Factors influencing mass transfer during immersion cold storage of apples in NaCl-sucrose solutions
Facteurs influençant les transferts de matière au cours d'un stockage prolongé de pommes congelées immergées dans des solutions aqueuses à base de NaCl et de saccharose
Résumé
Immersion chilling and freezing (ICF) consists of dipping a food material in an aqueous freezant (AF). During ICF, mass transfer (solute, water) arise at the solid/liquid interface before and after thermal equilibrium (denoted respectively the primary and secondary stages). The aim of this work was to assess the evolution of mass transfer against time during the secondary stage. Apple cylinders (height 3 cm, diameter 2 cm, initial temperature 5 degrees C) were soaked in four different AF: a binary monophasic NaCl-water liquid (m(1) = 4.55 mol.kg(-1)), a biphasic mixture (m(1) = 4.25 mol.kg(-1)) obtained from a binary NaCl-water solution, and two ternary NaCl-sucrose-water liquids (m(1) = 4.55 mol.kg(-1) m(1) = 0.5 or 2 mol.kg(-1)). The effect of temperature (-178 -17.4, -5 degrees C), composition and physical state (monophasic/biphasic) of the freezant, and of time duration (6h, 21 d) on mass transfer during the secondary stage were assessed. Results showed that mass transfer was lower over the whole process (stages I and II) when the AF temperature was lower, for example, after 6 h WL and SG were less than 2% of initial material (i.m.) at T-AF = -17.8 degrees C, against more than 7% im. at T-AF = -5 degrees C. The addition of sucrose in the AF led to a subsequent increase in WL (which could be as high as 29% i.m. after 21 d), but did not affect significantly SG levels over 21 d storage. Only the use of a biphasic mixture could limit mass transfer (less than 3.5% i.m, after 21 d).
La congélation par immersion (CPI) consiste à immerger un produit alimentaire dans une solution aqueuse concentrée appelée réfrigérant (AF). Au cours du procédé de CPI, des transferts de matière prennent place à l'interface solide/liquide, ceci avant et après que l'équilibre thermique soit atteint (faisant référence respectivement aux phases primaire et secondaire d'imprégnation). L'objectif de ce travail est de mieux caractériser les cinétiques de transferts de matière au cours de la phase secondaire. Des cylindres de pomme (hauteur 3 cm, diamètre 2 cm, température initiale 5°C) sont immergés dans quatre réfrigérants différents : une solution binaire eau-NaCl à l'état liquide (m1=4.55 mol.kg-1), un mélange biphasique (m1=4.25 mol.kg-1) obtenu à partir d'une solution binaire eau-NaCl, et deux solutions ternaires eau-NaCl-saccharose à l'état liquide (m1=4.55 mol.kg-1, m2=0.5 ou 2mol.kg-1). L'influence de la température (-17.8, -17.4, -5°C), de la composition et de l'état physique (monophasique ou biphasique) du réfrigérant, et de la durée d'immersion (6h, 21 jours) sur les transferts de matière au cours de la phase secondaire a été étudiée. Les résultats montrent que les transferts de matière sont les plus faibles lorsque la température du réfrigérant est la plus basse possible ; par exemple après 6 heures d'immersion les pertes en eau et les gains en sel sont inférieurs à 2%(base humide) pour TAF= -17.8°C, alors qu'ils atteignent plus de 7%(base humide) pour TAF= -5°C. L'ajout de saccharose au réfrigérant provoque une augmentation des pertes en eau du produit (qui peuvent atteindre 29% après 21 jours de stockage), mais n'affecte pas de manière significative le niveau d'imprégnation en sel. Seul le recours à un mélange biphasique (liquide+cristaux de glace) a permis de limiter les transferts de matière ; par exemple, les perte en eau et gain en sel sont inférieurs à 3.5% après 21 jours d'immersion.