Determination of the Chemical Composition of Grape Seed Powders by Gc-ms Analysis

Substantiation of the expedience of using of natural antioxidants for inhibiting of oxidative and hydrolytic rancidity in confectionary industry is an urgent direction. The offered way of solving the problem is to use a fat-less grape seed powder, a product, obtained as wastes of vine-making as a source of antioxidants. For this aim, there were realized experimental studies of water-alcohol extracts (ethanol, isopropanol) by the method of gas chromatography with mass-spectroscopic detection (CG-MS) of the chemical composition of grape seed powders under industrial conditions. The obtained data allowed to establish that the studied extracts contain an essential amount of phenol compounds of the different origin: aromatic acids – gallic and egallic acids; resveratrol; flavonoids – quercetin and its derivatives, catechine, epicatechine, campferol and others alongside with esters of fatty acids. These components are strong antioxidants, and their introduction to a grape seed powder must favor inhibition of the oxidizing process of fats in fat-containing confectionary products, so increasing shelf-life of products

DETERMINATION OF THE CHEMICAL COMPOSITION OF GRAPE SEED POWDERS BY GC-MS ANALYSIS

Substantiation of the expedience of using of natural antioxidants for inhibiting of oxidative and hydrolytic rancidity in confectionary industry is an urgent direction. The offered way of solving the problem is to use a fat-less grape seed powder, a product, obtained as wastes of vine-making as a source of antioxidants. For this aim, there were realized experimental studies of water-alcohol extracts (ethanol, isopropanol) by the method of gas chromatography with mass-spectroscopic detection (CG-MS) of the chemical composition of grape seed powders under industrial conditions. The obtained data allowed to establish that the studied extracts contain an essential amount of phenol compounds of the different origin: aromatic acids – gallic and egallic acids; resveratrol; flavonoids – quercetin and its derivatives, catechine, epicatechine, campferol and others alongside with esters of fatty acids. These components are strong antioxidants, and their introduction to a grape seed powder must favor inhibition of the oxidizing process of fats in fat-containing confectionary products, so increasing shelf-life of products

Вплив порошків з виноградних кісточок на збереженість жирів у кондитерській глазурі

