Микроволновая сушка трав

          Специи и травы являются важными составляющими ежедневного рациона человека и играют важную роль при добавлении в пищу, лечении болезней и используются при изготовлении  косметики. Помимо того, что специи и травы придают еде аромат, цвет и вкус, они обладают противомикробными, антиоксидантными, фармацевтическими и питательными свойствами. Правильная обработка необходима, потому что свежие продукты имеют высокое содержание влаги и часто содержат большое количество микроорганизмов. Сушка - наиболее распространенный метод, используемый для снижения содержания влаги и, следовательно, активности воды до безопасного предела, который продлевает срок хранения и повышает ценность специй.

Микроволновая сушка трав

          Спрос потребителей на переработанные продукты с сохранением большинства свойств свежих растений ежегодно увеличивается. Поэтому основная цель сушки пищевых продуктов - обеспечить более длительный срок хранения и сделать их доступными для потребителей в течение продолжительного срока, без существенной потери аромата, вкуса, цвета и питательных свойств. Существуют разные методы сушки специй со своими преимуществами и ограничениями.

          Существующие технологии сушки:      

          Пряности и травы - это в основном растения ботанического происхождения, которые особенно ценятся за свой вкус, аромат, цвет, лекарственные свойства и консервирующую способность. Свежесобранные специи и травы содержат большое количество влаги и многочисленные микроорганизмы. Немедленное консервирование следует проводить для предотвращения биологического разрушения после сбора урожая из-за их скоропортящихся свойств.

          Сушка - один из старейших методов консервирования пищевых продуктов и незаменимый процесс в пищевой промышленности. Он направлен на снижение содержания влаги и активности воды до безопасных пределов, которые продлевают срок хранения, сводят к минимуму потребность в упаковке, а также уменьшают вес при транспортировке. Поэтому этот метод широко используется для обезвоживания пищевых продуктов, таких как овощи, фрукты, специи, зелень и другие продукты.

          Сушку можно описать как процесс массо- и теплопередачи, состоящий из удаления воды или другого растворителя путем испарения из твердого, полутвердого или жидкого состояния. Для специй и трав применялись различные традиционные методы сушки, в том числе солнечная сушка, сушка горячим воздухом, сублимационная сушка и микроволновая сушка. Однако большинство из этих методов сушки требует длительного времени сушки и чрезмерного расхода энергии, что приводит к нежелательному качеству дегидратированных продуктов. Поскольку специи и зелень являются термочувствительным сырьем, их желательно обрабатывать в щадящих условиях сушки. Традиционные методы сушки, как правило, не способны обеспечить как превосходное качество продукта, так и высокую эффективность сушки, поэтому были разработаны и внедрены многочисленные инновационные методы сушки для повышения ее эффективности (например, времени сушки, скорости сушки и потребления энергии), а также для получения высшего качества продукции. Комбинация двух или более различных методов сушки может обеспечить синергетический эффект, приводящий к уменьшению потребления энергии и времени сушки при сохранении большинства качественных характеристик.

          Сушка позволяет длительно сохранять значительную часть энергетической ценности растительного сырья, его витаминного запаса и биологически активных веществ. Для достижения максимального эффекта сушка должна осуществляться непосредственно после сбора урожая в условиях сельскохозяйственного предприятия – производителя сырья. Это позволит не только повысить качество продукта сушки, но и снизить потери выращенного урожая, удешевить технологию переработки сельскохозяйственного сырья, в том числе за счет снижения транспортных расходов. Для обеспечения экономической эффективности технологий сушки в условиях сельскохозяйственного производителя устройства сушки должны быть универсальными по отношению к сырью, обладать низкими удельными затратами энергии для широкого диапазона производительности.

          Солнечная энергия - один из наиболее широко используемых источников энергии для сушки фруктов, овощей, специй, трав и т. д. Солнечная сушка - это экономичный и экологически безопасный процесс для сельскохозяйственной продукции. Однако эта технология имеет свои ограничения, такие как: низкое качество и проблемы с гигиеной продуктов, медленный процесс сушки, потери продукта из-за насекомых и птиц, большие требования к пространству, а также высокие затраты на рабочую силу.

          Конвективная сушка является широко применяемой техникой для сушки фруктов и овощей, в том числе зелени. Однако у этого метода есть несколько недостатков и ограничений. Например, было замечено, что температура, используемая во время процесса, приводит к потере функциональности клеток и, как следствие, к изменениям в питательных и сенсорных качествах.

