A study of water state in selected flours using the method based on sorption isotherms
 
More details
Hide details
1
Department of Food Engineering and Process Management, Faculty of Food Science, SGGW – Warsaw University of Life Sciences ul. Nowoursynowska 159C, 02-776 Warszawa
Publish date: 2014-11-11
 
Acta Agroph. 2014, 21(4), 469–481
KEYWORDS
ABSTRACT
In the study presented in the paper water adsorption isotherms were determined for wheat, rye and buckwheat flours at 5, 25 and 40oC over a range of water activity from 0.112 to 0.945 by static gravimetric method. The water adsorption isotherms had a compatible course with  type II isotherms according to the Brunauer classification. For the description the water adsorption isotherms the GAB model was used which gave good fit to the experimental sorption data. The calculated  root mean square error (RMS) did not exceed 6% and residual coefficient of variation was less than 1%. The process temperature affected the course of adsorption isotherms. Hygroscopicity of the flours increased with lowering of the temperature. The biggest decline of net isosteric heat of water adsorption (qst,n) in the flours was in the range of water content from 4 to 15 g water (100 g d.m.)-1. With increase in the amount of adsorbed water above 15 g of water (100 g d.m.)-1, the net isosteric heat of water adsorption decreased slightly and approached the latent heat of vaporisation for pure water. The highest value of the net isosteric heat of water adsorption at the level of the monolayer was recorded for buckwheat flour (34,7 kJ mol-1), slightly lower for wheat flour (32,1 kJ mol-1) and the lowest for rye flour (25,1 kJ mol-1). Four parameter empirical model correctly described qst,n  changes in the function of water content in tested flours. The calculated RMS value did not exceed 34% and Ve value was less than 9%.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Badanie stanu wody w wybranych mąkach z wykorzystaniem metody opartej na izotermach sorpcji
mąka pszenna, żytnia i gryczana, izotermy adsorpcji, czyste izosteryczne ciepło adsorpcji wody
W pracy wyznaczono izotermy adsorpcji wody dla mąki pszennej, żytniej i gryczanej metodą statyczno-eksykatorową w trzech różnych wartościach temperatury 5, 25 i 40oC, w zakresie aktywności wody 0,112-0,945. Stwierdzono, że izotermy adsorpcji wody badanych mąk miały kształt sigmoidalny i zgodnie z klasyfikacją Brunauera i in. odpowiadały II typowi izoterm. Do opisu izoterm adsorpcji wody zastosowano model GAB, który dobrze opisywał otrzymane izotermy. Obliczony średni błąd kwadratowy (RMS) nie przekroczył 6%, a współczynnik zmienności resztowej (Ve) był mniejszy od 12%. Temperatura procesu adsorpcji wpływała na przebieg izoterm adsorpcji. Higroskopijność mąk wzrastała wraz z obniżeniem się temperatury. Największy spadek czystego izosterycznego ciepła adsorpcji wody (qst,n) w mąkach wystąpił w zakresie równowagowej zawartości wody od 4 do 15 g wody (100 g s.s.)-1. W miarę zwiększania się ilości zaadsorbowanej wody powyżej 15 g wody (100 g s.s.)-1, czyste izosteryczne ciepło adsorpcji wody ulegało nieznacznemu zmniejszeniu i zbliżało się do utajonego ciepła parowania czystej wody. Najwyższą wartość czystego izosterycznego ciepła adsorpcji wody na poziomie monowarstwy miała mąka gryczana (34,7 kJ×mol-1), nieco niższą mąka pszenna (32,1 kJ×mol-1), a najniższą mąka żytnia (25,1 kJ×mol-1). Model empiryczny czteroparametrowy w miarę poprawnie opisywał zmiany qst,nw funkcji zawartości wody w badanych mąkach. Obliczony RMS nie przekroczył wartości 34%, a Ve był mniejszy od 9%.
eISSN:2300-6730
ISSN:1234-4125