ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΙΙ ΘΕΜΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΛΑΤΙΣΗ ΤΩΝ ΨΑΡΙΩΝ

Transcript

1 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΙΙ ΘΕΜΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΛΑΤΙΣΗ ΤΩΝ ΨΑΡΙΩΝ

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ...1 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ...2 ΣΥΖΗΤΗΣΗ...5 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...6 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ...7 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ...8

3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στο πείραμά μας μελετήθηκε η κινητική της αλατίσεως στα ψάρια, μέσω της εξέτασης, της διείσδυσης του άλατος, εντός των ιστών, καθώς και της απώλειας ή αύξησης βάρους αυτών. Επίσης προσδιορίστηκε ο συντελεστής διαχύσεως. Μετά την πειραματική διαδικασία και την απαραίτητη συζήτηση, βρέθηκε ότι, η αρχική απώλεια βάρους του ψαριού οφείλεται σε οσμωτικά φαινόμενα και η απορρόφηση νερού από την άλμη σταματά όταν διογκωθούν οι ιστοί του ψαριού. Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 1

4 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Στις επόμενες σελίδες καταγράφονται αναλυτικά όλα τα πειραματικά αποτελέσματα, μαζί με τους απαραίτητους πίνακες και διαγράμματα. Οι τιμές υγρασίας και περιεκτικότητας άλατος του νωπού ψαριού (αρχικά) ήταν αντίστοιχα, 87,5% και 0,5%. Από το πείραμα λάβαμε τις τιμές του παρακάτω πίνακα : Πίνακας δειγμάτων ψαριού Δείγμα Βάρος (g) Διαστάσεις (cm) Μήκος Πλάτος Ύψος Επιφάνεια (cm 2 ) ,2 4,5 1,6 90, ,5 5,0 1,0 100, ,5 4,5 1,7 95, ,8 4,5 1,1 97, ,8 4,3 1,2 96,12 Συνολικό βάρος 167 Συνολική επιφάνεια 479,32 Πίνακας 1 Γνωρίζοντας το συνολικό βάρος του ψαριού, παρασκευάσαμε άλμη πενταπλάσιου βάρους 20Be, για την οποία ίσχυαν τα παρακάτω : Συνολικό βάρος (ψαριού) : 167g Βάρος άλμης : = 835g Βάρος άλατος (άλμη 20Be ) : 167g Βάρος νερού (άλμη 20Be ) : 668g Στον παρακάτω πίνακα καταγράφονται οι μεταβολές βάρους, για κάθε κομμάτι ψαριού : Πίνακας μεταβολών βάρους ψαριού Δείγμα Αρχικό βάρος (g) Μέτρηση βάρους Διαφορά βάρους Τελικό βάρος (g) μετά από (%) min 31-9, h & 30min 46 10, h & 27min 37 13, h & 30min 37 16, h & 15min 35 17,14 Πίνακας 2 Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 2

5 Στον επόμενο πίνακα καταγράφονται, οι ποσότητες που ζυγίσαμε για τη μέθοδο Mohr και η κατανάλωση AgNO 3, όπως προσδιοριστήκαν πειραματικά : Πίνακας καταναλώσεων AgNO3 Δείγμα Βάρος δείγματος για μέθοδο Mohr (g) Κατανάλωση AgNO 3 (ml) 1 5,1 3,10 2 5,0 4,50 3 5,0 5,05 4 5,0 5,16 5 5,1 5,45 Πίνακας 3 Στον παρακάτω πίνακα, καταγράφονται τα ποσοστά υγρασίας και άλατος, κάθε δείγματος : Πίνακας ποσοστών υγρασίας και άλατος Δείγμα Ποσοστό Ποσοστό άλατος υγρασίας (%) (%) 1 77,33 8, ,85 13, ,77 14, ,00 15, ,75 15,68 Πίνακας 4 Γνωρίζοντας, από τον προηγούμενο πίνακα, τα ποσοστά υγρασίας και άλατος και από τον πίνακα 2 το τελικό βάρος κάθε δείγματος, υπολογίζουμε τα Be του κάθε δείγματος ψαριού, όπως και τον συντελεστή κατανομής άλατος (K e ), για κάθε δείγμα ψαριού, όπου είναι : Πίνακας Be Δείγμα Βάρος Βάρος Be Be νερού (g) άλατος (g) άλμης ψαριού K e 1 23,97 2,73 10,24 0, ,85 5,98 20,05 1, ,89 5, ,24 1, ,17 5,55 26,79 1, ,56 5,49 28,81 1,440 Πίνακας 5 Το μέσο βάρος των ψαριών είναι 33,40g και η μέση επιφάνεια 95,86cm 2. Με αυτά τα δεδομένα υπολογίζουμε την ειδική επιφάνεια του ψαριού, η οποία είναι 2,87 m 2. Kg Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 3

6 Συγκεντρώνουμε τα απαραίτητα, για τον υπολογισμό του συντελεστή διαχύσεως, αποτελέσματα από τους παραπάνω πίνακες, στον επόμενο πίνακα : Πίνακας συγκεντρωτικός Δείγμα Χρόνος (h) C C a C a -C C a C a ln C a C C a C 1 0,50 8,82 11,18 1,79 0,58 2 3,50 13,00 7,00 2,86 1, ,45 14, ,50 3,64 1, ,50 15,00 5,00 4,00 1, ,25 15,68 4,32 4,63 1,53 Πίνακας 6 Σχηματίζουμε το διάγραμμα του C a ln ως προς το χρόνο, έτσι είναι : C a C Διάγραμμα του ln [Ca/(Ca-C)] έναντι του χρόνου ln [Ca/(Ca-C)] 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0, Χρόνος (h) Διάγραμμα 1 Υπολογίζουμε την κλίση της ευθείας με χρήση των σημείων Α(10, 1) και Β(25, 1,4). Η κλήση 2 της ευθείας ισούται με D A, έτσι υπολογίζουμε την το συντελεστή διαχύσεως ο οποίος 3 είναι D = 3, Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 4

7 ΣΥΖΗΤΗΣΗ Παρατηρούμε σε όλα τα δείγματα, εκτός από το πρώτο, αύξηση του βάρους, που οφείλεται στη διείσδυση άλατος εντός των ιστών του ψαριού. Γενικά είναι γνωστό πως το ψάρι κερδίζει ή χάνει νερό από και προς την άλμη, κατά τον εμβαπτισμό του σε αλατοδιαλύματα. Πιο συγκεκριμένα σε χαμηλές και μέσες συγκεντρώσεις άλατος οι ιστοί απορροφούν νερό από την άλμη και διογκώνονται με αποτέλεσμα την αύξηση του βάρους, όπως στα δείγματα 2-5. Ενώ θα περιμέναμε το ίδιο και για το πρώτο δείγμα, παρατηρούμε μείωση του βάρους. Αυτή, η απώλεια βάρους οφείλεται στην αποβολή υγρασίας λόγω οσμωτικών φαινομένων, καθώς το αλάτι διεισδύει στους ιστούς. Το εισερχόμενο αλάτι σχηματίζει με τις μυοϊνιδικές πρωτεΐνες, σύμπλοκο αλάτο-πρωτεϊνικής φύσεως, που δημιουργεί αυξημένη οσμωτική πίεση εντός των κυττάρων, με αποτέλεσμα την αντιστροφή της ροής του νερού. Τα παραπάνω επιβεβαιώνονται ελέγχοντας τον πίνακα 4 των αποτελεσμάτων όπου, το ποσοστό υγρασίας, ακολουθεί πορεία μείωσης και το ποσοστό άλατος, με δεδομένη την αρχική περιεκτικότητα άλατος του νωπού ψαριού (0,5%), ειδικά στα πρώτα στάδια (δείγματα 1 και 2), εμφανίζει αλματώδη αύξηση. Αυτή η τόσο μεγάλη αύξηση πιθανότατα να οφείλεται και στην περίσσεια άλατος στην επιφάνεια του ψαριού, που υπήρχε εξαιτίας κακού χειρισμού των δειγμάτων κατά τις πειραματικές μετρήσεις. Δεδομένης της αύξησης της περιεκτικότητας άλατος, φυσιολογική είναι και η αυξητική τάση του συντελεστή κατανομής άλατος (K e ), που παρατηρούμε στον πίνακα 5. Όμως, η αύξηση αυτή της περιεκτικότητας άλατος δεν συνεχίζεται επ αόριστου. Η διάχυση του άλατος στους ιστούς επιβραδύνεται προοδευτικά και εν τέλει ανακόπτεται, χωρίς απαραίτητα να έχει αποκατασταθεί ισορροπία, δηλαδή εξίσωση της συγκέντρωσης του άλατος μεταξύ της άλμης και του νερού των ιστών του ψαριού. Το φαινόμενο αυτό αποδίδεται στην δημιουργεί κλειστής εξωτερικής δομής, λόγω διόγκωσης των αντίστοιχων στοιβάδων του ψαριού. Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 5

8 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 1. Η απώλεια βάρους κατά τα πρώτα στάδια της αλάτισης οφείλεται στην απομάκρυνση υγρασίας λόγω οσμωτικών φαινομένων. 2. Η διάχυση άλατος στους ιστούς μειώνεται και τελικά σταματά, εξαιτίας της διόγκωσης των εξωτερικών στοιβάδων του ψαριού. Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 6

9 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Ε. Λάζος, Επεξεργασία Τροφίμων II, Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων, Τ.Ε.Ι. Αθήνας, Αθήνα Ε. Λάζος, Επεξεργασία Τροφίμων II-Εργαστηριακές Ασκήσεις, Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων, Τ.Ε.Ι. Αθήνας, Αθήνα Λουγκοβόης Βλαδίμηρος, Τεχνολογία & Ποιότητα Ιχθυηρών-Εργαστηριακές Ασκήσεις- Μέρος Α, Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων, Τ.Ε.Ι. Αθήνας, Αθήνα Λουγκοβόης Βλαδίμηρος, Τεχνολογία & Ποιότητα Ιχθυηρών-Θεωρία, Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων, Τ.Ε.Ι. Αθήνας, Αθήνα 2002 Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 7

