Аннотация

Выпаривание в специальных вакуум-выпарных аппаратах в условиях пониженного давления является эффективным способом получения сухих концентратов. Однако существуют факторы, влияющие на эффективность и скорость упаривания. Цель исследования заключалась в изучении влияния технологических факторов на процесс упаривания в ротационном испарителе, а также в подборе оптимального режима и его применении для получения концентратов и экстрактов из растительного сырья.
Экспериментальные исследования выполнили на лабораторном ротационном испарителе BUCHI Rotavapor (BUCHI, Швейцария). Упариванию подвергали водно-спиртовой экстракт ягод черники лесной и ферментативный гидролизат зернового сорго, полученный путем биотехнологической обработки амилолитическими ферментными препаратами. В работе применяли стандартные методы исследований.
В результате проведенных исследований выявили основные закономерности и определили оптимальные значения эффективного режима упаривания с использованием ротационного испарителя: объем испарительной колбы – 1 л, толщина стенок колбы – 1,8 мм, угол наклона – 25°, скорость вращения – 280 об/мин, температура нагревательной бани – 50–60 °С, температура пара в испарителе – 30–40 °С (для его конденсации температура хладагента в конденсаторе составила 10–20 °С). Получили концентрат ягод черники лесной насыщенного сине-фиолетового цвета с содержанием сухих веществ 70–72 % и повышенным содержанием полифенольных соединений (в 1,86 раз) и антоцианов (1,4 раза) по сравнению с исходным водно-спиртовой экстрактом. Из ферментативного гидролизата зернового сорго получили сгущенный сахарный сироп с содержание сухих веществ 78–80 % и редуцирующих сахаров в пересчете на глюкозный эквивалент 91–92 %.
Подобраны оптимальные режимы упаривания экстрактов и ферментативных гидролизатов из растительного сырья с использованием ротационного испарителя. Получили растительные концентраты с высоким содержанием сухих веществ и сохранением органолептических характеристик исходного продукта.

Ключевые слова

Ротационный испаритель, упаривание, ферментативный гидролизат, водно-спиртовой экстракт, концентрат, растительное сырье

