Food Science and Technology

ISSN-print: 2073-8684
ISSN-online: 2409-7004
ISO: 26324:2012
Архiви

ПЕРСПЕКТИВА ПЕРЕРОБКИ І ВИКОРИСТАННЯ ОВОЧЕВИХ ВІДХОДІВ У ВИРОБНИЦТВІ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

M. Samilyk
https://orcid.org/0000-0002-4826-2080
N. Bolgova
http://orcid.org/0000-0002-0201-0769
R. Tsyrulyk
https://orcid.org/0000-0002-4896-4891
T. Ryzhkova
http://orcid.org/0000-0003-3769-1231

Анотація

Метою даного дослідження є обґрунтування доцільності переробки відходів коренеплідних овочів (Beta vulgaris, Daucus, Apium graveolens, Pastináca sátiva) у харчові добавки функціонального призначення. У статті проаналізовано структуру овочевих порошків та вміст елементів у них (у % на суху речовину). Дослідні зразки було виготовлено із основної частини коренеплодів та їх шкірок. Для виготовлення порошків подрібнені овочі та їх шкірки спочатку висушували у інфрачервоних сушарках протягом 3 годин за температури 45-50°С до масової частки вологи 8–10%. Висушені частинки подрібнювали на лабораторному млині ЛЗМ-1  (швидкість обертання валу 1047 рад/с) до крупності, яка забезпечує повний прохід матеріалу через сито №015 (δ˃100). Методом електронної мікроскопії досліджено структуру овочевих порошків. Встановлено, що всі овочеві порошки мають кристалічну пористу структуру, а відповідно - гідрофільні властивості. Це дає можливість їх використання при виробництві харчових продуктів в якості стабілізаторів структури, емульгаторів та вологоутримувачів. Дослідження вмісту деяких мінеральних речовин в зразках проводили за допомогою детектора SEM та EDS на основі мікроскопа. Встановлено, що овочеві порошки містять ессенціальні макроелементи (К, Na, Са, Р, Cl, S, N), незамінні мікроелементи (Fe, Mg) та умовно життєво необхідний мікроелемент Si, який виявлено лише в порошку, виготовленому із шкірок селери. Дослідження показало, що бурякові порошки багаті на залізо (2,16% міститься в коренеплоді та 1,08% у шкірці). У порошку із шкірки моркви міститься більше калію (31,38%), ніж у порошку, виготовленому із основної частини коренеплоду (27,1%). Порошки із шкірки селери містять найбільшу кількість заліза (5,49%), в порівнянні з іншими овочевими порошками. Порошок зі шкіри пастернака за масовим співвідношенням макро- та мікроелементів поступається основній частині коренеплоду. Винятком є лише кальцій, який міститься тільки в шкірці (6,12%) та залізо (1,27% проти 0,6% у коренеплоді). Шкірка пастернака містить найбільшу кількість магнію (0,87%) порівняно з іншими коренеплодами. Такі результати свідчать про доцільність переробки відходів коренеплідних овочів (Beta vulgaris, Daucus, Apium graveolens, Pastináca sátiva) у харчові добавки функціонального призначення.

Ключові слова:
Beta vulgaris, Daucus, Apium graveolens, Pastináca sátiva, овочеві шкірки, харчові добавки функціонального призначення, сушіння

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Samilyk, M., Bolgova, N., Tsyrulyk, R., & Ryzhkova, T. (2022). ПЕРСПЕКТИВА ПЕРЕРОБКИ І ВИКОРИСТАННЯ ОВОЧЕВИХ ВІДХОДІВ У ВИРОБНИЦТВІ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ. Food Science and Technology, 15(4). https://doi.org/10.15673/fst.v15i4.2253
Розділ
Хімія харчових продуктів і матеріалів. Нові види сировини

