1) School of Food and Biological Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, 212013, P.R. China; 2) Beijing Advance Innovation center for Food Nutrition and Human Health, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China; 3) Beijing Engineering and Technology Research Center of Food Additives, School of Food and Chemical Technology, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China; 4) Dept. of Botany, Shah Abdul Latif University, Khairpur 66020, Sindh, Pakistan; 5) Dept. of Agriculture and Food Technology, Karakoram International University, Gilgit 1500, Pakistan
Synergy of ultrasound and osmotic dehydration in improving drying kinetics and quality of dried sweet potato (Ipomea batatas L.)
Synergieeffekte von Ultraschall und osmotischer Dehydrierung zur Verbesserung der Trocknungskinetik und der Qualität von getrockneten Süßkartoffeln (Ipomea batatas L.)
Muhammad Tayyab Rashid1), Haile Ma1), Bushra Safdar2,3), Mushtaque Ahmed Jatoi4), Asif Wali5), Frederick Sarpong1), Cunshan Zhou1)
Summary
The effect of ultrasonic pretreatment and combined ultrasonic-osmotic dehydration using different pretreatment times (10, 20, 30, and 45 min) at 60°C was investigated. The aim of the present work was to shorten the total drying time and to improve the quality of sweet potato slices. The results showed that the moisture effective diffusivity increased when ultrasound was used as pretreatment to reduce the drying time, while the osmotic solution had no effect on moisture diffusivity. Among different ultrasound pretreatment timings, 30 min ultrasonically osmotic dehydrated treatment (US/GC-10%-3) proved the best in drying time reduction, which showed that ultrasound has a positive impact on osmotic dehydration. The drying kinetics of sweet potato slices were improved by sonication, which involves an improvement of mass transfer coefficient and drying rate. The logarithmic model showed the best fit to the experimental data for all treatments. For ultrasound treated samples, the parameters including enzyme inactivation, color, microstructure, mass transfer parameter had significant changes in comparison with distilled water treated and osmotically treated samples of sweet potatoes.
Zusammenfassung
Untersucht wurde der Effekt von Ultraschallvorbehandlung und ultraschallunterstützter osmotischer Dehydrierung mit unterschiedlichen Vorbehandlungszeiten (10, 20, 30 und 45 min) bei 60°C. Ziel der Studie war es, die Gesamttrocknungszeit zu verkürzen und die Qualität von Süßkartoffelscheiben zu verbessern. Die Ergebnisse zeigten, dass die Feuchtediffusionsfähigkeit zunahm, wenn Ultraschall als Vorbehandlung zur Verkürzung der Trocknungszeit eingesetzt wurde, während die osmotischer Dehydrierung keinen Einfluss auf die Feuchtediffusionsfähigkeit hatte. Unter den verschiedenen Ultraschall-Vorbehandlungszeitpunkten erwies sich die 30-minütige Ultraschallbehandlung mit osmotischer Dehydrierung (US/GC-10%-3) als die Beste in der Trockenzeitverkürzung. Dies zeigte, dass Ultraschall einen positiven Einfluss auf die osmotische Dehydrierung hat. Die Trocknungskinetik von Süßkartoffelscheiben wurde durch Ultraschall verbessert, was eine Verbesserung des Stoffübergangskoeffizienten und der Trocknungsrate mit sich brachte. Das logarithmische Modell zeigte für alle Behandlungen die beste Übereinstimmung mit den experimentellen Daten. Bei mit Ultraschall behandelten Proben zeigten die Parameter einschließlich Enzyminaktivierung, Farbe, Mikrostruktur und Stoffübergang im Vergleich zu mit destilliertem Wasser behandelten und osmotisch behandelten Proben von Süßkartoffeln signifikante Änderungen.
Keywords: Drying, mathematical modelling, osmotic dehydration, enzyme inactivation, color, Ultrasound
Schlüsselwörter: Trocknung, mathematische Modellierung, osmotische Dehydrierung, Enzyminaktivierung, Farbe, Ultraschall
Korrespondenzadresse E-Mail
mhl@ujs.edu.cn
Weitere Informationen zum Beitrag
Arch Lebensmittelhyg 70,
72–81 (2019)
DOI 10.2376/0003-925X-70-72
Copyright
© M. & H. Schaper GmbH & Co.
ISSN 0003-925X