Ocena zmian struktury suszonej tkanki wiśni poddanej wstępnie obróbce osmotycznej wspomaganej ultradźwiękami

• Autorzy: Karolina Siucińska , Barbara Dyki , Aleksandra Murgrabia , Piotr M. Pieczywek , Dorota Konopacka

Warianty tytułu

Assessment of Changes in Structure of Dried Tissue of Sour Cherry Pretreated Using Ultrasound-Assisted Osmotic Dehydration

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Celem pracy było określenie wpływu oddziaływania ultradźwięków na strukturę wewnętrzną owoców wiśni poddawanych obróbce osmotycznej i suszeniu. Owoce wiśni odmiany 'Nefris' odwadniano w 60- procentowym roztworze sacharozy przez 120 min (40 ºC), w łaźni wodnej wyposażonej w przetwornik ultradźwiękowy (25 kHz, 0,4 W/cm2) i platformę wytrząsającą (30 rpm). Całkowity czas obróbki osmotycznej wynosił 120 min, w trakcie którego zastosowano różne warianty czasu traktowania ultradźwiękami (ang. ultrasound - US) i wytrząsania (ang. shaking - S). W pierwszej kolejności próbki traktowano US przez 0, 30, 60, 90 lub 120 min, po czym wytrząsano (S) przez odpowiednio: 120, 90, 60, 30 lub 0 min. Odwodnione owoce poddawano suszeniu konwekcyjnemu. Strukturę suszu osmo-konwekcyjnego owoców odwadnianych oraz surowca analizowano mikroskopowo. Potwierdzono, że zastosowanie ultradźwięków powoduje zmiany struktury tkanek. Dłuższy okres ekspozycji tkanki wiśni na działanie US sprzyjał zmniejszaniu się zwartości komórek bezpośrednio sąsiadujących z epidermą. Jednocześnie obserwowano zwiększanie deformacji komórek miękiszu dośrodkowego i zanikanie przestrzeni międzykomórkowych. Najbardziej ujednoliconą strukturą (komórki najmniej wydłużone i komórki okrągłe) charakteryzowały się wysuszone owoce poddane obróbce osmotycznej i równocześnie poddane przez 60 min: oddziaływaniu US i wytrząsaniu (60US+60S), co wskazuje na istnienie optymalnego stanu sprzyjającego redukcji naprężenia wewnętrznego. Suszenie konwekcyjne powoduje znaczny skurcz tkanki. W owocach suszonych, które nie były poddane działaniu ultradźwięków, ale były wytrząsane przez 120 min (0US+120S), zaobserwowano występowanie wolnych przestrzeni międzykomórkowych na przemian z dużymi zagęszczeniami. Zastosowanie US do 60 min sprzyjało zwiększeniu jednorodności struktury suszonego materiału (wariant optymalny - 60US+60S). Oddziaływanie ultradźwięków powyżej 60 min wyraźnie potęgowało efekt zagęszczania struktury, w związku z czym próbki traktowane US przez 120 min (120US+0S) charakteryzowały się największym skurczem tkanki. (abstrakt oryginalny)

EN

The objective of the research study was to determine the effect of ultrasounds on the microstructure of osmo-treated and dried sour cherry fruits. The 'Nefris' sour cherry fruit variety was osmotically dehydrated using a 60 % sucrose solution for 120 min. (40 ºC) in an ultrasonic bath equipped with a transducer (25 kHz, 0.4 W/cm2) and a shaking platform (30 rpm). The total time of osmotic dehydration was 120 min; during that time period, diverse time variants of ultrasound (US) treatment and shaking (S) were applied. First, the samples were treated by ultrasounds (US) for 0, 30, 60, 90, and 120 min.; next, they were shaken for 120, 90, 60, 30, or 0 min., respectively. The dehydrated fruits were convectively dried. The structure of osmo-convectively dried samples of dehydrated fruits and raw material was microscopically analyzed. It was confirmed that the application of ultrasounds caused changes in the structure of tissues. A longer time of exposing sour cherry tissue to ultrasounds resulted in a decrease in the density of cells directly adjacent to the epidermis. Concurrently, it was found that the deformation of parenchyma cells increased and the intercellular spaces faded away. By the most homogenous structure (the most elongated and circular cells) were characterized the dried fruits that were osmo-treated and, simultaneously, ultrasound-treated and shaken for 60 min. (60US+60S); thus the presence of optimal state was proved that supported the reduction in internal tension. The convective drying causes the tissue to considerably contract. In the dried fruits, which were not treated by ultrasounds, but only shaken for 120 min. (0US+120S), alternating free intercellular and highly compact spaces were found. The application of ultrasounds for max 60 min. caused the homogeneity of structure of the material being dried to increase (optimal variant: 6US+60S). (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Towaroznawstwo żywności; Technologia produkcji żywności; Jakość produktów żywnościowych; Owoce

EN

Food commodities; Food production technology; Quality of food products; Fruit

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 22 (2015)
• Numer: nr 3 (100)
• Strony: 123--137

Twórcy

autor

Karolina Siucińska

• Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach

autor

Barbara Dyki

• Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach

autor

Aleksandra Murgrabia

• Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach

autor

Piotr M. Pieczywek

• Instytut Agrofizyki PAN w Lublinie

autor

Dorota Konopacka

• Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach

Bibliografia

• [1] Banaszak J., Kowalski S.J.: Metody akustyczne w badaniach inżynierskich. Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań 2011.
• [2] Deng Y., Zhao Y.: Effect of pulsed vacuum and ultrasound osmopretreatments on glass transition temperature, texture, microstructure and calcium penetration of dried apples (Fuji). LWT - Food Sci. Tchnol., 2008, 41, 1575-1585.
• [3] Fernandes F.A.N., Rodrigues S.: Ultrasound as pre-treatment for drying of fruits: Dehydration of banana. J. Food Eng., 2007, 82, 261-267.
• [4] Fernandes F.A.N., Gallão M.I., Rodrigues S.: Effect of osmosis and ultrasound on pineapple cell tissue structure during dehydration. J. Food Eng., 2009, 90, 186-190.
• [5] Fernandes F.A.N., Gallão M.I., Rodrigues S.: Effect of osmotic dehydration and ultrasound pretreatment on cell structure: Melon dehydration. LWT - Food Sci. Tchnol., 2008, 41, 604-610.
• [6] Fernandes F.A.N., Linhares F.E. Jr., Rodrigues S.: Ultrasound as pre-treatment for drying of pineapple. Ultrasonic Sonochemistry, 2008, 15, 1049-1054.
• [7] Fernandes F.A.N., Rodrigues S.: Application of ultrasound and ultrasound-assisted osmotic dehydration in drying of fruits. Drying Technology, 2008, 26, 1509-1516.
• [8] Garcia-Noguera J., Oliveira F.I.P., Gallão M.I., Weller C.L., Rodrigues S., Fernandes F.A.N.: Ultrasound- assisted osmotic dehydration of strawberries: Effect of pretreatment time and ultrasonic frequency. Drying Technology, 2010, 28, 294-303.
• [9] Garcia-Perez J.V., Ortuño C., Puig A., Carcel J.A., Perez-Munuera I.: Enhancement of water transport and microstructural changes by high-intensity ultrasound application on orange peel drying. Food Bioprocess Technol., 2012, 5, 2256-2265.
• [10] Hayat M.A.: Principles and techniques of scanning electron microscopy. Vol. 5. Van Neostrand Reinhold Co., New York 1976.
• [11] Jambrak A.R., Mason T.J., Paniwnyk L., Lelas V.: Accelerated drying of button mushrooms, Brussels sprouts and cauliflower by applying power ultrasound and its rehydration properties. J. Food Eng., 2007, 81, 88-97.
• [12] Janowicz M., Średzińska K.: Wybrane właściwości suszonych konwekcyjnie jabłek wstępnie odwadnianych osmotycznie w warunkach zmiennego ciśnienia. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2009, 1(62), 86-98.
• [13] Kudra T., Mujumdar A.S.: Advanced drying technologies, Taylor and Francis Group. Boca Raton, FL USA, 2009.
• [14] Lewicki P.P.: Design of hot air drying for better foods. Trends Food Sci. & Technol., 2006, 17, 153- 163.
• [15] Marzec A., Kowalska H., Ołdak B.: Wpływ techniki suszenia wiśni na właściwości teksturalne suszu oceniane metodą akustyczną i mechaniczną. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2013, 4 (89), 210-221.
• [16] Nowacka M., Tylewicz U., Laghi L., Dalla Rosa M., Witrowa-Rajchert D.: Effect of ultrasound treatment on the water state in kiwifruit during osmotic dehydration. Food Chem., 2014, 144, 18-25.
• [17] Nowacka M., Wiktor A., Śledź M., Jurek N., Witrowa-Rajchert D.: Drying of ultrasound pretreated apple and its selected physical properties. J. Food Eng., 2012, 3 (113), 427-433.
• [18] Ortuño C., Pérez-Munuera I., Puig A., Riera E., Garcia-Perez J.V.: Influence of power ultrasound application on mass transport and microstructure of orange peel during hot air drying. Physics Procedia, 2010, 3, 153-159.
• [19] Piasecka E., Uczciwek M., Klewicki R.: Odwadnianie osmotyczne owoców w roztworach zawierających fruktoologisacharydy. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2009, 2 (63), 138-153.
• [20] Pieczywek P.M., Zdunek A.: Automatic classification of cells and intercellular spaces of apple tissue. Computers and Electronics in Agriculture, 2012, 81, 2-78.
• [21] PN-90/A-75101/03. Przetwory owocowe i warzywne. Przygotowanie próbek i metody badań fizykochemicznych. Oznaczanie zawartości suchej masy metodą wagową.
• [22] Rawson A., Tiwari B.K., Tuohy M.G., O'Donnell C.P., Brunton N.: Effect of ultrasound and blanching pretreatments on polyacetylene and carotenoid content of hot air and freeze dried carrot discs. Ultrasonic Sonochemistry, 2011, 18, 1172-1179.
• [23] Rodrigues S., Fernandes F.A.N.: Use of ultrasound as pretreatment for dehydration of melons. Drying Technology, 2007, 10 (25), 1791-1796.
• [24] Szparaga A., Kopeć A., Czerwińska E.: Wpływ odwadniania osmotycznego i zamrażalniczego przechowywania na stan mikrobiologiczny śliwek rozmrażanych w komorze próżniowo-parowej. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2014, 1 (92), 137-147.

Identyfikatory

DOI

10.15193/zntj/2015/100/045