Porównanie właściwości sorpcyjnych ziarna wybranych odmian komosy ryżowej (Chenopodium quinoa Willd.)

• Autorzy: Aneta Ocieczek , Millena Ruszkowska

Warianty tytułu

Comparing Sorption Properties of Grains of Selected Quinoa Varieties (Chenopodium quinoa Willd.)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Celem pracy była porównawcza ocena właściwości sorpcyjnych rozdrobnionego ziarna trzech odmian komosy ryżowej: czerwonej (I), białej (II) i czarnej (III). Badania obejmowały oznaczanie zawartości i aktywności wody w rozdrobnionym ziarnie oraz wyznaczenie izoterm sorpcji pary wodnej metodą statyczną w zakresie aktywności wody aw = 0,07 ÷ 0,98 wraz z matematycznym opisem przebiegu izoterm z zastosowaniem modeli BET, GAB, Oswina i Pelega. Parametry obu modeli teoretycznych (BET i GAB) zostały użyte do oszacowania pojemności warstwy monomolekularnej i powierzchni właściwej sorpcji, natomiast model GAB zastosowano także do oszacowania ogólnej objętości kapilar oraz promienia kapilar ulegających wypełnieniu po zainicjowaniu zjawiska kondensacji kapilarnej. W celu oszacowania parametrów badanych modeli zastosowano metodę regresji nieliniowej oraz algorytm Monte Carlo. Funkcją celu była minimalizacja sumy kwadratów reszt. Uzyskane wyniki pozwoliły stwierdzić, że ziarno badanych odmian komosy ryżowej różniło się początkową zawartością i aktywnością wody oraz właściwościami sorpcyjnymi. Porównanie właściwości sorpcyjnych umożliwiło wykazanie, że ziarno komosy czarnej (III) cechowało się wyższą jakością, wyrażoną poprzez stabilność przechowalniczą uwarunkowaną znacznym rozwinięciem warstwy monomolekularnej, która zabezpiecza produkt przed niekorzystnymi zmianami związanymi ze zwiększaniem zawartości wody wolnej podczas przechowywania produktu. Właściwości ziarna komosy ryżowej uwarunkowane jej odmianą powodują zróżnicowanie jej właściwości sorpcyjnych. Ponadto ustalono na podstawie wartości średniego błędu kwadratowego, który był niższy niż 10 %, że modelami najlepiej opisującymi właściwości sorpcyjne badanego ziarna były model GAB i Pelega. (abstrakt oryginalny)

EN

The objective of the research study was to comparatively assess the sorption properties of comminuted grains of three quinoa varieties: red (I), white (II), and black (III). Under the research study, the water content and water activity were determined in the comminuted grains and the vapour sorption isotherms were delineated with the use of a statistical method within the aw = 0.07 ÷ 0.93 range of water activity. Also, the plotted isotherms were described mathematically using the BET, GAB, and Oswin and Peleg models. The parameters of the two theoretical models (BET and GAB) were applied to estimate the monolayer capacity and specific surface area of sorption, while the GAB model was also applied to estimate the total capacity of capillaries and the radius of capillaries subject to filling upon initiation of the capillary condensation phenomenon. In order to estimate the parameters of the models tested, a non-linear regression method and a Monte Carlo algorithm were applied. The minimization of the sum of residual squares was the goal function. The results achieved led to the conclusion that the grains of the quinoa varieties studied differed in the initial water content and water activity as well as in the sorption properties. The comparison of the sorption properties made it possible to show that the grains of black quinoa (III) was characterized by a better quality expressed as storage stability contingent on a significant development of the monolayer that protects the product against unfavourable changes related to an increase in the amount of free water throughout the product storage life. The quinoa variety-depending properties of its grains result in the differentiation of its sorption properties. In addition, the RMS value was lower than 10 %; thus, on this basis it was confirmed that the GAB and Peleg models were those to best describe the sorption properties of the grains studied. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Żywność; Towaroznawstwo żywności; Właściwości fizykochemiczne; Badania towaroznawcze; Chemia fizyczna

EN

Food; Food commodities; Physicochemical property; Commodity research; Physical chemistry

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 25 (2018)
• Numer: nr 3 (116)
• Strony: 71--88

