J., Knyš A. 2005. Skysčių specifinio elektrinio laidumo nustatymas ir jo

kompensavimo sistema. Elektronika ir elektrotechnika, 7(63): 44-48.

8. Drozdova, G., Demurov, E., Bakhilov, V. and Frolov, V. 1995. Some aspects of

Page 27: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

26

pharmacological activity of birch sap and birch drag-preparations. In Terazawa M. et al.

(eds.) Tree Sap, Hokkaido University Press, Sapporo, pp. 85-89.

9. Harju L., Huldén S.G. 1990. Birch sap as tool for biogeochemical prospecting. Journal

of Geochemical Exploration, 37(3): 351-365.

10. Haq S., Adams G. A. 1962. Oligosaccharides of birch sap. Canadian Journal of

Biochemistry and Physiology, 40(8): 989-997.

11. Helfferich D. Birch: white gold in the boreal forest. 2003. J. Agroboreal. 35(2): 4-12.

12. Hongzhou J, Yuichi S., Yutaka T. and Minoru T. 2001. Proteins in the Exudation Sap

from Birch Trees, Betula platyphylla Sukatchev var.japonica Hara and Betula verrucosa

Her. Eurasian J. For. Res. 2: 59-64.

13. Kallio H., Ahtonen S., Raulo J., Linko R. R. 1986. Identification of the Sugars and Acids

in Birch Sap. Journal of Food Science, 50(1): 266–269.

14. Kallio, H., Teerinen, T., Ahtonen, S., Suihko, M. and Linko, R. R. 1989. Composition

and properties of birch syrup (Betula pubescens) J. Agric. Chern., 37: 51-54.

15. Klinger W., Hirschelmann R., Suss J. 1989. Birch sap and birch leaves extract: Screening

for antimicrobial, phagocytosis influencing, antiphlogistic and antipyretic activity.

Pharmazie. 44: 558–560.

16. Mark C. Houston M.D, Karen J., Harper M.S, Pharm D. 2008. Potassium, Magnesium,

and Calcium: Their Role in Both the Cause and Treatment of Hypertension. Journal of

Clinical Hypertension, 10 (7): 3–11.

17. McGuiere R.G. 1992. Reporting of objective color measurements. HortScience, 27, (12):

1 2541 255.

18. Metodiniai nurodymai nitratams nustatyti augalininkystės produkcijoje. 1990. Vilnius, p.

41.

19. Patzold R. Bruckner H. 2005. Mass Spectrometric Detection and Formation of D-Amino

Acids in Processed Plant Saps, Syrups, and Fruit Juice Concentrates. J. Agric. Food

Chem. 53: 9722−9729.

20. Perkins, T.D., van den Berg, A.K. 2009. Maple Syrup – Production, Composition,

Chemistry, and Sensory Characteristics. In: Advances in Food and Nutrition Research,

Vol. 56. – Amsterdam etc: Elsevier/Academic Press, pp. 104 – 140.

21. Peyton. J.L. 1994. The birch-bright tree of life and legend. In: The McDonald and

Woodward Publishing Co., Non-Wood Forest Products 15. Non-wood forest products

Page 28: LIETUVOS AGRARINIŲ IR MIŠKŲ MOKSLŲ CENTRO FILIALAS · atitinkamai 1,0040 ir 1,0043 g cm-3 , į pabaigą šis rodiklis palaipsniui mažėja ir siekia 1,0028 g cm-3. Priklausomai

27

from temperate broad-leaved treles. William M. Ciesla (eds.), Food and Agriculture

Organization of the United Nations, Rome, 2002, p. 42.

22. Sehm, E. 2007. Birkensaft. Das Gesundheitselixier aus der Natur. - Norderstedt: Books

on Demand GmbH, 52 S.

23. Shen Y.B., Kazusaka A., Fujita, S. and Terazawa, M. 2001. Preventative properties of

birch sap against oxidative stress in rats. In Terazawa, M. (ed.) Tree Sap II,

Hokkaido University Press, Sapporo, pp. 147-151.

24. Slinkard K. and Singleton V. L. 1977. Total phenol analysis: Automation and comparison

with manual methods. Am. J. Enol. Vitic. 28:49-55.

25. Tyree, M. T. 1995. The Mechanism of maple sap exudation. In Terazawa, M. et af

(eds.) Tree Sap, Hokkaido University Press, Sapporo, pp. 37-45.

26. Viškelis P., Rubinskienė M., Sasnauskas A., Bobinas Č., Kviklienė N. 2011. Changes in

apple fruit quality during a modified atmosphere storage. J. of Fruit and Ornamental

Plant Research, 19 (1): 155-165.

27. Wigginton E. ed. 1973. Foxlife 2. Garden City, New York, Anchor Press/Douleday. 410

pp.

28. Windt C. W. Nuclear Magnetic Resonance imaging of sap flow in plants. 2007. Thesis,

Wageningen University, Nederlans.

29. Zyryanova O. A., Terazawa M., Takayoshi K., Zyryanov V. I. 2010. White Birch Trees

as Resource Species of Russia: Their Distribution, Ecophysiological Features, Multiple

Utilizations. Eurasian J. For. Res. 13-1: 25-40.

30. Ермаков А.И., Арасимович В.В., Ярош Н.П., Перуанский Ю.В., Луковникова Г.А.,

Иконникова М.И. Методы биохимического исследования растений./ Под ред. А.И.

Ермакова. Ленинград, ВО Агропромиздат, 1987. 431 с.

SUDERINTA:.................................................

Rimantas Krasuckis.....tyrimų priežiūros komisijos pirmininkas

2012 m. ................................mėn. .....d.