10 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1. Μας δόθηκαν οι τιμές περιεκτικότητας άλατος και το ποσοστό υγρασίας του νωπού ψαριού, οι οποίες ήταν αντίστοιχα 0,5% και 87,5%. 2. Υπολογισμός επιφάνειας Χρησιμοποιήσαμε τον τύπο Ε = 2, όπου Μ είναι το μήκος, Π είναι το πλάτος και Υ το ύψος, έτσι για το πρώτο δείγμα είναι : 2 6,2 4,5 6,2 1,6 4,5 1,6 90,04 2 cm Κατά τον ίδιο τρόπο υπολογίσαμε την επιφάνεια και των άλλων δειγμάτων. 3. Υπολογισμός βάρους άλατος και νερού (άλμη) Θέλαμε άλμη 835g και 20Be, οπότε ισχύουν τα παρακάτω : Σε 100g άλμης περιέχονται 20g άλατος Σε 835g άλμης περιέχονται Xg άλατος X = 167g άλατος Γνωρίζοντας ότι η ποσότητα άλατος για την παρασκευή της άλμης είναι 167g, είναι = 668g η ποσότητα νερού. 4. Υπολογισμός ποσοστιαίας μεταβολής βάρους Υπολογίσαμε τη διαφορά βάρους επί τοις εκατό χρησιμοποιώντας τον παρακάτω τύπο : 5. Υπολογισμός ποσοστού υγρασίας Αρχικά Βάρος ψαριού : 7,5g % 100 Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 8 Τελικά (μετά 1h ξήρανση) Βάρος ψαριού : 1,7g Υγρασία (που απομακρύνθηκε) : 7,5 1,7 = 5,8g Στα 7,5g ψαριού ήταν 5,8g υγρασίας Στα 100g ψαριού ήταν Xg υγρασίας X = 77,33g υγρασίας Έτσι, το ποσοστό υγρασίας του πρώτου δείγματος ήταν 77,33%. Κατά τον ίδιο τρόπο υπολογίζεται το ποσοστό υγρασίας και των υπολοίπων δειγμάτων. 6. Υπολογισμός ποσοστού άλατος (Mohr) Υπολογίζουμε την περιεκτικότητα άλατος του πρώτου δείγματος χρησιμοποιώντας τις παρακάτω τιμές και τη διαδικασία που ακολουθεί : Βάρος δείγματος : 5,1g Κατανάλωση AgNO3 0,1Μ : 3,1ml Αραίωση : 250ml

11 Διήθημα : 10ml Μ.Β. NaCl : 58,44 C n V n C V 0,1 3, , mol m n m.. n 58,44 3, , 018g.. Σε 10ml διηθήματος ήταν 0,018g άλατος Σε 250ml διαλύματος ήταν Xg άλατος X = 0,45g άλατος Σε 5,1g δείγματος ψαριού ήταν 0,45g άλατος Σε 100g δείγματος ψαριού ήταν Yg άλατος Y = 8,82g άλατος Οπότε, η περιεκτικότητα άλατος του πρώτου δείγματος ήταν 8,82%. Κατά τον ίδιο τρόπο υπολογίζεται η περιεκτικότητα άλατος των υπολοίπων δειγμάτων. 7. Υπολογισμός Be Η τιμή Be της άλμης, την οποία παρασκευάσαμε ήταν 20Be, και υπολογίσαμε την τιμή Be του κάθε δείγματος ψαριού με τον παρακάτω τύπο : NaCl Be ψαριού = Υπολογισμός συντελεστή κατανομής άλατος (K e ) Για τον υπολογισμό του συντελεστή κατανομής άλατος, για κάθε δείγμα, χρησιμοποιούμε τον παρακάτω τύπο : NaCl 2 K e Be' Be' ύ ά 9. Υπολογισμός ειδικής επιφάνειας (Α) Υπολογίζουμε την ειδική επιφάνεια του ψαριού, χρησιμοποιώντας το μέσο βάρος και τη μέση επιφάνεια, στον τύπο που ακολουθεί : 95,86 2,87 m ά 33,40 ά Υπολογισμός συντελεστή διαχύσεως (D) 2 Στο διάγραμμα 1, η κλίση της ευθείας ισούται με D A, έτσι είναι : Kg y x 2 2 y x , ,4 3 D A D 2,87 D 8,2369 D 3, Οπότε ο συντελεστής διαχύσεως είναι 3, Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 9

12 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΙΙ ΘΕΜΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΦΥΔΑΤΩΣΗ ΛΑΧΑΝΙΚΩΝ

13 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ...1 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ...2 Πίνακας και διαγράμματα δείγματος πατάτας μη εμβαπτισμένης...3 Πίνακας και διαγράμματα δείγματος κρεμμυδιού μη εμβαπτισμένου...4 Πίνακας και διαγράμματα δείγματος καρότου μη εμβαπτισμένου...5 Πίνακας και διαγράμματα δείγματος πατάτας εμβαπτισμένης σε θειώδες...6 Πίνακας και διαγράμματα δείγματος κρεμμυδιού εμβαπτισμένου σε θειώδες...7 Πίνακας και διαγράμματα δείγματος καρότου εμβαπτισμένου σε θειώδες...8 Πίνακες υφής και χρώματος...9 ΣΥΖΗΤΗΣΗ...10 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...11 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ...12 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ...13

14 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στο πείραμά μας μελετήθηκε η συμπεριφορά των λαχανικών κατά την αφυδάτωση και πιο συγκεκριμένα της πατάτας, του κρεμμυδιού και του καρότου. Από τα στοιχεία του πειράματος κατασκευάστηκαν καμπύλες που συσχετίζουν τη μεταβολή του βάρους των παραπάνω τροφίμων προς το χρόνο, καθώς και καμπύλες αφυδατώσεως, με βάση της οποίες καθορίσαμε τις διάφορες περιόδους της ταχύτητας αφυδατώσεως και την τιμή της κρίσιμης περιεκτικότητας υγρασίας, από τις οποίες και διακρίναμε αν αυτά είναι υγροσκοπικά ή μη. Επίσης μελετήθηκε η επίδραση της επεξεργασίας θειώσεως στα παραπάνω τρόφιμα. Μετά την πειραματική διαδικασία, την εκτέλεση των υπολογισμών και τον απαραίτητο σχολιασμό, βρέθηκε ότι, η πατάτα και το κρεμμύδι είναι υγροσκοπικά τρόφιμα ενώ το καρότο είναι μη υγροσκοπικό, καθώς και ότι η επεξεργασία θειώσεως εμποδίζει την ενζυμική αμαύρωση. Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 1

15 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Στις επόμενες σελίδες καταγράφονται αναλυτικά όλα τα πειραματικά αποτελέσματα, μαζί με τους απαραίτητους πίνακες και διαγράμματα. Παρακάτω καταγράφονται τα ποσοστά υγρασίας και στερεών, των δειγμάτων που χρησιμοποιήθηκαν για το πείραμα, όπως υπολογίστηκαν από τα πειραματικά δεδομένα : Πατάτα Υγρασία 75% Στερεά 25% Κρεμμύδι Υγρασία 81,67% Στερεά 18,33% Καρότο Υγρασία 88,3% Στερεά 11,7% Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 2

16 Πίνακας και διαγράμματα δείγματος πατάτας μη εμβαπτισμένης Χρόνος (min) Βάρος (g) Πίνακας μη εμβαπτισμένης πατάτας Περιεκτικότητα Μεταβολή υγρασίας σε περιεκτικότητας ξηρή βάση υγρασίας Ταχύτητα αφυδατώσεως 0 13,7 3,00 0,35 0, ,5 2,65 0,23 0, ,7 2,42 0,15 0, ,2 2,27 0,20 0, ,5 2,07 0,18 0, ,9 1,89 0,12 0, ,5 1,77 0,15 0, ,63 0,12 0, ,6 1,51 0,18 0, ,34 0,20 0, ,3 1,13 0,15 0, ,8 0,99 0,12 0, ,4 0,87 Πίνακας 1 Διάγραμμα βάρους-χρόνου πατάτας μη εμβαπτισμένης Βάρος (g) Χρόνος (min) Διάγραμμα 1 Διάγραμμα ταχύτητας αφυδατώσεως-περιεκτικότητας υγρασίας πατάτας μη εμβαπτισμένης Ταχύτητα αφυδατώσεως 0,080 0,060 0,040 0,020 X c =1,90 Kg H 2 O/Kg ξηρών στερεών 0,000 0,90 1,40 1,90 2,40 2,90 Περιεκτικότητα υγρασίας σε ξηρή βάση Διάγραμμα 2 Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 3

17 Πίνακας και διαγράμματα δείγματος κρεμμυδιού μη εμβαπτισμένου Χρόνος (min) Πίνακας κρεμμυδιού μη εμβαπτισμένου Περιεκτικότητα Μεταβολή υγρασίας σε περιεκτικότητας ξηρή βάση υγρασίας Βάρος (g) Ταχύτητα αφυδατώσεως 0 16,2 4,46 0,34 0, ,2 4,12 0,24 0, ,5 3,88 0,27 0, ,7 3,61 0,27 0, ,9 3,34 0,20 0, ,3 3,14 0,20 0, ,7 2,94 0,24 0, ,70 0,17 0, ,5 2,54 0,30 0, ,6 2,23 0,24 0, ,9 2,00 0,24 0, ,2 1,76 0,20 0, ,6 1,56 Πίνακας 2 Διάγραμμα βάρους-χρόνου κρεμμυδιού μη εμβαπτισμένου Βάρος (g) Χρόνος (min) Διάγραμμα 3 Διάγραμμα ταχύτητας αφυδατώσεως-περιεκτικότητας υγρασίας κρεμμυδιού μη εμβαπτισμένου Ταχύτητα αφυδατώσεως 0,085 0,070 0,055 0,040 0,025 X c =2,95 Kg H 2 O/Kg ξηρών στερεών 0,010 1,70 2,20 2,70 3,20 3,70 4,20 Περιεκτικότητα υγρασίας σε ξηρή βάση Διάγραμμα 4 Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 4

