Вплив різних методів сушіння на якісні показники буряка

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.258049

Ключові слова:

буряк, сушіння тепловим насосом, коефіцієнт регідратації, загальний вміст фенолів, беталаїн

Анотація

Завдяки високому вмісту біологічно активних сполук буряк є корисним для здоров'я овочем. Методи сушіння істотно впливають на якість продукції. Тому для отримання високої якості сушеного буряка важливо обрати відповідний метод сушіння. Метою дослідження було вивчення впливу різних методів сушіння на якісні показники буряка. Свіжий буряк зневоднювали за допомогою сублімаційного сушіння (СС), сушіння тепловим насосом (СТН), вакуумного сушіння (ВС), мікрохвильового сушіння (МС) та мікрохвильового вакуумного сушіння (МВС) відповідно. Були проаналізовані тривалість сушіння, кінцевий вміст вологи, коефіцієнт регідратації, колір, мікроструктура, вміст беталаїну та загальний вміст флавоноїдів у буряку, отриманому різними методами сушіння. Результати показали, що МВС та МС перевершують ВС, СТН та СС за тривалістю сушіння. Тривалість сушіння (0,77±0,03 год) під час МС скоротилась на 97,40 % у порівнянні з СС, що становить лише 9,83 % при ВС і 11,27 % при СТН. Істотних відмінностей у кінцевому вмісті вологи у буряку, висушеному різними методами сушіння, не спостерігалося. Буряк, висушений методом СС, показав найбільш бажаний колір і пористу структуру. Крім того, у буряка, висушеного за допомогою МВС, спостерігався найбільший коефіцієнт регідратації, в той час як найменший виявлений у буряка, отриманого МС. Також буряк, отриманий СТН, показав найвищий вміст бетаціаніну, бетаксантину та загальних флавоноїдів, що склав 5,48±0,03 мг/г, 2,40±0,02 мг/г і 24,71±0,47 мг/г у рутиновому еквіваленті відповідно. Дані результати показують, що використання одного методу сушіння не дозволяє досягти найкращої якості сушеного буряка. Тому, з урахуванням показників якості, комбінований метод сушіння (СТН+МВС) був би вельми перспективним альтернативним методом отримання сушеного буряка

Спонсор дослідження

  • Sincere gratitude to Guangxi Key Laboratory of Health Care Food Science and Technology, and Hezhou Key Laboratory of Microwave Application Technology for providing laboratory facilities and technical support during this research work. This study was funded by Guangxi First-class Discipline Food Science and Engineering Cultivation Project (GXYLXKP1816).

