ВведениеСегодня в каждой аптеке можно найти сушеныеплоды шиповника как в измельченном виде, таки целые ягоды. Шиповник как лекарственноесредство очень популярен, особенно среди людейпожилого возраста, за счет своих многочисленныхполезных свойств и низкой цены в сравнении сдорогостоящими препаратами [1, 2]. Шиповникявляется ярким представителем растения, котороесодержит в себе большое количество витаминов,в частности витамина С [3]. Это делает егонезаменимым помощником в борьбе с вируснымизаболеваниями.Для применения шиповника в различныхотраслях пищевой и медицинской промышленностейиспользуют тепловую обработку. Однако в процессетеряется часть витаминов, в частности витамина С [5].Перечень витаминов, содержащихся в ягодахшиповника, представлен в таблице 1.Плоды шиповника также широко используютдля витаминизации различных кулинарных икондитерских изделий. Из них готовят пюре, пасту,повидло, мармелад, конфеты, компот, кисели,морс и квас. Плоды шиповника применяются припроизводстве пивных напитков, хлеба из пшеничноймуки, а также мясорастительных паштетов дляпридания им дополнительных функциональныхсвойств [6–9].Широкое применение в пищевой биотехнологииво всем мире получили сонохимические техноло-гии, т. е. преобразование энергии упругих колеба-ний ультразвуковой частоты. Перспективныминаправлениями в области создания ресурсосбере-гающих технологий в сушке растительного сырьяявляются инфракрасная сушка и сушка в поледействия ультразвука. Анализируя труды российскихи зарубежных ученых в данной области, авторамистатьи было решено использовать ультразвук длядостижения цели исследования, а именно уменьшениепотери витаминов за счет применения современныхультразвуковых технологий, позволяющих снизитьтемпературный режим и сократить время сушки,а также улучшить качественные показателивысушенного продукта [4, 11, 13–20].Ультразвук – это распространяющееся волно-образно колебательное движение, которое совершаютчастицы среды. Именно эти колебания и позволяюттеплому воздуху намного быстрее разрушатьпограничный слой и проникать к центру ягоды,обеспечивая равномерный прогрев и равномерноеудаление влаги [10]. Эффективность ультразвуковойсушки связана с ускорением процессов теплообменав ультразвуковом поле [12]. При этом материалвысушивается и испытывает со стороны газовойсреды воздействие ультразвукового поля с уровнеминтенсивности до 145 дБ.Сильное влияние акустических волн напервых стадиях сушки связано с относительномалой толщиной пограничного слоя. Сравнениеультразвуковой сушки с конвективным способом(постоянный обдув поверхности материала)показывает, что даже, когда скорость акустическихпотоков сравнима со скоростью постоянного потокавоздуха при охлаждении, ультразвуковая сушкапроисходит значительно быстрее, учитывая, чтотолщина пограничного слоя для акустическихCommonwealth of Independent States. The raw material was dried according to standard methods. One group of samples was treatedwith ultrasound, while the other served as control. Both groups underwent a sensory evaluation and were tested for moisture andvitamin C.Results and discussion. The rose hips were dried in a combination steam oven with a built-in ultrasonic wave generator. The researchrevealed the following optimal parameters of the ultrasound drying process: frequency of ultrasonic vibrations – 22 kHz, processingtime – 2.5 h, temperature in the combination steam oven – +56°C, initial moisture content – 30%. The resulting product met therequirements of State Standard. The loss of moisture was 57%. According to State Standard 1994-93, the initial moisture contentshould be 15% or less. Time decreased from 360 min to 160 min, and the initial moisture was 13%. The experiment confirmed theinitial hypothesis that ultrasonic treatment improves the drying process by improving quality indicators and preserving vitamin C inraw materials using.Conclusion. Ultrasound treatment during moisture removal from rose hips provides a resource-saving technology that fulfills aneconomically and socially important function.Keywords. Acoustics, vibrations, Rosaceae fruits, vitamins, raw materials, medicine, confectionery industry, qualityFor citation: Verboloz EI, Ivanova MA, Demchenko VA, Fartukov S, Evona NK. Ultrasound Drying of Rose Hips: a Process Study.Food Processing: Techniques and Technology. 