Выявление кавитационной составляющей в общем приросте редуцирующих сахаров в результате инверсии сахарозы при ультразвуковом воздействии на овощные и фруктовые пюре

В статье приведены результаты исследования процесса инверсии сахарозы в яблочном, морковном и тыквенном пюре при ультразвуковом воздействии на них, с образованием общего количества редуцирующих сахаров, а также с выявлением одновременно с термической инверсией автономно проявляющейся кавитационной составляющей. Актуальность исследований состоит в определении количественного значения редуцирующих сахаров, образующихся за счёт обособленно протекающей кавитационной составляющей в общей инверсии сахарозы, при воздействии ультразвуком с заданными параметрами для получения новых видов продукции с различными физико-химическими показателями и органолептическими характеристиками, в зависимости от изменения параметров обработки. Для идентификации части редуцирующих сахаров, образующихся за счет только кавитационного эффекта, в общей инверсии сахарозы при ультразвуковом воздействии на продукт необходимо из общего количества прироста редуцирующих сахаров исключить часть прироста, выявленного за счет термического воздействия. В результате проведенных расчетов получены следующие значения прироста количества редуцирующих сахаров (по отношению к исходным данным), получаемых только за счет кавитационного эффекта при ультразвуковой обработке пюре. В пюре яблочном натуральном прирост составил 240 мг в 100 г, а в пюре с добавленной сахарозой – 495 мг в 100 г, что в 2 раза выше, чем в натуральном. В пюре морковном натуральном прирост составил 63 мг в 100 г, а в пюре с сахарозой – 150 мг в 100 г, то есть в 2,4 раза выше, тем самым подтверждая ту же закономерность, что и в яблочном пюре. В пюре тыквенном натуральном прирост составил 27 мг в 100 г, а в пюре с добавленной сахарозой – 84 мг в 100 г, что более чем в 3 раза выше, чем в натуральном. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что при обработке продукта ультразвуком процесс инверсии сахарозы, в том числе и одна из ее составляющих, полученная за счет кавитационного эффекта, значительно интенсифицируются, причем, более глубоко кавитационная инверсия проявляется в пюре с добавленной сахарозой.

инверсия сахарозы, редуцирующие сахара, ультразвуковое воздействие, прирост общих редуцирующих (инвертных) сахаров, овощные пюре, фруктовые пюре

1. Халитова Э. Ш., Манеева Э. Ш., Быков А. В. Нетрадиционные способы обработки плодоовощного сырья. Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: Мат-лы науч.-практ. конф. (Оренбург, 29-31 января 2014 г.). Оренбург, 2014: с. 1309-1313.

2. Усанова Ю. Ю., Федосенко Т. В. Исследование влияния ультразвуковой обработки на инверсию сахарозы в монокомпонентном пюре из растительного сырья. Перспективные исследования и новые подходы к производству и переработке сельскохозяйственного сырья. Сборник науч. тр. XIII Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых и спец-тов организаций в сфере с.-х. наук (Углич, 28-30 октября 2019 г.). М., 2019: с. 343-347.

3. Пацюк Л. К., Алабина Н. М., Борченкова Л. А. и др. Изучение процесса изменения физико-химических показателей продукции за счет применения кавитационной обработки. Мат-лы науч. конф. «Развитие пищевой и перерабатывающей промышленности России: кадры и наука» (Москва, 11-12 апреля 2017 г.). М.: МГУПП, 2017: с. 9-71.

4. Герасимов Т. В. Развитие технологий мучных изделий с использованием кавитации: автореферат дис. … к. т. наук. М., 2015, 25 с.

5. Духу Т. А., Щербакова Н. А., Остапенкова Н. А., Савенкова Т. В., Аксенова Л. М. Новые физические способы обработки кондитерских масс. Сборник материалов Всерос. научно-практ. конф. «Принципы пищевой комбинаторики – основа моделирования поликомпонентных пищевых продуктов» (Углич, 08-09 сентября 2010 г.). Углич, 2010: с. 85-87.

6. Ермолаев С. В., Кривовоз А. Г., Ермолаева Г. А. Приготовление инвертированных сахарных сиропов. Пиво и напитки, 2004;5:48-49.

7. Kim K-H., Chahine G., Franc J-P., Karimi A. Fluid Mechanics and Its Applications 106 – Advanced Experimental and Numerical Techniques for Cavitation Erosion Predict. New York: Springer Science + Business Media Dordrecht. 2014, 399 p.

8. Петров А. Н., Пацюк Л. К., Медведева Е. А., Алабина Н. М., Борченкова Л. А., Кондратенко В. В. Получение полуфабрикатов с заданными физико-химическими свойствами для кондитерской промышленности, путем кавитационной обработки смесей, состоящих из сахара и фруктового или овощного пюре в различных соотношениях. Всероссийский НИИ технологии консервирования – филиал ФГБНУ «ФИЦ пищевых систем им. В.М. Горбатого» РАН. Отчет о НИР за 2015 г.

9. Пат. РФ № 2228217 / 10.05.2004. Шестаков С. Д. Способ кавитационной обработки жидких сред и реактор для его осуществления. Доступно по: https://yandex.ru/patents/doc/RU2228217C1_20040510. Ссылка активна на 01.08.2020. Pat. RF, invention, No. 2228217 / 10.05.2004.

10. Кондратенко В. В., Федосенко Т. В., Пацюк Л. К. и др. Изучение возможности использования ультразвука для изготовления гомогенизированных продуктов. Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов, 2019;4(57):17-22.

11. Методика М 04-69-2011: «Напитки. Плодоовощная продукция. БАД. Мед. Определение фруктозы, глюкозы и сахарозы методом капиллярного электрофореза с использованием системы «Капель-105М» (Россия). Method M 04-69-2011: “Drinks. Fruit and vegetable products. Dietary supplement. Honey. Determination of fructose, glucose and sucrose by capillary electrophoresis using the Kapel-105M system (Russia). (In Russ.)

12. Федосенко Т. В., Пацюк Л. К., Кондратенко В. В. и др. Влияние воздействия ультразвуковой обработки на инверсию сахарозы в овощных и фруктовых пюре. Овощи России, 2020;3:23-28.

13. «Исследовать закономерности изменения скорости инверсии сахарозы в результате комплексного воздействия активной кислотности среды и параметров кавитационной обработки»: отчёт о НИР (промежуточный). ВНИИТеК – филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН; науч. рук. Кондратенко В. В. Видное, 2019, 38 с.