Біографії авторів

Yan Liu, Hezhou University; Sumy National Agrarian University

Postgraduate Student, Assistant Researcher

School of Food and Biological Engineering

Department of Engineering Technologies for Food Production

Sergei Sabadash, Sumy National Agrarian University

PhD, Associate Professor

Department of Engineering Technologies for Food Production

Zhenhua Duan, Hezhou University

PhD, Professor

School of Food and Biological Engineering

Chunli Deng, Sumy National Agrarian University; Hezhou University

Postgraduate Student, Assistant Researcher

School of Food and Biological Engineering

Посилання

  1. Chhikara, N., Kushwaha, K., Sharma, P., Gat, Y., Panghal, A. (2019). Bioactive compounds of beetroot and utilization in food processing industry: A critical review. Food Chemistry, 272, 192–200. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.08.022
  2. Fu, Y., Shi, J., Xie, S.-Y., Zhang, T.-Y., Soladoye, O. P., Aluko, R. E. (2020). Red Beetroot Betalains: Perspectives on Extraction, Processing, and Potential Health Benefits. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 68 (42), 11595–11611. doi: https://doi.org/10.1021/acs.jafc.0c04241
  3. 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. doi: https://doi.org/10.1002/ptr.6653
  4. De Oliveira, S. P. A., do Nascimento, H. M. A., Sampaio, K. B., de Souza, E. L. (2020). A review on bioactive compounds of beet (Beta vulgaris L. subsp. vulgaris) with special emphasis on their beneficial effects on gut microbiota and gastrointestinal health. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 61 (12), 2022–2033. doi: https://doi.org/10.1080/10408398.2020.1768510
  5. Kaur, S., Kaur, N., Aggarwal, P., Grover, K. (2020). Bioactive compounds, antioxidant activity, and color retention of beetroot (Beta vulgaris L.) powder: Effect of steam blanching with refrigeration and storage. Journal of Food Processing and Preservation, 45 (3), e15247. doi: https://doi.org/10.1111/jfpp.15247
  6. Preethi, R., Deotale, S. M., Moses, J. A., Anandharamakrishnan, C. (2020). Conductive hydro drying of beetroot (Beta vulgaris L) pulp: Insights for natural food colorant applications. Journal of Food Process Engineering, 43 (12), e13557. doi: https://doi.org/10.1111/jfpe.13557
  7. Paula, R. R., Vimercati, W. C., Araújo, C. da S., Macedo, L. L., Teixeira, L. J. Q., Saraiva, S. H. (2020). Drying kinetics and physicochemical properties of whey dried by foam mat drying. Journal of Food Processing and Preservation, 44 (10). doi: https://doi.org/10.1111/jfpp.14796
  8. Köprüalan, Ö., Altay, Ö., Bodruk, A., Kaymak-Ertekin, F. (2021). Effect of hybrid drying method on physical, textural and antioxidant properties of pumpkin chips. Journal of Food Measurement and Characterization, 15 (4), 2995–3004. doi: https://doi.org/10.1007/s11694-021-00866-1
  9. Chua, K. J., Chou, S. K., Ho, J. C., Hawlader, M. N. A. (2002). Heat pump drying: Recent developments and future trends. Drying Technology, 20 (8), 1579–1610. doi: https://doi.org/10.1081/drt-120014053
  10. Yu, Y. Y., Tang, D. B., Wen, J., Wu, J. J., An, K. J., Zou, Y. (2020). Comparison of dried Alpinia officinarum hance quality dried at different heat pump temperatures. Modern Food Science and Technology, 36 (2), 63–69. doi: https://doi.org/10.13982/j.mfst.1673-9078.2020.2.010
  11. Hou, H., Chen, Q., Bi, J., Wu, X., Jin, X., Li, X. et. al. (2020). Understanding appearance quality improvement of jujube slices during heat pump drying via water state and glass transition. Journal of Food Engineering, 272, 109874. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2019.109874
  12. Jokiel, M., Bantle, M., Kopp, C., Halvorsen Verpe, E. (2020). Modelica-based modelling of heat pump-assisted apple drying for varied drying temperatures and bypass ratios. Thermal Science and Engineering Progress, 19, 100575. doi: https://doi.org/10.1016/j.tsep.2020.100575
  13. Tunckal, C., Doymaz, İ. (2020). Performance analysis and mathematical modelling of banana slices in a heat pump drying system. Renewable Energy, 150, 918–923. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.01.040
  14. Thorat, I. D., Mohapatra, D., Sutar, R. F., Kapdi, S. S., Jagtap, D. D. (2010). Mathematical Modeling and Experimental Study on Thin-Layer Vacuum Drying of Ginger (Zingiber Officinale R.) Slices. Food and Bioprocess Technology, 5 (4), 1379–1383. doi: https://doi.org/10.1007/s11947-010-0429-y
  15. Kumar, P. S., Sagar, V. R. (2012). Drying kinetics and physico-chemical characteristics of Osmo- dehydrated Mango, Guava and Aonla under different drying conditions. Journal of Food Science and Technology, 51 (8), 1540–1546. doi: https://doi.org/10.1007/s13197-012-0658-3
