Reeze-Drying Impact on Hardness of Selected Soft Fruit Liophilisates
Article Sidebar
Published:
Dec 2, 2021
Keywords:
pomaces, lyophilization, hardness, water content
Main Article Content
Abstract
The objective of the paper was to describe the impact of freeze-drying conditions on hardness of lyophilizates obtained based on soft fruit pomace. Raspberry, cherry, and grape pomace from the pressing process carried out with a low-speed rotary press constituted a research material. Immediately after the pressing process, pomaces were placed in forms, frozen, and after freezing they were freeze-dried in the pressure of 20, 42, 63, 85 and 110 Pa. The obtained lyophilizates were subjected to the measurement of hardness with the use of texture meter equipped with a penetrometer in the form of a cone with a vertical angle of 30°. The increase of pressure during freeze-drying of samples was accompanied by the increase of hardness of the obtained lyophilizates, which may affect the energy consumption of the grinding process and the nature of rehydration of the final product. Moreover, the water content of raw material, pomaces, and lyophilizates was determined. The obtained results of measurements were subjected to a statistical analysis which showed that the pressure of freeze-drying significantly diversifies the hardness of the obtained lyophilizates.
Article Details
How to Cite
Domin, M., Ćwiklińska, M., & Góral-Kowalczyk, M. (2021). Reeze-Drying Impact on Hardness of Selected Soft Fruit Liophilisates. Agricultural Engineering , 25, 135-146. https://doi.org/10.2478/agriceng-2021-0011
Issue
Section
Articles
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
References
Anglea, S.A., Karathanos, V.T., Karel, M. (1993). Low temperature transitions in fresh and osmotically dehydrated plant materials. Biotechnology Progress, 9(2), 204-209.10.1021/bp00020a014
Auleda, J.M., Raventós, M., Sánchez, J., Hernández, E. (2011). Estimation of the freezing point of concentrated fruit juices for application in freeze concentration. Journal of Food Engineering, 105, 289-294.10.1016/j.jfoodeng.2011.02.035
Barba, F.J., Puértolas, E., Brncic, M., Panchev, I.N., Dimitrov, D.A., Athès-Dutour, V. (2015). Food waste recovery: processing technologies and industrial techniques. Academic Press is an Imprint of Elsevier, London, 249-272. ISBN 978-0-12-800351-0.
Baryłko-Pikielna, N. (1975). Zarys analizy sensorycznej żywności. WNT, Warszawa.
Baryłko-Pikielna, N., Matuszewska, I. (2009). Sensoryczne badania żywności. Podstawy – Metody – Zastosowania. Wydawnictwo Naukowe PTTŻ, Kraków. ISBN 9788392464693
Bøgh-Sørensen, L. (2006). Recommendations for the Processing and Handling of Frozen Foods. International Institute of Refrigeration, Paris. ISBN 9782913149526
Ciurzyńska, A., Lenart, A., Siemiątkowska, M. (2011). Wpływ odwadniania osmotycznego na barwę i właściwości mechaniczne liofilizowanych truskawek. Acta Agrophysica, 17(1), 17-32.
Domin, M., Dziki, D., Kłapsia, S., Blicharz-Kania, A., Biernacka, B., Krzykowski, A., (2020). Influence of the freeze-drying conditions on the physicochemical properties and grinding characteristics of Kiwi. International Journal of Food Engineering, 16(1-2), 20180315.10.1515/ijfe-2018-0315
Doroški, A., Klaus, A., Kozarski, M., Tomasevic, I., Vunduk, J., Djekic, I. (2021). The influence of grape pomace substrate on quality characterization of Pleurotus ostreatus—Total quality index approach. Journal of Food Processing and Preservation, 45, e15096.10.1111/jfpp.15096
Górnicki, K. (2011). Modelowanie procesu rehydratacji wybranych warzyw i owoców. Wydawnictwo SGGW, Warszawa. ISBN 978-83-7583-325-6.
Górska, C., Mendrycka, M. (2006). Możliwości zastosowania liofilizacji do przedłużania trwałości komponentów biologicznych używanych do produkcji kosmetyków. Medycyna Doświadczalna i Mikrobiologia, 58(2), 169-177.
Kapusta, I. (2016). Właściwości fizykochemiczne winogron oraz win produkowanych w południowowschodniej Polsce. Wydawnictwo Uniwersytetu Rzeszowskiego, Rzeszów. ISBN 978-837996-297-6.