Вклад авторов

Все авторы в равной степени принимали участие в написании рукописи и несут ответственность за плагиат.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Разработка сахаристых кондитерских изделий с использованием экстрактов околоплодника ореха маньчжурского / Т. В. Левчук [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2017. Т. 45. № 2. С. 48–54. https://elibrary.ru/ZCOQFH
2. Еремеева Н. Б., Макарова Н. В., Платонов И. А. Антиоксидантная активность экстрактов черноплодной рябины, полученных в надкритических условиях // Техника и технология пищевых производств. 2016. Т. 42. № 3. С. 12–18. https://elibrary.ru/WMEMXL
3. Gorlov IF, Fedotova GV, Lamzin RM, Vasilyeva MO. Assessment of the structure and quality of nutrition of the russian federation' s population. Agrarian-and-Food Innovations. 2021;13(1):69–79. (In Russ.). https://doi.org/10.31208/2618-7353-2021-13-69-79
4. Разработка концентратора-выпаривателя лабораторного образца / Н. С. Гришин [и др.] // Вестник технологического университета. 2017. Т. 20. № 8. С. 36–40.
5. Bazhenovа BA, Zhamsaranova SD, Zabalueva YuYu, Gerasimov AV, Zambulaeva ND. Effects of lingonberry extract on the antioxidant capacity of meat paste. Foods and Raw Materials. 2020;8(2):250–258. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2020-2-250-258
6. Khasanov VV, Makarycheva AI, Slizhov YuG. Determination of trace amounts of aliphatic acids in natural waters using liquid-liquid extraction. Journal of Analytical Chemistry. 2020;75(2):116–122. (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S0044450220020085
7. Оптимизация условий выделения хлорофиллов из крапивы двудомной (Urtica dioica L.) и спирулины (Spirulina platensis) / Д. Р. Каримов [и др.] // Химия растительного сырья. 2014. № 4. С. 189–196. https://elibrary.ru/TQBWUB
8. Fidelis M, Granato D. Technological applications of phenolic-rich extracts for the development of non-dairy foods and beverages. Advances in Food and Nutrition Research. 2021;98:101–123. https://doi.org/10.1016/bs.afnr.2021.02.006
9. Azadova EF, Akhmedov ME, Demirova AF. Efficiency of microwave blanching and mild pasteurization in production of pear compote for infant food. Journal of International Academy of Refrigeration. 2019;(4):71–77. (In Russ.). https://doi.org/10.17586/1606-4313-2019-18-4-71-77
10. Maleeva AZ, Shcherbakova EV. The processing impact of grape marc Lallzyme EX-V enzyme preparation the quality and safety of food obtained enocianina. Fruit Growing and Viticulture of South Russia. 2020;(62):100–112. (In Russ.). https://doi.org/10.30679/2219-5335-2020-2-62-100-112
11. Ascheulov AS. Investigation of the process of evaporation of chokeberry infusions. Polythematic Online Scientific Journal of Kuban State Agrarian University. 2017;(126):131–140. (In Russ.). https://doi.org/10.21515/1990-4665-126-009
12. Skorospelova EV, Mikhailova OYu, Shelkovskaya NK. Improvement technology of concentrated juices from fruits and berries of Altai selection. Polzunovskiy Vestnik. 2021;(2):7–13. (In Russ.). https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2021.02.001
13. Nayak B, Liu RH, Tang J. Effect of processing on phenolic antioxidants of fruits, vegetables, and grains – A review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2015;55(7):887–918. https://doi.org/10.1080/10408398.2011.654142
14. Oreopoulou A, Tsimogiannis D, Oreopoulou V. Extraction of polyphenols from aromatic and medicinal plants: An overview of the methods and the effect of extraction parameters. In: Watson RR, editor. Polyphenols in plants. Isolation, purification and extract preparation. Academic Press; 2019. pp. 243–259. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813768-0.00025-6
15. Büyükkormaz Ç, Küçükbay FZ. Kumquat fruit and leaves extracted with different solvents: phenolic content and antioxidant activity. Foods and Raw Materials. 2022;10(1):51–66. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2022-1-51-66
16. Царева А. А., Шемякин А. Ю., Гришин Н. С. Сравнение конструкции многомодульного концентратора-выпаривателя с вакуумным ротационным испарителем // Вакуумная техника и технология: материалы Десятой Российской студенческой научно-технической конференции. Казань, 2021. C. 149–150. https://elibrary.ru/VSRLVQ
17. Abd Aziz NA, Hasham R, Sarmidi MR, Suhaimi SH, Idris MKH. A review on extraction techniques and therapeutic value of polar bioactives from Asian medicinal herbs: Case study on Orthosiphon aristatus, Eurycoma longifolia and Andrographis paniculata. Saudi Pharmaceutical Journal. 2021;29(2):143–165. https://doi.org/10.1016/j.jsps.2020.12.016
18. Chernobrovina AG, Kulikova NE, Roeva NN, Popova ОYu. The influence of red currant berries pretreatment on phytoingredients extraction and juice complexing properties. Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences. 2021;220(6):111–117. (In Russ.). https://doi.org/10.37102/0869-7698_2021_220_06_11
19. Гриценко В. В. Совершенствование машинно-аппаратурного оформления процессов производства жидких концентрированных пищевых продуктов с использованием роторного распылительного выпарного аппарата. Рубцовск: Рубцовский индустриальный институт, 2014. 135 с. https://elibrary.ru/TIFSTF
20. Изучение процесса биоконверсии крахмала зернового сорго / Н. Е. Куликова [и др.] // Polish Journal of Science. 2020. № 28–2. С. 12–15. https://elibrary.ru/QXPDSH
21. Коваль А. А., Красноселов В. А. Использование барабанных плёночных испарителей для решения проблем переработки жидких радиоактивных отходов // Вестник Димитровградского инженерно-технологического института. 2016. Т. 9. № 1. С. 19–27. https://elibrary.ru/WEZLNT
22. Шемякин А. Ю., Царева А. А. Исследование процессов и конструирование концентратора-выпаривателя // Актуальные вопросы современной науки: теория, технология, методология и практика: Сборник научных статей по материалам V Международной научно-практической конференции. Уфа, 2021. С. 80–84. https://elibrary.ru/UOEXYZ
23. Омышева Д. С. Методы обнаружения фальсификации товаров на примере коньяка // Актуальные вопросы развития национальной экономики: Материалы X Международной научно-практической конференции. Пермь, 2021. С. 271–278. https://elibrary.ru/PCQUSN
24. Ибрагимова Г. Е., Шустова Т. А. Профилактика органов зрения при работе за компьютером // XXIII Вишняковские чтения. Вузовская наука: условия эффективности социально-экономического и культурного развития региона: Материалы международной научной конференции. СПб., 2020. С. 278–282. https://elibrary.ru/UOPHAV
25. Osorio-Macías DE, Vásquez P, Carrasco C, Bergenstahl B, Peñarrieta JM. Resveratrol, phenolic antioxidants, and saccharides in South American red wines. International Journal of Wine Research. 2018;10:1–11. https://doi.org/10.2147/IJWR.S152026
26. McAnulty LS, Collier SR, Hubner ML, Anoufriev G, McAnulty SR. Chronic and acute effects of red wine versus red muscadine grape juice on body composition, blood lipids, vascular performance, inflammation, and antioxidant capacity in overweight adults. International Journal of Wine Research. 2019;11:13–22. https://doi.org/10.2147/IJWR.S206401
27. Аухадиева М. И., Дубкова Н. З. Теоретические и экспериментальные исследования получения БАД из антоцианосодержащих ягод // Пищевые технологии и биотехнологии: Материалы ХVII Всероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием. Казань, 2021. С. 123–127. https://elibrary.ru/HVUYSF
28. Dubkova NZ, Kharkov VV, Vakhitov MR. Using Jerusalem artichoke powder in functional food production. Foods and Raw Materials. 2021;9(1):69–78. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2021-1-69-78