Reeze-drying impact on hardness of selected soft fruit liophilisates

• Autorzy: Domin Marek , Ćwiklińska Magdalena , Góral-Kowalczyk Małgorzata

Identyfikatory

DOI

10.2478/agriceng-2021-0011

Warianty tytułu

PL

Wpływ procesu liofilizacji na twardość liofilizatów z wybranych owoców miękkich

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The objective of the paper was to describe the impact of freeze-drying conditions on hardness of lyophilizates obtained based on soft fruit pomace. Raspberry, cherry, and grape pomace from the pressing process carried out with a low-speed rotary press constituted a research material. Immediately after the pressing process, pomaces were placed in forms, frozen, and after freezing they were freeze-dried in the pressure of 20, 42, 63, 85 and 110 Pa. The obtained lyophilizates were subjected to the measurement of hardness with the use of texture meter equipped with a penetrometer in the form of a cone with a vertical angle of 30°. The increase of pressure during freeze-drying of samples was accompanied by the increase of hardness of the obtained lyophilizates, which may affect the energy consumption of the grinding process and the nature of rehydration of the final product. Moreover, the water content of raw material, pomaces, and lyophilizates was determined. The obtained results of measurements were subjected to a statistical analysis which showed that the pressure of freeze-drying significantly diversifies the hardness of the obtained lyophilizates.

PL

Celem pracy było scharakteryzowanie wpływu warunków liofilizacji na twardość liofilizatów uzyskanych na bazie wytłoków z owoców miękkich. Materiał badawczy stanowiły wytłoki z malin, wiśni i winogron, uzyskane po procesie tłoczenia z wykorzystaniem prasy wolnoobrotowej. Bezpośrednio po procesie tłoczenia wytłoki umieszczano w formach, zamrażano, a po zamrożeniu liofilizowano w ciśnieniu 20, 42, 63, 85 i 110 Pa. Uzyskane liofilizaty poddano pomiarom twardości z wykorzystaniem teksturometru zaopatrzonego w penetrometr w postaci stożka o kącie wierzchołkowym 30°. Wzrostowi ciśnienia podczas liofilizacji prób towarzyszył wzrost twardości uzyskanych liofilizatów, co może mieć wpływ na energochłonność procesów rozdrabniania i charakter rehydracji produktu końcowego. Dokonano również oznaczenia wilgotności surowca, wytłoków i liofilizatów. Uzyskane wyniki pomiarów poddano analizie statystycznej, która wykazała, że ciśnienie liofilizacji w sposób istotny różnicuje twardość uzyskanych liofilizatów.

Słowa kluczowe

EN

pomaces; lyophilization; hardness; water content

PL

wytłoki; liofilizacja; twardość; wilgotność

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
• Czasopismo: Agricultural Engineering
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 25, No. 1
• Strony: 135--146
• Opis fizyczny: Bibliogr. 41 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Domin Marek

• Department of Biological Bases of Food and Feed Technology, University of Life Sciences in Lublin

• https://orcid.org/0000-0002-8389-2811

autor

Ćwiklińska Magdalena

• Department of Mathematics and Informatics, University of Life Sciences in Lublin

• https://orcid.org/0000-0001-7497-7314

autor

Góral-Kowalczyk Małgorzata

• Department of Agricultural, Forestry and Transport Machines, University of Life Sciences in Lublin

