อุตสาหกรรมการทำแห้งผักและผลไม้

1. อุตสาหกรรมการทำแห้งผักและผลไม้อุตสาหกรรมการทำแห้งผักและผลไม้ ในวิชา 1205 431 เทคโนโลยีผักและผลไม้ (Fruit and Vegetable Technology) โดย ดร.วิริยา พรมกอง

2. Drying: food process that changes the physical and biochemical form of the fruit leading to shrinkage and change of color, texture, taste, and so on. If the water activity is reduced to the appropriate levels, the dried product can have a shelf life > 1 year in properly packaging.

3. A key parameter for dehydration : awor water activity “indicate the availability of free water” aw = p/po =ERH/100 1.0 Fresh vegi., fruits, meals, pourty,fish,milk C.Botulinum, Salmonella, most bacteria, most yeast 0.9 Staphylococcus Most mold 0.8 Intermediate moisture food, Salt-preserved foods, jams 0.7 Osmophillic mo (some mold&yeast) Dried fruit 0.6 Dehydratedfood 0.5 aw

5. Fruit Paste/ suspensions Whole • sun drying • solar drying in cabinet • through circulation dryer Sliced/chopped/ particulate • spray dryer • drum dryer • solar dryer • through circulation • conveyor • freeze dryer • tray dryer • vacuum dryer

6. Quality Considerations ease of cultivation disease resistance Grower Yield Color Texture Flavor Nutritive value Presence of toxins size Consumer Processor

7. การควบคุมคุณภาพในโรงงานผลิตผักผลไม้อบแห้งการควบคุมคุณภาพในโรงงานผลิตผักผลไม้อบแห้ง • การควบคุมวัตถุดิบ • การควบคุมกระบวนการผลิต • การควบคุมผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

8. การควบคุมวัตถุดิบ (Raw material control) • ผักและผลไม้(สายพันธุ์, การเก็บเกี่ยว, การเก็บรักษา, ขนาด, สี, ความแก่-อ่อน, แหล่งที่ปลูก) • เกลือ น้ำตาล สารเจือปน (ประเภท, คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี) • ภาชนะบรรจุ ฉลาก(ชนิดของบรรจุภัณฑ์, ข้อมูลที่พิมพ์ในฉลาก) • น้ำที่ใช้(คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของน้ำ)

9. ขั้นตอนการควบคุมวัตถุดิบ:ขั้นตอนการควบคุมวัตถุดิบ: • จัดตั้งข้อกำหนดเฉพาะสำหรับวัตถุดิบแต่ละชนิด • กำหนดวิธีการเก็บตัวอย่าง จำนวนตัวอย่าง และวิธีการตรวจสอบสำหรับวัตถุดิบแต่ละชนิด • ทำการตรวจสอบคุณภาพของวัตถุดิบเมื่อส่งถึงโรงงานและก่อนจะนำมาใช้อีงกครั้งภายหลังเก็บไว้ในโกดัง • ควบคุมวิธีการเก็บวัตถุดิบ และสภาพของโกดัง (อุณหภูมิ, ความชื้นสัมพัทธ์, วิธีการป้องกันแมลงและสัตว์ต่างๆ)

10. การควบคุมกระบวนการผลิต (Process control) • กำหนดจุดตรวจสอบ แต่จุดที่ต้องตรวจสอบต้องน้อยที่สุด แต่ต้องมีปริมาณมากพอที่จะควบคุมกระบวนการผลิตให้เป็นไปตามที่กำหนด • กำหนดคุณลักษณะเฉพาะที่ต้องการตรวจสอบ (ประสิทธิภาพการลวก, ปริมาณซัลเฟอร์ไดออกไซด์) • กำหนดวิธีการเก็บตัวอย่าง จำนวนตัวอย่างที่ต้องเก็บ ช่วงเวลาในการเก็บ • กำหนดวิธีการตรวจสอบตัวอย่าง • ตรวจสอบการทำงานของเครื่องจักรและอุปกรณ์ต่างๆ

11. การควบคุมผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป (Finished Product control) ด้านจุลินทรีย์ ด้านประสาทสัมผัส ด้านเคมี-กายภาพ • MC • SO2 • Rehydration • Defect • Density, head space • total plate count • Yeast and Mold • Coliform • etc., • texture • color • taste • uniform

12. การเลือกใช้เทคโนโลยีที่เหมาะสมการเลือกใช้เทคโนโลยีที่เหมาะสม ในการผลิตผักผลไม้อบแห้ง 1.การป้องกันการเกิดปฏิกิริยาสีน้ำตาลโดยอาศัยเอนไซม์ - peroxidase enzyme (causing browning color during storage, heat resistance, can be found in all veggetables) - Lipoxygenase enzyme (causing off flavor during storage in all bean) - Polyphenol Oxidase (PPO) (causing browning during processing and storage)