18 Πίνακας και διαγράμματα δείγματος καρότου μη εμβαπτισμένου Χρόνος (min) Βάρος (g) Πίνακας καρότου μη εμβαπτισμένου Περιεκτικότητα Μεταβολή υγρασίας σε περιεκτικότητας ξηρή βάση υγρασίας Ταχύτητα αφυδατώσεως ,55 0,85 0, ,5 6,69 0,57 0, ,5 6,12 0,40 0, ,8 5,72 0,46 0, ,27 0,40 0, ,3 4,87 0,34 0, ,7 4,53 0,40 0, ,13 0,34 0, ,4 3,79 0,46 0, ,6 3,33 0,46 0, ,8 2,87 0,34 0, ,2 2,53 0,28 0, ,7 2,25 Πίνακας 3 Διάγραμμα βάρους-χρόνου καρότου μη εμβαπτισμένου Βάρος (g) Χρόνος (min) Διάγραμμα 5 Διάγραμμα ταχύτητας αφυδατώσεως-περιεκτικότητας υγρασίας καρότου μη εμβαπτισμένου Ταχύτητα αφυδατώσεως 0,200 0,150 0,100 0,050 X c =4,80 Kg H 2 O/Kg ξηρών στερεών 0,000 3,20 3,70 4,20 4,70 5,20 5,70 6,20 6,70 7,20 7,70 Περιεκτικότητα υγρασίας σε ξηρή βάση Διάγραμμα 6 Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 5

19 Πίνακας και διαγράμματα δείγματος πατάτας εμβαπτισμένης σε θειώδες Χρόνος (min) Πίνακας πατάτας εμβαπτισμένης σε θειώδες Περιεκτικότητα Μεταβολή Βάρος υγρασίας σε περιεκτικότητας (g) ξηρή βάση υγρασίας Ταχύτητα αφυδατώσεως 0 20,7 3,00 0,25 0, ,4 2,75 0,23 0, ,2 2,52 0,15 0, ,4 2,36 0,17 0, ,5 2,19 0,15 0, ,7 2,03 0,12 0, ,1 1,92 0,14 0, ,4 1,78 0,10 0, ,9 1,69 0,15 0, ,1 1,53 0,15 0, ,3 1,38 0,15 0, ,5 1,22 0,12 0, ,9 1,11 Πίνακας 4 Διάγραμμα βάρους-χρόνου πατάτας εμβαπτισμένης σε θειώδες Βάρος (g) Χρόνος (min) Διάγραμμα 7 Διάγραμμα ταχύτητας αφυδατώσεως-περιεκτικότητας υγρασίας πατάτας εμβαπτισμένης σε θειώδες Ταχύτητα αφυδατώσεως 0,060 0,040 0,020 X c =2,02 Kg H 2 O/Kg ξηρών στερεών 0,000 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 3,20 Περιεκτικότητα υγρασίας σε ξηρή βάση Διάγραμμα 8 Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 6

20 Πίνακας και διαγράμματα δείγματος κρεμμυδιού εμβαπτισμένου σε θειώδες Χρόνος (min) Πίνακας κρεμμυδιού εμβαπτισμένου σε θειώδες Περιεκτικότητα Μεταβολή Βάρος υγρασίας σε περιεκτικότητας (g) ξηρή βάση υγρασίας Ταχύτητα αφυδατώσεως 0 21,2 4,46 0,26 0, ,2 4,20 0,15 0, ,6 4,04 0,18 0, ,9 3,86 0,18 0, ,2 3,68 0,15 0, ,6 3,53 0,13 0, ,1 3,40 0,15 0, ,5 3,25 0,13 0, ,12 0,21 0, ,2 2,91 0,18 0, ,5 2,73 0,21 0, ,7 2,53 0,15 0, ,1 2,37 Πίνακας 5 Διάγραμμα βάρους-χρόνου κρεμμυδιού εμβαπτισμένου σε θειώδες Βάρος (g) Χρόνος (min) Διάγραμμα 9 Διάγραμμα ταχύτητας αφυδατώσεως-περιεκτικότητας υγρασίας κρεμμυδιού εμβαπτισμένου σε θειώδες Ταχύτητα αφυδατώσεως 0,060 0,050 0,040 0,030 0,020 X c =3,56 Kg H 2 O/Kg ξηρών στερεών 0,010 2,30 2,60 2,90 3,20 3,50 3,80 4,10 4,40 4,70 Περιεκτικότητα υγρασίας σε ξηρή βάση Διάγραμμα 10 Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 7

21 Πίνακας και διαγράμματα δείγματος καρότου εμβαπτισμένου σε θειώδες Χρόνος (min) Πίνακας καρότου εμβαπτισμένου σε θειώδες Περιεκτικότητα Μεταβολή Βάρος υγρασίας σε περιεκτικότητας (g) ξηρή βάση υγρασίας Ταχύτητα αφυδατώσεως 0 12,9 7,54 0,99 0, ,4 6,55 0,66 0, ,4 5,89 0,53 0, ,6 5,36 0,53 0, ,8 4,83 0,46 0, ,1 4,36 0,40 0, ,5 3,97 0,33 0, ,64 0,40 0, ,4 3,24 0,46 0, ,7 2,77 0,46 0, ,31 0,33 0, ,5 1,98 0,40 0, ,9 1,58 Πίνακας 6 Διάγραμμα βάρους-χρόνου καρότου εμβαπτισμένου σε θειώδες Βάρος (g) Χρόνος (min) Διάγραμμα 11 Διάγραμμα ταχύτητας αφυδατώσεως-περιεκτικότητας υγρασίας καρότου εμβαπτισμένου σε θειώδες Ταχύτητα αφυδατώσεως 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 X c =3,98 Kg H 2 O/Kg ξηρών στερεών 0,000 1,50 2,30 3,10 3,90 4,70 5,50 6,30 7,10 7,90 Περιεκτικότητα υγρασίας σε ξηρή βάση Διάγραμμα 12 Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 8

22 Πίνακες υφής και χρώματος Πίνακας υφής και χρώματος πατάτας Δείγμα μη εμβαπτισμένο Δείγμα εμβαπτισμένο σε θειώδες Πατάτα πριν την αφυδάτωση Χρώμα και υφή, φυσιολογικά Χρώμα και υφή, πατάτας φυσιολογικά πατάτας Πατάτα μετά την αφυδάτωση Αρκετά μαυρισμένη σε πολλές περιοχές και υφή τραγανή Ξηρές κηλίδες στην επιφάνεια και υφή, μεταξύ μαλακής και τραγανής Πίνακας 7 Πίνακας υφής και χρώματος κρεμμυδιού Δείγμα μη εμβαπτισμένο Δείγμα εμβαπτισμένο σε θειώδες Κρεμμύδι πριν την αφυδάτωση Χρώμα και υφή, Χρώμα και υφή, φυσιολογικά κρεμμυδιού φυσιολογικά κρεμμυδιού Κρεμμύδι μετά την αφυδάτωση Ελαφρώς μαυρισμένο σε Λίγες ξηρές κηλίδες στην πολλές περιοχές και επιφάνεια και υφή λίγο ζαρωμένη επιφάνεια με υφή τραγανή τραγανή Πίνακας 8 Πίνακας υφής και χρώματος καρότου Δείγμα μη εμβαπτισμένο Δείγμα εμβαπτισμένο σε θειώδες Καρότο πριν την αφυδάτωση Χρώμα και υφή, φυσιολογικά Χρώμα και υφή, καρότου φυσιολογικά καρότου Καρότο μετά την αφυδάτωση Αρκετές ξηρές κηλίδες και Χρώμα ξεροψημένου και υφή υφή, μεταξύ μαλακής και πολλή τραγανή τραγανής Πίνακας 9 Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 9

