Badanie procesu adsorpcji i desorpcji wody wybranych skrobi

• Autorzy: Pałacha Z. , Chrzanowski P.

Warianty tytułu

EN

A study of process of adsorption and desorption of water selected starches

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W prezentowanym artykule wyznaczono izotermy adsorpcji i desorpcji wody wybranych skrobi (ziemniaczanej natywnej oraz skrobi modyfikowanych: kukurydzianej, z kukurydzy woskowej i z tapioki) w temperaturze 25oC, w zakresie aktywności wody od 0,113 do 0,903. Stwierdzono, że izotermy dla badanych skrobi miały przebieg sigmoidalny i należały do II typu izoterm zgodnie z klasyfikacją Brunauera i współpracowników. Wszystkie izotermy wykazały pętlę histerezy, przy czym największą pętlą histerezy charakteryzowała się skrobia ziemniaczana bez modyfikacji. Pętle histerezy pozostałych skrobi modyfikowanych były do siebie podobne. Model Pelega najlepiej opisywał otrzymane izotermy adsorpcji i desorpcji wody.

EN

In the paper water adsorption and desorption isotherms of selected starches (native potato starch, modified starches: maize, waxy maize and tapioca) were determined at 25oC over a range of water activity from 0,113 to 0,903. The water adsorption and desorption isotherms had a compatible course with II type isotherms according to BET classification. All isotherms exhibited histeresis loop but the highest histeresis loop had a native potato starch. The histeresis loops of modified starch were similar in the size and shape. The Peleg model gave the best fit to the experimental adsorption and desorption data for all material tested.

Słowa kluczowe

PL

adsorpcja wody; desorpcja wody; skrobia ziemniaczana; skrobia modyfikowana; pętla histerezy; model Pelega; izoterma

EN

adsorption of water; desorption of water; potato starch; modified starch; histeresis loop; isotherm; Peleg model

• Wydawca: Wyższa Szkoła Menadżerska
• Czasopismo: Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 1
• Strony: 58--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pałacha Z.

• Katedra Inżynierii Żywności i Organizacji Produkcji, SGGW w Warszawie

autor

Chrzanowski P.