  16. Beigi, M., Ahmadi, I. (2019). Artificial neural networks modeling of kinetic curves of celeriac (Apium graveolens L.) in vacuum drying. Food Science and Technology, 39, 35–40. doi: https://doi.org/10.1590/fst.35717
  17. Liu, C., Pirozzi, A., Ferrari, G., Vorobiev, E., Grimi, N. (2019). Effects of Pulsed Electric Fields on Vacuum Drying and Quality Characteristics of Dried Carrot. Food and Bioprocess Technology, 13 (1), 45–52. doi: https://doi.org/10.1007/s11947-019-02364-1
  18. Tekin Cakmak, Z. H., Kayacan Cakmakoglu, S., Avcı, E., Sagdic, O., Karasu, S. (2021). Ultrasound‐assisted vacuum drying as alternative drying method to increase drying rate and bioactive compounds retention of raspberry. Journal of Food Processing and Preservation, 45 (12). doi: https://doi.org/10.1111/jfpp.16044
  19. Jin, W., Mujumdar, A. S., Zhang, M., Shi, W. (2017). Novel Drying Techniques for Spices and Herbs: a Review. Food Engineering Reviews, 10 (1), 34–45. doi: https://doi.org/10.1007/s12393-017-9165-7
  20. Vadivambal, R., Jayas, D. S. (2008). Non-uniform Temperature Distribution During Microwave Heating of Food Materials – A Review. Food and Bioprocess Technology, 3 (2), 161–171. doi: https://doi.org/10.1007/s11947-008-0136-0
  21. Figiel, A. (2010). Drying kinetics and quality of beetroots dehydrated by combination of convective and vacuum-microwave methods. Journal of Food Engineering, 98 (4), 461–470. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2010.01.029
  22. Székely, D., Vidák, K., Furulyás, D., Ribárszki, Á., Stéger-Máté, M. (2019). Effect of Drying Methods on Physicochemical Parameters of Different Red Beetroots (Beta vulgaris L.) Species. Periodica Polytechnica Chemical Engineering. doi: https://doi.org/10.3311/ppch.13104
  23. Nistor, O.-V., Seremet (Ceclu), L., Andronoiu, D. G., Rudi, L., Botez, E. (2017). Influence of different drying methods on the physicochemical properties of red beetroot (Beta vulgaris L. var. Cylindra). Food Chemistry, 236, 59–67. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.04.129
  24. Kerr, W. L., Varner, A. (2019). Chemical and physical properties of vacuum-dried red beetroot (Beta vulgaris) powders compared to other drying methods. Drying Technology, 38 (9), 1165–1174. doi: https://doi.org/10.1080/07373937.2019.1619573
  25. Bozkir, H., Ergün, A. R. (2020). Effect of sonication and osmotic dehydration applications on the hot air drying kinetics and quality of persimmon. LWT, 131, 109704. doi: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.109704
  26. Wang, J., Fang, X.-M., Mujumdar, A. S., Qian, J.-Y., Zhang, Q., Yang, X.-H. et. al. (2017). Effect of high-humidity hot air impingement blanching (HHAIB) on drying and quality of red pepper (Capsicum annuum L.). Food Chemistry, 220, 145–152. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.09.200
  27. Pathare, P. B., Opara, U. L., Al-Said, F. A.-J. (2012). Colour Measurement and Analysis in Fresh and Processed Foods: A Review. Food and Bioprocess Technology, 6 (1), 36–60. doi: https://doi.org/10.1007/s11947-012-0867-9
  28. Bárta, J., Bártová, V., Šindelková, T., Jarošová, M., Linhartová, Z., Mráz, J. et. al. (2020). Effect of Boiling on Colour, Contents of Betalains and Total Phenolics and on Antioxidant Activity of Colourful Powder Derived from Six Different Beetroot (Beta vulgaris L. var. conditiva) Cultivars. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. doi: https://doi.org/10.31883/pjfns/128613
  29. Stintzing, F. C., Herbach, K. M., Mosshammer, M. R., Carle, R., Yi, W., Sellappan, S. et. al. (2004). Color, Betalain Pattern, and Antioxidant Properties of Cactus Pear (Opuntia spp.) Clones. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53 (2), 442–451. doi: https://doi.org/10.1021/jf048751y
  30. De Souza, V. R., Pereira, P. A. P., da Silva, T. L. T., de Oliveira Lima, L. C., Pio, R., Queiroz, F. (2014). Determination of the bioactive compounds, antioxidant activity and chemical composition of Brazilian blackberry, red raspberry, strawberry, blueberry and sweet cherry fruits. Food Chemistry, 156, 362–368. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.01.125
  31. Srikanth, K. S., Sharanagat, V. S., Kumar, Y., Bhadra, R., Singh, L., Nema, P. K., Kumar, V. (2019). Convective drying and quality attributes of elephant foot yam (Amorphophallus paeoniifolius). LWT, 99, 8–16. doi: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2018.09.049