• https://orcid.org/0000-0003-0665-5828

Bibliografia

• Anglea, S.A., Karathanos, V.T., Karel, M. (1993). Low temperature transitions in fresh and osmotically dehydrated plant materials. Biotechnology Progress, 9(2), 204-209.
• Auleda, J.M., Raventós, M., Sánchez, J., Hernández, E. (2011). Estimation of the freezing point of concentrated fruit juices for application in freeze concentration. Journal of Food Engineering, 105, 289-294.
• Barba, F.J., Puértolas, E., Brncic, M., Panchev, I.N., Dimitrov, D.A., Athès-Dutour, V. (2015). Food waste recovery: processing technologies and industrial techniques. Academic Press is an Imprint of Elsevier, London, 249-272. ISBN 978-0-12-800351-0.
• Baryłko-Pikielna, N. (1975). Zarys analizy sensorycznej żywności. WNT, Warszawa.
• Baryłko-Pikielna, N., Matuszewska, I. (2009). Sensoryczne badania żywności. Podstawy - Metody - Zastosowania. Wydawnictwo Naukowe PTTŻ, Kraków. ISBN 9788392464693.
• Bøgh-Sørensen, L. (2006). Recommendations for the Processing and Handling of Frozen Foods. International Institute of Refrigeration, Paris. ISBN 9782913149526.
• Ciurzyńska, A., Lenart, A., Siemiątkowska, M. (2011). Wpływ odwadniania osmotycznego na barwę i właściwości mechaniczne liofilizowanych truskawek. Acta Agrophysica, 17(1), 17-32.
• Domin, M., Dziki, D., Kłapsia, S., Blicharz-Kania, A., Biernacka, B., Krzykowski, A., (2020). Influence of the freeze-drying conditions on the physicochemical properties and grinding characteristics of Kiwi. International Journal of Food Engineering, 16(1-2), 20180315.
• Doroški, A., Klaus, A., Kozarski, M., Tomasevic, I., Vunduk, J., Djekic, I. (2021). The influence of grape pomace substrate on quality characterization of Pleurotus ostreatus-Total quality index approach. Journal of Food Processing and Preservation, 45, e15096.
• Górnicki, K. (2011). Modelowanie procesu rehydratacji wybranych warzyw i owoców. Wydawnictwo SGGW, Warszawa. ISBN 978-83-7583-325-6.
• Górska, C., Mendrycka, M. (2006). Możliwości zastosowania liofilizacji do przedłużania trwałości komponentów biologicznych używanych do produkcji kosmetyków. Medycyna Doświadczalna i Mikrobiologia, 58(2), 169-177.
• Kapusta, I. (2016). Właściwości fizykochemiczne winogron oraz win produkowanych w południowowschodniej Polsce. Wydawnictwo Uniwersytetu Rzeszowskiego, Rzeszów. ISBN 978-837996- 297-6.
• Kelley, D.S., Adkins, Y., Laugero, K.D. (2018). A Review of the Health Benefits of Cherries. Nutrients, 10(3), 368.
• Konopacka, D., Rutkowski, K., Płocharski, W. (2018). Owoce i warzywa jako składnik zdrowej diety człowieka. Oddział Małopolski Polskiego Towarzystwa Technologów Żywności, Kraków. ISBN 978-83-946796-1-3.
• Krokida, M.K., Karathanos, V.T, Maroulis, Z.B. (1998). Effect of freeze-drying conditions on shrinkage and porosity of dehydrated agricultural products. Journal of Food engineering, 35(4), 369-380.
• Kumider, J. (1996). Utylizacja odpadów przemysłu rolno-spożywczego. Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej w Poznaniu, Poznań. ISBN 83-85530-63-0.
• Kunachowicz, H., Przygoda, B., Nadolna, I., Iwanow, K. (2017). Tabele składu i wartości odżywczej żywności. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa. ISBN 978-83-200-5311-1.
• Macagnan, F.T., Santos, L.R., Roberto, B.S., Moura, F.A., Bizzani, M., Silva, L.P. (2015). Biological properties of apple pomace, orange bagasse and passion fruit peel as alternative sources of dietary fibre. Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre, 6(1), 1-6.
• Mitek, M., Leszczyński, K. (2014). Wybrane zagadnienia z technologii żywności pochodzenia roślinnego. Wydawnictwo SGGW, Warszawa. ISBN 978-83-7583-576-2.
• Nadulski, R., Zawiślak, K., Panasiewicz, M., Strzałkowska, K. (2013). Intensyfikacja procesu tłoczenia soków z wybranych warzyw korzeniowych z zastosowaniem techniki mrożenia. Inżynieria Rolnicza, 1(141), 133-141.
• Neves, M.F, Trombin, V.G, Lopes, F.F., Kalaki, R., Milan, P. (2011). World consumption of fruit juices, nectars, and still drinks. The orange juice business: A Brazilian perspective. Academic Publishers, Wageningen. ISBN 978-90-8686-739-4.
