Влияние природы стабилизатора и времени концентрирования на хранение свекольного сока
https://doi.org/10.21323/2618-9771-2026-9-1-106-118
Аннотация
Учитывая возросший интерес к природным свекольным беталаинам, остро стоит вопрос о производстве природных пигментов этого класса. Применение концентратов, вырабатываемых из сока корнеплодов столовой свеклы, востребовано в пищевой, фармацевтической и медицинской отраслях. Заданные отраслевым потребителем свойства предполагают получение стабильной системы в процессе длительного хранения с сохранением бетанина, обладающего антиоксидантной активностью. Изучали стабилизирующие свойства лимонной кислоты (0,5%) и смеси лимонной (0,25%) и аскорбиновой (0,25%) кислот на оптические свойства свекольного сока сорта «Бордо‑237» в процессах концентрирования и последующего хранения при температуре 4±0,5°C методами химического анализа, электронной и Фурье-ИК-спектроскопии. Определено влияние природы стабилизирующих агентов на кинетику изменений содержания бетанина и состав белково-углеводных компонентов в процессе концентрирования свекольного сока. Установлено, что природа стабилизатора при незначительном изменении рН свекольного сока в процессе концентрирования, оказывает стабилизирующее действие на бетанин. Увеличение его содержания по отношению к образцу без стабилизатора (0,20%) достигает 0,39% в образце сока с лимонной кислотой и 0,35% в образце сока, стабилизированного лимонной и аскорбиновой кислотами. Введение лимонной кислоты заметно изменяло кинетику концентрирования. При смещении максимума полосы 540 нм в положение 535 нм снижалась выраженность полосы 490 нм и больше проявлялась слабая по интенсивности полоса 455 нм. Определено, что деградация бетанина в концентратах свекольного сока зависит от времени концентрирования. Изменение спектральных характеристик от времени концентрирования характеризуется задержкой до 10 минут процесса, с последующим резким подъемом. Наилучшие показатели системы достигаются в процессе концентрирования в течении 15 минут при температуре 60±0,2°C и давлении 72±10 мбар. Минимальные потери бетанина в концентратах, стабилизированных лимонной кислотой, после четырех месяцев холодильного хранения при температуре 4±0,5°C, составили 5%.
Ключевые слова
Об авторах
Р. Е. КудиновРоссия
Кудинов Роман Евгеньевич — аспирант, факультет биотехнологий
197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр-т, д. 49, лит. А
М. И. Кременевская
Россия
Кременевская Марианна Игоревна — доктор технических наук, доцент, факультет биотехнологий
197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр-т, д. 49, лит. А
В. Е. Ситникова
Россия
Ситникова Вера Евгеньевна — кандидат химических наук, доцент, центр химической инженерии
197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр-т, д. 49, лит. А
А. В. Федоров
Россия
Федоров Александр Валентинович — доктор технических наук, доцент, факультет биотехнологий
197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр-т, д. 49, лит. А
Список литературы
1. Sangeeta, A., Barman, M., Mishra, P. (2025). Beverages and Concentrates. Chapter in a book: Fruits and Vegetables Technologies: Postharvest Processing and Packaging. Singapore: Springer Nature Singapore, 2025. https://doi.org/10.1007/978-981-96-8433-5_9
2. Saini, A., Hamid, Shams, R., Dash, K. K., Shaikh, A. M., Kovács, B. (2025). Anthocyanin extraction from black carrot: Health promoting properties and potential applications. Journal of Agriculture and Food Research, 19, Article 101533. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2024.101533
3. Li, B., Lee, J. -Y., Luo, Y. (2023). Health benefits of astaxanthin and its encapsulation for improving bioavailability: A review. Journal of Agriculture and Food Research, 14, Article 100685. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2023.100685
