The use of reduced pressure in methods of drying food ®

• Autorzy: Ignaczak Anna , Salamon Agnieszka , Kowalska Jolanta , Kowalska Hanna

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie obniżonego ciśnienia w metodach suszenia żywności®

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Currently, in addition to the attractive appearance of dried plant materials, the nutritional and health-promoting value also determine their choice by consumers. Appropriate drying methods and parameters play a key role in shaping the properties of the product with the desired quality characteristics. The article shows the beneficial aspects of drying with the use of reduced pressure, especially with microwave assistance. Despite the difficulties in selecting drying conditions for various raw materials, the use of reduced pressure and microwaves allows to obtain the desired quality of droughts and significantly shorten the drying time, which is also important in sustainable food production.

PL

Obecnie oprócz atrakcyjnego wyglądu suszonych surowców roślinnych, także wartość odżywcza i prozdrowotna decydują o ich wyborze przez konsumentów. Odpowiednie metody i parametry suszenia odgrywają kluczową rolę w kształtowaniu właściwości produktu o pożądanych cechach jakościowych. W artykule wykazano korzystne aspekty suszenia z zastosowaniem obniżonego ciśnienia, zwłaszcza ze wspomaganiem mikrofalowym. Pomimo trudności w doborze warunków suszenia dla różnych surowców, zastosowanie tej metody pozwala otrzymać susze o pożądanej jakości i znacząco skrócić czas suszenia, co jest ważne również w zrównoważonej produkcji żywności.

Słowa kluczowe

EN

vacuum drying; freeze-drying; microwave vacuum drying; fruit; vegetables

PL

suszenie próżniowe; liofilizacja; suszenie mikrofalowo-próżniowe; owoce; warzywa

• Wydawca: Wyższa Szkoła Menadżerska
• Czasopismo: Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 1
• Strony: 174--185
• Opis fizyczny: Bibliogr. 65 poz.

