Исследования по сушке продуктов питания. Сравнительные исследования

Эта статья важна для процесса принятия решения о выборе между доступными методами сушки. Некоторые методы вакуумной сушки сравниваются друг с другом и с традиционными методами сушки с точки зрения качества продукции и технических аспектов. Вакуумная сушка обычно давала лучшие результаты с точки зрения качества продукции, чем традиционные процессы, такие как сушка горячим воздухом. Тем не менее, сушка горячим воздухом по-прежнему дешевле, чем вакуумная сушка, и в зависимости от ценности продукта может быть интереснее использовать более дешевый метод сушки. Выяснены и количественно определены различия между обычной вакуумной сушкой, сублимационной сушкой и микроволновой вакуумной сушкой. Представлены также новые процессы субатмосферной сушки, разработанные в последние годы. Поиск в электронных базах данных показывает, что сравнение процессов вакуумной и традиционной сушки пищевых продуктов проводится с 1940-х годов, и этот метод исследования остается популярным до сих пор. Определенно, эта глава очень полезна для предпринимателей и исследователей, заинтересованных в выборе наиболее подходящей технологии сушки для выбранного пищевого продукта.

Данлэп-младший построил вакуумную сушильную установку для сушки блоков кусочков моркови и картофеля. Блоки кусков были распространенным способом утилизации овощей, отправлявшихся на поле боя во время войн. Овощи нарезали соломкой или кубиками и прессовали в блоки размером примерно 3×2×1 дюйм. Типичный процесс приготовления картофельных блоков заключался в сушке кусочков картофеля до влажности 7 % и их прессовании. Тем не менее, этот процесс стал причиной раздавливания картофеля. Во избежание смятия автор проводил сушку картофеля до влажности 12–15 % с последующим прессованием и быстрой сушкой до влажности 7 %. Новый метод был опробован при двух обстоятельствах: в вакуумной печи или радиочастотном нагреве в вакууме. Сравнивали влияние этих двух процедур на скорость сушки и качество продукции. В процессе сушки давление изменялось от 10 до 50 мм рт. ст., а температура составляла либо 70 ± 1 °С для сушки в вакуумной печи, либо 60 ± 1 °С для радиочастотного нагрева в вакууме. Было замечено, что использование радиочастотного нагрева привело к более высокой скорости сушки. Однако качество конечного продукта, выраженное в виде воспринимаемого цвета, вкуса, текстуры, аромата и измеренной способности к регидратации, было лучше при использовании традиционной вакуумной сушки. Было показано, что обесцвечивание в результате потемнения было выше при использовании радиочастотного нагрева. Такое поведение было объяснено сочетанием высоких температур и высокого содержания влаги в продукте при радиочастотном нагреве. В заключение следует отметить, что традиционная вакуумная сушка признана автором лучшей среди изученных процессов.

Лин и др. провели параллельные испытания сушки горячим воздухом (AD), сублимационной сушки (FD) и микроволново-вакуумной сушки (MVD) ломтиков моркови. Первый проводили при температуре 70°С. Второй проводили при давлении 1,6 мм рт. ст. и температуре 20 °С на нагревательной пластине и -55 °С на конденсаторе. Третий проводили при давлении 100 мм рт. ст. и мощности СВЧ 3 кВт (первые 19 мин), 1 кВт (последующие 4 мин) и, наконец, 0,5 кВт (последние 10 мин). Изучено влияние трех процессов на качество конечного продукта. Что касается скорости сушки, MVD был более эффективен, чем AD, который был более эффективен, чем FD. Чтобы высушить 1 кг моркови до конечного содержания влаги 10 % (по массе) с помощью MVD, потребовалось 33 минуты, в то время как 8 часов было необходимо для процесса AD и 72 часа для процесса FD, чтобы добиться того же эффекта. Плотность конечного продукта была выше у продукта, высушенного АД, затем МВД и ФД. Такие результаты обратно коррелировали с регидратационной способностью, которая, как было подтверждено, была выше для менее плотных продуктов. Кроме того, было обнаружено, что скорость регидратации выше в начале регидратации и при более высоких температурах.

Текстура высушенных и регидратированных ломтиков моркови, измеренная инструментально, различалась для разных тестируемых процессов. Продукт, высушенный АД, оказался более твердым, вероятно, из-за эффекта цементации, которого не наблюдалось у моркови, высушенной МВД и ФД. Что касается регидратированного продукта, то морковь, высушенная ФД, была самой мягкой, а высушенная АД — самой твердой. По цвету продукта наиболее светлой оказалась морковь, высушенная ФД. С другой стороны, цвет регидратированного продукта был более схожим для трех изученных процессов. Грубо говоря, в отношении задержки каротиноидов и витаминов, процесс ФД был лучшим, а процесс АД — худшим. Высушенную и регидратированную морковь также оценивали сенсорной комиссией. В этом отношении продукт, высушенный методом MVD, получил значительно более высокие оценки по текстуре и общей приемлемости, а также аналогичные оценки по цвету и аромату/вкусу по сравнению с продуктом, высушенным методом FD. С другой стороны, морковь, высушенная AD, имела значительно более низкие сенсорные качества. Тем не менее, регидратированный продукт, полученный AD, имел улучшенное качество. Более высокий рейтинг аромата/вкуса регидратированной моркови, полученной с помощью MVD, по сравнению с полученной с помощью FD, подтверждает гипотезу о том, что FD способствует значительной потере летучих соединений. В целом, новый процесс, апробированный в этом исследовании, а именно MVD, был признан подходящим для получения сушеных ломтиков моркови надлежащего качества при относительно низких затратах. Кроме того, уникальная воздушная структура, полученная с помощью MVD, считается весьма желательной для закусок.

Крокида и др. исследовали реологические явления, лежащие в основе регидратации обезвоженных растительных продуктов. Цилиндры яблок, бананов, моркови и картофеля были обезвожены, а затем регидратированы. Использовали следующие методы сушки: воздушная сушка, вакуумная сушка, сублимационная сушка и осмотическая дегидратация/лиофилизация. Условия сушки были соответственно: 70 °С и относительная влажность воздуха 7 %; 70 °С и 33 мбар; начальная температура образца около -45 °С и давление 0,04 мбар; и погружение в 50% раствор сахарозы при 40°С на 10 ч при тех же условиях сублимационной сушки. Регидратацию проводили с использованием воздуха при температуре 50°С и влажности 80%. Измеряемыми реологическими свойствами были: максимальное напряжение, максимальная деформация, параметр упругости и показатель вязкоупругости. За изменением значений реологических параметров при обезвоживании и регидратации контролировали путем регистрации результатов компрессионных испытаний. Построив график зависимости напряжения от деформации для лиофилизированного яблока при постоянном содержании влаги, авторы заметили, что кривые обезвоживания и регидратации не совпадают.

Это открытие привело к выводу, что процедура обезвоживания необратима. Максимальное напряжение (кПа) увеличивалось с уменьшением содержания влаги как во время обезвоживания, так и во время регидратации. Для всех процессов сушки наблюдалось явление гистерезиса, т. е. изменения максимального напряжения при сушке не совпадали с наблюдаемыми при регидратации. Фактически, максимальный стресс при регидратации снизился по сравнению с стрессом при обезвоживании. Гистерезис был выраженным для лиофилизированных продуктов и незначительным для продуктов, высушенных на воздухе и в вакууме. Тем не менее, осмотическая дегидратация, по-видимому, уменьшила гистерезис, наблюдаемый для лиофилизированного продукта. Аналогичные изменения наблюдались для максимальной деформации при разном содержании влаги. В результате лиофилизация приводит к получению более хрупких конечных продуктов, которые, однако, могут стать более прочными за счет включения твердых веществ во время предварительной осмотической обработки. С другой стороны, продукты, высушенные на воздухе или в вакууме, имеют более жесткую структуру из-за эффекта усадки. Наблюдалось снижение показателя упругости изделий с уменьшением содержания влаги, за исключением лиофилизированного продукта. При этом практически для всех изделий наблюдалось увеличение показателя вязкоупругости с уменьшением содержания влаги. И снова лиофилизированный продукт повел себя противоположным образом. Такие результаты позволили сделать вывод, что большинство изученных методов сушки дают фрукты и овощи с высокой эластичностью и низкой вязкостью после регидратации. С другой стороны, сублимированные фрукты и овощи при регидратации становятся менее эластичными и более вязкими. Следовательно, продукты, высушенные после регидратации на воздухе и в вакууме, обладают вязкоупругими свойствами, аналогичными свойствам свежих продуктов. Несмотря на превосходное качество сублимированных продуктов, при регидратации они не восстанавливают вязкоупругие свойства свежих продуктов.

Цами и др. оценили влияние различных способов сушки на сорбционные свойства пищевых порошков. Образец пищевого продукта содержал гель, состоящий из воды, сахаров, пектина и лимонной кислоты. Гель имел 60,8% с.в. начальной влажности. После затвердевания гель подвергали сушке горячим воздухом, вакуумом, замораживанием или микроволновой сушкой. Сушку горячим воздухом проводили при температуре 70°С в течение 36 часов после предварительной обработки микроволновой печью мощностью 595 Вт в течение 1,5 минут. Вакуумную сушку проводили при температуре 70°С и давлении 25 мбар в течение 16 часов. Сушку вымораживанием проводили при температуре конденсатора 30°С и давлении 0,04 мбар в течение 72 часов. Микроволновая сушка проводилась прерывисто (период включения/выключения 10–15 с/15 с) при атмосферном давлении и мощности 595 Вт в течение 30 мин. Конечное содержание влаги в геле колебалось в пределах 3–6 % сухого вещества в зависимости от способа сушки. Высушенный гель измельчали ​​примерно до 1 мм. Сорбционное поведение порошков контролировали гигроскопически с использованием специального оборудования, работающего при 25 °С. Помимо сорбционных характеристик, порошок оценивали по плотности, цвету и пористости. Форма изотерм оказалась сигмовидной. Как и ожидалось для этого типа изотермы, небольшие количества воды сорбировались при низкой активности воды, а большие количества воды сорбировались при высокой активности воды. Такое поведение типично для продуктов с высоким содержанием сахара.

При сравнении различных методов сушки самая высокая адсорбционная способность наблюдалась у лиофилизированного продукта, за которым следовали микроволновая сушка, вакуумная сушка и воздушная сушка. Этот результат объясняется большим количеством пор небольшого размера в лиофилизированном продукте. Эта микропористая структура создается в результате быстрого замораживания. Продукт, высушенный в микроволновой печи, имеет пористую структуру из-за быстрого испарения воды внутри продукта. Продукт, высушенный в вакууме, также имеет пористую структуру, но наличие меньшего количества пор и более крупных пор приводит к снижению сорбционной способности. Наконец, высушенный на воздухе продукт имеет сравнительно наименьшее количество мелких пор. В конечном итоге это привело к ухудшению сорбционной способности. Результаты, полученные на основе изотерм, могут быть подтверждены измерениями объемной плотности и объемной пористости. В целом цвет продукта лучше сохранялся методами с использованием вакуума. В заключение, результаты показали, что лиофилизированный продукт имел наилучшее качество, но продукт, высушенный в микроволновой печи, имел пористую структуру, а продукт, высушенный в вакууме, имел хороший цвет. Эти результаты стали показателем того, что сочетание микроволновой печи и вакуума может быть интересным вариантом. По совпадению, в то время начались исследования по микроволново-вакуумной сушке.

Крокида и др. исследовали влияние способа сушки на цвет выбранных фруктов и овощей. Яблоки, бананы, морковь и картофель нарезали цилиндрами. Затем кусочки обрабатывали путем: сушки горячим воздухом (отдельно и в сочетании с микроволновой или осмотической предварительной обработкой), сушки в вакууме и сушки вымораживанием. Сушку горячим воздухом проводили при температуре 70°С и относительной влажности воздуха 7%. Как упоминалось ранее, некоторые испытания включали предварительную обработку перед сушкой горячим воздухом: (1) микроволновую печь при мощности 810 Вт в течение 1 минуты; или (2) осмотическая дегидратация при 40 °С и 40 % сахарозы в растворе в течение 10 часов. Вакуумную сушку проводили при 70°С и давлении 33 мбар. Лиофилизацию проводили под давлением 0,04 мбар и при температуре, не указанной. Цвет образцов контролировали на протяжении всего процесса сушки. Для выражения результатов использовалась шкала CIE L*a*b*. Кинетика цвета была предварительно аппроксимирована кинетической моделью первого порядка. Степень соответствия оценивалась путем вычисления значений остаточной суммы квадратов.

Эти авторы обнаружили, что использованная математическая модель подходит для аппроксимации экспериментальных данных, о чем свидетельствуют низкие значения остаточной суммы квадратов. Изменения светлоты (L*) происходили по неясной закономерности для некоторых методов и продуктов питания, что было связано со значительной экспериментальной ошибкой. У других L* явно изменился в сторону черного цвета. Кроме того, были обнаружены незначительные изменения L* предварительно осмотически обработанных/конвективно высушенных и сублимированных пищевых продуктов. Что касается покраснения (а*) и желтизны (б*) образцов, то в процессе сушки наблюдалось их увеличение. Хотя такое увеличение было едва заметно в предварительно осмотически обработанных/конвективно высушенных и лиофилизированных материалах. По мнению этих авторов, увеличение значений a* и b* является следствием реакций потемнения. Это открытие привело к выводу, что предварительно осмотически обработанные/конвективно высушенные и лиофилизированные материалы меньше потемнеют, чем материалы, высушенные другими методами.

