Wpływ wielkoci truskawek na wymian masy w czasie odwadniania osmotycznego. Streszczenie:

Transkrypt

1 Aneta Ogonek, Andrzej Lenart, *Ingegerd Sjöholm Katedra Inynierii ywnoci i Organizacji Produkcji, SGGW w Warszawie *Food Engineering, Lund University, Lund, Sweden Wpływ wielkoci truskawek na wymian masy w czasie odwadniania osmotycznego Streszczenie: Celem pracy było zbadanie wpływu wielkoci owoców truskawek na wymian masy w czasie odwadniania osmotycznego w 1,5% roztworze sacharozy w temperaturach 3 i 5 C. Badaniom poddano owoce w trzech rozmiarach. Uzyskane wyniki wskazuj, e wielko truskawek miała istotny wpływ na efekt procesu odwadniania. Najwikszy wpływ tego parametru zaobserwowano na wnikanie sacharozy do tkanki. Słowa kluczowe: truskawki, odwadnianie osmotyczne, wymiana masy, wielko Wprowadzenie Odwadnianie osmotyczne jest metod, która pozwala usun znaczn ilo wody z materiału o budowie tkankowej bez przemiany fazowej. Proponowane jest ono w warunkach przemysłowych głównie do przetwarzania owoców i warzyw. Stopie odwodnienia tkanki oraz stopie jej impregnacji substancj osmoaktywn np. sacharoz mona kontrolowa poprzez dobór odpowiednich parametrów procesu m.in.: temperatura, czas oraz poprzez odpowiedni dobór oraz przygotowanie surowca [Lazarides i wsp., 1997]. Odwadnianie osmotyczne moe by zastosowane do produkcji ywnoci o wydłuonym okresie przechowywania oraz jako obróbka wstpna przed suszeniem, pasteryzacj i zamraaniem [Lenart i Lewicki, 199]. Truskawki s jednymi z najbardziej popularnych owoców wykorzystywanych w przetwórstwie spoywczym na całym wiecie. W wyniku odwadniania osmotycznego tego typu surowca, dodatkowo podsuszonego do redniej zawartoci wody mona uzyska produkt o atrakcyjnych cechach organoleptycznych przeznaczony do bezporedniego spoycia lub jako dodatek do ciast, nadzie cukierniczych, produktów mleczarskich, lodów itp. [Ogonek i Lenart, 22]. Cel pracy Celem pracy było okrelenie wpływu wielkoci owoców na wymian masy w czasie odwadniania osmotycznego truskawek. Metodyka pracy Surowiec do bada stanowiły mroone truskawki odmiany Honeyoe, kraj pochodzenia: Szwecja. Do bada przeznaczono owoce w trzech rozmiarach: małe (ø=23,2±,8 mm), rednie (ø=27,2±,8 mm) i due (ø=31,±, mm). redni wymiar wyznaczano jako wypadkow z trzech wymiarów charakterystycznych truskawki: wysokoci, długoci i szerokoci. Truskawki 241

2 podzielone na grupy rozmiarowe zostały podane szybkiemu mroeniu w tunelu Advantec TM Freezer model 1M firmy Frigoscandia. Odwadnianie osmotyczne mroonych truskawek prowadzono w 1,5% roztworze sacharozy (w/w) w czasie -3 minut. Stosunek masy owoców do masy roztworu wynosił 1:4. W czasie odwadniania układ był poddawany delikatnemu mieszaniu za pomoc wytrzsarki zainstalowanej w łani wodnej utrzymujcej temperatur na stałym poziomie: 3 lub 5 C. Badania przeprowadzono w 3 powtórzeniach. Wyniki poddano analizie statystycznej w programie Statgraphics Plus wer. 5.. przy poziomie ufnoci 95%. Analiz wymiany masy w czasie odwadniania osmotycznego prowadzono w oparciu o nastpujce wskaniki: ubytek wody WL wyraony w kg wody na 1kg masy pocztkowej, przyrost masy suchej substancji SG w kg suchej substancji na 1kg masy pocztkowej oraz zawarto wody WC wyraon w kg wody przypadajcych na 1kg suchej substancji. Wyniki bada Ubytek wody jest podstawowym wskanikiem, w oparciu o który szacuje si efektywno procesu odwadniania osmotycznego danego materiału. a) b) 242

3 5 5 Ubytek wody WL, kg H 2 O/ kg m.p Ubytek wody WL, kg H 2 O/ kg m.p Rys. 1. Kinetyka ubytku wody WL (kg H 2 O/ kg m.p.) w czasie odwadniania osmotycznego truskawek małych, rednich i duych. Temperatura: a) 3 C; b) 5 C. Fig. 1. Kinetics of water loss WL (kg H 2 O/ kg m.p.) during osmotic dehydration of small, medium and big strawberries. Temperature: a) 3 C; b) 5 C. Na rysunku 1 przedstawiono kinetyk zmian ubytków wody WL w czasie odwadniania osmotycznego poszczególnych wariantów truskawek w temperaturach: 3 i 5 C. Z przebiegu krzywych odwadniania truskawek w 3 C wynika, e w pierwszym etapie procesu tj. do minuty nie było istotnych rónic w iloci usunitej wody midzy truskawkami małymi, rednimi i duymi. Uzyskane wartoci WL wynosiły rednio od 1,3 kg H 2 O/ kg m.p. w truskawkach duych do 18,2 kg H 2 O/ kg m.p. w małych. W kolejnych interwałach czasowych było ju zauwaalne istotne zrónicowanie w wartociach ubytku wody midzy poszczególnymi wariantami. Ostatecznie w kocowym etapie procesu tj. po 3 minutach odwadniania osignito nastpujce wartoci ubytków wody: 31,8 kg H 2 O/ kg m.p. w truskawkach duych; 34, kg H 2 O/ kg m.p. w rednich i 3, kg H 2 O/ kg m.p w małych. W temperaturze 5 C rónicowanie si wartoci ubytków wody zaobserwowano, podobnie jak w temperaturze 3 C, po upływie minuty procesu. W pocztkowym etapie odwadniania temperatura miała bardzo duy wpływ na ubytki wody z truskawek niezalenie od ich wielkoci. W minucie odwadniania rónice w wartociach ubytku wody midzy próbkami odwadnianymi w 3 i 5 C przekroczyły 5%. Po 3 minutach rónice w ubytkach wody midzy próbkami odwadnianymi w 3 i 5 C były nisze, ale równie istotne. W czasie odwadniania osmotycznego miał miejsce równie proces wnikania substancji osmoaktywnej do przetwarzanej tkanki. Kinetyk przyrostu masy suchej substancji przedstawiono na rysunku

4 12 a) b) 12 Przyrost masy suchej subst. SG kg s.s./ kg m.p Przyrost masy suchej subst. SG kg s.s./ kg m.p Rys. 2. Kinetyka przyrostu masy suchej substancji SG (kg s.s./ kg m.p.) w czasie odwadniania osmotycznego truskawek małych, rednich i duych. Temperatura: a) 3 C; b) 5 C. Fig. 2. Kinetics of solids gain SG (kg s.s./ kg m.p.) during osmotic dehydration of small, medium and big strawberries. Temperature: a) 3 C; b) 5 C. Analiza statystyczna wykazała, e stopie impregnacji tkanki substancj osmoaktywn znaczco wzrastał wraz ze zmniejszaniem si wielkoci owoców. W truskawkach małych warto przyrostu masy suchej substancji była najwysza, a w duych najnisza. Na pocztku odwadniania rónice w wartociach SG nie róniły si istotnie w poszczególnych próbkach. W kocowym momencie odwadniania, czyli po 3 minutach, przyrost masy suchej substancji w truskawkach małych wyniósł 9,5 kg s.s./ kg m.p.; 7, kg s.s./ kg m.p. w rednich i 5,2 kg s.s./ kg m.p. w duych. Na warto przyrostu masy suchej substancji miała wpływ nie tylko wielko truskawek, ale równie temperatura procesu. Zaobserwowano tendencj wzrostu wartoci tego wskanika wraz z podwyszeniem temperatury procesu. Wartoci SG po 3 min. odwadniania truskawek małych, rednich i duych były odpowiednio o 21, 45 i 5% wysze od wyników uzyskanych w czasie odwadniana truskawek w 3 C. Zawarto wody WC jest wskanikiem skorelowanym z iloci wody usunitej z tkanki oraz iloci substancji osmoaktywnej, która wniknła do niej. Kinetyk zmian zawartoci wody truskawek odwadnianych w 3 i 5 C przedstawiono na rysunku 3. Stwierdzono, e w pocztkowym etapie odwadniania osmotycznego zawarto wody nie róniła si istotnie w badanych próbkach. Wyjciowe wartoci tego wskanika w truskawkach małych, rednich i duych kształtowały si na nastpujcym poziomie: 9,8; 9,7 i 9,42 kg H 2 O/ kg s.s. a) b) Zawarto wody WC kg H 2 O/ kg s.s Zawarto wody WC kg H 2 O/ kg s.s

