Influence of Selected Mineral Components and Dry Matter Contents on the Electrical Conductivity of Apple Juice

• Autorzy: Ryszard Żywica , Monika Modzelewska-Kapituła , Iwona Zadroga , Katarzyna Tkacz

Warianty tytułu

Wpływ zawartości wybranych składników mineralnych i suchej masy na przewodnictwo elektryczne soku jabłkowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the research was to determine the mathematical relationships between the mineral components and dry matter content, as the physico-chemical quality attributes of apple juice and its electrical conductivity parameters. The research material constituted of water solutions of the apple juice concentrate (apple juices) with the Total Soluble Solid (TSS) of: 8.0; 10.0; and 12.0°Brix, (n = 6) prepared from the concentrate (66.3°Bx). Physical and chemical analysis of the assay included: mineral components (macro- and microelements), such as Cu, Fe, Zn, Mg, Ca, Na, K, and dry matter content. The elements were determined after mineralizing the samples of concentrate solution (8.0, 10.0 and 12.0° Bx) in a mixture of nitric acid and perchloric acid (3:1). The content of Ca, Mg, Cu, Fe and Zn in derived digest was determined by flame atomic absorption spectrometry. The measurements of electrical parameters (impedance, resistance, conductance and admittance) were performed, with an HP 4263B LCR Meter. The results of the physical and chemical determinations of water solutions of apple juice showed that the higher content of mineral components in the respective solutions, the smaller were the values of impedance and resistance. The admittance and conductance values were increased, which means that the electrical conductivity of the test solutions increased. High values of the correlation coefficients from 0.76 to 0.97 between the content of mineral matter (ash) such as: Mg, Ca, and K, and dry matter content and the electrical parameters were obtained. One stated that they are the basis for determining the mathematical relationships between them and developing a new method for measurement of mineral components content such as: Mg, Ca, and K, and dry matter content of apple juice by a simple and fast impedance, resistance, admittance and conductance measurements. (original abstract)

Celem badań było określenie zależności matematycznych między zawartością składników mineralnych oraz suchej masy jako fizykochemicznych wyróżników jakości soku jabłkowego a jego przewodnościowymi parametrami elektrycznymi. Materiał badawczy stanowiły wodne roztwory koncentratu jabłkowego (soki jabłkowe) o zawartości ekstraktu ok. 8, 10 i 12°Bx (n = 6) uzyskane z koncentratu jabłkowego o zawartości ekstraktu ok. 66,3°Bx (n = 31). Analizy fizykochemiczne obejmowały oznaczenia: zawartości substancji mineralnych (makro- i mikroelementów), takich jak: Cu, Fe, Zn, Mg, Ca, Na, K oraz zawartości suchej masy. Pierwiastki te oznaczono po uprzednim zmineralizowaniu próbek roztworów koncentratu (8,0; 10,0 i 12,0°Bx) w mieszaninie kwasu azotowego i nadchlorowego (3:1). Zawartość Ca, Mg, Cu, Fe i Zn w uzyskanych mineralizatach oznaczono metodą płomieniowej spektrometrii absorpcji atomowej. Pomiary parametrów elektrycznych obejmowały natomiast pomiary: impedancji, rezystancji, admitancji oraz konduktancji. Wykonane zostały miernikiem typu HP 4263B. Wyniki oznaczeń fizykochemicznych wodnych roztworów soku jabłkowego wykazały, że im większa była zawartość składników mineralnych w poszczególnych roztworach, tym mniejsze były wartości impedancji i rezystancji. Zwiększały się natomiast wartości admitancji i konduktancji, co oznacza, że poprawiała się przewodność elektryczna badanych roztworów. Uzyskano wysokie wartości współczynników korelacji od 0,76 do 0,97 między zawartością składników mineralnych (popiołu) takich jak Mg, Ca, i K oraz zawartością suchej masy a parametrami elektrycznymi. Stwierdzono, że stanowią one podstawę do określenia zależności matematycznych między nimi i opracowania nowej metody pomiarów zawartości składników mineralnych takich jak Mg, Ca, i K oraz zawartości suchej masy w sokach jabłkowych za pomocą szybkich i prostych pomiarów impedancji, rezystancji, admitancji i konduktancji. (abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Commodity research; Physical properties research; Processed fruits

PL

Badania towaroznawcze; Badania właściwości fizycznych; Przetwory owocowe

• Czasopismo: Towaroznawcze Problemy Jakości
• Rocznik: 2017
• Numer: nr 3
• Strony: 86--94

Twórcy

autor

Ryszard Żywica

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Poland

autor

Monika Modzelewska-Kapituła

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Poland

autor

Iwona Zadroga

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Poland

autor

Katarzyna Tkacz

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Poland

Bibliografia

• [1] Bauchot A.D., Harker F.R., Arnold W.M. (2000) The use of electrical impedance spectroscopy to assess the physiological condition of kiwifruit. Postharvest Biology and Technology, 18, 9-18.
• [2] Jaroszyk F. (red.) (2007) Biofizyka. Podręcznik dla studentów. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa.
• [3] Bobrowski Cz. 1995. Fizyka - krótki kurs, WNT, Warszawa.
• [4] Czerniewicz M., Żywica R., Banach J.K. (2016) The effect of calcium ions level on the quality and electrical properties of raw milk. Polish Journal of Commodity Science, 4 (49), 109-116.
• [5] Dziennik Ustaw Nr 177/2003, Poz. 1735, załącznik nr 1;
• [6] Harker F.R., Dunlop J. (1994) Electrical impedance studies of nectarine during cool storage and fruit ripening. Postharvest Biology and Technology, 4, 125-131.
• [7] Skorko M. (1975) Fizyka. PWN, Warszawa.
• [8] Sotoyama H., Saito M., Oh K-B., Nemoto Y., Matsuoka H. (1998) In vivo measurement of the electrical impedance of cell membranes of tobacco cultured cells with a multifunctional microelectrode system. Bioelectrochemistry and Bioenergetics, 45, 83-91.
• [9] Strebeyko P. (1976) Procesy biofizyczne w roślinie. PWN, Warszawa.
• [10] Szpendowski J., Żywica R., Wilczewska J. (2002) Charakterystyka właściwości elektrycznych serwatki i permeatu ultrafiltracyjnego, otrzymywanych przy produkcji serków twarogowych. Przegląd Mleczarski, 10, 453-456.
• [11] Szymański E., Szpendowski J., Żywica R., Banach J.K. (2010) Wpływ dodatku koncentratu artykułowanych białek serwatkowych do mleka serowarskiego na jego właściwości elektryczne. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 68, 58-70.
• [12] Whiteside P., Miner B. (1984) Pyre Unicom Atomic Absorption Data Book. Pyre Unicom Ltd., Cambridge, England.
• [13] Wójcik J., Żywica R., Pierzynowska-Korniak G. (2003) Zmiany przewodnictwa elektrycznego koncentratu soku jabłkowego w zależności od zawartości ekstraktu. Biuletyn Naukowy UWM w Olsztynie, 22, 59-63.
• [14] Żywica R., Banach J.K., Modzelewska-Kapituła M. (2015) Possibilities of the quality assessment of apple juice concentrate using its equivalent electrical model. Polish Journal of Commodity Science, 4 (45), 80-86.
• [15] Żywica R., Banach J.K. (2015) Simple linear correlation between concentration and electrical properties of apple juice. Journal of Food Engineering, 158, 8-12.

Identyfikatory

DOI

10.19202/j.cs.2017.03.09