Twórcy

autor

Ignaczak Anna

• Warsaw University of Life Sciences

• https://orcid.org/0000-0001-8333-9293

autor

Salamon Agnieszka

• Warsaw University of Life Sciences

• https://orcid.org/0000-0002-9988-6088

autor

Kowalska Jolanta

• Warsaw University of Life Sciences

• https://orcid.org/0000-0003-1723-5669

autor

Kowalska Hanna

• Warsaw University of Life Sciences

• https://orcid.org/0000-0002-6732-4590

Bibliografia

• [1] ANDO Y., S. HAGIWARA, H. NABETANI,I. SOTOME, T. OKUNISHI, H. OKADOME, T. ORIKASA, A. TAGAWA. 2019. ‟Effects of prefreezing on th drying characterictics, structural formation and mechanical propoerties of microwavevacuum dried apple”. Journal of Food Engineering 244: 170–177.
• [2] ANLI E. A. 2020. ‟Possibilities for using microwavevacuum drying in Lor cheese production”. International Dairy Journal 102: 104618, DOI: 10.1016/j.idairyj.2019.104618
• [3] ARTNASEAW A., S. THEERAKULPISUT, C. BENJAPIYAPORN. 2009. „Development of a vacuum heat pump dryer for drying chilli”. Biosystems Engineering 105(1): 130–138.
• [4] CALÍN-SÁNCHEZ Á, A. KHARAGHANI, K. LECH, A. FIGIEL, Á. A. CARBONELLBARRACHINA, E. TSOTSAS. 2015. ‟Drying kinetics and microstructural and sensory properties of black chokeberry (Aronia melanocarpa) as affected by drying method”. Food and Bioprocess Technology 8(1): 63–74.
• [5] CARVALH G. R., R. L. MONTEIRO, J. B. LAURINDO, P. E. D. AUGUSTO. 2021. ‟Microwave and microwave-vacuum drying as alternatives to convective drying in barley malt processing”. Innovative Food Science and Emerging Technologies 73: 102770.
• [6] CHONG C. H., A. FIGIEL, C. L. LAW, A. WOJDYŁO. 2014. ‟Combined drying of apple cubes by using of heat pump, vacuum-microwave and intermittent techniques”. Food and Bioprocess Technology 7: 975–989.
• [7] CHOU S. K., K. J. CHUA. 2001. ‟New hybrid drying technologies for heat sensitive foodstuffs”. Trends in Food Science and Technology 12: 359–369.
• [8] CHUA K. J., S. K. CHOU. 2003. Low-Cost Drying Methods for Developing Countries. Trends in Food Science & Technology 14: 519–528.
• [9] CIURZYŃSKA A., A. LENART. 2010. „Nowe metody utrwalania żywności. Liofilizacjainnowacyjne produkty”. Bezpieczeństwo i Higiena Żywności 4(81): 68–70.
• [10] CIURZYŃSKA A., D. PIOTROWSKI, M. JANOWICZ, I. SITKIEWICZ, A. LENART. 2011a. „Wpływ temperatury i ciśnienia w komorze suszarki próżniowej na właściwości rehydratacyjne suszonych truskawek”. Acta Agrophysica 17(2): 289– 300.
• [11] CIURZYŃSKA A., A. LENART, M. SIEMIĄTKOWSKA. 2011b. „Wpływ odwadniania osmotycznego na barwę i właściwości mechaniczne liofilizowanych truskawek”. Acta Agrophysica 17(1): 17–32.
• [12] CUI Z., S. XU, D. SUN. 2004. ‟Effect of microwavevacuum drying on the carotenoids retention of carrot slices and chlorophyll retention of Chinese chive leaves”. Drying Technology 22 (3): 563–575.
• [13] CUI Z., C. LI, C. SONG, Y. SONG. 2008. ‟Combined microwave-vacuum and freeze-drying of carrot and apple chips”. Drying Technology 26: 1517–1523.
• [14] CZAJKOWSKA K., H. KOWALSKA. 2017. „Metody wytwarzania przekąsek owocowych wzbogacanych w składniki naturalne”. Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego 1: 110–115.
• [15] DAI J. W., Q. Q. FU, M. LI, L. J. LI, K. Y. GOU, J. K. ZHOU, L. J. XU. 2022. ‟Drying characteristics and quality optimization of Papaya crisp slices based on microwave vacuum drying”. Journal of Food Processing and Preservation, e16506. DOI: 10.1111/ jfpp.16506
