Effect of the ultrasound on the carrot juices freezing process

• Autorzy: Emilia Janiszewska , Paweł Sakowski

Warianty tytułu

Wpływ ultradźwięków na proces mrożenia soku z marchwi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Ultrasound is a relatively new method that has been used in the food industry for enhancing unit operations such as drying, extraction and freezing. Sonication, despite a small invasiveness, has an effect on various physical, chemical and biochemical changes in the treated materials. Freezing is a widely used process in the food industry for extending the shelf-life of the products due to decreasing the food temperature. The aim of this study was to investigate a 30-minute ultrasound treatment on the freezing process of carrot juices (9, 12 and 21°Bx) from two producers. Freezing was conducted by immersion and air chilling method at -30°C medium temperature. The study examined how ultrasound effects the extract, density of juices, the specific freezing time, freezing point, Moreover, the freezing curves were evaluated. It was observed that 30-minute ultrasonic treatment did not affect physical properties of tested juices, only in the case of higher concentrated juices, the increase of tested parameters was seen. There was no difference in the shape of freezing curves, regardless of the freezing method, concentration of the juice and its producer and the application of sonication either. Regardless the concentration or the US pre-treatment, it has been observed that the specific time required to freeze the product in the immersion method was shorter than in the shock freezing. Along with the increase of concentrations of carrot juice the freezing point decreased, regardless of the producer. The freezing point of carrot juices, after the application of the US, slightly decreased. Research in this study confirms the reports of the reduced freezing time after the application of ultrasound in case of carrot juices.(original abstract)

Ultradźwięki są stosunkowo nową metodą stosowaną w przemyśle spożywczym w celu zwiększenia działań jednostkowych takich jak suszenie, ekstrakcja i zamrażanie. Zastosowanie ultradźwięków, pomimo małej inwazyjności, ma wpływ na różne fizyczne, chemiczne i biochemiczne zmiany surowców. Zamrażanie jest procesem szeroko stosowanym w przemyśle spożywczym w celu przedłużenia okresu ważności produktów poprzez zmniejszenie temperatury produktu. Celem niniejszej pracy było zbadanie 30-minutowego traktowania ultradźwiękami w procesie zamrażania soków z marchwi (9, 12 and 21ºBx) pochodzących od dwóch producentów. Zamrażanie przeprowadzono poprzez zanurzenie i przy użyciu metody schładzania przy średniej temperaturze -30°C. Badanie miało na celu sprawdzenie jak ultradźwięki wpływają na ekstrakt, gęstość soków, określony czas zamarzania, punkt zamarzania. Ponadto, oceniono, krzywe zamarzania. Zaobserwowano, że 30-minutowe traktowanie ultradźwiękami nie wpływa na fizyczne własności badanych soków, tylko w przypadku mocniej zagęszczonych soków, zaobserwowano wzrost badanych parametrów. Nie zaobserwowano żadnych różnic w kształcie krzywych zamarzania, bez względu na metodę mrożenia, zagęszczenie soku i jego producenta oraz zastosowanie ultradźwięków. Bez względu na zagęszczenie czy wcześniejsze zastosowanie ultradźwięków, zaobserwowano, iż określony czas potrzebny do zamrożenia produktu w metodzie immersyjnej był krótszy niż w przypadku zamrażania szokowego. Razem ze wzrostem zagęszczenia soku marchwiowego zmniejszyła się temperatura zamarzania, bez względu na producenta. Punkt zamarzania soków z marchwi delikatnie zmniejszył się po zastosowaniu ultradźwięków. Badania przeprowadzone dla celów niniejszej pracy potwierdzają raporty dotyczące skróconego czasu mrożenia po zastosowaniu ultradźwięków w przypadku soków z marchwi.(abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Frozen food; Fruit and vegetables processing; Physical properties research

PL

Mrożonki; Przetwórstwo owocowo-warzywne; Badania właściwości fizycznych

• Czasopismo: Inżynieria Rolnicza
• Rocznik: 17 (2013)
• Numer: nr 4 (148)
• Strony: 49--57

