Розробка технології виробництва гречаного солоду універсального призначення 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
  • Тетяна Борисівна Гонтар Українська інженерно-педагогічна академія, Україна https://orcid.org/0000-0003-0758-1752
  • Ольга Вікторівна Османова Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0002-2572-5900
  • Світлана Борисівна Омельченко Державний біотехнологічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-3635-6626
  • Олександр Сергійович Аштаєв Відокремлений структурний підрозділ «Харківський торговельно-економічний фаховий коледж Державного торговельно-економічний університету», Україна https://orcid.org/0009-0009-4536-6608

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.298797

Ключові слова:

гречаний солод, плазмохімічна активація, водні розчини, пероксид водню, амінокислоти

Анотація

Результатом проведених досліджень є розробка технології виробництва гречаного солоду з використанням плазмохімічно активованих водних розчинів. Об’єктом досліджень стало зерно гречки з підвищеним вмістом крохмалю. Основною технологічною проблемою є отримання високоякісного пивоварного солоду придатного для виробництва безглютенового пива. Експериментально доведена доцільність використання плазмохімічно активованих водних розчинів, як інтенсифікатора процесу проростання зерна гречки, та дієвого дезінфектанту гречаного солоду. Показано, що застосування плазмохімічної активації технологічних розчинів дозволяє пришвидшити процес зволоження зерна гречки більше ніж в 2 рази. Енергія та здатність проростання у зерна гречки, при використанні плазмохімічно активованих водних розчинів, зазнала позитивних змін. Ефект збільшення енергії проростання склав від 8 до 14 %, а здатності до проростання – 2–9 %. Проаналізовано амілолітичну активність гречаного солоду, відмічено збільшення амілолітичної активності в межах 30–77 од./г. Окремо досліджено екстрактивність гречаного солоду. Цей показник збільшився на 2–9 % в залежності від концентрації пероксидів в розчині. Число Кольбаха також підвищилось на 2–10 %, що свідчить про інтенсивний перебіг протеолізу. Сумарна кількість амінокислот в дослідних зразках збільшилась на 619 мг/100 г. Спостерігається значне зниження в’язкості сусла, що свідчить про високу розчинність отриманого гречаного солоду.

Технологія може бути застосована при промисловому виробництві пивоварного солоду і пророщеного гречаного зерна функціонального призначення. Розроблена технологія солодіння гречки отримає пріоритет при виробництві екологічно чистих та не заражених патогенною мікрофлорою гречаних солодів універсального призначення

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

Тетяна Борисівна Гонтар, Українська інженерно-педагогічна академія

Кандидат технічних наук

Кафедра ресторанного, готельного та туристичного бізнесу

Ольга Вікторівна Османова, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Асистент

Кафедра «Безпека праці та навколишнього середовища»

Світлана Борисівна Омельченко, Державний біотехнологічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра харчових технологій в ресторанній індустрії

Олександр Сергійович Аштаєв, Відокремлений структурний підрозділ «Харківський торговельно-економічний фаховий коледж Державного торговельно-економічний університету»