The polyphenol composition of grape seeds powder (GSP) and defatted grape seeds flour (DGSF) in water­alcohol (ethanol, isopropanol) extracts was studied by the chromatographic method. There was established the content of antioxidants, which are present in the form of phenolic acids (gallic, ellagic), stilbenes (resveratrol) and flavonoids, first of all, flavanols (catechin, epicatechin) and flavonols (kaemferol, myricetin, quercetin and its derivative glycosides). It was shown that the total content of polyphenols reaches a maximum size of about 4.5 % in gallic equivalent of the powder weight at the extraction of water­ethanol mixture with ethanol content of 50 % (w/w). The effect of phenolic antioxidants on peroxide (PV) and acid (AV) values of confectionery fats of lauric and non­lauric types in the model systems was studied as the markers of the rancidity formation process. It was proved that thanks to a high content of antioxidants in grape powders, the introduction of these powders in the composition of samples significantly slows down the process of auto­oxidation of fats. It was shown that grape powders as vegetable raw material are more stable in terms of catalyzing the process of fats hydrolysis in confectionery glaze. This is evidenced by the data on the activity of lipase enzyme, the magnitude of which is lower in the samples of grape seeds powders – 1.03 and 1.12 ñm3/g for GSP and DGSF, respectively, compared with that of different samples of cocoa powder – 0.84 and 1.87 ñm3/g. The study into changes in acid value of the samples also showed that the addition of GSP and DGSF as the source of antioxidants significantly inhibits the process of hydrolysis of fats to free fatty acids. The obtained results have a practical significance for the improvement of the process of confectionary glaze production in the direction of partial substitution of cocoa powder with grape seeds powders. This contributes to the creation of a product with a high nutritional value and which is more resistant to damage as a result of the process of oxidation and hydrolysis of fatsХроматографическим методом исследован полифенольный состав виноградных порошков grape seeds powder (GSP) и defatted grape seeds flour (DGSF) в водно-спиртовых (этанол, изопропанол) экстрактах. Установлено содержание антиоксидантов, которые присутствуют в виде фенольных кислот (галловая, эллаговая), стилбенов (ресвератрол) и флавоноидов, прежде всего, флаванолов (катехин, эпикатехин) и флавонолов (кемферол, мирицитин, кверцетин и его производные гликозиды). Показано, что общее содержание полифенолов достигает максимальной величины около 4,5 % в галловом эквиваленте от массы порошка при экстрагировании водно-этанольной смесью с содержанием этанола 50 % (w/w). В качестве маркеров процесса образования прогорклости исследовано влияние фенольных антиоксидантов на перекисное (PV) и кислотное (AV) числа кондитерских жиров лауринового и нелауриновый типов в модельных системах. Доказано, что благодаря высокому содержанию в виноградных порошках антиоксидантов, введение этих порошков в состав образцов существенно замедляет процессы автоокисления жиров. Показано, что виноградные порошки как растительное сырье являются более стабильными с точки зрения активизации процесса гидролиза жиров в кондитерской глазури. Об этом свидетельствуют данные по активности фермента липаза, величина которой ниже в образцах порошков из виноградных косточек - 1,03 и 1,12 см3/г для GSP и DGSF, соответственно, по сравнению с таковой у разных образцов какао-порошков - 0,84 и 1,87 см3/г. Исследование изменения кислотного числа образцов также показало, что добавление GSP и DGSF как источника антиоксидантов значительно ингибирует процесс гидролиза жиров до свободных жирных кислот. Полученные результаты имеют практическое значение для совершенствования процесса производства кондитерской глазури в направлении частичной замены какао-порошка порошками из виноградных косточек. Это способствует созданию продукта повышенной пищевой ценности и более устойчивого к порче в результате процесса окисления и гидролиза жировХроматографічним методом досліджено поліфенольний склад виноградних порошків grape seeds powder (GSP) і defatted grape seeds flour (DGSF) в водно-спиртових (етанол, ізопропанол) екстрактах. Встановлено вміст антиоксидантів, що присутні в вигляді фенольних кислот (галова, елагова), стилбенів (ресвератрол) та флавоноїдів , насамперед, флаванолів (катехін, епікатехін) та флавонолів (кемпферол, мирицитин, кверцетин та його похідні гликозиди). Показано, що загальний вміст поліфенолів досягає максимальної величини - майже 4,5 % в галовому еквіваленті від маси порошку при екстрагуванні водно-етанольною сумішшю з вмістом етанолу 50 % (w/w). В якості маркерів процесу утворення згірклості, що зумовлена окисненням та гідролізом жирів, досліджено вплив фенольних антиоксидантів на перекисне (PV) та кислотне (AV) числа кондитерських жирів лауринового та нелауринового типів в модельних системах. Доведено, що завдяки високому вмісту у виноградних порошках антиоксидантів, додавання цих порошків до складу зразків суттєво уповільнює процеси автоокиснення жирів. Показано, що виноградні порошки як рослинна сировина є більш стабільними з точки зору активізації процесу гідролізу жирів у кондитерській глазурі. Про це свідчать дані з активності ферменту ліпаза, що констатують нижчі значення у зразках порошків з виноградних кісточок – 1,03 та 1,12 см3/г для GSP та DGSF, відповідно, порівняно з такими у різних зразках какао-порошків – 0,84 та 1,87 см3/г. Дослідження зміни кислотного числа зразків також засвідчило, що додаванням GSP та DGSF як джерела антиоксидантів значно інгібує процес гідролізу жирів до вільних жирних кислот. Отримані результати мають практичне значення для удосконалення процесу виробництва кондитерської глазурі в напрямку часткової заміни какао-порошку порошками з виноградних кісточок. Це сприятиме створенню продукту підвищеної харчової цінності та більш стійкого до псування жирі