Мааше-Резуг и др. разработали новый процесс сушки, получивший название DDS, т.е. обезвоживание путем последовательных перепадов давления. Метод DDS был применен к полисахариду склероглюкану, полимеру глюкозы, в форме коагулята. Два традиционных метода сушки, а именно. Сушку на воздухе и в вакууме проводили параллельно. Оценивали влияние различных условий сушки на кинетику сушки и гидратационную способность конечного продукта. Метод DDS заключался в помещении образца в автоклав, соединенный с вакуумной камерой. Требуемый вакуум достигался, и клапан, расположенный между автоклавом и камерой, закрывался. Затем вводили воздух до тех пор, пока в автоклаве не было достигнуто высокое давление. Через несколько секунд клапан открылся, что привело к падению давления. Эту процедуру повторяли до тех пор, пока не было достигнуто желаемое содержание влаги. Варьируемыми условиями сушки во время DDS были: время обработки (5, 8 или 10 с), давление обработки (4,5, 6,0 или 7,5 бар), продолжительность одного цикла (28, 31 или 33 с) и количество перепадов давления в час ( 109, 116 или 128). Давление во время вакуумной фазы DDS было зафиксировано на уровне 0,05 бар, а продолжительность этой фазы — 20 с. Сушку воздухом проводили при различных скоростях воздушного потока (300, 500 или 700 л/ч) и температуре печи (30, 70 или 80 °С).

Вакуумную сушку проводили при различных давлениях обработки (0,05, 0,10 или 0,20 бар) и температурах нагревательных пластин (20 или 50 °C). После высыхания образец измельчали ​​и растворяли в воде лопастями вискозиметра. Создаваемый максимальный крутящий момент использовали для выражения степени гидратации порошка склероглюкана. Микроструктуру конечного продукта оценивали путем создания микрофотографий с помощью электронного микроскопа. На кинетику сушки DDS влияло время обработки, но не давление обработки. Гидратационная способность высушенного ДДС продукта возрастала с уменьшением времени сушки, снижением давления/температуры в автоклаве и увеличением количества перепадов давления в час. На кинетику воздушной сушки значительное влияние оказывала температура воздуха, тогда как скорость воздушного потока оказывала незначительное влияние. На способность к гидратации высушенного на воздухе продукта влияла температура воздуха: чем выше температура, тем лучше гидратация. Что касается вакуумной сушки, было замечено, что когда давление и температура были объединены так, чтобы обеспечить кипение воды внутри продукта (0,1 бар и 50 °C), сушка происходила быстрее и, следовательно, способность к гидратации продукта была выше.

Полученные микрофотографии показали, что склероглюкан, высушенный DDS, имеет наиболее пористую структуру, за ним следуют склероглюкан, высушенный в вакууме, и склероглюкан, высушенный на воздухе. Такая высокопористая структура в конечном итоге приводит к лучшей гидратации, что подтверждается результатами реологического анализа. Подводя итог, можно сказать, что метод DDS оказался пригодным для производства высушенного склероглюкана с надлежащей гидратационной способностью, в то время как вакуумная сушка еще раз показала превосходство над воздушной сушкой с точки зрения качества продукта.

Мартинез-Сото и др. исследовали, как различные методы предварительной обработки и сушки влияют на кинетику сушки и качество вешенок (Pleutorus ostreatus). Перед сушкой грибы обрабатывали бланшированием (80°С/3 мин), погружением в метабисульфит натрия (1 или 5 г/л/10 мин) или в лимонную кислоту (1 или 5 г/л/10 мин). Затем грибы сушили тремя методами: сушкой горячим воздухом (65°С/1,5 м/с), сушкой в ​​вакууме (55°С/1334 Па) или сублимационной сушкой (0°С на нагревательной пластине/-55°С). °C на конденсаторе/7 Па). Качество конечного продукта измеряли по способности к регидратации, цвету и органолептическим оценкам. В качестве контроля использовали свежие грибы. Кинетика сушки показала, что период постоянной скорости был коротким. Следовательно, высыхание грибов контролируется диффузией в период падения скорости. Скорость сушки была выше при сушке горячим воздухом, за которой следовали вакуумная сушка и сублимационная сушка. Как и ожидалось, скорость сушки уменьшалась по мере продвижения сушки. Использование предварительной обработки бланшированием увеличило скорость сушки. Лиофилизированные образцы продемонстрировали самую высокую регидратационную способность, тогда как образцы, высушенные в вакууме, продемонстрировали самую низкую регидратационную способность. Эти результаты были объяснены низкой и высокой усадкой во время сушки соответственно.

Бланширование негативно влияло на процесс регидратации. Что касается цвета, то лиофилизированные грибы были явно светлее и привлекательнее, чем те, которые были получены путем сушки на воздухе или в вакууме. Здесь повторное бланширование привело к ухудшению качества, т. е. получению темного конечного продукта. Сенсорная оценка показала, что продуктами с лучшим внешним видом были: грибы, обработанные метабисульфитом натрия в концентрации 1 г/л и высушенные на воздухе; грибы, обработанные метабисульфитом натрия в концентрации 1 г/л и высушенные в вакууме; и грибы, обработанные метабисульфитом натрия в концентрации 5 г/л и лиофилизированные. Эти продукты были подвергнуты еще одному органолептическому тесту, в ходе которого были измерены вкус, текстура и общая приемлемость. Результаты показали, что эти сенсорные характеристики аналогичны для высушенных на воздухе, лиофилизированных и свежих грибов, тогда как продукт, высушенный в вакууме, имел плохой вкус. Авторы пришли к выводу, что сублимационная сушка в некоторых отношениях дает грибы лучшего качества, но необходимо учитывать ее высокую стоимость.

Грабовский и др. протестировали различные способы сушки после осмотической предварительной обработки для увеличения срока хранения клюквы (Vaccinium macrocarpon). Качество конечной продукции и энергетические потребности каждого процесса учитывались при выборе наилучшего метода сушки. Осмотическая предварительная обработка заключалась в погружении половинок клюквы в раствор сахарозы с температурой 50 °C и температурой 50 °C на 5 часов. Такая обработка снизила влажность свежей клюквы с 80 до 50 % по массе. Впоследствии для сушки клюквы использовали сушку горячим воздухом, вакуумную сушку, лиофилизацию, традиционную сушку в псевдоожиженном слое, сушку в вибрационном псевдоожиженном слое и импульсную сушку в псевдоожиженном слое. Температуру устанавливали на уровне 90°С для всех процессов сушки, за исключением лиофилизации, проводимой при 30°С и давлении 270 Па. Вакуумную сушку проводили при 20 кПа. В конвективных процессах использовались скорости воздуха 0,9 м/с (горячий воздух), 1,4 м/с (импульсный псевдоожиженный слой и вибрирующий псевдоожиженный слой) и 1,8 м/с (обычный псевдоожиженный слой). Слой клюквы варьировался от 40 мм (вакуумная сушилка) до 200 мм (вибрационная сушилка с псевдоожиженным слоем). Качественными показателями сушеной клюквы оценивали: активность воды, содержание антоцианов, регидратационную способность, цвет и вкус. Энергоэффективность выбранных процессов сушки рассчитывалась на основе мгновенной и кумулятивной энергоэффективности. В то время как первое представляет собой соотношение между энергией, использованной для испарения, и входной энергией в момент времени t, второе представляет собой интегрирование первой за заданный интервал времени. Картина кинетики сушки, наблюдаемая для всего оборудования конвективной сушки, была одинаковой: начальный период сушки, за которым следовал период постоянной скорости и период падающей скорости. Уменьшение высоты грядки клюквы с 20 до 10 см или повышение температуры с 90 до 100 °С способствовало значительному увеличению скорости сушки в процессах конвективной сушки.

Одной из целей исследования было выяснить влияние осмотической дегидратации на последующую кинетику сушки. В связи с этим было замечено, что осмотическая обработка снижает скорость сушки. Тем не менее, нетермическое удаление воды, которому способствует осмотическая дегидратация, компенсирует замедляющее действие настоянного сахара на скорость сушки. Поэтому с экономической точки зрения использование предварительной осмотической обработки является выгодным. Что касается качества продукта, лиофилизированный продукт имел лучший вкус, цвет и способность к регидратации, а содержание антоцианов было аналогично содержанию продуктов, высушенных другими методами. За исключением сублимационной сушки, показатели качества продуктов, обработанных во всех остальных сушилках, были близки друг к другу и приемлемы для потребителей. Что касается энергоэффективности, мгновенная энергоэффективность снижается во время сушки из-за постепенного снижения тепло- и массопереноса. Совокупная энергоэффективность различалась для разных сушилок. В этом смысле сушилки с псевдоожиженным слоем оказались более энергоэффективными, чем другие, особенно сушилки с вибрирующим псевдоожиженным слоем и сушилки с импульсным псевдоожиженным слоем. В целом, несмотря на то, что лиофилизированный продукт имеет превосходное качество, продукты, высушенные в сушилках с псевдоожиженным слоем, также имеют приемлемое качество с преимуществом обработки с превосходной энергоэффективностью.

Рахман и др. изучили характеристики пор сушеного тунца, полученного различными способами сушки. Поры влияют на физические свойства обезвоженных продуктов. Поэтому знание таких свойств, как пористость, плотность и размер пор, важно для разработки процессов сушки пищевых продуктов. Исследовались следующие методы сушки: сушка горячим воздухом (70 °C, относительная влажность воздуха 3,4 %, скорость воздуха 1 м/с); вакуумная сушка (70 °C, 2 кПа) и сублимационная сушка (температура нагревательной пластины -20 °C, температура конденсатора -65 °C, 108 Па). Свежий тунец оценивали по приблизительному составу, общему количеству микробов, температуре замерзания, нескольким типам плотности и пористости. Помимо этих анализов, высушенные продукты также оценивали по углу смачивания, распределению пор по размерам при низком и высоком давлении, цвету и перекисному числу. Кажущаяся плотность была выше у свежего тунца, за которым следовали продукт, высушенный на воздухе, продукт, высушенный в вакууме, и продукт, высушенный сублимацией, что позволяет предположить, что последний имеет более крупные поры. Что касается значений пористости, то ранжирование, наблюдаемое для кажущейся плотности, было инвертировано.

Анализ распределения пор по размерам показал, что сушеный тунец в этом отношении весьма неоднороден, как и ожидалось для биологических материалов. Кривая распределения пор по размерам была настолько изрезанной для высушенного на воздухе образца, что установить пики не удалось. Однако можно было заметить, что большинство пор имели размер менее 15 мкм. Лиофилизированный продукт имел три основных пика пор: 5,5, 13 и 30 мкм, причем последний был выше. Продукт, высушенный в вакууме, имел основные пики при 3,8, 4,1 и 4,8 мкм. Кривые распределения пор по размерам подтвердили результаты, полученные для кажущейся плотности, т.е. лиофилизированный продукт имеет более крупные поры. Через 6 месяцев хранения измеряли цвет и перекисное число высушенного продукта. Лиофилизированный образец показал самое высокое значение L*, что предполагает меньшее потемнение по сравнению с другими продуктами. С другой стороны, лиофилизированная рыба имела самое высокое число перекиси, что указывает на самое высокое окисление жиров. Такой результат был связан с самой высокой пористостью лиофилизированного продукта, что позволяло проникать большему количеству кислорода. Подводя итог, можно сказать, что сублимированный тунец оказался наиболее пористым среди полученных продуктов, что связано с хорошей способностью к регидратации. Кроме того, сублимированный тунец имел лучший цвет. Тем не менее, он, вероятно, имеет самый короткий срок хранения из-за высокой скорости окисления липидов.

Куи и др. сравнили влияние сублимационной сушки, сушки горячим воздухом и микроволново-вакуумной/воздушной сушки на показатели качества ломтиков чеснока. Сушку горячим воздухом проводили при температуре 60–65 °С и скорости воздуха 0,3 м/с. Сушку вымораживанием проводили при температуре нагревательной пластины 45°С и давлении 5 мбар. Новый метод, предложенный в исследовании, заключался в сочетании микроволново-вакуумной сушки с воздушной сушкой. Основная часть процесса сушки выполнялась с помощью микроволново-вакуумной технологии с фактической измеряемой мощностью 400 Вт, давлением 25 мбар и скоростью вращения поворотного стола 5 об/мин. Комбинация уровня микроволновой мощности/времени была следующей: 100 %/7 минут, затем 50 %/8 минут и, наконец, 18 %/20 минут. На этом этапе содержание влаги в ломтиках чеснока достигло 10 % по весу. Затем для завершения сушки использовали воздух при температуре 45°С для снижения содержания влаги в ломтиках чеснока до 5 % по массе. Поскольку характерная острота чеснока ценится потребителями, для выражения остроты авторы использовали методику, основанную на измерении содержания пирувата. Кроме того, другие качественные характеристики, а именно. Анализировали цвет, текстуру и коэффициент регидратации.

Результаты показали, что лиофилизированный продукт обладает такой же остротой, как и свежий чеснок. Сушка горячим воздухом привела к серьезной потере остроты. СВЧ-вакуумная сушка в сочетании с воздушной сушкой привела к небольшой потере остроты (11,18 %), что не так низко, как при сублимационной сушке (2,22 %), но значительно ниже, чем при сушке горячим воздухом (45,84 %). Что касается цвета, лиофилизированный продукт сохранялся лучше, чем другие продукты, что выражалось в более высокой светлоте, меньшей красноте и меньшей желтизне. Текстура, представленная силой резания (g), была более жесткой для продукта, высушенного горячим воздухом, за которым следовала сушка в микроволновом вакууме/горячем воздухе и лиофилизация. Жесткая текстура связана с сильной усадкой и разрушением структуры, а мягкая текстура связана с неповрежденной структурой после высыхания. Что касается способности к регидратации, то три метода сушки дали схожие продукты. Такой результат был объяснен небольшой толщиной (2–3 мм) ломтиков чеснока, что позволяло воде свободно проходить через них. Подводя итог, можно сказать, что микроволновая вакуумная сушка, связанная с сушкой горячим воздухом, оказалась многообещающим методом получения высококачественного сушеного чеснока с меньшими затратами по сравнению с сублимационной сушкой.

