Ocena poziomu zmian jakościowych w mrożonej cukinii przechowywanej w warunkach fluktuacji temperatury

Transkrypt

1 542 Probl Hig Epidemiol 2013, 94(3): Ocena poziomu zmian jakościowych w mrożonej cukinii przechowywanej w warunkach fluktuacji temperatury Evaluation of the level of quality changes in frozen zucchini stored under conditions of temperature fluctuation Tomasz Pukszta Wydział Przedsiębiorczości i Towaroznawstwa, Akademia Morska w Gdyni Wprowadzenie. Prognozowanie jakości warzyw w czasie ich przechowywania w zróżnicowanych temperaturach wymaga określenia wpływu ich fluktuacji na poziom jakości badanych produktów. Cel. Weryfikacja hipotezy zerowej zakładającej, że zmiany jakości produktów przechowywanych w warunkach fluktuacji temperatury nie są równe hipotetycznym zmianom stanowiącym średnią arytmetyczną zmian zachodzących w produktach przechowywanych w temperaturach stałych, będących skrajnymi wartościami temperaturowymi fluktuacji. Materiał i metody. Oznaczono wielkość wycieku rozmrażalniczego, zawartość: witaminy C według PN-A-04019:1998, barwników chlorofilowych metodą Vernona oraz ocenę sensoryczną w cukinii przechowywanej w temperaturze stałej -25 C i -18 C oraz zmiennej od -18 C do -25 C, z 48-godzinnym cyklem zmiany. Wpływ fluktuacji temperatury na badane wyróżniki jakości analizowano na podstawie wartości i znaków wskaźnika poziomu zmian wywołanych fluktuacją P%. Wyniki. Wykazano, że wartości badanych cech nie były równe wypadkowej poziomów uzyskiwanych w warunkach skrajnych i w przypadku większości badanych wyróżników jakości w znacznym stopniu odbiegały od założonych wartości hipotetycznych. Pomiar wskaźnika P% dla zmian zawartości barwników chlorofilowych, witaminy C oraz oceny sensorycznej, wywołanych fluktuacją temperatury, wykazał wyraźną intensyfikację tych procesów. W przypadku wycieku rozmrażalniczego stwierdzono niewielkie odchylenia wartości rzeczywistych od hipotetycznych, świadczące o negatywnym wpływie fluktuacji temperatury na zmiany tego wyróżnika jakości. Ujemny znak przy P% świadczy o odchyleniu wartości rzeczywistych, uzyskanych przy fluktuacji temperatury, w kierunku wartości uzyskanych podczas przechowywania cukinii w temperaturze skrajnej wyższej, to jest -18 C. Wniosek. Zmiany jakości mrożonej cukinii przechowywanej w warunkach fluktuacji temperatury nie są równe hipotetycznym zmianom stanowiącym średnią arytmetyczną zmian zachodzących w produktach przechowywanych w temperaturach stałych, będących skrajnymi wartościami temperaturowymi fluktuacji. Introduction. Predicting the quality of vegetables during storage at different temperatures required to determine the impact of fluctuations on the level of product quality. Aim. Verification of the null hypothesis that changes in the quality of products stored under temperature fluctuations are not equal to the arithmetic mean of the changes in products stored at temperatures of constant values which are the fluctuation extremes. Material & methods. The study determined: size of leak thawing, the content of vitamin C according to PN-A-04019:1998, by Vernon chlorophylls and sensory evaluation of zucchini stored at a constant temperature -25 C and -18 C and a variable from -18 C to -25 C, with 48-hour cycle changes. The influence of temperature fluctuations on the test quality factors were analyzed on the basis of values of rate level of changes caused by fluctuations of P%. Results. It had been shown that the values of the studied traits were not equal to the resultant levels of stress obtained in most subjects and quality features were significantly different from the assumed