Вплив порошків з виноградних кісточок на збереженість жирів у кондитерській глазурі

The polyphenol composition of grape seeds powder (GSP) and defatted grape seeds flour (DGSF) in water­alcohol (ethanol, isopropanol) extracts was studied by the chromatographic method. There was established the content of antioxidants, which are present in the form of phenolic acids (gallic, ellagic), stilbenes (resveratrol) and flavonoids, first of all, flavanols (catechin, epicatechin) and flavonols (kaemferol, myricetin, quercetin and its derivative glycosides). It was shown that the total content of polyphenols reaches a maximum size of about 4.5 % in gallic equivalent of the powder weight at the extraction of water­ethanol mixture with ethanol content of 50 % (w/w). The effect of phenolic antioxidants on peroxide (PV) and acid (AV) values of confectionery fats of lauric and non­lauric types in the model systems was studied as the markers of the rancidity formation process. It was proved that thanks to a high content of antioxidants in grape powders, the introduction of these powders in the composition of samples significantly slows down the process of auto­oxidation of fats. It was shown that grape powders as vegetable raw material are more stable in terms of catalyzing the process of fats hydrolysis in confectionery glaze. This is evidenced by the data on the activity of lipase enzyme, the magnitude of which is lower in the samples of grape seeds powders – 1.03 and 1.12 ñm3/g for GSP and DGSF, respectively, compared with that of different samples of cocoa powder – 0.84 and 1.87 ñm3/g. The study into changes in acid value of the samples also showed that the addition of GSP and DGSF as the source of antioxidants significantly inhibits the process of hydrolysis of fats to free fatty acids. The obtained results have a practical significance for the improvement of the process of confectionary glaze production in the direction of partial substitution of cocoa powder with grape seeds powders. This contributes to the creation of a product with a high nutritional value and which is more resistant to damage as a result of the process of oxidation and hydrolysis of fatsХроматографическим методом исследован полифенольный состав виноградных порошков grape seeds powder (GSP) и defatted grape seeds flour (DGSF) в водно-спиртовых (этанол, изопропанол) экстрактах. Установлено содержание антиоксидантов, которые присутствуют в виде фенольных кислот (галловая, эллаговая), стилбенов (ресвератрол) и флавоноидов, прежде всего, флаванолов (катехин, эпикатехин) и флавонолов (кемферол, мирицитин, кверцетин и его производные гликозиды). Показано, что общее содержание полифенолов достигает максимальной величины около 4,5 % в галловом эквиваленте от массы порошка при экстрагировании водно-этанольной смесью с содержанием этанола 50 % (w/w). В качестве маркеров процесса образования прогорклости исследовано влияние фенольных антиоксидантов на перекисное (PV) и кислотное (AV) числа кондитерских жиров лауринового и нелауриновый типов в модельных системах. Доказано, что благодаря высокому содержанию в виноградных порошках антиоксидантов, введение этих порошков в состав образцов существенно замедляет процессы автоокисления жиров. Показано, что виноградные порошки как растительное сырье являются более стабильными с точки зрения активизации процесса гидролиза жиров в кондитерской глазури. Об этом свидетельствуют данные по активности фермента липаза, величина которой ниже в образцах порошков из виноградных косточек - 1,03 и 1,12 см3/г для GSP и DGSF, соответственно, по сравнению с таковой у разных образцов какао-порошков - 0,84 и 1,87 см3/г. Исследование изменения кислотного числа образцов также показало, что добавление GSP и DGSF как источника антиоксидантов значительно ингибирует процесс гидролиза жиров до свободных жирных кислот. Полученные результаты имеют практическое значение для совершенствования процесса производства кондитерской глазури в направлении частичной замены какао-порошка порошками из виноградных косточек. Это способствует созданию продукта повышенной пищевой ценности и более устойчивого к порче в результате процесса окисления и гидролиза жировХроматографічним методом досліджено поліфенольний склад виноградних порошків grape seeds powder (GSP) і defatted grape seeds flour (DGSF) в водно-спиртових (етанол, ізопропанол) екстрактах. Встановлено вміст антиоксидантів, що присутні в вигляді фенольних кислот (галова, елагова), стилбенів (ресвератрол) та флавоноїдів , насамперед, флаванолів (катехін, епікатехін) та флавонолів (кемпферол, мирицитин, кверцетин та його похідні гликозиди). Показано, що загальний вміст поліфенолів досягає максимальної величини - майже 4,5 % в галовому еквіваленті від маси порошку при екстрагуванні водно-етанольною сумішшю з вмістом етанолу 50 % (w/w). В якості маркерів процесу утворення згірклості, що зумовлена окисненням та гідролізом жирів, досліджено вплив фенольних антиоксидантів на перекисне (PV) та кислотне (AV) числа кондитерських жирів лауринового та нелауринового типів в модельних системах. Доведено, що завдяки високому вмісту у виноградних порошках антиоксидантів, додавання цих порошків до складу зразків суттєво уповільнює процеси автоокиснення жирів. Показано, що виноградні порошки як рослинна сировина є більш стабільними з точки зору активізації процесу гідролізу жирів у кондитерській глазурі. Про це свідчать дані з активності ферменту ліпаза, що констатують нижчі значення у зразках порошків з виноградних кісточок – 1,03 та 1,12 см3/г для GSP та DGSF, відповідно, порівняно з такими у різних зразках какао-порошків – 0,84 та 1,87 см3/г. Дослідження зміни кислотного числа зразків також засвідчило, що додаванням GSP та DGSF як джерела антиоксидантів значно інгібує процес гідролізу жирів до вільних жирних кислот. Отримані результати мають практичне значення для удосконалення процесу виробництва кондитерської глазурі в напрямку часткової заміни какао-порошку порошками з виноградних кісточок. Це сприятиме створенню продукту підвищеної харчової цінності та більш стійкого до псування жирі

