Effect of the microwave treatment on anti-nutrients of soybeans

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Soybeans contain anti-nutrients that have to be inactivated before being used as feed for livestock and poultry.

AIM: Obtaining the new data on the effect of the heat treatment on soybeans.

MATERIALS AND METHODS: Soybeans of the Dongsheng 22 and SK Alta varieties were processed with micronization, autoclaving and microwaves in the developed microwave unit.

RESULTS: After micronization, the decrease in total starch was 10–16%, after autoclaving and microwave treatment — 15–17%. The three kinds of treatment did not have a significant effect on total phenolic content. The content of flavonoids increased by 7–9% after autoclaving and micronization and by 16% after microwave treatment. When micronizing and autoclaving soybeans, no changes in antioxidant activity were observed, but with microwave treatment, it increased by 3–5%. The decrease in trypsin inhibitor activity was 80% after microwave treatment and 73–79% after micronization and autoclaving. The tannin content was reduced by 10% with microwave treatment and by 7–9% after micronization and autoclaving. The decrease in phytic acid content was 43–45% and repeated for all kinds of treatment.

CONCLUSION: The reduction of antinutrients after micronization, autoclaving and microwave processing ensures the use of soybeans for feed. Milder temperature conditions and cyclic processes of heating and cooling during microwave processing increase the safety of soybeans. The higher heating rate and low energy costs of microwave processing ensure economic feasibility.

About the authors

Alexander A Belov

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Author for correspondence.
Email: belov-aa-chgsha@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9216-9852
SPIN-code: 7360-5859

Dr. Sci. (Engineering), Senior Researcher of the Electrical and Heat Technologies Laboratory