Kelley, D.S., Adkins, Y., Laugero, K.D. (2018). A Review of the Health Benefits of Cherries. Nutrients, 10(3), 368.10.3390/nu10030368
Konopacka, D., Rutkowski, K., Płocharski, W. (2018). Owoce i warzywa jako składnik zdrowej diety człowieka. Oddział Małopolski Polskiego Towarzystwa Technologów Żywności, Kraków. ISBN 978-83-946796-1-3.
Krokida, M.K., Karathanos, V.T, Maroulis, Z.B. (1998). Effect of freeze-drying conditions on shrinkage and porosity of dehydrated agricultural products. Journal of Food engineering, 35(4), 369-380.10.1016/S0260-8774(98)00031-4
Kumider, J. (1996). Utylizacja odpadów przemysłu rolno-spożywczego. Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej w Poznaniu, Poznań. ISBN 83-85530-63-0.
Kunachowicz, H., Przygoda, B., Nadolna, I., Iwanow, K. (2017). Tabele składu i wartości odżywczej żywności. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa. ISBN 978-83-200-5311-1.
Macagnan, F.T., Santos, L.R., Roberto, B.S., Moura, F.A., Bizzani, M., Silva, L.P. (2015). Biological properties of apple pomace, orange bagasse and passion fruit peel as alternative sources of dietary fibre. Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre, 6(1), 1-6.10.1016/j.bcdf.2015.04.001
Mitek, M., Leszczyński, K. (2014). Wybrane zagadnienia z technologii żywności pochodzenia roślinnego. Wydawnictwo SGGW, Warszawa. ISBN 978-83-7583-576-2.
Nadulski, R., Zawiślak, K., Panasiewicz, M., Strzałkowska, K. (2013). Intensyfikacja procesu tłoczenia soków z wybranych warzyw korzeniowych z zastosowaniem techniki mrożenia. Inżynieria Rolnicza, 1(141), 133-141.
Neves, M.F, Trombin, V.G, Lopes, F.F., Kalaki, R., Milan, P. (2011). World consumption of fruit juices, nectars, and still drinks. The orange juice business: A Brazilian perspective. Academic Publishers, Wageningen. ISBN 978-90-8686-739-4.
Niszczota, S., Dziubiński, K., Kupidura, A., Miziołek, D., Pacuszka, R., Rafa, W., Siestrzewitowska, A. (2020). Produkcja upraw rolnych i ogrodniczych w 2019r. Główny Urząd Statystyczny, Warszawa. ISSN 2353-5180.
Patel, S.M., Doen, T., Pikal, M.J. (2010). Determination of End Point of Primary Drying in Freeze-Drying Process Control. AAPS PharmSciTech, 11(1), 73-84.10.1208/s12249-009-9362-7
Plocharski, W., Markowski, J., Groele, B., Stos, K., Koziol-Kozakowska A. (2017). Soki, nektary, napoje – aspekty rynkowe i zdrowotne. Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny, 61, 6-10.10.15199/64.2017.4.1
PN-ISO 1026:2000, Produkty owocowe i warzywne. Oznaczanie zawartości suchej substancji w wyniku suszenia przy obniżonym ciśnieniu i zawartości wody w wyniku destylacji azeotropowej.
Reißner, A-M., Al-Hamimi, S., Quiles, A., Schmidt, C., Struck, S., Hernando, I., Turnerb, C., Rohma, H. (2019). Composition and physicochemical properties of dried berry pomace. Journal of the Science of Food and Agriculture, 99(3), 1284-1293.10.1002/jsfa.9302
Rey, L., May, J.C. (2010). Freeze Drying/Lyophilization of Pharmaceutical and Biological Products. Third edition, Informa Healthcare, London. ISBN-13: 9781439825754
Rudy, S., Dziki D., Krzykowski, A., Gawlik-Dziki, U., Polak, R., Różyło, R. (2015). Influence of pre-treatments and freeze-drying temperature on the process kinetics and selected physico-chemical properties of cranberries (Aaccinium macrocarpon Ait.). LWT - Food Science and Technology, 63(1), 497-503
Rząca, M., Witrowa-Rajchert, D. (2007). Suszenie żywności w niskiej temperaturze. Przemysł Spo-żywczy, 61(4), 30-35.