Визначення антиоксидантної ємності мармеладу та маршмелоу

Creation of functional foods with various plant additives as a preventive means of population antioxidant protection programs is an important task, the solution of which is impossible without a preliminary assessment of antioxidant properties of food components – plant material. For this purpose, the antioxidant capacity of plant additives of apples, quince, grapes, pumpkins, carrots, rose hips, sea buckthorn, Sudanese rose, black chokeberry, obtained by cryogenic technologies and products  with them – fruit jelly and marshmallow was investigated by galvanostatic coulometry. It was found that the TAC of cryopastes increases in the row: pumpkins<carrots<quince<apples<grapes from 25 to 550 C/100 g. The TAC of cryopowders increases in the row: grapes<black chokeberry<Sudanese rose<sea buckthorn<rose hips from 663 to 4400 C/100 g. The values correlate with the content of the main classes of antioxidants in these cryoadditives. It was determined that marmalade with the addition of carrot and pumpkin cryopastes has the lowest bromine TAC. Additional introduction of cryopowders in marmalade samples with cryopastes in an amount 1.5 % increases the TAC of marmalade by 3.5–10 times. It is shown that the use of water­alcohol extracts as additives with the addition of 1 % citric acid provides the samples of marshmallow with more pronounced antioxidant properties.The calculations, based on the additive scheme show that the functional properties of the products are due to the antioxidant properties of the additives.Методом гальваностатической кулонометрии определена антиоксидантная емкость мармелада желейно-фруктового и маршмелоу с растительными добавками из яблок, айвы, винограда, тыквы, моркови, шиповника, облепихи, суданской розы, черноплодной рябины, полученных по криогенным технологиям. На основании расчетов по аддитивной схеме показано, что функциональные свойства изделий определяются антиоксидантными свойствами введенных добавок.Методом гальваностатичної кулонометрії визначено антиоксидантну ємність мармеладу желейно-фруктового та маршмелоу з рослинними добавками з яблук, айви, винограду, гарбуза, моркви, шипшини, обліпихи, суданської троянди, чорноплідної горобини, отриманих за кріогенними технологіями. На підставі розрахунків, які базуються на адитивній схемі, показано, що функціональні властивості виробів обумовлені антиоксидантними властивостями введених добавок

