W pracy scharakteryzowano proces ekstrakcji nadkrytycznej: jego podstawy teoretyczne oraz sposób prowadzenia. Przedstawiono wady i zalety procesu świadczące o możliwościach jego zastosowania w przemyśle spożywczym. Dokonano również przeglądu zastosowań ekstrakcji nadkrytycznej. Omówiono stosowane na skalę przemysłową procesy dekofeinacji kawy, ekstrakcji chmielu i dealkoholizacji, w których wykorzystuje się omawianą metodę rozdziału. Przedstawiono także aplikacje ekstrakcji nadkrytycznej, wokół której skupiają się badania naukowe. Za szczególnie atrakcyjne zastosowanie tej techniki należy uznać izolację wysoko wartościowych składników, występujących w małej koncentracji w produktach spożywczych.
W artykule przedstawiono wyniki badań zamykania olejku rozmarynowego w trakcie suszenia rozsyłowego w mikrokapsułce z maltodekstryny. Zastosowano dodatek olejku rozmarynowego w ilości 0,5 oraz 1 ml na 100 g roztworu. Stosowano temperaturę powietrza wlotowego 200°C oraz trzy strumienie surowca. Stwierdzono, iż najlepsze -wyniki zamknięcia związków aromatycznych otrzymuje się przy -wyższym dodatku aromatu do roztworu. Jednak ubytek tych związków w trakcie suszenia rozsyłowego nie jest proporcjonalny do dwukrotnie większego dodatku aromatu. Mikrokapsułkowaniu aromatów sprzyja także mniejsza zawartość wody wproszkach, mniejsza gęstość nasypowa luźna oraz -większa porowatość złoża.
W pracy przedstawiono wpływ parametrów mikrokapsułkowania oraz stężenia i rodzaju zastosowanego nośnika na ilość aromatu rozmarynowego znajdującego się wewnątrz i na powierzchni mikrokapsułek otrzymanych metodą suszenia rozpyłowego. Suszenie przeprowadzono w temperaturze powietrza wlotowego 200°C, przy dwóch strumieniach surowca 1,07·10-6 i 1,33·10-6 m3·s-1. Wykazano, że zastosowanie gumy arabskiej w składzie nośnika powodowało lepsze zachowanie aromatu wewnątrz mikrokapsułek bezpośrednio po procesie suszenia (30-70%) oraz nieznaczną ilość aromatu rozmarynowego na zewnątrz kapsułek (maksymalnie 7%). Na ilość aromatu zawartą zarówno na powierzchni, jak i wewnątrz kapsułek miała wpływ średnica cząstek proszków, zależna od strumienia podawania i rodzaju użytego nośnika. Im średnica była mniejsza, tym więcej aromatu znajdowało się wewnątrz kapsułki. Ścianki proszków na bazie 30% roztworu maltodekstryny szybciej ulegały degradacji, co powodowało szybszą dyfuzję aromatu z wnętrza kapsułki. Ilość aromatu na ich powierzchni po przechowywaniu wyniosła od 3,5 do 3,8%. Natomiast w przypadku 25% roztworu maltodekstryny wartości te nie przekroczyły 0,5%. Po roku przechowywania mikrokapsułki zawierające gumę arabską miały zdecydowanie mniej aromatu na powierzchni niż bezpośrednio po suszeniu. Niezależnie od zastosowanego rodzaju nośnika, po przechowywaniu proszki aromatu rozmarynowego wykazały dużą stabilność.
