PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES OF HYDROCOLOIDS – ADVANTAGE OF THEIR USE IN VEGETARIAN DISHES
Keywords:
hydrocolloids, modified starch, pectin, agar-agar, food additives, hydrophilicity, viscosity, total and active acidity
Abstract
Today there is a tendency to pay more attention to the development of new technologies for vegetarian food with the use of different food additives. The range of hydrocolloids used as structure-forming food additives is analyzed. The main rheological properties as a basis for their use in vegetarian dishes have been experimentally studied. A study was carried out to determine the hydrophilicity of structurants by indicator-refractometric method, viscosimetric method determined the characteristic and dynamic viscosity, potentiometric (electrometric) method determined pH, titrimetrically analyzed the total acidity of hydrocolloids. Theoretical and applied aspects of the use of biopolymers with food additives of vegetarian dishes are substantiated. The functional and technological properties of the studied hydrocolloids will allow to expand the range of their application. It is shown that the introduction of modified starch Gelix C15 will allow to produce products at lower thermal conditions and will preserve the nutrients and biologically active substances of the product because the pH level of modified corn starch Gelix C15 (E1404) slows down the processes of retrogradation of the food system. on structural properties. It is concluded that the use of modified starches improves the technological properties of products, facilitates the technological process and provides economic attractiveness of their use. Based on studies of physicochemical properties of modified corn starch Gelix C15 (E1404) the feasibility of using this food additive in the technology of vegetarian dishes were scientifically substantiated and theoretically confirmed.
References
1. Shahzad S. A., Hussain S. M., Abdellatif A., Alamri M. S., Qasem A. A., A. Pasting, thermal, textural and rheological properties of rise starch blended with different hydrocolloid gums. Pakistan Journal of Agricultural Sciences. 2019. Vol. 56. N. 3. P. 781–791. URL: https://doi.org: 10.21162/PAKJAS/19.6901.
2. Khalil H. P. S. Abdul, Lai T. K., Tye Y. Y., Rizal S., Chong E. W. N., Yap S. W., Hamzah A. A., Fazita M. R. Nurul., Paridah M. T. A review of extractions of seaweed hydrocolloids: Properties and applications. Express Polymer Letters. 2018. Vol. 12. N. 4. P. 296–317. URL: https://doi.org: 10.3144/expresspolymlett.2018.27.
3. Yuk G., Hwang S., Lee J. Enhanced stability of crude protease from kiwifruit (Actinidia deliciosa) by adding hydrocolloid for organic processed food uses. Food Biotechnology. 2017. Vol. 31. N. 3. P. 162–176. URL: https://doi.org: 10.1080/08905436. 2017.1331451.
4. Manoli T., Nikitchina T., Menchinska A., Cui Z., Barysheva Y. The potential of uronide hydrocolloids for the formation of sensory characteristics of health products from hydrobionts. Food Science & Technology. 2021. Vol. 15. N. 2. P. 42–49. URL: https://doi.org: 10.15673/fst.v15i2.2111.
5. Teimouri S., Abbasi S., Scanlon M. G. Stabilisation mechanism of various inulins and hydrocolloids: Milk–sour cherry juice mixture. International Journal of Dairy Technology. 2018. Vol. 71. N. 1. P. 208–215. URL: https://doi.org: 10.1111/1471-0307.12376.
6. Junqueira L. A., Amaral T. N., Leite O. N., Prado M. E. T., Resende J. V. Rheological behavior and stability of emulsions obtained from Pereskia aculeata Miller via different drying methods. International Journal of Food Properties. 2018. Vol. 21. N. 1. P. 21–35. URL: https://doi.org: 10.1080/10942912.2018.1437177.
7. Нутриціологія. Частина 2 : навчальний посібник / Н.В. Дуденко, Л.Ф. Павлоцька, І.В. Цихановська та ін. Харків : УІПА, 2012. 246 с.
8. Mohen D. Pectin structure and biosynthesis. Current Opinion in Plant Biology 2008. Vol. 11. N. 3. P. 266–277. URL: https://doi/ 10.1016/j.pbi.2008.03.006.
9. Monfregola L., Leone M., Vittoria V., Amodeo P., Luca S. D. Chemical modification of pectin: environmental friendly process for new potential material development. Polymer Chemistry. 2011. P. 800–804. URL: https://doi: 10.1039/c0py00341g.