• Niszczota, S., Dziubiński, K., Kupidura, A., Miziołek, D., Pacuszka, R., Rafa, W., Siestrzewitowska, A. (2020). Produkcja upraw rolnych i ogrodniczych w 2019 r. Główny Urząd Statystyczny, Warszawa. ISSN 2353-5180.
• Patel, S.M., Doen, T., Pikal, M.J. (2010). Determination of End Point of Primary Drying in FreezeDrying Process Control. AAPS PharmSciTech, 11(1), 73-84.
• Plocharski, W., Markowski, J., Groele, B., Stos, K., Koziol-Kozakowska A. (2017). Soki, nektary, napoje - aspekty rynkowe i zdrowotne. Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny, 61, 6-10.
• PN-ISO 1026:2000, Produkty owocowe i warzywne. Oznaczanie zawartości suchej substancji w wyniku suszenia przy obniżonym ciśnieniu i zawartości wody w wyniku destylacji azeotropowej.
• Reißner, A-M., Al-Hamimi, S., Quiles, A., Schmidt, C., Struck, S., Hernando, I., Turnerb, C., Rohma, H. (2019). Composition and physicochemical properties of dried berry pomace. Journal of the Science of Food and Agriculture, 99(3), 1284-1293.
• Rey, L., May, J.C. (2010). Freeze Drying/Lyophilization of Pharmaceutical and Biological Products. Third edition, Informa Healthcare, London. ISBN-13: 9781439825754.
• Rudy, S., Dziki D., Krzykowski, A., Gawlik-Dziki, U., Polak, R., Różyło, R. (2015). Influence of pretreatments and freeze-drying temperature on the process kinetics and selected physico-chemical properties of cranberries (Aaccinium macrocarpon Ait.). LWT - Food Science and Technology, 63(1), 497-503.
• Rząca, M., Witrowa-Rajchert, D. (2007). Suszenie żywności w niskiej temperaturze. Przemysł Spożywczy, 61(4), 30-35.
• Sagar, N.A, Pareek, S., Sharma, S., Yahia, E.M., Lobo, M.G. (2018). Fruit and Vegetable Waste: Bioactive Compounds, Their Extraction, and Possible Utilization. Comprehensive Reviewsin Food Science and Food Safety, 17(3), 512-531.
• Selani, M.M., Brazaca, S.G.C., Dias, C.T.S., Ratnayake, W.S., Flores, R.A., Bianchini A. (2014). Characterisation and potential application of pineapple pomace in an extruded product for fibre enhancement. Food Chemistry, 163, 23-30.
• Serna-Cook, L., Vargas-Munoz, D.P., Aponte, A.A. (2015). Structural, physical, functional and natraceutical changes of freeze-dried fruit. African Journal of Biotechnology, 14(6), 442-450.
• Shalini, R., Gupta, D. K. (2010). Utilization of pomace from apple processing industries: a review. Journal of Food Science and Technology, 47, 365-371.
• Sharif, Z.I.M., Mustapha, F.A., Jai, J., Mohd.Yusof, N., Zaki, N.A.M. (2017). Review on methods for preservation and natural preservatives for extending the food longevity. Chemical Engineering Research Bulletin, 19, 145-153.
• Si, X., Chen, Q., Bi, J., Wu, X., Yi, J., Zhou, L., Li, Z. (2015). Comparison of different drying methods on the physical properties, bioactive compounds, and antioxidant activity of raspberry powders. Journal of the Science of Food and Agriculture, 96(6), 2055-2062.
• Sinha, N.K, Sidhu, J.S, Barta, J., Wu, J.S.B, Cano, M.P. (2012). Handbook of Fruits and Fruit Processing. John Wiley & Sons Ltd, New Delhi. ISBN 978-0-8138-0894-9.
• Stępień, B. (2009). Modyfikacja cech mechanicznych i reologicznych wybranych warzyw pod wpływem różnych metod suszenia. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego, Wrocław. ISBN 978-83-60574-75-1.
• Tarko, T., Duda-Chodak, A., Bebak, A. (2012). Aktywność biologiczna wybranych wytłoków owocowych oraz warzywnych. Żywność: nauka-technologia-jakość, 4(83), 55-65.
• Wichrowska, D., Żary-Sikorska, E. (2015). Właściwości prozdrowotne jabłkowych wytłoków poprasowych. Inżynieria i Aparatura Chemiczna, 54(5), 286-287.
• Zhou, M., Li, C., Bi, J., Jin, X., Lyu, J., Li, X. (2019). Towards understanding the enhancement of moisture diffusion during intermediate infrared drying of peach pomace based on the glass transition theory. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 54(5), 143-151.
• Ziółkowska, E., Kursa L., Wróblewska, A., Wojciechowski, M., Bogumił, A. (2019). Produkcja i handel zagraniczny produktami rolnymi w 2018 r. Główny Urząd Statystyczny, Warszawa. ISSN 1507-9449.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).