Microwave popping characteristics, chemical composition and microstructure of sorghum grain

Abstract

The chemical composition, physical properties (moisture, crude protein, crude fiber, ash content, thousand grain weight, bulk density) and grain microstructure were evaluated for different varieties of sorghum grain cultivated in Ukraine. Sorghum varieties (Dniprovsky, Kafrske, and Fulgus) were subjected to different preconditioning and process parameters of microwave heating to determine the popping characteristics of the grain. Each of the three sorghum varieties was pretreated by moisture conditioning up to 13, 15, and 17%, and popped in a microwave oven set at 450, 600 and 700 W for 150 s. Popping yield was insufficient for all sorghum varieties at microwave power 450 W and grain moisture content of 13 and 17%. Popping characteristics (popping yield, popping start, specific weight of popped grain and volume expansion ratio) and organoleptic properties were measured. Thousand grain weight, bulk density, protein, ash, crude fiber content, pericarp, aleurone, and translucent endosperm thickness were found to be significantly different among the three sorghum varieties. Varietal characteristics of sorghum grain had a strong impact on volume expansion ratio, which was negatively correlated with the size of the grain. The Fulgus grain variety showing the highest popping characteristics was found to have higher thousand grain yield (31.9 g), higher bulk density (869.8 g/dm3 ), lower protein (8.03%), ash (1.35%) and crude fiber (2.01%) content, thinner but well-packed pericarp (31 µm), thinner aleurone (9 µm) and thicker translucent endosperm (1.1 mm) than other varieties. Оцінювали хімічний склад, фізичні якості (вологість, сирий протеїн, сиру клітковину, зольність, масу тисяч зерен, натурну масу) та мікроструктуру зерна для різних сортів зерна сорго, вирощених в Україні. Зерно різних сортів сорго (Дніпровський, Кафрське, Фулгус) піддавали різним режимам попереднього кондиціювання та параметрам мікрохвильової обробки задля визначення характеристик отримання повітряного зерна. Зерно кожного з трьох сортів сорго попередньо кондиціонували при вологості 13, 15, 17% і обробляли мікрохвильовим опроміненням при потужності генератора 450, 600 і 700 Вт протягом 150 с. Вихід поп-сорго був недостатнім для всіх сортів сорго при потужності мікрохвильової обробки 450 Вт і вологості зерна 13 і 17 %. Було визначеного характеристики отримання повітряного зерна (вихід поп-сорго, початок попінгу, питома маса поп-сорго, коефіцієнт об’ємного розширення) та органолептичні властивості. Було виявлено, що маса тисячі зерен, натурна маса, вміст білку, золи та сирої клітковини, товщина перикарпію, алейронового шару і напівпрозорого ендосперму значно відрізняються для досліджених сортів сорго. Сортові характеристики зерна сорго мали сильний вплив на коефіцієнт об’ємного розширення, що негативно корелювало із розміром зерна. Виявлено, що сорт зерна Фулгус, який демонстрував найвищі попінг-якості, характеризувався більшою масою тисячі зерен (31,9 г), більш високою натурною масою (869,8 г/дм3), меншим вмістом білка (8,03%), золи (1,35%) і сирої клітковини (2,01%), більш тонким, але добре упакованим перикарпієм (31 мкм), більш тонким алейроновим шаром (9 мкм) і більшим вмістом напівпрозорого ендосперму (1,1 мм) порівняно з іншими сортами.