Celem pracy było określenie wpływu temperatury powietrza wlotowego oraz prędkości podawania surowca do dysku na cechy morfologiczne cząstek proszków mleka i kawy otrzymywanych metodą suszenia rozpyłowego, takich jak: wielkość, kształt oraz struktura. Zastosowano dwie wartości temperatury suszenia, tj. 120 i 160°C oraz dwa strumienie podawania surowca 0,4 i 1,0 ml·s–1. W wyniku analizy zdjęć mikroskopowych stwierdzono, iż zarówno cząstki mleka, jak i kawy w proszku uzyskane w wyższej temperaturze były bardziej kuliste, a ich powierzchnia bardziej gładka. Różnice w strukturze cząstek mleka i kawy, suszonych rozpyłowo w tych samych warunkach, wynikały z różnego pochodzenia tych materiałów. Wraz ze wzrostem temperatury powietrza wlotowego zwiększały się rozmiary cząstek mleka i kawy przy prędkości strumienia podawania surowca 1,0 ml·s–1. Zarówno dla cząstek mleka, jak i kawy odnotowano przesunięcie rozkładu wielkości cząstek w kierunku większych średnic wraz ze wzrostem prędkości strumienia podawania surowca, niezależnie od zastosowanej temperatury powietrza wlotowego.
Mikrokapsułkowanie jest techniką stosowaną coraz częściej do zamykania aromatów w osłonkach. Od rozwinięcia tej metody powstało wiele jej udoskonaleń. Dzięki nim coraz lepiej udaje się chronić aromaty przed degradacją zachodzącą w procesach technologicznych i podczas przechowywania. W artykule przedstawiono rodzaje nośników stosowane przy mikrokapsułkowaniu aromatów, najczęściej używane w tym procesie metody, sposoby uwalniania aromatów z otoczki.
Zamrażanie jest szeroko stosowanym w przemyśle spożywczym procesem przedłużenia czasu przydatności do spożycia produktów i materiałów roślinnych, związanym z obniżeniem temperatury. Proces jest w dużej mierze zależny od temperatury czynnika chłodniczego, rodzaju materiału poddawanego zamrażaniu, a w przypadku soku – jego stężenia. Dlatego celem pracy było zbadanie wpływu stężenia ekstraktu i metody zamrażania na wybrane parametry charakteryzujące proces zamrażania. Zamrażanie prowadzono w zamrażarce immersyjnej z ciekłym glikolem propylenowym jako czynnikiem chłodniczym oraz w zamrażarce owiewowej. Temperatura czynnika chłodniczego wynosiła –30°C. Zamrażano soki marchwiowy o stężeniu 9, 12 i 21%. Zbadano podczas procesu zamrażania właściwy czas zamrażania, wyznaczono temperaturę krioskopową oraz wyliczono wielkości charakteryzujące zamrożony sok marchwiowy, jak: ciepło właściwe i współczynnik przewodności cieplnej, a także czas zamrażania oraz ciepło odebrane od produktu. Stwierdzono, że temperatura krioskopowa obniża się wraz ze wzrostem stężenia soku, niezależnie od metody zamrażania. Doświadczalny właściwy czas zamrażania był 3–4-krotnie krótszy niż obliczony. Stwierdzono także, że ciepło odebrane od produktu malało wraz ze wzrostem stężenia. Wszystkie krzywe zamrażania miały podobny kształt, jedyną różnicę stanowił czas potrzebny do całkowitego zamrożenia produktu.
Ultradźwięki to nowa metoda znajdująca zastosowanie w przemyśle spożywczym m.in. do przyspieszania jednostkowych operacji, takich jak: suszenie, ekstrakcja i zamrażanie. Sonikacja, pomimo małej inwazyjności, wpływa jednak na przemiany fizyczne, chemiczne i biochemiczne, zachodzące w surowcach. Barwa jest bardzo istotnym, z punktu widzenia konsumenta i producenta, wyróżnikiem jakości, opisującym produkty spożywcze. W badaniach określano wpływ 30-sto minutowej obróbki ultradźwiękami o częstotliwości 21 kHz na zmiany parametrów barwy soków marchwiowych o ekstrakcie 9, 12 i 21°Brix, pochodzących od dwóch producentów. Barwę mierzono w systemie CIE L*a*b*, określając bezwzględną różnicę barwy, zmiany nasycenia i tonu barwy. Nie zaobserwowano jednoznacznego wpływu zawartości ekstraktu na zmiany barwy soków poddanych działaniu ultradźwięków. Stwierdzono, iż sok producenta A o ekstrakcie 21°Brix oraz sok producenta B o ekstrakcie 12°Brix cechowały się największą stabilnością na działanie ultradźwięków. Zmiany barwy soków po zastosowaniu ultradźwięków nie były wykrywalne przez ludzkie oko. Nie zaobserwowano także istotnych statystycznie zmian w różnicy nasycenia i tonu barwy pomiędzy sokami przed i po działaniu fali dźwiękowej.
