Кавитация как альтернативный метод физического воздействия для улучшения вкусо-ароматического профиля кондитерских полуфабрикатов

Введение: Изменение потребительских предпочтений к здоровому питанию и выбору кондитерских изделий для быстрого перекуса стимулирует развитие сегмента полезных сладостей. Продукты на основе овощного сырья, богатые пектинами, витаминами, минералами и пищевыми волокнами, обретают популярность в кондитерской промышленности. Современные тенденции в пищевой промышленности стремятся к производству пищевых продуктов, сохраняющих нативные свойства с минимальной термообработкой, применяя альтернативные технологии, такие как высокое давление, импульсное электричество, магнитное поле, ультрафиолет или акустику.

Целью представленного исследования стало установление изменения органолептических показателей кондитерского полуфабриката на основе пюре тыквы в условиях кавитационного воздействия.

Материалы и методы: Объекты исследования: образцы пюре тыквы промышленного производства, кондитерские полуфабрикаты, приготовленные в лабораторных условиях смешиванием пюре тыквы и сахарного/инвертного сиропа в соотношении 50:50. Кавитационную обработку проводили на ультразвуковой установке «Сиринкс 250К», органолептическую оценку проводили дегустационной комиссией и на приборе «Электронный нос» «VOCmeter», дисперсность определяли на лазерном дифрактометре «Beckman Coulter».

Результаты: После кавитационной обработки продолжительностью 10 минут увеличилось содержание ароматических веществ: низкомолекулярных азотсодержащих соединений - на 24,2%, свободных аминокислот – 41,4%, кетонов – 32%, при дальнейшей обработке содержание ароматических веществ снижается. Распределение частиц в тыквенном пюре характеризовалось тем, что основная масса частиц имела размер 50,2-153,8 мкм, а частицы с размером 7-38 мкм составляли менее 10%. Исследование дисперсности тыквенных полуфабрикатов показало, что частицы размером 153,8 мкм и более разрушаются в ходе кавитационного воздействия 

Выводы: Оптимальная продолжительность воздействия ультразвуком на кондитерские полуфабрикаты - 10 минут. Выявлена перспектива определения маркеров ароматических соединений для использования мультисенсорных систем с целью идентификации натуральных фруктово-овощных компонентов в кондитерских изделиях.

1. Богданова, А.В., Кузнецова, Т.Г., & Иванкин, А.Н. (2012). Наносенсорный анализ летучих компонентов для дифференциации объектов растительного происхождения. Вестник МГУЛ – Лесной вестник, 7(90), 107-111.

2. Гаджиева, А.М., Абасова, З.У., & Муртазалиева, З.А. (2020). Инновационные ресурсосберегающие технологии переработки томатного сырья. В Биотехнологические, экологические и экономические аспекты создания безопасных продуктов питания специализированного назначения: Материалы международной научно-практической конференции (с. 63-73). Краснодар: Кубанский государственный технологический университет.

3. Головкова, Д.О., & Динер, Ю.А. (2021). Сенсорная аналитическая система «электронный нос» для анализа качества пищевых продуктов. В Наука молодых - будущее России: сборник научных статей 6-й Международной научной конференции перспективных разработок молодых (т. 4, с. 153-155). Юго-Западный государственный университет.

4. Донченко, Л.В., & Кондратенко, В.В. (1998). Изменение содержания пектиновых веществ тыквы при созревании и хранении. Известия вузов. Пищевая технология, 1, 83-84.

5. Козырев, И.А., Батаева, Д.С., & Насонова, В.В. (2021). Мультисенсорная система "электронный нос" для определения качества мясных продуктов в процессе хранения. Пищевые системы, 4, 142-147. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2021-4-3S-142-147

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

7. Лодыгин, А.Д., & Давыденко, Н.И. (2019). Разработка технологии мучного кондитерского изделия с использованием плодов тыквы. Пищевая индустрия, 2, 40.

8. Овсепян, В., & Худавердян, О. (2019). Изменение и содержание аскирбиновой кислоты в некоторых овощах при хранении и переработке. Sciences of Europe, 39-1(39), 3-6.

9. Потороко, И.Ю., & Цирульниченко, Л.А. (2014). Формирование сенсорных характеристик пищевых продуктов под воздействием эффектов сонохимии. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии, 2(2), 27-34.

