WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE SUSZONYCH

ROZDZIAŁ 1 WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE SUSZONYCH PRODUKTÓW Rząca Małgorzata, Witrowa-Rajchert Dorowa Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Wydział Technologii śywności, Katedra InŜynierii śywności i Organizacji Produkcji 1.1. PROCES SUSZENIA ZALETY I WADY Procesy termiczne są jednymi z najwaŝniejszych metod utrwalania Ŝywności, zmierzającymi do inaktywacji enzymów, zapewnienia trwałości mikrobiologicznej oraz zmniejszenia aktywności wody przez zmniejszenie jej zawartości lub dostępności. Suszenie jest jedną z najstarszych metod utrwalania Ŝywności. Znane było juŝ w staroŝytności, gdzie suszono Ŝywność na słońcu i wietrze. Natomiast pierwsze wzmianki o suszeniu Ŝywności w literaturze pojawiły w XVIII wieku (Wu i in., 2007; Mayor i Sereno, 2003; Vega-Mercado i in., 2001). Wiele sektorów przemysłu spoŝywczego wykorzystuje proces suszenia. Suszenie najczęściej stosowane jest w końcowych etapach produkcji Ŝywności, co decyduje o końcowych cechach i właściwościach suszonych produktów. W czasie suszenia następuje zmniejszenie masy i objętości suszonych materiałów, co obniŝa koszty pakowania, ułatwia transport i magazynowanie. Uzyskiwany w ten sposób materiał moŝe być długotrwale przechowywany, przy czym jednocześnie jest łatwy do odtworzenia (Witrowa-Rajchert i Radecka-Wierzbicka, 2005). Sezonowość produktów roślinnych często prowadzi do powstawania nadwyŝki owoców i warzyw. Suszenie daje moŝliwość w łatwy sposób, w krótkim czasie i z zachowaniem odpowiedniej jakości utrwalić takie produkty roślinne (Chua i Chou, 2003). Woda w Ŝywności wpływa na jej bezpieczeńtwo, stabilność, jakość i właściwości fizyczne. Stanu wody w Ŝywności kształtuje właściwości fizyczne produktu (Lewicki, 2004; Prothon i in., 2003). Mimo istotnych zalet procesu suszenia, Ŝywność jest materiałem wraŝliwym na podwyŝszoną temperaturę, dlatego teŝ jakość suszonych produktów w duŝym stopniu zaleŝy od zastosowanych parametrów tego procesu. Suszenie wywołuje znaczne zmiany w tkance roślinnej, często niekorzystne, wywołane reakcjami chemicznymi, tj. brązowieniem nieenzymatycznym, procesami utleniania, przemianami witamin

2 WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE SUSZONYCH PRODUKTÓW (Maskan, 2001). Ponadto suszeniu towarzyszą zmiany właściwości mechanicznych związanych ze skurczem materiału, zmianą struktury, powierzchni i tekstury suszonego materiału. 1.2. WYBRANE METODY SUSZENIA A KINETYKA PROCESU W przemyśle najczęściej stosowaną metodą suszenia jest suszenie konwekcyjne. Surowiec suszony konwekcyjnie jest poddawany działaniu gorącego powietrza, co prowadzi do uzyskania produktów o zmienionej strukturze. Niestety, wysoka temperatura niekorzystnie wpływa na jakość suszonych surowców, dlatego teŝ prowadzone są badania innych metod suszenia, które dawałyby produkt lepszej jakości przy porównywalnych kosztach eksploatacyjnych. Jest to szczególnie waŝne, poniewaŝ obecnie konsumenci wymagają wysokiej jakości produktów. Natomiast jeśli chodzi o Ŝywność suszoną, powinna posiadać wysoką wartość odŝywczą, porównywalną do świeŝych owoców i warzyw (Mayor i Sereno, 2003). Przy suszeniu produktów roślinnych najczęściej wyodrębnia się dwa okresy suszenia. Na początku suszenia obserwuje się stałą szybkość suszenia, a następnie jej spadek. Dzieje się tak w wyniku zmniejszenia się siły napędowej procesu, czyli róŝnicy pręŝności pary na powierzchni materiału