Wpływ techniki suszenia konwekcyjnego na wybrane wyznaczniki jakoci suszonej tkanki rolinnej

Transkrypt

1 Dorot Witrow-Rjchert, Młgorzt Reck-Wierzbick Kter Inynierii ywnoci i Orgnizcji Proukcji, SGGW Wpływ techniki suszeni konwekcyjnego n wybrne wyznczniki jkoci suszonej tknki rolinnej Wstp Streszczenie: W prcy bno wpływ rónych sposobów oprowzeni powietrz poczs suszeni konwekcyjnego n wybrne wskniki jkoci suszonej mrchwi i ziemnik. Rozj techniki suszeni m wpływ n przebieg procesu. Poprwienie wrunków wyminy ciepł i msy, poprzez wprwienie zło w stn fluilny, skrc czs suszeni o ok. 30% jeynie w przypku mrchwi i przyspiesz usuwnie woy z ziemnik w pocztkowej fzie procesu.nie stwierzono jenozncznego wpływu techniki suszeni n zolno mteriłu o rehyrcji. Zstosownie suszeni fluilnego powouje njwiksze ubytki krotenów w mrchwi (56%) i witminy C w ziemniku (51%). Technik suszeni w njwikszym stopniu pozwljc zchow te zwizki jest meto zpewnijc jk njmniejszy kontkt suszonego mteriłu z powietrzem. Słow kluczowe: ziemnik, mrchew, rehyrcj, witmin C, kroten Prwie wszystkie sektory przemysłu wykorzystuj proces suszeni w okrelonych, njczciej kocowych etpch proukcji. Jko njczciej osttni etp w cyklu technologicznym suszenie jest równie opowiezilne z jko kocowego prouktu, przez opowienie prowzenie procesu suszeni mon ksztłtow w pewnym stopniu włciwoci tego prouktu. Niestety, istotnym elementem suszeni ywnoci jest pogrsznie si jkoci prouktu. Usunicie woy prowzi zwykle o zmniejszeni wrtoci oywczej orz pogorszeni cech sensorycznych ywnoci, co jest spowoowne głównie rekcjmi chemicznymi, tkimi jk brzowienie nieenzymtyczne, róne procesy utlenini, przeminy witmin i enturcj biłek [Durnce, Wng 2002]]. Intensywno zmin zley przee wszystkim o rozju mteriłu i metoy suszeni. Przykłowo strty witminy C w suszonych konwekcyjnie ziemnikch ochoz o 50%, w liofilizownym soku z czrnej porzeczki wynosz tylko 5%, z w suszonych konwekcyjnie lub nturlnie morelch mog sig 90% [Jyrmn, Ds Gupt 1996; Ho i in. 2001].W przypku krotenu jego ubytki n ogół nie przekrczj 50%, np. w suszonej konwekcyjnie i liofilizownej mrchwi wynosz opowienio 50 i 5% [Prksh i in. 2004; Shle i in. 1983], z w nturlnie suszonych morelch 14% [Jyrmn, Ds Gupt 1996]. Ponto suszeniu towrzyszy skurcz, zmin powierzchni, zmin tekstury orz zmin włciwoci mechnicznych. Utrt soczystoci chrkterystycznej l wieych owoców i wrzyw, niekorzystne zminy brwy i zpchu, woln lub niecłkowit rehyrcj s postwowymi wmi suszonej ywnoci [Witrow-Rjchert, 2004]. Wykorzystujc proces suszeni poczs proukcji ywnoci, nley uwzglni wszystkie negtywne zjwisk z nim zwizne. Celowy jest wic 387