4. Deshmukh, G. P., Priyanka, Sindhav, R., Jose, N. (2018). Application of beetroot as natural coloring pigment and functional ingredient in dairy and food products. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7(12), 2010–2016. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2018.712.231
5. Saw, P. E., Lee, S., Jon, S. (2019). Naturally occurring bioactive compound-derived nanoparticles for biomedical applications. Advanced Therapeutics, 2(5), Article 1800146. https://doi.org/10.1002/adtp.201800146
6. Küçükgöz, K., Venema, K., Chamorro, F., Cassani, L., Donn, P., Prieto, M. A. et al. (2025). Unlocking the potential of fermented beetroot ketchup: Enhancing polyphenol recovery and gut microbiota interactions. Food Chemistry, 463 (Part 1), Article 141141. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.141141
7. Gengatharan, A., Dykes, G. A., Choo, W. S. (2015). Betalains: Natural plant pigments with potential application in functional foods. LWT‑Food Science and Technology, 64(2), 645–649. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.06.052
8. Huang, D. (2018). Dietary antioxidants and health promotion. Antioxidants, 7(1), Article 9. https://doi.org/10.3390/antiox7010009
9. Sawicki, T., Bączek, N., Wiczkowski, W. (2016). Betalain profile, content and antioxidant capacity of red beetroot dependent on the genotype and root part. Journal of Functional Foods, 27, 249–261. https://doi.org/10.1016/j.jff.2016.09.004
10. Czylkowska, A., Rogalewicz, B., Szczesio, M., Raducka, A., Gobis, K., Szymański, P. et al. (2022). Antitumor activity against A549 cancer cells of three novel complexes supported by coating with silver nanoparticles. International Journal of Molecular Sciences, 23(6), Article 2980. https://doi.org/10.3390/ijms23062980
11. Bhat, S. A., Chandramohan, S., Krishna, G. S., Hiranmaya, C., Pajaniradje, S., Nair, A. S. et al. (2024). Betanin-encapsulated starch nanoparticles: Synthesis and cytotoxic effect on colon cancer. 3 Biotech, 14(10), Article 233. https://doi.org/10.1007/s13205-024-04078-4
12. Yin, Z., Yang, Y., Guo, T., Veeraraghavan, V. P., Wang, X. (2021). Potential chemotherapeutic effect of betalain against human non-small cell lung cancer through PI3K/Akt/mTOR signaling pathway. Environmental Toxicology, 36(6), 1011–1020. https://doi.org/10.1002/tox.23100
13. Farabegoli, F., Scarpa, E. S., Frati, A., Serafini, G., Papi, A., Spisni, E. et al. (2017). Betalains increase vitexin-2-O-xyloside cytotoxicity in CaCo-2 cancer cells. Food Chemistry, 218, 356–364. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.09.112
14. Singh, T., Pandey, V. K., Dash, K. K., Zanwar, S., Singh, R. (2023). Natural bio-colorant and pigments: Sources and applications in food processing. Journal of Agriculture and Food Research, 12, Article 100628. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2023.100628
15. Küçükgöz, K., Venema, K., Trząskowska, M. (2024). Beetroot ketchup as a stable carrier of potential probiotic Lacticaseibacillus rhamnosus K3 and Lactobacillus johnsonii K4: A study on sensory attributes, storage viability, and in vitro gastrointestinal survival. Food and Bioproducts Processing, 148, 519–526. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2024.10.004
16. Hadipour, E., Taleghani, A., Tayarani-Najaran, N., Tayarani-Najaran, Z. (2020). Biological effects of red beetroot and betalains: A review. Phytotherapy Research, 34(8), 1847–1867. https://doi.org/10.1002/ptr.6653
17. Madadi, E., Mazloum-Ravasan, S., Yu, J. S., Ha, J. W., Hamishehkar, H., Kim, K. H. (2020). Therapeutic application of betalains: A review. Plants, 9(9), Article 1219. https://doi.org/10.3390/plants9091219
18. Amjadi, S., Abbasi, M. M., Shokouhi, B., Ghorbani, M., Hamishehkar, H. (2019). Enhancement of therapeutic efficacy of betanin for diabetes treatment by liposomal nanocarriers. Journal of Functional Foods, 59, 119–128. https://doi.org/10.1016/j.jff.2019.05.015