2020;50(1):79–86. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-1-79-86.Таблица 1. Содержание витаминов на 100 граммшиповника семейства «Собачий»Table 1. Content of vitamins per 100 grams of Rosa caninaВитамины Содержание, мгС 650,000А 434,000Е 5,840В9 3,000РР 1,300В5 0,800В2 0,166В6 ˂ 181Верболоз Е. И. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 1 С. 79–86потоков меньше, чем толщина гидродинамическогопограничного слоя.Вторая стадия сушки характеризуется какпериод нисходящей скорости, а также пониженнойвлажностью материала и слабым выделениемжидкости изнутри. В связи с этим не выполняетсяпадение ее содержания на поверхности. Влияниеакустических колебаний сводится к увеличениюкоэффициента диффузии жидкости в результатеее нагрева при поглощении ультразвука в макро-капилярах и порах [10].Эффективным является применение ультразвукана первой стадии, т. е. в период постоянной скоростисушки. На второй стадии процесс сушки носитхарактер цикла: волна выбивает влагу, котораянаходится на поверхности продукта, затем влага,которая осталась внутри материала, равномернораспределяется по капиллярам и процесс запускаетсяснова. Данный процесс происходит до тех пор, покапродукт не достигнет нужной влажности. Наиболеецелесообразной ультразвуковая сушка является длямелкодисперсных материалов, которые находятсяв процессе обработки в состоянии покоя, т. к. приэтом является малым пороговое значение звуковогодавления и обеспечивается равномерная обработкапродукта [10].Объекты и методы исследованияОбъектом исследования являлись плодышиповника семейства «Собачий». Подготовительныеоперации заключались в мойке и удалении влагис поверхности растительного сырья. Сушка ши-Рисунок 1. Пароконвектомат с ультразвуковым аппаратомFigure 1. Combination steam oven with a built-in ultrasonic wave generatorРисунок 2. Схема установки по сушке шиповника в пароконвектомате с наложением поля ультразвука: 1 – компрессор;2 – блок подготовки воздуха; 3 – трубопровод; 4 – пекарная камера пароконвектомата; 5 – генератор ультразвуковых волн;6 – сетчатый поддон; 7 – высушиваемое сырье (шиповник); 8 – регулятор температурных режимов;9 – кнопка включения/выключенияFigure 2. Installation lay-out for ultrasound drying of rose hips in a combination steam oven: 1 – compressor; 2 – air preparation unit; 3 – pipeline;4 – baking chamber of the combination steam oven; 5 – generator of ultrasonic waves; 6 – mesh pan; 7 – dried raw materials (rose hips);8 – temperature controller; 9 – on/off button0 20 40 60 80 100 120 140 160T, мин0 40 80 0 20 40 60 80 100 120 140 160T, мин0 40 80 140 1600153045600 40 80 120 160 200 240 280 320 360W, %T, мин4,44,54,64,74,84,95вкусзапах цветс узв без узв82Verboloz E.I. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2020, vol. 50, no. 1, pp. 79–86повника проводилась в пароконвектомате маркиAngelo Po FX61e1 со встроенным ультразвуковымтехнологическим аппаратом для газовых сред серии«Соловей» (модель УЗАГС-0,3/22-О) [11]. Частотаультразвуковых колебаний – 22 кГц, мощность280 ВА. Процесс удаления влаги из сырьяосуществлялся на сетчатом поддоне, которыйиспользовали для улучшения конвекции. На рисунке1 представлен внешний вид аппарата с размещеннымв нем генератором ультразвука.Во время процесса сушки отслеживалисьтемпературные и влажностные показатели сырья.Процесс сушки осуществлялся при температуреt = 56 °C, начальная масса плодов шиповникаmнач. = 0,7 кг, начальная влажность Wнач. = 30 %.На рисунке 2 представлена схема установкисушки плодов шиповника с наложением поляультразвука. Во время проведения экспериментапроизводились замеры температуры высушиваемогосырья, температуры и влажности в пекарной камере,уровня шума и частоты излучения ультразвуковогогенератора. Уровень шума не превышал 75 ДБ,частота колебалась в пределах 21–22 кГц.Результаты и их обсуждениеПосле сушки с наложением поля ультразвукаобщая масса плодов сократилась с 1 кг до 0,4 кг.Процент усушки составил 57 %. Влажность шиповни-ка должна быть не более 15 % (ГОСТ 1994-93).