2 obór opowieniej metoy l uzyskni jk njlepszego prouktu. Meto njpowszechniej stosown o suszeni surowców rolinnych to suszenie konwekcyjne. Dltego celem prcy było zbnie wpływu rónych sposobów oprowzeni powietrz poczs suszeni konwekcyjnego n wybrne wskniki jkoci suszonej mrchwi i ziemnik. Metoyk b Do b uyto mrchwi ominy Beyo orz ziemnik ominy Irg. Surowiec krojono w kostki o boku 1 cm i blnszowno w wozie (95 o C, 1,5 min.). Zstosowno trzy wrinty suszeni: suszenie konwekcyjne z przepływem powietrz wzłu wrstwy mteriłu, suszenie konwekcyjne z przepływem powietrz prostople, czyli przez wrstw mteriłu i suszenie fluilne, powtrzjc wukrotnie ky wrint. Procesy te prowzono w suszrkch lbortoryjnych, wykonnych l celów bwczych procesu suszeni w Kterze Inynierii ywnoci i Orgnizcji Proukcji SGGW. W przypku wóch pierwszych wrintów zstosowno tempertury powietrz 60 i 70 o C, opowienio l ziemnik i mrchwi, orz prko przepływu powietrz 2 m/s. Prmetry suszeni fluilnego róniły si o pozostłych procesów jeynie prkoci przepływu powietrz, wynoszc 4,5 m/s. Obcienie suszrki korzowo było równe 0,4 kg. W celu okreleni kinetyki suszeni konwekcyjnego z przepływem powietrz wzłu wrstwy, rejestrowno w sposób cigły ms mteriłu, przy pomocy progrmu komputerowego POMIAR. W przypku pozostłych wrintów suszeni okonywno pomiru tempertury i wilgotnoci powietrz n wlocie i wylocie z urzzeni z pomoc psychrometrów firmy AHLBORN, prowzc cigł kwizycj nych. N ich postwie obliczono ubytki msy poczs suszeni. Jko uzysknych suszy ocenino n postwie ich zolnoci o powtórnego uwnini (rehyrcj), zwrtoci witminy C w ziemniku orz krotenu w mrchwi. Pomir włciwoci powtrzno wukrotnie l kego suszeni (otrzymne wrtoci s wic reni z czterech powtórze). Zolno o rehyrcji wyrno wzglnym przyrostem msy i wzglnym ubytkiem rozpuszczlnych skłników suchej substncji po 4 h uwnini w wozie w temperturze pokojowej, które wyznczno n postwie pomirów msy i zwrtoci suchej substncji (zgonie z PN-90/A-75101/03). Zwrto witminy C oznczno w ziemniku blnszownym bezporenio po wysuszeniu zgonie z PN-90/A-75101/11. Zwrto krotenu oznczno w mrchwi blnszownej bezporenio po wysuszeniu zgonie z PN-90/A-75101/12. Wyniki i ich omówienie Rozj techniki suszeni m wpływ n przebieg procesu. Krzywe suszeni, obrzujce zminy wzglnej zwrtoci woy w czsie, przestwi rysunek 1. Wrtoci u i u o s to zwrtoci woy w mterile, opowienio po 388

3 okrelonym czsie i n pocztku suszeni. Zwrto woy wyrono jko ilo kilogrmów woy przypjcych n jeen kilogrm suchej substncji (kg/kg ss). u/uo fluilne wzłu wrstwy przez wrst ) czs, min u/uo fluilne wzłu wrstwy przez wrst b) czs, min Rys. 1. Krzywe suszeni mrchwi () i ziemnik (b) Fig. 1. Drying curves for crrot () n potto (b) Poprwienie wrunków wyminy ciepł i msy, poprzez wprwienie zło w stn fluilny, skrc czs suszeni o osignici zwrtoci woy 0,02 kg/kg s.s. o około 30%, z 200 o 140 minut, jeynie w przypku mrchwi (Rys. 1). Przyspiesz ntomist usuwnie woy z ziemnik w pocztkowej fzie procesu, o około 150 minuty (Rys. 1b). Rehyrcj suszu powouje przyrost jego msy. Zminy msy spowoowne s wnikniem woy o wntrz mteriłu n zszie ssni kpilrnego i yfuzji orz yfunowniem substncji rozpuszczlnych n zewntrz. Pierwszy z procesów powouje przyrost msy, rugi z jej ubytek. W rezultcie powstłe zminy stnowi wypkow obu tych procesów. Nie stwierzono jenozncznego wpływu techniki suszeni n zolno mteriłu o rehyrcji. Mon jenk zobserwow, e susz otrzymny 389

