Вплив електромагнітного поля надзвичайно високої частоти на фізичні властивості зерна полби
Анотація
Оскільки зерно полби є одним із найбільш перспективних нетрадиційних видів рослинної сировини для продуктів здорового харчування є актуальним вивчення екологічно чистих технологій післязбирального оброблення зерна цієї культури. Метою роботи було встановлення фізичних змін зерна пшениці полби під дією електромагнітного випромінювання мікрохвильової печі. У статті представлені результати досліджень того, як електромагнітне поле надзвичайно високих частот, а також тривалість обробки впливають на якісні характеристики зерна пшениці полби сорту Голіковська зібраної в Черкаській області у 2020 та 2021 роках. Під час експериментальної роботи були використані фізичні методи дослідження якості зерна згідно розроблених та існуючих методик і галузевих стандартів. Досліджено складні структурні зміни в зернівках полби під час його оброблення електромагнітним полем надзвичайно високої частоти із підвищенням розміру, форми та об’єму зернівки. Було проаналізовано, що фракційний склад зерна змінювався вбік зменшення проходу залежно від тривалості оброблення в 1,5-4,0 рази. Встановлено, що обробка зерна полби високочастотними хвилями впродовж 20-180 с знижує вологість зерна порівняно з контролем на 2-36 % зі суттєвим її зменшенням уже після першої хвилини впливу. При чому, відразу впродовж першої хвилини за інтенсивного нагрівання зерна відбувалося збільшення температури зерна, тоді як протягом двох наступних хвилин встановлено зменшення інтенсивності нагрівання зерна в 1,5-3 рази. Також, доведено, що опромінення надзвичайно високих частот впливало на зменшення кількості склоподібних зерен, а кількість борошнистих зерен, навпаки, збільшувалась. Було проаналізовано, що склоподібність обробленого зерна пшениці полби електромагнітними хвилями надзвичайно високої частоти знижується в 1,3-1,5 рази за останні дві-три хвилини оброблення. Розроблені рекомендації використання електромагнітних хвиль надвисокої частоти у технологічних процесах зберігання і перероблення зерна полби можуть бути використані підприємствами для інтенсифікації виробництва екологічно чистих продуктів
Ключові слова
оброблення зерна полби; вкрай високі частоти; нагрівання зерна; якість, склоподібність; фракційний склад
[1] Arzani, A. (2019). Emmer (T. turgidum ssp. dicoccum). In V.R. Preedy & R.R. Watson (Eds.). In Flour and breads and their fortification in health and disease prevention (pp. 89-98). Cambridge: Academic Press. doi: 10.1016/B9780-12-814639-2.00007-1.
[2] Biradar, S.S., Yashavanthakumar, K.J., Navathe, S., Reddy, U.G., Baviskar, V.S., Gopalareddy, K., Lamani, K., & Desai, S.A. (2021). Dicoccum heat: Current status and future perspectives. In P.L. Kashyap et al. (Eds.), New horizons in wheat and barley research. Singapore: Springer. doi: 10.1007/978-981-16-4449-8_21.
[3] Demir, E., Tappi, S., Dymek, K., Rocculi, P., & Galindo, F.G. (2023). Reversible electroporation caused by pulsed electric field – opportunities and challenges for the food sector. Trends in Food Science & Technology, 139, article number 104120. doi: 10.1016/j.tifs.2023.104120.
[4] DSTU 3355-96. (1996). Agricultural plant products. Methods of sampling in the process of quarantine inspection and examination. Retrieved from http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=91446.
[5] DSTU 4138-2002. (2003). Seeds of agricultural crops. Methods of determining quality. Retrieved from https:// www.agrodialog.com.ua/wp-content/uploads/2018/04/dstu-4138_2002.pdf.
[6] DSTU ISO 712:2015. (2016). Grain and grain products. Determination of moisture content. Control method. Retrieved from http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=83685.
[7] Kostetska, K.V., & Herasymchuk, O.P. (2022). Improving soybean quality by seed fractionation. Bulletin of Uman National University of Horticulture, 1, 70-76. doi: 10.31395/2310-0478-2022-1-70-76.