value of the hypothetical. The measurement of P% for changes in the content of chlorophyll pigments, vitamin C and sensory evaluation, caused by temperature fluctuations, showed a marked intensification of these processes. In the event of leak thawing, slight deviations of actual values from the hypothetical were observed, demonstrating the negative impact of temperature fluctuations on the changes in the quality differentiator. The negative sign P% indicates the deviation of the actual values obtained by temperature fluctuations in the direction of the values measured during the storage of zucchini at the opposite extreme temperature, i.e. -18 C. Conclusion. The changes in the quality of frozen zucchini stored under temperature fluctuations are not equal to the hypothetical change of the arithmetic mean of the changes in products stored at temperatures of constant values which are the fluctuation extremes. Key words: temperature fluctuation, frozen zucchini, storage stability Słowa kluczowe: fluktuacja temperatury, mrożona cukinia, trwałość przechowalnicza Probl Hig Epidemiol 2013, 94(3): Nadesłano: Zakwalifikowano do druku: Adres do korespondencji / Address for correspondence dr inż. Tomasz Pukszta Wydział Przedsiębiorczości i Towaroznawstwa, Akademia Morska ul. Morska Gdynia tel , fax t.pukszta@wpit.m.gdynia.pl

2 Pukszta T. Ocena poziomu zmian jakościowych w mrożonej cukinii przechowywanej w warunkach fluktuacji temperatury 543 Wprowadzenie Według zaleceń rozporządzenia Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 19 września 2003 roku oraz normy PN-A-78653:1997, głęboko mrożone artykuły rolno-spożywcze powinny być transportowane i przechowywane w stałej temperaturze, nie wyższej niż -18 C. Rozporządzenie ministra dopuszcza jednak podwyższenie temperatury mrożonek, nie więcej niż o 3 C, tylko podczas wykonywania czynności załadunku i wyładunku w transporcie. Wynika z tego, że wymienione rozporządzenie nie dopuszcza fluktuacji temperatury w czasie przechowywania mrożonek. Fluktuację taką dopuszcza natomiast norma PN-83/A /Az7:1999 ale tylko na poziomie ±1 C [1]. Podstawowym elementem modelowego ujęcia zagadnienia prognozowania jakości produktów w czasie ich przechowywania w zróżnicowanych temperaturach jest określenie wpływu ich fluktuacji na poziom jakości badanych warzyw. Fluktuacja temperatur może wynikać z różnych przyczyn. W stosunku do mrożonych warzyw mogą one wynikać z oddziaływania łańcucha chłodniczego, szczególnie podczas transportu i dystrybucji oraz warunków przechowywania produktu przed jego konsumpcją. Zastosowany model pozwala na ocenę wpływu fluktuacji na wielkość analizowanych cech w otoczeniu wartości średnich. Gdy liczba oddziałujących na siebie obiektów, w badanym produkcie liczba zmian temperatur, byłaby duża np.: rzędu liczby Avogadra, to odstępstwa od średnich, wynikające z fluktuacji byłyby małe. W takim wypadku opis kinetyki za pomocą modelu deterministycznego byłby uzasadniony. Jednak, kiedy liczba fluktuacji temperatury jest niewielka, odgrywa ona zasadniczą role w analizie układu. Nawet gdyby założono, że liczba obiektów, czyli wahań temperatury, byłaby, stała to wzajemne oddziaływanie ich poziomów powinno przybierać charakter statystyczny, co uniemożliwiłoby zastosowanie modelu deterministycznego. Cel badań Weryfikacja hipotezy zerowej zakładającej, że zmiany jakości produktów przechowywanych w warunkach fluktuacji temperatury nie są równe hipotetycznym zmianom stanowiącym średnią arytmetyczną zmian zachodzących w produktach przechowywanych w temperaturach stałych, będących skrajnymi wartościami temperaturowymi fluktuacji. Materiał