suszonego i otaczającego go powietrza. Dwa okresy suszenia zaobserwowano przykładowo w przypadku suszenia metodą konwekcyjną korzeni pietruszki (Skorupska, 2005), zielonych oliwek (Demir i in., 2007), dyni (Doymaz, 2007) i jabłka (Janowicz, 2002). Podobnie przebiega kinetyka suszenia z zastosowaniem promieniowania podczerwonego, w którym równieŝ wyróŝnia się dwa okresy suszenia (Wang i Sheng, 2006). Na czas suszenia promiennikowego wływa prędkość przepływu powietrza, której wzrost zmniejsza tempo usuwania wilgoci, co z kolei wydłuŝa czas suszenia. Czas suszenia dla plasterków cebuli przy szybkości powietrza 1,0 m/s, temperaturze powietrza 45 C i mocy promienników 300 W wynosił 8 h, zwiększając się do 9 h, kiedy szybkość powietrza wynosiła 1,5 m/s (Sharma i in., 2005). Dzieje się tak w wyniku ochładzania powierzchni suszonego produktu. Stąd wpływ szybkości przepływu powietrza na kinetykę suszenia podczerwonego jest przeciwny niŝ obserwowany podczas suszenia konwekcyjnego. Mimo to czas suszenia jest zdecydowanie krótszy od suszenia konwekcyjnego. Jak podaje Umesh Hebbar i in. (2004) czas suszenia marchwi i ziemniaka był krótszy o 48% podczas suszenia promiennikowego połączonego z suszeniem konwekcyjnym przy szybkości powietrza 1 m/s, a według Nowak i Lewickiego (2004) czas suszenia plastrów jabłka był o około 50% krótszy od czasu suszenia konwekcyjnego. Ponadto wzrost mocy źródła promieniowania podczerwonego powoduje zwiększenie

WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE SUSZONYCH PRODUKTÓW szybkości suszenia, przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów zuŝycia energii (Wang i Sheng, 2006). Porównując suszenie mikrofalowe do suszenia konwekcyjnego z wykorzystaniem mikrofal otrzymuje się w drugim przypadku znacznie krótszy czas potrzebny do wysuszenia tkanki jabłka. Ponadto susząc konwekcyjnie jabłka poddane działaniu mikrofal przed usuwaniem wody równieŝ uzyskano znacznie krótszy czas suszenia (Funebo i in., 2000). Czas potrzebny do wysuszenia plasterków jabłka dla suszenia metodą konwekcyjną wynosił około 160 minut, natomiast dla suszenia przy uŝyciu mikrofal od 60 do 160 minut (rys. 1 i 2), w zaleŝności od uŝytej mocy mikrofal i temperatury powietrza. Im zastosowano mniejszą moc mikrofal oraz temperaturę powietrza suszącego, tym czas suszenia był dłuŝszy i przy parametrach 150 W i temperaturze 20ºC był porównywalny z czasem suszenia konwekcyjnego. Natomiast suszenie przy parametrach: moc 300 W i temperatura 40ºC skróciło czas suszenia jabłka o 63%. Podobne wyniki otrzymał Piotrowski i in. (2004), Andrés i in. (2004) oraz Wang i Sheng (2006), czyli wraz ze wzrostem mocy mikrofal proces suszenia przebiegał szybciej, a to wiąŝe się z niŝszymi kosztami zuŝycia energii i najczęściej lepszą jakością otrzymanego suszu. Kiwi suszone z wykorzystaniem mocy mikrofal na poziomie 210, 350 i 490 W zostało wysuszone w czasie krótszym o 40 89% w porównaniu z suszeniem konwekcyjnym w temperaturze 60ºC (Maskan, 2001). Stosując duŝe moce mikrofal, tj. 560 W, oraz suszenie kombinowane wykorzystujące mikrofale i lampy halogenowe łącznie o mocy 706 W, moŝna jeszcze bardziej skrócić czas suszenia, nawet o 98% w porównaniu do suszenia konwekcyjnego w temperaturze 60ºC i przepływie powietrza 1,7 m/s (Sumnu i in., 2005). Podczas suszenia z wykorzystaniem promieniowania mikrofalowego na początku procesu temperatura materiału rosła do pewnej wartości i przez dłuŝszy czas suszenia utrzymywała się na stałym poziomie (rys.1). Po usunięciu około 90% wody z jabłek (u/u o = 0,1), czyli przy zawartości wody około 0,6 g H 2 O/g s.s., niezaleŝnie od zastosowanych parametrów procesu, przy dalszym suszeniu następował widoczny wzrost temperatury materiału. Przy mocy mikrofal 150 W temperatura materiału osiągała pod koniec suszenia wartości około 50 C dla temperatur powietrza 20 i 30 C, zaś około 65 C dla temperatury powietrza 40 C. Podobne zaleŝności zaobserwowano podczas suszenia przy zastosowaniu wyŝszej mocy mikrofal 300 W (rys.2), dla którego jedyną róŝnicą było uzyskanie pod koniec procesu suszenia temperatury materiału bliskiej 70 C, niezaleŝnie od zastosowanej temperatury powietrza. Podobnie suszenie pod obniŝonym ciśnieniem, w porównaniu do konwekcyjnego, charakteryzuje się krótszym czasem suszenia, niŝszą temperaturą 3

4 WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE SUSZONYCH PRODUKTÓW 1,2 70 1 60 50 0,8 u/u 0 0,6 0,4 150 40 150 30 150 20 temp 150 40 temp 150 30 temp 150 20 40 30 20 temperatura [ o C] 0,2 10 0 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 Czas suszenia [min] Rys. 1. Kinetyka suszenia mikrofalowego jabłek przy mocy mikrofal 150 W z uwzględnieniem temperatury podczas suszenia 1,2 80 1 70 60 u/u 0 0,8 0,6 0,4 300 40 300 30 300 20 temp 300 40 temp 300 30 temp 300 20 50 40 30 20 temperatura [ o C] 0,2 10 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 Czas suszenia [min] 0 Rys. 2. Kinetyka suszenia mikrofalowego jabłek przy mocy mikrofal 300 W z uwzględnieniem temperatury podczas suszenia

WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE SUSZONYCH PRODUKTÓW i środowiskiem pozbawionym tlenu, co zapobiega reakcjom utleniania i jednocześnie umoŝliwia uzyskanie produktu o wysokiej wartości odŝywczej. Na proces suszenia bakłaŝanu pod obniŝonym ciśnieniem istotnie wpływał wzrost temperatury, który skracał czas suszenia. Natomiast zmiana ciśnienia w komorze suszarniczej w zakresie 2,5-10 kpa, nie wpływała na skrócenie czasu suszenia (Wu i in., 2007). Podobne zaleŝności zaobserwowano przy suszeniu pod obniŝonym ciśnieniem owoców aronii w temperaturze niŝszej o 24ºC od temperatury suszenia konwekcyjnego, a czas był 3-krotnie krótszy od czasu suszenia konwekcyjnego (Bober i Oszmański, 2004). Coraz częściej badane są metody kombinowane, tj. mieszane metody suszenia konwekcyjnego, mikrofalowego, promiennikowego, próŝniowego, czy z wykorzystaniem pulsacyjnego pola elektrycznego czy pomp ciepła, podczas których uzyskuje się w krótkim czasie produkt wysokiej jakości, porównywalny z suszem otrzymanym metodą sublimacji, uwaŝaną za najlepszą pod względem jakości uzyskiwanego suszu. Dodatkowo, zastosowanie róŝnych operacji przed suszeniem pozwala uzyskać lepszy produkt. Przykładowo poprzedzenie suszenia odwadnianiem osmotycznym moŝe skrócić czas suszenia oraz korzystnie wpłynąć na cechy organoleptyczne i teksturę gotowego wyrobu. Ponadto, zastosowanie suszenia mikrofalowo-konwekcyjnego do odwadnianych osmotycznie owoców, tj. truskawek, wiśni i śliwek pozwala otrzymać susze o mniejszej twardości niŝ susze konwekcyjne (Sitkiewicz i Lenart, 2002). 