23 ΣΥΖΗΤΗΣΗ Από τα διαγράμματα 2, 4 και 6, παρατηρούμε ότι η πατάτα και το κρεμμύδι είναι υγροσκοπικά τρόφιμα, καθώς παρουσιάζουν δύο περιόδους πτώσης της ταχύτητας αφυδατώσεως, ενώ το καρότο είναι μη υγροσκοπικό τρόφιμο, γιατί παρουσιάζει μία περίοδο πτώσης ταχύτητας. Τα ίδια ισχύουν, αντίστοιχα, για τα διαγράμματα 8, 10 και 12, καθώς αφορούν τα ίδια τρόφιμα, με τη διαφορά ότι εμβαπτίστηκαν σε θειώδες, που επηρεάζει την ενζυμική αμαύρωση. Όσων αφορά τις περιόδους της ταχύτητας αφυδατώσεως παρατηρούμε από τα προαναφερθέντα διαγράμματα τα παρακάτω : 1. Την περίοδο τακτοποιήσεως (Α -Α), η οποία αντιπροσωπεύει συνθήκες ασταθούς κατάστασης, κατά την οποία η επιφάνεια των τροφίμων θερμαίνεται στη θερμοκρασία υγρού βολβού. 2. Την περίοδο σταθερής ταχύτητας (Α-Β), όπου ο ρυθμός μετάδοσης θερμότητας προς το στερεό βρίσκεται σε ισορροπία με το ρυθμό μεταφοράς μάζας προς τον αέρα. Η θερμοκρασία της επιφάνειας των τροφίμων παραμένει σταθερή και αντιστοιχεί στη θερμοκρασία του υγρού βολβού. Ο ρυθμός αφυδατώσεως κατά την περίοδο αυτή επηρεάζεται από τη θερμοκρασία, την υγρασία καθώς και την ταχύτητα του αέρα ξήρανσης και τις διαστάσεις των τροφίμων. 3. Από το σημείο Β, της περιόδου σταθερής ταχύτητας, αρχίζει η πρώτη περίοδος πτώσης της ταχύτητας αφυδατώσεως, η οποία για τα διαγράμματα 6 και 12 (καρότο) είναι μοναδική και μας δείχνει ότι το καρότο είναι μη υγροσκοπικό τρόφιμο. Η περίοδος αυτή επηρεάζεται από παράγοντες οι οποίοι ελέγχουν την κίνηση του νερού εντός του στερεού. Στο σημείο Β αντιστοιχεί μια ορισμένη τιμή περιεκτικότητας υγρασίας γνωστή ως κρίσιμη περιεκτικότητα υγρασίας (X c ), όπου η ταχύτητα αφυδατώσεως αρχίζει να μειώνεται. 4. Τελειώνοντας η πρώτη περίοδος πτώσης ταχύτητας στο σημείο C, ξεκινά η δεύτερη περίοδος πτώσης ταχύτητας, την οποία διακρίνουμε στα διαγράμματα 2 και 8 (πατάτα) καθώς και 4 και 10 (κρεμμύδι), που μας δείχνει ότι η πατάτα και το κρεμμύδι είναι υγροσκοπικά τρόφιμα. Αυτή αντιπροσωπεύει τις συνθήκες εκείνες κατά τις οποίες η ταχύτητα αφυδατώσεως είναι ανεξάρτητη από τις εκτός του στερεού συνθήκες. Σε αυτό το στάδιο η μετακίνηση υγρασίας μπορεί να γίνει με οποιοδήποτε συνδυασμό διαχύσεως υγρού, τριχοειδούς κινήσεως και διαχύσεως ατμού. Καθώς η υγρασία ελαττώνεται, η ταχύτητα μεταφοράς μειώνεται, έως ότου η αφυδάτωση σταματήσει, στην περιεκτικότητα υγρασίας ισορροπίας (X e ) στο σημείο D, η οποία αντιστοιχεί στις υπάρχουσες συνθήκες του αέρα. Σε περιπτώσεις ξήρανσης φρούτων και λαχανικών παρατηρείται μαύρισμα της επιφάνειας λίγη ώρα μετά την αποφλοίωση και παρουσία οξυγόνου, όπως παρατηρήσαμε και εμείς στην περίπτωση των μη εμβαπτισμένων δειγμάτων. Το φαινόμενο αυτό οφείλεται στη δράση του ενζύμου πολυφαινολοξειδάση, στις φαινολικές ουσίες των φρούτων και λαχανικών, προκαλώντας το λεγόμενο ενζυματικό μαύρισμα ή αλλιώς την ενζυμική αμαύρωση. Για την αντιμετώπιση αυτού του φαινομένου εκτελούνται διεργασίες λεύκανσης, όπως η εφαρμογή γρήγορου και δραστικού ζεματίσματος στα πρώτα στάδια της επεξεργασίας (αδρανοποιείται η πολυφαινολοξειδάση). Επίσης χρησιμοποιούνται άλατα (NaCl), με πυκνότητα τέτοια ώστε να αδρανοποιούνται μερικώς τα οξειδωτικά ένζυμα, χωρίς να επηρεάζονται τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά. Τέλος γίνεται ξέπλυμα με αραιό διάλυμα οξέος (ασκορβικό οξύ και εστέρες του, όπως και θειώδες οξύ και άλατά του), όπου η ενζυματική δραστηριότητα παρεμποδίζεται λόγω της πτώσης του ph. Τα δείγματα του πειράματός μας τα οποία εμβαπτίστηκαν σε θειώδες, παρουσίαζαν ξηρές κηλίδες οι οποίες εμφανίζονται στην κρίσιμη περιεκτικότητα υγρασίας. Γνωρίζουμε βέβαια ότι, η δράση του θειώδους οξέος και των αλάτων του, επικεντρώνεται στη μείωση του ph, με αποτέλεσμα, ειδικά σε τιμές ph κοντά στο 3, την πλήρη αδρανοποίηση της φαινολάσης. Επίσης αξίζει να σημειωθεί ότι, αντιδρούν εύκολα με το ελεύθερο οξυγόνο, παρέχοντας μια σχετική προστασία σε αποξηραμένα φρούτα και λαχανικά. Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 10

24 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 1. Η πατάτα και το κρεμμύδι είναι υγροσκοπικά τρόφιμα, καθώς παρουσιάζουν δύο περιόδους πτώσης της ταχύτητας αφυδατώσεως. 2. Το καρότο είναι μη υγροσκοπικό τρόφιμο, καθώς παρουσιάζει μία περίοδο πτώσης της ταχύτητας αφυδατώσεως. 3. Οι επεξεργασία θειώσεως αναστέλλει την ενζυμική αμαύρωση. Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 11

25 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Άννα Αναγνωστοπούλου, Αικ. Ταλέλλη, Τεχνολογία & Ποιότητα Φρούτων & Λαχανικών, Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών, Αθήνα Ε. Λάζος, Επεξεργασία Τροφίμων II, Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων, Τ.Ε.Ι. Αθήνας, Αθήνα Ε. Λάζος, Επεξεργασία Τροφίμων II-Εργαστηριακές Ασκήσεις, Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων, Τ.Ε.Ι. Αθήνας, Αθήνα 2002 Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 12

26 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1. Υπολογισμός υγρασίας και ξηρών στερεών : Αρχικά Βάρος πατάτας = 6,0g Βάρος κάψας = 21,8g Βάρος πατάτας και κάψας = 27,8g Μετά από μία ώρα αφυδάτωσης Βάρος πατάτας και κάψας = 23,3g Βάρος πατάτας = 27,8-23,3 = 4,5g Στα 6g πατάτας είναι 1,5g ξηρά στερεά και 4,5g υγρασία Στα 100g πατάτας είναι Χg ξηρά στερεά και Υg υγρασία Χ = 25g και Y = 75g Οπότε για την πατάτα, λάβαμε τιμή υγρασίας 75% και ξηρών στερεών 25%. Αντίστοιχα υπολογίζουμε και για το κρεμμύδι και το καρότο. 2. Υπολογισμός περιεκτικότητας υγρασίας : Είναι 13,7g το αρχικό βάρος του δείγματος μη εμβαπτισμένης πατάτας και 13,7 25% 3,425g τα στερεά τα οποία παραμένουν σταθερά κατά τη διάρκεια της αφυδατώσεως. Είναι 13,7 3,425 10,275g το νερό, οπότε υπολογίζουμε : ί ή ά m H O 10,275 g m ώ 3,425 g 2 3 Οπότε η περιεκτικότητα υγρασίας είναι 3Kg H 2 O/Kg ξηρών στερεών. Κατά τον ίδιο τρόπο υπολογίζεται η περιεκτικότητα υγρασίας για τις υπόλοιπες τιμές βάρους, κατά την εξέλιξη της αφυδατώσεως, όπως και για τα άλλα τρόφιμα, χωρίς να ξεχνάμε πάντα ότι τα ξηρά στερεά παραμένουν σταθερά. 3. Υπολογισμός ταχύτητας αφυδατώσεως : Για τον υπολογισμό της ταχύτητας αφυδατώσεως χρησιμοποιήσαμε τον τύπο της ταχύτητας αφυδατώσεως, έτσι έχουμε : ύ ώ t 3,00 5 2,65 0 0,35 5 0,07 Οπότε η πρώτη τιμή ταχύτητας αφυδατώσεως είναι 0,07. Κατά τον ίδιο τρόπο υπολογίζονται και οι υπόλοιπες τιμές ταχύτητας αφυδατώσεως, για τα υπόλοιπα βάρη και τρόφιμα. Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 13

27 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΙΙ ΘΕΜΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΦΥΔΑΤΩΣΗ ΤΩΝ ΦΡΟΥΤΩΝ

28 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ...1 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ...2 ΣΥΖΗΤΗΣΗ...7 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...9 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ...10 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ...11

29 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η αφυδάτωση έχει σαν βάση την ελάττωση της υγρασίας κάτω από ένα ποσοστό (περίπου 10%), ώστε να επιτυγχάνεται αναστολή δράσης των μικροοργανισμών. Σαν αποτέλεσμα επεκτείνεται ο χρόνος ζωής των αφυδατωμένων τροφίμων χωρίς την ανάγκη ψύξεως κατά την αποθήκευση και διακίνηση. Στο πείραμά μας μελετήθηκε η συμπεριφορά των φρούτων κατά την αφυδάτωση και πιο συγκεκριμένα του μήλου. Από τα στοιχεία του πειράματος κατασκευάσαμε καμπύλες που συσχετίζουν τη μεταβολή του βάρους του τροφίμου προς το χρόνο, καθώς και καμπύλες αφυδατώσεως με βάση της οποίες καθορίσαμε τις διάφορες περιόδους της ταχύτητας αφυδατώσεως από τις οποίες και διακρίναμε αν το τρόφιμο είναι υγροσκοπικό ή μη. Ένας ακόμα από τους κύριους στόχους του πειράματος ήταν ο σχολιασμός της επίδρασης των επεξεργασιών θειώσεως και εμβαπτισμού σε ασκορβικό οξύ στα δείγματα τροφίμων. Τα συμπεράσματα στα οποία καταλήξαμε είναι τα παρακάτω : 1. Το μήλο είναι μη υγροσκοπικό τρόφιμο. 2. Οι επεξεργασίες, θειώσεως και εμβαπτισμού σε ασκορβικό οξύ εμποδίζουν αισθητά την ενζυμική αμαύρωση. Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 1