i metody Materiałem badawczym była cukinia odmiany Astra, pocięta w kostki o wymiarach: około 1cm 1cm 1cm, zamrożona metodą fluidyzacyjną w temperaturze od -38 C do -35 C, w zamrażalni w Gronowie Górnym koło Elbląga. Zamrożony materiał przechowywano w jednostkowych opakowaniach detalicznych (woreczki polietylenowe), zawierających około 500 g produktu. Całość materiału badawczego podzielono na trzy części, przy czym każdą z nich składowano w innych warunkach zamrażalniczych, tj. w temperaturze stałej -25 C i -18 C oraz w temperaturze zmiennej od -25 C do -18 C, z 48-godzinnym cyklem zmiany. Cukinię poddano ocenie fizykochemicznej przed przechowywaniem oraz w cyklu czterotygodniowym, przez dwadzieścia cztery tygodnie przechowywania. Przed wykonaniem oznaczeń, za wyjątkiem wielkości wycieku rozmrażalniczego, cukinię rozmrażano w temperaturze pokojowej. Ocenę fizykochemiczną mrożonej cukinii wykonano w oparciu o oznaczenia wielkości wycieku rozmrażalniczego [2], zawartości witaminy C według PN-A-04019:1998 [3], zawartości barwników chlorofilowych metodą Vernona [4] oraz oceny sensorycznej po rozmrożeniu, określając kształt, barwę, smakowitość jędrność i soczystość metodą punktową w skali od 1 do 5 punktów [5-7]. Przy opracowywaniu wskaźnika określającego zmiany wywołane fluktuacją temperatury przechowywania, założono że zmiany jakości produktów przechowywanych w warunkach fluktuacji temperatury, nie są równe hipotetycznym zmianom stanowiącym średnią arytmetyczną zmian, jakie zachodzą w produktach przechowywanych w temperaturach stałych, będących skrajnymi temperaturami fluktuacji. Model pozwalający na zweryfikowanie przyjętego założenia określającego średni przyrost zmiany jakościowej (P%) wywołany wpływem fluktuacji temperatury ustalono w oparciu o zależność opisaną równaniem: 1 n P% = Σ R n i=1 (1) gdzie: P% wskaźnik poziomu zmian wywołanych fluktuacją, określający średni przyrost zmiany jakościowej, R względna różnica między wartością rzeczywistą a hipotetyczną cechy (%), Z R = ( 100) M (2) gdzie: Z rzeczywisty poziom cechy dla temperatury zmiennej, M hipoteczny średni poziom cechy dla temperatury zmiennej, M = 0,5 (C + W C N ) (3) gdzie: C W poziom cechy w temperaturze wyższej, C N poziom cechy w temperaturze niższej. Wyniki i omówienie Według literatury przedmiotowej [8] procesy mrożenia i przechowywania cukinii w stanie zamro-

3 544 Probl Hig Epidemiol 2013, 94(3): żonym powodują przemiany prowadzące do obniżenia wartości sensorycznych, zmian tekstury oraz wartości odżywczej produktu. Tempo zachodzenia tych przemian determinowane jest stałością temperatury przechowywania produktu. Ocena sensoryczna, obok analizy fizykochemicznej, jest istotnym elementem oceny jakości mrożonej cukinii. Zmiany oceny sensorycznej mrożonej cukinii w zależności od czasu temperatury przechowywania przedstawiono w tabeli I. Ocena sensoryczna ta jest wypadkową szeregu przemian, które zachodzą w produkcie w czasie przechowywania. Przemiany powodujące pogorszenie tekstury warzyw wpływają na obniżenie oceny w zakresie konsystencji tych produktów, natomiast degradacja barwników wpływa na ocenę w zakresie barwy. Zmiany kwasowości mogą wpłynąć na obniżenie smakowitości produktów. Utrata aromatu prawdopodobnie związana jest z obniżeniem się poziomu lotnych substancji zapachowych pod wpływem enzymów tkankowych lub kwasów przenikających z uszkodzonych komórek na zewnątrz. Fluktuacja temperatury, wywierając znaczący wpływ na wymienione wcześniej cechy sensoryczne produktu również decyduje o ocenie sensorycznej mrożonej cukinii [9]. W czasie przechowywania mrożonej cukinii następuje również