1.3. SKURCZ, GĘSTOŚĆ I POROWATOŚĆ SUSZONEGO MATERIAŁU Podczas suszenia Ŝywności następuje usuwanie wody z materiału, w wyniku czego następuje zmniejszenie objętości materiału, a zewnętrzne jego warstwy ulegają usztywnieniu. Karathanos i in. (1993) stwierdzili, Ŝe zmiany surowca zachodzące w procesie suszenia wpływają na skurcz suszarniczy, co jednocześnie wiąŝe się ze zmianą objętości. Wzrastający gradient wilgotności powoduje napięcia wewnątrz materiału i tym samym wewnętrzna struktura ulega uszkodzeniu, w wyniku czego następuje skurcz suszonego materiału i załamanie struktury (Mayor i Sereno, 2003; Prothon i in.,2003; Funebo i in., 2000). Jakość suszonych produktów w duŝej mierze zaleŝy od skurczu materiału. Zmiany kształtu, zmniejszenie objętości i wzrost twardości produktu oraz pękanie powierzchni materiału w większości przypadków odbierane jest negatywnie przez konsumentów (Mayor i Sereno, 2003). Skurcz zaleŝy od struktury suszonego materiału i dla materiałów pochodzenia roślinnego jest prawie liniowo skorelowany z wilgotnością materiału (Sjöholm i Gekas, 1995). W przypadku suszenia pod obniŝonym ciśnieniem Wu i in. (2007) takŝe stwierdzili linową zaleŝność pomiędzy skurczem a wilgotnością próbki 5

6 WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE SUSZONYCH PRODUKTÓW bakłaŝanu. Wraz ze wzrostem ciśnienia w komorze suszarniczej następowało zwiększenie skurczu materiału, natomiast zmiany temperatury suszenia nie powodowały istotnych zmian skurczu. Podczas suszenia konwekcyjnego owoców objętość i skurcz ulega zmniejszeniu, a porowatość zwiększeniu, wraz ze zmniejszającą się zawartością wody w produkcie. Obserwuje się jednak, Ŝe w końcowych etapach suszenia następuje mniejszy skurcz tkanek owoców, z uwagi na usztywnienie ich powierzchni, prowadzące do zachowania objętości (Yan i in.2008). Suszone konwekcyjnie banany, ananasy i mango kurczyły się intensywnie do osiągnięcia wilgotności wynoszącej odpowiednio około 24, 33 i 30%, a w czasie dalszego usuwania wody, do wartości około 5-8%, skurcz był nieznaczny (Yan i in., 2008). RównieŜ Khraisheh i in. (2004), podczas suszenia plastrów ziemniaka z wykorzystaniem mikrofal, zaobserwowali zwiększający się skurcz do usunięcia około 60% wody, a niewielkie zmniejszenie objętości materiału pod koniec procesu. Podczas suszenia konwekcyjnego suszona tkanka jabłka kurczyła się bardziej niŝ materiał suszony z wykorzystaniem mikrofal (rys.3). Wraz ze wzrostem mocy mikrofal i temperatury powietrza suszącego materiał ulegał mniejszemu skurczowi, co związane jest z krótszym czasem suszenia przy wyŝszych wartościach parametrów suszenia (rys. 1 i 2). 78 d skurcz [%] 76 74 72 70 68 66 64 62 60 a b b,c b,c 300 40 300 30 300 20 150 40 150 30 150 20 konw 70C b,c parametry suszenia mikrofalowego [W, o C] Rys. 3. Zmiany skurczu tkanki jabłka w zaleŝności od zastosowanych parametrów suszenia konwekcyjno-mikrofalowego Skurcz plasterków kiwi suszonych konwekcyjnie w temperaturze 60ºC, konwekcyjnie-mikrofalowo oraz mikrofalowo wynosił odpowiednio 81, 76 i 85% (Maskan, 2001). Natomiast skurcz plasterków jabłka suszonego konwekcyjnie c

WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE SUSZONYCH PRODUKTÓW w temperaturze powietrza 70ºC wynosił około 76% i był on większy niŝ dla suszenia mikrofalowego. Skurcz suszonej Ŝywności jest związany z jej gęstością (Funebo i in., 2000). Równoczesna utrata wody i kurczenie się wywierają wpływ na gęstość materiału. W owocach i warzywach w czasie suszenia konwekcyjnego zmiany gęstości w szybkoschnących obszarach są duŝo większe niŝ średnie zmiany gęstości obserwowane w całym produkcie (Białobrzeski i Markowski, 2004). JednakŜe nie tylko skurcz ma wpływ na gęstość produktu, ale takŝe wyjściowy surowiec, gdyŝ gęstość owoców i warzyw często wzrasta wraz z ich dojrzałością (Dobrzański i in., 2006). DuŜy wpływ na