13. การลวก ควรเลือกชนิดของเอนไซม์ให้เหมาะสมเพื่อเป็นเกณฑ์ในการหาเวลาและอุณหภูมิในการลวกในแต่ละชนิดของผักผลไม้ (2-10 นาที) • การใช้กรด citric acid or ascorbic acid ปริมาณที่ใช้ต้องขึ้นกับความเหมาะสมในแต่ละผลิตภัณฑ์ ซึ่งต้องไม่ทำให้ผลิตภัณฑ์ไม่เกิดการเปลี่ยนแปลง กลิ่น และรสชาติ

14. 2.การป้องกันการเกิดปฏิกิริยาสีน้ำตาลโดยไม่อาศัยเอนไซม์2.การป้องกันการเกิดปฏิกิริยาสีน้ำตาลโดยไม่อาศัยเอนไซม์ • เกลือซัลเฟอร์ หรือ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ โปแตสเซียมเมตาไบซัลไฟต์ (5%, 30 sec), โซเดียมซัลไฟต์:โซเดียมไบซัลไฟด์ 1:1 (0.2-0.5%, 5 min) • Not in meats or in foods recognized as a source of Vitamin B1(FDA) • corrosion, off-flavor, not accepted in some counties • dried fruit max. 1000 mg/kg (except dried apricot and raisins) • dried vegetable max. 500 mg/kg

15. การใช้กรด • ascorbic acid (1%), mallic acid(0.25%) • การลด pH • การลดความชื้นลงอย่างรวดเร็ว • การใช้ antioxidant เช่น ascorbic acid, tocopherol, cystein, glutathione

16. ลด aw เช่น sugar, salt, fruit juice concentration, glucose+maltodextrin, glycerol, suclose+NaCl, corn syrup (sometimes added with citric acid, sulfite,NaCl) • ใช้สารเคลือบผิว starch or modified starch 2%, Titanium dioxide • โซเดียมไบคาบอเนต (ผงโซดา)เติมลงไปในน้ำลวก เพื่อช่วยรักษาสีของผักให้เขียวสด (ถั่วลันเตา ถั่วแขก คื่นไฉ่ คะน้า กวางตุ้ง)

17. Sun drying 70oC + NaMS 70oC ที่มา: Phomkong et al. (2010) การทำแห้งพริกพันธุ์หัวเรือย่น

18. 3.การป้องกันการหดตัวของผักผลไม้3.การป้องกันการหดตัวของผักผลไม้ is = intercellular space cw = cell wall pl = plasmalemma vac = vacuole cyt = cytoplasm Parenchyma tissue of fruit

19. Cellular shrinkage behavior

20. Freeze drying • Microwave drying • Explosion puffing • Pressurized gas-freezing • Vacuum drying • Osmotic dehydration • Foam mat drying • use of surfactants(ethyl oleate, NaOH, K2CO3, glycerol, CaCl2)

21. a) Freshly blanched b) NaMS c) NaMS+Citric acid d) Ascorbic acid e) NaMS+CaCl2 f) Sun drying Microstructures of chilli pretreated with different chemical solutions at drying air temperature of 70oC compared to sun drying (Phomkong et al, 2010)

22. ผลการศึกษาการทำแห้งพริกพันธุ์หัวเรือย่น โดยใช้การเตรียมตัวอย่างเบื้องต้น ร่วมกับการมช้อุณหภูมิแบบสองขั้น (Phomkong et al, 2010)

23. Explosion-puffing dryer (Saca and Lozano, 1992)

24. 4. การเลือกชนิดของบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสม • hygroscopic material of dried fruit and vegetable • Leave for 30-60 min at RT before packing • ภาชนะจ้องมีความแข็งแรง ทนทานต่อแรงและการกัดเจาะของแมลง • ป้องกันความชื้นไม่ให้ผ่านเข้าไปในผลิตภัณฑ์ • ป้องกันออกซิเจน แสงแดด • ไม่ทำปฏิกิริยากับอาหาร • ราคาไม่แพง

25. วิธีการบรรจุ: • vacuum packaging • gas packaging (N2 + 2% O2) • in-package desiccation (silica gel) • atmospheric packaging -Moisture- proof aluminum impregnated plastic bag -Laminated plastic bag + aluminum impregnated plastic bag - Should store at 10oC with dry and cool air