In food colorants microencapsulation process, apart from appropriate carrier selection, the determination of the spray drying parameters which can affect the retention of active ingredients is essential. The aim of this study was to investigate the effect of drying parameters on beetroot pigments retention after microencapsulation. Raw material used in the study was the 100% beetroot juice. Low-crystallised maltodextrin DE=11 (MD) was used as the carrier. To obtain 30% dry matter concentration in the solution, the proper amount of maltodextrin was added to beet root juice with 15% of dry matter. Drying was carried out in a spray-drier at disc speed of 39,000 rpm and solution flux rate of 0.3·10-6 and 0.8·10-6 m3 s-1. The inlet air temperature was 120, 140 and 160oC, at a constant air flow rate of 0.0055 m3 s-1. Before drying, viscosity and density of the solutions were measured. Dry matter content, apparent density, loose bulk density of the powder, and porosity were determined. The particle morphology was tested as well. Pigment content was measured by Nillson (1970) and Von Elbe (2001) methods to determine the efficiency of encapsulation. The viscosity and density of solutions of beet juice with maltodextrin was 3.86 mPa s and 1100 kg m-3, respectively. In both cases, the values of viscosity and density were higher compared to the raw juice. Increase of solution flux rate caused a decrease of dry matter content, apparent particle density and loose bulk density. Increase of inlet air temperature caused an increase of dry matter content, average diameter and a decrease of both densities. It was observed that the increase of inlet air temperature caused a decrease in the yellow pigment to a higher degree (47%) than in the violet pigment (17%). However, no clear correlation was observed for violet pigment. There were no changes in porosity and shape factor. The obtained microcapsules were sphere-like in shape, with numerous deep cavities. In the whole experiment the retention of beet root pigments was in the range of 26.7-29.3%.
Results of rosemary oil microcapsulation process are shown in the presented work. The microcapsulation process has taken place in a spray dryer. The core of the microcapsules was maltodextrin. The two mass concentrations of maltodextrin in emulsion, i.e. 25%and 30%, one spray disc speed, inlet air temperature of 200oC and three feed fluid fluxes were used. Efficiency of closing rosemary aroma in the capsule was estimated by the amount of aroma compounds in the initial emulsion, powders and emulsions received from the powder. The best aroma closure was received in the case of 30% carrier concentration and at the medium flux (64.2 mL/min). It was found that higher powders apparent density and lower bed porosity were responsible for quantity increase of the closed aroma compounds.
W procesie mikrokapsułkowania aromatów metodą suszenia rozpyłowego, poza dobraniem odpowiedniego materiału osłonki i parametrów procesu, istotny wpływ na efektywność zamykania mają właściwości uzyskanych proszków, które zależą również od właściwości fizycznych emulsji poddawanej suszeniu. Dlatego celem pracy było zbadanie zależności pomiędzy rodzajem zastosowanej metody homogenizacji emulsji aromatu cytrynowego, a wybranymi właściwościami fizycznymi proszków. Jako nośnik do mikrokapsułkowania aromatu cytrynowego wykorzystano gumę arabską. Do badań przygotowano roztwory o stężeniu 30%, dodatek aromatu wynosił 6% całkowitej masy roztworu. Roztwory homogenizowano, stosując homogenizację ciśnieniową jednostopniową przy ciśnieniu 30 MPa, homogenizację ciśnieniowa dwustopniową przy ciśnieniach 30 i 10 MPa oraz mieszadło szybkoobrotowe przez 30 minut przy 24000 obrotów na minutę. Suszenie emulsji prowadzono w suszarce rozpyłowej, przy prędkości dysku rozpyłowego 39000 obr·min-1 i strumieniu surowca 0,5·10-6 m3·s-1 w temperaturze powietrza wlotowego 160oC. Emulsja otrzymana przy użyciu mieszadła szybkoobrotowego wykazywała najwyższą lepkość. Zaobserwowano nieznacznie większą gęstość emulsji otrzymanych metodą homogenizacji dwustopniowej. Odparowanie zachodziło najmniej intensywnie w przypadku proszków otrzymanych z emulsji homogenizowanej dwustopniowo, w których zawartość wody była największa. Proszki otrzymane na bazie emulsji homogenizowanej przy zastosowaniu mieszadła charakteryzowały się najniższą porowatością, gęstością pozorną i luźną. Najwyższe wartości badanych parametrów uzyskano dla proszków z emulsji otrzymanej przy użyciu dwustopniowej homogenizacji.