• [16] D’AMBROSIO R., A. CINTIO, A. LAZZERI, G. ANNINO. 2021. ‟Design of an overmoded resonant cavity-based reactor for ceramic matrix composites production”. Chemical Engineering Journal 405(9): 126609, DOI: 10.1016/j.cej.2020.126609
• [17] DASH K. K., H. SHANGPLIANG, G. V. S. BHAGYA RAJ, S. CHAKRABORTY, J. K. SAHU. 2021. ‟Influence of microwave vacuum drying process parameters on phytochemical properties of sohiong (Prunus nepalensis) fruit”. Journal of Food Processing and Preservation 45(3): DOI:10.1111/ jfpp.15290
• [18] DE BRUIJN J., F. RIVAS, Y. RODRIGUEZ, C. LOYOLA, A. FLORES, P. MELIN, R. BORQUEZ. 2016. ‟Effect of vacuum microwave drying on the quality and storage stability of strawberries”. Journal of Food Processing and Preservation 40: 1104–1115.
• [19] DURANCE T., P. YAGHMAEE. 2011. ‟Microwave dehydration of food and food ingredients”. In: Comprehensive Biotechnology (Second ed.) (ed. by M. Moo-Young). Academic Press, Burlington: 617–628.
• [20] FARDET A., RICHONNET C. 2020. ‟Nutrient density and bioaccessibility, and the antioxidant, satiety, glycemic, and alkalinizing potentials of fruitbased foods according to the degree of processing: a narrative review”. Critical Reviews in Food Science and Nutrition 60(19): 3233–3258.
• [21] GAIDHANI K. A., M. HARWALKAR, D. BHAMBERE, P. S. NIRGUDE. 2015. ‟Lyophilization/Freeze Drying- A review”. World Journal of Pharmaceutical Research 4(8): 516–543.
• [22] GARCIA-AMEZQUITA L.E., J. WELTI-CHANES, F.T. VERGARA-BALDERAS, D. BERMUDEZAGUIRRE. 2016. ‟Freeze-drying: The Basic Process”. Encyclopedia of Food and Health: 104–109.
• [23] GAWEŁEK J. 2005. „Wpływ warunków konwekcyjnego i sublimacyjnego suszenia korzeni marchwi na jakość suszu”. Inżynieria Rolnicza 9(11): 119–127.
• [24] GIRI S. K, S. PRASAD. 2007. ‟Drying kinetics and rehydration characteristics of microwave-vacuum and convective hot-air dried mushrooms”. Journal of Food Engineering 78(2): 512–521.
• [25] GONZÁLEZ-CAVIERES L., M. PÉREZ-WON, G. TABILO-MUNIZAGA, E. JARA-QUIJADA, R. DÍAZ-ÁLVAREZ, R. LEMUS-MONDACA. 2021. ‟Advances in vacuum microwave drying (VMD) systems for food products”. Trends in Food Science and Technology 116: 626–638.
• [26] GRZEGORY P., D. PIOTROWSKI. 2013. „Suszenie surowców roślinnych wybranymi sposobami”. Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego 1: 92–95.
• [27] HYVÖONEN L., K. JOUPPILA. 2008. ‟Freeze Drying Foods”. In: Experiments in Unit Operations and Processing of Foods (ed. M. Vieira, P. Ho). Springer, New York, DOI: 10.1007/978-0-387-68642-4
• [28] JAŁOSZYŃSKI K., M. SZARYCZ, M. SURMA, B. STĘPIEŃ, M. PASŁAWSKA. 2010. „Analiza suszenia mikrofalowo-próżniowego owoców dzikiej róży”. Inżynieria Rolnicza 1(119): 223–228.
• [29] JAŁOSZYŃSKI K., M. SZARYCZ, M. SURMA, M. PASŁAWSKA. 2011. „Analiza suszenia mikrofalowo-próżniowego kalafiora”. Inżynieria Rolnicza 9 (134): 65–72.
• [30] JAŁOSZYŃSKI K., M. PASŁAWSKA, M. SURMA, B. STĘPIEŃ, R. SERAFIN. 2017. „Wpływ mocy mikrofal i ciśnienia w czasie suszenia mikrofalowo-próżniowego na jakość końcową suszu z owoców pigwy”. W: Innowacje w zarządzaniu i inżynierii produkcji (red. R. Knosal). Oficyna Wydawnicza Polskiego Towarzystwa Zarządzania Produkcją, Opole: 314–323.
• [31] JAŁOSZYŃSKI K., M. SURMA, B. STĘPIEŃ, M. PASŁAWSKA. 2018. „Analiza suszenia mikrofalowo-próżniowego korzenia skorzonery, kinetyka suszenia i skurcz suszarniczy”. W: Innowacje w zarządzaniu i inżynierii produkcji (red. R. Knosal). Oficyna Wydawnicza Polskiego Towarzystwa Zarządzania Produkcją, Opole: 239–250.