Викладач

Циклова комісія харчових технологій та готельно-ресторанної справи

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. 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. https://doi.org/10.1094/cchem-07-12-0090-r
  3. Ikeda, K. (2002). Buckwheat composition, chemistry, and processing. Advances in Food and Nutrition Research, 395–434. https://doi.org/10.1016/s1043-4526(02)44008-9
  4. 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. https://doi.org/10.1515/pjfns-2015-0005
  5. Vasylieva, N., Vinichenko, I., Katan, L. (2015). Economic and mathematical evaluation of Ukrainian agrarian market by branches. Econimic Annals – XXI, 9-10, 41–44. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/ecchado_2015_9-10_10
  6. Borgonovi, S. M., Chiarello, E., Pasini, F., Picone, G., Marzocchi, S., Capozzi, F. et al. (2023). Effect of Sprouting on Biomolecular and Antioxidant Features of Common Buckwheat (Fagopyrum esculentum). Foods, 12 (10), 2047. https://doi.org/10.3390/foods12102047
  7. 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.200026
  8. 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. https://doi.org/10.15673/gpmf.v64i4.263
  9. Sturza, A., Păucean, A., Chiș, M. S., Mureșan, V., Vodnar, D. C., Man, S. M. et al. (2020). Influence of Buckwheat and Buckwheat Sprouts Flours on the Nutritional and Textural Parameters of Wheat Buns. Applied Sciences, 10 (22), 7969. https://doi.org/10.3390/app10227969
  10. Brajdes, C., Vizireanu, C. (2012). Sprouted buckwheat an important vegetable source of antioxidants. The Annals of the University Dunarea de Jos of Galati. Fascicle VI-Food Technology, 36 (1), 53–60.
  11. Zhao, X., Li, C., Jiang, Y., Wang, M., Wang, B., Xiao, L. et al. (2020). Metabolite fingerprinting of buckwheat in the malting process. Journal of Food Measurement and Characterization, 15 (2), 1475–1486. https://doi.org/10.1007/s11694-020-00737-1
  12. Xu, F., Gao, Q., Ma, Y., Guo, X., Wang, M. (2014). Comparison of Tartary Buckwheat Flour and Sprouts Steamed Bread in Quality and Antioxidant Property. Journal of Food Quality, 37 (5), 318–328. https://doi.org/10.1111/jfq.12101
  13. Giovanelli, G., Bresciani, A., Benedetti, S., Chiodaroli, G., Ratti, S., Buratti, S., Marti, A. (2023). Reformulating Couscous with Sprouted Buckwheat: Physico-Chemical Properties and Sensory Characteristics Assessed by E-Senses. Foods, 12 (19), 3578. https://doi.org/10.3390/foods12193578
  14. Kumari, S., Singh, B., Kaur, A. (2023). Influence of malted buckwheat, foxtail and proso millet flour incorporation on the physicochemical, protein digestibility and antioxidant properties of gluten-free rice cookies. Food Chemistry Advances, 3, 100557. https://doi.org/10.1016/j.focha.2023.100557
  15. Molinari, R., Costantini, L., Timperio, A. M., Lelli, V., Bonafaccia, F., Bonafaccia, G., Merendino, N. (2018). Tartary buckwheat malt as ingredient of gluten-free cookies. Journal of Cereal Science, 80, 37–43. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2017.11.011
  16. Ispiryan, L., Kuktaite, R., Zannini, E., Arendt, E. K. (2021). Fundamental study on changes in the FODMAP profile of cereals, pseudo-cereals, and pulses during the malting process. Food Chemistry, 343, 128549. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128549
  17. Yang, D., Gao, X. (2020). Progress of the use of alternatives to malt in the production of gluten-free beer. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 62 (10), 2820–2835. https://doi.org/10.1080/10408398.2020.1859458
  18. Rubio-Flores, M., Serna-Saldivar, S. O. (2016). Technological and Engineering Trends for Production of Gluten-Free Beers. Food Engineering Reviews, 8 (4), 468–482. https://doi.org/10.1007/s12393-016-9142-6
  19. Dabija, A., Ciocan, M. E., Chetrariu, A., Codină, G. G. (2022). Buckwheat and Amaranth as Raw Materials for Brewing, a Review. Plants, 11 (6), 756. https://doi.org/10.3390/plants11060756
  20. Koshova, V., Mukoid, R., Parkhomenko, A. (2020). Influence of low-gluten grain crops on beer properties. Ukrainian Food Journal, 9 (3), 600–609. https://doi.org/10.24263/2304-974x-2020-9-3-9
  21. Brasil, V. C. B., Guimarães, B. P., Evaristo, R. B. W., Carmo, T. S., Ghesti, G. F. (2021). Buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) characterization as adjunct in beer brewing. Food Science and Technology, 41, 265–272. https://doi.org/10.1590/fst.15920
