Wpływ pulsacyjnego pola elektrycznego na kinetykę zamrażania immersyjnego, rozmrażania oraz właściwości mechaniczne marchwi

• Autorzy: Wiktor A. , Schulz M. , Voigt E. , Knorr D. , Witrowa-Rajchert D.

Warianty tytułu

EN

Impact of pulsed electric field on kinetics of immersion freezing, thawing, and on mechanical properties of carrot

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było określenie wpływu pulsacyjnego pola elektrycznego (PEF) na przebieg procesu zamrażania immersyjnego, rozmrażania oraz na wybrane parametry rozmrożonej tkanki marchwi. Tkankę marchwi poddano działaniu pulsacyjnego pola elektrycznego (E = 1,85 ÷ 5 kV/cm; n = 0 ÷ 100 impulsów, Ws = 0 ÷ 80 kJ/kg), a następnie zamrażano immersyjnie w etanolu w temp. -20 °C. Wyznaczono krzywe zamrażania i rozmrażania, a na ich podstawie obliczono czas trwania poszczególnych etapów tych procesów. Rozmrożoną tkankę roślinną oceniono na podstawie ubytku masy podczas rozmrażania oraz właściwości mechanicznych – maksymalnej siły ściskania oraz pracy ściskania. Stwierdzono, że działanie pulsacyjnego pola elektrycznego przed zamrażaniem spowodowało skrócenie czasu zamrażania maksymalnie o 31,7 % w porównaniu z próbką niepotraktowaną PEF. Skróceniu (maksymalnie o 31,1 %) uległ także czas rozmrażania. Próbki poddane działaniu pulsacyjnego pola elektrycznego charakteryzowały się także innymi właściwościami mechanicznymi – niższymi wartościami pracy ściskania (o 21,5 ÷ 83,6 %) oraz maksymalnej pracy ściskania (o 16,4 ÷ 87,3 %) w porównaniu z tkanką niepotraktowaną PEF. Ubytek masy tkanki po rozmrożeniu, niepoddanej działaniu PEF, wynosił 9,21 %, a próbek poddanych takiemu oddziaływaniu – 7,15 ÷ 11,35 %. Stwierdzono także statystycznie istotną korelację (p ≤ 0,05) pomiędzy całkowitym czasem zamrażania a stopniem dezintegracji komórkowej CDI (r = 0,84).

EN

The objective of the research study was to determine the impact of pulsed electric field (PEF) on the processes of immersion freezing, thawing, and on the selected parameters of thawed carrot tissue. The carrot tissue was treated by a pulsed electric field (E = 1.85-5 kV/cm; n = 0 - 100 impulses, Ws = 0 –80 kJ/kg) and, next, it was immersion-frozen in ethanol at a temp. of -20 °C. The freezing and thawing curves were determined and, on their basis, the duration time of individual process stages of those processes was computed. The thawed tissue was assessed based on the mass loss during thawing and on the mechanical properties: maximal compressive force, and on the compressive work. It was found that the impact of the pulsed electric field application applied prior to freezing caused the total freezing time to decrease 31.7 % maximally compared to the PEF-untreated tissue. Moreover, the thawing time was also reduced (31.1 % maximally). Compared to the PEF-untreated tissue, the PEF-treated samples were also characterized by different mechanical properties, i.e. by lower values of both the compressive work (21.5 – 83.6 %) and the maximal compressive force (16.4 – 87.3 %). The mass loss after thawing of PEF-untreated tissue was 9.21 % and of the PEF-treated samples the mass loss ranged between 7.15 and 11.35 %. A statistically significant correlation (r = 0.84; p-value = 0.002) was also reported between the total freezing time and the cell disintegration index (CDI) (r = 0.84).

• Wydawca: -
• Czasopismo: Żywność Nauka Technologia Jakość
• Rocznik: 2015
• Tom: 22
• Numer: 2
• Opis fizyczny: s.124-137,rys.,tab.,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Wiktor A.

• Katedra Inżynierii Żywności i Organizacji Produkcji, Wydział Nauk o Żywności, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul.Nowoursynowska 159C, 02-776 Warszawa

autor

Schulz M.

• Instytut fur Lebensmittelbiotechnologie und Lebensmittelchemie, Technische Universitat Berlin, Konigin-Luise Str.22, 14195 Berlin, Niemcy

autor

Voigt E.

• Instytut fur Lebensmittelbiotechnologie und Lebensmittelchemie, Technische Universitat Berlin, Konigin-Luise Str.22, 14195 Berlin, Niemcy

autor

Knorr D.

• Instytut fur Lebensmittelbiotechnologie und Lebensmittelchemie, Technische Universitat Berlin, Konigin-Luise Str.22, 14195 Berlin, Niemcy

autor

Witrowa-Rajchert D.