Куи и др. сравнили влияние нескольких методов сушки на сохранение пигмента моркови и листьев китайского чеснока. Морковь оценивали на содержание каротина, а зеленый лук на содержание хлорофиллов. Процессы сушки были следующими: сушка горячим воздухом (скорость воздуха 0,3–0,5 м/с; 60–65 °С); лиофилизация (температура нагревательной пластины 45°С, 5 мбар); и микроволново-вакуумная сушка (25 мбар; 5 об/мин) при нескольких сочетаниях мощности/времени (80–400 Вт/15–30 мин), либо отдельно, либо с последующей сушкой горячим воздухом (скорость воздуха 0,3–0,5 м/с). ; 40–45 °C) или традиционная вакуумная сушка (55–60 °C; вакуум не указан). Кроме того, оценивали влияние бланширования в воде при температуре 90°С в течение 3 мин на сохранение пигмента моркови и зеленого лука. Результаты показали, что лиофилизация и различные виды микроволново-вакуумной сушки были сопоставимы по удержанию каротина (94,7–97,8 %) и хлорофиллов (94,7–99,4 % по общему хлорофиллу, 93,8–100 % по хлорофиллу а и 97,0–98,3 %). % для хлорофилла б). С другой стороны, сушка горячим воздухом показала худшие показатели удержания (70,8 % каротина, 38,3 % общего хлорофилла, 37,0 % хлорофилла а и 41,9 % хлорофилла b). Бланширование значительно улучшило удержание каротина в моркови, высушенной горячим воздухом, с 70,8 до 85,5 %, в то время как при других методах сушки существенного эффекта не наблюдалось. Подводя итог, микроволново-вакуумная сушка — это процесс, который сохраняет натуральные пигменты овощей при разумной стоимости. Кроме того, он не требует использования предварительной обработки бланшированием.

Девахастин и др. сравнили влияние различных условий сушки перегретым паром низкого давления (LPSSD) и вакуумной сушки на типичные технологические и качественные параметры кубиков моркови. Процесс LPSSD ранее использовался для сушки других материалов, а в этом исследовании его предварительно использовали для пищевых продуктов.

Принципиальная схема сушилки перегретого пара низкого давления представлена ​​на рисунке. Абсолютное давление внутри сушилок поддерживалось на уровне 7, 10 или 13 кПа. Выбранные температуры сушки составляли 60, 70 или 80°C. Было замечено, что более низкое давление и более высокие температуры привели к более высоким скоростям сушки и уменьшению времени сушки. Кроме того, вакуумная сушка удаляла влагу из моркови быстрее, чем LPSSD. В случае LPSSD влияние температуры на скорость сушки было больше, чем влияние давления. В случае вакуумной сушки такое поведение не было очевидным. По сравнению с предыдущими исследованиями можно подтвердить, что LPSSD и вакуумная сушка приводят к более высоким скоростям сушки, чем сушка горячим воздухом и сублимационная сушка. Что касается оцененных параметров качества, было видно, что использование более высоких давлений привело к более высокой усадке. Это открытие показывает, что снижение давления во время сушки при субатмосферных условиях помогает предотвратить структурное разрушение пищевых продуктов. Несмотря на то, что для двух протестированных методов наблюдались одинаковые значения усадки, морковь, высушенная в вакууме, сжималась менее равномерно, чем морковь, высушенная LPSSD.

Кроме того, морковь, подвергнутая LPSSD, продемонстрировала лучшую способность к регидратации, чем морковь, высушенная в вакууме. Такое поведение можно объяснить образованием плотного внешнего слоя при вакуумной сушке, препятствующего реадсорбции воды. Что касается цвета конечного продукта, то морковь, высушенная LPSSD, была краснее и светлее, чем морковь, высушенная методом вакуумной сушки. В заключение, традиционная вакуумная сушка приводит к более высокой скорости сушки и более короткому времени сушки, чем LPSSD. С другой стороны, конечный продукт был лучше для сушеной моркови LPSSD.

Сунька и др. сравнили влияние микроволново-вакуумной (МВ-вакуум), микроволново-конвективной (МВ-конвективная) и обычной конвективной сушки на качественные показатели клюквы. Последний использовался для создания своего рода контрольной пробы, проводимой при температуре воздуха 62 °С и скорости воздуха 1,0 м/с. СВЧ-вакуумную сушку проводили при давлении 3,4 кПа, плотности мощности 1,00 или 1,25 Вт/г продукта и микроволновых режимах 30 с вкл./30 с выкл. или 30 с вкл./45 с выкл. Слой образца составлял 3 см. МВ-конвективную сушку проводили при температуре воздуха 62 Ѓ} 2 °С, скорости движения воздуха 1,0 Ѓ} 0,1 м/с, удельной мощности 1,00 или 1,25 Вт/г продукта и режимах СВЧ 30 с вкл./30 с выкл. или 30 с вкл./60 с выкл. Клюкву предварительно разрезали на половинки (МВ-конвекция) или на четвертинки (МВ-вакуум) и осмотически обезвоживали в кукурузном сиропе с высоким содержанием фруктозы (76 °Brix) в течение 24 часов при комнатной температуре. Образцы высушивали до содержания влаги приблизительно 15% по сырому веществу. Оцениваемыми параметрами качества были: цвет (L*, a*, b*, C*, h* и ΔE); текстура (прочность и модуль Юнга) и органолептические показатели (цвет, текстура, вкус и общая приемлемость). Кроме того, микроволновые процессы оценивались по производительности сушки (кг испаренной воды/Дж подаваемой энергии) и совокупной энергоэффективности.

Эти авторы заметили, что МВ-вакуумная сушка лучше сохраняет цвет клюквы, на что указывают более высокие значения L*, a*, b* и C* и более низкие значения h* и ΔE. Среди протестированных экспериментальных условий сушка в вакууме MW, выполняемая при плотности мощности 1,00 Вт/г и периоде включения/выключения 30 с/45 с, обеспечила продуктам наилучший цвет. Что касается текстуры, то МВ-вакуумная сушка снова показала лучшие результаты, обеспечив более жевательные продукты (низкая прочность и низкий модуль Юнга). Температура продукта во время МВ-вакуумной сушки поднялась выше 27 °С, что соответствует температуре испарения воды 3,4 кПа. Это было оправдано тем, что используемая микроволновая мощность была слишком высокой, что свидетельствовало о необходимости более точного контроля условий процесса. Сенсорное качество было одинаковым для всех трех методов сушки. Тем не менее, органолептические показатели были немного выше у клюквы, полученной путем обычной конвективной сушки, вероятно, из-за общей неравномерности, наблюдаемой у клюквы, высушенной в микроволновой печи. Наконец, МВ-вакуумная сушка оказалась более интересной с энергетической точки зрения, чем МВ-конвективная сушка, т. е. более высокие значения производительности сушки и совокупной энергоэффективности. В этом смысле сочетание вакуума и микроволновой обработки оказалось многообещающим с точки зрения цвета, текстуры и энергетических аспектов, в то время как сенсорное качество получаемых продуктов необходимо улучшить за счет оптимизации условий процесса.

Яньян и др. сравнили использование обычной сушки горячим воздухом с использованием сушки горячим воздухом в сочетании с микроволново-вакуумной сушкой для удаления влаги из дикой капусты (Brassica oleracea). Сравнивалось качество конечной продукции. Сушку горячим воздухом проводили при температуре 60–85 °С со скоростью воздуха 1,15 м/с. СВЧ-вакуумную сушку проводили при входной мощности от 1400 до 3800 Вт и давлении от 2,0 до 2,5 кПа. Качество конечного продукта выражалось сенсорными характеристиками, сохранением хлорофилла и аскорбиновой кислоты, цветом и микробным индексом. Сенсорные испытания показали, что наиболее подходящими условиями процесса является сушка горячим воздухом до тех пор, пока влажность продукта не достигнет 15 % по весу. а затем использовать микроволновую вакуумную сушку при мощности 1900 Вт и 2,0 кПа. Было замечено, что время сушки резко сократилось (~31 %) по сравнению с обычной сушкой горячим воздухом и сушкой горячим воздухом, связанной с микроволновой вакуумной сушкой. Кроме того, при использовании гибридного метода улучшилось удержание хлорофилла и аскорбиновой кислоты. Цвет, выраженный в цветовом пространстве CIE L*a*b*, был лучше для дикой капусты, высушенной горячим воздухом/микроволновой печью в вакууме, т. е. более высокая зелень. Наконец, микробиологическое качество обоих конечных продуктов было удовлетворительным. Подводя итоги, было признано целесообразным дополнить традиционную сушку горячим воздухом микроволновой вакуумной сушкой для сокращения времени сушки и улучшения качества сушеной капусты.

Каро-Корралес и др. проанализировали, как изменение условий контролируемой низкотемпературной вакуумной дегидратации (CLTVD) и туннельной сушки повлияло на отдельные качества и технические аспекты плит картофельного пюре. Во-вторых, оба метода использовались в оптимизированных условиях для сравнительной сушки картофельного пюре. Техника CLTVD была разработана King et al. Здесь это было выполнено в сублимационной сушилке, которая работала при температуре выше точки замерзания воды при эквивалентном давлении. На практике температуры варьировались от -1 до -9 °C, а давление от 0,67 до 1,33 кПа. Туннельную сушку проводили при температуре 40–60 °С и скорости воздуха 2 м/с. Толщина изделий варьировалась от 0,26 до 0,78 мм. Перед пюрированием картофель очищали, нарезали кубиками и консервировали (121,1°С/15 мин). Анализируемыми показателями качества были общая цветовая разница (ΔE), способность к поглощению воды (регидратации) и объемная плотность. Технические характеристики включали критическое содержание влаги, скорость высыхания, коэффициент массопередачи и эффективный коэффициент диффузии. Было замечено, что меньшая толщина продукта (0,26 мм) и более высокая температура сушки (60 °C) привели к более быстрой туннельной сушке. Кроме того, меньшая толщина продукта (0,26 мм) и меньшее давление в камере (0,67 кПа) привели к более быстрой сушке CLTVD.

Критическая влажность – это количество воды, содержащейся в продукте при переходе от периода сушки с постоянной скоростью к периоду сушки с падающей скоростью. Эта функция полезна для определения начала периода снижения скорости, поскольку в этот период скорость сушки постепенно снижается. Критическое содержание влаги при туннельной сушке уменьшалось с повышением температуры. При CLTVD оно уменьшалось с увеличением давления и толщины. На скорость сушки влияли температура во время туннельной сушки и давление во время CLTVD. На коэффициент массообмена не влияли различные условия процесса. При всех условиях процесса скорость сушки была выше (на один порядок), а коэффициенты массопередачи были намного выше (четыре порядка) при туннельной сушке по сравнению с CLTVD. С другой стороны, когда дело доходит до качества продукции, CLTVD превосходит других, т. е. имеет более низкую насыпную плотность, более высокую водопоглощение и более низкую ΔE. Когда были проверены оптимальные условия, результаты повторились, т. е. туннельная сушка оказалась лучше с технической точки зрения, а CLTVD обеспечила лучшее качество продукции. Таким образом, можно сделать вывод, что CLTVD представляет собой интересный вариант для сушки термочувствительных продуктов.

Регьер и др. сравнили влияние сушки горячим воздухом, сублимационной сушки и микроволново-вакуумной сушки на общее и выбранное содержание каротиноидов в моркови Nutri Red. Этот сорт моркови отличается повышенным содержанием ликопина. Кроме того, оценивалась стабильность каротиноидов при длительном хранении. В лаборатории были проведены две серии экспериментов: (1) морковь очищали, нарезали ломтиками, бланшировали при 95° в течение 65 с, замораживали, оттаивали и сушили; (2) морковь очищали, нарезали кусочками высотой 1, 3 и 6 мм, бланшировали при 90 °C в течение 2 минут и сушили. Материал для всех анализов, за исключением анализа влияния толщины среза на удержание каротиноидов, был получен в результате первой серии экспериментов. Сушку горячим воздухом проводили в двух сушилках: лабораторной и пилотной. Оба аппарата работали с рециркуляцией воздуха, а лабораторная сушилка для сравнения также работала с инертным азотом. В первом использовались температуры 60 и 70 °C и скорости газа 2,5 м/с. В последнем температура колебалась от 50 до 90°С и скорость воздуха 4 м/с. Относительная влажность воздуха всегда была 8±2%. Процесс прерывали при содержании сухого вещества продукта 0,1 г/г.

Сушку вымораживанием проводили при давлении 6 Па, температуре конденсатора -60°С и температуре нагревательной пластины 30°С. Микроволново-вакуумную сушку проводили при давлении 5 кПа и двух сочетаниях потребляемой мощности: непрерывный процесс при мощности 400 Вт или комбинированный процесс, начинающийся при мощности 600 Вт в течение 75 мин с последующей остальной частью процесса при мощности 240 Вт. Хранение содержания каротиноидов в сушеной моркови их хранили при температуре 25 °С в защищенном от света месте и в окружении воздуха или азота. Показано, что бланширование практически не влияет на содержание каротиноидов в свежей моркови. Что касается моркови, высушенной горячим воздухом, то ликопин сохранялся до 90°С. С другой стороны, β-каротин разрушался при температуре выше 70 °C. Использование азота внутри сушильной камеры не оказало какого-либо защитного действия на каротиноиды по сравнению с воздухом. Сушка горячим воздухом улучшила экстрагируемость каротиноидов, причем этот эффект был более выражен для более тонких ломтиков и меньшего времени сушки.