Sagar, N.A, Pareek, S., Sharma, S., Yahia, E.M., Lobo, M.G. (2018). Fruit and Vegetable Waste: Bioactive Compounds, Their Extraction, and Possible Utilization. Comprehensive Reviewsin Food Science and Food Safety, 17(3), 512-531.10.1111/1541-4337.12330
Selani, M.M., Brazaca, S.G.C., Dias, C.T.S., Ratnayake, W.S., Flores, R.A., Bianchini A. (2014). Characterisation and potential application of pineapple pomace in an extruded product for fibre enhancement. Food Chemistry, 163, 23-30.10.1016/j.foodchem.2014.04.076
Serna-Cook, L., Vargas-Munoz, D.P., Aponte, A.A. (2015). Structural, physical, functional and natraceutical changes of freeze-dried fruit. African Journal of Biotechnology, 14(6), 442-450.10.5897/AJB2014.14189
Shalini, R., Gupta, D. K. (2010). Utilization of pomace from apple processing industries: a review. Journal of Food Science and Technology, 47, 365-371.10.1007/s13197-010-0061-x
Sharif, Z.I.M., Mustapha, F.A., Jai, J., Mohd.Yusof, N., Zaki, N.A.M. (2017). Review on methods for preservation and natural preservatives for extending the food longevity. Chemical Engineering Research Bulletin, 19, 145-153.10.3329/cerb.v19i0.33809
Si, X., Chen, Q., Bi, J., Wu, X., Yi, J., Zhou, L., Li, Z. (2015). Comparison of different drying methods on the physical properties, bioactive compounds, and antioxidant activity of raspberry powders. Journal of the Science of Food and Agriculture, 96(6), 2055-206210.1002/jsfa.7317
Sinha, N.K, Sidhu, J.S, Barta, J., Wu, J.S.B, Cano, M.P. (2012). Handbook of Fruits and Fruit Processing. John Wiley & Sons Ltd, New Delhi. ISBN 978-0-8138-0894-910.1002/9781118352533
Stępień, B. (2009). Modyfikacja cech mechanicznych i reologicznych wybranych warzyw pod wpływem różnych metod suszenia. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego, Wrocław. ISBN 978-83-60574-75-1.
Tarko, T., Duda-Chodak, A., Bebak, A. (2012). Aktywność biologiczna wybranych wytłoków owocowych oraz warzywnych. Żywność: nauka-technologia-jakość, 4(83), 55-65.
Wichrowska, D., Żary-Sikorska, E. (2015). Właściwości prozdrowotne jabłkowych wytłoków poprasowych. Inżynieria i Aparatura Chemiczna, 54(5), 286-287.
Zhou, M., Li, C., Bi, J., Jin, X., Lyu, J., Li, X. (2019). Towards understanding the enhancement of moisture diffusion during intermediate infrared drying of peach pomace based on the glass transition theory. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 54(5), 143–15110.1016/j.ifset.2019.04.003
Ziółkowska, E., Kursa L., Wróblewska, A., Wojciechowski, M., Bogumił, A. (2019). Produkcja i handel zagraniczny produktami rolnymi w 2018 r. Główny Urząd Statystyczny, Warszawa. ISSN 1507-9449.
Auleda, J.M., Raventós, M., Sánchez, J., Hernández, E. (2011). Estimation of the freezing point of concentrated fruit juices for application in freeze concentration. Journal of Food Engineering, 105, 289-294.10.1016/j.jfoodeng.2011.02.035
Barba, F.J., Puértolas, E., Brncic, M., Panchev, I.N., Dimitrov, D.A., Athès-Dutour, V. (2015). Food waste recovery: processing technologies and industrial techniques. Academic Press is an Imprint of Elsevier, London, 249-272. ISBN 978-0-12-800351-0.
Baryłko-Pikielna, N. (1975). Zarys analizy sensorycznej żywności. WNT, Warszawa.
Baryłko-Pikielna, N., Matuszewska, I. (2009). Sensoryczne badania żywności. Podstawy – Metody – Zastosowania. Wydawnictwo Naukowe PTTŻ, Kraków. ISBN 9788392464693
Bøgh-Sørensen, L. (2006). Recommendations for the Processing and Handling of Frozen Foods. International Institute of Refrigeration, Paris. ISBN 9782913149526
Ciurzyńska, A., Lenart, A., Siemiątkowska, M. (2011). Wpływ odwadniania osmotycznego na barwę i właściwości mechaniczne liofilizowanych truskawek. Acta Agrophysica, 17(1), 17-32.