Розробка теоретичної моделі одержання піноемульсій з суміші сухої жировмісної та її експериментальне підтвердження

We developed a theoretical model of the Pickering-steric stabilization of whipped emulsions structure with a low fat content, obtained from a dry fat-containing mixture. It was experimentally proven that the yield shear stress of a whipped emulsion is determined by the degree of destabilization of fatty particles. It is shown that in order to ensure the full degree of destabilization of fatty particles, it is necessary that 5.0...7.0 g of oil is introduced with 3.0 g of distilled monoglycerides and 0.08…0.1 g of soy lecithin. The destabilized fatty particles are capable of adhesion to air bubbles thus providing for the Pickering-stabilization of a whipped emulsion. It was established that at low content of oil in the system (5.0...7.0 %), it is necessary to combine the Pickering stabilization with the steric stabilization. Steric stabilization in a whipped emulsion is implemented the complex formation of sodium caseinate and kappa-carrageenan, increasing the yield shear stress of the interface adsorption layers.Whipped emulsions with a large foaming capacity and yield shear stress are obtained from a dry fat-containing mixture. For this purpose, it is necessary to provide, during crystallization of the fatty phase, a contact with white sugar. This approach ensures formation of the interface adsorption layers and partial wetting the fatty particles (an edge angle of wetting is 25.0±2.0°). The proposed approach is named the quasi-emulsification. Introduction to sunflower oil of 30…37.5 % of distilled monoglycerides of fatty acids provides the obtaining of dry loose fat mixtures. New technology that we propose for obtaining the dry mixtures is characterized by energy efficiency because of the absence of operation of drying the emulsion. Using the developed technology makes it possible to receive whipped emulsions with the foaming capacity that is 1.7…2.0 times higher than that of the products-analogues available in the Ukrainian market.Разработана теоретическая модель Пикеринг-стерической стабилизации структуры пеноэмульсии с низким содержанием жира, полученной из сухой смеси. Экспериментально доказано, что предельное напряжение сдвига пеноэмульсии определяется степенью дестабилизации жировых частиц, которые обеспечивают Пикеринг стабилизацию пеноэмульсии. Реализация комплексообразования казеината натрия и каппа-карагинана обеспечивает стерическую стабилизацию пеноэмульсии за счет увеличения предельного напряжения сдвига межфазных адсорбционных слоевРозроблено теоретичну модель Пікерінг-стеричної стабілізації структури піноемульсій з низьким вмістом жиру, одержаної із сухої суміші. Експериментально доведено, що граничне напруження зсуву піноемульсії визначається ступенем дестабілізації жирових частинок, які забезпечують Пікерінг стабілізацію піноемульсії. Реалізація комплексоутворення казеїнату натрію та капа-карагінану забезпечує стеричну стабілізацію піноемульсії за рахунок збільшення граничного напруження зсуву міжфазних адсорбційних шарі

Development of Low-Cost Arduino-Based Equipment for Analytical and Educational Applications