Лиофилизированный продукт полностью сохранил каротиноиды. Морковь, высушенная микроволновым вакуумом при мощности 400 Вт, не только сохранила все каротиноиды, но и увеличила их содержание за счет улучшенной экстрагируемости. С другой стороны, комбинированный процесс (600 Вт/240 Вт) снизил содержание каротиноидов на 20 %. Надо сказать, что микроволново-вакуумная сушка была значительно короче остальных процессов. Наконец, ломтики моркови, высушенные горячим воздухом при температуре 50 и 60 °C, а затем хранившиеся в атмосфере азота, сохранили каротиноиды, тогда как ломтики моркови, окруженные воздухом, потеряли около 20 % своих каротиноидов. Подводя итог, можно сказать, что все процессы были эквивалентны в отношении удержания каротиноидов при использовании мягкой температуры. Однако микроволновая вакуумная сушка обеспечивает более высокую скорость сушки, чем другие методы.

Родригес и др. сравнили лиофилизацию с микроволново-вакуумной сушкой с точки зрения техники и качества при сушке грибов. Качество высушенного продукта выражали по способности к водопоглощению и по микрографическим изображениям. Оцениваемыми инженерными аспектами были кинетика сушки и эффективный коэффициент диффузии. Сушку вымораживанием проводили при температуре нагревательной пластины 50°С, начальной температуре продукта -20°С и давлении, варьирующемся от 0,2 до 30 мм рт. ст. Микроволново-вакуумную сушку осуществляли двумя основными способами: с контролем температуры продукта и без него. Первое было выполнено при давлении 30 мм рт.ст., температуре продукта, ограниченной 100 °C, и уровне мощности от 60 до 240 Вт. Последнее было выполнено при тех же условиях давления и мощности, которые используются в процессе неконтролируемой температуры продукта, но здесь температура продукта ограничивалась 25, 30, 40 или 50 °C. Фактически все «микроволновые процессы» были разделены на две фазы: I, без применения микроволн и при очень низком давлении (0,2 мм рт. ст.), используемый в течение первых 30 мин; и II, применяя микроволновую печь на заранее установленных уровнях и при давлении 30 мм рт. ст. до достижения постоянного веса.

Согласно полученным результатам, скорости лиофилизации были выше при более низких рабочих давлениях. Что касается микроволновых процессов, было показано, что контроль температуры продукта влияет на кинетику сушки следующим образом: первоначально процесс с контролируемой температурой обеспечивает более низкие скорости сушки по сравнению с неконтролируемым температурным процессом, тогда как на заключительных стадиях сушки это поведение меняется на противоположное. Кроме того, продукт, температура которого контролировалась, в конце процесса достигал более низкого содержания влаги. Что касается значения эффективного коэффициента диффузии, то чем выше используемый уровень микроволновой мощности, тем выше эффективный коэффициент диффузии. Отчетливое увеличение эффективного коэффициента диффузии наблюдалось от фазы I (без микроволнового излучения) к фазе II (с микроволновым излучением) сушки. Параллельно, чем ниже давление во время лиофилизации, тем выше эффективный коэффициент диффузии. Значения эффективного коэффициента диффузии находились в пределах от 3,6×10–10 до 2,9×10–9 м2/с для СВЧ-процесса без контроля температуры продукта; от 1,15×10–10 до 9,30×10–10 м2/с–1 для СВЧ-процесса с контролем температуры продукта; и от 1,05 × 10–10 до 1,60 × 10–10 м2/с для процесса лиофилизации.

Что касается качества продукта, было отмечено, что более низкое рабочее давление во время лиофилизации приводило к более высокой сорбционной способности высушенного продукта при низкой относительной влажности (<40 %). Для продукта, высушенного микроволновой печью, образец, высушенный при контролируемой температуре, продемонстрировал худшую регидратируемость, чем образец, полученный без контроля температуры. Изображения свежих, сублимированных и микроволново-вакуумных грибов, полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии, были одинаковыми, все с незначительной усадкой. Подводя итог, можно сказать, что микроволново-вакуумная сушка дала высокие скорости сушки, особенно при контроле температуры продукта, а также обеспечила качество продукта, аналогичное качеству лиофилизированных грибов.

Суварнакута и др. сравнили влияние LPSSD, вакуумной сушки и сушки горячим воздухом на кинетику сушки и содержание β-каротина в моркови. Температуру продукта контролировали на протяжении всего процесса сушки. Корреляция между содержанием влаги в продукте, температурой и содержанием β-каротина была предварительно установлена ​​с использованием эмпирических моделей. В лаборатории морковь очистили и нарезали кубиками объемом 1 см3. Образцы представляли собой один слой кубиков моркови. LPSSD проводили при давлении пара 7 кПа и температуре пара от 60 до 80 °С. Скорость потока пара составляла примерно 26 кг/ч. Вакуумную сушку проводили при тех же условиях давления и температуры, что и для LPSSD. Сушку горячим воздухом проводили при тех же температурах, которые были указаны выше, но при атмосферном давлении и с подачей воздуха внутрь камеры со скоростью 0,8 м/с. Как можно сделать вывод из результатов, более высокая рабочая температура привела к более высокой скорости сушки. Температура продукта повышается во время сушки, особенно на заключительных стадиях, когда большая часть воды испаряется и тепло, получаемое от оборудования, почти исключительно используется для нагрева материала. Сравнивая время сушки для трех процессов, вакуумная сушка заняла меньше времени, чем два других. Разница во времени между LPSSD и вакуумной сушкой имеет тенденцию уменьшаться с повышением температуры. Сравнивая сушку горячим воздухом и LPSSD, можно сделать вывод, что время сушки было примерно одинаковым. Тем не менее, сушка горячим воздухом происходила быстрее на начальных стадиях сушки, а LPSSD — быстрее на заключительных стадиях, когда более пористая структура обеспечивала более свободную диффузию воды. Когда дело доходит до удержания β-каротина, лучшим методом был LPSSD с последующей сушкой в ​​вакууме и сушкой горячим воздухом. Хорошие корреляции (R2 ≥ 0,90) были установлены между содержанием β-каротина в моркови и температурой/содержанием влаги. На основании величины членов уравнений можно утверждать, что температура в большей степени влияла на содержание β-каротина, чем содержание влаги. В заключение можно сделать вывод, что LPSSD был более эффективным в сохранении содержания β-каротина в моркови, хотя связанное с этим время сушки было выше, чем при вакуумной сушке.

Хавладер и др. изучали сушку гуавы и папайи с помощью теплового насоса (HPD), вакуумной сушки и сублимационной сушки. Были оценены технические аспекты и аспекты качества, причем первый только для процесса HPD. Кубики гуавы и папайи объемом 1 см3 сушили. HPD проводили либо на воздухе, либо в азоте, либо в диоксиде углерода. Лабораторная сушилка с тепловым насосом работала при относительной влажности 10 %, температуре 45 °C и скорости воздуха 0,7 м/с в течение 8 часов. Лиофилизацию проводили при 10°С и 4,6 мм рт.ст. в течение 24 часов. Вакуумную сушку проводили при 45°С и давлении 0,15 бар в течение 24 часов. Качество сухофруктов оценивали по цвету, пористости, способности к регидратации, текстуре и содержанию витамина С. Результаты показали, что использование инертных газов, таких как азот и углекислый газ, увеличивает скорость сушки при HPD обоих плодов, что подтверждается высокими значениями константы сушки, полученными путем подгонки кинетических данных к модели Пейджа. В качестве альтернативы для аппроксимации кинетических данных использовался второй закон диффузии Фика для плоской пластины. Как и ожидалось, эффективные коэффициенты диффузии повторяли поведение, наблюдаемое для констант сушки для обоих фруктов, т.е. самые высокие значения были получены для HPD азота, за которыми следовали HPD диоксида углерода и HPD воздуха. Как упоминалось ранее, когда были приняты во внимание аспекты качества, были рассмотрены два других метода сушки. Цвет, выраженный общей цветовой разницей (ΔE), лучше сохранялся при сушке вымораживанием в случае гуавы и при помощи HPD азота в случае папайи. Что касается насыпной плотности, то чем ниже ее значение, тем лучше качество сушеного продукта. Наименьшие значения насыпной плотности наблюдались у сублимированных плодов. Ожидалось, что показатели пористости будут вести себя противоположным образом, что и было подтверждено в случае с гуавой.

С другой стороны, лиофилизированная папайя имела самую низкую пористость, вероятно, из-за ограничений метода измерения пористости. Папайя, высушенная в вакууме, имела самую высокую пористость. ГПД в инертном газе давал продукты промежуточной насыпной плотности и пористости, а ГПД на воздухе — продукты худшего качества в этом отношении. Изображения, полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии, показали, что сублимированные фрукты имеют наиболее пористую структуру. Сухофрукты, высушенные в вакууме и с помощью теплового насоса в инертном газе, имели структуру пор, похожую друг на друга, в то время как сухофрукты, высушенные с помощью воздушного теплового насоса, имели лишь несколько пор. Что касается способности к регидратации, продукты с более высокой пористостью лучше регидратировались, за исключением продуктов, высушенных в вакууме. Результаты анализа твердости показали значительные различия. Одним из немногих доказательств была высокая прочность продукта, высушенного в вакууме, вероятно, из-за эффекта цементации, что могло бы объяснить его низкую способность к регидратации. Наконец, удержание витамина С было выше для лиофилизированного продукта, за которым следовала сушка в вакууме, сушка с помощью углекислотного теплового насоса, сушка с помощью азотного теплового насоса и сушка с помощью воздушного теплового насоса. В целом, методы с использованием вакуума по-прежнему имеют преимущества, но новые методы, такие как HPD, обещают создавать высококачественные фрукты при относительно низких затратах, особенно при работе в среде инертных газов.

Цин-го и др. сравнили влияние нескольких методов сушки на качество гранулированного эдамама (Glycine max (L.) Merrill). Эдамамы предварительно обрабатывали погружением в 3 % раствор соли на 1 час. Затем их осушали, укладывали в один слой массой 1,0 кг и сушили либо путем: сушки горячим воздухом при скорости воздуха 1,5 м/с, относительной влажности воздуха 20% и температуре воздуха 70°C; СВЧ-вакуумная сушка при удельной мощности 3,5 кВт и абсолютном давлении 6,325 кПа; лиофилизация при температуре конденсатора от -20 до -45 °С, температуре нагревательной пластины 60 °С и абсолютном давлении 0,05–0,27 кПа; сушку горячим воздухом при 70 °С и скорости воздуха 1,4 м/с в течение 20 мин с последующей микроволново-вакуумной сушкой при плотности мощности 2,8 кВт и абсолютном давлении 6,325 кПа. Качество выражалось по содержанию воды, витамина С и хлорофилла, цвету поверхности, усадке, способности к регидратации, текстуре и микроструктуре. Результаты показали, что микроволновая вакуумная сушка обеспечивает самую высокую скорость сушки, за ней следует сушка горячим воздухом/микроволновая вакуумная сушка, сушка горячим воздухом и сублимационная сушка. В микроволново-вакуумных испытаниях для сушки 1 кг эдамама потребовалось менее 1 часа. Что касается сохранения питательных веществ, было показано, что лиофилизация лучше сохраняет витамин С и хлорофилл в эдамаме. Несмотря на то, что испытания с использованием микроволнового вакуума не сохранили столько витамина С и хлорофилла, как сушка вымораживанием, они оказались намного лучше, чем сушка горячим воздухом, сохранив примерно вдвое больше обоих питательных веществ. Что касается изменения цвета эдамама во время сушки, то образцы становились темнее, зеленее и желтее, за исключением лиофилизированных образцов. Со временем: авторы объяснили изменение цвета реакцией Майяра, которая не происходит при температурах, используемых для сушки вымораживанием. Образцы, высушенные на воздухе, претерпели наиболее серьезные изменения цвета.

Что касается усадки, то наилучшее качество, то есть наименьшая усадка, снова наблюдалось у лиофилизированных эдамамов, тогда как наибольшая усадка наблюдалась у эдамамов, высушенных горячим воздухом. Наилучшую регидратационную способность имел продукт, высушенный сублимацией, худшую – продукт, высушенный горячим воздухом. Процесс регидратации ускорялся при повышении температуры. Испытания текстуры показали, что лучшая хрусткость была приписана лиофилизированному эдамаме, а лучшая жевательная способность была приписана эдамаму, высушенному горячим воздухом/микроволновой печью в вакууме. В общих чертах был сделан вывод, что лиофилизация обеспечивает надлежащее сохранение питательных веществ и цвета конечного продукта, но приводит к плохой жевательности и связана с высокими затратами. Сушка горячим воздухом — дешевый метод, но он способствует разрушению питательных веществ и ухудшению цвета. С другой стороны, микроволново-вакуумная сушка относительно недорога и обеспечивает хорошее качество эдамамов после сушки, особенно если ей предшествует сушка горячим воздухом. Когда обе технологии объединены, получается продукт с отличной жевательной способностью.