26. เทคนิคการทำแห้งผักผลไม้เทคนิคการทำแห้งผักผลไม้ Apple • treat with antidiscoloration agent (sulfite, ascorbic acid) • dried to optimum moisture content (< 5%wb) • adding apple flavouring agent (mallic acid, apple essence or artificial flavouring, non reducing sugar such as add 0.5-3.0% mallic acid + 100-200% sucrose by wt. of dehydrated applesauce powder

27. Banana Banana powder using foam- mat drying • Foam mat drying using a suitable stabilizer ( by solid weight) in a conventional food beater • mashed banana should be heated before beating in order to prevent enzymatic browning • foam density of mashed banana in the rage of 0.2-0.8 g/cm3 • drying time = 2-3 hr

28. (a) (b) ภาพที่ (a)ลักษณะการไม่เกิดโฟมของมะขาม (b) ลักษณะการเกิดโฟมเมื่อใช้สารเมทโทเซล ที่มา: Phomkong et al (2012)

29. Banana powder using drum drying • banana in drum drying using mashed banana after heated to avoid enzyme activity • adding some antioxidant (ascorbic acid) before homogenization at pressure 1000-3000 lbs (break up starch and fibrous material) • heat at 121oC for 15 s. to lock color, flavor and aroma and avoid a hay-like smell in dehydrated flake and then cool down to 25-26oC • feed to drum dryer

30. Treatment banana with Ca(OH)2 • candy-like sweet (banana flavored taste) • Dipping cut-ripped banana in Ca(OH)2 solution1.5 min • Dried at 26-65oC up to 160 hr (6-7 days) • fragile skin with 0.004-0.008 inch thickness of ripped banana becomes insulator (hard pliant skin) with inner portion softer • light brown color of skin develops • If surface appears to be sticky, second dipping with Ca(OH)2 is needed for 2-7 s. • cooling at 15-20oC for 10 hr is needed after drying

31. Sulfured apricot Sulfured apricot Unsulfured apricot rich orange color translucent appearance gummy texture pale-yellowish color opaque appearance pithy texture

32. washing, halving , pitting and dipping in sulfured solution or exposure to SO2 gas (400-1000 ppm SO2 contain in fruit tissue) • sulfuring treatment preserves color and also plasmolysis of the fruit tissue giving translucency • partial hydration is conducted after sulfuring treatment using 80oC drying air for rapid evaporation of water (50% wt. loss) • contact with steam after partial drying 2-6 min (fruit tissue expelled giving bright orange color as residual enzyme is inactivated and translucent due to air pocket in food tissue is removed and gummy texture is achieved by this method) • second drying (<70oC) until 15-20%

33. Dried Onion • contains compounds characteristic of its flavorsand nutrients which can lower blood lipid and prevent hardening of the arteries • contains selenium that can induce human body to release large amount of glutathione and cancer is lowered • two-stage drying in tunnel dryer in countercurrent flow (high to low temp. until 4% moisture content) • or using fludised bed drying to prevent sticky • or exposed to radiation in infrared range or microwave or ultrasonic sound wave

34. Toasted Onion Product • made from dried onion by subjecting the dehydrated pieces to heat for long period of time (toasting) which time and temp. depended on CV. • producing unique aromatic caramelised flavor and odor used for food seasoning (soup, liver sausage, Braunschweiger, liver pudding, liverwurst • improveseasoning quality and appearance by soaking in hot or cold aqueous suspension of finely onion powder or in aqueous extracts of raw and dried onion, or raw or blanched onion juice, or in reducing sugar solution, amino acid, hydrolyzed protein or in combination

35. Onion Powder • spray drying using onion puree at optimum viscosity in order to form a small spray droplet • Onion puree made from grounded fresh onion (particle should pass through a 50 mesh sieve with TSS = 9-25% , Viscosity = 10,000-20,000 cp) • puree is added dextrin (9-25% wt dry solid) to improve drying characteristics • spray drying temp. RT-70oC not over 4 min. • precook onion with boiling water mixed with NaCl before drying improve dark brown color and meat-like flavor, free from bitter notes

36. Sweat Potato • dried product can be consumed as confection or reconstitution using hot water to form sweat potato puree useful for pie filling, pudding, baby food, candy filling • extra attention due to high content of carbohydrate and carotenoid • total sugar increase 2 times during drying as starch hydrolyzing (needed otherwise all starch is gelatinized resulting of cell rupture and case hardening and low rehydration) • preheat in water at 70oC 30 min and peeled by soaking in alkaline solution and precook again in order to add some water (with sulfite or sodium acid pyrophosphate) to get 18-25% tss. • make puree before drying in drum dryer (2-4%MC) • could add amylase in case of high carbohydrate