Дослідження нового методу інтенсифікації процесу екстрагування бурякового жому
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.140126Ключові слова:
пектінвмісна сировина, процес кислотного екстрагування, пектинові речовини, перемішувальний елементАнотація
Висвітлено експериментальні дослідження процесу кислотного екстрагування пектинвмісної сировини (бурякового жому) із застосуванням нової моделі перемішувального елементу порівняно зі звичайною решітчастою мішалкою. Розроблено експериментальну установку і методику обробки результатів дослідження процесу екстрагування пектинових речовин із пектинвмісної сировини (бурякового жому) із застосуванням нового комбінованого перемішувального елементу. Побудовані математичні моделі у вигляді нелінійних регресійних рівнянь за методом планування багатофакторного експерименту з вхідними параметрами температури, тривалості та гідромодуля. При цьому встановлено, що основний вплив на зміну вихідних параметрів становлять вхідні змінні температури та тривалості процесу.
Приведені графічні залежності кількісних та якісних характеристик пектинових екстрактів (концентрація пектинових речовин, молекулярна маса, комплексо- та драглеутворювальної здатность) в залежності від вхідних параметрів температури та тривалості процесу екстрагування пектинових речовин. Аналіз цих характеристик дозволив встановити раціональні вхідні параметри процесу екстрагування пектинових речовин. Раціональними робочими параметрами процесу кислотного екстрагування пектинових речовин з бурякового жому із застосуванням нового методу інтенсифікації процесу є температура 60…70 ºС, тривалість – 1…1,1 години та гідромодуль 8…10.
Дане дослідження проведене з метою інтенсифікації вилучення пектинових речовин з пектинвмісної сировини, підвищення технічного рівня процесу екстрагування та реалізації розробленого методу в промислових умовах. За результатами досліджень було встановлено доцільність застосування нового методу інтенсифікації. Подальше впровадження цих результатів у харчову та переробну промисловість дає змогу налагодження виробництва широкого асортименту пектинопродуктів (екстракти, рідкі та сухі пектинові концентрати)
Посилання
- Caldwell, E. M., Miller Kobayashi, M., DuBow, W., Wytinck, S. (2008). Perceived access to fruits and vegetables associated with increased consumption. Public Health Nutrition, 12 (10), 1743. doi: https://doi.org/10.1017/s1368980008004308
- Berk, Z. (2009). Food process Engineering and Technology. Elsevier, 624. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-373660-4.x0001-4
- Marry, M., McCann, M. C., Kolpak, F., White, A. R., Stacey, N. J., Roberts, K. (2000). Extraction of pectic polysaccharides from sugar‐beet cell walls. Journal of the Science of Food and Agriculture, 80 (1), 17–28. doi: https://doi.org/10.1002/(sici)1097-0010(20000101)80:1<17::aid-jsfa491>3.3.co;2-w
- Pertsevoy, F., Savgira, Yu., Foschchan, A., Ukrainets, A., Tishenko, L., Garncarek, B., Miskiewicz, T.; Pertsevoy, F. (Ed.) (2005). Modifying additives in jelly products. Kyiv: NUFT, 260.
- Niture (2013). Plant pectin: a potential source for cancer suppression. American Journal of Pharmacology and Toxicology, 8 (1), 9–19. doi: https://doi.org/10.3844/ajptsp.2013.9.19
- Liu (2012). Utilization of Pectin Extracted Sugar Beet Pulp for Composite Application. Journal of Biobased Materials and Bioenergy, 6 (2). doi: https://doi.org/10.1166/jbmb.2012.1206
- Yanez, R. et. al. (2009). Pectin-Derived Oligosaccharides from Sugar Beet Pulp by Hydrothermal Processing. Journal of Pharmacognosy & Natural Products, 2, 7–12.
- Concha, J., Weinstein, C., Zúñiga, M. E. (2013). Production of pectic extracts from sugar beet pulp with antiproliferative activity on a breast cancer cell line. Frontiers of Chemical Science and Engineering, 7 (4), 482–489. doi: https://doi.org/10.1007/s11705-013-1342-5
- Yapo, B. M. (2011). Pectic substances: From simple pectic polysaccharides to complex pectins – A new hypothetical model. Carbohydrate Polymers, 86 (2), 373–385. doi: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.05.065
- Panchami, P. S., Gunasekaran, S. (2017). Extraction and Characterization of Pectin from Fruit Waste. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 6 (8), 943–948. doi: https://doi.org/10.20546/ijcmas.2017.608.116
- Golybin, V. A., Matvienko, N. A., Fedoruk, V. A., Murach, D. S. (2015). Sposob polucheniya pektina i pishchevyh volokon s ispol'zovaniem elektrohimicheski aktivirovannoy vody. Vestnik VGUIT, 3, 161–165.
