Дослідження фізико-хімічних властивостей та антиоксидантної активності буряка в залежності від умов вакуумної мікрохвильової сушки

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.243069

Ключові слова:

сушений буряк, вакуумна мікрохвильова сушка, беталаін, загальний флавоноїд, колориметричні методи, антиоксидантна активність

Анотація

Об'єктом дослідження є буряк, висушений методом вакуумної мікрохвильової сушки в різних умовах. Фізико-хімічні властивості та антиоксидантну активність буряка вивчали при вакуумній мікрохвильовій сушці за різних потужностей мікрохвиль (500, 1000 і 1500 Вт), ступенях вакууму (–0,05, –0,07 і –0,09 МПа) та товщинах зразка (2, 4 і 6 мм). Колориметр використовувався для оцінки якості кольору буряка. Колориметричні методи були використані для визначення змісту беталаіна, аскорбінової кислоти та загальної кількості флавоноїдів, а також антиоксидантної активності (аналіз антиоксидантної здатності відновлення заліза) в буряках.

Результати показали, що час сушки зменшувався зі збільшенням потужності мікрохвиль і ступеня вакууму, в той час як час сушіння значно збільшувався із збільшенням товщини зразка. Яскравість (L*) сушених буряків була вище, ніж у свіжих. Показники почервоніння (а*) збільшувалися зі збільшенням ступеня вакууму. Значення жовтизни (b*) збільшувалися з ростом ступеня вакууму та потужності мікрохвиль, та зменшувалися зі збільшенням товщини зразка. Загальна різниця в кольорі (ΔE) сушених буряків зменшувалася зі збільшенням ступеня вакууму, та мала найнижче значення (5,95) при ступені вакууму –0,09 МПа, в порівнянні зі свіжим буряком. Зміст бетаціаніна, бетаксантіна та аскорбінової кислоти має тенденцію до зниження з ростом потужності мікрохвиль, і зростає зі збільшенням ступеня вакууму. І загальний вміст флавоноїдів в буряках демонструє тенденцію до зменшення зі збільшенням ступеня вакууму, потужності мікрохвиль і товщини зразка. Антиоксидантна здатність відновлення заліза (FRAP) сушених буряків значно знизилася зі збільшенням потужності мікрохвиль і показала найвище значення (14,70 мг ТЕ/г) при потужності мікрохвиль 500 Вт.

Найбільш сприятливими умовами для вакуумної мікрохвильової сушки буряка були мікрохвильова потужність 500 Вт, ступінь вакууму –0,09 МПа та товщина зразка 2 мм. Це призводить до кращих фізико-хімічних властивостей і вищої антиоксидантної активності сушених буряків. Сушений буряк може використовуватися для функціонального харчування та харчових продуктів з доданою вартістю.

Біографії авторів

Yan Liu, Sumy National Agrarian University; Hezhou University

Postgraduate Student

Department of Engineering Technologies for Food Production;

School of Food and Biological Engineering

Сергій Михайлович Сабадаш, Сумський національний аграрний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра інженерних технологій харчових виробництв

