К.т.н. Шутюк В.В., Штим К.А., Швецова І.В.

Національний університет харчових технологій

Зміна мікроструктури рослинної сировини під час сушіння

Процес сушіння харчових продуктів супроводжується фізичними й хімічними змінами. До фізичних змін головним чином відносяться макро- та мікрозміни розміру, форми та внутрішньої структури. Ступінь та характер даних змін залежить від режимів та способів сушіння.

Процес сушіння значно впливає на будову тканини сирого яблука [2]. Так під час конвективного сушіння усадочні напруги викликають численні пориви стінок клітин і формування малих порожнин (рис. 1). У наслідок чого розмір клітин значно зменшується порівняно з сирим яблуком. Як видно з мікрофотографій порожнини висушеного зразку мають подовжену форму, а стискання і руйнування клітин призводить до їхнього фальцювання й жолоблення. В той же час кінцева будова яблука висушеного сублімацією формується під час заморожування, характеризується значним порушенням клітин і має рихлу структуру без будь-якої домінуючої форми.

а б в

Рис. 1. Мікроструктура яблука:

а- свіжого (маркер – 300 мкм), б - висушеного повітрям в конвективній сушарці (маркер – 100 мкм), в – висушеного в сублімаційні сушарці (маркер – 150 мкм).

Рижими сушіння також значно впливають на мікроструктуру картоплі [1, 3]. Процес відбілювання, який передує сушінню, викликає роздування клітин за рахунок застуднення крохмалю (рис. 2, б). Але не всі клітини, як видно з фотографії, заповненні повністю крохмалем. Конвективне сушіння супроводжується стисканням клітин, однак їх серйозного ушкодження не спостерігається. Порушується цілісність приблизно 12 % клітин, а інші просто скорочуються під час сушіння. Цей ефект автори пояснюють невеликим розміром клітин і наявності крохмалю, який зміцнює їх будову. Під час сублімаційного сушіння картоплі, основний руйнівний вплив на мікроструктуру продукту складає процес заморожування (рис. 2, г). В результаті сублімаційного сушіння утворюється пористий і тендітний продукт високої якості.

Ступінь руйнування тканин картоплі, залежить від режимів оброблення картоплі значно більше ніж яблука. Тому від вибору режимів попереднього оброблення і сушіння значно залежать властивості готового продукту.

а б

в г

Рис. 2. Мікроструктура картоплі (маркер – 300 мкм):

а – сирої, б – відбіленої, в - висушеної повітрям в конвективній сушарці,

г – висушеної в сублімаційні сушарці.

Зміни мікроструктури клітин моркви [4] висушеної гарячим повітрям та перегрітою парою значно відрізняються (рис. 3). Морква висушена гарячим повітрям перенесла більшу деформацію клітини ніж перегрітою парою низького тиску. Це викликано сильним ушкодженням клітин гарячим повітрям, тоді сушіння парою розширює клітини і в результаті утворюється пористий продукт.

а б в

Рис. 3. Мікроструктура моркви:

а – свіжої, б - висушеній повітрям в конвективній сушарці,
в – висушеній перегрітою парою низького тиску.

Висновки. Розуміння, як змінюється чи формується типова мікроструктура продукту під час сушіння, як впливає зміна мікроструктури на морфологію, поверхневі властивості й якість продукту, дає змогу більш детально зрозуміти основні принципи сушіння харчових продуктів, контролю їх якості, відновлення, відбору умов проведення процесу й більш ефективного проектування сушильних установок.

Літераура

1. Giri, S.K.; Prasad, S. Drying kinetics and rehydration characteristics of microwave-vacuum and convective hot-air dried mushrooms. Journal of Food Engineering 2007, 78, 512–521.

2. Lewicki, P.P.; Grzegorz, P. Effect of Drying on Microstructure of Plant Tissue. Drying Technology 2003, 21, 657–683.

3. Lewicki, P.P.; Grzegorz, P. Effect of Mode of Drying on Microstructure of Potato. Drying Technology, 2005, 23, 847–869.

4. Reyes, A.; Vega R.; Bustos R.; Araneda C. Effect of Processing Conditions on Drying Kinetics and Particle Microstructure of Carrot. Drying Technology 2008, 26, 1272–1285.