Гири и Прасад сравнили влияние микроволново-вакуумной сушки (МВД) и сушки горячим воздухом на кинетику сушки, регидратационные свойства и микроструктуру грибов. Кроме того, MVD был оптимизирован в зависимости от констант сушки двух выбранных моделей. МВД проводили при переменной мощности СВЧ (115–285 Вт), давлении (6,5–23,5 кПа) и толщине образцов (5,8–14,2 мм). Сушку горячим воздухом проводили при температуре 50, 60 или 70°С и скорости воздуха 1,5 м/с. Кривые сушки показали, что МВД происходит намного быстрее, чем сушка на воздухе. Что касается первого, результаты показали, что более высокие уровни микроволнового излучения приводят к более быстрой сушке. Что касается последнего, было замечено, что более высокие температуры воздуха приводят к более быстрому высыханию. Среди изучаемых переменных уровень микроволновой мощности заметно влиял на время сушки, тогда как толщина образца и особенно давление в системе не оказывали большого влияния. График зависимости скорости сушки от содержания влаги показал, что MVD не имеет периода постоянной скорости в отличие от сушки горячим воздухом. Учитывая модели, использованные для аппроксимации кривой сушки, модель Пейджа (уравнение 10 в главе «Исследования по традиционной вакуумной сушке пищевых продуктов») показала лучшее соответствие, чем экспоненциальная модель, т. е. более высокие значения коэффициента детерминации. Значения константы сушки (мин-1) двух моделей увеличивались с увеличением температуры для сушки горячим воздухом и с увеличением уровня мощности/снижением давления для МВД. Дисперсионный анализ показал, что полиномиальные модели правильно объясняют влияние изучаемых переменных на константы сушки и способность к регидратации, хотя наблюдалось значительное отсутствие соответствия. На константы сушки модели Пейджа и экспоненциальной модели больше всего влияли уровень мощности и толщина.

Графики поверхности отклика показали, что более высокие константы сушки были получены при более высоком уровне мощности и меньшей толщине образца. С другой стороны, на регидратацию больше всего влияли давление и толщина системы: более высокий вакуум и более тонкие срезы обеспечивали лучшую регидратацию. Кроме того, кривые регидратации показали, что лучше регидратировались грибы, высушенные методом MVD при высоких уровнях мощности и высоком вакууме. Наконец, микрофотографии подтвердили, что грибы, высушенные методом MVD, имеют более сохранившуюся и пористую структуру, чем грибы, высушенные горячим воздухом, особенно в более высоком вакууме. В заключение, MVD показал себя пригодным для получения сушеных грибов за приемлемое время сушки и с хорошими характеристиками регидратации, особенно при сочетании высокого уровня мощности, низкого давления в системе и малой толщины образца.

Ли и др. сравнили влияние лиофилизации и микроволново-вакуумной/вакуумной сушки (МВД/ВД) на содержание аллицина, цвет, микроструктуру и другие свойства ломтиков чеснока. Аллицин представляет собой функциональное соединение, которое образуется в результате катализирующего действия фермента аллииназы на аллиин при разрушении ткани чеснока. Кроме того, ломтики чеснока, полученные с помощью MVD/VD, микроинкапсулировали и подвергали расщеплению in vitro. Целью исследования было оценить, способна ли микрокапсуляция защитить фермент аллииназу при переваривании в желудке. Лиофилизацию проводили при температуре нагревательной пластины 45°С и абсолютном давлении 10 Па. МВД проводили при уровнях мощности от 94,0 до 376,1 Вт и времени от 3 до 15 мин до достижения влажности продукта 15 %. Предварительные испытания с изменением давления МВД показали, что выше 6 кПа температура кипения воды превышает допустимую аллииназой. Затем давление МВД фиксировали на уровне 6 кПа. За MVD следовали VD при 40°C и 4 кПа до тех пор, пока содержание влаги в продукте не достигло менее 5%. Целью было использовать ВД в конце процесса сушки, чтобы избежать перегрева продукта и последующего разрушения аллииназы. Методику поверхности отклика использовали для оптимизации MVD в зависимости от содержания тиосульфинатов, основным соединением которых является аллицин. Оптимальными условиями MVD с точки зрения времени/уровня мощности были: 3 минуты/376,1 Вт, затем 3 минуты/282,1 Вт, затем 9 минут/188,0 Вт и, наконец, 3 минуты/94,0 Вт. Такие условия обеспечивали удерживание тиосульфинатов 90,2%. Считалось, что поздняя ВД не разрушает какие-либо тиосульфинаты. По сравнению с сушкой вымораживанием, MVD/VD дает высушенный чеснок примерно такого же цвета и удерживает тиосульфинаты, с преимуществом в виде гораздо более высоких скоростей сушки. Микрофотографии показали, что микрокапсулирование прошло успешно, в результате чего были получены непрерывные и гладкие гранулы чесночного порошка. Измерение содержания тиосульфинатов после воздействия чесночного порошка на желудочный сок подтвердило, что процесс микрокапсулирования способен защитить аллииназу (удержание тиосульфинатов > 98%). Высвобождение тиосульфинатов в моделируемой кишечной среде подчинялось кинетике нулевого порядка, а затем двум кинетикам первого порядка. Таким образом, исследование показало, что с помощью МВД/ВД можно получить чесночный порошок с высоким содержанием функциональных соединений. Конечный продукт MVD/VD имел качество, аналогичное качеству лиофилизированного продукта.

Панявонг и Девахастин выяснили кинетику сушки и изучили степень и характер усадки кубиков моркови, подвергнутых LPSSD и вакуумной сушке при различных температурах. Оба метода сушки проводились при 60, 70 и 80 °C и давлении 7 кПа до тех пор, пока содержание влаги в образце не достигало 0,07 кг/кг (сухое вещество). Степень усадки выражали как безразмерный объем, т. е. отношение объема образца в любой момент времени к исходному объему образца. Характер усадки был выражен как коэффициент формы Хейвуда [44], который представляет собой отношение объема к эквивалентному диаметру проекционной площади куба. Результаты подтвердили, что чем выше температура, тем выше скорость сушки, как и ожидалось. LPSSD показал более низкую скорость сушки, чем вакуумная сушка, для всех протестированных температур. Было обнаружено, что безразмерный объем уменьшается со временем, подтверждая, что объем образца уменьшается со временем, т.е. степень усадки увеличивается. При всех способах и температурах сушки степень усадки носила второй порядок.

Сравнивая два метода с точки зрения изменения степени усадки при сушке, авторы пришли к выводу, что: на начальных этапах сушки усадка моркови, подвергнутой LPSSD, была меньше, чем при вакуумной сушке, а в конце сушки это поведение, вероятно, инвертировалось. из-за цементации в конце вакуумной сушки. Степень усадки при 60 °С существенно отличалась от таковой при 70 или 80 °С как для ЛПССД, так и для вакуумной сушки. Однако степень усадки не различалась для разных методов сушки. Что касается характера усадки, то было замечено, что значение коэффициента формы Хейвуда мало менялось на начальных стадиях сушки, а затем уменьшалось. Первые этапы, отнесенные к периоду равномерной деформации, были более длительными при более низких температурах сушки, что позволяет предположить, что использование более низких температур сушки приводит к лучшему или более длительному сохранению формы изделия. Кроме того, период равномерной деформации был более длительным для LPSSD, чем для вакуумной сушки, из-за более медленных скоростей сушки в первом. Наклоны периода неравномерной деформации, которые рассматривались как скорость деформации, были выше для более высоких температур, а также выше для вакуумной сушки по сравнению с LPSSD. В заключение следует отметить, что хотя степень усадки не различалась при разных методах сушки, характер усадки в этом смысле был разным. При вакуумной сушке морковь усыхала быстрее и менее равномерно, чем при LPSSD.

Томкапанич и др. изучали эффект периодического (прерывистого) отключения тепла или источника вакуума во время сушки перегретым паром низкого давления (LPSSD) и вакуумной сушки банановых чипсов. Характеристики процесса и качество конечного продукта анализировались после прерывистости нагрева или вакуума. Что касается непрерывных процессов, эти авторы обнаружили, что LPSSD занимает больше времени, чем вакуумная сушка, особенно при более низких температурах процесса. Во время LPSSD с прерывистым нагревом наблюдались несколько более высокие скорости сушки по сравнению с непрерывным LPSSD. Этот эффект был более выражен при более высоких температурах (90 °C). С другой стороны, в случае периодической вакуумной сушки скорости сушки были ниже, чем при непрерывной вакуумной сушке. Для прерывистого вакуумного процесса оба изученных метода показали более высокие скорости сушки по сравнению с непрерывными процессами. Такое поведение было объяснено образованием сети взаимосвязанных пор в результате снижения давления, которое происходит во время периодической вакуумной сушки, что обеспечивает более свободную диффузию влаги. Что касается экономии энергии, LPSSD с прерывистым нагревом сэкономил больше энергии, чем вакуумная сушка с прерывистым нагревом для всех изученных температур. Однако в случае прерывистого вакуумного процесса было замечено, что экономия энергии в случае LPSSD была аналогична той, которая наблюдалась во время вакуумной сушки. Качество сушеных банановых чипсов оценивали по следующим параметрам: цвет, текстура, усадка и содержание аскорбиновой кислоты. Было замечено, что первоначальный цвет бананов лучше сохранялся при использовании LPSSD периодического нагрева.

С другой стороны, использование прерывистого вакуума одинаково влияло на оба метода: поступление кислорода в сушильные камеры в период отключения приводило к ферментативному потемнению и, в конечном итоге, к снижению светлоты образцов. На текстуру сушеных бананов различные методы или температуры существенно не влияли, тогда как использование прерывистого вакуума приводило к повышению твердости. Аналогичным образом, различные методы не влияли на усадку, тогда как использование прерывистого вакуума приводило к более высокой усадке. Наконец, удержание аскорбиновой кислоты в бананах, высушенных обоими методами, было выше при прерывистом нагревании и ниже при прерывистом вакууме. В заключение, использование прерывистости тепла и вакуума во время LPSSD и вакуумной сушки привело к различным результатам. Примечательно, что этот новый подход приводит к экономии энергии и, в некоторых случаях, к повышению качества продукции.

Ягмаи и Дюранс оценили обеззараживающий эффект микроволново-вакуумной сушки отдельно или в сочетании с атмосферной микроволновой сушкой на моркови и петрушке. Также была рассчитана кинетика сушки. Микроволново-вакуумную сушку проводили при давлении 8–15 кПа и уровне мощности/времени сушки 1,8 кВт/58 мин для моркови или 1,5 кВт/20 мин для петрушки. Гибридный метод заключался в запуске сушки (только моркови) при атмосферном давлении и мощности СВЧ 1,8 кВт в течение 12 мин с последующим созданием в камере вакуума при 8–15 кПа в течение 45–48 мин при той же мощности СВЧ. Контейнер для продуктов, представляющий собой пластиковый цилиндр, вращался со скоростью 15 об/мин вокруг своей осевой оси. Во время сушки измеряли температуру поверхности образцов. Проведенные микробные подсчеты включали общее количество аэробов, плесени и дрожжей. Кинетика сушки обоих методов была примерно одинаковой. Как и ожидалось, более высокие температуры продукта способствовали более высокому уменьшению микробов. В этом смысле атмосферный микроволновый процесс нагревает продукт сильнее и, следовательно, убивает больше микроорганизмов. По окончании атмосферного микроволнового процесса температура продукта достигала 85 °С.

Исключением было количество плесневых грибов, которое уменьшалось в большей степени во время микроволново-вакуумной сушки, вероятно, из-за различной начальной микробной нагрузки и/или различий в видах плесени. Количество микробов постепенно уменьшалось по мере продвижения сушки в случае микроволново-вакуумного процесса. С другой стороны, атмосферный микроволновый процесс способствовал резкому уменьшению количества микробов. В целом, микробная нагрузка продуктов, высушенных микроволновой атмосферой/микроволновой вакуумной сушкой, была значительно ниже, чем у продуктов, высушенных в микроволновом вакууме. Это открытие привело к выводу, что начало процесса микроволново-вакуумной сушки при атмосферном давлении в течение нескольких минут работает как этап пастеризации, обеспечивая большую безопасность конечного продукта.

Асеведо и др. сравнили влияние различных процессов вакуумной сушки на микроструктуру ломтиков яблок и их связь с выбранными аспектами качества. Диски Apple сушили путем: сушки в вакууме при 50°C и абсолютном давлении 25 дюймов рт. ст., отдельно (VD) или в сочетании с предыдущим бланшированием в течение 3 минут в остром паре (B/VD); лиофилизация при температуре конденсатора -70 °C и абсолютном давлении 6 × 10-3 бар после медленного замораживания (SF/FD) или быстрого замораживания (FF/FD). Анализы сорбционной способности, микроструктуры, цвета, текстуры и изображения проводили в продукте сразу после высыхания, а также после хранения при температуре 70 °C, защищенном от потери воды, после уравновешивания до нескольких уровней относительной влажности. Кроме того, для сравнения использовался яблочный порошок.

Сорбционная способность образцов была сопоставимой, за исключением образцов FF/FD, которые демонстрировали повышенную сорбцию, особенно при относительной влажности выше 33%. Что касается структурных изменений во время сушки, то яблоки, высушенные в вакууме, подверглись более серьезному разрушению клеток по сравнению с яблоками, высушенными сублимацией. Среди лиофилизированных образцов образец FF/FD имел более сохранившуюся структуру, чем образец SF/FD. После хранения при 70°C в течение 36 часов все продукты претерпели дальнейшие структурные изменения. И снова степень структурной модификации была выше для образцов, высушенных в вакууме. Что касается цвета яблок, то более значительные изменения цвета наблюдались у яблок, высушенных в вакууме, причем эффект был ослаблен бланшированием. Замороженные образцы лучше сохраняли цвет, особенно яблоки FF/FD. Увеличение относительной влажности и увеличение времени хранения приводили к усилению изменения цвета.

Анализ текстуры показал, что твердость снижается с увеличением относительной влажности. Самыми твердыми оказались яблоки, высушенные в вакууме, из-за повышенной усушки. Подводя итог, можно сказать, что все методы сушки повлияли на микроструктуру яблок. Изменения микроструктуры повлияли на качество конечного продукта, поскольку в этом смысле вакуумная сушка уступала сублимационной. Бланширование позволило в некоторых отношениях улучшить качество продукта, высушенного в вакууме. Наконец, быстрое замораживание было лучше, чем медленное, с точки зрения качества лиофилизированного продукта.

