Wpływ parametrów suszenia rozpyłowego na stopień zamknięcia barwników buraka ćwikłowego po procesie mikrokapsułkowania

In food colorants microencapsulation process, apart from appropriate carrier selection, the determination of the spray drying parameters which can affect the retention of active ingredients is essential. The aim of this study was to investigate the effect of drying parameters on beetroot pigments retention after microencapsulation. Raw material used in the study was the 100% beetroot juice. Low-crystallised maltodextrin DE=11 (MD) was used as the carrier. To obtain 30% dry matter concentration in the solution, the proper amount of maltodextrin was added to beet root juice with 15% of dry matter. Drying was carried out in a spray-drier at disc speed of 39,000 rpm and solution flux rate of 0.3·10-6 and 0.8·10-6 m3 s-1. The inlet air temperature was 120, 140 and 160oC, at a constant air flow rate of 0.0055 m3 s-1. Before drying, viscosity and density of the solutions were measured. Dry matter content, apparent density, loose bulk density of the powder, and porosity were determined. The particle morphology was tested as well. Pigment content was measured by Nillson (1970) and Von Elbe (2001) methods to determine the efficiency of encapsulation. The viscosity and density of solutions of beet juice with maltodextrin was 3.86 mPa s and 1100 kg m-3, respectively. In both cases, the values of viscosity and density were higher compared to the raw juice. Increase of solution flux rate caused a decrease of dry matter content, apparent particle density and loose bulk density. Increase of inlet air temperature caused an increase of dry matter content, average diameter and a decrease of both densities. It was observed that the increase of inlet air temperature caused a decrease in the yellow pigment to a higher degree (47%) than in the violet pigment (17%). However, no clear correlation was observed for violet pigment. There were no changes in porosity and shape factor. The obtained microcapsules were sphere-like in shape, with numerous deep cavities. In the whole experiment the retention of beet root pigments was in the range of 26.7-29.3%.W procesie mikrokapsułkowania barwników, poza dobraniem odpowiedniego nośnika, istotne jest ustalenie parametrów suszenia rozpyłowego, mających wpływ na stopień zatrzymania rdzenia. Celem pracy było zbadanie wpływu zmiennych parametrów suszenia na stopień zatrzymania barwników buraka ćwikłowego po procesie mikrokapsułkowania. Surowiec do badań stanowił 100%-owy sok z buraka ćwikłowego. Jako nośnik używano maltodekstryny niskoscukrzonej DE=11 (MD). Do soku o 15% zawartości suchej substancji dodawano proszek maltodekstryny w celu uzyskania roztworu o 30% stężeniu suchej masy. Suszenie sporządzonych roztworów prowadzono w suszarce rozpyłowej LAB S1 firmy Anhydro, przy prędkości dysku rozpyłowego 39000 obr·min-1 i strumieniu surowca 0,3·10-6 oraz 0,8·10-6 m3·s-1. Suszenie odbywało się współprądowo, a temperatura powietrza wlotowego wynosiła 120, 140 i 160oC, Natężenie przepływu powietrza było stałe i wynosiło 0,0055 m3∙s-1. Przed suszeniem oznaczano lepkość i gęstość roztworów. W otrzymanych proszkach oznaczano zawartość suchej substancji, gęstość pozorną proszku, gęstość luźną złoża proszku, porowatość złoża, określano morfologię cząstek oraz zawartość barwników metodą Nillson’a (1970) i Von Elbe (2001) w celu wyznaczenia efektywności procesu kapsułkowania. Lepkość roztworów soku buraczanego z maltodekstryną wynosiła 3,86 mPa∙s, gęstość natomiast 1100 kg·m-3, w obu przypadkach uzyskane wartości były wyższe w porównaniu do surowego soku. Wzrost prędkości podawania surowca spowodował spadek zawartości suchej substancji w proszku, gęstości pozornej, gęstości luźnej złoża proszku. Wzrost temperatury powietrza wlotowego spowodował wzrost zawartości suchej substancji i średniej średnicy cząstek oraz spadek obu badanych gęstości. Zaobserwowano, iż wzrost temperatury powietrza wlotowego spowodował większy spadek zawartości barwnika żółtego (ok. 47%) w porównaniu do obniżenia zawartości barwnika czerwonego (ok. 17%). Nie zaobserwowano zmian w wartościach porowatości oraz współczynnika kształtu. Otrzymane mikrokapsułki były zbliżone kształtem do kuli z licznymi głębokimi wklęśnięciami. W całym eksperymencie efektywności kapsułkowania mieściły się w zakresie od 26,7 do 29,3%