Научная статья на тему 'Осмотическое обезвоживание растительных тканей под воздействием импульсного электрического поля'

Осмотическое обезвоживание растительных тканей под воздействием импульсного электрического поля Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
229
30
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОСМОТИЧЕСКОЕ ОБЕЗВОЖИВАНИЕ / РАСТИТЕЛЬНЫЕ ТКАНИ / ИМПУЛЬСНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Каршибоев Шавкат Эсиргапович, Ходжаева Умида Рустамовна, Ходжаёрова Гузал Рустамовна

Данная статья является обзорной, где рассматривается процесс осмотического обезвоживания растительных тканей под воздействием импульсного электрического поля. Осмотическое обезвоживание процесс, используемый для частичного удаления воды из растительных тканей погружением в гипертонический раствор. Осмотическое обезвоживание получило большее внимание в последние годы как эффективный метод для сохранения фруктов и овощей. Будучи простым процессом, оно облегчает обработку фруктов и овощей, таких как банан, инжир, гуава, ананас, яблоки, манго, виноград, морковь, тыквы, и других с сохранением начальных характеристик фруктов, в особенности их цвета, аромата, структуры и пищевого состава.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Осмотическое обезвоживание растительных тканей под воздействием импульсного электрического поля»

• при регистрации на массовых сайтах, например, на Avito, использовать не основной электронный адрес и номер телефона.

Список литературы

1. Кинг Б. Банк 3.0. / Бретт Кинг. М. ЗАО «Олимп - Бизнесс», 2014. С. 474.

2. ISO/IEC 27001: 2005. Информационные технологии. Методы обеспечения безопасности - Системы управления информационной безопасностью. Требования, 2005. С. 36.

3. Базовая информация об информационной безопасности. [Электронный ресурс]. // Интернет-портал. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http:// bezopasnik. org/article /1.htm/ (дата обращения: 18.09.2017).

ОСМОТИЧЕСКОЕ ОБЕЗВОЖИВАНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ТКАНЕЙ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

12 3

Каршибоев Ш.Э. , Ходжаева У.Р. , Ходжаёрова Г.Р.

'Каршибоев Шавкат Эсиргапович - преподаватель; 2Ходжаева Умида Рустамовна - преподаватель; 3Ходжаёрова Гузал Рустамовна - преподаватель,

кафедра физики и химии, Самаркандский сельскохозяйственный институт, г. Самарканд, Республика Узбекистан

Аннотация: данная статья является обзорной, где рассматривается процесс осмотического обезвоживания растительных тканей под воздействием импульсного электрического поля. Осмотическое обезвоживание - процесс, используемый для частичного удаления воды из растительных тканей погружением в гипертонический раствор. Осмотическое обезвоживание получило большее внимание в последние годы как эффективный метод для сохранения фруктов и овощей. Будучи простым процессом, оно облегчает обработку фруктов и овощей, таких как банан, инжир, гуава, ананас, яблоки, манго, виноград, морковь, тыквы, и других с сохранением начальных характеристик фруктов, в особенности их цвета, аромата, структуры и пищевого состава.

Ключевые слова: осмотическое обезвоживание, растительные ткани, импульсное электрическое поле.

Обезвоживание основано на естественном и неразрушающем явлении осмоса через клеточные мембраны. Движущая сила для распространения воды от ткани в раствор обеспечивается более высоким осмотическим давлением гипертонического раствора. Распространение воды сопровождается одновременным встречным распространением растворённого вещества из осмотического раствора в ткань. Так как клеточная мембрана, ответственная за осмотическое перемещение, не совершенно селективная, растворённые вещества, существующие в клетках (органические кислоты, редуцирующие сахара, минералы, ароматизаторы и пигментные соединения), могут также быть выщелочены в осмотическом растворе, что влияет на органолептические и пищевые характеристики продукта.

Темп распространения воды от любого материала, составленного из таких тканей, зависит от факторов, таких как температура и концентрация осмотического раствора,

размера и геометрии материала, отношения раствора к массе материала и, к определенному уровню, перемешивания раствора.

Осмотическое обезвоживание (ОО) в природе происходит в продуктах, таких как фрукты и овощи, помещенных в гипертонический раствор сахара или соли, представляющий высокое осмотическое давление

и низкую активность воды. Явление диффузии происходит с двумя одновременными потоками противотока: поток воды от продукта до внешнего раствора и одновременно поток растворённого вещества от раствора до продукта. Эти механизмы приводят к водной потере (ВП) и усилению затвердевания (УЗ) в продукте. Процесс ОО происходит при умеренной температуре (до 50°С) и требует меньшего количества энергии по сравнению с сушкой. Поэтому оно улучшает цвет продукта и сохранение вкуса. Однако клеточная мембрана проявляет высокое сопротивление переносам, таким образом замедляя уровень ОО. В прошлом десятилетии импульсное электрическое поле (ИЭП) было успешно применено для усиления ОО различных пищевых растений, таких как яблок, моркови, манго и красных болгарских перцев [4, 289; 5, 37; 8, 1016; 6, 1159; 7, 611].

Было исследовано влияние интенсивности электрического поля Е на потерю воды ПВ(г/г) = (В0 - В)/С0 и усиления затвердевания УЗ (г/г) = (С-С0)/С0 для яблочного образца, помещенного в сахарозный раствор (44.5, 55 и 650Брикса) при внешней температуре [8, 1019]. В0 и В- соответственно, начальный и фактический вес влажности в образце; С0 и С- соответственно, начальный и фактический вес сухого вещества в образце. Увеличение интенсивности электрического поля Е до 0,9 кВ/см и количество прямоугольных импульсов (продолжительность пульса ^ =0,1 миллисекунд) доп=1000, привел к улучшению и ПВ и УЗ.