Twórcy

autor

Emilia Janiszewska

• Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Poland

autor

Paweł Sakowski

• Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Poland

Bibliografia

• Adekunte, A.O.; Tiwari, B.K.; Cullen, P.J.; Scannell, A.G.M.; O'Donnell, C.P. (2010). Effect of sonification on colour, ascorbic acid and yeast inactivation in tomato juice. Food Chemistry, 122, 500-507.
• 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.
• Chung, H.-S.; Kim, D.-S.; Kim, H.-S.; Lee, Y-G.; Seong, J.-H. (2013). Effect of freezing pretreatment on the quality of juice extracted from Prunus mume fruit by osmosis with sucrose, LWT - Food Science and Technology, 54(1), 30-34.
• Costa, M.G.M.; Fonteles, T.V.; Tibério de Jesus, A.L. (2013). High-intensity ultrasound processing of pineapple juice, Food and Bioprocess Technology, 6(4), 997-1006.
• Fellows, P. J. (2009). Freezing, in Food processing technology, Principles and practice, (ed. Third edition, Woodhead Publishing Limited and CRC Press pp. 650-686.
• Ferreira Bonomo, R. C.; da Costa Ilhéu Fontan, R.; de Souza, T. Sant',A.; Veloso, C. M.; Teixeira Reis, M. F.; de Souza Castro, S. (2009). Thermophysical properties of cashew juice at different concentrations and temperatures. RevistaBrasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, 11(1), 35-42.
• Gómez-Lopez, P.; Welti-Chanes, J.; Alzamora, SM. (2011). Hurdle technology in fruit processing, Annual Review of Food Science and Technology, 2, 447-465.
• Gruda, Z.; Postolski, J. (red). (1999). Zamrażanie Żywnosci. WNT, ISBN 83-204-2332-5.
• Hu, A.; Zhengm J.; Qiu T. (2006). Industrial experiments for the application of ultrasound on scale control in the Chinese sugar industry. Ultrasonics Sonochemistry, 13, 329-333.
• Janiszewska, E.; Śliwińska, D.; Witrowa-Rajchert, D. (2010). Effect of lemon aroma content on selected physical properties of microcapsules. (in Polish). ActaAgrophysica,16(1), 59-68.
• Kiani, H.; Zhang, Z.; Delgado, A.; Sun, D.W. (2011). Ultrasound assisted nucleation of some liquid and solid model foods during freezing, Food Research International, 44, 2915-2921.
• Knorr, D.; Zenker, M.; Heinz, V.; Lee, D. (2004). Applications and potential of ultrasonic in food processing. Trends in Food Sciences and Technology, 15, 261-266.
• Mortazavi, A.; Tabatabaie, F. (2008). Study of Ice Cream Freezing Process after Treatment with Ultrasound. World Applied Sciences Journal, 4(2), 188-190.
• Nowacka, M.; Tylewicz, U.; Lagh,i L.; Dalla Rosa, M.; Witrowa-Rajchert, D. (2013). Effect of ultrasound treatment on the water state in kiwifruit during osmotic dehydration, Food Chemistry, http://dx.doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.05.129.
• Rawson, A.; Tiwari, B.K.; Tuohy, M.G.; O'Donnell, C.P.; Brunton, N. (2011). Effect of ultrasound and blanching pretreatments on polyacetylene and carotenoid content of hot air and freeze dried carrot discs, Ultrasonic Sonochemistry, 18, 1172-1179.
• Seshadri, R.; Weiss, J.; Hulbert, G.J.; Mount, J. (2003). Ultrasonic processing influences rheological and optical properties of high methoxyl pectin dispersions. Food Hydrocolloids, 17, 191-197.
• Shamsudin, R.; Mohamed, I.O.; Yaman, N.K.M. (2005). Thermophysical properties of Thai seedless guava juice as affected by temperature and concentration. Journal of Food Engineering, 66, 395-399.
• Šimunek, M.; Jambrak, A R.; Dobrović, S.; Herceg, Z.; Vukušić, T. (2013). Rheological properties of ultrasound treated apple, cranberry and blueberry juice and nectar, Journal of Food Sciences and Technology, doi; 10.1007/s13197-013-0958-2.
• Singh, R.P.; Heldman, D.R.(red.). (2001), Food freezing, in Introduction to Food Engineering. Academic Press, San Diego, CA, 410-446.
• Sun, Y.; Ma, G.; Ye, X.; Kakuda, Y.; Meng, R. (2010). Stability of all-trans-b-carotene under ultrasound treatment in a model system: Effects of different factors, kinetics and newly formed compounds, Ultrasonics Sonochemistry, 17, 654-661.
• Tiwari, B.K.; Muthukumarappan, K.; O'Donnell, C.P.; Cullen, P.J. (2008). Colour degradation and quality parameters of sonicated orange juice using response surface methodology, LWT-Food Science and Technology, 41, 1876-1883.
• Tiwari, B.K.; O'Donnell, C.P.; Muthukumarappan, K.; Cullen, P.J. (2009). Effect of low temperature sonification on orange juice quality parameters using response surface methodology. Food Bioprocess Technology, 2, 109-114.
• Tiwari, B. K.; Patras, A.; Brunton, N.; Cullen, P. J.; O'Donnell, C. P. (2010). Effect of ultrasound processing on anthocyanins and color of red grape juice. Ultrasonics Sonochemistry, 17, 598-604.
• Vandresen, S.; Quadri, M. G.N.; de Souza, J. A.R.; Hotza, D. (2009). Temperature effect on the rheological behavior of carrot juices, Journal of Food Engineering, 92, 269-274.
• Vercet, A.; Sanchez, C.; Burgos, J.; Montanes, L.; Lopez, B.B. (2002). The effects of manothermosonication on tomato pectic enzymes and tomato paste rheological properties. Journal of Food Engineering, 53, 273-278.
• Wong, E.; Vaillant, F.; Pérez, A. (2010). Osmosonication of blackberry juice: Impact on selected pathogens, spoilage microorganisms, and main quality parameters. Journal of Food Sciences, 75, 468-474.
• Zheng, L.Y.; Sun, D.W.; (2006). Innovative applications of power ultrasound during food freezing process. Food Science and Technology, 17, 16-23.