10. Камбулова Ю.В., Соколовська І.О. Дослідження реологічних властивостей розчинів пектинів, альгінату натрію та їх комплексів. Харчова наука і технологія. 2014. № 1. С. 68–73. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Khnit_2014_1_16.
11. Євлаш В.В. Розробка науково обгрунтованих технологій продукції підвищеної харчової цінності з використанням структуроутворювачів різного походження. Наукові праці NUFT. 2017. Т. 23, № 5, Ч. 1. С. 115–123.
12. Крапивницька І.О. Технологія пектину та пектинопродуктів : курс лекцій для студентів освітнього ступеня «бакалавр» спеціальності 181 «Харчові технології» денної форми навчання. Київ : НУХТ, 2016. 110 с.
13. Гуменюк О.Л. Харчова хімія : тексти лекцій для студентів напряму підготовки 6.051701 «Харчові технології та інженерія». Чернігів : ЧДТУ, 2013. 244 с.
14. Yan H., Zhengbiao G. U. Morphology of modified starches prepared by different methods. Food Research International. 2010. Vol. 43. N. 3. P. 767–772. URL: https://doi.org/10.1080/07373937.2013.815627.
15. Vanier N. L., El Halal S. L. M., Dias A. R. G. Molecular structure, functionality and applications of oxidized starches: A review. Food Chemistry. 2017. Vol. 221. P. 1546–1559. URL: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.10.138.
16. Adeleke O. A., Emmanuel T. A. Recent trend in the physical and chemical modification of starches from different botanical sources: A review. Starch : biosynthesis, nutrition, biomedical. 2013. Vol.66. N. 1-2. P. 41–47. URL: https://doi.org/10.1002/star.201300106.
17. Методи дослідження харчових продуктів та сировини та фізико-хімічні методи аналізу. Методичні вказівки та завдання до виконання лабо- раторних робіт і тестові завдання для контролю рівня знань студентів спеціальностей 181 «Харчові технології», 241 «Готельно-ресторанна справа», 076 «Підприємництво, торгівля та біржова діяльність» / Скоробогатий Я.П., Василечко В.О., Бужанська М.В., Гузій А.В. Львів : Вид-во ЛТЕУ, 2018. 83 с.
18. Flutto L. Pectin: Properties and determination. Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (Second Edition). Academic Press. 2003. P. 4440–4449. URL: https://doi.org/: 10.1016/B0-12-227055-X/00901-9.
19. Lopez-Gil A., Silva-Bellucci F., Velasco D., Ardanuy M. and Rodriguez-Perez M. A. Cellular structure and mechanical properties of starchbased foamed blocks reinforced with natural fibers and produced by microwave heating. Ind. Crop. Prod. 2015. Vol. 66. P. 194–205. URL: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2014.12.025.
20. Garcia1 M. C., Franco C. M., Soares M. S., Caliari1 M. Structural characteristics and gelatinization properties of sour cassava starch. J Therm Anal Calorim. 2016. Vol.123. P. 919–926. URL: https://doi.org/10.1007/s10973-015-4990-5.
21. Beninca C, Colman T. A. D., Lacerda L. G., Filho M. A. S. C., Demiate I. M., Bannach H. G., Schnitzler E. Thermal, rheological, and structural behaviors of natural and modified cassava starch granules, with sodium hypochlorite solutions. J Therm Anal Calorim. 2013. Vol. 111. P. 2217–2222. URL: https://doi.org/10.1007/s10973-012-2592-z.
22. Остапович Б.Б., Герцик О.М., Ковалишин Я.С. Лабораторні роботи з хімії високомолекулярних сполук : Практикум для студентів хімічного факультету. Львів : ЛНУ імені Івана Франка, 2019. 276 с.
23. Liang R.-H., Wang L.-H., Chen J., Liu W., Liu C. M. Alkylated pectin: Synthesis, characterization, viscosity and emulsifying properties. Food Hydrocolloides 2015. Vol. 50. P. 65–73. URL: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2015.04.007/.
24. Харчова хімія : навчальний посібник / В.В. Євлаш та ін. Харків : Світ книг, 2012. 504 с.