Потребление энергии при вышеупомянутых параметрах ИЭП составляло 21 кДж/кг. Сокращение п к 750 импульсам (полная продолжительность применения ИЭтюп^ • п=10-4 • 750=0,075 сек)

просто немного уменьшило ПВ и УЗ, но минимизировано потребление энергии к 12 кДж/кг. Увеличение ПВ (~50%), наблюдаемое в экспериментах с ИЭП-обработкой, было более впечатляющим, чем УЗ (~6%).Такое низкое значение УЗ, полученное для предварительно-рассматриваемых образцов ИЭП, могло бы предложить преимущество для процесса ОО в некоторых применениях, требующих одновременно высокого ПВ, согласованных к минимальному поглощению раствора. Другой пример уменьшенного УЗ по сравнению с ПВ был показан для болгарского перца[5, 39].Уже известно, что ИЭП-обработка разрушает, главным образом, клеточные мембраны, в то время как другие структурные изменения, вызванные в растительной ткани при ИЭП, остаются ограниченными. Поэтому проникновение твердых частиц в ткань во время ОО может быть задержано или заблокировано из-за сопротивления структуры, которая остается почти неизменной. Однако механизм ОО, следующий к ИЭП-обработке еще хорошо не объяснен.Некоторые другие примеры ИЭП-обработки до ОО были также рассмотрены [9, 137]. Кусочки манго, обработанные при помощи ИЭП (2,67 кВ/см, 100 импульсов по 0,84 миллисекунд), были погружены в сахарозный раствор при 400С на 5часов. Эффект ИЭП на ПВ не был значительным, но УЗ немного увеличился (от ~ 0,63 г/г до ~ 0,82 г/г) [9, 140]. Амами и др. [6, 1165; 7, 607] продемонстрировали, что совместное воздействие ИЭП, центробежного поля и солей могут увеличить ПВ из ткани моркови. Добавление соливо время статического и центробежного ОО привело к увеличениям УЗ и ПВ; однако, отношение ПВ/УЗ осталось приблизительно тем же самым во время статического ОО. Комбинация из ИЭП с солью увеличила дополнительно и ПВ и УЗ. Применение центробежного поля во время ОО увеличило ПВ, но уменьшило УЗ. Поэтому отношение ПВ/УЗ было увеличено в центробежном поле; однако, добавление соли уменьшило это отношение. Если УЗ - также цель ОО (кондитерские добавки, например), статическое ОО может

быть лучше, чем центробежное ОО, которое особенно интересно в случае желательного ограничения серьезного внедрения (диетические продукты).

Таким образом, осмотическое обезвоживание затрачивает меньше энергии, чем воздушная или вакуумная сушка, потому что оно может быть проведено при низкой или температуре окружающей среды. У него есть потенциальные преимущества для обрабатывающей отрасли промышленности, чтобы поддержать качество продуктов и сохранить пользу еды. Оно включает в себя обезвоживание фруктов, разрезанных на доли, удаление воды при использовании сушилки в качестве осмотического агента и дальнейшего обезвоживания, где влажность далее уменьшается для стабильности продукта.

Список литературы

1. Vorobiev E., Lebovka N. (eds.) Electrotechnologies for Extraction from Food Plants and Biomaterials. DOI: 10.1007/978-0-387-79374-0 2, C Springer Science+Business Media. LLC, 2008.

2. Chavan U.D., Amarowicz R. Osmotic Dehydration Process for Preservation of Fruits andVegetables. Journal of Food Research Vol. 1, No. 2; May 2012. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://dx.doi.org/10.5539/jfr.v1n2p202/ (дата обращения: 23.04.2018).

3. Rastogi N.K., Ragavarao K.S. M.S., Niranjan K., & Knorr D. Recent developments in osmoticdehydration: Methods and enhance mass transfer. Trends in Food Sci. Technol, 2002. 13, 48-59. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://dx.doi.org/10.1016/S0924-2244(02)00032-8/ (дата обращения: 23.04.2018).

4. Ade-Amowaye B.I., Angersbach A., Taiwo K.A. and Knorr D. Use of pulsed electricfield pre-treatment to improve dehydration characteristics of plant based foods. Trends in Food Science and Technology, 2001. 12 (8). P. 285-295.

5. Ade-Amowaye, B.I., Rastogi N.K., Angersbach, A. and Knorr, D. Osmotic dehydration ofbell peppers: influence of high intensity electric field pulses and elevated temperature treatment. Journal of Food Engineering, 2002. 54. P. 35-43.

6. Amami E., Fersi, A., Khezami, L., Vorobiev, E. and Kechaou, N. Centrifugal osmotic dehydration and rehydration of carrot tissue pre-treated by pulsed electric field. LWT -Food Science and Technology, 2007a. 40 (7). P. 1156-1166.

7. Amami E., Fersi A., Vorobiev E. and Kechaou N. Osmotic dehydration of carrot tissue enhanced by pulsed electric field, salt and centrifugal force. Journal of Food Engineering, 2007b. 83 (4). P. 605-613.

8. Amami E., Vorobiev E. and Kechaou N. Modelling of mass transfer during osmotic dehydrationof apple tissue pre-treated by pulsed electric field. LWT- Food Science and Technology, 2006. 39 (9). P. 1014-1021.

9. Teijo W., Taiwo K.A., Eshtiaghi N. and Knorr D. Comparison of pretreatment methods on water and solid diffusion kinetics of osmotically dehydrated mangos. Journal of Food Engineering, 2002. 53. P. 133-142.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.