30 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Παρακάτω αναφέρονται όλα τα στοιχεία που λάβαμε από το πείραμα, καθώς και οι αντίστιχοι πίνακες και διαγράμματα. 1. Δείγμα μήλου μη εμποτισμένου : Χρόνος (min) Βάρος (g) Πίνακας μη εμποτισμένου μήλου Μεταβολή Περιεκτικότητα περιεκτικότητας υγρασίας υγρασίας Ταχύτητα αφυδατώσεως 0 11,7 4,88 0,4 0, ,9 4,48 0,36 0, ,2 4,12 0,35 0, ,5 3,77 0,2 0, ,1 3,57 0,3 0, ,5 3,27 0,25 0, ,02 0,2 0, ,6 2,82 0,21 0, ,2 2,61 0,25 0, ,7 2,36 0,15 0, ,4 2,21 0,25 0, ,9 1,96 0,25 0, ,4 1,71 0,25 0, ,9 1,46 0,15 0, ,6 1,31 Πίνακας I Διάγραμμα βάρους-χρόνου μη εμποτισμένου μήλου Βάρος (g) Χρόνος (min) Διάγραμμα I Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 2

31 Διάγραμμα ταχύτητας αφυδατώσεως-περιεκτικότητας υγρασίας μη εμποτισμένου μήλου Ταχύτητα αφυδατώσεως 0,1 0,08 0,06 0,04 0, Περιεκτικότητα υγρασίας Διάγραμμα II 2. Δείγμα μήλου εμποτισμένου σε θειώδες : Χρόνος (min) Πίνακας μήλου εμποτισμένου σε θειώδες Μεταβολή Περιεκτικότητα περιεκτικότητας υγρασίας υγρασίας Βάρος (g) Ταχύτητα αφυδατώσεως 0 12,76 4,9 0,35 0, ,55 0,43 0, ,06 4,12 0,36 0, ,3 3,76 0,26 0, ,73 3,5 0,25 0, ,2 3,25 0,21 0, ,73 3,04 0,23 0, ,23 2,81 0,19 0, ,83 2,62 0,17 0, ,46 2,45 0,2 0, ,03 2,25 0,23 0, ,53 2,02 0,25 0, ,77 0,26 0, ,43 1,51 0,22 0, ,96 1,29 Πίνακας II Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 3

32 Διάγραμμα βάρους-χρόνου μήλου εμποτισμένου σε θειώδες Βάρος (g) Χρόνος (min) Διάγραμμα III Διάγραμμα ταχύτητας αφυδατώσεως-περιεκτικότητας υγρασίας μήλου εμποτισμένου σε θειώδες Ταχύτητα αφυδατώσεως 0,1 0,08 0,06 0,04 0, Περιεκτικότητα υγρασίας Διάγραμμα IV Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 4

33 3. Δείγμα μήλου εμποτισμένου σε ασκορβικό οξύ : Χρόνος (min) Πίνακας μήλου εμποτισμένου σε ασκορβικό οξύ Μεταβολή Βάρος Περιεκτικότητα περιεκτικότητας (g) υγρασίας υγρασίας Ταχύτητα αφυδατώσεως 0 13,13 4,88 0,39 0, ,26 4,49 0,49 0, ,16 4 0,15 0, ,83 3,85 0,31 0, ,13 3,54 0,28 0, ,5 3,26 0,23 0, ,03 0,2 0, ,56 2,83 0,2 0, ,1 2,63 0,18 0, ,7 2,45 0,21 0, ,23 2,24 0,3 0, ,56 1,94 0,24 0, ,03 1,7 0,26 0, ,46 1,44 0,18 0, ,06 1,26 Πίνακας III Διάγραμμα βάρους-χρόνου μήλου εμποτισμένου σε ασκορβικό οξύ Βάρος (g) Χρόνος (min) Διάγραμμα V Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 5

34 Διάγραμμα ταχύτητας αφυδατώσεως-περιεκτικότητας υγρασίας μήλου εμποτισμένου σε ασκορβικό οξύ Ταχύτητα αφυδατώσεως 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0, Περιεκτικότητα υγρασίας Διάγραμμα VI 4. Υφή και χρώμα μήλου : Μήλο πρίν την αφυδάτωση Μήλο μετά την αφυδάτωση Πίνακας υφής και χρώματος μήλου Δείγμα μη εμποτισμένο Δείγμα εμποτισμένο σε θειώδες Λευκό με υφή του μήλου Λευκό με υφή του μήλου Αρκετά μαυρισμένο σε Ξηρές κηλίδες στην πολλές περιοχές και υφή επιφάνεια και υφή τραγανιστή-καλοψημένου ελαφρώς τραγανιστή Πίνακας IV Δείγμα εμποτισμένο σε ασκορβικό Λευκό με υφή του μήλου Ξηρές κηλίδες στην επιφάνεια και υφή ελαφρώς τραγανιστή Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 6

35 ΣΥΖΗΤΗΣΗ Εκτός από το κυρίως πείραμα που κάναμε για να βρούμε τη ταχύτητα αφυδάτωσης, παράλληλα προσδιορίσαμε μια γενική τιμή υγρασίας για το μήλο, ξηραίνοντας ένα δείγμα για μια ώρα και η τιμή που λάβαμε ήταν 83% υγρασία, τιμή την οποία χρησιμοποιήσαμε στον μετέπειτα υπολογισμό της υγρασίας σε ξηρή βάση. Από τα διαγράμματα ΙΙ, IV, VI, παρατηρούμε ότι το μήλο είναι μη υγροσκοπικό τρόφιμο καθώς παρουσιάζει μία περίοδο πτώσης ταχύτητας και στα τρία διαγράμματα, γεγονός που περιμέναμε καθώς ο εμβαπτισμός σε θειώδες και ασκορβικό επηρεάζει ελάχιστα την πορεία της αφυδάτωσης. Όσων αφορά τις περιόδους της ταχύτητας αφυδατώσεως παρατηρούμε από τα προαναφερθέντα διαγράμματα τα παρακάτω : 1. Την περίοδο τακτοποιήσεως (Α -Α), η οποία αντιπροσωπεύει συνθήκες ασταθούς κατάστασης, κατά την οποία η επιφάνεια του μήλου θερμαίνεται στη θερμοκρασία υγρού βολβού. 2. Την περίοδο σταθερής ταχύτητας (Α-Β), όπου ο ρυθμός μετάδοσης θερμότητας προς το στερεό βρίσκεται σε ισορροπία με το ρυθμό μεταφοράς μάζας προς τον αέρα. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του μήλου παραμένει σταθερή και αντιστοιχεί στη θερμοκρασία του υγρού βολβού. Ο ρυθμός αφυδατώσεως κατά την περίοδο αυτή επηρεάζεται από τη θερμοκρασία, την υγρασία καθώς και την ταχύτητα του αέρα ξήρανσης και τις διαστάσεις του μήλου. 3. Από το σημείο Β, της περιόδου σταθερής ταχύτητας, αρχίζει η πρώτη περίοδος πτώσης της ταχύτητας αφυδατώσεως, η οποία είναι και μοναδική με βάση τα διαγράμματα και μας δείχνει πως το μήλο είναι μη υγροσκοπικό τρόφιμο. Η περίοδος αυτή επηρεάζεται από παράγοντες οι οποίοι ελέγχουν την κίνηση του νερού εντός του στερεού. Στο σημείο Β αντιστοιχεί μια ορισμένη τιμή περιεκτικότητας υγρασίας γνωστή ως κρίσιμη περιεκτικότητα υγρασίας (X c ), όπου η ταχύτητα αφυδατώσεως αρχίζει να μειώνεται. Σε περιπτώσεις ξήρανσης φρούτων και λαχανικών παρατηρείται μαύρισμα της επιφάνειας λίγη ώρα μετά την αποφλοίωση και παρουσία οξυγόνου, όπως παρατηρήσαμε και εμείς στην περίπτωση του μη εμποτισμένου δείγματος. Το φαινόμενο αυτό οφείλεται στη δράση του ενζύμου πολυφαινολοξειδάση, στις φαινολικές ουσίες των φρούτων και λαχανικών, προκαλώντας το λεγόμενο ενζυματικό μαύρισμα ή αλλιώς την ενζυμική αμαύρωση. Για την αντιμετώπιση αυτού του φαινομένου εκτελούνται διεργασίες λεύκανσης, όπως η εφαρμογή γρήγορου και δραστικού ζεματίσματος στα πρώτα στάδια της επεξεργασίας (αδρανοποιείται η πολυφαινολοξειδάση). Επίσης χρησιμοποιούνται άλατα (NaCl), με πυκνότητα τέτοια ώστε να αδρανοποιούνται μερικώς τα οξειδωτικά ένζυμα, χωρίς να επηρεάζονται τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά. Τέλος γίνεται ξέπλυμα με αραιό διάλυμα οξέος (ασκορβικό οξύ και εστέρες του όπως και θειώδες οξύ και άλατά του), όπου η ενζυματική δραστηριότητα παρεμποδίζεται λόγω της πτώσης του ph. Στο πείραμά μας εμποτίσαμε ένα δείγμα μήλου σε διάλυμα ασκορβικού οξέος 2% και ένα δείγμα μήλου σε διάλυμα θειώδους 1%, με στόχο την παρεμπόδιση της ενζυμικής αμαύρωσης. Μετά το πέρας του πειράματος και την απαραίτητη έρευνα καταλήξαμε στα παρακάτω : 1. Το δείγμα το οποίο εμποτίστηκε σε ασκορβικό οξύ μαύρισε λίγο έως καθόλου χωρίς να επηρεαστεί με κάποιο εμφανή τρόπο η αφυδάτωση. Έτσι έχουμε να πούμε ότι, το ασκορβικό οξύ δε δρα απευθείας πάνω στο ένζυμο αλλά, ως αναγωγικό μέσο μεταφέρει άτομα υδρογόνου στις κινόνες, οι οποίες αποτελούν ενδιάμεσα προϊόντα της τελικής αντίδρασης ενζυμικής αμαύρωσης φαινολικών ουσιών, με αποτέλεσμα να προκύπτουν οι αρχικές διφαινόλες, έτσι παρέχει μια προστασία στις πρόσφατα κομμένες επιφάνειες των φρούτων και λαχανικών. Επίσης το ασκορβικό οξύ με τη μορφή εστέρων με λιπαρά οξέα αναγεννά τα φαινολικά αντιοξειδωτικά παρέχοντας υδρογόνο στις φαινόξυ ρίζες και έτσι έχει μια έμμεση αντιοξειδωτική δράση. 2. Το δείγμα το οποίο εμποτίστηκε σε θειώδες, κατά τον ίδιο τρόπο με αυτό που εμποτίστηκε σε ασκορβικό, παρουσίαζε μόνο ξηρές κηλίδες οι οποίες εμφανίζονται στην κρίσιμη Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 7

