Дослідження параметрів сушіння білково-каротиновмісної сировини на основі квасолі, моркви та селери
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya4(86).2026.004Ключові слова:
сушіння, інтенсифікація, морква, квасоля, селера, ступеневий режимАнотація
Нині у світі намагаються вирішувати проблеми по переробці харчової рослинної сировини наявними методами сушіння з збереженням біологічно активних речовин та зменшенням енерговитрат. Значний потенціал для переробки у харчовій та фармацевтичній промисловості продемонстрували антиоксиданти, а саме каротиноїди, завдяки своїй багатій поживній цінності та функціональними властивостями. Найбільш поширеним представником каротиноїдів в Україні є морква, через багатий вміст вітамінів, мінералів та клітковини.
Каротиноїди найкраще перетворюються у ретинол тоді, коли в раціоні харчування є достатня кількість легко засвоюваного білку та жиру. Доцільним є створення таких каротиновмістних порошків, які містили б в собі повний комплекс цих сполук. Тому метою роботи є теплофізичне обґрунтування параметрів сушіння різних комбінованих сумішей на основі моркви, квасолі та селери для зменшення енерговитрат.
У роботі були виконані дослідження параметрів сушіння на експериментальному конвективному стенді сумішей а саме морквяно-селерної, морквяно-квасолевої та квасолево-морквяно-селерної.
Результати досліджень показують, що для сушіння морквяно-селерної суміші доцільно використовувати ступеневий режим 100/70 ºС за якого тривалість процесу зменшується у 1,92 рази порівняно з 60 ºС. Для морквяно-квасолевого використання ступневого режиму 100/70 ºС дозволяє зменшувати тривалість процесу у 1,3 рази порівняно з 60 ºС. Подальше створення суміші на основі квасолі, моркви та селери дозволить отримати білково-каротиновмісну суміш, тривалість сушіння за температури 70 ºС становить 42 хв, що у 1,3 рази менше порівняно з 60 ºС.
Створення комбінацій білков-каротиновмістних сумішей дозволяє зменшити витрати каротиноїдів у 2,4-2,8 рази порівняно з гігротермічно обробленою морквою та у 8,7-10,1 рази порівняно з морквою без обробки під час сушіння. За результатами визначено, що оптимальні режими дають можливість зберегти високу кількість у каротиноїдів порошках. При цьому відбувається концентрація каротиноїдів у сухих порошках приблизно у 5 разів.
Отримано: 27.05.2026. Доопрацьовано: 15.07.2026. Прийнято: 20.08.2026.
Посилання
1. Doymaz, İ. (2005). Drying behaviour of green beans. Journal of Food Engineering, 69(2), 161–165. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2004.08.009
2. Inyang, U., Oboh, I., & Etuk, B. (2017). Drying and the different techniques. International Journal of Food Nutrition and Safety, 8(1), 45-72. https://modernscientificpress.com/Journals/ViewArticle.aspx?6ZIT7oAL6Lqarm6Ljqm1ABiuFTINYiNR0EKTnHl+ifbzl+1BOQ8iCs1yNd6FcqQb
3. Adebooye, O. C., & Oputa, C. O. (1996). Effects of galex (r) on growth and fruit nutrient composition of okra (Abelmoschus esculentus (L.) Moench). Ife Journal of Agriculture, 18(1), 1-9. http://ija.oauife.edu.ng/index.php/ija/article/view/513
4. Bamire, A. S., & Oke, J. T. O. (2004). Profitability of vegetable farming under rainy-and dry-season production in Southwestern Nigeria. Journal of Vegetable Crop Production, 9(2), 11-18. https://doi.org/10.1300/J068v09n02_03
5. Sniezhkin, Yu. F., Paziuk, V.M., & Husarova, O.V. (2024). Intensyvni sposoby sushinnia yabluchnykh slaisiv z konvektyvnym ta kombinovanym enerhopidvedenniam [Intensive methods for drying apple slices using convective and combined heat transfer]. Thermophysics and Thermal Power Engineering, 46(4), 5-14.
