Розробка технології виробництва гречаної крупи з використанням плазмохімічно активованих водних розчинів

Автор(и)

  • Олена Сергіївна Ковальова Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-9508-2701
  • Наталія Костянтинівна Васильєва Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-4100-0659
  • Іван Володимирович Галясний Українська інженерно-педагогічна академія, Україна https://orcid.org/0000-0002-4195-9694
  • Тетяна Володимирівна Гавриш Державний біотехнологічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-5461-8442
  • Альона Миколаївна Діхтярь Державний біотехнологічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-5430-147X
  • Світлана Сергіївна Андрєєва Державний біотехнологічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-2981-481X
  • Наталія Олександрівна Дідух Державний біотехнологічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-1634-0766
  • Ірина Сергіівна Баландіна Кандидат економічних наук, доцент Кафедра туризму і готельного господарства, Україна https://orcid.org/0000-0003-3964-4447
  • Лариса Володимирівна Оболенцева Харківський національний університет міського господарства ім. О. М. Бекетова, Україна https://orcid.org/0000-0001-7085-6902
  • Наталія Ігорівна Гіренко Луганський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна https://orcid.org/0000-0001-6854-8257

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.290584

Ключові слова:

плазмохімічна активація, водні розчини, гідротермічна обробка, крупа гречана, амінокислоти, дезінфектор

Анотація

Результатом проведених досліджень є розробка технології виробництва гречаної крупи з використанням плазмохімічно активованих водних розчинів. Об’єктом досліджень стало зерно гречки. Нагальною технологічною проблемою є збереження біологічно цінних компонентів гречки під час технологічних операцій і оптимізація існуючої технології виробництва гречаної крупи. Експериментально доведена доцільність використання плазмохімічно активованих водних розчинів як інтенсифікатора перебігу технологічного процесу виробництва гречаної крупи ядриці та дієвого дезінфектанту круп. Показано, що застосування плазмохімічної активації технологічних розчинів дозволяє знизити температуру та прискорити перебіг гідротермічної обробки зерна гречки. Проаналізовано склад зерна гречки, як похідної сировини. Окремо досліджено отриману крупу гречану ядрицю. Зафіксовано скорочення часу відволоження до з 6–10 до 2 год і зниження оптимальної температури зволоження з 60 до 40 °С. Це дозволяє зберегти цілий ряд біологічно важливих компонентів в зерні гречки. Вихід ядриці зростає з 68 до 74 %, тобто на 1,9–6,0 %. Спостерігається збереження максимальної кількості амінокислот, а саме, на 7,7 % більше ніж в контролі. Тобто при технологічній обробці втрачається всього 2 %, замість 9,7 % в контрольному зразку. Вітамінний склад також залишається стабільним і майже не зменшується по В1, В2, В3, В4, В5, В6, К, Е, РР, Р. Крім того, плазмохімічно активовані розчини якісно дезінфікують зернову сировину в процесі її переробки, що позитивно впливає на подальше зберігання гречаної крупи.

Технологія може бути застосована при промисловому виробництві високоякісної гречаної крупи. Особливу увагу розроблена технологія отримає при виробництві екологічно чистих та не заражених патогенною мікрофлорою  круп’яних продуктів

Біографії авторів

Олена Сергіївна Ковальова, Дніпровський державний аграрно-економічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра харчових технологій

Наталія Костянтинівна Васильєва, Дніпровський державний аграрно-економічний університет

Доктор економічних наук, професор

Кафедра інформаційних систем і технологій

Іван Володимирович Галясний, Українська інженерно-педагогічна академія

Кандидат технічних наук

Кафедра ресторанного, готельного та туристичного бізнесу

Тетяна Володимирівна Гавриш, Державний біотехнологічний університет

Кандидат технічних наук, доцент, завідувач кафедри

Кафедра технології хлібопродуктів і кондитерських виробів

Альона Миколаївна Діхтярь, Державний біотехнологічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра харчових технологій в ресторанній індустрії