  22. Buiatti, S., Bertoli, S., Passaghe, P. (2017). Influence of gluten-free adjuncts on beer colloidal stability. European Food Research and Technology, 244 (5), 903–912. https://doi.org/10.1007/s00217-017-3010-3
  23. Dabija, A., Ciocan, M. E., Chetrariu, A., Mirzan, D. (2021). Comparative evaluation of the physico-chemical characteristics of buckwhweat malt and barley malt. 21st SGEM International Multidisciplinary Scientific GeoConference Proceedings 2021 Nano Bio Green and Space Technologies for Sustainable Future. https://doi.org/10.5593/sgem2021/6.1/s25.13
  24. Gumienna, M., Górna, B. (2020). Gluten hypersensitivities and their impact on the production of gluten-free beer. European Food Research and Technology, 246 (11), 2147–2160. https://doi.org/10.1007/s00217-020-03579-9
  25. Tanashkina, T., Peregoedova, A., Semenyuta, A., Boyarova, M. (2020). Gluten-free Buckwheat Kvass with Aromatic Raw Materials. Food Processing: Techniques and Technology, 50 (1), 70–78. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-1-70-78
  26. Kim, S.-L., Kim, S.-K., Park, C.-H. (2004). Introduction and nutritional evaluation of buckwheat sprouts as a new vegetable. Food Research International, 37 (4), 319–327. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2003.12.008
  27. Serikbaeva, A., Tnymbaeva, B., Mardar, M., Tkachenko, N., Ibraimova, S., Uazhanova, R. (2021). Determining optimal process parameters for sprouting buckwheat as a base for a food seasoning of improved quality. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (11 (112)), 6–16. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.237369
  28. Al-Taher, F., Nemzer, B. (2023). Effect of Germination on Fatty Acid Composition in Cereal Grains. Foods, 12 (17), 3306. https://doi.org/10.3390/foods12173306
  29. Dumitru, C., Dinica, R. M., Bahrim, G.-E., Vizireanu, C., Baroiu, L., Iancu, A. V., Draganescu, M. (2021). New Insights into the Antioxidant Compounds of Achenes and Sprouted Buckwheat Cultivated in the Republic of Moldova. Applied Sciences, 11 (21), 10230. https://doi.org/10.3390/app112110230
  30. Liu, C.-L., Chen, Y.-S., Yang, J.-H., Chiang, B.-H. (2007). Antioxidant Activity of Tartary (Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn.) and Common ( Fagopyrum esculentum Moench) Buckwheat Sprouts. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56 (1), 173–178. https://doi.org/10.1021/jf072347s
  31. Kim, Y. S., Kim, J. G., Lee, Y. S., Kang, I. J. (2005). Comparison of the chemical components of buckwheat seed and sprout. Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, 34 (1), 81–86. https://doi.org/10.3746/jkfn.2005.34.1.081
  32. Yıltırak, S., Kocadağlı, T., Evrim Çelik, E., Özkaynak Kanmaz, E., Gökmen, V. (2022). Effects of sprouting and fermentation on the formation of Maillard reaction products in different cereals heated as wholemeal. Food Chemistry, 389, 133075. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.133075
  33. Yıltırak, S., Kocadağlı, T., Çelik, E. E., Özkaynak Kanmaz, E., Gökmen, V. (2021). Effects of Sprouting and Fermentation on Free Asparagine and Reducing Sugars in Wheat, Einkorn, Oat, Rye, Barley, and Buckwheat and on Acrylamide and 5-Hydroxymethylfurfural Formation during Heating. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 69 (32), 9419–9433. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.1c03316
  34. Aloo, S. O., Ofosu, F. K., Kilonzi, S. M., Shabbir, U., Oh, D. H. (2021). Edible Plant Sprouts: Health Benefits, Trends, and Opportunities for Novel Exploration. Nutrients, 13 (8), 2882. https://doi.org/10.3390/nu13082882
  35. Zenkova, M., Melnikova, L., Timofeeva, V. (2023). Non-Alcoholic Beverages from Sprouted Buckwheat: Technology and Nutritional Value. Food Processing: Techniques and Technology, 53 (2), 316–325. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-2-2435
  36. Emch, A. W., Burroughs, S., Gaspar-Hernandez, J., Waite-Cusic, J. G. (2021). Salmonella Growth during the Soaking Step of ‘Sprouted’ Grain, Nut, and Seed Production. Food Protection Trends, 41 (3), 314. https://doi.org/10.4315/1541-9576-41.3.314
