2.4. Experimental design, mathematical models and statistical analysis
Aiming to evaluate the influence of the solution composition on
water loss and solids gain, the mass balance was determined for
each concentration and time of the osmotic treatment.
Thus the mass variation (DM) and water loss (DW) were calculated
according to Eqs. (2) and (3), and sucrose gain (DGs), calcium
gain (DGCa) and efficiency (Ef) according to Eqs. (4)–(6).
DM ¼
M M0
M0 100 ð2Þ
DW ¼
ðMwwÞ ðM0w0
wÞ
M0 100 ð3Þ
DGs ¼
ðMwsÞ ðM0w0s
Þ
M0 100 ð4Þ
DGCa ¼
ðMwCaÞ ðM0w0
CaÞ
M0 100 ð5Þ
Ef ¼
DW
DGs þ DGCa
:100 ð6Þ
where M0 is the mass at the initial time (t = 0); M is the mass at time
t; ww is the water content at time t; ws is the sucrose content at time
t; wCa is the calcium content at time t; and w0i
= the content of the
component i (water, sucrose or calcium) at the initial time
(t = 0).The diffusion coefficients for the water, sucrose and calcium
of the pineapple slices were determined according to Fick’s Second
Law, as applied to a plane sheet. The analytical solution, when integrated
over the distance, resulted in the average concentration of
the component i, wiðtÞ, in the solid at time t (Crank, 1975):
wiðtÞ weq
i
w0i
weq
i
¼
8
p2
X1
n¼1
1
ð2n 1Þ2 exp ð2n 1Þ2 tp2Def
l2
ð7Þ
where i = water, sucrose or calcium; Defi = effective diffusion coefficient
of the component i; wiðtÞ = the average fraction of component
i at time t; w0i
= the fraction of the component i at the initial time
(t = 0); weq
i = the fraction of the component i at equilibrium; n is
the number of the series; l, the thickness of the slab; and t the time.
Eq. (7) was fitted to the experimental data using ‘‘Prescribed’’ software
(Silva and Silva, 2008). ‘‘Prescribed’’ software is used to study
water diffusion processes with known experimental data. For each
setting, the values for Chi-square were calculated:
v2 ¼
XNp
i¼1
wexp
i wcalc
i
2 1
r2i
ð8Þ
where wexp
i is the average content (calcium, water or sucrose) measured
at the experimental point i; wcalc
i is the corresponding calculated
average content; Np is the number of experimental points;
1=r2i
is the statistical weight referring to the point i.
To evaluate the influence of the sugar and calcium salt concentrations
on the color, texture and water activity of the pineapples,
the variability in the raw material used for the different tests was
minimized by using a normalized content, defined as the ratio between
the experimental measurements obtained from the osmotically
treated sample and the corresponding fresh sample (Silva
et al., 2011b). The results were statistically evaluated using the
analysis of variance (ANOVA), with the sources of variation being
the sample type and the number of samples, the Tukey Test being
applied at the 5% level of significance.
3. Results
Figs. 1–4 and Table 2 show the experimental data for mass variation
(DM), water loss (DW), sucrose gain (DGs), calcium gain
(DGCa) and process efficiency (Ef), calculated according to Eqs.
(2)–(6), obtained during the different times of osmotic dehydration
for the pineapple slices.
A mass reduction of the samples with processing time was observed
for all treatments (Fig. 1), which is explained by the fact that
the rates of water loss were greater than the rates of solute gain.
This behavior occurs in preserved tissue because the selective permeability
of the cell membranes allow for the transport of small
molecules such as water, but restrict the transport of larger molecules
such as sucrose, and hence reduce the diffusion of sucrose
through the cell tissue.
Fig. 2 shows the increase of water loss with time during the osmotic
dehydration process, reaching a reduction of from 24% to
40% of the initial mass after 6 h of dehydration.
A comparison of the water losses of samples dehydrated in
solutions with and without calcium, at the same sucrose concentration,
shows that the addition of 4% calcium lactate significantly
increased the water loss from the pineapple at all processing times.