A modern microcontroller Arduino platform is often used to create electronic devices with the ability to receive signals from various digital and analog sensors, to perform further primary processing of information to be transferred to a computer, as well as to control various devices. This versatility makes it possible to create low-cost equipment for analytical and educational applications on these platforms. As an example, this white paper describes the benefits of using Arduino microcontroller boards to create two powerful and inexpensive interfaces for computers and laboratory equipment for automating analytical chemistry laboratories. The first one is a device for carrying out coulometric titration in galvanostatic mode with potentiometric or amperometric indication of the titration end point. The instrument is used to determine the concentration of individual substances and the total antioxidant capacity of food systems. Another development is a device for determining the water activity of food systems with a capacitive sensor for determining relative humidity. Both types of measurement equipment use Arduino One or Nano microcontrollers in combination with various controls for analog signal measurement, A/D conversion, and indication. The measured values are monitored in real time by transferring information to a personal computer via a USB port under the control of the developed software. The effective use of the developed devices is presented on the example of measurements of foodstuff samples when obtaining validated data

A Perspective of Applications of Wine Pomace in Flour-Containing Foods: A Mini-Review

Wine pomace, also mentioned as grape pomace (GP), is a byproduct of the wine industry, containing about 50% grape skins, 25% grape seeds and 25% stems. These wastes are of great value and great potential as a source of biologically active compounds. This opens up new prospects for the rational use of GP in the food industry. It is no coincidence that numerous new technologies for processing these byproducts have recently emerged to create a wide range of diverse new food products by enriching traditional foods with antioxidants, dietary fiber and mineral compounds. The most popular GP processing products are extracts and powders. Powders do not require special storage conditions, and they are highly adaptable, mixing well with other types of food raw materials, especially loose ones. Therefore, they are widely used in such products as bread, cookies, pasta, muffins, etc. Grape powders improve the structure of the dough, slow down the oxidation of fats, for example, in cookies, and increase the nutritional value of flour products. Finally, we will discuss these perspectives on the use of grape pomace as an ingredient in the formulation of flour-containing food products

Spectroscopic Studies of Interactions of Iron Oxide Nanoparticles with Ovalbumin Molecules

Recent studies show the possibility of using iron oxide nanoparticles as a food additive with certain functional and technological properties. However, when developing technologies for food products, the interaction of these particles with the main components of the food matrix, in particular proteins, takes on special significance. The aim of the present research was to study the interaction of iron oxide nanoparticles with ovalbumin molecules. Fourier-transform infrared and fluorescence spectroscopy were used to study interaction between iron oxide nanoparticles and ovalbumin molecules. It was found that the interaction of iron oxide nanoparticles with ovalbumin molecules occurs via a mechanism of static quenching with the formation of an intermolecular nonfluorescent complex that changes the native structure of the protein. The binding constant varied from 3.6 × 104 to 4.1 × 104 L·mol−1 depending on the pH value of the medium and temperature. The calculated thermodynamic parameters of binding indicate the spontaneity of the process with the predominance of the enthalpy factor. The interaction between iron nanoparticles and ovalbumin occurred mainly due to the presence of electrotatic forces. The obtained data on the mechanism of interaction of iron oxide nanoparticles with proteins should be taken into account when developing food technologies to control functional properties of products

Evaluation of the Intake of Vitamin D in Daily Food Rations by Students

Over the past two years, a significant number of studies and statistical reports have appeared that prove the relationship between the level of vitamin D in the body and the severity of COVID-19. The main sources of vitamin D in the human body are food and sunlight. The purpose of this study was to evaluate the intake of vitamin D in daily food rations by the students. As an applied aspect, consider the effect of the frequency of consumption of vitamin D-containing foods on the occurrence of symptoms of allergic diseases. The study was a cross-sectional descriptive survey of students from two universities in the city Kharkiv (Ukraine). The data collection was carried out by a conducting questionnaire with three sections: frequency of consumption for 22 vitamin D-containing foods, identification of allergic symptoms, and an estimate of the average duration of exposure time to sunlight by season. The survey suggests that the rations of students are poor for consuming products vitamin D-containing foods. The classification of these products was carried out using statistical analysis of data and chemometric techniques. There was a lack of consumption of vitamin D-containing foods and a critical time spent in sunlight, regardless of the season. At the same time, a positive correlation between the presence of vitamin D deficiency in young people and a high percentage of respondents with symptoms of allergic diseases was obtained