Аннотация

Введение. Круглогодичная доступность экзотических фруктов обеспечивает население качественными продуктами питания. Сохранение высокого качества продукта и повышение эффективности его переработки возможно путем комбинирования сублимационной сушки с применением передовых электрофизических технологий. В качестве такой технологии в данной работе выступает предварительная обработка нитевидной микроплазмой (НМ) при поддержке термоэлектронной эмиссии, основанная на нетепловом методе обработки пищевого продукта. Целью работы является изучение влияния предварительной обработки нитевидной микроплазмой на эффективность сублимационной сушки плодов манго с оценкой качественных характеристик высушиваемого продукта.
Объекты и методы исследования. В работе изучены плоды манго. Перед сублимационной сушкой свежие плоды нарезали на ломтики толщиной 6,0 ± 0,5 мм. Средний диаметр анализируемого ломтика составлял 72 ± 3 мм. Высушенные с помощью сублимационной сушки плоды анализировали по степени регидратации и качественным характеристикам. Обработку нитевидной микроплазмой проводили при значениях напряженности электрического поля E = 600 кВ/м и величиной удельной энергии на единицу обработанного материала 1 кДж/кг.
Результаты и их обсуждение. Предварительная обработки нитевидной микроплазмой при поддержке термоэлектронной эмиссии позволила сократить длительность процесса сушки на 38 % для достижения равновесного влагосодержания и увеличить степень регидратации с 2,58 до 3,14. Анализ качественных характеристик показал, что предварительная обработка НМ увеличивает общее содержание фенолов и каротиноидов, но снижает общее содержание флавоноидов. Предварительная обработка НМ также влияет на антиоксидантную способность, снижая ее с 0,43 до 0,41 по методу ABTS и с 0,90 до 0,75 по методу DPPH.
Выводы. Несмотря на незначительные снижения некоторых качественных характеристик высушенных плодов манго, положительный эффект от обработки нитевидной микроплазмой представляет потенциальный интерес для применения в промышленном масштабе.

Ключевые слова

Микроплазма, электропорация, сушка, обработка пищевых продуктов, импульсное электрическое поле, плоды