  32. Bromberger Soquetta, M., Schmaltz, S., Wesz Righes, F., Salvalaggio, R., de Marsillac Terra, L. (2017). Effects of pretreatment ultrasound bath and ultrasonic probe, in osmotic dehydration, in the kinetics of oven drying and the physicochemical properties of beet snacks. Journal of Food Processing and Preservation, 42 (1), e13393. doi: https://doi.org/10.1111/jfpp.13393
  33. Ravichandran, K., Saw, N. M. M. T., Mohdaly, A. A. A., Gabr, A. M. M., Kastell, A., Riedel, H. et. al. (2013). Impact of processing of red beet on betalain content and antioxidant activity. Food Research International, 50 (2), 670–675. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2011.07.002
  34. Jin, W., Zhang, M., Shi, W. (2019). Evaluation of ultrasound pretreatment and drying methods on selected quality attributes of bitter melon (Momordica charantia L.). Drying Technology, 37 (3), 387–396. doi: https://doi.org/10.1080/07373937.2018.1458735
  35. Ng, M. L., Sulaiman, R. (2018). Development of beetroot (Beta vulgaris) powder using foam mat drying. LWT, 88, 80–86. doi: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2017.08.032
  36. Seremet (Ceclu), L., Nistor, O.-V., Andronoiu, D. G., Mocanu, G. D., Barbu, V. V., Maidan, A. et. al. (2020). Development of several hybrid drying methods used to obtain red beetroot powder. Food Chemistry, 310, 125637. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125637
  37. Paciulli, M., Medina-Meza, I. G., Chiavaro, E., Barbosa-Cánovas, G. V. (2016). Impact of thermal and high pressure processing on quality parameters of beetroot (Beta vulgaris L.). LWT - Food Science and Technology, 68, 98–104. doi: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.12.029
  38. Si, X., Chen, Q., Bi, J., Wu, X., Yi, J., Zhou, L., Li, Z. (2015). Comparison of different drying methods on the physical properties, bioactive compounds and antioxidant activity of raspberry powders. Journal of the Science of Food and Agriculture, 96 (6), 2055–2062. doi: https://doi.org/10.1002/jsfa.7317
  39. Kerr, W. L., Varner, A. (2019). Vacuum Belt Dehydration of Chopped Beetroot (Beta vulgaris) and Optimization of Powder Production Based on Physical and Chemical Properties. Food and Bioprocess Technology, 12 (12), 2036–2049. doi: https://doi.org/10.1007/s11947-019-02351-6
  40. Chen, Q., Li, Z., Bi, J., Zhou, L., Yi, J., Wu, X. (2017). Effect of hybrid drying methods on physicochemical, nutritional and antioxidant properties of dried black mulberry. LWT, 80, 178–184. doi: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2017.02.017
  41. Ma, Q., Bi, J., Yi, J., Wu, X., Li, X., Zhao, Y. (2021). Stability of phenolic compounds and drying characteristics of apple peel as affected by three drying treatments. Food Science and Human Wellness, 10 (2), 174–182. doi: https://doi.org/10.1016/j.fshw.2021.02.006
  42. Vadivambal, R., Jayas, D. S. (2007). Changes in quality of microwave-treated agricultural products – a review. Biosystems Engineering, 98 (1), 1–16. doi: https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2007.06.006
  43. Feng, L., Xu, Y., Xiao, Y., Song, J., Li, D., Zhang, Z. et. al. (2021). Effects of pre-drying treatments combined with explosion puffing drying on the physicochemical properties, antioxidant activities and flavor characteristics of apples. Food Chemistry, 338, 128015. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128015
  44. Wruss, J., Waldenberger, G., Huemer, S., Uygun, P., Lanzerstorfer, P., Müller, U. et. al. (2015). Compositional characteristics of commercial beetroot products and beetroot juice prepared from seven beetroot varieties grown in Upper Austria. Journal of Food Composition and Analysis, 42, 46–55. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfca.2015.03.005
  45. Hamid, M. G., Mohamed Nour, A. A. A. (2018). Effect of different drying methods on quality attributes of beetroot (Beta vulgaris) slices. World Journal of Science, Technology and Sustainable Development, 15 (3), 287–298. doi: https://doi.org/10.1108/wjstsd-11-2017-0043

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-06-30

Як цитувати

Liu, Y., Sabadash, S., Duan, Z., & Deng, C. (2022). Вплив різних методів сушіння на якісні показники буряка . Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(11 (117), 60–68. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.258049

Номер

Том 3 № 11 (117) (2022): Технології та обладнання харчових виробництв

Розділ

Технології та обладнання харчових виробництв

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Yan Liu, Sergei Sabadash, Zhenhua Duan, Chunli Deng

Creative Commons License

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.