10. Никитина, С.Ю., Кучменко, Т.А., Рудаков, О.Б., & Дроздова, Е.В. (2015). Применение методики "Электронный нос" для оценки качества пищевого этанола. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация, (1), 26-35.

11. Табаторович, А.Н. (2018). Характеристика фруктовых и овощных пюре-полуфабрикатов для кондитерских изделий. Качество продукции, технологий и образования. Материалы XIII Международной научно-практической конференции (с. 145-153). Магнитогорск: Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова.

12. Чернуха, И.М., Кузнецова, Т.Г., Анисимова, И.Г., & Богданова, А.В. (2011). Сенсорные аналитические системы "электронный нос" для совершенствования контроля качества мясного сырья. Пищевая промышленность, (4).

13. Чеснокова, Н.Ю., Кузнецова, А.А., & Кушнаренко, Л.В. (2023). Влияние условий извлечения на экстрагирование антоцианов из ягодного сырья. Вестник КрасГАУ, (8), 218-226.

14. Askarniya, Z., Sun, X., Wang, Z., & Boczkaj, G. (2023). Cavitation-based technologies for pretreatment and processing of food wastes: Major applications and mechanisms – A review. Chemical Engineering Journal, 454, 140388. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.140388

15. Blake, F.G. (1949). The onset of cavitation in liquids. Harvard University.

16. Bhargava, N., Mor, R. S., Kumar, K., & Sharanagat, V. S. (2021). Advances in application of ultrasound in food processing: A review. Ultrasonics Sonochemistry, 70, 105293. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2020.105293

17. Carrillo-Lopez, L. M., Garcia-Galicia, I. A., Tirado-Gallegos, J. M., Sanchez-Vega, R., Huerta-Jimenez, M., Ashokkumar, M., & Alarcon-Rojo, A. D. (2021). Recent advances in the application of ultrasound in dairy products: Effect on functional, physical, chemical, microbiological and sensory properties. Ultrasonics Sonochemistry, 73, 105467. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2021.105467

18. Castro-Muñoz, R., Boczkaj G., & Jafari S. M. (2023). The role of hydrodynamic cavitation in tuning physicochemical properties of food items: A comprehensive review. Trends in Food Science & Technology, 134, 192-206. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2023.03.010

19. Ciriminna R., Scurria A., Pagliaro M. (2023). Natural product extraction via hydrodynamic cavitation. Sustainable Chemistry and Pharmacy, 33, 101083. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.25391.82088/2

20. Dunchenko N., Olga K, Elena V, Svetlana K, Kermen M, Arina O, & Anandan S. (2023). Influence of acoustic cavitation on physico-chemical, organoleptic indicators and microstructure of Adyghe cheese produced from cow and goat milk. Ultrasonics Sonochemistry, 98(6), 106493. https://doi.org/106493. 10.1016/j.ultsonch.2023.106493

21. Lee, H., & Feng, H. (2011). Effect of power ultrasound on food quality. In Food Engineering Series (Food Engineering Series) (pp. 559-582). https://doi.org/10.1007/978-1-4419-7472-3_22

22. Neppiras, E.A. (1980). Acoustic cavitation thresholds and cyclic processes. Ultrasonics, 18, 201-209. https://doi.org/10.1016/0041-624X(80)90120-1

23. Roldán-Gutiérrez, J. M., Ruiz-Jiménez, J., & Luque de Castro, M. D. (2008). Ultrasound-assisted dynamic extraction of valuable compounds from aromatic plants and flowers as compared with steam distillation and superheated liquid extraction. Talanta, 5, 1369-1375. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2008.01.057

24. Tang, J., Zhu, X., Jambrak, A. R., Sun, D. W., & Tiwari, B. K. (2023). Mechanistic and synergistic aspects of ultrasonics and hydrodynamic cavitation for food processing. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 1-22. https://doi.org/10.1007/s11947-010-0418-1

25. Xia, T., Shi, S., & Wan, X. (2006). Impact of ultrasonic-assisted extraction on the chemical and sensory quality of tea infusion. Journal of Food Engineering, 74(4), 557-560. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2005.03.043