Assessment of Feasibility of Using Cavitation Treatment in the Production of Fondant Candies with Pumpkin Welding

Introduction: Studies conducted at the All-Russian Research Institute of the Confectionery Industry have found that the use of invert syrup obtained as a result of cavitation effects in the production of fondant candies improves their structure and slows down the processes of moisture loss during storage.

Purpose: In this paper, the effect of cavitation treatment on the chemical composition of pumpkin welding and moisture transfer processes in fondant candies with its use is studied. Cavitation treatment of invert syrup and pumpkin welding was carried out on a laboratory installation of the brand "Syrinx 250-K".

Material and Methods: The study of physico-chemical and microbiological parameters of pumpkin welding and fondant candies was carried out by standardized methods. Determination of β-carotene in the weld was carried out by spectrophotometric method at a wavelength of 451 nm. A method for obtaining pumpkin welding at a temperature of 65 ° C is proposed, which allows to increase the content of β-carotene in the welding by 40 times compared to traditional technology.

Results: It was found that after cavitation treatment of pumpkin welding, the content of beta-carotene in it decreases by 3.4 times, the content of magnesium, calcium, and especially sodium increases (almost 10 times) relative to the control. Apparently, this is due to the course of erosion processes of the material of the working surface of the waveguide during cavitation. Cavitation treatment of welding contributes to the improvement of its microbiological parameters. The further use of pumpkin welding in the production of fondant candies is accompanied by a complete loss of β-carotene in them due to the high processing temperature of the fondant mass (95 ° C).

Conclusions: The use of pumpkin welding subjected to cavitation treatment contributes to the better preservation of moisture in sweets. A significant loss of β-carotene during cavitation under the studied conditions indicates the need to change the waveguide material, reduce the processing temperature of the pumpkin pulp, rich in thermolabile carotenoids. To assess the feasibility of using cavitation effects for the homogenization of other types of fruit and vegetable raw materials, it is necessary to conduct additional studies on the preservation of biologically active substances in it, which in turn will depend on the conditions and duration of cavitation effects.

1. Аксенова, Л.М., Кочетов, В.К., Лисицын, А.Б., Никольский, К.Н., Панфилов, В.А., Подхомутов, Н.В., Семенова, А.А., & Талейсник, М.А. (2015). Пищевые технологии будущего и нанопреобразования биополимеров. Краснодар: Диапазон-В, 230-245.

2. Аксенова, Л.М., Талейсник, М.А., Герасимов, Т.В., & Кочетов В.К. (2013). Получение кислого инвертного сиропа с применением кавитационных способов обработки. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий, 57 (3), 135-137. DOI: https://doi.org/10.20914/2310-1202-2013-3-135-137

3. Баженова, А.Е., Баулина, Т.В., Осипов, М.В., & Пестерев, М.А. (2022). Получение помадных конфет с использованием кавитационных воздействий. Вестник КрасГАУ, 7, 235–245. DOI: https://doi.org/10.36718/1819-4036-2022-7-235-245

4. Бакина, А.П., & Камоза, Т.Л. (2020). Перспективы использования пюре из мякоти тыквы и джема из ягод красной смородины при производстве зефира. Вестник КрасГАУ, 6, 207–214. DOI: https://doi.org/10.36718/1819-4036-2020-6-207-214

5. Бакиров, А. Б., Бадамшина, Г.Г., Тимашева, Г.В., Каримова Л. К. & др.(2016). Применение антиоксидантного напитка у здоровых лиц, работающих в условиях химической нагрузки. Вопросы питания, 85(4), 82-87.

6. Бекетова, Н.А., Павловская, Е.В., Коденцова, В.М., Вржесинская, О.А., Кошелева, О.В., Сокольников, А.А., & Строкова, Т.В. (2019). Обеспеченность витаминами детей школьного возраста с ожирением. Вопросы питания, 88 (4). 66-74. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2019-10043

7. Ботвинникова, В.В., & Красуля, О.Н. (2015). Формирование потребительских свойств кисломолочных напитков на основе эффектов ультразвука. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии, 3 (4), 30-40.

8. Зайцева, И. И., Шеламова, С. А., & Дерканосова, Н. М. (2019). Влияние выжимок из тыквы на процесс ферментации теста для крекера. Техника и технология пищевых производств, 49(3), 470–478. DOI: https://doi.org/10.21603/2074- 9414-2019-3-470-478

9. Коденцова В.М., Вржесинская О.А., Никитюк Д.Б., & Тутельян В.А. (2018). Витаминная обеспеченность взрослого населения Российской Федерации: 1987-2017 гг. Вопросы питания, 87 (4), 62-68. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2018-10043

10. Кожемяко, А.В., Сергеева, И.Ю., & Долголюк, И.В. (2021). Экспериментальное определение биологически активных соединений в выжимках свеклы и моркови, районированных в Сибирском регионе. Техника и технология пищевых производств, 51(1), 179–187. DOI: https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-1-179-187

11. Кондратенко, В. В. & Кондратенкo, Т.Ю. (2019). Особенности формирования сорбционных свойств пектиновых веществ из разных видов тыквы. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии, 7 (4), 5-12.