naruszenie struktury komórkowej i tkankowej, co objawia się wyciekiem rozmrażalniczym podczas rozmrażania. Przyczyną powstawania wycieku rozmrażalniczego jest przede wszystkim zjawisko zmiany układu krystalicznego w wyniku sublimacji mniejszych kryształków lodu i przepływu pary wodnej w kierunku kryształów większych pod wpływem różnicy ciśnień cząstkowych. Wpływa to na zwiększenie średnich wymiarów kryształów prowadząc do obniżenia jakości przechowywanego produktu. Stały wzrost kryształów lodu jest przyczyną systematycznego niszczenia ścian komórkowych i zwiększenia wycieku rozmrażalniczego. Zjawisko rekrystalizacji potęgowane jest fluktuacją temperatury przechowywania. Rekrystalizacja zachodzi nawet w produktach przechowywanych przy względnie stałej temperaturze, ale jej rozmiary są wówczas znikome i zależne od czasu oraz temperatury przechowywania [10]. Wielkości wycieku rozmrażalniczego mrożonej cukinii w zależności od czasu i temperatury przechowywania przedstawiono w tabeli II. Podczas utrwalania i przechowywania zielonych warzyw następuje degradacja barwników chlorofilowych. Kierunek i zakres przemian barwników chlorofilowych zależy nie tylko od temperatury przechowywania, ale również od kwasowości środowiska i szybkości reakcji enzymatycznych. Aktywność enzymów wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. Podwyższenie temperatury, na przykład z -25 C do -18 C, przyczynia się do wzrostu szybkości reakcji enzymatycznych powodujących destrukcję barwników chlorofilowych [11]. Wyniki badań dotyczących zmian zawartości barwników chlorofilowych w mrożonej cukinii przechowywanej w różnych wariantach temperaturowych przedstawione zostały w tabeli III. Jednym z kierunków prowadzących do obniżenia jakości mrożonej cukinii jest zmiana wartości odżywczej wskutek obniżania się zawartości witaminy C. Zmiany zawartości witaminy C mrożonej cukinii przedstawiono w tabeli IV. Degradacja witaminy C powodowana jest dwoma czynnikami: utlenianiem kwasu l-askorbinowego, tlenem atmosferycznym oraz destrukcyjnym działaniem określonych enzymów. Oddziaływanie obu czynników znacznie nasila się w warunkach fluktuacji temperatury przechowywania. Fluktuacja temperatury przechowywania zamrożonych produktów znacznie wzmaga ich ususzkę czyli ubytek masy produktu spowodowany parowaniem wilgoci z jego powierzchniowych warstw. Zjawisko to jest wynikiem powierzchniowej sublimacji lodu, która wobec ograniczonej migracji wody w produkcie, prowadzi do powstania silnie odwodnionej warstwy o porowatej strukturze. Wysublimowany lód zostaje zastąpiony przez powietrze, co przy silnej rozwiniętej powierzchni warstwy porowatej prowadzić nieuchronnie do wzmożenia procesów utleniania m.in. kwasu l-askorbinowego. Podwyższenie temperatury z -25 C do -18 C, jakiemu podlegały produkty przechowywane w warunkach fluktuacji temperatury, przyczyniło się do wzrostu szybkości reakcji enzymatycznych powodujących degradację witaminy C [12]. Przeprowadzone badania wykazały także, iż z punktu widzenia jakości produktu, korzystniejsze jest jego przechowywanie w skrajnej wyższej temperaturze stałej -18 C niż w warunkach fluktuacji temperatury -18 C/-25 C. Poziom zachodzących przemian w cukinii przechowywanej w temperaturze -18 C był niższy niż w cukinii składowanej w temperaturze zmiennej -18 C/-25 C (tab. I, II, III i IV). Wpływ fluktuacji temperatury na kierunek i zakres zmian badanych wyróżników jakości analizowano na podstawie wartości i znaków wskaźnika poziomu zmian wywołanych fluktuacją P%. Hipoteza zerowa zakładała, że zmiany jakości produktów przechowywanych w warunkach fluktuacji temperatury nie są równe hipotetycznym zmianom stanowiącym średnią arytmetyczną zmian zachodzących w produktach przechowywanych w temperaturach stałych, będących skrajnymi wartościami temperaturowymi fluktuacji. Przy takich założeniach wskaźnik P% przyjmował duże