6. Owolarafe, O.K., Muritala, O. A., & Ogunsina, B. S. (2007). Development of an okra slicing device. J Food Sci Technol, 44(4), 426-429. https://www.researchgate.net/profile/Babatunde-Ogunsina/publication/286817216_Development_of_an_okra_slicing_device/links/5776ad5f08ae1b18a7e1afb4/Development-of-an-okra-slicing-device.pdf
7. Okos, M. R., Campanella, O., Narsimhan, G., Singh, R. K., & Weitnauer, A. C. (2018). Food
dehydration. In Handbook of food engineering (pp. 799-950). CRC Press. https://www.taylorfrancis.com/chapters/edit/10.1201/9780429449734-11/food-dehydration-martin-okos-osvaldo-campanella-ganesan-narsimhan-rakesh-singh-weitnauer
8. Essa, M. M., Bishir, M., Bhat, A., Chidambaram, S. B., Al-Balushi, B., Hamdan, H., Govindarajan, N., Freidland, R.P., & Qoronfleh, M. W. (2023). Functional foods and their impact on health. Journal of food science and technology, 60(3), 820-834. https://doi.org/10.1007/s13197-021-05193-3
9. Rane, B. R., Amkar, A. J., Patil, V. S., Vidhate, P. K., & Patil, A. R. (2024). Opportunities and challenges in the development of functional foods and nutraceuticals. Formulations, regulations, and challenges of nutraceuticals, 227-254. https://www.taylorfrancis.com/chapters/edit/10.1201/9781003412496-14/opportunities-challenges-development-functional-foods-nutraceuticals-bhushan-rane-akash-amkar-vinit-patil-prasad-vidhate-abhijit-patil
10. Zannou, O., Oussou, K. F., Chabi, I. B., Alamou, F., Awad, N. M., Miassi, Y. E., Loké, F. C.V., Abdoulaye, A., Pashazadeh, H, Redha, A. A., Kpoclou, Y. E., Guclu, G., Koca, I., Selli, S., & Ibrahim, S. A. (2025). Phytochemical and nutritional properties of sumac (Rhus coriaria): a potential ingredient for developing functional foods. Journal of Future Foods, 5(1), 21-35. https://doi.org/10.1016/j.jfutfo.2024.01.002
11. Petrova, Zh. O., & Sniezhkin, Yu. F. (2018). Enerhoefektyvni teplotekhnolohii pererobky funktsionalnoi syrovyny: monohrafiia [Energy-efficient thermal technologies for the processing of functional raw materials: a monograph]. Kyiv: Naukova dumka.
12. Lobo, V., Patil, A., Phatak, A., & Chandra, N. (2010). Free radicals, antioxidants and functional foods: Impact on human health. Pharmacognosy reviews, 4(8), 118. https://doi.org/10.4103/0973-7847.70902
13. Halliwell, B. (1995, November). How to characterize an antioxidant: an update. In Biochemical Society Symposia (Vol. 61, pp. 73-101). Portland Press Limited.. https://doi.org/10.1042/bss0610073
14. Shi, H., Noguchi, N., & Niki, E. (1999). Comparative study on dynamics of antioxidative action of α-tocopheryl hydroquinone, ubiquinol, and α-tocopherol against lipid peroxidation. Free Radical Biology and Medicine, 27(3-4), 334-346. https://doi.org/10.1016/s0891-5849(99)00053-2
15. Levine, M., Rumsey, S. C., Daruwala, R., Park, J. B., & Wang, Y. (1999). Criteria and recommendations for vitamin C intake. Jama, 281(15), 1415-1423. doi: https://doi.org/10.1001/jama.281.15.1415
16. Meléndez-Martínez, A. J., Stinco, C. M., & Mapelli-Brahm, P. (2019). Skin carotenoids in public health and nutricosmetics: The emerging roles and applications of the UV radiation-absorbing colourless carotenoids phytoene and phytofluene. Nutrients, 11(5), 1093. https://doi.org/10.3390/nu11051093
17. Petrova, Zh., Novikova, Yu., Slobodianiuk, K., Hrakov, O., & Koval, I. (2024). Pererobka khurmy (Diospyros Kaki L.) sushinniam [Processing of persimmons (Diospyros kaki L.) by drying]. Scientific Works, 88(1), 19-29. https://doi.org/10.15673/swonaft.v88i1.2955
18. Sun, T., Rao, S., Zhou, X., & Li, L. (2022). Plant carotenoids: recent advances and future perspectives. Molecular Horticulture, 2(1), 3. https://doi.org/10.1186/s43897-022-00023-2
19. Sun, Y., Hu, P., Jiang, Y., Wang, Z., Chang, J., Zhou, Y., & Shao, H. (2025). Comprehensive analysis of metabolomics and transcriptomics reveals varied tepal pigmentation across Gloriosa varieties. BMC plant biology, 25(1), 66. https://doi.org/10.1186/s12870-025-06067-y
20. Hyun, J. E., Kim, J. Y., Kim, E. M., Kim, J. C., & Lee, S. Y. (2019). Changes in microbiological and physicochemical quality of dried persimmons (Diospyros kaki Thunb.) stored at various temperatures. Journal of Food Quality, 2019(1), 6256409. https://doi.org/10.1155/2019/6256409
21. Mia, S., Bulbul, M. T. A., Hasan, T., Sheikh, M. H., & Haque, M. T. (2024). Maximizing Carrot Productivity: The Role Of Potassium And Boron In Crop Performance. Tropical Agroeco-
systems (TAEC), 5(1), 47-50. http://doi.org/10.26480/taec.02.2024.78.81