Дэн и Чжао сравнили влияние инновационной осмотической предварительной обработки в сочетании с сушкой горячим воздухом и сублимационной сушкой на качество яблок. Осмотическая предварительная обработка заключалась в погружении в кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы и смеси лактата и глюконата кальция в сочетании с перемешиванием, ультразвуком или импульсным вакуумом. Последний заключается в помещении системы в вакуумную камеру и многократном применении вакуума в течение нескольких минут. Затем яблоки сушили горячим воздухом при температуре 55°С, скорости воздуха 3,86 м/с и относительной влажности воздуха 20 %; и лиофилизацию при начальной температуре образца около -45°С и абсолютном давлении 13,3 Па, чтобы высушить яблоки до температуры стеклования (-45°С). Конечные продукты оценивали по температуре стеклования, текстуре, усадке, регидратации, цвету, микроструктуре, профилю поглощения кальция, активности воды и содержанию влаги. Результаты показали, что предварительная обработка ультразвуком привела к более низким значениям содержания влаги/активности воды и более высоким значениям температуры стеклования. Импульсный вакуум способствовал тому же эффекту, но с меньшей интенсивностью.

Поскольку температура стеклования отражает стабильность продукта, более высокие значения этого параметра связаны с более высоким сроком хранения. В этом смысле яблоки, высушенные горячим воздухом, кажутся более стабильными, чем сублимированные. Что касается текстуры, то сушка на воздухе позволила получить продукты более высокой твердости и хрусткости. Тем не менее, продукт, высушенный на воздухе, сжимался сильнее и регидратировался хуже, чем продукт, высушенный сублимацией. Ультразвук привел к повышению твердости лиофилизированного продукта, а импульсный вакуум привел к более высокой усадке высушенного на воздухе продукта. Что касается микроструктуры, то лиофилизированные яблоки имели больше пор, чем яблоки, высушенные горячим воздухом, хотя в обоих случаях наблюдалось структурное разрушение. Различные предварительные обработки мало влияли на цвет, в то время как методы сушки заметно влияли на цвет, причем сушка на воздухе способствовала большему потемнению, чем сушка вымораживанием. Тем не менее оба сушеных продукта оказались легче необработанных яблок. Было обнаружено, что кальций хорошо распределен по образцам, а это означает, что кальций, содержащийся в осмотическом растворе, пропитывается яблоками. В заключение авторы сообщили, что осмотическая предварительная обработка в сочетании с ультразвуком и импульсным вакуумом перед сушкой в ​​некоторых случаях дает яблоки лучшего качества, но необходимо провести дальнейшие исследования для оптимизации условий предварительной обработки. И снова сублимационная сушка позволила получить продукт лучшего качества, чем воздушная сушка, за исключением хрустящей корочки и срока годности.

Хиранварачат и др. изучали кинетику сушки, изменение температуры продукта и содержания β-каротина, а также образование 13-цис-β-каротина при сушке горячим воздухом, вакуумной сушке и сушке перегретым паром низкого давления (СППСД) моркови. Основными задачами было исследование степени термической деградации β-каротина и превращения встречающегося в природе полностью транс-β-каротина в 13-цис-β-каротин путем изомеризации во время сушки, связанной со снижением антиоксидантной активности. Антиоксидантную способность продукта измеряли во время сушки по методике TEAC. Все методы сушки проводились при температуре 60, 70 и 80 °С. Используемое давление составляло либо 7 кПа в случае вакуумной сушки и LPSSD, либо атмосферное давление в случае сушки горячим воздухом. Для последнего скорость воздуха была зафиксирована на уровне 0,8 м/с. Кубики моркови высушивали до влажности 0,1 кг/кг (с.б.). Результаты показали, что чем выше температура сушки, тем выше скорость сушки, как и ожидалось. Вакуумная сушка дала более высокие скорости сушки, чем сушка горячим воздухом и LPSSD, хотя такая разница была менее заметной при более высоких температурах сушки.

Температура продукта повышалась от температуры окружающей среды до температуры, установленной для каждого процесса. Температурные кривые продукта были полезны для корреляции с сохранением β-каротина. На удержание β-каротина заметное влияние оказывают три момента: когда морковь достигает температуры активации липоксигеназы (45–60 °С), в случае сушки горячим воздухом, поскольку этот фермент катализирует аэробное окисление β-каротина; выше 60 °C в случае вакуумной сушки из-за термического разложения β-каротина; и после 120 минут сушки, в случае LPSSD, наблюдалось значительное повышение температуры продукта, особенно при температурах сушки 70 и 80 °C, что способствовало термическому разложению продукта. Что касается образования 13-цис-β-каротина, было замечено, что изменения температуры сушки или способа сушки не оказали большого влияния. Доля цис/транс-β-каротина колебалась примерно от 0,01 до 0,1. Что касается антиоксидантной активности продукта, то по мере продвижения сушки горячим воздухом наблюдалось непрерывное снижение этого показателя, причем этот эффект более выражен при более высоких температурах сушки. В случае вакуумной сушки и ЛПССД снижение антиоксидантной активности наблюдалось при достижении влажности продукта 1 кг/кг и 2 кг/кг (с.в.) соответственно. Сравнивая три метода, те, которые использовали вакуум, дали конечные продукты с более высокой антиоксидантной активностью, чем сушка горячим воздухом. В целом, термическая деградация β-каротина оказалась более значительной, чем деградация изомеризации. Кроме того, LPSSD при 60 °C обеспечил сушеную морковь самым высоким содержанием β-каротина и самой высокой антиоксидантной способностью среди изученных методов и условий сушки.

Сушку листьев капусты изучал Алибас путем проведения сушки горячим воздухом, микроволновой сушки и вакуумной сушки в контролируемых условиях. Оценивали влияние сушки на влажность, содержание аскорбиновой кислоты и цвет. Сушку горячим воздухом проводили при скорости воздуха 1 м/с и температуре от 50 до 175°С. Микроволновая сушка проводилась при уровне мощности от 350 до 1000 Вт. Вакуумная сушка проводилась при давлении от 0,4 до 100 мм рт. ст. и температуре 50 или 75 °С. Влажность листьев капусты во всех случаях снижалась до 0,1 кг/кг (сухого вещества). Результаты показали, что для сушки 25 г листьев микроволновая сушка занимает от 2,5 до 7,5 минут. Более высокие уровни мощности привели к сокращению времени сушки. Скорость микроволновой сушки снижалась по мере продвижения сушки за счет удаления воды, поскольку микроволны воздействуют непосредственно на молекулы воды. Сушка горячим воздухом занимала от 8 до 210 мин для сушки 25 г листьев. Более высокие температуры воздуха привели к сокращению времени высыхания. Скорость сушки горячим воздухом уменьшалась по мере продвижения сушки, поскольку остаточную связанную воду сложнее удалить.

На кинетику вакуумной сушки влияли изменения температуры и давления процесса. Время сушки варьировалось от 35 минут (75 °C/0,4 мм рт. ст.) до 195 минут (50 °C/100 мм рт. ст.). Скорость вакуумной сушки также снижалась с увеличением времени сушки по той же причине, что и для сушки горячим воздухом. Сравнивая три метода, микроволновая сушка дала самые высокие скорости сушки, а сушка горячим воздухом — самую низкую. Все кинетики сушки хорошо соответствовали модели Пейджа (уравнение 10 в главе «Исследования по традиционной вакуумной сушке пищевых продуктов») с более высокими константами сушки (k) для микроволнового процесса, как и ожидалось. Что касается удержания аскорбиновой кислоты, наилучшие результаты были получены при микроволновой сушке при мощности 750 Вт, за которой следовала вакуумная сушка при 75 °C/0,4 мм рт. ст. и, наконец, сушка на воздухе при 50 °C. Результаты по сохранению цвета, выраженные в виде отличия от цвета свежей капусты, были аналогичны результатам по содержанию аскорбиновой кислоты. Подводя итог, можно сказать, что микроволновая сушка при мощности 750 Вт признана лучшим процессом для получения высококачественных сушеных листьев капусты за короткое время сушки.

Рахман и др. сравнили влияние различных методов и условий сушки на аллициновый потенциал чеснока. Аллицин — это биологически активное соединение, которое, как полагают, обладает, среди прочего, противомикробной и противораковой активностью. Сравнивали три процесса: сушку на воздухе, сушку в вакууме при давлении 80 кПа и сушку в атмосфере азота. Было замечено, что вакуумная сушка при 50 и 60 °С вызывала наименьшую потерю потенциала аллицина, аналогично сушке на воздухе при 50 °С и сушке в атмосфере азота при 40 °С. Что касается скорости сушки, то вакуумная сушка привела к промежуточным значениям, т.е. ниже, чем полученные при сушке на воздухе, но выше, чем при сушке в атмосфере азота при той же температуре. Что касается эффективной диффузии влаги, вакуумная сушка имела более низкие значения, чем сушка на воздухе, когда температура сушки составляла 50 °C, но более высокие значения для 60 и 90 °C.

Хоссейн и др. изучили влияние трех способов сушки на содержание общих и отдельных фенолов и антиоксидантную активность шести ароматических трав. Сушку на воздухе проводили при температуре окружающей среды (~14 °С) в темном и проветриваемом помещении в течение 3 недель. Вакуумную сушку проводили при 70°С и вакууме 600 мбар в течение 16 часов. Лиофилизацию проводили при температуре конденсатора -54°С и давлении 0,064 мбар в течение 72 часов. Все высушенные образцы, а также свежие образцы хранились замороженными при температуре -20°C в вакуумных пакетах. Травы включали розмарин, орегано, майоран, шалфей, базилик и тимьян. Образцы, высушенные на воздухе, имели самое высокое общее содержание фенолов, за ними следовали образцы, высушенные в вакууме, лиофилизированные и свежие образцы. Для некоторых трав общее содержание фенолов в образцах, высушенных в вакууме и лиофилизированных, было статистически одинаковым. Время хранения не оказало влияния на общее содержание фенолов в сушеных травах.

С другой стороны, в свежих травах наблюдалось увеличение содержания фенолов, что было связано с травмой от переохлаждения. Исключением в данном случае был тимьян, поскольку он имеет древесную структуру, не подверженную повреждениям от охлаждения. Что касается антиоксидантной способности, измеренной методами FRAP и ORAC, наблюдались результаты, примерно аналогичные тем, которые были получены при оценке общего фенола. Анализ розмариновой кислоты показал, что наибольшее количество этого антиоксидантного соединения сохраняется в высушенных на воздухе образцах, за которыми следуют вакуумно-сухие, лиофилизированные и свежие образцы. Хорошие корреляции были установлены между: общим содержанием фенолов и антиоксидантной способностью, измеренной методом FRAP (0,921); общее содержание фенольных смол и антиоксидантная способность, измеренные методом ORAC (0,672); антиоксидантная способность, измеренная методом FRAP, и антиоксидантная способность, измеренная методом ORAC (0,806). Подводя итог, сушка трав повышает экстрагируемость фенольных соединений, обладающих антиоксидантными свойствами. В этом контексте методы вакуумной сушки позволили получить продукцию хорошего качества за относительно короткое время.

Пурнама и др. сравнили влияние сушки горячим воздухом, микроволново-вакуумной сушки и сублимационной сушки на качество измельченных корней женьшеня. Сушку горячим воздухом проводили при температуре 38°С в течение 12 часов. СВЧ-вакуумную сушку проводили при мощности 0,8, 1,3 и 1,8 кВт в течение 26, 12 и 10 мин соответственно при давлении 43,7 мм рт. ст. Лиофилизацию проводили при температуре конденсатора -50 °С и давлении 0,2 мм рт. ст. в течение 4–7 дней. Качество выражали как содержание влаги в конечном продукте, активность воды, внешний вид, общую пористость/размер пор и содержание общего и отдельных гинсенозидов. Это биологически активные соединения женьшеня. Результаты показали, что лиофилизированный продукт имел самое низкое содержание влаги и активность воды, в то время как образцы, высушенные другими методами, показали примерно аналогичные результаты по этим параметрам. Визуально сушка горячим воздухом привела к потемнению и сморщению продукта, тогда как сублимационная сушка и микроволновая вакуумная сушка позволили получить продукты более естественного вида. Общая пористость была значительно выше у лиофилизированного продукта (77,15 %), чем у высушенного на воздухе (31,08 %), в то время как женьшень, высушенный микроволновой и вакуумной сушкой, имел промежуточную пористость (37,89–41,14 %). Кроме того, лиофилизация привела к образованию большего количества крупных пор (>1,5 мкм).

Что касается удержания биологически активных соединений, то при воздушной сушке сохраняется значительно меньше гинсенозидов, чем при других методах. Фактически, микроволново-вакуумная сушка при мощности 1,8 кВт способствовала наибольшему сохранению общего количества гинсенозидов. Отдельные гинзенозиды также оценивали в конечном продукте. Результаты показали, что, вообще говоря, содержание отдельных гинсенозидов не отличалось от одного лечения к другому. Исключение составили гинсенозиды Rg1 и Rb1 с микроволново-вакуумной сушкой при мощности 1,3 кВт и сушкой горячим воздухом, способствующей наибольшему разрушению этих соединений соответственно. В целом, микроволново-вакуумная сушка при высокой мощности (1,8 кВт) позволила получить высушенный женьшень с относительно высокой пористостью (41,14 %), хорошим внешним видом и содержанием биологически активных соединений несколько выше (~33 мг гинсенозидов/г сухого женьшеня), чем в лиофилизированном женьшене. продукт, преимуществом которого является более короткое время высыхания.