19. Di, S., Yu, M., Guan, H., Zhou, Y. (2021). Neuroprotective effect of Betalain against AlCl3-induced Alzheimer’s disease in Sprague Dawley Rats via putative modulation of oxidative stress and nuclear factor kappa B (NF-κB) signaling pathway. Biomedicine and Pharmacotherapy, 137, Article 111369. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2021.111369
20. Wang, J., Zhang, D., Cao, C., Yao, J. (2020). Betalain exerts a protective effect against glaucoma is majorly through the association of inflammatory cytokines. AMB Express, 10(1), Article 125. https://doi.org/10.1186/s13568-020-01062-y
21. Aztatzi-Rugerio, L., Granados-Balbuena, S. Y., Zainos-Cuapio, Y., Ocaranza-Sánchez, E., Rojas-López, M. (2019). Analysis of the degradation of betanin obtained from beetroot using Fourier transform infrared spectroscopy. Journal of Food Science and Technology, 56(8), 3677–3686. https://doi.org/10.1007/s13197-019-03826-2
22. Ahmadi, H., Nayeri, Z., Minuchehr, Z., Sabouni, F., Mohammadi, M. (2020). Betanin purification from red beetroots and evaluation of its anti-oxidant and anti-inflammatory activity on LPS-activated microglial cells. PLOS One, 15(5), Article e0233088. https://doi.org/10.1371/jounal.pone.0233088
23. Devadiga, D., Ahipa, T. N. (2020). Betanin: A Red-Violet Pigment — Chemistry and Applications. Chapter in a book: Chemistry and Technology of Natural and Synthetic Dyes and Pigments. IntechOpen, 2020.
24. Hu, T., Dai, T., He, X., Deng, L., Li, T., Sun, J. et al. (2023). Non-covalent interaction of complex plant protein and betanin: Mechanism of improving thermal stability of betanin. Food Hydrocolloids, 138, Article 108456. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2023.108456
25. Racz, C. -P., Racz, L. Z., Floare, C. G., Tomoaia, G., Horovitz, O., Riga, S. (2023). Curcumin and whey protein concentrate binding: Thermodynamic and structural approach. Food Hydrocolloids, 139, Article 108547. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2023.108547
26. Janiszewska-Turak, E., Walczak, M., Rybak, K., Pobiega, K., Gniewosz, M., Woźniak, Ł. et al. (2022). Influence of fermentation beetroot juice process on the physico-chemical properties of spray dried powder. Molecules, 27(3), Article 1008. https://doi.org/10.3390/molecules27031008
27. Murugesan, R., Orsat, V. (2012). Spray drying for the production of nutraceutical ingredients — A review. Food and Bioprocess Technology, 5(1), 3–14. https://doi.org/10.1007/s11947-011-0638-z
28. Koshani, R., Jafari, S. M. (2019). Ultrasound-assisted preparation of different nanocarriers loaded with food bioactive ingredients. Advances in Colloid and Interface Science, 270, 123–146. https://doi.org/10.1016/j.cis.2019.06.005
29. Martínez-Sánchez, A., Tarazona-Díaz, M. P., García-González, A., Gómez, P. A., Aguayo, E. (2016). Effect of high-pressure homogenization on different matrices of food supplements. Food Science and Technology International, 22(8), 708–719. https://doi.org/10.1177/1082013216642887
30. Nagai, R., Nagai, M., Shimasaki, S., Baynes, J. W., Fujiwara, Y. (2010). Citric acid inhibits development of cataracts, proteinuria and ketosis in streptozotocin (type 1) diabetic rats. Biochemical and Biophysical Research Communications, 393(1), 118–122. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2010.01.095
31. Yadikar, N., Ahmet, A., Zhu, J., Bao, X., Yang, X., Han, H. et al. (2022). Exploring the mechanism of citric acid for treating glucose metabolism disorder induced by hyperlipidemia. Journal of Food Biochemistry, 46(12), Article e14404. https://doi.org/10.1111/jfbc.14404
32. Miyagawa, Y., Fujita, H., Adachi, S. (2021). Kinetic analysis of thermal degradation of betanin at various pH values using deconvolution method. Food Chemistry, 361, Article 130165. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.130165
33. Trishitman, D., Negi, P. S., Rastogi, N. K. (2021). Concentration of beetroot juice colorant (betalains) by forward osmosis and its comparison with thermal processing. LWT, 145, Article 111522. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.111522