• [32] KATULSKI B., E. WĄSOWICZ. 2002. „Wykorzystanie suszenia mikrofalowo-próżniowego dla uzyskania ,,puffingu” suszów warzywnych”. Aparatura Badawcza i Dydaktyczna 7(1): 33–37.
• [33] KONDRATOWICZ J., E. BURCZYK, M. JANIAK. 2009. „Liofilizacja jako sposób utrwalania żywności”. Chłodnictwo: organ Naczelnej Organizacji Technicznej 1–2 (44): 58–61.
• [34] KONDRATOWICZ J., E. BURCZYK. 2010. „Technologiczne aspekty procesu liofilizacji”. Chłodnictwo: organ Naczelnej Organizacji Technicznej 4(45): 54–59.
• [35] KOWALSKA H., A. LENART, A. MARZEC, J. KOWALSKA, A. CIURZYŃSKA, K. CZAJKOWSKA, M. HANKUS, M. WOJNOWSKI. 2017a. „Wykorzystanie zrównoważonych rozwiązań technologicznych w wytwarzaniu wysokiej jakości przekąsek wzbogaconych w bioskładniki”. Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego 1: 5–14.
• [36] KOWALSKA H, A. MARZEC, J. KOWALSKA, A. CIURZYŃSKA, K. CZAJKOWSKA, J. CICHOWSKA, K. RYBAK, A. LENART. 2017b. ‟Osmotic dehydration of Honeoye strawberries in solutions enriched with natural bioactive molecules”. LWT – Food Science and Technology 85: 500–505.
• [37] KOWALSKA J, H. KOWALSKA, A. MARZEC, T. BRZEZIŃSKI, K. SAMBORSKA, A. LENART. 2018. ‟Dried strawberries as a high nutritional value fruit snack”. Food Science and Biotechnology 27(3): 799–807.
• [38] KOWALSKA H., A. MARZEC, J. KOWALSKA, U. TRYCH, E. MASIARZ, A. LENART. 2020. ‟The use of a hybrid drying method with preosmotic treatment in strawberry bio-snack technology”. International Journal of Food Engineering 16(1-2), 80318-80319. DOI: 10.1515/ijfe-2018-0318
• [39] KROKIDA M. K., V.T. KARATHANOS, Z. B. MAROULIS. 1998. ‟Effect of freeze-drying conditions on shrinkage and porosity of dehydrated agricultural products”. Journal of Food Engineering 35: 369–381.
• [40] LECH K., A. FIGIEL, A. WOJDYŁO, M. KORZENIOWSKA, M. SEROWIK, M. SZARYCZ. 2015. ‟Drying kinetics and bioactivity of beetroot slices pretreated in concentrated chokeberry juice and dried with vacuum microwaves”. Drying Technology 33: 1644–1653.
• [41] LIN T. M., T. D. DURANCE, C. H. SCAMAN. 1998. ‟Characterization of vacuum micro-wave, air and freeze dried carrot slices”. Food Research International 31(2): 111–117.
• [42] LIU Y., S. SABADASH, D. GAO, F. SHANG, Z. DUAN. 2021. ‟Influence of vacuum microwave drying parameters on the physicochemical properties of red beetroots”. Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Food Technologies 23(96): 8–14.
• [43] LV H. F., X. X. MA., B. ZHANG, X. F. CHEN, X. M. LIU, C. H. FANG, B. H. 2019. ‟Microwavevacuum drying of round bamboo: A study of the physical properties”. Construction and Building Materials 211: 44–51.
• [44] MONTEIRO R. L., J. V. LINK, G. TRIBUZI, B. A. M. CARCIOFI. 2018. ‟Microwave vacuum drying and multi-flash drying of pumpkin slices”. Journal of Food Engineering 232: 1–10.
• [45] MONTEIRO R.L., A. L. GOMIDE, J. V. LINK, B. A. M. CARCIOFI, J. B. LAURINDO. 2020. ‟Microwave vacuum drying of foods with temperaturę control by power modulation”. Innovative Food Science and Emerging Technologies 65: 1–11.
• [46] MUSIELAK G., D. MIERZWA, A. PAWŁOWSKI, K. RAJEWSKA, J. SZADZIŃSKA. 2018. ‟Hybrid and Non-stationary Drying – Process Effectiveness and Products Quality”. In Practical Aspects of Chemical Engineering. Springer: 319–337.
• [47] NOWAK D., P. KRZYWOSZYŃSKI. 2007. „Wpływ surowca i sposobu prowadzenia procesu na właściwości fizyczne otrzymanego suszu”. Inżynieria Rolnicza 5(93): 305–312.