Twórcy

autor

Aneta Ocieczek

• Uniwersytet Morski w Gdyni

autor

Millena Ruszkowska

• Uniwersytet Morski w Gdyni

Bibliografia

• [1] Ahlneck C., Zografi G.: The molecular basis of moisture effects on the physical and chemical stability of drugs in the solid state. Int. J. Pharm., 1990, 62, 87-95.
• [2] Al-Muhtaseb A.H., McMinn W.A.M., Magee T.R.A.: Moisture sorption isotherm characteristics of food products: A review. Food Bioprod. Process., 2002, 80 (2), 118-128.
• [3] Andrade R.D., Lemus R.M., Pérez C.C.: Models of sorption isotherms for food: Uses and limitations. Vitae, Revista de la Facultad de Química Farmacéutica, 2011, 18 (3), 325-334.
• [4] Bolin H.R.: Relation of moisture to water activity in prunes and raisins. J. Food Sci., 1980, 45, 1190- 1192.
• [5] Brunauer S., Deming L.S., Deming W.E., Teller E.: On the theory of van der Waals adsorption of gases. J. Am. Chem. Soc., 1940, 62, 1723-1732.
• [6] Buckton G.: Characterisation of small changes in the physical properties of powders of significance for dry powder inhaler formulations. Adv. Drug Deliv. Rev., 1997, 26, 17-27.
• [7] Cacak-Pietrzak G., Szybilska A.: Skład chemiczny oraz walory żywieniowe komosy ryżowej. Przegl. Zboż. Młyn., 2011, 3, 19-21.
• [8] Caurie M.: The derivation of the GAB adsorption equation from the BDDT adsorption theory. Int. J. Food Sci. Technol., 2006, 41 (2), 173-179.
• [9] Chirife J., Iglesias H.A.: Estimation of precision of isosteric heat of sorption determined from the temperature dependence of food isotherms. LWT, 1992, 25 (1), 83-84.
• [10] Dębski B., Gralak M.A.: Komosa ryżowa - charakterystyka i wartość dietetyczna. Żyw. Człow. Metab., 2001, 28, 360-369.
• [11] Diosady L.L., Rizvi S.S.H., Cai W., Jagdeo D.J.: Moisture sorption isotherms of canola meals, and applications to packing. J. Food Sci., 1996, 61, 204-208.
• [12] Domian E., Lenart A.: Adsorpcja pary wodnej przez żywność w proszku. Żywność. Nauka Technologia. Jakość, 2000, 4 (25), 27-35.
• [13] Erbas M., Ertugay M.F., Certel M.: Moisture adsorption behavior of semolina and farina. J. Food Eng., 2005, 69, 191-198.
• [14] Figura L.O., Teixeira A.A.: Food physics. Physical properties - measurement and applications. Springer - Verlag, Berlin 2007.
• [15] Gondek E., Lewicki P.P.: Izotermy sorpcji pary wodnej suszonych i kandyzowanych owoców. Acta Sci. Pol. Technol. Aliment., 2005, 4 (1), 63-71.
• [16] Karel M.: Water activity and food preservation. In: Physical Principles of Food Preservation. Principles of Food Science. Part 2. Ed. M. Karel, O.R. Fennema, D.B. Lund. Marcel Dekker, New York City 1975, pp. 237-263.
• [17] Lewicki P.P.: The applicability of the GAB model to food water sorption isotherms. Int. J. Food Sci. Technol., 1997, 32 (6), 553-557.
• [18] Mieszkowska A., Marzec A.: S Właściwości sorpcyjne ciastek kruchych z mąką z ciecierzycy. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 2015, 582, 35-42.
• [19] Ocieczek A.: Comparison of sorption properties of semolina and farina. Acta Agroph., 2007, 9 (1), 135-145.
• [20] Ocieczek A.: Właściwości hydratacyjne jako wyróżnik jakości użytkowej mąk pszennych pasażowych. Prace Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, Gdynia 2012.
• [21] Ocieczek A., Ruszkowska M., Palich P.: Porównanie właściwości sorpcyjnych wybranych rodzajów skrobi. Brom. Chemia Toksykol., 2012, XLV (3), 1018-1023.
• [22] Ocieczek A., Schur J.: Ocena wpływu wybranych dodatków na właściwości sorpcyjne miękiszu pieczywa pszennego. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2015, 1 (98), 143-154.
• [23] Paderewski M.: Procesy adsorpcyjne w inżynierii chemicznej. WNT, Warszawa 1999.
• [24] Pałacha Z.: Aktywność wody - ważny parametr żywności. Przem. Spoż., 2008, 4, 22-26.
• [25] Pałacha Z., Sas A.: Właściwości sorpcyjne wybranych gatunków ryżu. Acta Agroph., 2016, 23 (4), 681-694.
• [26] Pikal M.J., Lukes A.L., Lang J.E., Gaines K.: Quantitative crystallinity determinations for betalactam antibiotics by solution calorimetry: Correlations with stability. J. Pharm. Sci., 1978, 67, 767- 772.
• [27] Rahman M.S.: State diagram of foods: Its potential use in food processing and product stability. Food Sci. Technol., 2006, 17, 129-141.
• [28] Recommended Methods of Analysis and Sampling CODEX STAN 234
• [29] Roman G.N., Urbicain M.J., Rotstein E.: Moistrue equilibrium in apples at several temperatures. Experimental data and theoretical considerations. J. Food Sci., 1982, 47, 1484-1492.
• [30] Saad Mohamad M., Gaiani C., Scher J., Cuq B., Ehrhardt J.J., Desobry S.: Impact of re-grinding on hydration properties and surface composition of wheat flour. J. Cereal Sci., 2009, 49, 134-140.
• [31] Sahin S., Gülüm Sumnu S.: Physical Properties of Foods. Springer, New York City 2006, pp. 205- 218.
• [32] Tsami E., Marinos-Kouris D., Maroulis Z.B.: Water sorption isotherms of raisins currants, figs, prunes and apricots. J. Food Sci., 1990, 55, 1594-1597.

Identyfikatory

DOI

10.15193/ZNTJ/2018/116/247