5 Najwyszymi wartociami WC w czasie 3 minut w obu zakresach temperatur charakteryzowały si truskawki due. Kocowa zawarto wody w tych owocach wyniosła 3,97 kg H 2 O/ kg s.s.. Najnisz zawarto wody wród badanych próbek uzyskano w truskawkach małych. Odwadniajc je przez 3 min w temperaturze 3 C zredukowano zawarto wody do 2,93 kg H 2 O/ kg s.s., czyli o 7% w stosunku do wartoci wyjciowej. Podwyszajc temperatur z 3 do 5 C uzyskano obnienie wilgotnoci we wszystkich przypadkach. Dodatni wpływ podwyszenia temperatury na obnienie zawartoci wody w odwadnianym materiale był najbardziej wyrany w truskawkach duych, gdzie rónica pomidzy zawartoci wody w próbkach odwadnianych w 3 i 5 C wyniosła 14%. Natomiast w truskawkach małych i rednich rónice te wyniosły odpowiednio 12 i 7%. Na przebieg odwadniania osmotycznego ma wpływ szereg zmiennych. Właciwoci materiału takie jak budowa tkankowa, wielko oraz kształt maj due znaczenie [Lewicki i Lenart, 1995]. Równie obróbka wstpna surowca przed odwadnianiem odgrywa kluczow rol [Mauro i wsp., 22]. Niniejsze badania zostały przeprowadzone na truskawkach mroonych w trzech grupach rozmiarowych. Uzyskane wyniki wiadcz o wpływie rozmiaru owoców na wymian masy w czasie odwadniania osmotycznego. Najwyszy stopie odwodnienia truskawek małych a najniszy duych moe by równie wynikiem rónego tempa rozmraania owoców w roztworze osmotycznym. Ponadto stwierdzono dodatni wpływ podwyszenia temperatury na intensyfikacj procesu wymiany masy, co zostało potwierdzone we wczeniejszych badaniach [Ogonek i Lenart, 21]. Podsumowanie 1) Wielko mroonych truskawek wpływa istotnie na wymian masy w czasie odwadniania osmotycznego. Najwikszy wpływ tej zmiennej obserwuje si na wnikanie sacharozy do tkanki. Im mniejszy owoc, tym wicej substancji osmoaktywnej wnikało do tkanki. 2) Podwyszenie temperatury procesu z 3 do 5 C zintensyfikowało wnikanie sacharozy do odwadnianej tkanki jak równie usuwanie wody z owoców. Bibliografia Lazarides H.N., Gekas V., Mavroudis N. (1997): Apparent mass diffusivities in fruit and vegetables tissues undergoing osmotic processing. Journal of Food Engineering, 31, Lenart A., Lewicki P.P. (199): Owoce i warzywa utrwalane sposobem osmotyczno-owiewowym. Przemysł Spoywczy, 5(8), Lewicki P.P., Lenart A. (1995): Osmotic dehydration of fruits and vegetables. In: Handbook of Industrial Drying. Ed. A.S. Mujumdar, Marcel Dekker Inc., New York, vol. 1,

6 Mauro M.A., de Queiroz Tavares D., Menegalli F.C. (22): Behavior of plant tissue in osmotic solutions. Journal of Food Engineering, 5(1), Ogonek A., Lenart A. (21): Wpływ selektywnych powłok jadalnych na odwadnianie osmotyczne mroonych truskawek. ywno. Nauka. Technologia. Jako, 3 (28), 2-74, 21. Ogonek A., Lenart A.(22): Znaczenie powłok jadalnych w odwadnianiu osmotycznym mroonych truskawek. ywno. Nauka. Technologia. Jako, 3(32) Supl., Influence of strawberry size on mass exchange during osmotic dehydration Summary: The aim of the research was to determine the influence of strawberry size on mass exchange during osmotic dehydration in 1,5% sucrose solution in temperatures 3 and 5 C. Fruits in three sizes were processed. On the basis of achieved results it was concluded that the size significantly influenced the mass transport in osmotic dehydration process. The biggest impact of this variable was observed on sucrose incorporation into the tissue. Key words: strawberries, osmotic dehydration, mass exchange, size 24