• Katedra Inżynierii Żywności i Organizacji Produkcji, Wydział Nauk o Żywności, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul.Nowoursynowska 159C, 02-776 Warszawa

Bibliografia

• [1] Angersbach A., Heinz V., Knorr D.: Electrophysiological model of intact and processed plant tissues: cell disintegration criteria. Biotechnol. Progr., 1999, 15, 753-762.
• [2] Asavasanti S., Ersus S., Ristenpart W., Stroeve P., Barrett D.M.: Critical electric field strengths of onion tissues treated by pulsed electric fields. J. Food Sci., 2010, 75 (7), 433-443.
• [3] Babicz-Zielińska E.: Postawy konsumentów wobec nowej żywności. Zesz. Nauk. Akademii Morskiej w Gdyni, 2010, 65, 16-22.
• [4] Ben Ammar J., Lanoisellé J-L., Lebovka N., Vorobiev E.: Effect of a pulsed electric field and osmotic treatment on freezing of potato tissue. Food Biophys., 2010, 5, 247-254.
• [5] Comandini P., Blanda G., Soto-Caballero M.C., Sala V., Tylewicz U., Mujica-Paz H., Valdez Fragoso A., Gallina Toschi T.: Effects of power ultrasound on immersion freezing parameters of potatoes. Innovative Food Sci. Emerg. Technol., 2013, 18, 120-125.
• [6] Fernández P.P., Otero L., Guignon B., Sanz P.D.: High-pressure shift freezing versus high-pressure assisted freezing: Effects on the microstructure of a food model. Food Hydrocoll., 2006, 20 (4), 510-522.
• [7] Grimi N., Lebovka N., Vorobiev E., Vaxelaire J.: Compressing behavior and texture evaluation for potatoes pretreated by pulsed electric field. J. Texture Stud., 2009, 40 (2), 208-224.
• [8] Gruda Z., Postolski J.: Zamrażanie żywności. WNT, Warszawa 1999.
• [9] Europa 2020 – cele [online] Dostęp w Internecie [06.07.2014]: http://ec.europa.eu/europe2020/
• europe-2020-in-a-nutshell/targets/index_pl.htm.
• [10] Jalté M., Lanoisellé J-L., Lebovka N., Vorobiev E.: Freezing of potato tissue pre-treated by pulsed electric fields. LWT Food Sci. Technol., 2009, 42, 576-580.
• [11] Kalichevsky M.T., Knorr D., Lillford P.J.: Potential food applications of high-pressure effects on icewater transitions. Trends Food Sci. Technol., 1995, 6, 253-258.
• [12] Kamińska A., Lewicki P.P.: Wpływ wstępnej obróbki osmotycznej na przebieg procesów zamrażania i rozmrażania jabłek. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2006, 2 (47) Supl., 101-107.
• [13] Lebovka N.I., Praporscic I., Vorobiev E.: Effect of moderate thermal and pulsed electric field treatments on textural properties of carrots, potatoes and apples. Innovative Food Sci. Emerg. Technol., 2004, (1), 9-16.
• [14] Lentas K., Witrowa-Rajcert D.: Wpływ wstępnego nasycania jonami wapnia na wybrane właściwości suszu jabłkowego. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2008, 5 (60), 178-188.
• [15] Nowacka M., Fijałkowska A., Witrowa-Rajchert D.: Wpływ oddziaływania ultradźwięków na przebieg procesu zamrażania tkanki jabłka. Przem. Ferm. Owoc. Warz., 2013, 12, 6-7.
• [16] Rastogi N.K., Eshtiaghi M.N., Knorr D.: Accelerated mass transfer during osmotic dehydration of high intensity electrical field pulse pretreated carrots. J. Food Sci., 1999, 64 (6), 1020-1023.
• [17] Wiktor A.D., Chudoba T., Witrowa-Rajchert D.: Influence of pulsed electric field on air freezing of apple tissue. International Conference of Agricultural Engineering CIGR-AgEng2012 Monographe, 2012, 1-6 (dostęp online: http://wcigr.ageng2012.org/images/fotosg/tabla_137_C1631.pdf).
• [18] Wiktor A.D., Witrowa-Rajchert D.: Zastosowanie pulsacyjnego pola elektrycznego do wspomagania procesów usuwania wody z tkanek roślinnych. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2012, 2 (81), 22-32.
• [19] Wiktor A., Chudoba T., Witrowa-Rajchert D.: Przewodność elektryczna właściwa jako parametr stopnia dezintegracji komórek tkanki miąższu jabłka poddanego działaniu pulsacyjnego pola elektrycznego. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 2011, 569, 293-300.
• [20] Zhang B., Zeng X.A., Sun D.W., Yu S.J., Yang M.F., Ma S.: Effect of electric field treatments on brandy aging in oak barrels. Food Bioprocess Technol., 2012, 7, 1-9.

Identyfikatory

DOI

10.15193/zntj/2015/99/027