Zhenhua Duan, Hezhou University

PhD, Professor

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. 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
  3. 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
  4. Slavov, A., Karagyozov, V., Denev, P., Kratchanova, M., Kratchanov, C. (2013). Antioxidant activity of red beet juices obtained after microwave and thermal pretreatments. Czech Journal of Food Sciences, 31 (2), 139–147. doi: https://doi.org/10.17221/61/2012-cjfs
  5. 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
  6. Nemzer, B., Pietrzkowski, Z., Spórna, A., Stalica, P., Thresher, W., Michałowski, T., Wybraniec, S. (2011). Betalainic and nutritional profiles of pigment-enriched red beet root (Beta vulgaris L.) dried extracts. Food Chemistry, 127 (1), 42–53. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.12.081
  7. Scaman, C. H., Durance, T. D. (2005). Combined Microwave Vacuuum-drying. Emerging Technologies for Food Processing, 507–533. doi: https://doi.org/10.1016/B978-012676757-5/50021-9
  8. Bórquez, R. M., Canales, E. R., Redon, J. P. (2010). Osmotic dehydration of raspberries with vacuum pretreatment followed by microwave-vacuum drying. Journal of Food Engineering, 99 (2), 121–127. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2010.02.006
  9. Shu, B., Wu, G., Wang, Z., Wang, J., Huang, F., Dong, L., Zhang, R., Wang, Y., Su, D. (2020). The effect of microwave vacuum drying process on citrus: drying kinetics, physicochemical composition and antioxidant activity of dried citrus (Citrus reticulata Blanco) peel. Journal of Food Measurement and Characterization, 14 (5), 2443–2452. doi: https://doi.org/10.1007/s11694-020-00492-3
  10. Li, B., Fei, L., Liu, B., Nan, H. (2010). Microwave-vacuum drying characteristics and process optimization of Agaricus bisporus slices. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 26 (6), 380–384. doi: https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2010.06.066
  11. Monteiro, R. L., Link, J. V., Tribuzi, G., Carciofi, B. A. M., Laurindo, J. B. (2018). Microwave vacuum drying and multi-flash drying of pumpkin slices. Journal of Food Engineering, 232, 1–10. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2018.03.015
  12. Wang, J., Fang, X.-M., Mujumdar, A. S., Qian, J.-Y., Zhang, Q., Yang, X.-H., Liu, Y.-H., Gao, Z.-J., Xiao, H.-W. (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
  13. Stintzing, F. C., Herbach, K. M., Mosshammer, M. R., Carle, R., Yi, W., Sellappan, S., Akoh, C. C., Bunch, R., Felker, P. (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
  14. 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
  15. Benzie, I. F. F., Strain, J. J. (1996). The Ferric Reducing Ability of Plasma (FRAP) as a Measure of «Antioxidant Power»: The FRAP Assay. Analytical Biochemistry, 239 (1), 70–76. doi: https://doi.org/10.1006/abio.1996.0292
  16. Tian, Y., Wu, S., Zhao, Y., Zhang, Q., Huang, J., Zheng, B. (2015). Drying Characteristics and Processing Parameters for Microwave-Vacuum Drying of Kiwifruit (Actinidia deliciosa) Slices. Journal of Food Processing and Preservation, 39 (6), 2620–2629. doi: https://doi.org/10.1111/jfpp.12512
  17. Ng, M. L., Sulaiman, R. (2018). Development of beetroot (Beta vulgaris) powder using foam mat drying. LWT–Food Science and Technology, 88, 80–86. doi: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2017.08.032
  18. Sremet (Ceclu), L., Nistor, O.-V., Andronoiu, D. G., Mocanu, G. D., Barbu, V. V., Maidan, A., Rudi, L., Botez, E. (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
  19. 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, 63 (3), 485–490. doi: https://doi.org/10.3311/PPch.13104
  20. Handwerk, R. L., Coleman, R. L. (1988). Approaches to the citrus browning problem. A review. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 36 (1), 231–236. doi: https://doi.org/10.1021/jf00079a057
  21. Ravichandran, K., Saw, N. M. M. T., Mohdaly, A. A. A., Gabr, A. A. A., Kastell A., Riedel, H., Cai, Z. Z., Knorr, D., Smetanska, I. (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
  22. Vega-Gálvez, A., Di Scala, K., Rodríguez, K., Lemus-Mondaca, R., Miranda, M., López, J., Perez-Won, M. (2009). Effect of air-drying temperature on physico-chemical properties, antioxidant capacity, colour and total phenolic content of red pepper (Capsicum annuum, L. var. Hungarian). Food Chemistry, 117 (4), 647–653. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.04.066
  23. Zielinska, M., Zielinska, D. (2019). Effects of freezing, convective and microwave-vacuum drying on the content of bioactive compounds and color of cranberries. LWT–Food Science and Technology, 104, 202–209. doi: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.01.041
  24. Nguyen, T.-V.-L., Nguyen, Q.-N., Nguyen, P.-B.-D., Tran, B.-L., Huynh, P.-T. (2020). Effects of drying conditions in low–temperature microwave–assisted drying on bioactive compounds and antioxidant activity of dehydrated bitter melon (Momordica charantia L.), Food Science and Nutrition, 8 (7), 3826–3834. doi: https://doi.org/10.1002/fsn3.1676

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-10-22

Як цитувати

Liu, Y., Сабадаш, С. М., & Duan, Z. (2021). Дослідження фізико-хімічних властивостей та антиоксидантної активності буряка в залежності від умов вакуумної мікрохвильової сушки. Technology Audit and Production Reserves, 5(3(61), 40–45. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.243069

Номер

Том 5 № 3(61) (2021): Хімічна інженерія

Розділ

Технології виробництва харчування: Звіт про науково-дослідну роботу

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Yan Liu, Sergei Sabadash, Zhenhua Duan

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.