However, samples treated with 2% calcium lactate showed diverse
behavior up to 2 and 4 h of dehydration, for the 40% and 50% sucrose
solutions, respectively.
Table 1
Water (w0
w), sucrose (w0
SUC ) and calcium (w0
Ca) contents of the fresh pineapple used in the experiments.
OD (40% SUC) (1) OD (40% SUC + 2% LAC) (2) OD (40% SUC + 4% LAC) (3) OD (50% SUC) (4) OD (50% SUC + 2% LAC) (5) OD (50% SUC + 4% LAC) (6)
Osmotic solution composition
w0
w(%) 83.27 ± 0.05A 83.52 ± 0.18 A 86.69 ± 0.08 B 83.27 ± 0.05 A 88.06 ± 0.30 C 85.40 ± 0.06 D
w0
SUC(%) 8.90 ± 0.35A 8.84 ± 0.56 A 8.28 ± 0.37 A 9.35 ± 0.62 A 8.10 ± 0.08 A 8.37 ± 0.03 A
w0
Ca(%) – 0.0015 ± 0.0001 A 0.0015 ± 0.00007 A – 0.0015 ± 0.00008 A 0.0016 ± 0.00009 A
* Results are expressed as the Means ± Standard Deviation for triplicates of two experiments.
** Means with the same capital letter in the same line did not differ significantly at p 6 0.05 according to the Tukey test.
Fig. 1. Mass variation (DM) with respect to the initial mass (M0) during the osmotic
dehydration (OD) of pineapple in solutions containing sucrose and calcium. Means
with the same lower case letter for the same concentration did not differ
significantly at p 6 0.05 and means with the same capital letter for the same
process time did not differ significantly at p 6 0.05 according to Tukey’s test.
2.4 ทดลองออกแบบ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ และการวิเคราะห์ทางสถิติมีเป้าหมายในการประเมินอิทธิพลของส่วนประกอบของโซลูชันบนสูญเสียน้ำ และของแข็งได้ กำหนดสำหรับยอดดุลมวลแต่ละความเข้มข้นและเวลาของการรักษาการออสโมติกดังนั้น การเปลี่ยนแปลงโดยรวม (DM) และสูญเสียน้ำ (DW) มีคำนวณตาม Eqs (2) และ (3), และซูโครสกำไร (DGs), แคลเซียมกำไร (DGCa) และประสิทธิภาพ (Ef) ตาม Eqs (4)–(6)DM ¼M M0M0 100 ð2ÞDW ¼ðMwwÞ ðM0w0wÞM0 100 ð3ÞDGs ¼ðMwsÞ ðM0w0sÞM0 100 ð4ÞDGCa ¼ðMwCaÞ ðM0w0CaÞM0 100 ð5ÞEf ¼DWDGs þ DGCa: 100 ð6Þที่ M0 คือ มวลในเวลาเริ่มต้น (t = 0); M คือ มวลเวลาt ww คือ ปริมาณน้ำที่เวลา t ws เป็นซูโครสครั้งt wCa เป็นแคลเซียมที่เวลา t และ w0i=ของส่วนผม (น้ำ ซูโครส หรือแคลเซียม) ที่เวลาเริ่มต้น(t = 0) สัมประสิทธิ์การแพร่ในน้ำ ซูโครส และแคลเซียมของสับปะรดชิ้นถูกกำหนดตามของ Fick วินาทีกฎหมาย เป็นกับแผ่นระนาบ การวิเคราะห์แก้ปัญหา เมื่อรวมกว่า ระยะส่งผลให้ความเข้มข้นเฉลี่ยของคอมโพเนนต์ i, wiðtÞ ในของแข็งที่เวลา t (Crank, 1975):wiðtÞ weqฉันw0iweqฉัน¼8p 2X 1n¼11ð2n 1Þ2 exp ð2n 1Þ2 tp2Defl2 ð7Þที่ฉัน =น้ำ ซูโครส หรือ แคลเซียม Defi =สัมประสิทธิ์การแพร่ที่มีประสิทธิภาพประกอบฉัน wiðtÞ =เศษส่วนค่าเฉลี่ยของส่วนประกอบผมที่เวลา t w0i=เศษส่วนประกอบผมครั้งแรก(t = 0); weqฉัน =สัดส่วนของส่วนประกอบที่สมดุล ฉัน n คือจำนวนชุด l ความหนาของพื้น t และเวลาEq. (7) ได้พอดีกับข้อมูลการทดลองใช้ซอฟต์แวร์ '' Prescribed''(Silva และ Silva, 2008) ซอฟแวร์ ''กำหนด '' ถูกใช้เพื่อศึกษาน้ำกระบวนการแพร่ข้อมูลรู้จักทดลอง สำหรับแต่ละตั้งค่า คำนวณค่า Chi-square ของได้:v2 ¼XNpi¼1wexpฉัน wcalcฉัน2 1r2ið8Þที่ wexpฉันเป็นเฉลี่ย (แคลเซียม น้ำ หรือซูโครส) วัดในการทดลองชี้ฉัน wcalcฉันจะให้สอดคล้องกับคำนวณเนื้อหาเฉลี่ย Np คือ จำนวนของจุดทดลอง1 = r2iมีน้ำหนักสถิติอ้างอิงจุดฉันในการประเมินอิทธิพลของการน้ำตาลและแคลเซียมเกลือความเข้มข้นกิจกรรมสี พื้นผิว และน้ำของสับปะรดมีความแปรผันในวัตถุดิบที่ใช้ในการทดสอบแตกต่างกันใช้เนื้อหามาตรฐาน กำหนดเป็นอัตราส่วนระหว่างขนาดทดลองที่ได้รับจากการ osmoticallyรับการรักษาตัวอย่างและตัวอย่างสดที่เกี่ยวข้อง (Silvaร้อยเอ็ด al., 2011b) ผลลัพธ์ได้ถูกประเมินทางสถิติโดยใช้การวิเคราะห์ของผลต่าง (การวิเคราะห์ความแปรปรวน), กับแหล่งมาของการเปลี่ยนแปลงชนิดตัวอย่างและจำนวนตัวอย่าง Tukey ทดสอบกำลังใช้ในความสำคัญของระดับ 5%3. ผลลัพธ์Figs. 1-4 และตารางที่ 2 แสดงข้อมูลทดลองความผันแปรโดยรวมการได้รับการสูญเสียน้ำ (DW), ซูโครสกำไร (DGs), แคลเซียม (DM),(DGCa) และประสิทธิภาพ (Ef), Eqs ไว้ประมวลผล(2)–(6) ได้รับในช่วงเวลาต่าง ๆ ของการออสโมติกคายน้ำสำหรับชิ้นสับปะรดลดมวลของตัวอย่างที่มีระยะเวลาที่สังเกตสำหรับการรักษาทั้งหมด (Fig. 1), ซึ่งจะอธิบายความจริงที่อัตราการสูญเสียน้ำได้มากกว่าอัตรากำไรตัวปัญหานี้เกิดขึ้นในเนื้อเยื่อรักษาเนื่องจาก permeability เลือกของเยื่อหุ้มเซลล์ทำให้การขนส่งขนาดเล็กโมเลกุลเช่นน้ำ แต่จำกัดการขนส่งโมเลกุลขนาดใหญ่เช่นซูโครส และดังนั้น ลดการแพร่ของซูโครสผ่านเยื่อเซลล์Fig. 2 แสดงการเพิ่มขึ้นของการสูญเสียน้ำด้วยระหว่างที่การออสโมติกกระบวนการคายน้ำ ถึงลดจาก 24%40% ของมวลเริ่มต้นหลัง 6 h ของการคายน้ำการเปรียบเทียบการสูญเสียน้ำของตัวอย่างที่อบแห้งในโซลูชั่นที่มี และไม่ มี แคลเซียม ที่ความเข้มข้นซูโครสเดียวแสดงให้เห็นว่าการเพิ่ม lactate แคลเซียม 4% อย่างมีนัยสำคัญเพิ่มการสูญเสียน้ำจากสับปะรดที่ประมวลผลครั้งอย่างไรก็ตาม ตัวอย่างรับแคลเซียม 2% lactate พบหลากหลายลักษณะการทำงานสูงสุด h 2 และ 4 ของการคายน้ำ สำหรับซูโครส 40% และ 50%โซลูชั่น ตามลำดับตารางที่ 1น้ำ (w0w) ซูโครส (w0SUC) และแคลเซียม (w0Ca) เนื้อหาของสับปะรดสดที่ใช้ในการทดลองOD (SUC 40%) (1) OD (SUC 40% + 2% LAC) (2) OD (SUC 40% + 4% LAC) (3) OD (SUC 50%) (4) OD (SUC 50% + 2% LAC) (5) OD (SUC 50% + 4% LAC) (6ส่วนประกอบของโซลูชันการออสโมติกw0w(%) 83.27 ± 0.05A 83.52 ± 0.18 B 86.69 ± 0.08 83.27 ± 0.05 ± 0.30 C 85.40 มี 88.06 ± 0.06 Dw0SUC(%) 8.90 ± 0.35A 8.84 ± 0.56 8.28 ± 0.37 9.35 ± 0.62 8.10 ± 0.08 8.37 ± 0.03 Aw0Ca(%) – มาก 0.0001 0.0015 ± 0.0015 ± 0.00007 ±การ-0.0015 0.00008 0.0016 ± 0.00009 A* ผลลัพธ์จะแสดงเป็นหมายถึง±ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานสำหรับ triplicates การทดลองที่สอง** หมายถึง มีการเดียวกันกับตัวอักษรในบรรทัดเดียวกันได้ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญที่ p 0.05 6 ตามการทดสอบของ TukeyFig. 1 โดยรวมเปลี่ยนแปลง (DM) กับมวลเริ่มต้น (M0) ระหว่างที่การออสโมติกคายน้ำที่ (OD) ของสับปะรดในโซลูชั่นที่ประกอบด้วยซูโครสและแคลเซียม หมายความว่ามีกรณีเดียวจดหมายสำหรับความเข้มข้นเดียวกันได้ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญที่ p 6 0.05 และหมายถึง มีแบบอักษรเดียวกันสำหรับเดียวกันเวลาประมวลผลได้ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญที่ p 0.05 6 ตามการทดสอบของ Tukey
การแปล กรุณารอสักครู่..

2.4 . ทดลองแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และการวิเคราะห์ทางสถิติ
เล็งเพื่อประเมินอิทธิพลของสารละลายส่วนประกอบบน
การสูญเสียน้ำและของแข็งได้สมดุลมวลที่ถูกกำหนดสำหรับ
แต่ละความเข้มข้น และเวลาในการรักษา .
ดังนั้นมวลการเปลี่ยนแปลง ( DM ) และการสูญเสียน้ำ ( DW ) คำนวณ
ตาม EQS . ( 2 ) และ ( 3 ) และปริมาณการได้รับ ( DGS )
, แคลเซียมได้รับ ( DGCA ) และประสิทธิภาพ ( EF ) ตาม EQS . ( 4 ) และ ( 6 ) .