Domin, M., Dziki, D., Kłapsia, S., Blicharz-Kania, A., Biernacka, B., Krzykowski, A., (2020). Influence of the freeze-drying conditions on the physicochemical properties and grinding characteristics of Kiwi. International Journal of Food Engineering, 16(1-2), 20180315.10.1515/ijfe-2018-0315
Doroški, A., Klaus, A., Kozarski, M., Tomasevic, I., Vunduk, J., Djekic, I. (2021). The influence of grape pomace substrate on quality characterization of Pleurotus ostreatus—Total quality index approach. Journal of Food Processing and Preservation, 45, e15096.10.1111/jfpp.15096
Górnicki, K. (2011). Modelowanie procesu rehydratacji wybranych warzyw i owoców. Wydawnictwo SGGW, Warszawa. ISBN 978-83-7583-325-6.
Górska, C., Mendrycka, M. (2006). Możliwości zastosowania liofilizacji do przedłużania trwałości komponentów biologicznych używanych do produkcji kosmetyków. Medycyna Doświadczalna i Mikrobiologia, 58(2), 169-177.
Kapusta, I. (2016). Właściwości fizykochemiczne winogron oraz win produkowanych w południowowschodniej Polsce. Wydawnictwo Uniwersytetu Rzeszowskiego, Rzeszów. ISBN 978-837996-297-6.
Kelley, D.S., Adkins, Y., Laugero, K.D. (2018). A Review of the Health Benefits of Cherries. Nutrients, 10(3), 368.10.3390/nu10030368
Konopacka, D., Rutkowski, K., Płocharski, W. (2018). Owoce i warzywa jako składnik zdrowej diety człowieka. Oddział Małopolski Polskiego Towarzystwa Technologów Żywności, Kraków. ISBN 978-83-946796-1-3.
Krokida, M.K., Karathanos, V.T, Maroulis, Z.B. (1998). Effect of freeze-drying conditions on shrinkage and porosity of dehydrated agricultural products. Journal of Food engineering, 35(4), 369-380.10.1016/S0260-8774(98)00031-4
Kumider, J. (1996). Utylizacja odpadów przemysłu rolno-spożywczego. Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej w Poznaniu, Poznań. ISBN 83-85530-63-0.
Kunachowicz, H., Przygoda, B., Nadolna, I., Iwanow, K. (2017). Tabele składu i wartości odżywczej żywności. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa. ISBN 978-83-200-5311-1.
Macagnan, F.T., Santos, L.R., Roberto, B.S., Moura, F.A., Bizzani, M., Silva, L.P. (2015). Biological properties of apple pomace, orange bagasse and passion fruit peel as alternative sources of dietary fibre. Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre, 6(1), 1-6.10.1016/j.bcdf.2015.04.001
Mitek, M., Leszczyński, K. (2014). Wybrane zagadnienia z technologii żywności pochodzenia roślinnego. Wydawnictwo SGGW, Warszawa. ISBN 978-83-7583-576-2.
Nadulski, R., Zawiślak, K., Panasiewicz, M., Strzałkowska, K. (2013). Intensyfikacja procesu tłoczenia soków z wybranych warzyw korzeniowych z zastosowaniem techniki mrożenia. Inżynieria Rolnicza, 1(141), 133-141.
Neves, M.F, Trombin, V.G, Lopes, F.F., Kalaki, R., Milan, P. (2011). World consumption of fruit juices, nectars, and still drinks. The orange juice business: A Brazilian perspective. Academic Publishers, Wageningen. ISBN 978-90-8686-739-4.
Niszczota, S., Dziubiński, K., Kupidura, A., Miziołek, D., Pacuszka, R., Rafa, W., Siestrzewitowska, A. (2020). Produkcja upraw rolnych i ogrodniczych w 2019r. Główny Urząd Statystyczny, Warszawa. ISSN 2353-5180.
Patel, S.M., Doen, T., Pikal, M.J. (2010). Determination of End Point of Primary Drying in Freeze-Drying Process Control. AAPS PharmSciTech, 11(1), 73-84.10.1208/s12249-009-9362-7
Plocharski, W., Markowski, J., Groele, B., Stos, K., Koziol-Kozakowska A. (2017). Soki, nektary, napoje – aspekty rynkowe i zdrowotne. Przemysł Fermentacyjny i Owocowo-Warzywny, 61, 6-10.10.15199/64.2017.4.1
PN-ISO 1026:2000, Produkty owocowe i warzywne. Oznaczanie zawartości suchej substancji w wyniku suszenia przy obniżonym ciśnieniu i zawartości wody w wyniku destylacji azeotropowej.