Ян и др. сравнили влияние различных процессов микроволновой сушки на качество и технические аспекты моркови. Образцы получали путем нарезки кубиками и бланширования моркови в горячей воде. Сушилка с фонтанным слоем с микроволновым усилением работала с принудительной подачей воздуха при температуре 50 °C и плотности микроволновой мощности 2,0 Вт/г или 3,5 Вт/г (по массе). Вакуумная сушилка с микроволновым приводом работала при абсолютном давлении 5 кПа, плотности микроволновой мощности 2,4 Вт/г (в.б.) и скорости вращения поворотного стола 5 об/мин. Сублимационная сушилка с микроволновым излучением (рис. 2) работала при плотности микроволновой мощности 2,0 Вт/г, абсолютном давлении 100 Па и температуре конденсатора (холодной ловушки) -40 °C. Образцы оценивали на влажность, содержание β-каротина и витамина С, а также степень регидратации, цвет и сенсорные характеристики. Процессы сушки оценивались по энергопотреблению, выраженному как расход электроэнергии на килограмм испаряемой воды. Все образцы были высушены до влажности 8 % (в.в.). Было замечено, что самые высокие скорости сушки были получены при сушке в фонтанном слое с использованием микроволнового излучения при более высоком уровне мощности, тогда как самые низкие скорости сушки были получены при сушке вымораживанием с использованием микроволнового излучения. Что касается способности к регидратации, продукт, подвергнутый сублимационной сушке микроволновой сушкой, продемонстрировал наилучшие характеристики, будучи очень похожим на эталонный образец, который подвергался обычной сублимационной сушке.

С другой стороны, другие испытанные методы позволили получить продукты, регидратационная способность которых аналогична друг другу и значительно уступает продукту, полученному методом микроволновой сублимационной сушки. С точки зрения изменений L*, a* и b* на цвет сушеной моркови меньше влияли микроволновая лиофилизация и микроволновая вакуумная сушка, чем микроволновая обработка распыленным слоем. Тем не менее, сушка в фонтанном слое с использованием микроволнового излучения не привела к образованию обугленных образцов, в то время как микроволновая сублимационная сушка и микроволновая вакуумная сушка дали примерно 1 и 6 % обугленных образцов соответственно. β-каротин и витамин С значительно лучше сохранялись при сублимационной сушке продукта по сравнению с другими методами. Сенсорные оценки показали, что лиофилизированная морковь имела лучший внешний вид и текстуру, а показатели цвета и вкуса были статистически одинаковыми для всех методов сушки. В целом все образцы были хорошо приняты сенсорной комиссией. Наконец, потребление энергии при микроволновой сублимационной сушке было значительно выше по сравнению с другими методами. В заключение следует отметить, что микроволновая сублимационная сушка имеет те же преимущества и недостатки, что и обычная сублимационная сушка, то есть высокое качество продукта и низкая энергоэффективность. Микроволновая вакуумная сушка и микроволновая сушка в фонтанном слое продемонстрировали преимущества в отношении энергетических аспектов и сильные/слабые стороны в отношении качества продукции.

Антал и др. исследовали влияние сушки горячим воздухом и сублимационной сушки на содержание влаги, летучих соединений и степень регидратации листьев мяты колосистой. Условия сушки: температура воздуха 43 °С, относительная влажность воздуха 11–48 % и скорость воздуха 0,5 м/с для сушки горячим воздухом; и температура нагревательной пластины 17 °C, температура конденсатора -55 °C и давление 10–30 Па или 150–250 Па. Кривые сушки предварительно аппроксимировались моделями Льюиса, Пейджа, полинома третьей степени и сигмовидной модели. Было замечено, что сушка горячим воздухом дает более высокие скорости, чем сушка вымораживанием. Кроме того, снижение давления привело к более высокой скорости лиофилизации. Кривая скорости сушки показала, что лиофилизация начиналась с низких скоростей, достигала максимальной скорости примерно в середине процесса и затем снижалась. Все протестированные модели хорошо соответствовали кинетике сушки.

Что касается концентрации летучих соединений в высушенном продукте, то сушка горячим воздухом приводила к обширному разрушению летучих веществ. Сушка вымораживанием очень хорошо сохраняет летучие вещества, особенно при высоком давлении. Было продемонстрировано, что высокий вакуум помогает эфирным маслам выйти из листьев. Было показано, что регидратация высушенных листьев в воде вначале происходит очень быстро, а затем медленно. Кривые регидратации хорошо аппроксимировались двухчленной экспоненциальной моделью. Продукты, высушенные сублимацией, регидратируются гораздо лучше, чем продукты, высушенные горячим воздухом. Кроме того, повышение температуры регидратационной воды с 35 до 75 °C улучшило регидратацию. В заключение авторы рекомендовали лиофилизацию при не слишком низком давлении для получения высококачественных сушеных листьев мяты колосистой.

Хуанг и др. исследовали, как различные методы сушки влияют на качество реструктурированных чипсов из яблок и картофеля. Использовали следующие методы сушки: микроволновая сублимационная сушка (МФД), сублимационная сушка (ФД), микроволновая вакуумная сушка (МВД) и вакуумная сушка (ВД). Условия процесса были следующими: 100 Па, температура конденсатора -40 °C, температура поверхности продукта 50 °C и удельная мощность 1,6 Вт/г для МФД; 100 Па, температура конденсатора −40 °C и температура нагревательной пластины 50 °C для FD; плотность мощности СВЧ 4 Вт/г и давление 25 кПа до достижения влажности продукта 40 %, снижающейся до 5 кПа до окончания сушки для МВД; 50 °C и та же комбинация давлений, что и для MVD, и для VD. Щепу ​​толщиной 3 мм сушили до достижения влажности 6 % (по массе). Предварительные испытания показали, что оптимальное соотношение картофеля и яблок составляет 65:35 (по массе). Кривые сушки показали, что MVD дает самую высокую скорость сушки, за ней следуют MFD, FD и VD. Анализ текстуры показал, что самые хрустящие чипсы — у производства VMD, а самые жесткие — у VD. По насыпной плотности лучшими были образцы ФД, т.е. с наименьшей насыпной плотностью, а наихудшими, т.е. наиболее плотными, были образцы ВД.

Витамин С более сохранялся в образцах МФД и более разрушался в образцах ВД. Что касается цвета, чипы MFD и FD были светлее чипов MVD и VD. С другой стороны, чипы MVD и VD желательно были более желтыми. Однако чипы VD стали коричневыми, что обозначено положительными значениями a*. Сенсорная оценка показала, что чипы MFD имеют наилучшее качество, за ними следуют FD, MVD и VD. Тем не менее, чипы VD не набрали минимально приемлемого балла. Чипы MFD продемонстрировали лучшую регидратацию, за ними следовали FD, VMD и VD. Микрофотографии помогли объяснить результаты регидратации: хотя чипсы были изготовлены из паст, замораживание перед МФД и ФД приводило к образованию кристаллов льда, которые при сублимации создавали пористую структуру. Эта структура была явно сотовой в чипсах MFD, которые, следовательно, лучше регидратировались. В заключение, МФД дает чипы высокого качества, рекомендованные для производства продукции премиум-класса, поскольку это связано с высокими затратами. С другой стороны, МВД позволил получить чипы приемлемого качества по низкой цене, рекомендованные для крупносерийного производства.

Вашишт и др. изучали влияние различных условий сушки горячим воздухом, сублимационной сушки и вакуумной ленточной сушки на влажность, активность воды, содержание фенольных соединений и антиоксидантную активность выжимок винограда мускатного дерева. Процедуры сушки проводили при следующих условиях: сушка горячим воздухом при температуре 70–80 °С, скорости воздуха 0,2–0,6 м/с и времени 180–240 мин; лиофилизация при давлении 0,5 Па, температуре нагревательной пластины 30 °С и времени 14–16 ч; вакуумно-ленточная сушка при температуре 60–90 °С в первой зоне сушилки, 80–105 °С во второй зоне сушилки, 100–120 °С в третьей зоне сушилки и 100–120 °С в четвертая зона сушилки, общее время пребывания 60–90 мин и давление 3–5 кПа. В этой главе будет представлен пример оборудования для проведения вакуумной ленточной сушки. Толщина изделия составляла 2 или 4 мм. Результаты показали, что образцы толщиной 2 мм сушились с более высокой скоростью, чем образцы толщиной 4 мм.

Зависимость между содержанием влаги и активностью воды имела экспоненциальный характер для всех обработок и толщин. Содержание фенолов было статистически одинаковым для продуктов лиофилизации и вакуумной ленточной сушки, в то время как продукты, высушенные горячим воздухом, имели более низкие значения. Кроме того, фенольные соединения лучше сохранились в образцах диаметром 4 мм по сравнению с образцами диаметром 2 мм. Что касается антиоксидантной активности, измеренной методом FRAP, результаты сильно различались: при некоторых условиях сушки горячим воздухом были получены продукты с антиоксидантной активностью, аналогичной лиофилизированным и вакуумно-ленточным образцам. В целом, вакуумная ленточная сушка показала возможность получения продукта хорошего качества за приемлемое время сушки. Как и ожидалось, лиофилизированный продукт имел надлежащее качество, однако длительное время сушки, связанное с высокими затратами, затрудняет практическое использование этого метода.

Лю и др. изучили влияние микроволновой вакуумной сушки (MWVD), микроволновой сублимационной сушки (MWFD) и микроволновой сушки в фонтанном слое (MWSBD) на качество и энергетические аспекты сладкого картофеля с пурпурной мякотью. Такой овощ полезен для здоровья благодаря высокому содержанию антоцианов. Сначала сладкий картофель с пурпурной мякотью очищали, нарезали ломтиками толщиной 10 мм и готовили на пару в течение 10 минут. Затем их смешивали с другими ингредиентами и формовали цилиндрические гранулы перед сушкой. Эксперименты по сушке проводились следующим образом: MWVD при плотности мощности 4 Вт/г, абсолютном давлении 4,5 кПа и скорости вращения пластины 10 об/мин; MWFD при абсолютном давлении 100 Па, температуре нагревательной пластины 45 °C и температуре конденсатора -38 °C; и MWSBD при температуре воздуха 80 °С и плотности мощности 2,5 Вт/г. Продукт оценивали по содержанию влаги, цвету, уровню антоцианов, текстуре и органолептическим качествам. Процесс оценивался по энергопотреблению. Продукты сушили до конечного содержания влаги <6% (по массе). Результаты показали, что более быстрым процессом был MWSBD, за ним следовал MWVD и он был намного быстрее (в девять раз), чем MWFD. Исходный цвет лучше сохранялся при использовании MWFD и MWVD, тогда как MWSBD давал более жженый и менее фиолетовый продукт. Такие результаты были подтверждены количественным определением антоцианов, которое показало более низкие уровни этих пигментов в образце MWSBD.

Инструментальный анализ текстуры показал, что самым твердым оказался продукт, обработанный МВВД, а самым мягким – продукт, обработанный МВСБД. Сенсорное качество выражалось с точки зрения внешнего вида, хрусткости, цвета и вкуса. Продукт MWSBD имел лучший внешний вид и цвет, тогда как продукт MWFD имел лучшую хрусткость и вкус. Общие баллы были выше для продукта MWSBD, за ним следовали MWFD и MWVD, причем последний не достиг минимального уровня приемлемости. Наконец, потребление энергии было выше для MWFD, промежуточным для MWVD и ниже для MWSBD. Таким образом, эти авторы пришли к выводу, что MWSBD является реальным способом получения продуктов из сладкого картофеля с пурпурной мякотью, которые имеют такое же высокое качество, как и продукты, полученные с помощью MWFD, с преимуществом потребления гораздо меньшего количества энергии. Тем не менее, они отметили, что необходимо ввести какой-то контроль процесса, чтобы избежать обширного разрушения антоцианов во время MWSBD.

Сансирибхан и др. попытались обосновать использование показателей микроструктурных изменений для выражения качества структуры кубиков моркови при различных методах сушки. Сушку осуществляли: сушкой перегретым паром низкого давления (LPSSD) при температуре 60–80 °С и давлении 7 кПа; вакуумная сушка в тех же условиях, что и для ЛПССР, но без впрыска пара; и сушка горячим воздухом при температуре 60–80 °C и скорости воздуха 0,8 м/с. Микроструктурные изменения выражались в виде нормализованного изменения фрактальной размерности и нормализованного изменения диаметра клеток. В качестве показателей качества структуры использовали усадку и твердость. Также были построены кривые сушки. Морковь сушили до достижения содержания влаги 0,1 кг/кг (сухого сухого вещества). При сравнении кривых сушки, полученных для трех процессов, было замечено, что вакуумная сушка была быстрее, чем LPSSD и сушка горячим воздухом. Как и ожидалось, более высокие температуры сушки привели к сокращению времени сушки. Изменения фрактальной размерности и изменения диаметра клеток увеличивались по мере высыхания. Такие отношения хорошо объяснялись логарифмическими эмпирическими моделями.

При сопоставлении макро- и микроструктурных свойств было показано, что: чем больше усадка, тем выше изменения фрактальной размерности и диаметра клеток; и чем выше твердость, тем выше изменения фрактальной размерности и диаметра ячейки. Отношения между микроструктурными изменениями и изменениями усадки носили экспоненциальный характер. С другой стороны, взаимосвязь между микроструктурными изменениями и изменениями твердости имела логарифмический характер. Все корреляции дали высокие значения коэффициента корреляции, хотя для корреляции между изменениями диаметра клеток и усадкой были получены более низкие значения (r = 0,851). Таким образом, эти авторы пришли к выводу, что протестированные параметры микроструктуры, а именно нормированные изменения фрактальной размерности и нормированные изменения диаметра клеток, действительны для отражения изменений качества структуры моркови во время сушки при различных процессах и условиях, причем первые считаются лучшими, чем последний.