  37. Zenkova, M., Melnikova, L. (2022). Microbiological Assessment of Wheat and Buckwheat Sprouting Process. Food Processing: Techniques and Technology, 51 (4), 795–804. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-4-795-804
  38. Ding, J., Feng, H. (2019). Controlled germination for enhancing the nutritional value of sprouted grains. Sprouted Grains, 91–112. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-811525-1.00005-1
  39. Kovalova, O., Vasylieva, N., Haliasnyi, I., Gavrish, T., Dikhtyar, A., Andrieieva, S. et al. (2023). Development of buckwheat groats production technology using plasma-chemically activated aqueous solutions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (11 (126)), 59–72. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.290584
  40. 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.284810
  41. 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.275548
  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). https://doi.org/10.15673/fst.v16i4.2542
  43. Pivovarov, O., Kovaliova, O. (2019). Features of grain germination with the use of aqueous solutions of fruit acids. Food Science and Technology, 13 (1). https://doi.org/10.15673/fst.v13i1.1334
  44. 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). https://doi.org/10.15673/fst.v11i4.728
  45. Pivovarov, O. A., Kovalоva, O. S., Matsyuk, Ch. V. (2022). Innovative grain germination stimulators of natural origin. Science, Technologies, Innovation, 4 (24), 31–44. https://doi.org/10.35668/2520-6524-2022-4-03
  46. 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.215160
  47. 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. https://doi.org/10.24263/2304-974x-2020-9-3-7
  48. 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). https://doi.org/10.15673/fst.v15i4.2260
  49. Pivovarov, О., Kovalova, О., Koshulko, V. (2022). Disinfection of marketable eggs by plasma-chemically activated aqueous solutions. Food Science and Technology, 16 (1). https://doi.org/10.15673/fst.v16i1.2289
  50. 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). https://doi.org/10.15673/fst.v16i3.2392
  51. 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). https://doi.org/10.15673/fst.v14i3.1799
  52. Kovalova, O. S. (2022). Innovatsiyna tekhnolohiya vyrobnytstva hrechanoi krupy. Proceedings of the XIV International Scientific and Practical Conference: Modern stages of scientific research development, 453–460. Available at: https://isg-konf.com/wp-content/uploads/2022/12/Modern-stages-of-scientific-research-development.pdf
  53. Evans, D. E., Redd, K., Haraysmow, S. E., Elvig, N., Metz, N., Koutoulis, A. (2014). The Influence of Malt Quality on Malt Brewing and Barley Quality on Barley Brewing with Ondea Pro, Compared by Small-Scale Analysis. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 72 (3), 192–207. https://doi.org/10.1094/asbcj-2014-0630-01
  54. Calafiore, G. C., El Ghaoui, L. (2014). Optimization Models. Cambridge: Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/cbo9781107279667
  55. Greene, W. (2017). Econometric Analysis. London: Pearson Learning Solutions, 1176.
  56. Aggarwal, C. C., Reddy, C. K. (2014). Data Clustering: Algorithms and Applications. London: Chapman and Hall/CRC, 652.
Розробка технології виробництва гречаного солоду універсального призначення з використанням плазмохімічно активованих водних розчинів

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-02-28

Як цитувати

Ковальова, О. С., Васильєва, Н. К., Галясний, І. В., Гавриш, Т. В., Діхтярь, А. М., Андрєєва, С. С., Гонтар, Т. Б., Османова, О. В., Омельченко, С. Б., & Аштаєв, О. С. (2024). Розробка технології виробництва гречаного солоду універсального призначення з використанням плазмохімічно активованих водних розчинів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(11 (127), 38–51. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.298797

Номер

Том 1 № 11 (127) (2024): Технології та обладнання харчових виробництв

Розділ

Технології та обладнання харчових виробництв

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Olena Kovalova, Natalia Vasylieva, Ivan Haliasnyi, Tatiana Gavrish, Aliona Dikhtyar, Svitlana Andrieieva, Tatiana Gontar, Olha Osmanova, Svitlana Omelchenko, Oleksandr Ashtaiev

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.