4 Pukszta T. Ocena poziomu zmian jakościowych w mrożonej cukinii przechowywanej w warunkach fluktuacji temperatury 545 Tabela I. Ocena sensoryczna mrożonej cukinii w zależności od czasu i temperatury przechowywania Table I. Sensory evaluation of frozen zucchini depending on storage time and temperature Ocena sensoryczna przed przechowywaniem 5,00 pkt. /Sensory evaluation before storage 5,00 points 4 4,35 13,0 0,132 4,50 10,0 0,180 4,15 17,0 0,087 4,43 6,21 8 4,20 16,0 0,180 4,35 13,0 0,050 3,90 22,0 0,100 4,28 8, ,05 19,0 0,100 4,25 15,0 0,087 3,65 27,0 0,132 4,15 12, ,85 23,0 0,180 4,10 18,0 0,100 3,35 33,0 0,087 3,98 15, ,75 25,0 0,087 4,00 20,0 0,100 3,20 36,0 0,180 3,88 17, ,65 27,0 0,100 3,95 21,0 0,173 3,05 39,0 0,132 3,80 19,74 średnia arytmetyczna n=9 /arithmetic average n=9 D% procentowa zmiana poziomu badanej cechy w stosunku do poziomu wyjściowego /percentage change in the level of the characteristic in the baseline Se(X) odchylenie standardowe, standard deviation M hipotetyczny średni poziom cechy dla temperatury zmiennej /hypothetical average characteristics for variable temperature R względna różnica między wartością rzeczywistą a hipotetyczną cechy (%) /relative difference between actual and hypothetical features (%) P% wskaźnik poziomu zmian wywołanych fluktuacją, określający średni przyrost zmiany jakościowej /rate level of changes caused by fluctuations, indicating an average increase of qualitative change Tabela II. Wyciek rozmrażalniczy mrożonej cukinii w zależności od czasu i temperatury przechowywania Table II. Leak thawing of frozen zucchini depending on time and temperature of storage Temperatura przechowywania / Storage temperature Wielkość wycieku rozmrażalniczego przed przechowywaniem 14,00 cm 3 /100 g /Size leak thawing before storage 14,00 cm 3 /100 g 4 17,70 26,4 0,721 17,20 22,9 0,458 19,20 37,1 0,656 17,45-10, ,90 35,0 0,721 18,25 30,4 0,802 20,00 42,9 0,781 18,73-6, ,70 40,7 0,656 18,85 38,6 0,985 20,90 49,3 0,985 19,33-8, ,77 55,5 0,702 20,80 48,6 0,757 22,50 60,7 1,229 21,29-5, ,90 70,7 0,700 22,70 62,1 0,781 24,10 72,1 1,300 23,30-3, ,80 84,3 0,755 25,20 80,0 0,458 26,60 90,0 1,229 25,50-4,31 13,32-6,41 Tabela III. Zawartość barwników chlorofilowych w mrożonej cukinii w zależności od czasu i temperatury przechowywania Table III. Chlorophyll content in frozen zucchini depending on time and temperature of storage Zawartość barwników chlorofilowych przed przechowywaniem 0,86 mg/dm 3 /The content of chlorophylls before storage 0,86 mg/dm 3 4 0,84 2,3 0,057 0,86 0,0 0,047 0,80 7,0 0,075 0,85 5,88 8 0,81 5,8 0,056 0,83 3,5 0,053 0,76 11,6 0,062 0,82 7, ,21 75,6 0,067 0,34 60,5 0,087 0,20 76,7 0,061 0,28 27, ,18 79,1 0,044 0,27 68,6 0,053 0,16 81,4 0,044 0,23 28, ,16 81,4 0,032 0,24 72,1 0,044 0,13 84,9 0,036 0,20 35, ,14 83,7 0,026 0,24 72,1 0,038 0,11 87,2 0,026 0,19 42,11 24,41 Tabela IV. Zawartość witaminy C w mrożonej cukinii w zależności od czasu i temperatury przechowywania Table IV. Vitamin C content in frozen zucchini depending on time and temperature of storage Zawartość witaminy C przed przechowywaniem 8,59 mg/100 g /The content of vitamin C before storage 8,59 mg/100 g 4 7,84 8,7 0,550 8,26 3,8 0,419 7,40 13,9 0,491 8,05 8,07 8 6,91 19,6 0,659 7,90 8,0 0,421 6,18 28,1 0,486 7,41 16, ,77 32,8 0,406 7,53 12,3 0,516 4,96 42,3 0,243 6,65 25, ,33 38,0 0,620 7,23 15,8 0,461 4,26 50,4 0,474 6,28 32, ,88 43,2 0,287 7,04 18,0 0,436 3,99 53,6 0,303 5,96 33, ,55 47,0 0,346 6,74 21,5 0,277 3,65 57,5 0,182 5,65 35,34 25,10