          Преимуществами инфракрасной сушки являются экологическая безопасность, передача энергии от источника инфракрасного излучения ко всей «видимой» поверхности продукта сушки без среды-посредника, возможность локального нагрева отдельных частей поверхности продукта сушки, возможность быстрого изменения величины тепловой нагрузки на продукт сушки, простота автоматизации управления тепловым режимом устройства, простота и дешевизна устройств, удобство и безопасность обслуживания. Известными недостатками устройств ИК сушки, существенно ограничивающими ее применение, являются высокая неравномерность теплового воздействия на облучаемую поверхность и, соответственно, высокий уровень неравномерности сушки, большие потери теплового излучения, уходящего за пределы подлежащей тепловой обработке поверхности, значительные габаритные размеры устройств, пар испаряемой жидкости взаимодействует с поверхностями источника излучения и отражателей, что приводит к их быстрому окислению и снижает качество и надежность работы устройств.

          В последнее время применение микроволновой сушки становиться все более популярным, благодаря ее преимуществам, таким как более высокая скорость сушки, быстрый и объемный нагрев, снижение энергопотребления, чистый процесс без вторичных отходов и лучшее качество готовых продуктов. Этот метод сочетается с сушкой горячим воздухом, вакуумной сушкой, сублимационной сушкой и т.д. и применяется во многих методах сушки в последние десятилетия. Температура сушки и мощность микроволн - два наиболее важных фактора при микроволновой сушке сельскохозяйственных продуктов. Эти два фактора существенно влияют на параметры сушки, такие как время сушки, кривая сушки, скорость сушки, эффективность сушки и качество конечного продукта. Механизм микроволновой сушки заключается в том, что молекулы воды биполярны и многократно вращаются в результате быстро меняющегося электромагнитного поля, а тепло создается по всему материалу из-за трения между молекулами воды, поэтому влага будет интенсивно испаряться и переноситься на поверхность.

          Преимущества микроволновой вакуумной сушки:

          СВЧ-вакуумная сушка сочетает в себе преимущества как микроволновой сушки, так и вакуумной сушки, а также повышает энергоэффективность и качество продукции. Были проведены исследования влияние уровня вакуума и мощности микроволн на ароматические соединения и сенсорные качества розмарина, высушенного методом микроволново-вакуумной сушки [1]. Время, необходимое для сушки розмарина, было сокращено за счет более высоких значений мощности микроволн и интенсивности вакуума. Экспериментальные данные показали, что чем выше интенсивность вакуума в сушильной системе при определенной мощности микроволн и / или чем выше мощность микроволн, тем меньше общее количество летучих веществ. При этом более высокая интенсивность вакуума и мощность микроволн сокращают время сушки. Это исследование также показало, что микроволново-вакуумная сушка может применяться при сушке очень чувствительных материалов, таких как розмарин, и для этой цели следует применять очень высокий уровень вакуума с низкой мощностью микроволн.

          Также в исследовании оценили влияние методов сушки на качество майорана [2]. Для обезвоживания майорана применяли конвективную сушку (CVD), микроволновую-вакуумную сушку (MVD), а также комбинацию конвективной предварительной сушки и окончательной сушки MV (CVPD + MVFD). Результаты показали существенные различия в качестве аромата майорана, высушенного разными методами. Общее количество летучих компонентов свежего майорана было значительно снижено большинством методов сушки, за исключением микроволново-вакуумного. Также при микроволново-вакуумной сушке время процесса было относительно коротким, и продукт имел хорошие органолептические показатели.

          В другом исследовании сравнили комбинированную микроволновую-вакуумную сушку и сушку чеснока на воздухе с традиционной сушкой горячим воздухом и методами сублимационной сушки [3]. Сначала образец сушили с помощью микроволново-вакуумного метода до тех пор, пока содержание влаги не достигло 10%, а затем обычной сушкой горячим воздухом при температуре 45 ° C до конечной влажности менее 5%. Острота, цвет, текстура и степень регидратации сушеных ломтиков чеснока оценивали и сравнивали с ломтиками, высушенными сублимационной сушкой и обычной сушкой горячим воздухом. Сравнение показало, что качество ломтиков чеснока, высушенных методом микроволновой вакуумной сушки, было близко к качеству сублимированных ломтиков чеснока и намного лучше, чем у обычных, высушеных горячим воздухом. СВЧ-вакуумная сушка привела к ускорению скорости сушки и испарению воды при более низкой температуре на ранней стадии сушки, однако на более поздней стадии (содержание влаги менее 10% масс.) сушка на воздухе при температуре 45 ° C была возможным альтернативным способом избежать горячих точек и повреждения продукта.