DM ¼
M m0
m0 100 ð 2 Þ
ð DW ¼ mww Þ ð m0w0
w
m0 Þ 100 ð 3 Þ
ð DGS ¼ mws Þ ð m0w0s
m0 Þ 100 ð 4 Þ
DGCA ¼
ð mwca Þ ð m0w0
m0 CA Þ 100 ð 5 Þ
DGS EF ¼ DW þ DGCA
: 100 ð 6 Þ
ที่ m0 คือมวลที่เวลาเริ่มต้น ( t = 0 ) ; m คือมวลที่เวลา
t ; WW คือปริมาณน้ำในเวลา t ; มันเป็นเนื้อหาที่ใช้เวลา
t ;wca เป็นปริมาณแคลเซียมที่เวลา t ; และ w0i
= เนื้อหาของ
ส่วนผม ( น้ำซูโครสหรือแคลเซียม ) ในเวลาเริ่มต้น
( t = 0 ) สัมประสิทธิ์การแพร่ในน้ำ , ซูโครสและแคลเซียม
ของชิ้นสับปะรดถูกกำหนดตามกฎที่สอง
เป็นฟิกของ ใช้กับเครื่องบินแผ่น วิธีวิเคราะห์ เมื่อรวม
ผ่านระยะทางส่งผลให้ความเข้มข้นเฉลี่ยของ
ส่วนผม วี ð T Þในของแข็งที่เวลา t ( ข้อเหวี่ยง , 1975 ) :
t Þวีð weq
ผม
ผม
w0i weq ¼
8
P2
x1
n ¼ 1
1
ð 2n 1 Þ 2 EXP ð 2n 1 Þ 2 tp2def L2
ที่ 7 Þð = น้ำ , น้ำตาลทรายหรือแคลเซียม ; เดฟี = สัมประสิทธิ์การแพร่ของส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพ
i ; วีð T Þ = ค่าเฉลี่ยสัดส่วนองค์ประกอบ
ฉันในเวลาที่ w0i
t ;= สัดส่วนของส่วนประกอบที่
ครั้งแรก ( t = 0 ) ; weq
= สัดส่วนขององค์ประกอบที่สมดุล ; N
จำนวนชุด ; L , ความหนาของแผ่นพื้น และ T .
อีคิว ( 7 ) ถูกติดตั้งเพื่อทดลองข้อมูล ใช้ ' ' ' 'prescribed ซอฟต์แวร์
( ซิลวาและ ซิลวา , 2008 ) ' ' ' 'prescribed ซอฟต์แวร์ใช้เพื่อการศึกษา
น้ำการแพร่กระบวนการกับรู้จักทดลองข้อมูลสำหรับแต่ละ
ตั้งค่า ค่าไคสแควร์เพื่อคำนวณ :
ผม xnp V2 ¼¼ 1
ผม wexp wcalc
ผม
2 1
ð r2i 8 Þ
ฉันเป็นเนื้อหาที่ wexp เฉลี่ย ( แคลเซียม , น้ำหรือซูโครส ) วัด
ที่จุดทดลองฉัน ; wcalc
ฉันคือที่คำนวณ
เฉลี่ยเนื้อหา ; NP คือจำนวนของจุดทดลอง ;
1 = r2i
เป็นสถิติน้ำหนักหมายถึงจุด I .
เพื่อศึกษาอิทธิพลของความเข้มข้นของน้ำตาลและเกลือแคลเซียม
บนสี พื้นผิว และน้ำกิจกรรมของสับปะรด
ความแปรปรวนในวัตถุดิบที่ใช้สำหรับการทดสอบที่แตกต่างกันคือ
ลดโดยใช้มาตรฐานเนื้อหา หมายถึง อัตราส่วนระหว่างจำนวนที่ได้จากการวัด
ถือว่า osmotically ตัวอย่างและตัวอย่าง สดที่สอดคล้องกัน ( ซิลวา
et al . ,2011b ) ผลการประเมินพบว่า การใช้
การวิเคราะห์ความแปรปรวน ( ANOVA ) ที่มีแหล่งที่มาของรูปแบบการ
ตัวอย่างชนิดและจำนวนตัวอย่างทดสอบการวิจยประยุกต์
ที่ 5 % ที่ระดับ . 05
3
ผลมะเดื่อ . 1 – 4 และ ตารางที่ 2 แสดงข้อมูลสำหรับมวลการเปลี่ยนแปลง
( DM ) , การสูญเสียน้ำ ( DW ) ซูโครส ( DGS ) ได้รับแคลเซียมเข้า
( DGCA ) และประสิทธิภาพของกระบวนการ ( EF ) คำนวณจาก EQS .
( 2 ) และ ( 6 ) ที่ได้รับในช่วงเวลาที่แตกต่างกันของการออสโมซิสในชิ้นสับปะรด
.