Russian Federation, 5 bldg 1 1st Institutsky drive, 109428 Moscow

References

  1. Foley JJ, Rosentrater KA, Lamsal B, Poovaiah N. Processing approaches to improve functionality and value of soybean products. American Society of Agricultural and Biological Engineers. 2013;2:1012–1038. doi: 10.13031/aim.20131592967
  2. Saleh AA, El-Adawy TA. Nutritional composition of chickpea (Cicer arietinum L.) as affected by microwave cooking and other traditional cooking methods. Journal of Food Composition and Analysis. 2006;19:806–812. doi: 10.1016/j.jfca.2006.03.015
  3. Vasilyev AA, Vasilyev AN, Budnikov D. Using modeling to select the type of microwave field emitter for dense-layer grain dryers. Applied Sciences. 2023;13(16):9070. doi: 10.3390/app13169070
  4. Maksimenko VA, Bukhantsov KN. The calculation and choice of the electromagnet parameters for the grain and seeds disinfectant device. Tractors and Agricultural Machinery. 2022;89(3):223–232. (In Russ.) doi: 10.17816/0321-4443-106120
  5. Dorokhov AS, Chaplygin ME, Aksenov AG et al. Grain seed treatment by a low-frequency electromagnetic field. Agricultural Machinery and Technologies. 2023;17(4):4–11. (In Russ.) doi: 10.22314/2073-7599-2023-17-4-4-11
  6. Kozyrskiy VV, Savchenko VV, Sinyavskiy AYu. Pre-sowing treatment of leguminous crop seeds with a magnetic field. Agricultural Machinery and Technologies. 2019;13(1):21–26. (In Russ.) doi: 10.22314/2073-7599-2018-13-1-21-26
  7. White CE, Campbell DR, McDowell LR. Effects of dry matter content on trypsin inhibitors and urease activity in heat treated soya beans fed to weaned piglets. Animal Feed Science and Technology. 2000;87:105–115. doi: 10.1016/S0377-8401(00)00168-1
  8. Budnikov D.A. Determination of the dielectric loss factor of a grain-air mixture of wheat. Agricultural Machinery and Technologies. 2019;13(2):10–14. (In Russ.) doi: 10.22314/2073-7599-2018-13-2-10-14
  9. Belov AA, Storchevoy VF. Combined dielectric and induction heating of fodder grain. Prirodoobustrojstvo. 2014;3:79–83. (In Russ.)
  10. Belov A, Vasilyev A, Dorokhov A. Effect of microwave pretreatment on the exchange energy of forage barley. Journal of Food Process Engineering. 2021;44(9). doi: 10.1111/jfpe.13785
  11. Xu BJ, Chang SKC. A comparative study on phenolic profiles and antioxidant activities of legumes as affected by extraction solvents. Journal of Food Science. 2007;72:159–166. doi: 10.1111/j.1750-3841.2006.00260.x
  12. Heimler D, Vignolini P, Dini MG, Romani A. Rapid tests to assess the antioxidant activity of Phaseolus vulgaris L. dry beans. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2005;53:3053–3056. doi: 10.1021/jf049001r
  13. Benzie IFF, Strain JJ. The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of “antioxidant power”: the FRAP assay. Analytical Biochemistry. 1996;239:70–76. doi: 10.1006/abio.1996.0292
  14. Sobchenko YuA, Omarov AN, Belov AA. The three-factor experiment on microwave micronization of grain fee. Elektrotekhnologii i elektrooborudovanie v APK. 2021;68(3):116–123. (In Russ.) doi: 10.22314/2658-4859-2021-68-3-116-123
  15. Chin L, Therdthai N, Ratphitagsanti W. Effect of microwave cooking on quality of riceberry rice (Oryza sativa L.). Journal of Food Quality. 2020;2:1–9. doi: 10.1155/2020/4350274
  16. Oomah BD, Kotzeva L, Allen M, Bassinello PZ. Microwave and micronization treatments affect dehulling characteristics and bioactive contents of dry beans (phaseolus vulgaris l). Journal of the Science of Food and Agriculture. 2014;94(7):1349–1358. doi: 10.1002/jsfa.6418
  17. Smith C, Megen WV, Twaalfhoven L, Hitchcock C. The determination of trypsin inhibitor levels in foodstuffs. Journal of the Science of Food and Agriculture. 1980;31:321–350. doi: 10.1002/jsfa.2740310403
  18. Price ML, van Scoyoc S, Butler LG. A critical evaluation of the vanillin reaction as an assay for tannin in sorghum grain. Journal of Agricultural Food Chemistry. 1978;26:1214–1218. doi: 10.1021/jf60219a031
  19. Vaintraub IA, Lapteva NA. Colorimetric determination of phytate in unpurified extracts of seeds and the products of their processing. Analytical Biochemistry. 1988;175:227–230. doi: 10.1016/0003-2697(88)90382-X
  20. Vashishth R, Semwal AD, Naika M et al. Influence of cooking methods on antinutritional factors, oligosaccharides and protein quality of underutilized legume Macrotyloma uniflorum. Food Research International. 2021;143:110299. doi: 10.1016/j.foodres.2021.110299
  21. Mohapatraa D, Patel AS, Kar A et al. Effect of different processing conditions on proximate composition, antioxidants, anti-nutrients and amino acid profile of grain sorghum. Food Chemistry. 2019;271:129–135. doi: 10.1016/j.foodchem.2018.07.196
  22. Dlamini NR, Taylor JRN, Rooney LW. The effect of sorghum type and processing on the antioxidant properties of African sorghum-based foods. Food Chemistry. 2007;105(4):1412–1419. doi: 10.1016/j.foodchem.2007.05.017
  23. Vijayakumari K, Pugalenthi M, Vadivel V. Effect of soaking and hydrothermal processing methods on the levels of antinutrients and in vitro protein digestibility of Bauhinia purpurea L. seeds. Food Chemistry. 2007;103:968–975. doi: 10.1016/j.foodchem.2006.07.071

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The microwave unit: 1 — a loading section; 2 — reference soybeans; 3 — operating sections; 4 — struts; 5 — a motor; 6 — a discharge section; 7 — treated soybeans; 8 — a table; 9 — a body structure; 10 — magnetrons.

Download (98KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».