Evaluation of acid and salt diffusion in selected vegetables as influences by process variables and high pressure treatment

This research was focused on the evaluation of diffusion phenomenon in selected vegetables for the purpose of acidification and salting in order to aid in acidification thermal processing and ohmic heating applications, respectively. Acidification helps to carryout thermal processing of low acid foods at lower temperatures and hence results in reduced energy costs with improved nutrient retention, while salting helps to accelerate the ohmic heating process. A central composite rotatable design (CCRD) was employed for the design of experiments, using solute concentration (salt or acid), treatment time and solution to particle ratio as process variables. In addition, the effect of high pressure on acid and salt diffusion, and finally de-acidification and desalting techniques were also evaluated.ANOVA and RSM techniques were used for testing the significance of variables and model equations were developed to relate the output to process variables. It was found under conventional processing conditions that acid concentration and time had significant effect (p < 0.05) on acid diffusion, whereas salt diffusion, in addition, was significantly affected by solution to particle ratio. Solute concentration, solution to particle ratio (when significant) and contact time increased the magnitude of component diffusion into the vegetable particle. Numerical optimization was carried out with each process variable within experimental range for identifying suitable conditions to minimize time and concentration of acid and salt. With application of high pressure (200 to 400 MPa) for a short time, the final acid concentration in the sample varied between 0.27 - 0.28 % with pH in the range 3.98 to 3.79. Likewise during salting, the salt concentration achieved varied between 0.19 - 0.31 %. These results suggested that high pressure processing has a good potential in acidification and salting applications, and could possibly be used for infusing nutritional compounds like vitamins and antioxidants to foods which may have low nutrient concentrations. In de-acidification and desalting experiments, the acid concentration decreased from 0.146 - 0.049 % (pH increased from 4.52 to 5.2), and salt concentration decreased from 0.10 - 0.04 % on soaking the samples for 30 min. De-acidification and desalting results indicated that it is possible to remove the excess acid and salt from the food product.Cette recherche a été dirigée afin d'évaluer le phénomène de diffusion dans les légumes dans le contexte de l'acidification et le salage, deux méthodes qui aident le traitement thermique acidifié et le chauffage ohmique respectivement. L'acidification permet d'effectuer le traitement thermique des aliments peu acides à des températures inférieures et du fait résulte dans la réduction des coûts énergétiques et une meilleure rétention des nutriments. Le salage contribue à l'accélération du processus de chauffage ohmique. Un Central Composite Rotatif Design (CCRD) a été utilisé pour la conception des expériences, en utilisant la concentration du soluté (sel ou acide), le temps de traitement, et le rapport solution/particules comme les variables du processus. De plus, l'effet de traitement à haute pression sur la diffusion d'acide et de sel ainsi que la désacidification et les techniques de dessalement ont été évalués.Les techniques ANOVA et RSM ont été utilisés pour tester l'importance des variables et un modèle mathématique a été mis au point pour relier les résultats aux variables du procédé. Il a été constaté que, sous des conditions de traitements conventionnels, la concentration d'acide et le temps de traitement ont un effet significatif (p < 0.05) sur la diffusion de l'acide, alors que la diffusion de sel a été significativement affectée par le rapport solution/particules. La concentration de soluté, le rapport solution / particules et le temps de contact ont augmenté la magnitude de diffusion des constituants dans les particules végétales. Une optimisation numérique a été réalisée avec chaque variable du processus afin de déterminer les conditions appropriées pour minimiser le temps et la concentration d'acide et de sel. Avec traitement à haute pression (200 à 400 MPa) pour une courte durée, la concentration en acide finale a varié de 0.27 % à 0.28 % avec pH allant de 3.98 à 3.79. De même, durant le salage, la concentration de sel atteinte a variée de 0.19 % à 0.31 %. Ces résultats suggèrent que le traitement à haute pression a un bon potentiel pour l'acidification et l'application de salage, et pourrait éventuellement être utilisé pour introduire des composants nutritionnels comme des vitamines and des antioxydants dans des aliments de faible valeur nutritive. Dans les expériences de de-acidification et de dessalage, la concentration en acide a diminué de 0.146 % à 0.049 % (pH augmenté de 4.52 à 5.2) et la concentration de sel a diminué de 0.10 % à 0.04 % quand les échantillons ont été trempés pour 30 min. Les résultats de désacidification et de dessalement ont indiqué qu'il est possible d'enlever l'excès d'acide et de sel du produit