W procesie mikrokapsułkowania aromatów istotny wpływ na efektywność retencji aromatu mają właściwości fizyczne proszków. Celem pracy było zbadanie zależności pomiędzy zawartością aromatu cytrynowego w roztworze przeznaczonym do mikrokapsułkowania metodą suszenia rozpyłowego a wybranymi właściwościami fizycznymi proszków. Do badań przygotowano roztwory o stężeniu 30% (26% maltodekstryny i 4% gumy arabskiej), dodatek aromatu wynosił 2, 4, 6, 8 i 10% całkowitej masy roztworu. Pomiary lepkości emulsji wykazały, iż po przekroczeniu wartości 4% dodatku aromatu następował wzrost lepkości pozornej emulsji poddawanych suszeniu od 30 do 41 mPa·s. Natomiast gęstość emulsji malała liniowo wraz ze wzrostem zawartości aromatu. Wzrost zawartości aromatu spowodował spadek gęstości pozornej proszków od 1437 do 1220 kg·m-3. Nie wykazano jednoznacznego wpływu dodatku aromatu na zawartość wody, gęstość luźną i porowatość złoża. Wielkość cząstek proszków wzrastała wraz ze zwiększeniem ilości dodatku aromatu. Z krzywej skumulowanej wynika, że połowa analizowanych cząstek miała średnicę mniejszą lub równą 6,3 mm w proszkach z 4%-owym dodatkiem aromatu, a 9,1 mm gdy zawartość aromatu wynosiła 10%.
W pracy przedstawiono wyniki badań suszenia rozpyłowego hydrolizatu białkowego oraz hydrolizatu białkowego z 20% dodatkiem maltodekstryny. Suszenia przeprowadzono w dwóch temperaturach suszenia, tj. 160 i 200ºC, oraz przy trzech strumieniach objętości podawania surowca, tj. 0,88; 1,12 i 1,24 cm³·sˉ¹. Najwyższą zawartość wilgoci (4,5%) uzyskano dla hydrolizatu z dodatkiem nośnika. Wraz ze wzrostem temperatury suszenia wilgotność proszków zmniejszała się, zaś wzrost strumienia objętości podawania surowca wpływał na podwyższenia wilgotności proszków. Dodatek maltodekstryny istotnie wpłynął na wzrost gęstości nasypowej luźnej i utrzęsionej oraz spowodował zmniejszenie gęstości pozornej cząstek i porowatości złoża. Obniżenie temperatury suszenia, w przypadku roztworu samego hydrolizatu białkowego, powodowało zmniejszenie gęstości nasypowej luźnej oraz utrzęsionej o około 17%. Zauważono, że zarówno temperatura suszenia, jak i strumień objętości surowca nie miały istotnego wpływu na gęstość pozorną proszków. Niezależnie od dodatku nośnika oraz zmiany parametrów suszenia, sproszkowany hydrolizat charakteryzował się współczynnikiem Hausnera przekraczającym wartość 1,4.