มวลลดจำนวนเวลาในการประมวลผลได้สังเกต
สำหรับการรักษาทั้งหมด ( รูปที่ 1 ) ซึ่งอธิบายได้ด้วย ที่ว่า
อัตราการสูญเสียน้ำมากกว่าอัตราของตัวถูกละลายได้รับ .
พฤติกรรมนี้เกิดขึ้นในเนื้อเยื่อเนื่องจากการรักษาผ่าน
ของเยื่อหุ้มเซลล์ที่อนุญาตให้มีการขนส่งของโมเลกุลขนาดเล็ก
เช่น น้ำ แต่ จำกัด การขนส่งโมเลกุลขนาดใหญ่
เช่นซูโครสและจึงลดการแพร่กระจายของสารผ่านเซลล์เนื้อเยื่อ
.
รูปที่ 2 แสดงการเพิ่มขึ้นของการสูญเสียน้ำกับเวลาระหว่าง กระบวนการแช่อิ่ม
,ถึงลดลงจาก 24 %
% 40 ของมวลเริ่มต้นหลังจาก 6 ชั่วโมงของ dehydration .
เปรียบเทียบการสูญเสียน้ำ ในตัวอย่างแห้ง
โซลูชั่นที่มีและไม่มีแคลเซียมที่ความเข้มข้นของซูโครสเดียวกัน
แสดงว่านอกเหนือจากแคลเซียม แลคเตทอย่างมีนัยสำคัญ
เพิ่มการสูญเสียน้ำจากสับปะรด เวลาการประมวลผลทั้งหมด .
อย่างไรก็ตามตัวอย่าง การรักษาด้วย 2 % แคลเซียมแลคเตท พบหลากหลายพฤติกรรมถึง 2 และ 4 ชั่วโมงของ dehydration สำหรับ 40% และ 50% ซูโครส
โซลูชั่นตามลำดับ ตารางที่ 1
น้ำ ( W0
w ) ซูโครส ( W0
SUC ) และแคลเซียม ( W0
CA ) เนื้อหาของสับปะรดสดที่ใช้ใน การทดลอง
OD ( 40% SUC ) ( 1 ) OD ( 40% SUC 2% ครั่ง ) ( 2 ) OD ( 40% SUC 4% ครั่ง ) ( 3 ) OD 50% ( SUC ) ( 4 ) OD ( 50% SUC 2% ครั่ง ) ( 5 ) OD ( 50% SUC 4% ครั่ง ) 6 ) การแก้ไของค์ประกอบ
W0
w ( % ) 83.27 ± 0.05a ตามตัว± 0.18 86.69 ± 0.08 B 83.27 ± 0.05 เป็นเท่ากับ 88.06 ± 0.30 C 85.40 ± 0.06 D
W0
ซัค ( % ) 8.90 ± 0.35a าย± 0.56 มี 8.28 ± 0.37 เป็น 9.35 ± 0.62 เป็น 8.10 ± 0.08 เป็น 8.37 ± 0.03 A
W0
CA ( % ) –การผลิต± 0.0001 มีการผลิต± 000007 เป็น–การผลิต± 0.00008 เป็น 0.0016 ± 0.00009 เป็น
* ผลลัพธ์ที่ได้จะแสดงเป็นค่าเฉลี่ยส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน สำหรับ±ล้อมสองการทดลอง .
* * วิธีการเดียวกันกับตัวอักษรในบรรทัดเดียวกัน ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ ? 0.05 ตาม 6 เป็นรายการทดสอบ .
รูปที่ 1 มวลการเปลี่ยนแปลง ( DM ) ด้วยความเคารพต่อมวลเริ่มต้น ( m0 ) ในระหว่างการ
น้ำ ( OD ) ของสับปะรดในสารละลายซูโครสและแคลเซียม หมายถึง
เดียวกันกับกรณีที่ต่ำกว่าตัวอักษรเพื่อความเข้มข้นเดียวกัน ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ 0.05 และ p
6 หมายถึงด้วยตัวอักษรทุนเดียวกันเวลา
กระบวนการเดียวกันไม่แตกต่างกัน อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ ? 0.05 ตาม 6 ทดสอบทดสอบ
การแปล กรุณารอสักครู่..