Світлана Сергіївна Андрєєва, Державний біотехнологічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра харчових технологій в ресторанній індустрії

Наталія Олександрівна Дідух, Державний біотехнологічний університет

Кандидат сільськогосподарських наук

Кафедра плодовочівництва і зберігання продукції рослинництва

Ірина Сергіівна Баландіна, Кандидат економічних наук, доцент Кафедра туризму і готельного господарства

Кандидат економічних наук, доцент

Кафедра туризму і готельного господарства

Лариса Володимирівна Оболенцева, Харківський національний університет міського господарства ім. О. М. Бекетова

Доктор економічних наук

Кафедра туризму і готельного господарства

Наталія Ігорівна Гіренко, Луганський національний університет імені Тараса Шевченка

Кандидат технічних наук, старший викладач

Кафедра технологій виробництва і професійної освіти

Посилання

  1. Kim, S. J., Sohn, H. B., Suh, J. T., Kim, G. H., Hong, S. Y., Chang, D. C. et al. (2017). Domestic and Overseas Status of Buckwheat Production and Future Trends. Journal of the Korean Society of International Agricultue, 29 (3), 226–233. doi: https://doi.org/10.12719/ksia.2017.29.3.226
  2. Lu, L., Murphy, K., Baik, B. (2013). Genotypic Variation in Nutritional Composition of Buckwheat Groats and Husks. Cereal Chemistry, 90 (2), 132–137. doi: https://doi.org/10.1094/cchem-07-12-0090-r
  3. Suvorova, G Zhou, M. (2018). Distribution of Cultivated Buckwheat Resources in the World. Buckwheat Germplasm in the World, 21–35. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-811006-5.00003-3
  4. Vombergar, B., Tašner, L., Horvat, M., Vorih, S., Pem, N., Golob, S., Kovač, T. (2022). Buckwheat – Challenges in nutrition and technology / Ajda – izzivi v tehnologiji in prehrani. Fagopyrum, 39 (2), 33–42. doi: https://doi.org/10.3986/fag0026
  5. Gong, X., An, Q., Le, L., Geng, F., Jiang, L., Yan, J. et al. (2020). Prospects of cereal protein-derived bioactive peptides: Sources, bioactivities diversity, and production. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 62 (11), 2855–2871. doi: https://doi.org/10.1080/10408398.2020.1860897
  6. Wijngaard, H. H., Arendt, E. K. (2006). Buckwheat. Cereal Chemistry, 83 (4), 391–401. doi: https://doi.org/10.1094/cc-83-0391
  7. Ikeda, K. (2002). Buckwheat composition, chemistry, and processing. Advances in Food and Nutrition Research, 395–434. doi: https://doi.org/10.1016/s1043-4526(02)44008-9
  8. Giménez-Bastida, J., Piskuła, M., Zieliński, H. (2015). Recent Advances in Processing and Development of Buckwheat Derived Bakery and Non-Bakery Products – a Review. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences, 65 (1), 9–20. doi: https://doi.org/10.1515/pjfns-2015-0005
  9. Vasylieva, N. (2017). Economic Aspects of Food Security in Ukrainian Meat and Milk Clusters. Agris On-Line Papers in Economics and Informatics, 9 (3), 81–92. doi: https://doi.org/10.7160/aol.2017.090308
  10. Kovalova, O. S. (2022). Innovatsiyna tekhnolohiya vyrobnytstva hrechanoi krupy. The 14th International scientific and practical conference “Modern stages of scientific research development”. Prague, 453–460. Available at: https://isg-konf.com/wp-content/uploads/2022/12/Modern-stages-of-scientific-research-development.pdf
  11. Kovaliova, O., Tchoursinov, Y., Kalyna, V., Koshulko, V., Kunitsia, E., Chernukha, A. et al. (2020). Identification of patterns in the production of a biologically-active component for food products. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (11 (104)), 61–68. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.200026
