The influence of moisture content on extrusion modes and physicochemical parameters of extrudates with the addition of chokeberry pomace hydrolysate

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The influence of the moisture content during the extrusion of a mixture of rice with chokeberry pomace hydrolysate on the process parameters, physico-chemical, structural, textural and technological properties of the extrudates was studied. The relevance of the study is due to the need to increase the sustainability of technological processing of fruit and berry raw materials and increase the efficiency of using by-products of food industry. Hydrolysate of chokeberry pomace was obtained using a complex of enzymes, including pectinase, cellulase, protease and lipase. The hydrolyzate was dried, added to rice in an amount of 5 % and extruded at various moisture content in the range of 15…24 %. An increase in moisture content during extrusion reduced the process temperature from 165 to 148 ℃, the pressure from 5.0 to 2.0 MPa and the torgue from 88 to 48 %. A decrease in moisture reduced the intensity of the impact of the treated mixtures on biopolymers. The specific mechanical energy decreased from 0.17 to 0.09 kW hour/kg. The trends in changes in thermomechanical treatment modes, determined by moisture as a factor reducing friction, were identical for the control and experimental mixtures without significant differences. With an increase in moisture content during extrusion, the hardness of samples containing berry pomace hydrolysate increased from 11.1 to 43.5 N, bulk density from 97.0 to 278.8 g/dm3, and the sectional expansion index decreased from 8.5 to 3.0. The dynamic viscosity of suspensions of ground extrudates under hydration conditions simulating instant steeping in domestic conditions increased significantly from 2.0 to 3.4…4.4 Pa s with an increase in moisture content during extrusion. Extrusion increased the content of phenolic substances in samples with chokeberry pomace hydrolysate. The maximum value of 631.5 mg/dm3 corresponded to 15 % moisture content.

全文:

受限制的访问

作者简介

A. Sharikov

The All-Russian Research Institute of Food Biotechnology – a branch of the Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety

编辑信件的主要联系方式.
Email: anton.sharikov@gmail.com

кандидат технических наук

俄罗斯联邦, 111033, Moskva, ul. Samokatnaya, 4b

V. Ivanov

The All-Russian Research Institute of Food Biotechnology – a branch of the Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: anton.sharikov@gmail.com

кандидат технических наук

俄罗斯联邦, 111033, Moskva, ul. Samokatnaya, 4b

M. Amelyakina

The All-Russian Research Institute of Food Biotechnology – a branch of the Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: anton.sharikov@gmail.com

кандидат технических наук

俄罗斯联邦, 111033, Moskva, ul. Samokatnaya, 4b

E. Sokolova

The All-Russian Research Institute of Food Biotechnology – a branch of the Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: anton.sharikov@gmail.com

кандидат биологических наук

俄罗斯联邦, 111033, Moskva, ul. Samokatnaya, 4b

V. Ionov

The All-Russian Research Institute of Food Biotechnology – a branch of the Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: anton.sharikov@gmail.com
俄罗斯联邦, 111033, Moskva, ul. Samokatnaya, 4b

М. Serba

The All-Russian Research Institute of Food Biotechnology – a branch of the Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: anton.sharikov@gmail.com