4 meto wzłu wrstwy chrkteryzuje si wikszym przyrostem msy, istotnie sttystycznie rónicym si o pozostłych, niezlenie o rozju mteriłu (Rys. 2). Ms suszu mrchwiowego w czsie 4 h rehyrcji zwiksz si pon 5-krotnie, z ziemnicznego około 3-krotnie. Wikszy przyrost msy mrchwi prwopoobnie jest spowoowny zncznie wiksz porowtoci tego suszu (ok %), w porównniem z suszonym ziemnikiem (o 5-10%) [Krthnos i in. 1996]. Wo wnikjc o tknki wypełni pory mteriłu orz jest wchłnin przez biopolimery, powoujc ich pcznienie. Przy młej porowtoci mteriłu zwikszenie msy jest głównie wynikiem wchłnini woy przez biopolimery, co w efekcie prowzi o mniejszych przyrostów msy [Witrow-Rjchert 2004]. m/m o b c c mrchew ziemnik A-fluilne B-wzłu wrstwy C- przez wrstw 0 A B C Rys. 2. Wzglny przyrost msy mrchwi i ziemnik po 4-ro gozinnej rehyrcji (te sme litery oznczj brk sttystycznie istotnych rónic) Fig. 2. Reltive increse in mss of crrot n potto fter 4-hour rehyrtion (the sme letters men the lck of sttisticlly significnt ifferences) Anlizujc ubytki rozpuszczlnych skłników suchej substncji z tknki rolinnej o otczjcej woy w zlenoci o rozju suszeni, stwierzono, e w mrchwi suszonej meto wzłu wrstwy i w ziemniku suszonym sposobem przez wrstw pozostje njwicej skłników rozpuszczlnych (Rys. 3). Jenk rónice pomizy stosownymi mteriłmi s znczne. Około połow skłników suchej substncji mrchwi yfunuje o woy, ziemnik około 10%. Przyczyn niezncznych ubytków z ziemnik jest niewielk zwrto w jego tknce ekstrktu, który stnowi około 11% suchej substncji. Dl mrchwi wrto t wynosi około 55% [Ło-Kuczer 1991]. ss/ss o 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 b c mrchew ziemnik A-fluilne B-wzłu wrstwy C- przez wrstw 390 0,0 A B C

5 Rys. 3. Wzgln zwrto suchej substncji w mrchwi i ziemniku po rehyrcji (te sme litery oznczj brk sttystycznie istotnych rónic) Fig. 3. Reltive concentrtion of ry substnce in crrot n potto fter rehyrtion (the sme letters men the lck of sttisticlly significnt ifferences) Spek zwrtoci witminy C w ziemnikch jest znczny l wszystkich technik suszeni i wynosił około 50% (Rys. 4). Mimo brku sttystycznie istotnego wpływu metoy suszeni n zwrto kwsu skorbinowego, mon zobserwow, e njmniejsze strty wystpuj w suszu otrzymnym w suszrce z przepływem powietrz wzłu wrstwy mteriłu, njwiksze w suszu fluilnym. Poobne zlenoci otrzymno w przypku oznczni krotenów w mrchwi, przy czym rónice pomizy nlizownymi wrtocimi s istotne (Rys. 4). Po suszeniu fluilnym w mrchwi pozostje jeynie 44% krotenu zwrtego w surowcu. Dl wóch pozostłych meto wrto t wynosi 74 i 84%, opowienio l suszeni przez wrstw i wzłu wrstwy. Tk wic kroten jest zwizkiem, który egruje si truniej w czsie suszeni ni kws skorbinowy, co wynik z fktu, e jest rozpuszczlny w tłuszczch, mogcych spełni rol ochronn. Jeynie suszenie fluilne powouje znczny ubytek krotenu, co jest prwopoobnie spowoowne specyfik tej metoy usuwni woy, chrkteryzujcej si zncznym kontktem mteriłu z powietrzem, przyspieszjcym procesy utlenini. Tez t potwierz fkt, e njmniejsze strty, zrówno witminy C, jk i krotenu, zobserwowno l suszeni wzłu wrstwy, w którym powierzchni kontktu mteriłu z powietrzem jest njmniejsz b c mrchew-kroten ziemnik-wit. C % A-fluilne B-wzłu wrstwy C- przez wrstw 0 A B C 391