  12. Zhygynov, D. A., Soc, S. M., Drozdov, A. Y. (2016). Production and quality of buckwheat products. Grain Products and Mixed Fodder’s, 64 (4), 22–25. doi: https://doi.org/10.15673/gpmf.v64i4.263
  13. Worobiej, E., Piecyk, M., Perzyna, G., Turos, J. (2017). Effect of processing and thermally treating buckwheat grains on nutrients. Zywnosc Nauka Technologia Jakosc/Food Science Technology Quality, 24, 60–73. doi: https://doi.org/10.15193/zntj/2017/112/198
  14. Chen, X.-W., Luo, D.-Y., Chen, Y.-J., Wang, J.-M., Guo, J., Yang, X.-Q. (2019). Dry fractionation of surface abrasion for polyphenol-enriched buckwheat protein combined with hydrothermal treatment. Food Chemistry, 285, 414–422. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.01.182
  15. Plumier, B., Kenar, J. A., Felker, F. C., Winkler‐Moser, J., Singh, M., Byars, J. A., Liu, S. X. (2023). Effect of subcritical water flash release processing on buckwheat flour properties. Journal of the Science of Food and Agriculture, 103 (4), 2088–2097. doi: https://doi.org/10.1002/jsfa.12399
  16. Luthar, Z., Golob, A., Germ, M., Vombergar, B., Kreft, I. (2021). Tartary Buckwheat in Human Nutrition. Plants, 10 (4), 700. doi: https://doi.org/10.3390/plants10040700
  17. Christa, K., Soral-Śmietana, M. (2008). Buckwheat grains and buckwheat products - nutritional and prophylactic value of their components - a review. Czech Journal of Food Sciences, 26 (3), 153–162. doi: https://doi.org/10.17221/1602-cjfs
  18. Dmitriev, A., Ziganshin, B., Khaliullin, D., Aleshkin, A. (2020). Study of efficiency of peeling machine with variable deck. Engineering for Rural Development. doi: https://doi.org/10.22616/erdev.2020.19.tf249
  19. Kreft, I., Golob, A., Vombergar, B., Germ, M. (2023). Tartary Buckwheat Grain as a Source of Bioactive Compounds in Husked Groats. Plants, 12 (5), 1122. doi: https://doi.org/10.3390/plants12051122
  20. Germ, M., Árvay, J., Vollmannová, A., Tóth, T., Kreft, I., Golob, A. (2020). Hydrothermal Treatments Affecting the Concentration of Neochlorogenic Acid in Dough of Tartary Buckwheat. Agriculture, 10 (12), 601. doi: https://doi.org/10.3390/agriculture10120601
  21. Lukšič, L., Árvay, J., Vollmannová, A., Tóth, T., Škrabanja, V., Trček, J. et al. (2016). Hydrothermal treatment of Tartary buckwheat grain hinders the transformation of rutin to quercetin. Journal of Cereal Science, 72, 131–134. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcs.2016.10.009
  22. Oh, M., Oh, I., Jeong, S., Lee, S. (2019). Optical, rheological, thermal, and microstructural elucidation of rutin enrichment in Tartary buckwheat flour by hydrothermal treatments. Food Chemistry, 300, 125193. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125193
  23. Filipiak-Florkiewicz, A., Florkiewicz, A. (2016). Effect of hydrothermal treatment on content of nutrients and bioactive components in groats and rice. Zywnosc. Nauka. Technologia. Jakosc/Food. Science Technology. Quality, 6. Available at: http://journal.pttz.org/wp-content/uploads/2017/03/06_Filipiak-Florkiewicz.pdf
  24. Zieliński, H., Achremowicz, B., Przygodzka, M. (2012). Antioxidants in cereal grains. Zywnosc.Nauka.Technologia.Jakosc/Food.Science.Technology.Quality. doi: https://doi.org/10.15193/zntj/2012/80/005-026
  25. Zielinska, D., Szawara-Nowak, D., Zielinski, H. (2007). Comparison of Spectrophotometric and Electrochemical Methods for the Evaluation of the Antioxidant Capacity of Buckwheat Products after Hydrothermal Treatment. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 55 (15), 6124–6131. doi: https://doi.org/10.1021/jf071046f