член-корреспондент РАН

俄罗斯联邦, 111033, Moskva, ul. Samokatnaya, 4b

参考

  1. Iqbal A.S., Shulz P., Rizvi S. Valorization of bioactive compounds in fruit pomace from agro-fruit industries: Present Insights and future challenges // Food Bioscience. 2021. Vol. 44. P. 101384. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212429221005095 (дата обращения: 01.03.2024). doi: 10.1016/ j.fbio.2021.101384.
  2. Saini A., Panesar P. S., Bera M. B. Valorization of fruits and vegetables waste through green extraction of bioactive compounds and their nanoemulsions-based delivery system // Bioresour. Bioprocess. 2019. Vol. 6. P. 26. URL: https://bioresourcesbioprocessing.springeropen.com/articles/10.1186/s40643-019-0261-9. (дата обращения: 01.03.2024). doi: 10.1186/s40643-019-0261-9.
  3. Santos D., Lopes S., Pintado J. Fruit and vegetable by-products’ flours as ingredients. A review on production process, health benefits and technological functionalities // LWT. 2021. Vol. 154. P. 112707. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643821018600 (дата обращения: 01.03.2024). doi: 10.1016/j.lwt.2021.112707.
  4. Michalska-Ciechanowska A. A review of new directions in managing fruit and vegetable processing by-products // Trends in Food Science & Technology. 2019. Vol. 88. P. 207‒219. doi: 10.1016/j.tifs.2019.03.021.
  5. Extrusion Processing of Biomass By-Products for Sustainable Food Production / J. Pennells, I. Bless, P. Juliano, et al. // From Biomass to Biobased Products / Eds E. Jacob-Lopes, L. Q. Zepka, R. R. Dias. 2023. URL: https://doi.org/10.5772/intechopen.111943 (дата обращения: 01.03.2024).
  6. Kothakota A., Jindal N. A study on evaluation and characterization of extruded product by using various by-products // African Journal of Food Science. 2013. Vol. 7. P. 485‒497. doi: 10.5897/AJFS2013.1065.
  7. White B. L., Howard L. R., Prior R. L. Polyphenolic composition and antioxidant capacity of extruded cranberry pomace // Journal of agricultural and food chemistry. 2010. Vol. 58. No. 7. P. 4037–4042. doi: 10.1021/jf902838b.
  8. Effect of drying and extrusion processing on physical and nutritional characteristics of bilberry press cake extrudates / E. Höglund, L. Eliasson, G. Oliveira, et al. // LWT- Food Science and Technology. 2018. Vol. 92. P. 422‒428. doi: 10.1016/j.lwt.2018.02.042.
  9. Wang S., Gu B. J., Ganjyal G. M. Impacts of the Inclusion of Various Fruit Pomace Types on the Expansion of Corn Starch Extrudates // Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie. 2019. Vol. 110. P. 223‒230. doi: 10. 1016/j.lwt.2019.03.094.
  10. Exploiting blackcurrant juice press residue in extruded snacks / L. Mäkilä, O. Laaksonen, J. M. Ramos-Diaz, et al. // Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie. 2014. Vol. 57. P. 1‒10. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0023643814000668 (дата обращения: 01.03.2024). doi: 10.1016/j.lwt.2014.02.005.
  11. Разработка средства на основе плодов аронии черноплодной, повышающего эффективность химиотерапии опухолей / В. Ю. Андреева, В. В. Шейкин, Г. И. Калинкина и др. // Химия растительного сырья. 2020. № 4. С. 219‒226. doi: 10.14258/jcprm.2020046339.
  12. Химический состав плодов аронии различных сортов / Е. Е. Логвинова, Т. А. Брежнева, И. А. Самылина и др. // Фармация. 2015. Т. 64. № 6. С. 22‒26.
  13. Fresh Chokeberry (Aronia melanocarpa) Fruits as Valuable Additive in Extruded Snack Pellets Selected Nutritional and Physiochemical Properties / A. Wójtowicz, M. Combrzyński, B. Biernacka, et al. // Plants (Basel, Switzerland). 2023. Vol. 12 (18). P. 3276. URL: https://www.mdpi.com/2223-7747/12/18/3276 (дата обращения: 01.03.2024). doi: 10.3390/plants12183276.
  14. Hwang E. S. Quality characteristics and antioxidant activity of rice porridge supplemented with aronia (Aronia melanocarpa) powder // Korean Journal of Food Preserv. 2021. Vol. 28 (1). P. 63‒71. doi: 10.11002/kjfp.2021.28.1.63.