Посилання

Ke Qi Lau, Mohd Redzwan Sabran, Siti Raihanah Shafie. Utilization of Vegetable and Fruit By-products as Functional Ingredient and Food. Front Nutr. 2021;8:661693. https://doi.org/ 10.3389/fnut.2021.661693.
2. Chervotkina OO, Oleksiienko VO, Fuchadzhy NO. Ratsionalne vykorystannia vidkhodiv vyrobnytstva morkvianoho soku. Pratsi Tavriiskoho derzhavnoho ahrotekhnolohichnoho universytetu. 2012;4(12):216-221.
3. Raak N, Symmank C, Zahn S, Aschemann-Witzel J, Rohm H. Processing- and product-related causes for food waste and implications for the food supply chain. Waste Manag. 2017;61:461-472. https://doi.org/ 10.1016/j.wasman.2016.12.027.
4. Jiménez-Moreno N, Esparza I, Bimbela F, Gandía LM, Ancín-Azpilicueta C. Valorization of selected fruit and vegetable wastes as bioactive compounds: Opportunities and challenges. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2020;50:2061-2108. https://doi.org/ 10.1080/10643389.2019.1694819.
5. Shafiee-Jood M., Cai X. Reducing Food Loss and Waste to Enhance Food Security and Environmental Sustainability. Environ. Sci. Technol. 2016;50:8432-8443. https://doi.org/ 10.1021/acs.est.6b01993.
6. Joglekar SN, Pathak PD, Mandavgane SA, Kulkarni BD. Process of fruit peel waste biorefinery: a case study of citrus waste biorefinery, its environmental impacts and recommendations. Environ. Sci. Pollut. Res. 2019;26:34713-34722. https://doi.org/ 10.1007/s11356-019-04196-0.
7. Senit JJ, Velasco D, Gomez Manrique A, Sanchez-Barba M, Toledo JM, Santos VE, et al. Orange peel waste upstream integrated processing to terpenes, phenolics, pectin and monosaccharides: Optimization approaches. Ind. Crop. Prod. 2019;134:370-381. https://doi.org/ 10.1016/j.indcrop.2019.03.060.
8. Kaisangsri N, Kowalski RJ, Wijesekara I, Kerdchoechuen O, Laohakunjit N, Ganjyal GM. Carrot pomace enhances the expansion and nutritional quality of corn starch extrudates. LWT - Food Science and Technology. 2016;68:391-399. https://doi.org/ 10.1016/j.lwt.2015.12.016.
9. Bergesen HO, Parmann G, Thommessen OB. Convention on the Control of Transboundary Movements of Hazardous Wastes and their Disposal (Basel Convention). Yearb. Int. Coop. Environ. Dev. 2019;1:87-89. https://doi.org/ 10.4324/9781315066547-15.
10. Donner M, Verniquet A, Broeze J, Kayser K, De Vries H. Critical success and risk factors for circular business models valorising agricultural waste and by-products. Resour. Conserv. Recycl. 2021;165:105236. https://doi.org/ 10.1016/j.resconrec.2020.105236.
11. Mohdaly AAA, Sarhan MA, Mahmoud A, Ramadan MF, Smetanska I. Antioxidant efficacy of potato peels and sugar beet pulp extracts in vegetable oils protection. Food Chem. 2010;123(4):1019-1026. https://doi.org/ 10.1016/j.foodchem.2010.05.054.
12. Prashant Sahni. Utilization of fruit and vegetable pomace as functional ingredient in bakery products: A review. Asian Journal of Dairy and Food Research. 2018;37:202-211. https://doi.org/ 10.18805/ajdfr.DR-1369.
13. Curti E, Carini E, Diantom A, Vittadini E. The use of potato fibre to improve bread physico-chemical properties during storage. Food Chem. 2016;195:64-70. https://doi.org/ 10.1016/j.foodchem.2015.03.092.
14. Dhingra D, Michael M, Rajput H. Physico-chemical characteristics of dietary fibre from potato peel and its effect on organoleptic characteristics of biscuits. J Agric Eng. 2012;49(4):25-32.
15. Kumar N, Kumar K. Development of vitamin and dietary fibre enriched carrot pomace and wheat flour based buns. Journal of Pure and Applied Science & Technology 2012;2(1):107-115.
16. Sahni P, Shere DM. Comparative evaluation of physico-chemical and functional properties of apple, carrot and beetroot pomace powders. International Journal of Food and Fermentation Technology. 2017;7(2):317-323. https://doi.org/ 10.5958/2321-5771.2017.00043.6.