  26. Skrabanja, V., Lærke, H. N., Kreft, I. (2000). Protein-polyphenol interactions and in vivo digestibility of buckwheat groat proteins. Pflügers Archiv - European Journal of Physiology, 440 (S1), R129–R131. doi: https://doi.org/10.1007/s004240000033
  27. Liu, X., Wang, L., Li, C., Li, X., Kumrungsee, T., Zhai, X., Zhou, Z., Cao, R. (2023). The modification of buckwheat polyphenols by different pretreatments and complexation, and its application in oat flour model. Food Bioscience, 56, 103133. doi: https://doi.org/10.1016/j.fbio.2023.103133
  28. Roy, M., Dutta, H., Jaganmohan, R., Choudhury, M., Kumar, N., Kumar, A. (2019). Effect of steam parboiling and hot soaking treatments on milling yield, physical, physicochemical, bioactive and digestibility properties of buckwheat (Fagopyrum esculentum L.). Journal of Food Science and Technology, 56 (7), 3524–3533. doi: https://doi.org/10.1007/s13197-019-03849-9
  29. Liu, H., Lv, M., Peng, Q., Shan, F., Wang, M. (2015). Physicochemical and textural properties of tartary buckwheat starch after heat–moisture treatment at different moisture levels. Starch - Stärke, 67 (3-4), 276–284. doi: https://doi.org/10.1002/star.201400143
  30. Sindhu, R., Devi, A., Khatkar, B. S. (2019). Physicochemical, thermal and structural properties of heat moisture treated common buckwheat starches. Journal of Food Science and Technology, 56 (5), 2480–2489. doi: https://doi.org/10.1007/s13197-019-03725-6
  31. Liu, H., Guo, X., Li, W., Wang, X., lv, M., Peng, Q., Wang, M. (2015). Changes in physicochemical properties and in vitro digestibility of common buckwheat starch by heat-moisture treatment and annealing. Carbohydrate Polymers, 132, 237–244. doi: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.06.071
  32. Amudha Senthil, S. P. (2015). Effect of Hydrothermal Treatment on the Nutritional and Functional Properties of Husked and Dehusked Buckwheat. Journal of Food Processing & Technology, 06 (07). doi: https://doi.org/10.4172/2157-7110.1000461
  33. Collar, C. (2017). Significance of heat-moisture treatment conditions on the pasting and gelling behaviour of various starch-rich cereal and pseudocereal flours. Food Science and Technology International, 23 (7), 623–636. doi: https://doi.org/10.1177/1082013217714671
  34. Vicente, A., Villanueva, M., Caballero, P. A., Muñoz, J. M., Ronda, F. (2023). Buckwheat grains treated with microwave radiation: Impact on the techno-functional, thermal, structural, and rheological properties of flour. Food Hydrocolloids, 137, 108328. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2022.108328
  35. Yuan, Y., Shimizu, N., Li, F., Magaña, J., Li, X. (2023). Buckwheat waste depolymerization using a subcritical ethanol solution for extraction of bioactive components: from the laboratory to pilot scale. Journal of Environmental Chemical Engineering, 11 (3), 109807. doi: https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.109807
  36. Kovaliova, O., Pivovarov, O., Koshulko, V. (2020). Study of hydrothermal treatment of dried malt with plasmochemically activated aqueous solutions. Food Science and Technology, 14 (3). doi: https://doi.org/10.15673/fst.v14i3.1799
  37. Kovaliova, O., Pivovarov, O., Kalyna, V., Tchoursinov, Y., Kunitsia, E., Chernukha, A. et al. (2020). Implementation of the plasmochemical activation of technological solutions in the process of ecologization of malt production. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (10 (107)), 26–35. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.215160