gęstość suszonego materiału ma metoda i parametry suszenia. Gęstość i skurcz kukurydzy i zielonego groszku suszonego w suszarce fluidyzacyjnej zaleŝały jedynie od zawartości wigoci w końcowym produkcie (Hatamipour i Mowla, 2003). Natomiast dla jabłka suszonego konwekcyjnie w temperaturze 70ºC gęstość wynosiła około 0,46 g/cm 3 i była większa niŝ gęstość jabłek suszonych z wykorzystaniem mocy mikrofal 150 i 300 W przy róŝnej temperaturze powietrza suszącego (rys. 4). Porównując rysunki 3 i 4 moŝna stwierdzić, iŝ wraz ze zwiększającym się skurczem, gęstość tkanki jabłka ulegała zwiększeniu. Podobne wyniki dla suszenia mikrofalowo-konwekcyjnego jabłek otrzymali Andrés i in. (2004), którzy zaobserwowali, Ŝe wraz ze wzrostem gęstości następowało zmniejszenie porowatości materiału. Natomiast Funebo i in. (2000), susząc konwekcyjnie jabłka, uzyskali produkty o mniejszej nawet o 50% gęstości, w porównaniu do suszonych konwekcyjnie wstępnie potraktowanych mikrofami o mocy 20 W/g przez czas od 0,75 do 5 minut. 0,50 d 7 0,45 c b,c c gęstość [g/cm 3 ] 0,40 0,35 0,30 a a,b b,c 0,25 0,20 300 40 300 30 300 20 150 40 150 30 150 20 konw 70C parametry suszenia mikrofalowego [W, o C] Rys. 4. Zmiany gęstości suszu jabłkowego w zaleŝności od zastosowanych parametrów suszenia konwekcyjno-mikrofalowego

8 WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE SUSZONYCH PRODUKTÓW W przypadku suszenia miękiszu jabłka z wykorzystaniem promieniowania podczerwonego równieŝ uzyskano produkt o mniejszym skurczu, w porównaniu do suszu konwekcyjnego (Witrowa-Rajchert i Rząca, 2006). Wielkość skurczu wpływa równieŝ na porowatość suszonego materiału, która jest parametrem determinującym właściwości przenoszenia masy, właściwości mechaniczne i teksturę Ŝywności (Witrowa-Rajchert, 1999). Porowatość zwiększa się w trakcie suszenia, a charakter zmian zaleŝy od rodzaju surowca. Stan szklisty (Roos, 1991), który najczęściej tworzy się w końcowych stadiach suszenia zwiększa dodatkowo wytrzymałość mechaniczną materiału. Skurcz jest wtedy utrudniony i porowatość zwiększa się. Porowatość plasterków banana i mango wzrastała od około 5% dla świeŝej próbki do odpowiednio 17 i 25% po suszeniu (Yan i in., 2008). Dla suszonych konwekcyjnie ziemniaków i marchwi stwierdzono wzrost porowatości odpowiednio od wartości 2 i 5% dla materiału surowego do 11 i 17% dla suszu (Witrowa-Rajchert, 1999). Susz jabłkowy uzyskany na drodze suszenia konwekcyjnego charakteryzował się porowatością na poziomie 70%. Natomiast w przypadku suszenia z zastosowaniem mikrofal wraz ze wzrostem temperatury powietrza i większą mocą mikrofal, co wiązało się z krótszym czasem suszenia, uzyskano susz o większej objętości i porowatości, charakteryzujący się mniejszym skurczem i gęstością (rys. 5). Współczynnik korelacji, r = 0,91, między porowatością a skurczem świadczy o mocnej ujemnej korelacji pomiędzy badanymi wartościami, czyli zwiększenie skurczu istotnie wpływa na zmniejszenie porowatości tkanki. 0,84 0,82 0,80 porowatość 0,78 0,76 0,74 0,72 r = 0,91 0,70 62 64 66 68 70 72 74 skurcz [%] 300 40 a 300 30 a,b 300 20 a,b 150 40 b 150 30 a,b 150 20 b Rys. 5. Zmiany porowatości i skurczu w zaleŝności od zastosowanych parametrów suszenia mikrofalowego

WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE SUSZONYCH PRODUKTÓW 9 1.4. WŁAŚCIWOŚCI REKONSTYTUCYJNE I HIGROSKOPIJNE SUSZONEJ TKANKI ROŚLINNEJ W czasie suszenia następują nieodwracalne zmiany w strukturze materiału, co wpływa na zmniejszenie zdolności wchłaniania wody i jej utrzymywania (Witrowa-Rajchert, 1999). Na proces rehydracji wpływają m.in. skurcz, gęstość i porowatość (Mayor i Sereno, 2003; Wu i in., 2007). Większy skurcz wiąŝe się ze wzrostem gęstości próbki, co natomiast powoduje mniejszą porowatość i jednocześnie mniejszą zdolnością do rehydracji i wchłaniania pary wodnej (Witrowa-Rajchert i Rząca, 2006). Rehydracja to jeden z waŝniejszych wyróŝników suszonej Ŝywności, często stosowany do produktów typu instant (Sumnu i in., 2005). W zalezności od zastosowanych parametrów suszenia uzyskuje się produkt o róŝnym stopniu odtwarzalności. Ogólnie przyjmuje się, Ŝe stopień rehydracji zaleŝy od stopnia rozerwania i zniszczenia komórek i struktury (Prothon i in., 2003). Przykładowo susz uzyskany na drodze sublimacji ma strukturę porowatą i łatwo podlega uwodnieniu, wykazując dobre właściwości adsorpcyjne (Hammami i in., 1999). Wskaźnik rehydracji dla produktów suszonych sublimacyjnie jest 4-6 razy wyŝszy niŝ dla suszu konwekcyjnego (Ratti, 2001). Natomiast plastry marchwi suszone pod obniŝonym ciśnieniem z zastosowaniem mikrofal, w porównaniu do suszenia sublimacyjnego, charakteryzowały się niŝszym stopniem odtwarzalności. JednakŜe wykazywały one lepszą zdolność do rehydracji, mniejszą gęstość i bardziej miękką teksturę w porównaniu do suszu tradycyjnego (Lin i in., 1998). Podobnie marchew suszona mikrofalowo i mikrofalowo z wykorzystaniem lamp halogenowych ma wyŝszy stopień odtwarzalności. Tak samo plastry kiwi czy jabłka suszone mikrofalowo charakteryzowały lepszą zdolnością do rehydracji niŝ susze uzyskane metodą konwekcyjną w temperaturze 60ºC i kombinacją powyŝszych metod (Maskan, 2001; Funebo i in 2000). Dodatkowo w suszeniu z wykorzystaniem lamp halogenowych uzyskuje się produkt o bardzo niskiej zawartości wody, co zapobiega zmianom produktu w czasie przechowywania. Mniejsza zdolność do rehydracji konwekcyjnie suszonej marchwi spowodowana jest przez nieodwracalne zmiany w strukturze przestrzennej tkanki. PodłoŜem tych zmian jest występowanie przemian fizycznych i chemicznych w materiale podczas procesu suszenia (Maskan, 2001; Sumnu i in., 2005). Ciekawe wyniki uzyskali Sacilik i Elicie (2006), którzy plasterki jabłka suszyli konwekcyjnie w temperaturze 40, 50 i 60ºC. Charakteryzowały się one mniejszym stopniem odtwarzalności wraz z zastosowaniem niŝszej temperatury powietrza. W tym przypadku niekorzystne zmiany związane były prawdopodobnie z wydłuŝonym czasem działania na produkt podwyŝszonej temperatury

10 WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE SUSZONYCH PRODUKTÓW Właściwości higroskopijne suszonych produktów równieŝ mogą wskazywać na zmiany zachodzące w surowcu w czasie suszenia. Wybór metody suszenia ma znaczący wpływ na właściwości higroskopijne suszu, które bezpośrednio związane są z jego skurczem i porowatością. Niewielki skurcz suszu wiąŝe się z jego większą porowatością, a to prowadzi do szybszego chłonięcia pary wodnej. Przykładowo susz sublimacyjny o skurczu około 4% i większej porowatości łatwiej wchłonął ponad trzykrotnie więcej pary wodnej niŝ susz konwekcyjny, którego skurcz wynosił około 77% (Fabisiak i in., 2003). W tabeli 1 przedstawiono zdoność adsorpcji pary wodnej w czasie 24 godzin przez susz uzyskany metodą konwekcyjną i konwekcyjno-mikrofalową przy róŝnych parametrach suszenia. Susz mikrofalowy wchłaniał szybciej parę wodną po czasie 24 godzin niŝ susz konwekcyjny. Wynikało to z większej porowatości suszu