[8] Kovra, Y., Stankevych, G., & Borta, А. (2022). The effect of the electromagne tic field of extremely low frequencies on the quality of wheat grain. Technology and Safety of Food Products, 16(1), 71-82. doi: 10.15673/ fst.v16i1.2292.
[9] Kretova, Y., Tsirulnichenko, L., Naumenko, N., Popova, N., & Kalinina, I. (2018). The application of micro-wave treatment to reduce barley contamination. Agronomy Research, 16(5), 2079-2087. doi: 10.15159/AR.18.198.
[10] Kumeda, M.О., & Sukhodub, L.F. (2021). The effect of microwave irradiation on the synthesis of hydroxyapatite/ biopolymer nanocomposites. Chemistry, Physics and Surface Engineering, 12(3), 201-215. doi: 10.15407/ hftp12.03.201.
[11] Liubych, V., Novikov, V., Polianetska, I., Usyk, S., Petrenko, V., Khomenko, S., Zorunko, V., Balabak, O., Moskalets, V., & Moskalets, Т. (2019). Improvement of the process of hydrothermal treatment and peeling of spelt wheat grain during cereal production. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(11(99)), 4051. doi: 10.15587/1729-4061.2019.170297.
[12] Methods determination of product quality indicators crop production. (2016). Retrieved from https://sops.gov. ua/uploads/page/5a5f41997447d.pdf.
[13] Osadchuk, P. (2019). Use of electromagnetic field in hydration of vegetable oils. Scientific Works, 83(1), 98-102. doi: 10.15673/swonaft.v83i1.1425.
[14] Osokina, N.M., Liubych, V.V., Novikov, V.V., & Leshchenko, I.A. (2020). Yield of spelt wheat rolled grits depending on exposure time to microwave EMF (electromagnetic field of high-frequency current) and water treatment. Journal of Uman NUH, 96(1), 52-71. doi: 10.31395/2415-8240-2020-96-1-52-71.
[15] Qu, C., Wang, H., Liu, S., Wang, F., & Liu, C. (2017). Effects of microwave heating of wheat on its functional properties and accelerated storage. Journal of Food Science and Technology, 54(11), 3699-3706. doi: 10.1007/ s13197-017-2834-y.
[16] Sarraf, M., Kataria, S., Taimourya, H., Santos, L.O., Menegatti, R.D., Jain, M., Ihtisham, M., & Liu, S. (2020). Magnetic field (MF) applications in plants: An overview. Plants, 9(9), article number 1139. doi: 10.3390/plants9091139.
[17] Stanislavov, A.S., Sukhodub, L.F., Sukhodub, L.B., Kuznetsov, V.N., Bychkov, K.L., & Kravchenko, M.I. (2018). Structural features of hydroxyapatite and carbonated apatite formed under the influence of ultrasound and microwave radiation and their effect on the bioactivity of the nanomaterials. Ultrasonics Sonochemistry, 42, 84-96. doi: 10.1016/j.ultsonch.2017.11.011.
[18] Vecherska, L.A., Relina, L.I., & Golik, O.V. (2018). Emmer: Benefits, drawbacks and prospects. Bulletin of Uman National University of Horticulture, 2, 10-16. doi: 10.31395/2310-0478-2018-21-10-16.
[19] Working instruction No. 04. (2021). Grain. Methods of determining vitreousness. Retrieved from https://nibulon. com/uploads/files/c25893d7aea930fc1be716d0797b9368025d15b0.pdf.
[20] Zhong, H., Meng-jie, C., Jun-Hu, Ch., & Da-Wen, S. (2018). Effects of electric fields and electromagnetic wave on food protein structure and functionality: A review. Trends in Food Science & Technology, 75, 1-9. doi: 10.1016/j.tifs.2018.02.017.
[21] Zykov, А., Orlova, S., & Ovsiannykova, L. (2019). The energy efficiency technique of thermal processing of grain. Agrarian Bulletin of the Black Sea Littoral, 94, 176-182. doi: 10.37000/abbsl.2019.94.23.