Effect of Ultrasound Waves on Drying Process and Selected Properties of Beetroot Tissue

Abstract

S t r e s z c z e n i eCelem badań było określenie wpływu ultradźwięków, jako zabiegu wstępnego, na kinetykę suszenia tkanki buraka ćwikłowego i zużycie energii w tym procesie. Analizowano również wpływ obróbki wstęp-nej na zawartość suchej masy, zawartość barwników betalainowych oraz parametry barwy materiału. Plastry buraka ćwikłowego poddano działaniu ultradźwięków o częstotliwości 21 kHz przez 10, 20 i 30 min lub blanszowano 3 min w wodzie o temperaturze 90 ºC. Materiał wysuszono metodą konwekcyjną w temp. 70 ºC. Wykazano, że obróbka wstępna wpłynęła na istotne zmniejszenie zawartości suchej masy w świeżej tkance buraka, co było spowodowane ubytkiem składników i wnikaniem wody do wnę-trza próbek. Zastosowanie obróbki wstępnej ultradźwiękami wpłynęło na skrócenie czasu suszenia plastrów buraka od 4,5 do 9 %, w porównaniu z tkanką niepoddaną zabiegom wstępnym, co doprowadziło do istotnego zmniejszenia (o 11 ÷ 14 %) nakładów energetycznych niezbędnych do wysuszenia materiału. Fale ultradźwiękowe spowodowały znaczące zmiany parametrów barwy suszu, zwiększając jasność plastrów buraka od 23,8 do wartości 35,6 ÷ 37,6, a także zmniejszając udział barwy czerwonej i żółtej odpowiednio do 13,1 ÷ 14,2 i 1 ÷ 1,6. Pomimo strat barwników betalainowych wywołanych obróbką wstępną oraz ich degradacją termiczną w procesie suszenia, w tkance buraka poddanej działaniu ultradźwięków oznaczono istotnie większą (p = 0,05) zawartość czerwonego (o 22,5 ÷ 26,5 %) i żółtego barwnika (o 23,5 ÷ 34,6 %) w porównaniu z próbką niepoddaną obróbce wstępnej ani blanszowaniu, co może świadczyć, że wstępne przygotowanie tkanki za pomocą ultradźwięków ułatwia ekstrakcję barwników z tkanki.Słowa kluczowe: burak ćwikłowy, ultradźwięki, suszenie, barwa, betalainy WprowadzenieSuszenie konwekcyjne jest powszechnie stosowaną metodą utrwalania żywności, umożliwiającą uzyskanie produktu o wydłużonym okresie trwałości. Proces ten powo-

Improvement of Mass Transfer by Freezing Pre-treatment and Ultrasound Application on the Convective Drying of Beetroot (Beta vulgaris L.)

“…No significant differences (p>0.05) were observed in the final betaxanthins and betacyanins contents between R0 and F0 samples, thus, the betalain content of beetroot cubes after drying was not modified when samples were pre-frozen before drying. Comparing with other pre-treatments, according to Kowalski and Łechtańska (2015) and Fijalkowska et al (2015), osmotically (with 5 and 15% solutions of NaCl for 30, 60 and 90 min) or ultrasonically (at 21 kHz for 10, 20 and 30min) pre-treated dried beetroot presented higher or similar betalain content. However, TPC and AA, according to FRAP, CUPRAC and ABTS methods of the pre-frozen sample (F0), significantly decreased (p<0.05) in comparison with the R0 sample.…”

“…and 30 min) pre-treated, drying time reductions of 20-32% (drying at 60 ºC and 1.2 m/s) and 4.5-9% (drying at 70 ºC and 1.5 m/s) were observed, respectively (Fijalkowska et al 2015; Kowalski and Łechtańska 2015).…”

“…Studies of beetroot freezing before drying have not been found in the literature. However, osmotic dehydration pre-treatment and ultrasound pre-treatment have been reported to intensify beetroot convective drying at 60 and 70 ºC, respectively (Fijalkowska et al 2015;Kowalski and Łechtańska 2015). Kowalski and Łechtańska (2015) observed that osmotic dehydration pre-treatment in 5 and 15% of NaCl solution for 30, 60 and 90 min shortened (20-32%) the beetroot drying time at 60 ºC and 1.2 m/s while presenting better quality parameters such as rehydration capacity, colour and betanin retention.…”

“…Kowalski and Łechtańska (2015) observed that osmotic dehydration pre-treatment in 5 and 15% of NaCl solution for 30, 60 and 90 min shortened (20-32%) the beetroot drying time at 60 ºC and 1.2 m/s while presenting better quality parameters such as rehydration capacity, colour and betanin retention. Meanwhile, Fijalkowska et al (2015) concluded that ultrasound pre-treatment using a frequency of 21 kHz during 10, 20 and 30 min reduced the drying time (5-9%), and the energy input (11-14%) and presented higher colour parameters and betalain content.…”

The Influence of Different Pretreatment Methods on Color and Pigment Change in Beetroot Products

“…The physico-chemical parameters of vegetables depend on soil, weather, and harvesting time. These factors account for the differences in the results for raw beetroot obtained by Fijałkowska et al [ 24 ], and Fijałkowska et al [ 25 ], who measured the same parameters before convective drying. These researchers stated that their analyzed beetroot had a dry matter of 14.3%; color coefficients of L* = 20.3, a* = 21, and b* = 5.6; a red pigment content of about 500 mg/100 g d.m.…”