mikrofalowego, który przy zastosowaniu większej mocy mikrofal oraz wraz ze wzrostem temperatury powietrza, charakteryzował się większą higroskopijnością, a uzyskiwane wyniki były dodatnio skorelowane z porowatością jabłek. Tab. 1. Właściwości higroskopijne suszu mikrofalowego przy zastosowaniu mocy mikrofal 150 i 300 W Ilość zaabsorbowanej wody przez susz po czasie 24 h Suszenie przy mocy 150 W Suszenie przy mocy 300 W Temperatura [ºC] Zaadsorbowana woda [g H 2 O/g s.s] Temperatura [ºC] Zaadsorbowana woda [g H 2 O/g s.s] 40 1,74 40 1,84 30 1,70 30 1,76 20 1,65 20 1,69 Suszenie konwekcyjne 70 1,51 LITERATURA Andrés A., Bilbao C., Fito P., 2004. Drying kinetics of apple cylinders under combined hot air microwave dehydration. Journal of Food Engineering, 63, 1, 71-78. Bialobrzewski I., Markowski M., 2004. Mass transfer in the celery slice: effects of temperature, moisture content and density on water diffusivity. Drying Technology, 22, 1777-1789. Bober I., Oszmiański J., 2004. Zastosowanie wytłoków aronii do naparu herbat owocowych. Acta Sci. Pol., Technol. Aliment., 3(1), 63-72. Chua K.J., Chou S.K., 2003. Low-cost drying methods for developing countries. Trends in Food Science and Technology, 14, 12, 519-528.

WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE SUSZONYCH PRODUKTÓW Demir V., Gunhan T., Yagcioglu A.K., 2007. Mathematical modelling of convection drying of green table olives. Biosystems Engineering, 98, 1, 47-53. Dobrzański B., Rabcewicz J., Rybczyński R., 2006. Handling of apple. Transport, techniques and efficiency vibration, damage and bruising texture, firmness and quality. Instytut Agrofizyki PAN, Lublin. Doymaz I., 2007. The kinetics of forced convective air-drying of pumpkin slices. Journal of Food Engineering, 79, 1, 243-248. Fabisiak A., Witrowa-Rajchert D., Głuszko J., 2003. Wpływ temperatury na wybrane właściwości jabłek suszonych konwekcyjnie i sublimacyjnie. śywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2(35) Supl., 19-27. Funebo T., Ahrné L., Kidman S., Langton M., Skjoldebrand C., 2000. Microwave heat treatment of apple before air dehydration - efects on physical properties and microstructure. Journal of Food Engineering 46, 173-182. Hammami C., René F., Marin M., 1999. Process-quality optimization of the vacuum freeze-drying of apple slices by the response surface method. International Journal of Food Science & Technology, 34(2), 145 160. Hatamipour M.S., Mowla D., 2003. Correlations for shrinkage, density and diffusivity for drying of maize and green peas in a fluidized bed with energy carrier. Journal of Food Engineering, 59, 2-3, 221-227. Janowicz L., 2002. Analiza przebiegu krzywych temperaturowych podczas suszenia konwekcyjnego jabłek. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 486, 465-470. Karathanos V. T., Anglea S., Karel M., 1993. Collapse of structure during drying of celery. Drying Technology, 11, 1005-1023. Khraisheh M.A.M, McMinn W.A.M., Magee T.R.A., 2004. Quality and structural changes in starchy foods during microwave and convective drying. Journal of Food Engineering, 37, 497-503. Lewicki P.P., 2004. Water as the determinant of food engineering properties. A review. Journal of Food Engineering, 61, 4, 483-495. Lin T.M., Durance T.D., Scaman C.H., 1998. Characterization of vacuum microwave, air and freezedried carrot slices. Food Research International, 31(2), 111-114. Maskan M., 2001. Drying, shrinkage and rehydration characteristics of kiwifruits during hot air and microwave drying. Journal of Food Engineering 48,177-182. Mayor L., Sereno A.M., 2004. Modelling shrinkage during covective drying of food materials: a review. Journal of Food Engineering, 61, 373-386. Nowak D., Lewicki P.P., 2004. Infrared drying of apple slices. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 5(3), 353-360. Perera C.O., 2005. Selected Quality Attributes of Dried Foods. Drying Technology, 23(4), 717-730. 11

