Degradation kinetics of l-ascorbic acid in food matrix of jelly during storage

Abstract

The article presents the results of the study of the kinetics of degradation of ascorbic acid (АA in odel jelly during time storage at temperature 4 °С. Jelly samples based on concentrated apple juice and gelatin with a content of 2% and 3% were enriched with AA in the amount of 25, 50 and 75 mg/100 g of the sample. Determination of AA content carried out by galvanostatic coulometric titration. It was found that the content of AA in samples of fruit jelly decreases with increasing storage time. The loss of AA is observed more pronounced in the initial period of storage and is more characteristic of the sample containing 2% gelatin compared with the sample containing 3% gelatin. The mechanism of ascorbic acid degradation is considered as a reaction of its multi-stage oxidation with the dominant stage of oxidation to dehydroascorbic acid. The simulation of the degradation of ascorbic acid in the jelly during storage using the equations of the kinetics of the reaction of zero and first order. The goodness of model fitting to the experimental data was evaluated by adjusted coefficients of determination and the root mean square error. Compared with the zero order, the kinetics of degradation corresponded better to the first-order reaction model for all the studied samples. The reaction rate constant and half-life calculated for a first-order kinetic model are 0.00027 (1 / hour) and 107 days for samples with gelatin content of 2% and, respectively, 0.00015 and 193 days for jelly with a gelatin content of 3%. The obtained values of the first-order reaction rate constants for samples of model jelly correspond to similar values in other food products (juices, drinks, some solid products). The magnitude of the half reaction times allows the residual content of ascorbic acid to be estimated over time. The results are important for the development of technology for ascorbic acidrich foods.

Наведено результати дослідження кінетики розкладання аскорбінової кислоти (АК) у модельних желе під час зберігання за температури близько 4 °С. Желе з додаванням соку яблучного концентрованого та желатину з вмістом 2% і 3% були збагачені АК у кількості 25, 50 і 75 мг/100 г зразка. Визначення вмісту АК проведено методом гальваностатичного кулонометричного титрування. Виявлено, що вміст АК у зразках желе зменшується зі збільшенням часу зберігання. Втрата АК більш виражена в початковий період зберігання і більшою мірою характерна для зразка з вмістом 2% желатину порівняно зі зразком із 3% желатину. Проведено моделювання деградації АК під час зберігання з використанням рівнянь кінетики реакції нульового та першого порядку. Порівняно з нульовим порядком кінетика деградації краще відповідала моделі реакції першого порядку для всіх дослідних зразків. Розрахована для кінетичної моделі першого порядку константа швидкості реакції й період напіврозпаду дорівнюють 0.00027 (1/год) і 107 днів для зразків із вмістом желатину 2% та відповідно 0.00015 (1/год) і 193 дні для желе з вмістом желатину 3%.