После сушки c применением воздушного генератораультразвука «Соловей» остаточное процентноесодержание влаги составило 13 %.На рисунке 3 представлены образцы сушеногошиповника с применением ультразвука и без.Плоды шиповника, высушенные с применениемультразвукового генератора, имеют более равно-мерную окраску, чем те, что сушились только за счетконвекции.Результаты измерений влажности в процессесушки шиповника с применением ультразвука и безнего представлены на рисунках 4 и 5.Исходя из результатов проведенных опытов,можно сделать вывод о том, что после сушкиплодов шиповника с наложением поля ультразвукав течение 160 мин, влагосодержание ягод составляет13 %. При сушке такого же количества шиповникав пароконвектомате без применения воздушногогенератора «Соловей» требуется около 360 мин,чтобы достичь необходимого показателя влажности вготовом продукте. При этом энергозатраты на сушкушиповника без применения ультразвука выше в2,5 раза, чем по технологии сушки с наложениемполя ультразвука.Проведя лабораторные исследования содержаниявитамина С в сырье, высушенном без примененияультразвуковой технологии и с наложением поляультразвука, получили данные, представленные втаблице 2.Как видно из таблицы 2, содержание витаминаС при сушке сырья с наложением поля ультразвука– это более щадящая температурная обработка,позволяющая сохранить больше полезных веществв обработанном сырье. Данная технология позво-ляет повысить уровень содержания витамина Cв высушенном продукте, а значит содержание(а) (б)Рисунок 3. Плоды шиповника: (а) сушка без ультразвука;(б) сушка с применением ультразвукаFigure 3. Rose hips: (a) dried without ultrasound;(b) dried using ultrasoundРисунок 4. График зависимости влагосодержанияот времени сушки в пароконвектоматес наложением поля ультразвукаFigure 4. Effect of drying time in a combination steam oven withultrasound on moisture contentРисунок 5. График зависимости влагосодержанияот времени сушки в пароконвектоматебез применения ультразвукаFigure 5. Effect of drying time in a combination steam oven withoutultrasound on moisture content02040600 20 40 60 80 100 120 140 160W, %T, мин0153045600 W, %02040600 20 40 60 80 100 120 140 160W, %T, мин0153045600 W, %02040600 20 40 60 80 100 120 140 160W, %T, мин0153045600 40 80 120 160 200 240 280 320 360W, %T, минзапах 02040600 20 40 60 80 100 120 140 160W, %T, мин0153045600 40 80 120 160 200 240 280 320 360W, %T, минзапах83Верболоз Е. И. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 1 С. 79–86витаминов, перечисленных в таблице 1, по мнениюавторов, будет иметь повышенные показатели.Анализ качественных показателей образцовшиповника показал, что за счет примененияультразвука в процессе сушки удается в большейстепени сохранить цвет и запах. Вкус призаваривании отличается большей насыщенностью,по сравнению с шиповником, высушенным безультразвука. Номограмма качественных показателейпредставлена на рисунке 6.Анализ качественных показателей осуществлялсяпо 5 бальной шкале. Применение шкалы позволилопривлечь к оцениванию дегустаторов с невысокойсенсорной чувствительностью и небольшим опытом.ВыводыПрименение ультразвука позволяет увеличитьскорость процесса сушки в 2 раза, уменьшить потеривитаминов на 17 %, а значит улучшить качествовыпускаемого продукта. Уменьшение временитемпературной обработки позволяет снизитьэнергозатраты на производственный процесс,снижение энергозатрат – себестоимость выпускаемойпродукции.Критерий авторстваЕ. И. Верболоз руководила проектом. М. А. Ива-нова и В. А. Демченко занималась разработкойметодики эксперимента, преобразованием получен-ных данных в статью. С. Фартуков и Н. К. Евоназанимались закупкой сырья, проведением экспери-мента, сбором полученных данных.Конфликт интересовАвторы заявляют об отсутствии конфликтаинтересов.ContributionE.I. Verboloz supervised the project. M.A. Ivanovaand V.A. Demchenko were engaged in the developmentof experimental techniques and converting the data intoa readable form. S. Fartukov and N.K. Evona purchasedraw materials, conducted the experiment, collected andprocessed the data.Conflict of interestThe authors declare that there is no conflict of interestregarding the publication of this article.