• [48] OMOLOLA A. O., A. I. JIDEANI, P. F. KAPILA. 2017. ‟Quality properties of fruits as affected by drying operation”. Critical Reviews in Food Science and Nutrition” 57(1): 95–108.
• [49] PARIKH D. M. 2015. ‟Vacuum drying: basics and application”. Chemical Engineering 122(4): 48–54.
• [50] PIOTROWSKI D, J. BIRONT, A. LENART. 2008. ‟Colour and physical proprieties of osmotically dehydrated and freeze-dried strawberries”. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 15(4): 216–226.
• [51] PIOTROWSKI D., M. IGNACZAK. 2018. ‟Influence of pressure in vacuum drying chamber on shrinkage of defrosted dried strawberries”. Engineering Sciences and Technologies 2(30): 49–61.
• [52] PROSAPIO V, I. NORTON. 2017. ‟Influence of osmotic dehydration pre-treatment on oven drying and freeze drying performance”. LWT-Food Science and Technology 80: 401–408.
• [53] RAAHOLT B. W. 2020. ‟Influence of food geometry and dielectric properties on heating performance”. In Development of Packaging and Products for Use in Microwave Ovens: 73–93. Woodhead Publishing.
• [54] RAPONI F, R. MOSCETTI, D. MONARCA, A. COLANTONI, R. MASSANTINI. 2017. ‟Monitoring and optimization of the process of drying fruits and vegetables using computer vision: a review”. Sustainability 9: 1–27.
• [55] RATTI C. 2001. ‟Hot air and freeze drying of high value foods”. Journal of Food Engineering 49: 311– 319.
• [56] RIFNA E. J., M. DWIVEDI. 2021. ‟Optimization and validation of microwave–vacuum drying process variables for recovery of quality attribute and phytochemical properties in pomegranate peels (Punica granatum L. cv. Kabul)”. Journal of Food Measurement and Characterization 15(5): 4446–4464.
• [57] ROSAS-MENDOZA M. E, J. L. FERNÁNDEZMUÑOZ, J. L. ARJONA-ROMÁN. 2011. ‟Glass transition changes during osmotic dehydration”. Procedia Food Science 1: 814–821.
• [58] RZĄCA M., D. WITROWA- RAJCHERT. 2007. „Suszenie żywności w niskiej temperaturze”. Przemysł Spożywczy 4(61): 30–35.
• [59] SAMBORSKA K., L. ELIASSON, A. MARZEC, J. KOWALSKA, D. PIOTROWSKI, A. LENART, H. KOWALSKA. 2019. ‟The effect of adding berry fruit juice concentrates and by-product extract to sugar solution on osmotic dehydration and sensory properties of apples”. Journal of Food Science and Technology-Mysore 56(4): 1927–1938.
• [60] SCAMAN C. H., T. D. DURANCE, L. DRUMMOND, D-W. SUN. 2014. ‟Combined Microwave Vacuum Drying”. In: Emerging Technologies for Food Processing (ed. by Da-Wen Sun). Academic Press, Cambridge: 427–445.
• [61] SHARMA G. P., S. PRASAD. 2006. ‟Optimization of process parameters for microwave drying of Garlic cloves”. Journal of Food Engineering 75: 441–446.
• [62] VAKULA A., B. PAVLIĆ, L. PEZO, A. TEPIĆ HORECKI, T. DANIČIĆ, L. RAIČEVIĆ, M. LJUBOJEVIĆ, Z. ŠUMIĆ. 2020. ‟Vacuum drying of sweet cherry: Artificial neural networks approach in process optimization”. Journal of Food Processing and Preservation 44(11): DOI: 10.1111/jfpp.14863.
• [63] WANG R., M. ZHANG, A. S. MUJUMDAR. 2010. ‟Effect of osmotic dehydration on microwave freezedrying characteristics and quality of potato chips”. Drying Technology 28(6): 798–806.
• [64] WU L., T. ORIKASA, Y. OGAWA, A. TAGAWA. 2007. ‟Vacuum drying characteristics of eggplants”. Journal of Food Engineering 83: 422–429.
• [65] ZIELIŃSKA M., D. ZIELIŃSKA. 2019. ‟Effects of freezing, convective and microwave- vacuum drying on the content of bioactive compounds and color of cranberries”. LWT-Food Science and Technology 104: 202–209.

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).