36 περιεκτικότητα υγρασίας. Γνωρίζουμε βέβαια ότι, η δράση του θειώδους οξέος και των αλάτων του, επικεντρώνεται στη μείωση του ph, με αποτέλεσμα, ειδικά σε τιμές ph κοντά στο 3, την πλήρη αδρανοποίηση της φαινολάσης. Επίσης αξίζει να σημειωθεί ότι, αντιδρούν εύκολα με το ελεύθερο οξυγόνο, παρέχοντας μια σχετική προστασία σε αποξηραμένα φρούτα και λαχανικά, καθώς και ότι για την καθυστέρηση αμαύρωσης του μήλου ενδείκνυται η χρήση θειώδους άλατος. Τυπολόγιο που χρησιμοποιήθηκε : 1. Για τον υπολογισμό της περιεκτικότητας υγρασίας χρησιμοποιήσαμε τον τύπο της υγρασίας σε ξηρή βάση, ο οποίος είναι ο παρακάτω : ή m H O ά m ώ ί 2 2. Για τον υπολογισμό της ταχύτητας αφυδατώσεως, λάβαμε το πηλίκο της μεταβολής της περιεκτικότητας υγρασίας (ΔΧ) προς τη μεταβολή του χρόνου (Δt), με βάση τον παρακάτω τύπο : ύ ώ t Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 8

37 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Μετά την πειραματική διαδικασία και την έρευνα την οποία διεξήγαμε, βασιζόμενοι μόνο στα πειραματικά μας δεδομένα που αναφέρθηκαν σε προηγούμενη ενότητα της εργασίας αυτής, καταλήγουμε στα εξής συμπεράσματα : 1. Το μήλο, που χρησιμοποιήσαμε σαν δείγμα τροφίμου, είναι μη υγροσκοπικό καθώς παρουσιάζει μία περίοδο πτώσης της ταχύτητας αφυδατώσεως. 2. Οι επεξεργασίες, θειώσεως και εμβαπτισμού σε ασκορβικό οξύ, επηρεάζουν την ενζυμική αμαύρωση αναστέλλοντας τη, χωρίς όμως να επηρεάζουν αισθητά την αφυδάτωση του τροφίμου. Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 9

38 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Παρακάτω παρατίθενται υποδείγματα επαναλαμβανόμενων υπολογισμών που πραγματοποιήθηκαν κατά τη διεργασία ολοκλήρωσης της παραπάνω εργασίας : 1. Υπολογισμός γενικής τιμής υγρασίας : Αρχικά Βάρος μήλου=10g Βάρος μήλου και κάψας=36,9g Βάρος κάψας=26,9g Μετά από μία ώρα αφυδάτωσης Βάρος μήλου και κάψας=28,6g Βάρος μήλου=28,6-26,9=1,7g Στα 10g μήλου είναι 1,7g ξηρά στερεά και 8,3g υγρασία Στα 100g μήλου είναι Χg ξηρά στερεά και Υg υγρασία Χ=17g και Y=83g Οπότε η γενική τιμή υγρασίας που λάβαμε είναι 83%, και τα στερεά είναι 17%. 2. Υπολογισμός περιεκτικότητας υγρασίας : Για τον υπολογισμό της περιεκτικότητας υγρασίας χρησιμοποιήσαμε τον τύπο της υγρασίας σε ξηρή βάση που αναφέρθηκε παραπάνω, έτσι έχουμε τα παρακάτω : Σε 100g μήλου είναι 83g υγρασία(νερό) και 17g ξηρά στερεά Σε 11,7g μήλου είναι Χg υγρασία(νερό) και Υg ξηρά στερεά Χ=9,711g και Υ=1,989g ί ή ά m H 2O m ώ 9,711g 1,989 g 4,88 Οπότε η περιεκτικότητα υγρασίας για το αρχικό βάρος του τροφίμου είναι 4,88. Κατά τον ίδιο τρόπο υπολογίζεται η περιεκτικότητα υγρασίας και για τα τις άλλες τιμές βάρους, χωρίς να ξεχνάμε πάντα ότι τα ξηρά στερεά του μήλου παραμένουν σταθερά με βάρος, ίσο με 1,989g. 3. Υπολογισμός ταχύτητας αφυδατώσεως : Για τον υπολογισμό της ταχύτητας αφυδατώσεως χρησιμοποιήσαμε τον τύπο της ταχύτητας αφυδατώσεως που αναφέρθηκε παραπάνω, έτσι έχουμε : ύ ώ t 4,88 5 4,48 0 0,4 5 0,08 Οπότε η πρώτη τιμή ταχύτητας αφυδατώσεως είναι 0,08. Κατά τον ίδιο τρόπο υπολογίζονται και οι υπόλοιπες τιμές ταχύτητας αφυδατώσεως. Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 10

39 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Επεξεργασία Τροφίμων II, Ε. Λάζος, Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων, Τ.Ε.Ι. Αθήνας, Αθήνα Επεξεργασία Τροφίμων II-Εργαστηριακές Ασκήσεις, Ε. Λάζος, Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων, Τ.Ε.Ι. Αθήνας, Αθήνα Τεχνολογία & Ποιότητα Φρούτων & Λαχανικών, Άννα Αναγνωστοπούλου, Αικ. Ταλέλλη, Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών, Αθήνα Μεταπτυχιακή Διατριβή-Μικροσυστατικά Προσροφημένα σε Φυτικά Τρόφιμα κατά τη διάρκεια του Τηγανίσματος και Διατροφική Αξιολόγηση, Δημήτρης Γρηγορακάκης, Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο, Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών : Εφαρμοσμένη Διαιτολογία, Αθήνα Πτυχιακή Μελέτη-Διατροφική πρόσληψη πολυφαινολών και βιταμίνης Ε από φυτικά τρόφιμα τηγανισμένα σε έλαια εμπλουτισμένα με αντιοξειδωτικά από φυτικές πηγές κατά το διαδοχικό τηγάνισμα σε φριτέζα, Βασιλική Καρπαθίου, Τμήμα Επιστήμης Διαιτολογίας- Διατροφής, Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο, Αθήνα 2007 Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 11

40 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΙΙ ΘΕΜΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΝΕΡΓΟΤΗΤΑ ΥΔΑΤΟΣ

41 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ...1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ...2 ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ...4 Υλικά...4 Πειραματική πορεία...4 Πορεία εργασίας...4 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ...5 Υγροσκοπική εξισορρόπηση (30 o C)...5 Υγροσκοπική εξισορρόπηση (35 o C)...6 Υγροσκοπική εξισορρόπηση (40 o C)...7 Γραφική παράσταση BET...8 Γραφική παράσταση GAB...9 Ισόθερμοι ροφήσεως...10 ΣΥΖΗΤΗΣΗ...12 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...13 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ...14 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ

42 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στο πείραμά μας, μελετήθηκε η ενεργότητα ύδατος. Κύριος στόχος ήταν η κατανόηση της και η εξοικείωση με τη μέθοδο προσδιορισμού της. Προσδιορίστηκαν οι ισόθερμοι ροφήσεως υγρασίας, σε θερμοκρασίες 30, 35 και 40 o C. Επίσης προσδιορίστηκε η περιεκτικότητα υγρασίας μονοστοιβάδος, καθώς και οι υπόλοιπες σταθερές των εξισώσεων BET και GAB. Τέλος, μελετήθηκε η επίδραση της θερμοκρασίας, στις ισόθερμους ροφήσεως και υπολογίστηκε η καθαρή ισοστερής θερμότητα ροφήσεως. Μετά την πειραματική διαδικασία και την εκτέλεση των απαραίτητων υπολογισμών βρέθηκε ότι, η φρυγανιά είναι τρόφιμο με πολύ μικρή περιεκτικότητα σε υγρασία. Επίσης, η εξίσωση GAB είναι πιο ακριβής από την εξίσωση BET. Τέλος, οι ισόθερμοι ροφήσεως υγρασίας εξαρτώνται άμεσα από τη θερμοκρασία. Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 1