25. Методи контролю якості харчових виробництв : лабораторний практикум для студ. напряму 6.051701 «Харчові технології та інженерія» професійного спрямування «Технології харчування» ден. та заоч. форм навч. / уклад. А.В. Нєміріч, О.О. Петруша, К.А. Науменко, О.М. Вашека. Київ : НУХТ, 2014. 116 с.
26. Властивості розчинів біополімерів. Ізоелектрична точка білка. Захист курсової роботи «Хімія біогенних елементів» : метод. вказ. для студентів 1-го курсу / уклад. Г.О. Сирова, О.О. Завада, Л.В. Лук’янова та ін. Харків : ХНМУ, 2017. 36 с.
27. Krall S. M., McFeeters R. F. Pectin hydrolysis: Effect of temperature, degree of methylation, pH, and calcium on hydrolysis rates. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 1998. Vol. 46. N.4. P. 1311–1315. URL: https://doi.org 10.1021/jf970473y.
2. Khalil H. P. S. Abdul, Lai T. K., Tye Y. Y., Rizal S., Chong E. W. N., Yap S. W., Hamzah A. A., Fazita M. R. Nurul., Paridah M. T. A review of extractions of seaweed hydrocolloids: Properties and applications. Express Polymer Letters. 2018. Vol. 12. N. 4. P. 296–317. URL: https://doi.org: 10.3144/expresspolymlett.2018.27.
3. Yuk G., Hwang S., Lee J. Enhanced stability of crude protease from kiwifruit (Actinidia deliciosa) by adding hydrocolloid for organic processed food uses. Food Biotechnology. 2017. Vol. 31. N. 3. P. 162–176. URL: https://doi.org: 10.1080/08905436. 2017.1331451.
4. Manoli T., Nikitchina T., Menchinska A., Cui Z., Barysheva Y. The potential of uronide hydrocolloids for the formation of sensory characteristics of health products from hydrobionts. Food Science & Technology. 2021. Vol. 15. N. 2. P. 42–49. URL: https://doi.org: 10.15673/fst.v15i2.2111.
5. Teimouri S., Abbasi S., Scanlon M. G. Stabilisation mechanism of various inulins and hydrocolloids: Milk–sour cherry juice mixture. International Journal of Dairy Technology. 2018. Vol. 71. N. 1. P. 208–215. URL: https://doi.org: 10.1111/1471-0307.12376.
6. Junqueira L. A., Amaral T. N., Leite O. N., Prado M. E. T., Resende J. V. Rheological behavior and stability of emulsions obtained from Pereskia aculeata Miller via different drying methods. International Journal of Food Properties. 2018. Vol. 21. N. 1. P. 21–35. URL: https://doi.org: 10.1080/10942912.2018.1437177.
7. Нутриціологія. Частина 2 : навчальний посібник / Н.В. Дуденко, Л.Ф. Павлоцька, І.В. Цихановська та ін. Харків : УІПА, 2012. 246 с.
8. Mohen D. Pectin structure and biosynthesis. Current Opinion in Plant Biology 2008. Vol. 11. N. 3. P. 266–277. URL: https://doi/ 10.1016/j.pbi.2008.03.006.
9. Monfregola L., Leone M., Vittoria V., Amodeo P., Luca S. D. Chemical modification of pectin: environmental friendly process for new potential material development. Polymer Chemistry. 2011. P. 800–804. URL: https://doi: 10.1039/c0py00341g.
10. Камбулова Ю.В., Соколовська І.О. Дослідження реологічних властивостей розчинів пектинів, альгінату натрію та їх комплексів. Харчова наука і технологія. 2014. № 1. С. 68–73. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Khnit_2014_1_16.
11. Євлаш В.В. Розробка науково обгрунтованих технологій продукції підвищеної харчової цінності з використанням структуроутворювачів різного походження. Наукові праці NUFT. 2017. Т. 23, № 5, Ч. 1. С. 115–123.
12. Крапивницька І.О. Технологія пектину та пектинопродуктів : курс лекцій для студентів освітнього ступеня «бакалавр» спеціальності 181 «Харчові технології» денної форми навчання. Київ : НУХТ, 2016. 110 с.
13. Гуменюк О.Л. Харчова хімія : тексти лекцій для студентів напряму підготовки 6.051701 «Харчові технології та інженерія». Чернігів : ЧДТУ, 2013. 244 с.
