Оптимізація процесу виробництва гарбузової пектинової пасти

Автор(и)

  • Наталія Муштрук Національний університет біоресурсів і природокористування України Автор https://orcid.org/0000-0002-3292-9063

DOI:

https://doi.org/10.31548/humanhealth.3.2024.7

Ключові слова:

гідроліз, сироватка, гідромодуль, температурний режим, вміст пектину, органолептичні властивості

Анотація

Зважаючи на зазначені переваги, використання овочево-фруктових паст з підвищеним вмістом пектину має великий потенціал у лікувально-профілактичному харчуванні. Вони не лише сприяють виведенню радіонуклідів, важких металів і токсинів з організму, але й забезпечують додаткове збагачення організму комплексом натуральних вітамінів, дубильних речовин і цукрів. Ці природні речовини сприяють поліпшенню роботи шлунково-кишкового тракту, підвищують загальний тонус організму та допомагають зміцнити імунітет. Оптимізовані технологічні процеси виробництва, зокрема гідромодуль гідролізу сировини, правильно підібрані температурні режими та методи упарювання, які забезпечують максимальну ефективність екстракції пектину із сировини. Це дозволяє досягати високої якості готового продукту з повним збереженням корисних властивостей пектинових речовин. Сучасні технологічні методи гарантують збереження максимальної кількості активних компонентів, що робить продукт ще більш цінним для споживачів. Для виробництва пектинових паст, були обрані гарбузи сортів Гляйсдорфер Олкюрбіс, Гамлет, Південний, Міранда та Дана Штирійський Голонасінний. Процес гідролізу проводили з використанням молочної кислоту та сироватки, що сприяли більш швидкому проведення процесу, та діяли як консерванти. За результатами експериментальних досліджень, встановили раціональні умови гідролізу: гідромодуль (1:14–1:17), концентрація гідролізаторів, температурний режим, час гідролізу та метод випарювання. Оцінка продукту включала аналіз вмісту сухих речовин, кольору, вмісту пектину та студнеутворювальних властивостей. Згідно з результатами експериментів, було визначено, що раціональними умовами для гідролізу гарбузової сировини є температура в межах 80°C, тривалість процесу 65 хвилин та гідромодуль 15–16. Встановлені раціональні умови випарювання у вакуумі, що дозволяють отримати високоякісну пектинову пасту з вмістом пектину 1,5% і вмістом сухих речовин в межах 70%.Розроблена спеціалізована технологія для виготовлення пектинових паст з гарбуза та іншої рослинної сировини, що дозволяє ефективно зберігати природні властивості і поживні речовини, що характерні для місцевих фруктів і овочів. Розроблено технологічну та апаратно-технологічну схеми виробництва, що будуть сприяти організації виробництва на місцевостях, де вирощуються сировини, що зменшує витрати на їх транспортування і сприяє сталому розвитку регіонів. Локалізація виробництва сприяє створенню нових робочих місць та підтримці місцевої економіки.Таким чином, використання овочево-фруктових паст з підвищеним вмістом пектину має великий потенціал для зміцнення здоров'я населення. Вони є багатим джерелом природних вітамінів та мікроелементів, які сприяють покращенню загального стану організму, підвищують імунітет та захищають від шкідливих впливів навколишнього середовища. Зростаючий попит на натуральні та здорові продукти харчування робить пектинові пасти перспективним напрямом для інвестицій та розвитку нових технологій у харчовій промисловості.

Посилання

Acosta, P. I., Campedelli, R. R., Correa, E. L., Bazani, H. A., Nishida, E. N., Souza, B. S., & Mora, J. R. (2020). Efficient production of biodiesel by using a highly active calcium oxide prepared in the presence of pectin as a heterogeneous catalyst. Fuel, 271, 117651. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.117651

Bashta, A., Ivchuk, N., Stetsenko, N., & Bashta, O. (2021). Rationale of fruit and berry raw materials choice to increase the confectionery’s nutritional value. Ukrainian Journal of Food Science, 9, 103-115. https://doi.org/10.24263/2310-1008-2021-9-1-10

Bédouet, L., Courtois, B., & Courtois, J. (2003). Rapid quantification of O-acetyl and O-methyl residues in pectin extracts. Carbohydrate Research, 338(4), 379-383. https://doi.org/10.1016/s0008-6215(02)00500-1

Chen, H., Niu, H., Zhang, H., Yun, Y., Chen, W., Zhong, Q., ... & Fu, X. (2019). Preparation and properties of ferulic acid-sugar beet pulp pectin ester and its application as a physical and antioxidative stabilizer in a fish oil-water emulsion. International journal of biological macromolecules, 139, 290-297. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.07.222

Cho, E. H., Jung, H. T., Lee, B. H., Kim, H. S., Rhee, J. K., & Yoo, S. H. (2019). Green process development for apple-peel pectin production by organic acid extraction. Carbohydra polymers, 204, 97-103.

Çilingir, S., Goksu, A., & Sabanci, S. (2021). Production of pectin from lemon peel powder using an ohmic heating-assisted extraction process. Food and bioprocess technology, 14(7), 1349-1360. https://doi.org/10.1007/s11947-021-02636-9

Colodel, C., Vriesmann, L. C., Teófilo, R. F., & de Oliveira Petkowicz, C. L. (2020). Optimization of acid-extraction of pectic fraction from grape (Viti’s vinifera cv. Chardonnay) pomace, a Winery Waste. International journal of biological macromolecules, 161, 204-213. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.05.272

Dao, T. A. T., Webb, H. K., & Malherbe, F. (2021). Optimization of pectin extraction from fruit peels by response surface method: Conventional versus microwave-assisted heating. Food Hydrocolloids, 113, 106475. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2020.106475

DSTU 3324-96. Pectins. Specifications. Quality management systems – Requirements.