12. Кондратенко, В.В., Петров, А.Н., Пацюк, Л.К., Лукьяненко, М.В., & Симоненко, Е.С. (2021). О возможности применения коллапсирующей кавитации при производстве продуктов для детского питания. Пищевая промышленность, 6, 33-38. DOI: https://doi.org/10.52653/PPI.2021.6.6.014

13. Курегян, А.Г., Степанова, Э.Ф., Печинский С.В., & Оганесян Э.Т. (2020). Модель стабилизаций субстанций каротиноидов. Хранение и перерабатка сельхозсырья, 4, 55-66. DOI; https://doi.org/10.36107/spfp.2020.345

14. Пацюк, Л.К., Федосенко, Т.В., & Кондратенко, В.В. (2020). Выявление кавитационной составляющей в общем приросте редуцирующих сахаров в результате инверсии сахарозы при ультразвуковом воздействии на овощные и фруктовые пюре. Садоводство и виноградарство, 5, 54-58. DOI: https://doi.org/10.31676/0235- 2591-2020-5-54-58

15. Пестерев, М.А., & Акимов, А.И. (2021). Кавитационная обработка как инструмент формирования органолептических свойств кондитерских полуфабрикатов. Пищевые системы, 4 (3S), 212-216. DOI: https://doi.org/10.21323/2618-9771-2021-4-3S-212-216

16. Петров, А.Н., Шишкина, Н.С., Пацюк, Л.К., Алабина, Н.М., Борченкова, Л.А., & Глазков, С.В. (2017). Получение новых видов продуктов с применением кавитационной обработки. Холодильная техника, 8. С. 54-59. DOI: https://doi.org/10.17816/RF99334

17. Руденко, О.С., Пестерев, М.А., Талейсник, М.А., Кондратьев, Н.Б., & Сакеллари, А.Д. (2020). Влияние кавитационной обработки плодовоовощного сырья на органолептические показатели кондитерских изделий. Все о мясе, 5S, 304 - 308 DOI: https://doi.org/10.21323/2071-2499-2020-5S-304-308

18. Скобельская, З.Г., & Горячева, Г.Н. (2002). Технология производства сахарных кондитерских изделий. Учебник. М., ПрофОбрИздат, 28-31.

19. Сметнева, Н.С., Погожева, А.В., Васильев, Ю.Л., Дыдыкин, С.С., Дыдыкина, И.С., & Коваленко, А.А. (2020). Роль оптимального питания в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний. Вопросы питания, 89 (3), 114-124. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2020-10035

20. Табаторович, А.Н. (2018). Исследование химического состава и качества полуфабрикатов из тыквы для кондитерского производства. Индустрия питания. 3 (1), 11-19. DOI: https://doi.org/10.29141/2500-1922-2018-6-1-2

21. Тринеева, О.В. (2022). Биологически активные вещества плодов облепихи крушиновидной (Hippophae rhamnoides L.) при хранении с применением различных способов консервации: обзор предметного поля. Хранение и переработка сельхозсырья, 1, 32-54. DOI; https://doi.org/10.36107/spfp.2022.269

22. Тутельян, В.А., Никитюк, Д.Б., Бурляева, Е.А., Хотимченко, С.А., Батурин, А.К., Стародубова, А.В., Камбаров, АО., Шевелева, С.А., & Жилинская, Н.В. (2020), COVID-19: новые вызовы для медицинской науки и практического здравоохранения. Вопросы питания, 89 (3), 6-13. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2020-10024

23. Fabio Fernandes de Araujo, David de Paulo Farias, Iramaia Angelica Neri-Numa, Flavia Luisa Dias-Audibert & et al. (2020). Influence of high-intensity ultrasound on color, chemical composition and antioxidant properties of araca-boi pulp. Food chemistry, 338, 127747. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.127747

24. Fengying Chen, Min Zhang, & Chao-Hui Yang (2020). Application of ultrasound technology in processing of ready-to-eat fresh food: A review. Ultrasonics sonochemistry, 63, 104953. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.104953

25. Koekkoek, W.A.C., & van Zanten, A.R.H. (2016). Antioxidant vitamins and trace elements in critical illness. Nutr. Clin. Pract, 31 (4), 457-474. DOI: https://doi.org/10.1177/0884533616653832

26. Kupaeva, N.V., & Kotenkova E.A. (2019). Search for alternative sources of natural plant antioxidants for food industry. Food systems, 2(3), 17-19 DOI: https://doi.org/10.21323/2618-9771-2019-2-3-17-19

27. Liqing Qiu, Min Zhang, Bimal Chitrakar, & Bhesh Bhandari (2020). Application of power ultrasound in freezing and thawing Processes: Effect on process efficiency and product quality. Ultrasonics sonochemistry, 68, 105230. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2020.105230

28. Majerska, J., Michalska, A., & Figiel, A. (2019). A review of new directions in managing fruit and vegetable processing by-products. Trends in Food Science and Technology, 88, 207–219. DOI: https://doi.org/10.1016/j. tifs.2019.03.021

29. Rongbin Cui & Fan Zhu (2020). Effect of ultrasound on structural and physicochemical properties of sweetpotato and wheat flours. Ultrasonics sonochemistry, 66, 105118. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2020.105118

30. Uesugi, S. & et al. (2017). Dietary intake of antioxidant vitamins and risk of stroke: the Japan Public Health Center-based Prospective Study. Eur. J. Clin. Nutr, 71(10), 1179-1185. DOI: https://doi.org/10.1038/ejcn2017.71

31. Ulasevich, S.A., Gusinskaia, T.A., Semina, A.D., Gerasimov, A.A. & et al. (2020). Ultrasound-assisted fabrication of gluten-free dough for automatic producing dumplings. Ultrasonics sonochemistry, 68, 105198. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2020.105198