Mass Transfer and Optimum Processing Conditions for Osmotic Conditions of Potatoes prior to Air Dehydration

열풍건조 전 감자의 삼투압농축시 물질이동과 공정의 최적화

The effect of sugar concentration, immersion time and temperature on water loss, solid gain or loss, and sugar molality of potatoes during osmotic concentration was analyzed by a response surface methodology (RSM), and those values were predicted by using a second degree polynomial regression model. Effect of osmotic concentration and blanching on vitamin C retention of air dried potatoes (6% MC: wet basis) was also evaluated. The most significant factor was sugar concentration for water loss, solid gain or loss, sugar molality, rate parameter and retention of vitamin C. Second and third factors were immersion time and temperature respectively. Water loss and solid gain were rapid in the first 10 min and then levelled off. A 44.6% of water loss was observed during osmotic concentration using a sugar solution $(60\;Brix,\;80^{\circ}C$) with 20 min of immersion time. Dried potatoes after osmotic concentration had higher vitamin C content than dried potatoes after blanching. Optimum regions for osmotic concentration process of potatoes were $60-70^{\circ}C$ of immersion temperature, 60 Brix of sugar solution and 16-20 min of immersion time based on above 30% of water loss and 50% of vitamin C retention.

삼투압 농축중 설탕용액의 농도와 온도 및 침지시간에 따른 감자 내부의 수분손실, 고형분 증가나 손실 및 몰랄농도를 반응 표면 분석법으로 조사하였고, 이차 다항 회귀 모델로써 예측하였다. 또한 삼투압 농축과 데치기가 6%수분(wet basis)까지 열풍조건시 비타민 C 함량유지에 미치는 효과를 평가하였다. 감자내부의 수분손실, 고형분 증가나 손실, 몰랄농도, 속도 매개변수 및 비타민 C 함량에 가장 크게 영향을 미치는 요소는 설탕농도이었고 그 다음 침지시간과 침지온도 순이었다. 수분손실과 설탕흡수는 초기 10분간 침지과정에서 빠르게 이루어진 후 증가현상이 둔화되었다. 설탕용액 $(60\;Brix,\;80^{\circ}C)$에서 20분간 침지 후 44.6%의 수분손실이 되었다. 삼투압 농축후 건조시킨 감자가 데치기 한 후 건조시킨 감자보다 높은 비타민 C 함량을 유지하였다. 30% 이상의 수분손실과 50% 이상의 비타민 C 함량유지의 관점에서 삼투압농축공정의 최적조건은 $60-70^{\circ}C$의 침지온도와 60 Brix의 설탕농도 및 16-20분간의 침지시간이었다.