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Mango production worldwide from 2000 to 2016 (in million metric tons) [Internet]. – Available from: https://www.statista.com/statistics/577951/world-mango-production. – Date of application: 02.10.2020.
2. Izli, N. Influence of different drying techniques on drying parameters of mango / N. Izli, G. Izli, O. Taskin // Food Science and Technology. – 2017. – Vol. 37, № 4. – P. 604–612. https://doi.org/10.1590/1678-457x.28316.
3. Influence of dual-stage sugar substitution pretreatment on drying kinetics and quality parameters of mango / R. A. B. de Medeiros, Z. M. P. Barros, C. B. O. de Carvalho [et al.] // LWT – Food Science and Technology. – 2016. – Vol. 67. – P. 167–173. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.11.049.
4. Мякинникова, Е. И. Использование электрофизических и газожидкостных технологий для сушки плодового сырья / Е. И. Мякинникова, Г. И. Касьянов // Техника и технология пищевых производств. – 2015. – Т. 37, № 2. – C. 48–53.
5. Aghbashlo, M. Computer vision technology for real-time food quality assurance during drying process / M. Aghbashlo, S. Hosseinpour, M. Ghasemi-Varnamkhasti // Trends in Food Science and Technology. – 2014. – Vol. 39, № 1. – P. 76–84. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2014.06.003.
6. Solvent-free extraction of food and natural products / F. Chemat, A. S. Fabiano-Tixier, M. A. Vian [et al.] // TrAC – Trends in Analytical Chemistry. – 2015. – Vol. 71. – P. 157–168. https://doi.org/10.1016/j.trac.2015.02.021.
7. Shorstkii, I. Drying technology assisted by nonthermal pulsed filamentary microplasma treatment: Theory and practice / I. Shorstkii, E. Koshevoi // ChemEngineering. – 2019. – Vol. 3, № 4. – P. 1–12. https://doi.org/10.3390/chemengineering3040091.
8. Шорсткий, И. А. Применение обработки импульсным электрическим полем биоматериалов при подготовке к сушке / И. А. Шорсткий. – Краснодар : Издательский Дом-Юг, 2020. – 172 c.
9. Pulsed electric field assisted vacuum freeze-drying of apple tissue / O. Parniakov, O. Bals, N. Lebovka [et al.] // Innovative Food Science and Emerging Technologies. – 2016. – Vol. 35. – P. 52–57. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2016.04.002.
10. The effects of pulsed electric fields on the quality parameters of freeze-dried apples / A. Lammerskitten, A. Wiktor, C. Siemer [et al.] // Journal of Food Engineering. – 2019. – Vol. 252. – P. 36–43. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2019.02.006.
11. Wu, Y. Effect of pulsed electric field on freeze-drying of potato tissue / Y. Wu, D. Zhang // International Journal of Food Engineering. – 2014. – Vol. 10, № 4. – P. 857–862. https://doi.org/10.1515/ijfe-2014-0149.
12. Biological decontamination using pulsed filamentary microplasma jet / R. Pothiraja, J.-W. Lackmann, G. Keil [et al.] // NATO Science for Peace and Security Series A: Chemistry and Biology. – 2012. – P. 45–55. https://doi.org/10.1007/978-94-007-2852-3_4.
13. Schoenbach, K. H. 20 years of microplasma research: a status report / K. H. Schoenbach, K. Becker // The European Physical Journal D. – 2016. – Vol. 70, № 2. https://doi.org/10.1140/epjd/e2015-60618-1.
14. The application of unconventional technologies as pulsed electric field, ultrasound and microwave-vacuum drying in the production of dried cranberry snacks / M. Nowacka, A. Wiktor, A. Anuszewska [et al.] // Ultrasonics Sonochemistry. – 2019. – Vol. 56. – P. 1–13. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.03.023.
15. Effect of ultrasound treatment during osmotic dehydration on bioactive compounds of cranberries / M. Nowacka, A. Fijalkowska, M. Dadan [et al.] // Ultrasonics. – 2018. – Vol. 83. – P. 18–25. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2017.06.022.
16. The impact of pulsed electric field treatment on selected bioactive compound content and color of plant tissue / A. Wiktor, M. Sledz, M. Nowacka [et al.] // Innovative Food Science and Emerging Technologies. – 2015. – Vol. 30. – P. 69–78. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2015.04.004.
17. Kumar, P. S. Drying kinetics and physico-chemical characteristics of Osmo-dehydrated Mango, Guava and Aonla under different drying conditions / P. S. Kumar, V. R. Sagar // Journal of Food Science and Technology. – 2014. – Vol. 51, № 8. – P. 1540–1546. https://doi.org/10.1007/s13197-012-0658-3.
18. Vorobiev, E. Fundamentals of electroporation, theory and mathematical models for simulation of PEE processing / E. Vorobiev, N. Lebovka // Processing of foods and biomass feedstocks by pulsed electric energy / E. Vorobiev, N. Lebovka. – Cham : Springer, 2020. – P. 27–49. https://doi.org/10.1007/978-3-030-40917-3_2.
19. Шорсткий, И. А. Оценка воздействия импульсного электрического разряда на процесс переноса вещества в растительном материале / И. А. Шорсткий, Д. А. Худяков // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. – 2019. – Т. 368–369, № 2–3. – С. 79–82.
20. Singh, J. S. Efficient soil microorganisms: A new dimension for sustainable agriculture and environmental development / J. S. Singh, V. C. Pandey, D. P. Singh // Agriculture, Ecosystems and Environment. – 2011. – Vol. 140, № 3–4. – P. 339–353. https://doi.org/10.1016/j.agee.2011.01.017.
21. Buckow, R. Pulsed electric field processing of orange juice: a review on microbial, enzymatic, nutritional, and sensory quality and stability / R. Buckow, S. Ng, S. Toepfl // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. – 2013. – Vol. 12, № 5. – P. 455–467. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12026.
22. Effect of freeze-drying on the antioxidant compounds and antioxidant activity of selected tropical fruits / N. M. Shofian, A. A. Hamid, A. Osman [et al.] // International Journal of Molecular Sciences. – 2011. – Vol. 12, № 7. – P. 4678–4692. https://doi.org/10.3390/ijms12074678.