  15. Extrusion processing of pure chokeberry (Aronia melanocarpa) pomace: Impact on dietary fibre profile and bioactive compounds / V. Schmid, J. Steck, E. Mayer-Miebach, et al. // Foods. 2021. Vol. 10 (3). P. 518. URL: https://www.mdpi.com/2304-8158/10/3/518 (дата обращения: 01.03.2024). doi: 10.3390/foods10030518.
  16. Enrichment of starch-based extruded cereals with chokeberry (Aronia melanocarpa) pomace: Influence of processing conditions on techno-functional and sensory related properties, dietary fibre and polyphenol content as well as in vitro digestibility / V. Schmid, E. Mayer-miebach, D. Behsnilian, et al. // LWT-Food Science and Technology. 2021. Vol. 154 (4). P. 112610. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643821017631 (дата обращения: 01.03.2024). doi: 10.1016/j.lwt.2021.112610.
  17. Influence of HTST extrusion cooking process parameters on the stability of anthocyanins, procyanidins and hydroxycinnamic acids as the main bioactive chokeberry polyphenols / M. Hirth, R. Preiß, E. Mayer-Miebach, et al. // LWT-Food Science and Technology. 2015. Vol. 62 (1). P. 511‒516. doi: 10.1016/j.lwt.2014.08.032.
  18. Перспективные направления переработки ягодного жмыха в пищевые ингредиенты / Г. С. Волкова, Е. Н. Соколова, В. В. Ионов и др. // Пищевая промышленность. 2023. № 11. С. 35‒39. doi: 10.52653/PPI.2023.11.11.008.
  19. Valorization of Bilberry (Vaccinium myrtillus L.) Pomace by Enzyme-Assisted Extraction: Process Optimization and Comparison with Conventional Solid-Liquid Extraction / M. Syrpas, E. Valanciene, E. Augustiniene, et al. // Antioxidants. 2021.Vol. 10 (5). P. 773. doi: 10.3390/antiox10050773.
  20. Enzyme-Assisted Extraction of Bioactive Compounds from Raspberry (Rubus idaeus L.) Pomace / N. Saad, F. Louvet, S. Tarrade, et al. // Journal of Food Science. 2019. V.84. P. 1371‒1381. doi: 10.1111/1750-3841.14625.
  21. Enzyme-assisted extraction and ultrafiltration of value-added compounds from sour cherry wine pomace / M. C. Roda-Serrat, C. Lundsfryd, S. Rasmussen, et al. // Chemical Engineering Transactions. 2019. Vol. 74. P. 811‒816. doi: 10.3303/CET1974136.
  22. Chokeberry pomace valorization into food ingredients by enzyme-assisted extraction: Process optimization and product characterization / V. Kitryte, V. Kraujalienė, V. Šulniūtė, et al. // Food and Bioproducts Processing. 2017. Vol. 105. P. 36‒50. doi: 10.1016/j.fbp.2017.06.001.
  23. Шариков А. Ю., Степанов, В. И. Инструментальные методы исследования текстуры экструдированных продуктов // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2015. Т. 5. №. 34. С. 3‒9.
  24. An explorative study on the relationships between the quality traits of peanut varieties and their peanut butters / H. Yu, H. Liu, S. W. Erasmus, et al. // LWT. 2021. Vol. 151. P. 112068. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0023643821012214 (дата обращения: 01.03.2024). doi: 10.1016/ j.lwt.2021.112068.
  25. Денисенко Т. А., Вишникин А. Б., Цыганок Л. П. Спектрофотометрическое определение суммы фенольных соединений в растительных объектах с использованием хлорида алюминия, 18-молибдодифосфата и реактива Фолина-Ч окальтеу // Аналитика и контроль. 2015. Т. 19. № 4. С. 373‒380. doi: 10.15826/analitika.2015.19.4.012.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Appearance of extrudates with fermentolysates of chokeberry cake depending on moisture content

下载 (126KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Content of phenolic substances in extrudates with fermentolysates of chokeberry cake: – content of phenolic substances, mg/dm3, – specific consumption of mechanical energy, Wh/kg.

下载 (84KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».