- Round, A. N., Rigby, N. M., MacDougall, A. J., Morris, V. J. (2010). A new view of pectin structure revealed by acid hydrolysis and atomic force microscopy. Carbohydrate Research, 345 (4), 487–497. doi: https://doi.org/10.1016/j.carres.2009.12.019
- Liew, S. Q., Chin, N. L., Yusof, Y. A. (2014). Extraction and Characterization of Pectin from Passion Fruit Peels. Agriculture and Agricultural Science Procedia, 2, 231–236. doi: https://doi.org/10.1016/j.aaspro.2014.11.033
- Zouambia, Y., Youcef Ettoumi, K., Krea, M., Moulai-Mostefa, N. (2017). A new approach for pectin extraction: Electromagnetic induction heating. Arabian Journal of Chemistry, 10 (4), 480–487. doi: https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2014.11.011
- Deynichenko, G. V., Afukova, N. A., Maznyak, Z. A., Guzenko, V. V. (2014). Development of equipment for the research quantitative and qualitative characteristics of pectin concentrates. Technology audit and production reserves, 3 (5 (17)), 11–14. doi: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2014.25353
- Harholt, J., Suttangkakul, A., Vibe Scheller, H. (2010). Biosynthesis of Pectin. Plant Physiology, 153 (2), 384–395. doi: https://doi.org/10.1104/pp.110.156588
- Kyselov, D. O., Hrynyk, I. V. (2017). Adaptatsiya parametriv ekstraktsiyi pektynu z yabluchnoi syrovyny z vykorystanniam burshtynovoi kysloty. Naukovyi visnyk NUBIP Ukrainy. Seriya: Biolohiya, biotekhnolohiya, ekolohiya, 269, 208–214.
- Kaya, M., Sousa, A. G., Crépeau, M.-J., Sørensen, S. O., Ralet, M.-C. (2014). Characterization of citrus pectin samples extracted under different conditions: influence of acid type and pH of extraction. Annals of Botany, 114 (6), 1319–1326. doi: https://doi.org/10.1093/aob/mcu150
- Chen, H., Fu, X., Luo, Z. (2015). Properties and extraction of pectin-enriched materials from sugar beet pulp by ultrasonic-assisted treatment combined with subcritical water. Food Chemistry, 168, 302–310. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.07.078
- Deynichenko, G., Guzenko, V., Dmytrevskyi, D., Chervonyi, V., Kolisnichenko, T., Omelchenko, A. et. al. (2018). Investigation of the application of a new method of extraction intensification of pectin substances from a beet pulp. EUREKA: Physics and Engineering, 4, 21–28. doi: http://dx.doi.org/10.21303/2461-4262.2018.00685
- Ostapchuk, M. V., Stankevych, H. M. (2006). Matematychne modeliuvannia na EOM. Odessa: Druk, 313.
- Miglio, C., Chiavaro, E., Visconti, A., Fogliano, V., Pellegrini, N. (2008). Effects of Different Cooking Methods on Nutritional and Physicochemical Characteristics of Selected Vegetables. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56 (1), 139–147. doi: https://doi.org/10.1021/jf072304b
- Phillips, G. O., Williams, P. A. (Eds.) (2009). Handbook of hydrocolloids. New York: Woodhead Publishing Limited, 948.
- Fishman, M. L., Chau, H. K., Cooke, P. H., Hotchkiss, Jr. A. T. (2008). Global Structure of Microwave-Assisted Flash-Extracted Sugar Beet Pectin. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56 (4), 1471–1478. doi: https://doi.org/10.1021/jf072600o
- Voragen, A. G. J., Coenen, G.-J., Verhoef, R. P., Schols, H. A. (2009). Pectin, a versatile polysaccharide present in plant cell walls. Structural Chemistry, 20 (2), 263–275. doi: https://doi.org/10.1007/s11224-009-9442-z
- Kurita, O., Fujiwara, T., Yamazaki, E. (2008). Characterization of the pectin extracted from citrus peel in the presence of citric acid. Carbohydrate Polymers, 74 (3), 725–730. doi: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2008.04.033
- Minjares-Fuentes, R., Femenia, A., Garau, M. C., Meza-Velázquez, J. A., Simal, S., Rosselló, C. (2014). Ultrasound-assisted extraction of pectins from grape pomace using citric acid: A response surface methodology approach. Carbohydrate Polymers, 106, 179–189. doi: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2014.02.013
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Grygoriy Deynychenko, Vasyl Guzenko, Dmytro Dmytrevskyi, Vitalii Chervonyi, Tatiana Kolisnichenko, Oleksandr Omelchenko, Olga Melnik, Olga Simakova, Radion Nykyforov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
