аспирант кафедры товароведения и таможенного дела
доктор технических наук, доцент, заведующая кафедрой товароведения и таможенного дела
SPIN-код: 3852-1552
кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник сектора технологической и биохимической оценки сортов
SPIN-код: 5518-7428
доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник, заведующая сектором технологической и биохимической оценки сортов
SPIN-код: 9062-6576
кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник сектора технологической и биохимической оценки сортов
SPIN-код: 3506-3203
Введение: Выжимки черной смородины используются достаточно ограниченно в пищевой промышленности. Доступным способом их переработки является ИК-сушка, однако длительный нагрев способствует окислению и разрушению биологически активных веществ, что обусловливает необходимость подбора оптимальных параметров проведения ИК-сушки выжимок черной смородины для максимально возможного сохранения биологически активных веществ.
Цель: Математическое моделирование и расчет оптимальных параметров проведения процесса ИК-сушки выжимок черной смородины, обеспечивающих максимально возможное сохранение БАВ в рамках предложенной модели.
Материалы и методы: Для определения значений оптимальных параметров, при которых достигается максимальное сохранение биологически активных веществ в выжимках черной смородины, был использован трехуровневый трехфакторный метод поверхностного отклика в сочетании с планом Бокса — Бенкена. Сушку проводили в универсальном инфракрасном шкафу серии «Универсал-СД-2П», в котором реализован комбинированный радиационно-конвективный способ сушки продуктов.
Результаты: В результате анализа экспериментальных данных с использованием метода поверхности отклика и плана Бокса — Бенкена были построены математические модели, описывающие влияние параметров ИК-сушки на сохранность аскорбиновой кислоты, катехинов, антоцианов и выход сухих веществ в выжимках черной смородины. На основе этих моделей рассчитаны оптимальные параметры процесса: продолжительность — 4 ч, температура — 60 °C, толщина слоя — 6,2 мм. Прогнозируемое содержание БАВ в сухих выжимках при оптимальных условиях составляет: аскорбиновой кислоты — 122,47 мг/100 г, катехинов — 2568,1 мг/100 г, антоцианов — 540,65 мг/100 г. При содержании сухих веществ 93,6 % полученный продукт обладает достаточной микробиологической стабильностью и пригоден к длительному хранению. Сопоставление расчетных оптимальных параметров сушки выжимок черной смородины (4 ч, 60 °C, толщина слоя 6,2 мм), определенных методом поверхности отклика, с фактическими данными, полученными ранее при сушке в режиме 4 ч, 60 °C и толщине слоя 3,8 мм, показывает частичное соответствие модельных прогнозов и экспериментальных результатов.
Выводы: Разработанные в ходе исследования математические модели и оптимизированные параметры сушки (продолжительность, температура и толщина слоя) позволяют целенаправленно получать сушеные выжимки черной смородины с заданным химическим составом, что в дальнейшем открывает возможность их использования в качестве пищевого ингредиента-обогатителя.
Introduction: Blackcurrant pomace is utilized only to a limited extent in the food industry. One accessible method for its processing is infrared (IR) drying; however, prolonged thermal exposure promotes oxidation and degradation of biologically active compounds. This necessitates the determination of optimal IR drying parameters that enable the maximum possible preservation of bioactive constituents in blackcurrant pomace.
Purpose: To develop a mathematical model and determine the optimal operational parameters of the IR drying process for blackcurrant pomace that ensure maximal retention of bioactive compounds within the proposed modeling framework.
Materials and Methods: To identify the optimal parameter values that maximize the preservation of biologically active compounds in blackcurrant pomace, a three-level, three-factor response surface methodology (RSM) was applied using a Box–Behnken experimental design. Drying was carried out in a universal infrared drying chamber of the “Universal-SD-2P” series, which implements a combined radiation–convection drying mechanism.
Results: Based on the experimental data analyzed using response surface methodology and the Box–Behnken design, mathematical models were developed to describe the influence of IR drying parameters on the retention of ascorbic acid, catechins, anthocyanins, and on the yield of dry matter in blackcurrant pomace. Using these models, the optimal drying parameters were calculated as follows: drying time — 4 h, temperature — 60 °C, and layer thickness — 6.2 mm. Under these optimal conditions, the predicted concentrations of bioactive compounds in the dried pomace were: ascorbic acid — 122.47 mg/100 g, catechins — 2568.1 mg/100 g, and anthocyanins — 540.65 mg/100 g. With a dry matter content of 93.6%, the resulting product exhibits sufficient microbiological stability and is suitable for long-term storage. A comparison between the calculated optimal drying parameters (4 h, 60 °C, layer thickness 6.2 mm) and previously obtained experimental data from drying performed at 4 h, 60 °C, and a layer thickness of 3.8 mm indicates partial agreement between the model predictions and empirical observations.
Conclusion: The mathematical models developed in this study, together with the optimized drying parameters (time, temperature, and layer thickness), enable the targeted production of dried blackcurrant pomace with a specified chemical composition. This creates opportunities for its subsequent use as a functional food enrichment ingredient.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.