  38. Pivovarov, O., Kovaliova, O., Koshulko, V. (2020). Effect of plasmochemically activated aqueous solution on process of food sprouts production. Ukrainian Food Journal, 9 (3), 576–587. doi: https://doi.org/10.24263/2304-974x-2020-9-3-7
  39. Pivovarov, О., Kovalova, О., Koshulko, V., Aleksandrova, A. (2022). Study of use of antiseptic ice of plasma-chemically activated aqueous solutions for the storage of food raw materials. Food Science and Technology, 15 (4). doi: https://doi.org/10.15673/fst.v15i4.2260
  40. Pivovarov, О., Kovalova, О., Koshulko, V. (2022). Disinfection of marketable eggs by plasma-chemically activated aqueous solutions. Food Science and Technology, 16 (1). doi: https://doi.org/10.15673/fst.v16i1.2289
  41. Pivovarov, О., Kovaliova, О., Koshulko, V. (2022). Effect of plasma-chemically activated aqueous solutions on the process of disinfection of food production equipment. Food Science and Technology, 16 (3). doi: https://doi.org/10.15673/fst.v16i3.2392
  42. Kovaliova, О., Pivovarov, О., Vasylieva, N., Koshulko, V. (2023). Obtaining of rice malt with the use of plasma-chemically activated aqueous solutions. Food science and technology, 16 (4). doi: https://doi.org/10.15673/fst.v16i4.2542
  43. Kovalova, O., Vasylieva, N., Stankevych, S., Zabrodina, I., Haliasnyi, I., Gontar, T. et al. (2023). Determining the effect of plasmochemically activated aqueous solutions on the bioactivation process of sea buckthorn seeds. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (11 (122)), 99–111. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.275548
  44. Kovaliova, O., Vasylieva, N., Stankevych, S., Zabrodina, I., Mandych, O., Hontar, T. et al. (2023). Development of a technology for the production of germinated flaxseed using plasma-chemically activated aqueous solutions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (11 (124)), 6–19. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.284810
  45. Greene, W. (2003). Econometric Analysis. Prentice Hall, 1026. Available at: http://surl.li/mcvrp
  46. Pivovarov, O., Kovaliova, O. (2019). Features of grain germination with the use of aqueous solutions of fruit acids. Food Science and Technology, 13 (1). doi: https://doi.org/10.15673/fst.v13i1.1334
  47. Pivovarov, O., Kovaliova, O., Khromenko, T., Shuliakevych, Z. (2017). Features of obtaining malt with use of aqueous solutions of organic acids. Food Science and Technology, 11 (4). doi: https://doi.org/10.15673/fst.v11i4.728
Розробка технології виробництва гречаної крупи з використанням плазмохімічно активованих водних розчинів

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-12-28

Як цитувати

Ковальова, О. С., Васильєва, Н. К., Галясний, І. В., Гавриш, Т. В., Діхтярь, А. М., Андрєєва, С. С., Дідух, Н. О., Баландіна, І. С., Оболенцева, Л. В., & Гіренко, Н. І. (2023). Розробка технології виробництва гречаної крупи з використанням плазмохімічно активованих водних розчинів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(11 (126), 59–72. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.290584

Номер

Том 6 № 11 (126) (2023): Технології та обладнання харчових виробництв

Розділ

Технології та обладнання харчових виробництв

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Olena Kovaliova, Natalia Vasylieva, Ivan Haliasnyi, Tatiana Gavrish, Aliona Dikhtyar, Svitlana Andrieieva, Nataliia Didukh, Iryna Balandina, Larysa Obolentseva, Nataliia Hirenko

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.