34. Bazaria, B., Kumar, P. (2016). Compositional changes in functional attributes of vacuum concentrated beetroot juice. Journal of Food Processing and Preservation, 40(6), 1215–1222. https://doi.org/10.1111/jfpp.12705
35. Theba, T., Nayi, P., Ravani, A. (2024). Beetroot-based blended juice: Process development, physico-chemical analysis and optimization of novel health drink. Food Chemistry Advances, 4, Article 100607. https://doi.org/10.1016/j.focha.2024.100607
36. Monono, E. M., Wiesenborn, D. P., Vargas-Ramirez, J. M., Zhou, R. (2019). Preserving juice from industrial beets using organic acids. Transactions of the ASABE, 62(1), 177–185. https://doi.org/10.13031/trans.13051
37. 37.Thippeswamy, B., Joshi, A., Sethi, S., Dahuja, A., Kaur, C., Tomar, B. S. et al. (2022). Chemical additives for preserving the betalain pigment and antioxidant activity of red beetroot. Sugar Tech, 24(3), 890–899. https://doi.org/10.1007/s12355-021-01104-0
38. York, J. L., Roberts, M. P. (1976). The iron and subunit binding sites of hemerythrin. The role of histidine, tyrosine and tryptophan. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)‑Protein Structure, 420(2), 265–278. https://doi.org/10.1016/0005-2795(76)90318-4
39. Pawade, S. S., Vilbaste, M., Siiman, A., Toom, L., Herodes, K., Leito, I. (2026). A quantitative approach to determine water and moisture content of different types of lignin using attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy combined with partial least squares regression. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, Early View. https://doi.org/10.1002/bbb.70124
40. Cengiz, M. F., Durak, M. Z. (2019). Rapid detection of sucrose adulteration in honey using Fourier transform infrared spectroscopy. Spectroscopy Letters, 52(5), 267–273. https://doi.org/10.1080/00387010.2019.1615957
41. Wang, J., Kliks, M. M., Jun, S., Jackson, M., Li, Q. X. (2010). Rapid analysis of glucose, fructose, sucrose, and maltose in honeys from different geographic regions using Fourier transform infrared spectroscopy and multivariate analysis. Journal of Food Science, 75(2), C208-C214. https://doi.org/10.1111/j.1750–3841.2009.01504.x
42. Barth, A., Zscherp, C. (2002). What vibrations tell about proteins. Quarterly Reviews of Biophysics, 35(4), 369–430. https://doi.org/10.1017/S0033583502003815
43. Barčot, O., Balarin, M., Gamulin, O., Ježek, D., Romac, P., Brnjas-Kraljević, J. (2007). Investigation of spermatozoa and seminal plasma by fourier transform infrared spectroscopy. Applied Spectroscopy, 61(3), 309–313. https://doi.org/10.1366/000370207780220804
44. Zannou, O., Oussou, K. F., Chabi, I. B., Odouaro, O. B. O., Deli, M. G. E. P., Goksen, G. et al. (2024). A comprehensive review of recent development in extraction and encapsulation techniques of betalains. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 64(30), 11263–11280. https://doi.org/10.1080/10408398.2023.2235695
45. Nemzer, B., Pietrzkowski, Z., Spórna, A., Stalica, P., Thresher, W., Michałowski, T. et al. (2011). Betalainic and nutritional profiles of pigment-enriched red beet root (Beta vulgaris L.) dried extracts. Food Chemistry, 127(1), 42–53. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.12.081
Рецензия
Для цитирования:
Кудинов Р.Е., Кременевская М.И., Ситникова В.Е., Федоров А.В. Влияние природы стабилизатора и времени концентрирования на хранение свекольного сока. Пищевые системы. 2026;9(1):106-118. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2026-9-1-106-118
For citation:
Kudinov R.E., Kremenevskaya M.I., Sitnicova V.Е., Fedorov A.V. Effect of stabilizer nature and concentration time on storage of beet juice. Food systems. 2026;9(1):106-118. (In Russ.) https://doi.org/10.21323/2618-9771-2026-9-1-106-118
JATS XML
