17. John J Fitzpatrick, Lilia Ahrné. Food powder handling and processing: Industry problems, knowledge barriers and research opportunities. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2005;44(2):209-214. https://doi.org/ 10.1016/j.cep.2004.03.014
18. Bozhko NV, Pasichnyi V, Tischenko V, Svyatnenko R. Effectiveness of natural plant extracts in the technology of combined meatcontaining breads. Ukrainian food journal. 2019;8(3):522-532. https://doi.org/ 10.24263/2304-974X-2019-8-3-9.
19. Schorah CJ. Micronutrients, vitamins and cancer risk. Vit. Horm. 1999;57:1-23. https://doi.org/ 10.1016/s0083-6729(08)60638-x.
20. Stein Z, Susser M, Saenger G, Marolla F. Famine and Human Development: The Dutch Hunger Winter of 1944 – 1945. Journal of Biosocial Science. 1976;8(2):176-179. https://doi.org/ 10.1017/S0021932000010622.
21. Hoebregs H. Fructans in foods and food products, ion_eschange chromatographic method: collaborative study. J. Assoc. Analyt. Chem. Int. 1997;80:1029-1037. https://doi.org/ 10.1093/JAOAC/80.5.1029.
22. Sniezhkin YuF, Petrova ZhO. Kharchovi poroshky z roslynnoi syrovyny. Klasyfikatsiia, metody otrymannia, analiz rynku. Biotechnology. 2010;3(5):43-49.
23. Sadowska-Rociek А, Mickowska B, Cieslik E. Assessment of nutrient content in selected dairy products for compliance with the nutrient content claims. Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences. 2013;2(1): 1891-1897.
24. Petrova ZhO. Innovatsiini tekhnolohii vyrobnytstva funktsionalnykh roslynnykh poroshkiv. Naukovi pratsi Odeskoi natsionalnoi akademii kharchovykh tekhnolohii. 2014;46(2):64-69.
25. Dzhum TA, Shcherbakova EV, Khristyuk AV. Perspektivy ispolzovaniya poroshkov fruktov i ovoshchey v obshchestvennom pitanii. Nauchnyy zhurnal KubGAU. 2017;128(04). https://doi.org/ 10.21515/1990-4665-128-089.
26. Samilyk MM, Gelih AO, Kalinkevich OV, Bolgova NV, Shelest IV, Trofimenko YV. et al. Radiomodifying Effect of X-Ray Radiation on Microflora of Yogurts with Ultradisperse Powders of Beta vulgaris. IEEE International Conference on “Nanomaterials: Applications & Properties”; NAP-2020; Sumy, Ukraine; 2020. р. 02IT05-1-02IT05- 5. https://doi.org/ 10.1109 / NAP51477.2020.9309550.
27. Sniezhkin YuF, Petrova ZhO, Paziuk VM. Hidrotermichna obrobka funktsionalnoi syrovyny. Naukovi pratsi Odeskoi natsionalnoi akademii kharchovykh tekhnolohii. 2012;41(1):13-17.
28. Turchyn IM, Voichyshyn AV, Hamkalo KhV. Vykorystannia korenia selery u vyrobnytstvi syrkovykh mas. Vcheni zapysky TNU imeni V.I. Vernadskoho. Seriia: tekhnichni nauky. 2018;29(68):79-84.
29. Golubkina NA, Fedorova MI, Stepanov AN, Nadezhkin SM. Elementnyy sostav pasternaka (pastinaka sativa L.). Ovoshchi Rossii. 2014;3:18-21. https://doi.org/ 10.18619/2072-9146-2014-3-18-21.
30. Martins N, Roriz CL, Morales P, Barros L, Ferreira ICFR. Food colorants: Challenges, opportunities and current desires of agro-industries to ensure consumer expectations and regulatory practices. Trends Food Sci. Technol. 2016;52:1-15. https://doi.org/ 10.1016/J.TIFS.2016.03.009.
31. Tang Y, Cai W, Xu B. Profiles of phenolics, carotenoids and antioxidative capacities of thermal processed white, yellow, orange and purple sweet potatoes grown in Guilin, China. Food Sci. Hum. Wellness. 2015;4(3):123-132. https://doi.org/ 10.1016/j.fshw.2015.07.003.
32. Khan MI, Giridhar P. Plant betalains: Chemistry and biochemistry. Phytochemistry. 2015;117:267-295. https://doi.org/ 10.1016/j.phytochem.2015.06.008.
33. Gérard V, Ay E, Morlet-Savary F, Graff B, Galopin C, Ogren T, et al. Thermal and photochemical stability of anthocyanins from black carrot, grape juice, and purple sweet potato in model beverages in the presence of ascorbic acid. J. Agric. Food Chem. 2019;67(19):5647-5660. https://doi.org/ 10.1021/acs.jafc.9b01672.
34. Downham A, Collins P. Colouring our foods in the last and next millennium. Int. J. Food Sci. Technol. 2000;35:5-22. https://doi.org/ 10.1046/j.1365-2621.2000.00373.x.