5 546 Probl Hig Epidemiol 2013, 94(3): wartości liczbowe (P>10) w przypadku, gdy różnica między wartościami hipotetycznymi a rzeczywistymi była duża. Znak wskaźnika P% był uzależniony od odchylenia wartości rzeczywistych od hipotetycznych. Gdy wartości rzeczywiste odchylają się w kierunku wyższego parametru skrajnego, wskaźnik poziomu zmian powodowanych fluktuacją P% posiadał znak ujemny. Weryfikacja hipotezy zerowej wykazała, że wartości badanych cech (tab. I, II, III i IV) nie były równe wypadkowej poziomów uzyskiwanych w warunkach skrajnych i w przypadku większości badanych wyróżników jakości w znacznym stopniu odbiegały od założonych wartości hipotetycznych. Pomiar wskaźnika P%, dla wyróżników jakości uznawanych za cechy krytyczne w ocenie jakości warzyw, czyli dla zmian zawartości barwników chlorofilowych, witaminy C oraz oceny sensorycznej w badanych produktach, wywołanych fluktuacją temperatury, wykazał wyraźną intensyfikację tych procesów (tab. I, III, IV). W przypadku wycieku rozmrażalniczego stwierdzono niewielkie odchylenia wartości rzeczywistych od hipotetycznych, świadczące o negatywnym wpływie fluktuacji temperatury na zmiany tego wyróżnika jakości. Ponadto ujemny znak przy wartość wskaźnika P% świadczy o odchyleniu wartości rzeczywistych, uzyskanych przy fluktuacji temperatury, w kierunku wartości uzyskanych podczas przechowywania cukinii w temperaturze skrajnej wyższej, to jest -18 C (tab. II). Uwzględnienie istnienia fluktuacji parametrów w badanym układzie kinetycznym, a co za tym idzie zastosowanie modelu statystycznego pozwoliło na pozytywną weryfikację hipotezy zerowej stanowiącej o negatywnym wpływie fluktuacji temperatury na trwałość przechowalniczą oraz jakość odżywczą i sensoryczną mrożonej cukinii. Wnioski 1. Zmiany jakości mrożonej cukinii przechowywanej w warunkach fluktuacji temperatury nie są równe hipotetycznym zmianom stanowiącym średnią arytmetyczną zmian zachodzących w produktach przechowywanych w temperaturach stałych, będących skrajnymi wartościami temperaturowymi fluktuacji. 2. Uwzględniając jakość mrożonej cukinii, korzystniejsze jest przechowywanie jej w temperaturze skrajnej wyższej, czyli -18 C, niż w temperaturze zmiennej -18 C/-25 C. Piśmiennictwo / References 1. Krala L, Gałązka-Czarnecka I, Irzyniec Z. Wrażliwość wiśni mrożonych na fluktuację temperatury składowania. Chłodnictwo 2010, 5: Jarczyk A i wsp. Porównanie jakości malin i truskawek mrożonych dwutlenkiem węgla i owiewowo. Chłodnictwo, 1986, 2: PN-A-04019:1998 Produkty spożywcze. Oznaczanie zawartości witaminy C. 4. Michałowski S. Technologia chłodnictwa żywności. Składniki pokarmowe i kontrola ich przemian. PŁ, Łódź 1995: Baryłko-Pikielna N. Zarys analizy sensorycznej żywności. WNT, Warszawa PN-90/A Mrożone owoce i warzywa, pobieranie próbek i metody badań. 7. Stokłosa K, Sybistowicz D, Kondratowicz E. Kinetyka kwalitonomiczna. Kinetyka zmian cech jakości towarów. AE, Kraków Gruda Z, Postolski J. Zamrażanie żywności. WNT, Warszawa Pukszta T, Palich P. Zmiany cech sensorycznych zamrożonych truskawek w czasie przechowywania. Zesz Nauk Wyższej Szkoły Gospodarki w Bydgoszczy 2006, 4 (3): Pukszta T, Palich P. The effect of freezing conditions of leek storage on the level of thawing effluent. Acta Agrophysica 2006, 7(1): Pukszta T. Kinetyka degradacji barwników chlorofilowych w czasie zamrażalniczego przechowywania warzyw. Chłodnictwo 2012, 12: Pukszta T. Zmiany wartości odżywczej zamrożonych warzyw w czasie przechowywania. Chłodnictwo 2009, 11: