Acta Agrophysica, 2013, 20(2), 427-437
ANALIZA WPàYWU METODY SUSZENIA NA WYBRANE WàAĝCIWOĝCI FIZYCZNE I MECHANICZNE TRUSKAWEK
Iwona Sitkiewicz, Dariusz Piotrowski, Monika Janowicz, àukasz Szlendak Katedra InĪynierii ĩywnoĞci i Organizacji Produkcji
Wydziaá Nauk o ĩywnoĞci, Szkoáa Gáówna Gospodarstwa Wiejskiego ul. Nowoursynowska 159, 02-776Warszawa
e-mail: iwona_sitkiewicz@sggw.pl
S t r e s z c z e n i e . W pracy podjĊto próbĊ okreĞlenia wpáywu metody suszenia na wybrane wáa-ĞciwoĞci fizyczne i mechaniczne suszy z truskawek. RozmroĪone przed suszeniem truskawki od-miany Senga Sengana suszono w temperaturze 65oC metodami: konwekcyjną, próĪniową (ciĞnienie
w komorze suszarki 4 i 16 kPa) oraz konwekcyjno-próĪniową, w której 50, 75 i 90% początkowej zawartoĞci wody usuniĊto w etapie suszenia konwekcyjnego. Dla kaĪdej z zastosowanych metod suszenia okreĞlono wáaĞciwoĞci fizyczne takie jak: skurcz suszarniczy i gĊstoĞü pozorną suszy oraz wáaĞciwoĞci mechaniczne wynikające z testu Ğciskania i relaksacji naprĊĪeĔ: pracĊ Ğciskania oraz moduá relaksacji. Przeprowadzona analiza wykazaáa, Īe stosując kombinowane, konwekcyjno-próĪniowe metody suszenia, moĪna uzyskaü susz truskawkowy charakteryzujący siĊ niewielkim skurczem suszarniczym rzĊdu 30%, niską gĊstoĞcią pozorną (0,1-0,15 g·cm-3) oraz wáaĞciwoĞciami
mechanicznymi korzystnymi z punktu widzenia konsumenta. Optymalnym stopniem odwodnienia truskawek w etapie suszenia konwekcyjnego przed suszeniem próĪniowym jest poziom 50% po-czątkowej zawartoĞci wody, co odpowiada wilgotnoĞci wáaĞciwej okoáo 3,70 g H2Oǜ(g s s)-1.
S á o w a k l u c z o w e : truskawki, suszenie próĪniowe, suszenie konwekcyjno-próĪniowe, skurcz, gĊstoĞü pozorna, wáaĞciwoĞci mechaniczne
WSTĉP
W warunkach polskich truskawki są owocami wybitnie sezonowymi. W mysáowym przetwórstwie są one zamraĪane i wykorzystywane do produkcji prze-tworów sukcesywnie przez caáy rok. Wprowadzanie na rynek nowych produktów, np. typu musli, stwarza potrzebĊ rozszerzenia asortymentu suszonych owoców
takĪe o truskawki. Podejmowane są próby doskonalenia metod suszenia truska-wek (Piotrowski i in. 2008, Piotrowski i in. 2011, Sitkiewicz i in. 2011), gdyĪ ich upowszechnienie na rynku polskim pozwoliáoby zwiĊkszyü asortyment owoców suszonych, jak równieĪ stwarzaáoby szansĊ na zwiĊkszenie eksportu truskawek, nie tylko w postaci owoców mroĪonych.
UsuniĊcie wody z produktów spoĪywczych o budowie tkankowej powoduje bardzo istotne zmiany postaci i wáaĞciwoĞci materiaáów wyjĞciowych. Charakter tych zmian zaleĪy zarówno od wáaĞciwoĞci surowca poddanego procesowi susze-nia, jak i metody suszenia czy warunków obróbki wstĊpnej surowca. Podstawo-wym zjawiskiem towarzyszącym procesom suszenia jest skurcz objĊtoĞciowy materiaáu. Podczas suszenia konwekcyjnego materiaáów o budowie tkankowej skurcz objĊtoĞciowy jest wiĊkszy niĪ wynika to z iloĞci odparowanej wody i wy-nosi od okoáo 70% objĊtoĞci początkowej dla jabáek do 90% dla marchwi (Wi-trowa-Rajchert 1999). Skurcz podczas suszenia powoduje wzrost gĊstoĞci pozor-nej materiaáu suszonego w porównaniu do gĊstoĞci pozorpozor-nej surowca. Suszenie sublimacyjne (liofilizacja), w którym woda jest usuwana z zamroĪonego produktu w drodze sublimacji lodu, pozwala na otrzymanie suszy o wysokiej porowatoĞci i niskiej gĊstoĞci (CiurzyĔska i Lenart 2011). Podobny efekt moĪna uzyskaü sto-sując suszenie próĪniowe, próĪniowe lub konwekcyjno-mikrofalowe (Ramos i in. 2003, Nawirska i in. 2009, Figiel 2010). Suszenie próĪ-niowe to suszenie w podciĞnieniu, dziĊki czemu intensywne odparowywanie wo-dy zachodzi w niĪszej temperaturze w porównaniu do suszenia konwekcyjnego. W zaleĪnoĞci od stopnia redukcji ciĞnienia w komorze suszarki temperatura wrzenia wody moĪe zostaü obniĪona nawet do 30oC. ObniĪenie ciĞnienia w ko-morze suszarki powoduje usuniĊcie powietrza zamkniĊtego w przestrzeniach po-wietrznych materiaáów o budowie tkankowej (Fito i in. 2002, Chiralt i Fito 2003), a podwyĪszenie temperatury w suszarce próĪniowej powyĪej temperatury wrzenia powoduje momentalną ekspansjĊ pary wodnej, co daje efekt ekspansji (lub ang. „puffing”) i w rezultacie prowadzi do otrzymania suszy o porowatej strukturze, zbliĪonej do struktury suszy liofilizowanych. Zastosowanie suszenia konwekcyj-no-mikrofalowego lub mikrofalowo-próĪniowego pozwala równieĪ na otrzymanie suszy o porowatej strukturze, stosunkowo niskiej gĊstoĞci i wysokiej porowatoĞci (Nawirska i in. 2009, Figiel 2010).
Zmiany struktury suszonych owoców i warzyw w duĪej mierze zaleĪą od zasto-sowanej metody suszenia. Suszenie konwekcyjne owoców powoduje utratĊ wáa-ĞciwoĞci sprĊĪystych materiaáów w kierunku ich uplastycznienia (Lewicki i àuka-szuk 2000), zaĞ suszenie w wysokiej temperaturze prowadzi do powstawania na-prĊĪeĔ wewnĊtrznych, co skutkuje silną deformacją i pĊkaniem materiaáu. Najlep-szą metodą suszenia owoców i warzyw jest suszenie sublimacyjne, ale w porów-naniu do innych metod suszenia, jest to metoda droga (Piotrowski i in. 2008,
Ciu-rzyĔska i Lenart 2011). W celu poprawy tekstury suszy stosuje siĊ suszenie mi-krofalowe, konwekcyjno-mikrofalowe lub mikrofalowo-próĪniowe, jak równieĪ osmotyczne odwadnianie tych owoców przed suszeniem (Moragai in. 2000, Kru-lisi in. 2005, Contrerasi in. 2007, Figiel 2010). Suszenie mikrofalowo-próĪniowe umoĪliwia otrzymanie suszy o bardziej „miĊkkiej” teksturze niĪ ma to miejsce przy suszeniu konwekcyjnym (Figiel 2010).
Celem pracy byáo okreĞlenie wpáywu metody suszenia na wybrane wáaĞciwo-Ğci fizyczne i mechaniczne truskawek.
MATERIAà I METODYKA
Materiaáem uĪytym do badaĔ byáy mroĪone truskawki odmiany Senga Sengana o Ğrednicy 24-26 mm przechowywane w temperaturze –18oC. Owoce przed suszeniem rozmraĪano w warunkach konwekcji naturalnej (temperatura otoczenia 20-23oC)
przez okoáo 3 h i suszono wybranymi metodami przy staáym obciąĪeniu sita suszarek 2,2-2,4 kg·m-2. ĝrednia zawartoĞü suchej substancji w truskawkach przed suszeniem
wynosiáa 11,94% (±0,74%), co odpowiada wilgotnoĞci wáaĞciwej 7,40 g H2O·(g s s)-1
(±0,54 g H2O·(g s s)-1). Suszenie konwekcyjne przeprowadzono przy prĊdkoĞci
prze-páywu powietrza 1,5 m·s-1 w suszarce laboratoryjnej wspóápracującej z wagą Axis i systemem rejestracji masy, suszenie próĪniowe w komorowej suszarce próĪniowej SPT-200 firmy CONBEST wspóápracującej z ukáadem rejestracji masy firmy MENSOR. Proces suszenia prowadzono do momentu uzyskania stabilnych odczytów masy w ciągu 30 minut w temperaturze 65oC przy ciĞnieniu w komorze suszarki próĪ-niowej (P) 4 i 16 kPa. W suszeniu konwekcyjno-próĪniowym usuniĊto 50, 75 i 90% początkowej zawartoĞci wody w etapie suszenia konwekcyjnego. Schemat wykonanych doĞwiadczeĔ przedstawiono w tabeli 1.
Przed wykonaniem analiz susze przechowywano w temperaturze otoczenia w zamkniĊtych pojemnikach przez 24 godziny, w celu wyrównania wilgotnoĞci w caáej masie owoców. WilgotnoĞü wáaĞciwa otrzymanych suszy mieĞciáa siĊ w przedziale 0,068-0,013 g H2O·(g s s)-1, co odpowiadaáo zawartoĞü suchej
sub-stancji 93-98% (tab. 1).
ObjĊtoĞü owoców truskawki przed suszeniem (V1) wyznaczono zgodnie z
me-todyką podaną przez Mazza (1983), zaĞ objĊtoĞü truskawek wysuszonych (V2)
zastosowanymi w pracy metodami z wykorzystaniem kulek szklanych o Ğrednicy 150-212 Pm (producent SIGMA) zgodnie z metodyką podaną przez Hwang i Hay-akawa (1980). Oznaczenia wykonano w czterech powtórzeniach. Obliczono gĊ-stoĞü (ߩ ൌ
మ, kgǜm
-3) oraz objĊtoĞciowy skurcz suszarniczy (ݏ ൌ ቀͳ െೇమ ೇభቁ ǡ ΨሻǤ
WáaĞciwoĞci mechaniczne i reologiczne zbadano za pomocą teksturometru Texture Analyser TA-XT2 (Stable Micro System) w testach Ğciskania i relaksacji
naprĊĪeĔ. Suszone truskawki (pojedyncze owoce) Ğciskano miĊdzy dwiema rów-nolegáymi páytami, przy prĊdkoĞci ruchu gáowicy 1 m·s-1, do momentu uzyskania
odksztaácenia wzglĊdnego 0,25. PracĊ Ğciskania obliczono jako pole pod krzywą Ğciskania w ukáadzie wspóárzĊdnych: siáa-przesuniĊcie. Test relaksacji naprĊĪeĔ przeprowadzono przy wartoĞci siáy 10 N. Z krzywej relaksacji wyznaczono wartoĞü moduáu relaksacji (Sr) zgodnie z Lewickim i Sitkiewicz (1999). Moduá relaksacji
(Sr) przedstawia tĊ czĊĞü naprĊĪenia, która nie ulegnie zrelaksowaniu, nawet po
upáywie nieskoĔczenie dáugiego czasu. Im wiĊksza wartoĞü moduáu relaksacji, tym we wáaĞciwoĞciach badanego materiaáu wystĊpuje przewaga cech sprĊĪystych w porównaniu do lepkich. Oznaczenia wykonano w dziesiĊciu powtórzeniach.
Tabela 1. Schemat wykonanych doĞwiadczeĔ oraz wilgotnoĞü wáaĞciwa suszy truskawkowych Table 1. Scheme of experiments and specific water content in dried strawberries
Metoda suszenia Drying method Kod doĞwiadczenia Experiment code Temperatura Temperature (oC) CiĞnienie Pressure (kPa) WilgotnoĞü wáaĞciwa suszy Specific water content (g H2O·(g s s)-1) konwekcyjna convective k65 65 100 0,068 próĪniowa vacuum p65/4 65 4 0,016 p65/16 65 16 0,030 konwekcyjno-próĪniowa convective- vacuum 50%k65-p65/4 65 4 0,020 50%k65-p65/16 65 16 0,031 75%k65-p65/4 65 4 0,021 75%k65-p65/16 65 16 0,044 90%k65-p65/4 65 4 0,013
Do interpretacji graficznej (wykresy kolumnowe z odchyleniami standardo-wymi) oraz statystycznej zgromadzonych danych wykorzystano programy Sigma Plot 12 i IBM SPSS 20. Przed wykonaniem jednoczynnikowej analizy wariancji (statystyki: F lub Welcha) oraz testów wielokrotnych porównaĔ (Tukeya lub Ta-mhanea) zweryfikowano hipotezy o równoĞci wariancji (test Levenea). W przypad-ku moĪliwoĞci zidentyfikowania dwóch lub wiĊcej grup jednorodnych oznaczano je maáymi literami alfabetu na wykresach. Wnioskowanie statystyczne przepro-wadzono na poziomie istotnoĞci D = 0,05.
WYNIKI I DYSKUSJA
Na rysunku 1 przedstawiono wartoĞci skurczu objĊtoĞciowego badanych suszy truskawkowych, a na rysunku 2 ich gĊstoĞü pozorną.
WartoĞü skurczu dla truskawek suszonych konwekcyjnie w temperaturze 65oC (k65) wynosiáa 69,4%. Tak duĪy skurcz materiaáu jest charakterystyczny dla
suszonych produktów o budowie tkankowej uzyskanych metodą suszenia kon-wekcyjnego (Wang i Brennan 1995). Skurcz truskawek suszonych metodą próĪ-niową byá istotnie mniejszy i wynosiá od 24,5% przy suszeniu próĪniowym pod ciĞnieniem 4 kPa (p65/4) do 31,1% przy ciĞnieniu w komorze suszarki 16 kPa (p65/16). Wzrost ciĞnienia w komorze suszarki próĪniowej spowodowaá wzrost wartoĞci skurczu truskawek, co zaobserwowali równieĪ w swoich badaniach Pio-trowski i in. (2011). Tego rodzaju zmiany w tkance roĞlinnej są rezultatem eks-pansji wody w warunkach obniĪonego ciĞnienia: im niĪsze ciĞnienie w komorze suszarki, tym objĊtoĞü wáaĞciwa powstającej pary wodnej jest wiĊksza, co prze-káada siĊ na mniejszy skurcz suszonego materiaáu.
Rys. 1. WartoĞci skurczu objĊtoĞciowego truskawek suszonych róĪnymi metodami (kody doĞwiad-czenia podano w tab. 1); brak statystycznie istotnej róĪnicy oznaczają te same litery (a, b, c); pio-nowe odcinki na wykresie oznaczają odchylenie standardowe.
Fig. 1. Volumetric shrinkage of strawberries dried by different methods (experiment codes are given in Tab. 1); not statistically significant differences are indicated by the same letters (a, b, c); vertical segments on the graph represent standard deviation
Skurcz truskawek suszonych próĪniowo, przy obydwu zastosowanych pozio-mach ciĞnienia w komorze suszarki próĪniowej, oraz konwekcyjnie-próĪniowo w którym usuniĊto 50% wody w etapie suszenia próĪniowego, byá istotnie niĪszy od skurczu truskawek otrzymanych metodą suszenia konwekcyjnego. ZwiĊksze-nie stopnia usuniĊcia wody w etapie suszenia konwekcyjnego do 75 i 90% skut-kowaáo wzrostem skurczu objĊtoĞciowego otrzymanych suszy do poziomu po-równywalnego ze skurczem truskawek suszonych konwekcyjnie (rys. 1).
GĊstoĞü pozorna truskawek suszonych metodą konwekcyjną w 65oC (k65)
by-áa równa 0,426 g·cm-3 (rys. 2). GĊstoĞci pozorne truskawek suszonych próĪniowo
i konwekcyjnie-próĪniowo zawarte byáy w przedziale od 0,104 g·cm-3 dla truska-wek suszonych próĪniowo przy ciĞnieniu 4 kPa (p65/4) do 0,293 g·cm-3 dla
tru-skawek, z których usuniĊto 75% początkowej zawartoĞci wody metodą suszenia konwekcyjnego w temperaturze 65oC, a nastĊpnie suszono próĪniowo w takiej
samej temperaturze przy ciĞnieniu 16 kPa (75%k65-p65/16) (rys. 2).
k65 p65/4 p65/16 50%k 65-p6 5/4 50%k 65-p6 5/16 75%k 65-p6 5/4 75%k 65-p6 5/16 90%k 65-p6 5/4 G Ċst o Ğü (g .cm -3) B u lk d en s it y 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Kod doĞwiadczenia Experiments code a a a a a a a a
Rys. 2. GĊstoĞü pozorna truskawek suszonych róĪnymi metodami (kody doĞwiadczenia podano w tab. 1); pionowe odcinki na wykresie oznaczają odchylenie standardowe
Fig. 2. Bulk density of strawberries dried by different methods (experiment codes are given in Tab. 1); vertical segments on the graph represent standard deviation
Przy stosowaniu kombinowanych metod suszenia zwiĊkszanie iloĞci wody usuwanej w etapie suszenia konwekcyjnego powoduje niewielki wzrost gĊstoĞci
otrzymanych suszy. NajniĪszą gĊstoĞü pozorną otrzymano w procesie, w którym w etapie suszenia konwekcyjnego usuniĊto 50% początkowej zawartoĞci wody.
Praca Ğciskania pojedynczych truskawek, do uzyskania odksztaácenia wzglĊd-nego 0,25, zostaáa przedstawiona na rysunku 3. Jej wartoĞü, dla wszystkich zasto-sowanych w pracy metod suszenia, mieĞci siĊ w przedziale od 90 do 150 mJ. NajniĪsze wartoĞci pracy Ğciskania otrzymano dla truskawek suszonych metoda-mi próĪniowymetoda-mi (p65/4 i p65/16). Suszenie konwekcyjno-próĪniowe, bez wzglĊ-du na iloĞü wody usuniĊtej w etapie suszenia konwekcyjnego, dawaáo w efekcie susz wymagający podobnego jak w przypadku suszu konwekcyjnego, wiĊkszego nakáadu pracy w celu spowodowania jego deformacji.
Rys. 3. Praca Ğciskania truskawek suszonych róĪnymi metodami (kody doĞwiadczenia podano w tab. 1); brak statystycznie istotnej róĪnicy oznaczają te same litery (a, b); pionowe odcinki na wykresie oznaczają odchylenie standardowe
Fig. 3. Compression work of strawberries dried by different methods (experiment codes are given in Tab. 1); not statistically significant differences are indicated by the same letters (a, b); vertical seg-ments on the graph represent standard deviation
WartoĞü moduáu relaksacji (Sr) dla truskawek suszonych konwekcyjnie w
tem-peraturze 65oC (k65) wynosiáa okoáo 0,30, co oznacza, Īe susz ten wykazuje cechy
ciaáa lepkosprĊĪystego, z przewagą cech lepkich nad sprĊĪystymi (rys. 4). Zastoso-wanie suszenia próĪniowego istotnie skutkowaáo zwiĊkszeniem wartoĞci moduáu relaksacji, przy czym im niĪsze ciĞnienie w komorze suszarki, tym wyĪsze
warto-Ğci moduáu relaksacji, co oznacza wzrost udziaáu wáawarto-Ğciwowarto-Ğci sprĊĪystych. Przy suszeniu próĪniowym w warunkach ciĞnienia w komorze suszarki 4 kPa, zarówno przy stosowaniu suszenia próĪniowego (p64/4) jak i konwekcyjno-próĪniowego (dla kaĪdego poziomu wody usuwanej w etapie suszenia konwekcyjnego), war-toĞü moduáu relaksacji (Sr) byáa wiĊksza od 0,6, co pozwala sklasyfikowaü
otrzy-mane susze jako sprĊĪystolepkie. WartoĞü moduáu relaksacji suszy uzyskanych przy wyĪszym ciĞnieniu w komorze suszarki (16 kPa), w porównaniu do suszenia konwekcyjnego, wzrosáa ponad 1,5-raza (za wyjątkiem suszu 75%k65-p65/16), czyli zastosowanie wyĪszego ciĞnienia w komorze suszarki próĪniowej daáo w efekcie mniejszy wzrost udziaáu cech sprĊĪystych we wáaĞciwoĞciach mechanicz-nych otrzymamechanicz-nych suszy.
k65 p65/4 p65/16 50%k6 5-p65/ 4 50%k6 5-p65/ 16 75%k6 5-p65/ 4 75%k6 5-p65/ 16 90%k6 5-p65/ 4 Mo du á r ela ks ac ji ( -) R elax a tion modu lus (-) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 a a b c c c b c Kod doĞwiadczenia Experiments code
Rys. 4. Moduá relaksacji truskawek suszonych róĪnymi metodami (kody doĞwiadczenia podano w tab. 1); brak statystycznie istotnej róĪnicy oznaczają te same litery (a, b, c); pionowe odcinki na wykresie oznaczają odchylenie standardowe
Fig. 4. Relaxation modulus of strawberries dried by different methods (experiment codes are given in Tab. 1); not statistically significant differences indicated by the same letters (a, b, c); vertical segments on the graph represent standard deviation
TkankĊ roĞlinną moĪna przedstawiü jako ciecz zamkniĊtą w matrycy ciaáa staáe-go. UsuniĊcie wody w procesie suszenia powoduje wzrost lepkoĞci czĊĞci páynnej i w rezultacie wzrost mechanicznej wytrzymaáoĞci samej matrycy (Lewicki i
Sit-kiewicz 1999). Suszenie próĪniowe powoduje, w porównaniu do metod suszenia konwekcyjnego, wzrost objĊtoĞci materiaáów poddawanych suszeniu i w związku z tym powstawanie wewnątrz tkanki wolnych przestrzeni. Materiaáy takie po wysu-szeniu są bardziej kruche i wymagają, w porównaniu do suszy konwekcyjnych, mniejszego nakáadu pracy do ich odksztaácenia. ObecnoĞü wolnych przestrzeni determinuje wzrost znaczenia wáaĞciwoĞci samej matrycy podczas odksztaácania materiaáu pod dziaáaniem siá zewnĊtrznych, co objawia siĊ wzrostem sprĊĪystoĞci tkanki. Kombinowane, konwekcyjno-próĪniowe metody suszenia pozwalają na otrzymanie suszy o podobnych wáaĞciwoĞciach jak susze uzyskane z wykorzysta-niem metody suszenia próĪniowego, o ile w etapie suszenia konwekcyjnego usu-nie siĊ taką iloĞü wody, która zapewni, Īe lepkoĞü czĊĞci páynnej i sztywnoĞü matrycy umoĪliwią jeszcze ekspansjĊ pary wodnej w warunkach ciĞnienia panu-jącego w komorze suszarki. Dla zastosowanych w pracy metod suszenia konwek-cyjno-próĪniowego usuniĊcie z owoców truskawek w etapie suszenia konwekcyj-nego 75% i wiĊcej początkowej zawartoĞci wody, skutkowaáo uzyskiwaniem suszy o wiĊkszym skurczu i wyĪszej gĊstoĞci w porównaniu do suszy próĪnio-wych oraz otrzymanych przy usuniĊciu w etapie suszenia próĪniowego 50% po-czątkowej zawartoĞci wody. Tak wiĊc wydaje siĊ, Īe optymalnym stopniem od-wodnienia truskawek metodą konwekcji przed suszeniem próĪniowym jest po-ziom 50% początkowej zawartoĞci wody, co odpowiada wilgotnoĞci wáaĞciwej okoáo 3,70 g H2O·(g s s)-1.
NaleĪy zauwaĪyü wystĊpowanie zaleĪnoĞci pomiĊdzy wilgotnoĞcią wáaĞciwą badanych suszy a wartoĞcią moduáu relaksacji (Sr): im niĪsza wilgotnoĞü wáaĞciwa suszy truskawkowych tym wyĪsza wartoĞü moduáu relaksacji (tab. 1 oraz rys. 4). ZróĪnicowanie wilgotnoĞci wáaĞciwej badanych suszy wynikaáo z przebiegu krzywych suszenia truskawek badanymi w pracy metodami oraz procedurą uzna-wania osiągniĊcia stanu wilgotnoĞci równowagowej w danych warunkach susze-nia. NajwyĪszą wartoĞü wilgotnoĞci wáaĞciwej (0,068 g H2O·(g s s)-1) uzyskano
przy zastosowaniu suszenia konwekcyjnego, czyli metody o najmniejszej szybkoĞci suszenia. Stosując suszenie próĪniowe i konwekcyjno-próĪniowe, które to metody charakteryzują siĊ wyĪszymi szybkoĞciami suszenia w porównaniu do suszenia konwekcyjnego, uzyskiwano niĪsze wartoĞci wilgotnoĞci wáaĞciwej otrzymanych suszy, przy czym wyĪsze ciĞnienie (16 kPa) w komorze suszarki skutkowaáo wyĪ-szymi wartoĞciami wilgotnoĞci wzglĊdnej suszy. Tak wiĊc stwierdzone zróĪnico-wanie wáaĞciwoĞci lepkosprĊĪystych badanych suszy truskawkowych wynika naj-prawdopodobniej tylko poĞrednio z zastosowanej metody suszenia i wymaga dal-szych szczegóáowych badaĔ.
WNIOSKI
1. Zastosowanie kombinowanych, konwekcyjno-próĪniowych metod susze-nia truskawek umoĪliwia uzyskanie suszy o niĪszej, niĪ w przypadku suszesusze-nia konwekcyjnego, gĊstoĞci pozornej, niskim skurczu oraz korzystnych, z punktu widzenia konsumenta, wáaĞciwoĞciach mechanicznych.
2. W przypadku suszenia konwekcyjno-próĪniowego optymalnym pozio-mem usuniĊcia wody w etapie suszenia konwekcyjnego, przed suszeniem próĪ-niowym, byáo 50% jej początkowej zawartoĞci, co odpowiada wilgotnoĞci wáa-Ğciwej owoców truskawek okoáo 3,70 g H2O·(g s s)-1.
PIĝMIENNICTWO
Chiralt, A., Fito, P., 2003. Transport mechanisms in osmotic dehydration: the role of the structure. Food Sci. Technol. Int., 9 (3), 179-185.
CiurzyĔska A., Lenart A., 2011. Freeze-Drying – Application in Food Processing and Biotechnol-ogy – A Review. Pol. J. Food Nutr. Sci., 61 (3), 165-171.
Contreras C., Martin-Esparza M.E.,· Martinez-Navarrete N., Chiralt A., 2007.Influence of osmotic pre-treatment and microwave application on properties of air dried strawberry related to struc-tural changes. Eur. Food Res. Technol., 224 (4), 499-504.
Figiel A., 2010. Drying kinetics and quality of beetroots dehydrated by combination of convective and vacuum-microwave methods. J. Food Eng., 98 (4), 461-470.
Fito, P., Chiralt, A., Barat, J.M., MartÕnez-Monzo J., 2002. Mass transport and deformation relaxa-tion phenomena in plant tissues. In: Engineering and food for the 21st Century (Eds. Welti-Chanes J., Barbosa-Canovas G., Aguilera J.M.). CRC Press, Boca Raton, 235-252.
Hwang M.P., Hayakawa K., 1980. Bulk densities of cookies undergoing commercial baking proc-esses. J. Food Sci., 45, 1400-1403.
KrulisM., Kühnert S., LeikerM., Rohm H., 2005. Influence of energy input and initial moisture on physical properties of microwave-vacuum dried strawberries. Eur. Food Res. Technol., 221(6), 803-808.
Lewicki P.P., Lukaszuk A., 2000. Effect of osmotic dewatering on rheological properties of apple subjected to convective drying. J. Food Eng., 45 (3), 119-126.
Lewicki P.P., Sitkiewicz I., 1999. Effect of pre-treatment and storage on rheological properties of dried onion. Int. J. .Food Properties, 2(1), 23-37.
Mazza G., 1983. Dehydration of carrots. Effect of pre-drying treatment on moisture transport and product quality. J. Food Technol., 18, 113-123.
Moraga G., Martinez-Navarrete N., MartineMonzo J., Chiralt A., 2000. Influence of convective and osmotic drying on some color and firmness properties of strawberry, w: Proceedings of the 12th
International Drying Symposium––IDS2000 (pp. 1-14). Amsterdam: Elsevier Science (CD-ROM, 2000, IDS’ 2000, no. 419).
Nawirska A., Figiel A., Kucharska A. Z., Sokól-Letowska A., Biesiada A., 2009. Drying kinetics and quality parameters of pumpkin slices dehydrated using different methods. J. Food Eng., 94 (1), 14-20.
Piotrowski D., Biront J., Lenart A., 2008. Barwa i wáaĞciwoĞci fizyczne odwadnianych osmotycznie i suszonych sublimacyjnie truskawek. ĩywnoĞü. Nauka. Technologia. JakoĞü., 4(59), 216-226.
Piotrowski D., Janowicz M., Sitkiewicz I., CiurzyĔska A., Lenart A., 2011. Wpáyw temperatury i ciĞnienia w komorze suszarki próĪniowej na proces suszenia oraz na skurcz truskawek. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 558, 197-206.
Ramos I.N., Brandao T.R.S., Silva C.L.M., 2003. Structural Changes During Air Drying of Fruits and Vegetables. Food Sci. Technol. Int., 9, 3, 201-206.
Sitkiewicz I, Piotrowski D., CiurzyĔska A., Janowicz M., Lenart A., 2011. Wybrane wáaĞciwoĞci mechaniczne suszonych próĪniowo truskawek. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 563, 145-152. Wang N., Brennan J.G. ,1995: Changes in structure, density and porosity of potato during
dehydra-tion. J. of Food Eng., 24, (1), 47-60.
Witrowa-Rajchert D., 1999. Rehydracja jako wskaĨnik zmian zachodzących w tkance roĞlinnej w czasie suszenia. Fundacja Rozwój SGGW, Warszawa.
INFLUENCE OF DRYING METHODS ON SELECTED PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF STRAWBERRIES
Iwona Sitkiewicz, Dariusz Piotrowski, Monika Janowicz, àukasz Szlendak Department of Food engineering and Process Management
Faculty of Food Sciences, Warsaw University of Life Sciences, WULS-SGGW ul. Nowoursynowska 159, 02-776Warszawa
e-mail: iwona_sitkiewicz@sggw.pl
A b s t r a c t . The aim of this study was to determine the effect of drying methods on selected physical and mechanical properties of dried strawberries. Strawberries cv. Senga Sengana, thawed before the drying, were dried at 65oC using convective, vacuum (pressure in the dryer 4 and 16 kPa)
and convective-vacuum drying methods; in the last method 50, 75 and 90% of the initial water content was removed at the stage of convective drying. Physical properties such as shrinkage and apparent density, and mechanical properties evaluated from compression and stress relaxation tests, such as compression work and relaxation modulus, were determined. The performed analysis showed that using the combined convective-vacuum drying methods allowed to obtain dried straw-berries with shrinkage lower than 30%, low bulk density (0.1-0.15 g cm-3), and also with mechanical
properties favourable for the consumers. The optimal degree of strawberries dehydration at the stage of convective drying prior to vacuum drying was 50% of the initial water content, which corre-sponds to specific humidity of about 3.70 g H2O (g d m)-1.
K e y w o r d s : strawberries, vacuum drying, convective-vacuum drying, shrinkage, bulk den-sity, mechanical properties