14. Yan H., Zhengbiao G. U. Morphology of modified starches prepared by different methods. Food Research International. 2010. Vol. 43. N. 3. P. 767–772. URL: https://doi.org/10.1080/07373937.2013.815627.
15. Vanier N. L., El Halal S. L. M., Dias A. R. G. Molecular structure, functionality and applications of oxidized starches: A review. Food Chemistry. 2017. Vol. 221. P. 1546–1559. URL: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.10.138.
16. Adeleke O. A., Emmanuel T. A. Recent trend in the physical and chemical modification of starches from different botanical sources: A review. Starch : biosynthesis, nutrition, biomedical. 2013. Vol.66. N. 1-2. P. 41–47. URL: https://doi.org/10.1002/star.201300106.
17. Методи дослідження харчових продуктів та сировини та фізико-хімічні методи аналізу. Методичні вказівки та завдання до виконання лабо- раторних робіт і тестові завдання для контролю рівня знань студентів спеціальностей 181 «Харчові технології», 241 «Готельно-ресторанна справа», 076 «Підприємництво, торгівля та біржова діяльність» / Скоробогатий Я.П., Василечко В.О., Бужанська М.В., Гузій А.В. Львів : Вид-во ЛТЕУ, 2018. 83 с.
18. Flutto L. Pectin: Properties and determination. Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (Second Edition). Academic Press. 2003. P. 4440–4449. URL: https://doi.org/: 10.1016/B0-12-227055-X/00901-9.
19. Lopez-Gil A., Silva-Bellucci F., Velasco D., Ardanuy M. and Rodriguez-Perez M. A. Cellular structure and mechanical properties of starchbased foamed blocks reinforced with natural fibers and produced by microwave heating. Ind. Crop. Prod. 2015. Vol. 66. P. 194–205. URL: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2014.12.025.
20. Garcia1 M. C., Franco C. M., Soares M. S., Caliari1 M. Structural characteristics and gelatinization properties of sour cassava starch. J Therm Anal Calorim. 2016. Vol.123. P. 919–926. URL: https://doi.org/10.1007/s10973-015-4990-5.
21. Beninca C, Colman T. A. D., Lacerda L. G., Filho M. A. S. C., Demiate I. M., Bannach H. G., Schnitzler E. Thermal, rheological, and structural behaviors of natural and modified cassava starch granules, with sodium hypochlorite solutions. J Therm Anal Calorim. 2013. Vol. 111. P. 2217–2222. URL: https://doi.org/10.1007/s10973-012-2592-z.
22. Остапович Б.Б., Герцик О.М., Ковалишин Я.С. Лабораторні роботи з хімії високомолекулярних сполук : Практикум для студентів хімічного факультету. Львів : ЛНУ імені Івана Франка, 2019. 276 с.
23. Liang R.-H., Wang L.-H., Chen J., Liu W., Liu C. M. Alkylated pectin: Synthesis, characterization, viscosity and emulsifying properties. Food Hydrocolloides 2015. Vol. 50. P. 65–73. URL: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2015.04.007/.
24. Харчова хімія : навчальний посібник / В.В. Євлаш та ін. Харків : Світ книг, 2012. 504 с.
25. Методи контролю якості харчових виробництв : лабораторний практикум для студ. напряму 6.051701 «Харчові технології та інженерія» професійного спрямування «Технології харчування» ден. та заоч. форм навч. / уклад. А.В. Нєміріч, О.О. Петруша, К.А. Науменко, О.М. Вашека. Київ : НУХТ, 2014. 116 с.
26. Властивості розчинів біополімерів. Ізоелектрична точка білка. Захист курсової роботи «Хімія біогенних елементів» : метод. вказ. для студентів 1-го курсу / уклад. Г.О. Сирова, О.О. Завада, Л.В. Лук’янова та ін. Харків : ХНМУ, 2017. 36 с.
27. Krall S. M., McFeeters R. F. Pectin hydrolysis: Effect of temperature, degree of methylation, pH, and calcium on hydrolysis rates. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 1998. Vol. 46. N.4. P. 1311–1315. URL: https://doi.org 10.1021/jf970473y.
Published
2022-05-06
Section
MODERN DIRECTIONS FOR THE DEVELOPMENT OF FOOD TECHNOLOGY