• Katedra Inżynierii Żywności i Organizacji Produkcji, SGGW w Warszawie

Bibliografia

• [1] Al-Muhtaseb A.H., McMinn W.A.M., Magee T.R.A. 2004. Water sorption isotherms of starch powders. Part 1. Mathematical description of experimental data. Journal of Food Engineering, 61, 297-307.
• [2] AOAC 1996. Official methods of analysis. Association of Official Analitycal Chemists. Arligton, VA.
• [3] Benado A.L., Rizvi S.S.H. 1985. Thermodynamic properties of water on rice as calculated from the reversible and irreversible isotherms. Journal of Food Science, 50 (2), 101-105.
• [4] Bizot H. 1983. Using the “GAB” model to constructsorption isotherms. In: Physical Properties of Foods (eds. R. Jowitt, F. Escher, B. Hallstrom, H.F.T. Meffert,W.E.L. Spiess, G. Vos), Applied Science Publishers, New York, 43-54.
• [5] Boki K., Ohno S. 1991. Equilibrium isotherm equations to represent moisture sorption on starch. Journal of Food Science, 56(4), 1106-1110.
• [6] Brunauer S., Deming L.S., Deming W.E., Teller E. 1940. On the theory of the van der Waals adsorption of gases. Journal of the American Chemical Society, 62, 1723-1732.
• [7] Brunauer S., Emm ett P.H., Teller E. 1938. Adsorption of gases in multilayers. Journal of the American Chemical Society, 60, 309-319.
• [8] Choi S-G., Kerr W.L. 2003. Effects of chemical modification of wheat starch on molecular mobility as studied by pulsed 1H NMR. Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie, 36, 105-112.
• [9] Cybulska E.B. 2002. Woda jako składnik żywności. W: Chemia żywności. Skład, przemiany i właściwości żywności (red. Z. Sikorski), WNT, Warszawa, 55-87.
• [10] Fornal J., Sadowska J., Błaszczak W., Jeliński T., Stasiak M., Molenda M., Hajnos M. 2012. Influence of some chemical modifications on the characteristics of potato starch powders. Journal of Food Engineering, 108, 515-522.
• [11] Greenspan L. 1977. Humidity fixed points of binary saturated aqueous solutions. Journal of Research of the National Bureau of Standards – A. Physics and Chemistry, 81A, 89-96.
• [12] Halsey G. 1948. Physical adsorption on nonuniform surfaces. Journal of Chemical Physics, 16(10), 931-937.
• [13] Kaur L., Singh N., Singh J. 2004. Factors in63 fluencing the properties of hydroxypropylated potarto starches. Carbohydrate Polymers, 55, 211-223.
• [14] Knani S., Khalfaoui M., Hachicha M.A., Lamine A.B., Mathl outhi M. 2012. Modelling of water vapour adsorption on foods products by a statistical physics treatment using the grand canonical ensemble. Food Chemistry, 132, 1686-1692.
• [15] Labuza T.P. 1968. Sorption phenomena in food. Food Technology, 22, 263-272.
• [16] Labuza T.P., Kaanane A., Chen J.Y. 1985. Effect of temperature on the moisture sorption isotherms and water activity shift of two dehydrated foods. Journal of Food Science, 50(2), 385-391.
• [17] Lewicki P.P. 1998. A three parameter equation for food moisture sorption isotherms. Journal of Food Process Engineering, 21, 127-144.
• [18] Lewicki P.P. 1997. The applicability of the GAB model to food water sorption isotherms. International Journal of Food Science and Technology, 32(6), 553-557.
• [19] Mishra Sangeetha, Rai T. 2006. Morphology and functional properties of corn, potato and tapioca starches. Food Hydrocolloids, 20, 557-566.
• [20] Molenda M., Stasiak M., Horabik J., Fornal J., Błaszczyk W., Ormowski A. 2006. Microstructure and mechanical parameters of five types of starch. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences. 15/56(2), 161-168.
• [21] Oswin C.R. 1946. The kinetics of package life. III. The isotherm. Journal of Chemical Industry (London), 65, 419-423.
• [22] Oyelade O.J., Tunde-Akintunde T.Y., Igbeka J.C., Oke M.O., Raji O.Y. 2008. Modelling moisture sorption isotherms for maize flour. Journal of Stored Products Research, 44, 179-185.
• [23] Pałacha Z. 2010. Właściwości sorpcyjne. W: Właściwości fizyczne żywności (red. Z. Pałacha, I. Sitkiewicz), WNT, Warszawa, 143-169.
• [24] Pałacha Z., Malczewska A. 2010. Izotermy adsorpcji i desorpcji wody wybranych przypraw. Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego, 20/36(1), 12-18.
• [25] Peleg M. 1993. Assessment of a semi-empirical four parameter general model for sigmoid moisture sorption isotherms. Journal of Food Process Engineering, 16(1), 21-37.
• [26] Peng G., Chn X., Wu W., Jiang X. 2007. Modeling of water sorption isotherm for corn starch. Journal of Food Engineering, 80, 562-567.
• [27] Prochaska K., Kędziora P., Le Than J., Lewandowicz G. 2007. Surface activity of commercial food grade modified starches. Colloids and Surfaces B. Biointerfaces, 60, 187-194.
• [28] Resio A.C., Aguerre R.J., Suarez C. 1999. Analysis of the sorptional characteristics of amaranth starch. Journal of Food Engineering, 42, 51-57.
• [29] Rockland L.B. 1960. Saturated salt solution for static control of relative humidity between 5 and 40oC. Analytical Chemistry, 32, 1375-1376.
• [30] Singh J., Kaur L., McCarthy O.J. 2007. Factors influencing the physico-chemical, morphological, thermal and rheological properties of some chemically modified starches for food applications – a review. Food Hydrocolloids, 21, 1-22.
• [31] Singh N., Singh J., Kaur L., Sodi N.S., Gill B.S. 2003. Morphological, thermal and reological properties of starches from different botanical sources. Food Chemistry, 81, 219-231.
• [32] Spiess W.E.L., Wolf W.R. 1983. The results of the COST 90 project on water activity. In: Physical Properties of Foods (eds. R. Jowitt, F. Escher, B. Hallstrom, H.F.T. Meffert, W.E.L. Spiess, G. Vos), Elsevier Applied Science Publishers, London, 65-87.
• [33] Thys R.C.S., Norena C.P.Z., Marczak L.D.F., Aires A.G., Cladera-Olivera F. 2010. Adsorption isotherms of pinhao (Araucaria angustifolia seeds) starch and thermodynamic analysis. Journal of Food Engineering, 100, 468-473.
• [34] Tomasik P. 2000. Skrobie modyfikowane i ich zastosowanie. Przemysł Spożywczy, 4, 16-18.
• [35] Viollaz P.E., Rovedo C.O. 1999. Equilibrium sorption isotherms and thermodynamic properties of starch and gluten. Journal of Food Engineering, 40, 287-292.
• [36] Włodarczyk -Stasiak M., Jamroz J. 2008.Analysis of sorption properties of starch-protein extrudates with the use of water vapour. Journal of Food Engineering, 85, 580-589.
• [37] Yan H., Zhengbiao G.U. 2010. Morphology of modified starches prepared by different methods. Food Research International, 43, 767-772.