Reißner, A-M., Al-Hamimi, S., Quiles, A., Schmidt, C., Struck, S., Hernando, I., Turnerb, C., Rohma, H. (2019). Composition and physicochemical properties of dried berry pomace. Journal of the Science of Food and Agriculture, 99(3), 1284-1293.10.1002/jsfa.9302
Rey, L., May, J.C. (2010). Freeze Drying/Lyophilization of Pharmaceutical and Biological Products. Third edition, Informa Healthcare, London. ISBN-13: 9781439825754
Rudy, S., Dziki D., Krzykowski, A., Gawlik-Dziki, U., Polak, R., Różyło, R. (2015). Influence of pre-treatments and freeze-drying temperature on the process kinetics and selected physico-chemical properties of cranberries (Aaccinium macrocarpon Ait.). LWT - Food Science and Technology, 63(1), 497-503
Rząca, M., Witrowa-Rajchert, D. (2007). Suszenie żywności w niskiej temperaturze. Przemysł Spo-żywczy, 61(4), 30-35.
Sagar, N.A, Pareek, S., Sharma, S., Yahia, E.M., Lobo, M.G. (2018). Fruit and Vegetable Waste: Bioactive Compounds, Their Extraction, and Possible Utilization. Comprehensive Reviewsin Food Science and Food Safety, 17(3), 512-531.10.1111/1541-4337.12330
Selani, M.M., Brazaca, S.G.C., Dias, C.T.S., Ratnayake, W.S., Flores, R.A., Bianchini A. (2014). Characterisation and potential application of pineapple pomace in an extruded product for fibre enhancement. Food Chemistry, 163, 23-30.10.1016/j.foodchem.2014.04.076
Serna-Cook, L., Vargas-Munoz, D.P., Aponte, A.A. (2015). Structural, physical, functional and natraceutical changes of freeze-dried fruit. African Journal of Biotechnology, 14(6), 442-450.10.5897/AJB2014.14189
Shalini, R., Gupta, D. K. (2010). Utilization of pomace from apple processing industries: a review. Journal of Food Science and Technology, 47, 365-371.10.1007/s13197-010-0061-x
Sharif, Z.I.M., Mustapha, F.A., Jai, J., Mohd.Yusof, N., Zaki, N.A.M. (2017). Review on methods for preservation and natural preservatives for extending the food longevity. Chemical Engineering Research Bulletin, 19, 145-153.10.3329/cerb.v19i0.33809
Si, X., Chen, Q., Bi, J., Wu, X., Yi, J., Zhou, L., Li, Z. (2015). Comparison of different drying methods on the physical properties, bioactive compounds, and antioxidant activity of raspberry powders. Journal of the Science of Food and Agriculture, 96(6), 2055-206210.1002/jsfa.7317
Sinha, N.K, Sidhu, J.S, Barta, J., Wu, J.S.B, Cano, M.P. (2012). Handbook of Fruits and Fruit Processing. John Wiley & Sons Ltd, New Delhi. ISBN 978-0-8138-0894-910.1002/9781118352533
Stępień, B. (2009). Modyfikacja cech mechanicznych i reologicznych wybranych warzyw pod wpływem różnych metod suszenia. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego, Wrocław. ISBN 978-83-60574-75-1.
Tarko, T., Duda-Chodak, A., Bebak, A. (2012). Aktywność biologiczna wybranych wytłoków owocowych oraz warzywnych. Żywność: nauka-technologia-jakość, 4(83), 55-65.
Wichrowska, D., Żary-Sikorska, E. (2015). Właściwości prozdrowotne jabłkowych wytłoków poprasowych. Inżynieria i Aparatura Chemiczna, 54(5), 286-287.
Zhou, M., Li, C., Bi, J., Jin, X., Lyu, J., Li, X. (2019). Towards understanding the enhancement of moisture diffusion during intermediate infrared drying of peach pomace based on the glass transition theory. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 54(5), 143–15110.1016/j.ifset.2019.04.003
Ziółkowska, E., Kursa L., Wróblewska, A., Wojciechowski, M., Bogumił, A. (2019). Produkcja i handel zagraniczny produktami rolnymi w 2018 r. Główny Urząd Statystyczny, Warszawa. ISSN 1507-9449.