W pracy przedstawiono wyniki badań suszenia rozpyłowego hydrolizatu białkowego oraz mieszaniny hydrolizatu i nośników. Jako nośników użyto maltodekstryny średnioscukrzonej oraz białka serwatkowego. Stosowano temperaturę powietrza wlotowego 160 °C oraz trzy strumienie zasilania surowca: 0,9; 1,16 i 1,28 cm³/s. Największą zawartość wody w proszkach, powyżej 5 %, uzyskano przy dodatku maltodekstryny jako nośnika, najmniejszą, przekraczającą nieznacznie 2 %, zawierały proszki samego hydrolizatu. Zaobserwowano, że wraz ze wzrostem strumienia podawania surowca zwiększała się zawartość wilgoci w proszkach, co było związane ze spadkiem temperatury powietrza opuszczającego suszarkę. Wartości gęstości nasypowej luźnej i utrzęsionej złoża nie zależały od strumienia podawania surowca, ale istotnie zależały od zastosowanego nośnika. Najmniejsze wartości tych gęstości wykazywały proszki samego hydrolizatu, a wartości największe proszki zawierające maltodekstrynę. Następował wzrost wartości gęstości utrzęsionej w porównaniu z gęstością luźną o około 50 %. Gęstość pozorna uzyskanych proszków była największa, gdy suszono sam hydrolizat, a najmniejsza w przypadku materiałów zawierających białko serwatkowe. Cząstki proszku samego hydrolizatu charakteryzowały się więc najmniejszą porowatością wewnętrzną. Nie stwierdzono statystycznie istotnego wpływu strumienia podawania na gęstość pozorną. Współczynniki Hausnera świadczą o tym, że otrzymane proszki miały właściwości proszków spójnych. Badania barwy proszków w układzie L*a*b* wykazały, że dodatek nośników powodował zmniejszenie udziału barwy żółtej i czerwonej oraz wzmacniał jasność proszków. W samym hydrolizacie oraz hydrolizacie z dodatkiem maltodekstryny zaobserwowano wzrost udziału barwy żółtej i czerwonej oraz zmniejszenie jasności proszków wraz ze wzrostem strumienia podawania. Wartości nasycenia były zbliżone do wartości otrzymanych dla barwy żółtej, gdyż w przypadku otrzymanych proszków ta barwa przeważała i to ona zdeterminowała wartość nasycenia.
Celem pracy było zbadanie wpływu składu chemicznego części aromatycznej na właściwości fizyczne proszkowych, syntetycznych aromatów waniliowych. Dodatkowo badano różnice pomiędzy proszkami pobranymi z odbieralnika i komory suszarki rozpyłowej. Do suszenia podawano roztwory o 50% stężeniu suchej substancji, w tym 10% zawartości aromatu oraz 40% mieszaniny maltodekstryny i gumy arabskiej w stosunku 7:1. W otrzymanych proszkach oznaczono: zawartość wody, aktywność wody, gęstość pozorną, gęstość nasypową luźną, gęstość nasypową utrzęsioną, kąt nasypu, kąt zsypu, ściśliwość, kohezję, barwę oraz wielkość cząstek. Stwierdzono istotne statystycznie różnice we właściwościach fizycznych proszków pobranych z różnych miejsc suszarki rozpyłowej (wielkość cząstek, zawartość wody, jasność, gęstość pozorna i kohezja). Skład chemiczny części aromatycznej nie miał istotnego statystycznie wpływu na większość wskaźników analizowanych właściwości fizycznych proszków.