DSTU 4306:2004. Products of fruit and vegetable processing. Methods for determining the dry matter content. Quality management systems – Requirements.

DSTU 4880:2007. Products of fruit and vegetable processing. Methods of quality determination. Quality management systems – Requirements.

DSTU 6088:2009. Pectin. Specifications. Quality management systems –Requirements.

DSTU ISO 11296-3:2019. Products of fruit and vegetable processing. Methods of color determination. Quality management systems – Requirements.

DSTU ISO 762:2000. Methods for determining the indirect content of pectin (determination of indirect parameters). Quality management systems – Requirements.

Fishman, M. L., Chau, H. K., Hotchkiss Jr, A. T., White, A., Garcia, R. A., & Cooke, P. H. (2019). Effect of long-term cold storage and microwave extraction time on citrus pectin's physical and chemical properties. Food Hydrocolloids, 92, 104-116. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2018.12.047

Guo, Q., Su, J., Shu, X., Yuan, F., Mao, L., Liu, J., & Gao, Y. (2020). Production and characterization of pea protein isolate-pectin complexes for delivery of curcumin: Effect of esterified degree of pectin. Food Hydrocolloids, 105, 105777. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2020.105777

Güzel, M., & Akpınar, Ö. (2019). Valorisation of fruit by-products: Production characterization of pectins from fruit peels. Food and Bioproducts Processing, 115, 126-133. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2019.03.009

Hosseini, S., Parastouei, K., & Khodaiyan, F. (2020). Simultaneous extraction optimization and characterization of pectin and phenolics from sour cherry pomace. International journal of biological macromolecules, 158, 911-921. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.04.241

Kazemi, M., Khodaiyan, F., Hosseini, S. S., & Najari, Z. (2019). An integrated valorization of industrial waste of eggplant: Simultaneous recovery of pectin, phenolics and sequential production of pullulan. Waste Management, 100, 101-111. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.09.013

Li, Q., Yao, S., Deng, L., & Zeng, K. (2022). Changes in biochemical properties and pectin nanostructures of juice sacs during the granulation process of pomelo fruit (Citrus grandis). Food Chemistry, 376, 131876. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.131876

Mushtruk, N., & Mushtruk, M. (2023). Analysis of the raw material base for pectin production. Animal Science and Food Technology, 14(2), 57-75. https://doi.org/10.31548/animal.2.2023.57

Palamarchuk, I., Mushtruk, M., Sukhenko, V., Dudchenko, V., Korets, L., Litvinenko, A., Deviatko, O., Ulianko, S., & Slobodyanyuk, N. (2020). Modelling of the process of vybromechanical activation of plant raw material hydrolysis for pectin extraction. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences (Vol. 14, pp. 239–246). HACCP Consulting. https://doi.org/10.5219/1305

Palamarchuk, I., Zozulyak, O., Mushtruk, M., Petrychenko, I., Slobodyanyuk, N., Domin, О., Udodov, S., Semenova, O., Karpovych, I., & Blishch, R. (2022). The intensification of the dehydration process of pectin-containing raw materials. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences (Vol. 16, pp. 15–26). HACCP Consulting. https://doi.org/10.5219/1711

Picot-Allain, M. C. N., Ramasawmy, B., & Emmambux, M. N. (2022). Extraction, characterisation, and application of pectin from tropical and sub-tropical fruits: a review. Food Reviews International, 38(3), 282-312. https://doi.org/10.1080/87559129.2020.1733008

Selvendran, R. R. (1985). Developments in the chemistry and biochemistry of pectic and hemicellulosic polymers. Journal of Cell Science, 1985(Supplement_2), 51-88.

Souza, S. V. D. S., Jordão, C., Zampieri, D., Spontoni do Espírito, B., Leite, J., Guercio, A. C., & de Oliveira, W. (2020). El consumo de la polidextrosa previene la obesidad y sus comorbilidades en ratas alimentados con dieta hipercalórica. Revista chilena de nutrición, 47(1), 6-13. https://doi.org/10.4067/s0717-75182020000100006

Sukhenko, Y., Mushtruk, M., Vasyliv, V., Sukhenko, V., & Dudchenko, V. (2019). Production of Pumpkin Pectin Paste. In Lecture Notes in Mechanical Engineering (pp. 805–812). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-22365-6_80

Vásquez, P., Vega-Gálvez, A., & Bernal, C. (2022). Production of antioxidant pectin fractions, drying pretreatment methods and physicochemical properties: towards pisco grape pomace revalue. Journal of Food Measurement and Characterization, 16(5), 3722-3734. https://doi.org/10.1007/s11694-022-01482-3

Wang, R., Liang, R., Dai, T., Chen, J., Shuai, X., & Liu, C. (2019). Pectin-based adsorbents for heavy metal ions: A review. Trends in Food Science & Technology, 91, 319-329. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.07.033

Zheplinska, M., Mushtruk, M., Vasyliv, V., Kuts, A., Slobodyanyuk, N., Bal-Prylypko, L., Nikolaenko, M., Kokhan, O., Reznichenko, Y., & Salavor, O. (2021). The micronutrient profile of medicinal plant extracts. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 15, 528–535. https://doi.org/10.5219/1553

Zheplinska, M., Vasyliv, V., Deviatko, O., Ulianko, S., & Kanivets, N. (2022). Research of Wheat Fiber with Pumpkin Pectin Plant Additive. In Lecture Notes in Mechanical Engineering (pp. 237–246). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-031-06044-1_23

Завантаження

Опубліковано

2024-08-30

Номер

Розділ

Харчові технології