12 WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE SUSZONYCH PRODUKTÓW Piotrowski D., Lenart A., Wardzyński A., 2004. Influence of osmotic dehydration on microwave-convective drying of frozen strawberries. Journal of Food Engineering, 64, 4, 519-525. Prothon F., Ahrné L., Sjöholm, I., 2003. Mechanisms and prevention of plant tissue collapse during dehydration: a critical review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 43(4), 447-479. Ratti C., 2001. Hot air anf freeze-drying of high-value foods: a review. Journal of Food Engineering, 49, 311-319. Roos, Y. (1991): Characterisation of polymer using state diagrams. Journal of Food Engineering, 24, 339-360. Sacilik K., Elicin A. K., 2006. The thin layer drying characteristics of organic apple slices. Journal of Food Engineering, 73, 281-289. Schultz E.L., Mazzuco M.M., Machado R.A.F., Bolzan A., Quadri M.B., Quadri M.G.N., 2007. Effect of pre-treatments on drying, density and shrinkage of apple slices. Journal of Food Engineering, 78, 3, 1103-1110. Sharma G.P., Verma R.C., Pathare P.B., 2005. Thin-layer infrared radiation drying of onion slices. Journal of Food Engineering, 67(3), 361-366. Sitkiewicz I., Lenart A., 2002. Wpływ aktywności wody na właściwości fizyczne suszonych owoców wstępnie odwadnianych osmotycznie. InŜynieria rolnicza, 5, 319-325. Sjöholm, I., Gekas V., 1995. Apple shrinkage upon drying. Journal of Food Engineering, 25, 123-130. Skorupska E., 2005. Badanie procesu suszenia konwekcyjnego pietruszki korzeniowej. InŜynieria Rolnicza, 9, 313-320. Sumnu G., Turabi E., Oztop M., 2005. Drying of carrots in microwave and halogen lamp microwave combination ovens. Food Science and Technology/LWT, 38, 5, 549-553. Umesh Hebbar H., Vishwanathan K.H., Ramesh M.N., 2004. Development of combined infrared and hot air dryer for vegetables. Journal of Food Engineering, 65(4), 557-563. Vega-Mercado H., Angora-NIeto M.M., Bartosa-Cánovas G.V., 2001. Advanced in dehydration of food. Journal of Food Engineering, 49, 271-289. Wang J., Sheng K., 2006. Far-infrared and microwave drying of peach. LWT - Food Science and Technology, 39, 3, 247-255. Witrowa-Rajchert D., 1999. Rechydracja jako wskaźnik zachodzących w tkance roślinnej w czasie suszenia. Fundacja Rozwój SGGW, Warszawa. Witrowa-Rajchert D., Radecka-Wierzbicka M., 2005. Wpływ techniki suszenia konwekcyjnego na wybrane wyznaczniki jakości suszonej tkanki roślinnej. InŜynieria Rolnicza, 9, 387-394.

WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE SUSZONYCH PRODUKTÓW Witrowa-Rajchert D., Rząca M., 2006. Wpływ metody suszenia i przechowywania na wybrane właściwości fizyczne suszu jabłkowego. Future of food engineering, dostępne na płycie CD, 2006, 6 stron. Wu L., Orikasa T., Tagawa A., 2007. Vacuum drying characteristics of eggplants. Journal of Food Engineering, 83, 3, 422-429. Yan Z., Sousa-Gallagher M. J., Oliveira F.A.R., 2008. Shrinkage and porosity of banana, pineapple and mango slices during air-drying. Journal of Food Engineering, 84, 3, 430-440. 13