          Мята является одной из популярных тайских кухонных травы благодаря своему уникальному аромату, а также помогает при простуде, гриппе, лихорадке, укачивании и плохом пищеварении. В исследовании изучили сушку мяты с использованием микроволновой вакуумной сушки и сушки горячим воздухом [4]. Микроволновая вакуумная сушка сократила время сушки листьев мяты на 85–90% по сравнению с сушкой горячим воздухом. Кроме того, наблюдалось изменение цвета во время сушки. Светлость, зелень и желтизна листьев мяты, высушенных в микроволновой печи в вакууме, были выше, чем у листьев мяты, высушенных горячим воздухом. По данным сканирующих электронных микрофотографий, листья мяты, высушенные в микроволновой печи в вакууме, имели более пористую и однородную структуру, чем высушенные горячим воздухом.

          Сладкий базилик широко используется для придания особого аромата и вкуса блюдам, таким как салаты, пицца, мясо и супы. Исследователи сравнили два метода сушки базилика: обычная сушка горячим воздухом и вакуумная микроволновая сушка [5]. Было обнаружено, что основные летучие соединения базилика (линалоол и метилхавикол) сохраняются в большем количестве в образцах, высушенных микроволново-вакуумным методом, (примерно в 2,5 раза для линалоола и в 1,5 раза для метилхавикола по сравнению с образцами, высушенными на воздухе). Это может быть связано с высокой скоростью вакуумной сушки, которая сокращает время диффузии летучих веществ из ткани. В целом образцы, высушенные вакуумной микроволновой сушкой, показали более высокую концентрацию летучих веществ, чем свежий базилик. Влияние каждого метода сушки на структуру листа наблюдали с помощью сканирующих электронных микрофотографий. После сушки на воздухе у листьев базилика наблюдалась сильная усадка слоя кутикулы. Внутри, эпидермис и мезофиллические клетки палисадного слоя были чрезвычайно поражены и разрушены. Структура кутикулы образцов, высушенных в вакууме с помощью микроволн, меньше подвержена влиянию тепла, если судить по степени усадки этого слоя, а клетки эпидермиса и палисадных слоев выглядят «растянутыми» или «вздутыми». Был сделан вывод, что вакуумная микроволновая сушка является очень быстрым процессом сушки (0,4 часа по сравнению с 11,5 часа для сушки на воздухе), что приводит к получению продукта более высокого качества с точки зрения аромата, цвета, регидратации и внешнего вида, чем обычная сушка горячим воздухом.

          Полученные результаты позволяют сделать вывод об эффективности микроволнового излучения в сушке специй и трав. Вышеизложенная технология легко реализуется в установке микроволновой вакуумной обработки материалов «Mango».

В данной установке можно создать множество рецептов обработки различных трав и специй, с различными комбинациями температур нагрева, времени выдержки и скоростью охлаждения, которые оптимальны для вашего продукта.

Источники:

  1. Calín-Sánchez Á, Szumny A, Figiel A, Jałoszyński K, Adamski M, Carbonell-Barrachina ÁA (2011) Effects of vacuum level and microwave power on rosemary volatile composition during vacuum– microwave drying. J Food Eng 103(2):219–227
  2. Calín-Sánchez Á, Figiel A, Lech K, Szumny A, Martínez-Tomé J, Carbonell-Barrachina ÁA (2015) Dying methods affect the aroma of Origanum majorana L. analyzed by GC-MS and descriptive sensory analysis. Ind Crop Prod 74(15):218–227
  3. Cui, Z., Xu, S. and Sun, D. (2003). Dehydration of garlic slices by combined microwave-vacuum and air drying. Dry. Technol. 21:1173–1184.
  4. Therdthai, N. and Zhou, W. (2009). Characterization of microwave vacuum drying and hot air drying of mint leaves (Mentha cordifolia Opiz ex Fresen). J. Food Eng. 91:482–489.
  5. Yousif, A., Scaman, C., Durance, Y. and Girard, B. (1999). Flavor volatiles and physical properties of vacuum-microwave and air-dried sweet basil (Ocimum basilicum L.). J. Agric. Food Chem. 47:11.