Сюй и Керр сравнили влияние непрерывной вакуумной сушки (CVD) и жарки во фритюре (DFF) на качественные характеристики кукурузных чипсов. Продукт представлял собой вареное тесто из кукурузы, соли и воды, раскатанное толщиной 1 или 3 мм и нарезанное кружками диаметром 7 см. CVD проводили в пилотной вакуумной ленточной сушилке непрерывного действия (рис. 3), установленной на температуру пластины 90 °C и абсолютное давление 3000 Па. Процесс CVD длился 75 мин. DFF проводили во фритюрнице из нержавеющей стали при температуре 180 °C. Процесс DFF длился от 45 до 120 с в зависимости от толщины изделия. Конечный продукт оценивали по содержанию масла, органолептическим свойствам, цвету и текстуре. Результаты показали, что содержание масла в чипсах CVD колебалось от 1,57 до 1,82 г масла/100 г, тогда как в чипсах DFF – от 33,37 до 34,80 г масла/100 г. Цвет лучше сохранился в чипах CVD, с более высокой яркостью (L*), более высокой красочностью (C*) и оттенком, более близким к чистому желтому, по сравнению с чипами DFF.

Предыдущий сенсорный анализ показал, что оба продукта вызывают хорошее намерение совершить покупку. Кроме того, содержание жира было параметром, который учитывали 71% участников дискуссии при покупке закуски. Тем не менее, последующая сенсорная оценка показала, что чипсы DFF понравились несколько больше, чем чипсы CVD. На самом деле, больше всего понравился чип DFF толщиной 1 мм. Хрусткость является ценным атрибутом закусок, поэтому авторы провели комплексный анализ текстуры своих чипсов. Сила разрушения, то есть максимальная сила, необходимая для разрушения образца, была выше у чипов CVD. Оценка текстуры также включала акустический анализ. В этом отношении чипы CVD показали большее количество звуковых пиков, более высокую общую звуковую энергию и более высокий процент звуков с частотой ниже 2500 Гц по сравнению с чипами DFF. Смысл этих результатов заключается в том, что, согласно акустическому анализу, чипы CVD оказались более четкими, чем чипы DFF. Тем не менее сенсорная оценка показала, что чипсы DFF ценятся выше, чем чипсы CVD, с точки зрения текстуры, возможно, потому, что четкость не является единственным атрибутом, определяющим приемлемость. Подводя итог, можно сказать, что непрерывная вакуумная сушка позволила получить кукурузные чипсы с хорошей потребительской приемлемостью, вероятно, благодаря сохраненному цвету и хрустящей текстуре. Самым большим преимуществом кукурузных чипсов, высушенных в вакууме, является их низкое содержание жира по сравнению с продуктами, обжаренными во фритюре.

Влияние различных методов сушки на состав эфирного масла тимьяна и другие показатели качества изучали Калн-Санчес и др. Растения тимьяна сушили либо методами: конвективной сушки (КД) при температуре 40–60 °С и скорости воздуха 0,8 м/с; вакуумно-микроволновая сушка (ВМС) при абсолютном давлении 4–6 кПа и уровне мощности СВЧ 240–480 Вт; конвективная предварительная сушка с последующей окончательной вакуумно-микроволновой сушкой (CPD-VMFD), при этом CPD выполняется при температуре 40–60 °C до содержания влаги 3 кг/кг (сухой слой) с последующей VMFD при 240–480 Вт; и лиофилизацию (FD) при абсолютном давлении 65 Па, температуре конденсатора -40 °C и температуре нагревательной пластины 30 °C. Результаты показали, что кинетика CD хорошо описывается двухчленной экспоненциальной моделью. Кинетика VMD хорошо описывалась линейной функцией (период постоянной скорости) в сочетании с экспоненциальной функцией (период падающей скорости). Как и ожидалось, использование более высоких температур воздуха и высоких уровней мощности привело к более высоким скоростям сушки.

Что касается состава летучих веществ в образцах свежего тимьяна, результаты показали, что наиболее распространенным соединением был тимол, за ним следовали γ-терпинен, п-цимен, кариофиллен и α-терпинен. Следовательно, именно они ответственны за аромат тимьяна. Что касается состава летучих веществ сушеного тимьяна, то CD вызывал наибольшую потерю летучих веществ, тогда как VMD сохранял летучие вещества наилучшим образом. Гибридный метод также дал многообещающие результаты, особенно когда за CPD следовал VMD при мощности 240 Вт. Потери летучих соединений усиливались при более высокой температуре воздуха и более высоком уровне мощности микроволнового излучения. Сенсорно-дескриптивный анализ дал результаты, которые в общих чертах подтверждают результаты, полученные для анализа летучих соединений. Другими словами, эксперты ощутили аромат, близкий к аромату свежего тимьяна, в образцах, высушенных ВМД на малой мощности, и в образцах, высушенных CPD-ВМФД при низких температурах воздуха и низких уровнях мощности. Подводя итог, эти авторы рекомендовали использовать CPD-VMFD при 40 ° C и мощности 240 Вт для получения сушеного тимьяна с лучшими ароматическими свойствами.

Влияние времени осмотической дегидратации (OD) на качество кубиков папайи, высушенных горячим воздухом (HA) и микроволновым вакуумом (MVD), было изучено Nimmanpipug et al. [26]. Папайя ценится во всем мире, и сушка — это способ придать ей уникальные вкусовые качества и продлить срок ее хранения. ГК сравнивали с MVD по цвету продукта, текстуре, способности к регидратации, температуре стеклования (Tg) и сенсорному восприятию. ОД проводили в 65% (мас./мас.) водном растворе сахарозы при 40°С и перемешивании со скоростью 40 об/мин в течение 1–4 часов. ГА проводили при температуре воздуха 70 °С и скорости воздуха 1 м/с. MVD выполняли при интенсивности мощности 3,75 Вт/г и давлении 13,33 кПа. Эффективные коэффициенты диффузии влаги рассчитывались с использованием второго закона диффузии Фика (уравнение 1 в главе «Исследования по традиционной вакуумной сушке пищевых продуктов»). Все продукты высушивались до достижения содержания влаги <0,2 кг/кг (сух.б.). Результаты показали, что OD снизил содержание влаги в папайе примерно до 4,51, 2,36, 1,53 и 1,22 кг/кг (сут.) после 1, 2, 3 и 4 часов обработки соответственно. Фактически, первые три часа оказали большее влияние на содержание влаги в продукте. Тем не менее, увеличение продолжительности ОД способствовало снижению эффективного коэффициента диффузии влаги (Deff). Значения Deff варьировали от 7,09 до 9,13 × 10–8 м2 с–1 для ГА и от 2,85 до 3,50 × 10–6 м2 с–1 для МВД. Было обнаружено, что цвет папайи, высушенной HA, был ближе к красному, тогда как цвет папайи, высушенной MVD, был ближе к оранжевому.

Сушка обоими методами уменьшила легкость обезвоженной папайи OD, вероятно, из-за деградации термолабильных пигментов и реакций потемнения. Образцы, высушенные MVD, были светлее, чем образцы, высушенные ГК, но менее насыщенными (более низкая C*). Использование OD увеличило Tg, что привело к получению более стабильных продуктов. Действительно, чем длиннее ОП, тем выше значение Tg. Что касается текстуры, продукт, высушенный HA, был тверже, чем продукт, высушенный MVD, вероятно, из-за усадки и цементации. В ходе обоих процессов наблюдался эффект упрочнения, который ослаблялся ОД. Уменьшение клейкости продукта также наблюдалось в обезвоженной папайе OD. Оба метода сушки приводили к снижению упругости, то есть эластичности. Что касается регидратации, то чем дольше OD, тем лучше и быстрее была регидратация сушеной папайи. При сравнении обоих методов выяснилось, что папайя, высушенная MVD, регидратируется лучше, чем высушенная HA. Наконец, анализ главных компонентов (PCA) показал, что высокие значения активности воды, светлоты, угла оттенка и упругости связаны с высококачественной сушеной папайей. С другой стороны, высокие значения твердости, клейкости, Tg и насыщенности связаны с сушеной папайей низкого качества. В общих чертах, MVD, которому предшествовала OD в течение 1–3 часов, обеспечивала сушеную папайю наилучшего качества.

Ван и др. сравнили влияние вакуумной сушки (ВД), микроволново-вакуумной сушки (МВД) и инновационной импульсной струйной микроволново-вакуумной сушки (ПСМВД) на показатели качества ломтиков стеблей салата. Анализ равномерности сушки и некоторых характеристик сушки проводился только для МВД и ПСМВД. С другой стороны, при оценке качества сушеных продуктов участвовали ВД, МВД и ПСМВД. ПСМВД проводили при температуре воздуха 20 °С, относительной влажности воздуха 30 %, скорости воздуха 3,5 м/с, абсолютном давлении 7–10 кПа и уровне мощности 480 Вт. МВД проводили при абсолютном давлении 7 кПа и мощности 480 Вт. Магнетроны работали на частоте 2450 МГц. ВД проводили при абсолютном давлении 7 кПа и температуре 60 °С. Все образцы были высушены до конечного содержания влаги 6,5% в пересчете на сырую основу. Результаты показали, что для сушки тех же 200 г образца ПСМВД потребовалось 60 минут, а МВД — примерно 120 минут. Кривые температуры продукта показали, что температура срезов, расположенных в центре и на периферии камеры, увеличивалась на начальных этапах и достигала плато в конце, в отличие от того, что наблюдалось в предыдущих исследованиях.

Анализ распределения температуры показал, что образцы, высушенные MVD, расположенные в центре поворотного стола, сильно отличаются от образцов, расположенных на периферии. В ПСМВД этого не наблюдалось. Содержание влаги в продукте, измеренное в двенадцати различных ломтиках, значительно варьировалось от одного ломтика к другому во время MVD, при этом центральные ломтики содержали больше влаги, чем периферийные ломтики. Такой эффект был значительно ослаблен во время ПСМВД. Цвет продукта, высушенного МВД, также был менее однородным по сравнению с продуктом, высушенным ПСМВД. При сравнении цвета свежих, сушеных продуктов ПСМВД, МВД и ВД светлота увеличивалась именно в этом порядке. Отрицательные значения a* и положительные значения b* указывали на то, что продукт был зеленого и желтого цвета. Что касается общего отличия цвета от свежего продукта, лучшие результаты были получены при использовании PSMVD, за которым следовал MVD. Что касается усадки, PSMVD и MVD дали аналогичные результаты. Микроструктуру ломтиков стеблей салата, высушенных методами ПСМВД, МВД и ВД, сравнивали с микроструктурой лиофилизированных образцов. Было замечено, что три изученных метода способствовали большей усадке, чем сушка вымораживанием, о чем свидетельствуют тесно связанные клетки. Кажущаяся относительная плотность была выше для продуктов, высушенных PSMVD, и ниже для продуктов, высушенных MVD. Регидратационная способность была выше у продуктов, высушенных ВД, и ниже у продуктов, высушенных МВД. Твердость регидратированного продукта была выше для образцов, высушенных PSMVD, что указывает на более эластичное поведение, тогда как более низкие значения этого параметра наблюдались для образцов, высушенных MVD, что предполагает более мягкую текстуру.

В заключение отметим, что новый процесс, названный импульсно-струйной микроволново-вакуумной сушкой, имеет множество преимуществ по сравнению с существующими методами с точки зрения времени сушки, однородности сушки и качества продукции. Сушку яблок, пропитанных вакуумом, сравнительно изучали Schulze et al. [34]. Перед всеми обработками яблоки очищали и нарезали ломтиками. Затем проводили процесс вакуумной пропитки путем погружения ломтиков в яблочный сок, обогащенный флавоноидами, содержащийся в реципиенте, помещенном в вакуумную камеру при давлении 10 кПа, на 5 мин при комнатной температуре. За этой процедурой следовала сушка: микроволновая вакуумная сушка при давлении 2 кПа и уровнях мощности/времени 500 Вт/25 мин, затем 0 Вт/5 мин, затем 1000 Вт/1 мин и, наконец, 80 Вт/до тех пор, пока не окончание процесса (общее время сушки 130 мин); лиофилизация при неопределенных условиях процесса в течение 72 часов; и сушка горячим воздухом при температуре 50°С в течение 14 часов. Было замечено, что яблоки, высушенные горячим воздухом, имели сильное потемнение и большую усадку, тогда как лиофилизированные яблоки имели низкую усадку и низкую усадку.

Образцы, высушенные в микроволновой печи в вакууме, показали высокую усадку, но незначительное потемнение. Лиофилизированные образцы имели наименьшее содержание влаги и активности воды, тогда как высушенные горячим воздухом образцы имели самые высокие значения этих показателей. Что касается сохранения биоактивных соединений, то есть производных кверцетина, то лиофилизация и микроволновая вакуумная сушка привели примерно к одинаковым результатам, тогда как сушка горячим воздухом разрушала эти соединения в большей степени. Цвет образцов, высушенных горячим воздухом, был значительно ухудшен, в то время как другие сушеные яблоки имели более естественный цвет. Объемная плотность была высокой у яблок, высушенных горячим воздухом и микроволновой вакуумной сушкой, тогда как у лиофилизированных яблок наблюдалась низкая объемная плотность. Наконец, хранение при 20 °C в течение 12 месяцев существенно не повлияло на содержание производного кверцетина в продукте. Подводя итог, можно сказать, что микроволновая вакуумная сушка обеспечила интересный баланс между временем сушки и качеством продукта, в то время как сублимационная сушка имела недостаток, заключающийся в увеличении времени сушки, а сушка горячим воздухом имела недостаток в виде низко