W procesie mikrokapsułkowania aromatów istotnym etapem jest dobranie materiału osłonki, zapewniającego ochronę substancji zamykanej oraz ustalenie optymalnych parametrów procesu. Właściwości emulsji poddawanej suszeniu oraz zależne od nich właściwości uzyskanych proszków mają wpływ na efektywność zamykania. Dlatego celem pracy było określenie zależności pomiędzy udziałem poszczególnych nośników w emulsji aromatu wanilinowego i wybranymi właściwościami fizycznymi uzyskanych mikrokapsułek a efektywnością mikrokapsułkowania. Jako nośnik stosowano mieszaninę maltodekstryny o DE = 10 z gumą arabską. Do badań przygotowano roztwory o stężeniu 20 i 30 % (m/m). Dodatek aromatu wanilinowego wynosił 21,7 % (m/m) w stosunku do całkowitej zawartości suchej substancji w roztworze. Udział gumy arabskiej w roztworach wynosił 11 %, dodatkowo sporządzono roztwory o stężeniu 30 %, w których zawartość gumy arabskiej zmniejszono do 7 %. Roztwory homogenizowano dwustopniowo przy ciśnieniach 20 : 7,5 MPa. Suszenie emulsji prowadzono w suszarce rozpyłowej, przy częstości obrotowej dysku rozpyłowego 650 obr./s i strumieniu surowca 1·10⁻⁶ m³/s, w temperaturze powietrza wlotowego 160 ºC. Wraz ze zmniejszeniem zawartości suchej substancji z 30 do 20 % emulsje charakteryzowały się mniejszą lepkością (z 11 do 4 mPa·s) i mniejszą gęstością (z 1103 do 1060 kg/m³). Zmniejszenie udziału gumy arabskiej spowodowało obniżenie lepkości z 11 do 8 mPa·s, ale brak było statystycznie istotnych zmian gęstości emulsji. Zmiana stężenia nośników z 20 do 30 % spowodowała statystycznie istotne zmniejszenie: gęstości pozornej i luźnej, porowatości złoża proszku i współczynnika kształtu cząstek oraz wzrost zawartości wody i średnicy cząstek. W proszkach uzyskanych z roztworów o 30- procentowym dodatku nośników ze zmniejszoną zawartością gumy arabskiej (7 %) zaobserwowano statystycznie istotne zmniejszenie średnicy cząstek oraz wzrost gęstości luźnej i porowatości złoża proszku w porównaniu z proszkami z większą zawartością gumy arabskiej. Efektywność mikrokapsułkowania wynosiła od 55 do 75 %. Wykazano istnienie dodatniej korelacji pomiędzy efektywnością mikrokapsułkowania a gęstością pozorną i średnicą cząstek proszków.
The aim of the study was to determine the effect of different drying methods on selected physical properties of pomace obtained from purple carrot cv. Deep Purple. Drying was performed using four methods: convective, microwave-convective, infrared-convective and freeze-drying. The freeze-dried material had the lowest apparent density (422 kg m-3), which was caused by slight shrinkage, and indicated high porosity. Apparent density was almost three times greater in dried materials produced using the other drying methods as compared to the freeze-dried variants. Freeze-dried pomace adsorbed vapour more quickly than the other dried variants, which was caused by its high porosity and relatively low degree of structural damage. Rehydration characteristicswere significantly affected by the dryingmethod. The highest mass increase and losses of soluble substance were recorded for the freeze-dried samples. Conversely, the traditional convective drying method resulted in the lowest mass increase and soluble substance leaching. A positive linear correlation was found between the loss of soluble dry substance components and the absorbance of liquid obtained during rehydration.
Mikronizacja nadkrytyczna jest procesem wykorzystującym rozpuszczalnik w stanie nadkrytycznym, najczęściej ditlenek węgla, do zamknięcia substancji aktywnych w osłonkach. W pracy scharakteryzowano proces mikronizacji nadkrytycznej, omówiono jego podstawy teoretyczne oraz sposoby prowadzenia. Dokonano podziału procesu mikronizacji ze względu na sposób użycia nadkrytycznego CO₂. W wyniku podziału wyodrębniono mikronizację, w której CO₂ w stanie nadkrytycznym używany jest jako rozpuszczalnik (Rapid Expansion of Supercritical Solution - RESS) lub jako antyrozpuszczalnik (Supercritical Anti-Solvent –SAS, Particles from Gas Saturated Solutions – PGSS, Aerosol Solvent Extraction System - ASES). Każdy z tych procesów może być zastosowany do mikronizacji w przemyśle spożywczym. Jednak większość metod mikronizacji jest do tej pory w sferze badań laboratoryjnych, jedynie opatentowany proces PGSS znalazł zastosowanie przemysłowe.
Large amount of wastes from fruit and vegetable industry are pomaces that might be recyc- led. The quantity of wastes is still considerable in Poland and amounts about 200,000 tons despite decreasing quantity of fruit pomace in the last years. Pomace contains mainly cell wall polysaccharides that are the components of dietary fibre: pectins, cellulose and hemicelulo- ses. Regarding physico-chemical properties the polysaccharides have great opportunities of recycling, i.e. as food additives.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.