43 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Όπως στον άνθρωπο, έτσι και στα τρόφιμα, το νερό αποτελεί το κυριότερο συστατικό της σύνθεσής τους με περιεκτικότητα που αγγίζει το 90%. Το περιεχόμενο αυτό νερό επηρεάζει τη σταθερότητα των τροφίμων, ως προς την ευκολία ή μη, αλλοίωσής τους. Πρέπει να σημειωθεί όμως ότι η φύση και το ποσοστό αλλοίωσης των τροφίμων εξαρτάται εξίσου από την ποσότητα του περιεχόμενου νερού και την κατάσταση στην οποία βρίσκεται αυτό. Γενικά, διατηρώντας πάντα τις συνθήκες αποθήκευσης, συντήρησης και μεταφοράς στα απαραίτητα επίπεδα, τα τρόφιμα δύνανται να αλλοιωθούν μόνο από την ανάπτυξη αλλοιωγόνων μικροοργανισμών. Είναι γνωστό πως η ανάπτυξη και ο μεταβολισμός των μικροοργανισμών απαιτεί την παρουσία νερού σε διαθέσιμη μορφή. Μέτρο της διαθεσιμότητας του νερού είναι η ενεργότητα ύδατος (a w ). Ο Scott (1957) όρισε την ενεργότητα ύδατος σαν το λόγο της τάσεως ατμών του διαλύματος προς την τάση ατμών του καθαρού νερού, δηλαδή : p a w Η ενεργότητα ύδατος εξαρτάται άμεσα από τη θερμοκρασία. Σε ένα τρόφιμο μπορεί να μειωθεί με αύξηση της συγκεντρώσεως των διαλυμένων ουσιών της υδατικής φάσης του τροφίμου, είτε με προσθήκη άλλων διαλυμένων ουσιών ίδιας πάντα φύσεως και σύστασης, είτε με απομάκρυνση του περιεχόμενου νερού. Έτσι μόρια του νερού προσανατολίζονται προς τα μόρια της διαλυμένης ουσίας ενώ άλλα απορροφώνται από τα αδιάλυτα συστατικά του τροφίμου, με αποτέλεσμα και στις δύο περιπτώσεις το νερό να καθίσταται λιγότερο διαθέσιμο για αντιδράσεις και για την ανάπτυξη μικροοργανισμών. Για πρακτικούς σκοπούς χρησιμοποιείται η σχετική υγρασία ισορροπίας (ERH%) η οποία είναι δεδομένη για διάφορες θερμοκρασίες και ουσίες και συνδέεται με την ενεργότητα ύδατος με την παρακάτω σχέση : ERH (%) a w 100 Παρουσιάζοντας σε ένα διάγραμμα, τη σχέση μεταξύ της ολικής περιεκτικότητας νερού και της αντίστοιχης a w, σε μια περιοχή και σε σταθερή θερμοκρασία, λαμβάνουμε μια ισόθερμο ροφήσεως υγρασίας. Οι πληροφορίες που λαμβάνουμε από αυτές τις καμπύλες είναι χρήσιμες, στις διεργασίες της συμπυκνώσεως και αφυδατώσεως των τροφίμων και στην εκτίμηση της σταθερότητάς τους, καθώς η ευκολία ή η δυσκολία απομάκρυνσης του νερού συσχετίζεται άμεσα με την ενεργότητα ύδατος,. Μια ισόθερμος ροφήσεως μπορεί να διαιρεθεί σε τρείς περιοχές, κάθε μια από τις οποίες αντιπροσωπεύει ένα διαφορετικό μηχανισμό για τη ρόφηση του νερού. Το όριο μεταξύ περιοχής Ι και ΙΙ αντιστοιχεί στην περιεκτικότητα υγρασίας μονοστοιβάδoς του τροφίμου. Η τιμή αυτή αντιστοιχεί στη μέγιστη ποσότητα νερού η οποία μπορεί να ενωθεί ισχυρά με τα ξηρά στερεά. Ακόμη μπορεί να θεωρηθεί ως η προσεγγιστική ποσότητα νερού η οποία είναι αναγκαία για να σχηματιστεί μια μονοστοιβάδα επί των προσεγγιζομένων, υψυλώς πολικών ομάδων του ξηρού υλικού. Υπάρχει στενή σχέση μεταξύ της ενεργότητας ύδατος και της σταθερότητας των τροφίμων, με την ταχύτητα των αντιδράσεων χειροτέρευσης να επηρεάζεται άμεσα από την a w. Είναι αποδεδειγμένο πως μειώνοντας την a w κάτω του 0,7 παρεμποδίζεται η μικροβιακή δράση και συνεπώς η αλλοίωση που προέρχεται από αυτήν, αλλά απαιτείται μείωσή της κάτω του 0,3 για να παρεμποδιστούν όλες οι αντιδράσεις χειροτέρευσης. Συνεπώς, για την επιτυχή συντήρηση ενός τροφίμου, με αφυδάτωση, είναι απαραίτητη η μείωση της a w κάτω του 0,3. Σε τόσο χαμηλή τιμή ενεργότητας ύδατος, η λανθάνουσα φάση των μικροοργανισμών γίνεται άπειρη, με αποτέλεσμα να μην συμβαίνει ανάπτυξη. Η τιμές a w >0,90 είναι οι βέλτιστες για την ανάπτυξη των περισσότερων βακτηρίων και μυκήτων, ενώ χαμηλότερες τιμές είναι ιδανικές για μικροοργανισμούς απαραίτητους για την συντήρηση τροφίμων. Για την περιγραφή των φαινομένων ροφήσεως χρησιμοποιούνται αρκετές μαθηματικές εξισώσεις, με τις BET και GAB, να είναι οι πιο συχνά εφαρμόσιμες. Η εξίσωση BET δίνει p 0 Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 2

44 καλή προσαρμογή στοιχείων για διάφορα τρόφιμα στην περιοχή 0,05<a w <0,45, και ο τύπος που την περιγράφει είναι ο εξής : aw 1 C 1 a w X 1 aw X m C X m C Στην παραπάνω εξίσωση, Χ είναι η περιεκτικότητα υγρασίας (Kg H 2 O ανά Kg ξηρών στερεών), Χ m είναι η περιεκτικότητα υγρασίας μονοστοιβάδoς (Kg H 2 O ανά Kg ξηρών στερεών) και C η σταθερά η οποία είναι συνάρτηση της θερμοκρασίας και σχετίζεται με τη θερμότητα προσροφήσεως του νερού στα σωματίδια. Η εξίσωση GAB δίνει καλύτερη προσαρμογή από την BET σε μια ευρύτερη περιοχή περιεκτικοτήτων υγρασίας, και ο τύπος που την περιγράφει είναι ο παρακάτω : X m C k aw X 1 k aw 1 k aw C k aw Στην παραπάνω εξίσωση, οι σταθερές C και X m είναι ίδιες με αυτές της εξίσωσης BET και η σταθερά k είναι μια παράμετρος η οποία βελτιώνει την προσαρμογή σε μια ευρύτερη περιοχή περιεκτικοτήτων υγρασίας. Οι ισόθερμοι ροφήσεως καθώς και η ενεργότητα ύδατος εξαρτώνται άμεσα από τη θερμοκρασία. Γνωρίζοντας τη μεταβολή της ισοστερούς θερμότητας ροφήσεως με την περιεκτικότητα υγρασίας, μπορεί να υπολογιστεί η a w σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Η ισοστερής θερμότητα ροφήσεως περιγράφεται από τον παρακάτω τύπο : H 2O qst Qst H v Στην παραπάνω εξίσωση, q st είναι η ισοστερής θερμότητα ροφήσεως, Q st είναι η ισοστερής H O θερμότητα και H v 2 είναι η ενθαλπία εξατμίσεως. Στην περίπτωση που έχουμε στοιχεία για περισσότερες από δύο θερμοκρασίες, σε διάγραμμα, με γραμμική παλινδρόμηση του lna w ως προς το 1 q, για Χ σταθερό, η κλίση της ευθείας ισούται με st. T R Κατά τον προσδιορισμό μιας ισόθερμου ροφήσεως, μπορούν να ληφθούν διαφορετικά αποτελέσματα αναλόγως, αν το υλικό είναι ξηρό (ισόθερμος προσροφήσεως) ή αν είναι υγρό (ισόθερμος εκροφήσεως). Η αδυναμία τοποθέτησης της μιας καμπύλης επί της άλλης ορίζεται σαν υστέρηση, φαινόμενο το οποίο παρουσιάζουν οι ισόθερμοι των περισσότερων τροφίμων. Το μέγεθος της υστέρησης, το σχήμα των καμπυλών ροφήσεως και τα σημεία έναρξης και λήξης του βρόγχου υστέρησης κυμαίνονται σε διάφορα επίπεδα, εξαρτώμενα από παράγοντες όπως η φύση του τροφίμου, οι φυσικές μεταβολές τις οποίες υφίσταται το νερό όταν απομακρύνεται ή προστίθεται, η θερμοκρασία, ο ρυθμός εκροφήσεως και ο βαθμός απομακρύνσεως του νερού κατά την εκρόφηση. Τελικά, για κάθε δοθείσα a w, η περιεκτικότητα νερού του τροφίμου, κατά την εκρόφηση θα είναι μεγαλύτερη από ότι κατά την προσρόφηση. Για τον προσδιορισμό της ενεργότητας ύδατος και των ισόθερμων ροφήσεως, χρησιμοποιούνται δύο βασικές μέθοδοι, κατά τις οποίες η θερμοκρασία διατηρείται πάντοτε σταθερή. Σύμφωνα με την πρώτη μέθοδο, τρόφιμο γνωστής περιεκτικότητας σε υγρασία, επιτρέπεται να έρθει σε ισορροπία με το μικρό ελεύθερο χώρο ενός αεροστεγώς κλειστού δοχείου και μετράται, η μερική τάση ατμών με μανόμετρο, ή η σχετική υγρασία. Η δεύτερη μέθοδος, την οποία και χρησιμοποιήσαμε στο πείραμά μας, περιλαμβάνει την έκθεση ενός μικρού δείγματος τροφίμου σε διαφορετικές ατμόσφαιρες σταθερής υγρασίας. Μετά την εξισορρόπηση, προσδιορίζεται η υγρασία. Για τη διαμόρφωση της σχετικής υγρασίας χρησιμοποιούνται συνήθως κορεσμένα διαλύματα αλάτων ή διαλύματα γλυκερόλης ή θειικού οξέος. Τα κορεσμένα διαλύματα αλάτων έχουν το πλεονέκτημα να διατηρούν σταθερή την υγρασία, για όσο υπάρχει συγκέντρωση άλατος άνω του επίπεδου κορεσμού. Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 3