22. Arshad, Z., Ashraf, N., Ali, A., Iqbal, A., Rafique, M., Gulzar, M., Ahmad, A., & Hassan, S. A. (2025). Evaluation of the antioxidant and antimicrobial properties of pumpkin pulp during storage through the ultrasonication process. Food Science and Engineering, 87-102. https://doi.org/10.37256/fse.6120255657
23. Al-Anoos, I. M., EI-dengawy, R., & Hasanin, H. (2015). Studies on chemical composition of some Egyptian and Chinese pumpkin (Cucurbita maxima) seed varieties. Journal of Plant Science & Research, 2(2), 1-4. https://www.opensciencepublications.com/fulltextarticles/JPSR-2349-2805-2-137.pdf
24. Islam, M, Jothi, JS, Habib, MR, & Iqbal, A. (2014). Evaluation of nutritional and sensory quality characteristics of pumpkin pies. International Journal of Emerging Trends in Science and Technology, 1(07), 1091-1097. https://www.academia.edu/download/79307147/Evaluation_of_Nutritional_and_Sensory_Qu20220121-13521-1cj2znm.pdf
25. Piepiórka-Stepuk, J., Wojtasik-Kalinowska, I., Sterczyńska, M., Mierzejewska, S., Stachnik, M., & Jakubowski, M. (2023). The effect of heat treatment on bioactive compounds and color of selected pumpkin cultivars. Lwt, 175, 114469. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2023.114469
26. Sniezhkin, Yu.F., & Shapar, R.O. (2020). Enerhoefektyvne obladnannia dlia znevodnennia termolabilnykh materialiv [Energy-efficient equipment for the dewatering of thermolabile materials]. Thermophysics and Thermal Power Engineering, 42(2), 5-17. https://doi.org/10.31472/ttpe.2.2020.1
27. Lopes, C., Fevereiro, P., & Araújo, S. S. (2025). Understanding the transition from embryogenesis to seed filling in Phaseolus vulgaris L. non-endospermic seeds. Frontiers in plant science, 16, 1597915. https://doi.org/10.3389/fpls.2025.1597915
28. 2 De La Fuente, M., Borrajo, A., Bermúdez, J., Lores, M., Alonso, J., López, M., Santalla, M., De Ron, A. M., Zapata, C., & Alvarez, G. (2011). 2-DE-based proteomic analysis of common bean (Phaseolus vulgaris L.) seeds. Journal of proteomics, 74(2), 262–267. https://doi.org/10.1016/j.jprot.2010.10.004
29. Castro-Guerrero, N. A., Isidra-Arellano, M. C., Mendoza-Cozatl, D. G., & Valdés-López, O. (2016). Common Bean: A Legume Model on the Rise for Unraveling Responses and Adaptations to Iron, Zinc, and Phosphate Deficiencies. Frontiers in plant science, 7, 600. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00600
30. Wikimedia project contributors. (25 February 2011). Common bean — Wikipedia. Wikipedia. Retrieved 25 January 2026 https://uk.wikipedia.org/wiki/Квасоля_звичайна
31. Wanna, R., Bunphan, D., Kunlanit, B., Khaengkhan, P., Khaengkhan, P., & Bozdoğan, H. (2025). Chemical Composition of Essential Oil from Apium graveolens L. and Its Biological Activities Against Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Dryophthoridae). Plants, 14(3), 347. https://doi.org/10.3390/plants14030347
32. Yan, J., Chen, J., Huang, Z., He, L., Wu, L., Yu, L., & Zhu, W. (2024). Characterisation of the volatile compounds in nine varieties and three breeding selections of celery using GC–IMS and GC–MS. Food Chemistry: X, 24, 101936. https://doi.org/10.1016/j.fochx.2024.101936
33. Quiros, C. F. (1993). Celery: Apium graveolens L. In Genetic improvement of vegetable crops (pp. 523-534). Pergamon. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-040826-2.50041-2
34. Wikimedia project contributors. (23 April 2005). Celery — Wikipedia. Wikipedia. Retrieved 25 January 2026. https://uk.wikipedia.org/wiki/Селера_пахуча
35. Niemirich, O. V., Ustymenko, I. M., Havrysh, A. V., & Doroshkevych, R. Yu. (2021). Teoretychni aspekty vykorystannia korenia selery u skladi sousu [heoretical aspects of using celery root in sauces]. Hraal nauky, 9, 179–182. https://doi.org/10.36074/grail-of-science.22.10.2021.28
36. Petrova, Z., Sniezhkin, Y., Paziuk, V., Novikova, Y., & Petrov, A. (2021). Investigation of the kinetics of the drying process of composite pellets on a convective drying stand. Journal of Ecological Engineering, 22(6), 159-166. https://doi.org/10.12911/22998993/137676
37. Tkachenko, S. Y., & Spivak, O. Yu. (2008). Sushylni protsesy ta ustanovky [Drying processes and equipment].
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Енергетика і автоматика
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Усі матеріали поширюються на умовах ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International Public License, що дозволяє іншим розповсюджувати рукопис із визнанням авторства роботи та першої публікації в цьому журналі.