35. Hamouz K, Lachman J, Pazderů K, Tomášek J, Hejtmánková K, Pivec V. Differences in anthocyanin content and antioxidant activity of potato tubers with different flesh colour. Plant Soil Environ. 2011;57:478-485. https://doi.org/ 10.17221/265/2011-PSE.
36. Samilyk М, Helikh А, Ryzhkova Т, Bolgova N, Nazarenko Y. Influence of the structure of some types of fillers introduced to the yogurt recipe on changes in its rheological indicators. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020;2(11):46-51.
https://doi.org/ 10.15587/1729-4061.2020.199527.
37. Raikos V, Neacsu M, Morrice P, Duthie G. Physicochemical stability of egg protein-stabilised oil-in-water emulsions supplemented with vegetable powders. International Journal of Food Science and Technology. 2014;49(11):2433-2440. https://doi.org/ 10.1111/ijfs.12565.
38. Chanika Chimkerd, Thunnalin Winuprasith. Functional properties of vegetable powder and the application in pudding for elderly. Journal of Food Science and Agricultural Technology (JFAT). 2018;4:67-72. https://doi.org/ 104453563.
39. Queiroz VA, da Silva Aguiar A, de Menezes CB, de Carvalho CW, Paiva CL, Fonseca PC, et al. A low calorie and nutritive sorghum powdered drink mix: Influence of tannin on the sensorial and functional properties. J. Cereal Sci. 2018;79:43-49. https://doi.org/ 10.1016/j.jcs.2017.10.001.
40. Sun-Waterhouse D. The development of fruit-based functional foods targeting the health and wellness market: A review. Int. J. Food Sci. Technol. 2011;46:899-920. https://doi.org/ 10.1111/j.1365-2621.2010.02499.x.
41. Hasan MU, Ullah A, Sajid M, Imtiaz A. Modern drying techniques in fruits and vegetables to overcome postharvest losses: A review. J. Food Process. Preserv. 2019;43:1-15. https://doi.org/ 10.1111/jfpp.14280.
42. Karam MC, Petit J, Zimmer D, Baudelaire E, Marie C. Effects of drying and grinding in production of fruit and vegetable powders:
A review. J. Food Eng. 2016;188:32-49. https://doi.org/ 10.1016/j.jfoodeng.2016.05.001.
43. Podkovko OA, Rashevs'ka TO. Sostavleniye tekhnologicheskikh-funktsional'nykh kharakteristik poroshkov iz chernogo stolovogo buryaka dlya zastyvaniya v skladskikh pomeshcheniyakh maslyanoy pasti. Tekhníka, energetika, transport APK. 2015;2(90):62-66.
44. Vasheka OM, Rashevs'ka TO. Mikrostruktura vodnykh rozchinovykh poroshkov morkvi, otrimanikh za ríznimi tekhnologíyami sushínnya. Molochna promislovíst'. 2007;2(37):45-50.
45. Johanna Andersson, Gonzalo Garrido-Banuelos, Marion Bergdoll, Francisco Vilaplana, Carolin Menzel, Mihaela Mihnea, Patricia Lopez-Sanchez. Comparison of steaming and boiling of root vegetables for enhancing carbohydrate content and sensory profile. Journal of Food Engineering. 2021;312:110754. https://doi.org/ 10.1016/j.jfoodeng.2021.110754.
46. Monica Butnariu, Alina Butu. Chemical Composition of Vegetables and their Products. Handbook of Food Chemistry. 2014;1-49. https://doi.org/ 10.1007/978-3-642-41609-5_17-1.
47. Khattak KF, Rahman TU. Analysis of vegetable’s peels as a natural source of vitamins and minerals. International Food Research Journal. 2017;24(1):292-297.
48. Shuaibu BS, Aremu MO, Kalifa UJ. Chemical Composition and Antioxidant Activities of Beetroot Peel. African Journal of Engineering and Environment Research. 2021;2(1):62-73.
49. Kamlesh Prasad, Raeesul Haq, Vasudha Bansal, Mohammed Wasim Siddiqui, Riadh Ilahy. Carrot: Secondary Metabolites and Their Prospective Health Benefits. Plant Secondary Metabolites: 2016;2:108-194. https://doi.org/ 10.1201/9781315366319-5.
50. Samilyk M, Lukash S, Bolgova N, Helikh A, Maslak N, Maslak O. Advances in Food Processing based on Sustainable Bioeconomy. Journal of Environmental Management and Tourism. 2020;11(5):1105-1113. https://doi.org/ https://doi.org/10.14505//jemt.v11.5(45).08.