45 ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ Υλικά Τρόφιμο (φρυγανιά ψιλοκομμένη) Φιαλίδια ζυγίσεως Αναλυτικός ζυγός Γυάλινοι ξηραντήρες Κλίβανοι Κάψα πορσελάνης Σπάτουλα Λαβίδα Κορεσμένα διαλύματα KOH NaOH LiCl 3 KCl Na 2 Cr 2 O 7 MgCl + 6H 2 O Πειραματική πορεία Ζυγίστηκαν περίπου 2g φρυγανιάς σε κάψα πορσελάνης, η οποία τοποθετήθηκε σε κλίβανο για μία ώρα στους 130 o C. Μετά το πέρας της μίας ώρας, προσδιορίστηκε η υγρασία, ως η διαφορά του εναπομείναντος βάρους, από το αρχικό. Ζυγίστηκαν σε 12 φιαλίδια ζυγίσεως, περίπου 200mg (0,2g) φρυγανιάς, στο καθένα, αφού πρώτα προσδιορίστηκε το βάρος των φιαλιδίων, με χρήση του αναλυτικού ζυγού. Ανά δύο τα φιαλίδια, τοποθετήθηκαν σε 6 γυάλινους ξηραντήρες, οι οποίοι περιείχαν κορεσμένα διαλύματα αλάτων, για την υγροσκοπική εξισορρόπηση. Οι ξηραντήρες τοποθετήθηκαν σε κλίβανο θερμοκρασίας 40 o C. Μετά από τρεις βδομάδες, προσδιορίστηκε το τελικό βάρος της φρυγανιάς, σε όλα τα φιαλίδια, ως η μεταβολή στο συνολικό βάρος κάθε φιαλιδίου ζυγίσεως, χρησιμοποιώντας τον αναλυτικό ζυγό, με τη ζύγιση να γίνεται με πολύ γρήγορους ρυθμούς και χωρίς την επαφή των φιαλιδίων με τα χέρια (χρησιμοποιήθηκε λαβίδα). Πορεία εργασίας Μετά την πειραματική πορεία και αφού λάβαμε τις τιμές βάρους της φρυγανιάς μετά την υγροσκοπική εξισορρόπηση, υπολογίσαμε την υγρασία και τα ξηρά στερεά της φρυγανιάς. Ακολούθησε συγκέντρωση των αποτελεσμάτων, των διαφόρων θερμοκρασιών στις οποίες έγινε η εξισορρόπηση και υπολογίστηκε η περιεκτικότητα υγρασίας σε ξηρή βάση, των δειγμάτων. Λάβαμε την τιμή της σχετικής υγρασίας ισορροπίας (παράρτημα 2) και υπολογίσαμε από αυτή την ενεργότητα ύδατος. Για τη θερμοκρασία των 40 o C, σχηματίσαμε τα διαγράμματα των εξισώσεων BET και GAB, και μέσω των κατάλληλων σε κάθε περίπτωση συστημάτων εξισώσεων, υπολογίσαμε τις σταθερές των παραπάνω εξισώσεων. Σε ένα διάγραμμα παρουσιάσαμε τη σχέση μεταξύ ενεργότητας ύδατος και περιεκτικότητας υγρασίας, για κάθε θερμοκρασία του πειράματος. Για μία σταθερή τιμή περιεκτικότητας υγρασίας υπολογίσαμε σε κάθε θερμοκρασία την ενεργότητα ύδατος και σχηματίσαμε το διάγραμμα lna w =f(1/t), από το οποίο και υπολογίσαμε την καθαρή ισοστερή θερμότητα. Σχολιάσαμε την μεταβολή του βάρους της φρυγανιάς, τις διαφορές μεταξύ των εξισώσεων BET και GAB και τέλος την επίδραση της θερμοκρασίας επί των ισόθερμων ροφήσεως. Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 4

46 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Υγροσκοπική εξισορρόπηση (30 o C) Για την εξισορρόπηση σε θερμοκρασία 30 o C έχουμε τα παρακάτω : Η υγρασία όπως προσδιορίστηκε μετά από μία ώρα στους 130 o C, είναι 7,281% και αντίστοιχα τα ξηρά στερεά είναι 92,719%. Πίνακας πειραματικών δεδομένων για τους 30 o C Βάρος Αρχικό βάρος Τελικό συνολικό Τελικό βάρος Δείγμα Άλας φιαλιδίου (g) φρυγανιάς (g) βάρος (g) φρυγανιάς (g) 1 53,9460 0, ,1589 0,2129 LiCl ,5630 0, ,8376 0, ,5500 0, ,8022 0,2522 Na 2 Cr 2 O ,0330 0, ,2516 0, ,1680 0, ,6513 0,4833 KOH 6 51,5360 0, ,9090 0, ,3090 0, ,7655 0,4565 MgCl+6H 2 O 8 52,6500 0, ,8640 0, ,6890 0, ,9362 0,2472 NaOH 10 49,4730 0, ,6907 0, ,7930 0, ,0600 0,2670 KCl 12 49,7320 0, ,1132 0,3812 Πίνακας 1 Μετά από τους απαραίτητους υπολογισμούς (καταγράφονται στο παράρτημα 1), καταλήξαμε στον παρακάτω πίνακα : Συγκεντρωτικός πίνακας αποτελεσμάτων για τους 30 o C Δείγμα Άλας Μέσος όρος αρχικού βάρους (g) Μέσος όρος τελικού βάρους (g) Χ ERH (%) a w X 1 a w 1 LiCl 3 0,2025 0,2438 0, ,3 0,113 0,4272 0, Na 2 Cr 2 O 7 0,1965 0,2354 0, ,52 3,7096 1, KOH 0,1995 0,4281 1,3146 8,5 0,085 0,0707 0, MgCl+6H 2 O 0,2085 0,3353 0, ,5 0,325 0,6558 0, NaOH 0,1995 0,2325 0,2567 7,6 0,076 0,3205 0, KCl 0,2060 0,3241 0, ,84 7,5339 1,2054 Πίνακας 2 a w a w X Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 5

47 Υγροσκοπική εξισορρόπηση (35 o C) Για την εξισορρόπηση σε θερμοκρασία 35 o C έχουμε τα παρακάτω : Η υγρασία όπως προσδιορίστηκε μετά από μία ώρα στους 130 o C, είναι 7,281% και αντίστοιχα τα ξηρά στερεά είναι 92,719%. Πίνακας πειραματικών δεδομένων για τους 35 o C Βάρος Αρχικό βάρος Τελικό συνολικό Τελικό βάρος Δείγμα Άλας φιαλιδίου (g) φρυγανιάς (g) βάρος (g) φρυγανιάς (g) 1 55,1450 0, ,3399 0,1949 LiCl ,3934 0, ,5959 0, ,6261 0, ,8328 0,2067 Na 2 Cr 2 O ,4300 0, ,6280 0, ,3096 0, ,5172 0,2076 KOH 6 48,0488 0, ,2787 0, ,7189 0, ,9237 0,2048 MgCl+6H 2 O 8 52,7906 0, ,0413 0, ,4999 0, ,7656 0,2657 NaOH 10 50,4496 0, ,6398 0, ,6344 0, ,8731 0,2387 KCl 12 51,0941 0, ,3285 0,2344 Πίνακας 3 Μετά από τους απαραίτητους υπολογισμούς (καταγράφονται στο παράρτημα 1), καταλήξαμε στον παρακάτω πίνακα : Συγκεντρωτικός πίνακας αποτελεσμάτων για τους 35 o C Δείγμα Άλας Μέσος όρος αρχικού βάρους (g) Μέσος όρος τελικού βάρους (g) Χ ERH (%) a w X 1 a w 1 LiCl 3 0,2010 0,1987 0, ,11 1,8599 1, Na 2 Cr 2 O 7 0,2011 0,2023 0, ,51 12,1731 5, KOH 0,2006 0,2188 0,1764 7,5 0,075 0,4596 0, MgCl+6H 2 O 0,2005 0,2278 0, ,32 2,0905 1, NaOH 0,2006 0,2280 0, ,07 0,3337 0, KCl 0,2011 0,2366 0, ,83 18,1736 3,0895 Πίνακας 4 a w a w X Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 6

48 Υγροσκοπική εξισορρόπηση (40 o C) Για την εξισορρόπηση σε θερμοκρασία 40 o C έχουμε τα παρακάτω : Η υγρασία όπως προσδιορίστηκε μετά από μία ώρα στους 130 o C, είναι 7,415% και αντίστοιχα τα ξηρά στερεά είναι 92,585%. Πίνακας πειραματικών δεδομένων για τους 40 o C Βάρος Αρχικό βάρος Τελικό συνολικό Τελικό βάρος Δείγμα Άλας φιαλιδίου (g) φρυγανιάς (g) βάρος (g) φρυγανιάς (g) 1 17,6104 0, ,8050 0,1946 LiCl ,2641 0, ,4637 0, ,1291 0, ,4050 0,2759 Na 2 Cr 2 O ,0018 0, ,2015 0, ,6053 0, ,8502 0,2449 KOH 6 17,4857 0, ,7290 0, ,5897 0, ,7983 0,2086 MgCl+6H 2 O 8 15,7904 0, ,0702 0, ,9602 0, ,2135 0,2533 NaOH 10 16,9285 0, ,2174 0, ,0520 0, ,3234 0,2714 KCl 12 14,0271 0, ,2738 0,2467 Πίνακας 5 Μετά από τους απαραίτητους υπολογισμούς (καταγράφονται στο παράρτημα 1), καταλήξαμε στον παρακάτω πίνακα : Συγκεντρωτικός πίνακας αποτελεσμάτων για τους 40 o C Δείγμα Άλας Μέσος όρος αρχικού βάρους (g) Μέσος όρος τελικού βάρους (g) Χ ERH (%) a w X 1 a w 1 LiCl 3 0,2002 0,1971 0, ,11 1,9506 1, Na 2 Cr 2 O 7 0,2007 0,2378 0, ,5 3,5706 1, KOH 0,2002 0,2441 0,3169 6,6 0,066 0,2230 0, MgCl+6H 2 O 0,2012 0,2442 0, ,32 1,5135 1, NaOH 0,2010 0,2711 0,4568 6,5 0,065 0,1522 0, KCl 0,2002 0,2590 0, ,82 11,4480 2,0606 Πίνακας 6 a w a w X Επεξεργασία Τροφίμων ΙΙ 7