6 Rys. 4. Procentow zwrto krotenu w mrchwi i witminy C w ziemniku po suszeniu (te sme litery oznczj brk sttystycznie istotnych rónic) Fig. 4. Percentge concentrtion of crotene in crrot n vitmin C in potto fter rying (the sme letters men the lck of sttisticlly significnt ifferences) Posumownie Rozj techniki suszeni m wpływ n przebieg procesu suszeni. Poprwienie wrunków wyminy ciepł i msy, poprzez wprwienie zło w stn fluilny, skrc czs suszeni o ok. 30% jeynie w przypku mrchwi i przyspiesz usuwnie woy z ziemnik w pocztkowej fzie procesu. Nie stwierzono jenozncznego wpływu techniki suszeni n zolno mteriłu o rehyrcji. Mon jenk zobserwow, e susz otrzymny meto z przepływem powietrz wzłu wrstwy mteriłu chrkteryzuje si wikszym przyrostem msy i mniejszym ubytkiem rozpuszczlnych skłników suchej substncji. Zstosownie suszeni fluilnego powouje njwiksze ubytki krotenów w mrchwi (56%) i witminy C w ziemniku (51%). Technik suszeni w njwikszym stopniu pozwljc zchow te zwizki jest meto zpewnijc jk njmniejszy kontkt suszonego mteriłu z powietrzem. Mimo wielu zlet suszeni fluilnego, chrkteryzujcego si brzo obrymi wrunkmi wyminy ciepł i msy, nie nley polec tej metoy o suszeni surowców rolinnych zwierjcych lbilne skłniki, ulegjce łtwo utleniniu. Bibliogrfi Durnce T.D., Wng J.H Energy Consumption, Density, n Rehyrtion Rte of Vcuum Microwve- n Hot-Air Convection- Dehyrte Tomtoes. Foo Engng Phys. Properties, 67(6), Ho J.C., Chou S.K., Mujumr A.S., Hwler M.N.A., Chou K.J An optimistion frmework for rying of het-sensitive proucts. App. Therm. Engng, 21, Jyrmn K.S., Ds Gupt D.K Drying of fruits n vegetbles. Hnbook of inustril rying (e. A.S. Mujumr), Mrcel Dekker, Inc., New York, Krthnos V.T., Knellopoulos N.K., Belessictis V.G Development of porous structure uring ir rying of griculturl plnt proucts. J. Foo Engng, 29, Ło-Kuczer M Skł i wrto oywcz prouktów spoywczych. PZWL, Wrszw. 392

7 Prksh S., Jh S.K., Dtt N Performnce evlution of blnche crrots rie by three ifferent riers. J Foo Engng, 62, Shle E.R., Burns E.E., Tlley L.J Force ir rying of prtilly freeze rie compresse crrot brs. J. Foo Sci., 48, Witrow-Rjchert D Rehyrcj jko wsknik zmin zchozcych w tknce rolinnej w czsie suszeni. Inynieri Chemiczn i Procesow, 25(3/4), The influence of convective rying technique on chosen rie plnt tissue qulity eterminnts Summry: The influence of ifferent wy of ir fee uring convective rying on chosen ie crrot n potto qulity eterminnts ws investigte in this work. The process is etermine by the sort of rying technique. Improvement of het n mss exchnge conitions by putting the be in flui stte mke the rying time shorter bout 30%, only for crrot. It ccelertes wter removl from potto t the beginning of the process s well. An unique influence of rying technique on mterils cpcity to rehyrtion ws not foun. Appliction of the flui rying cuses the biggest loss of crotene in crrot (56%) n scorbic ci in potto (51%). The rying technique wht llows retining bove compouns there is metho proviing lowest contct of rie mterils with ir. Key wors: crrot, potto, rehyrtion, crotene, scorbic ci 393