PASTEURIZATION OF CONCENTRATED MAKIANG (Cleistocalyx nervosum) JUICE USING OHMIC HEATING

Abstract

This research aimed to study the efficiency of pasteurization of concentrated Makiang (Cleistocalyx nervosum) juice by ohmic heating, compared to conventional methods. In this study, concentrated Makiang juice was heated on a laboratory scale static ohmic heater by applying voltage gradients in the range of 10-20 V/cm. The first steps was to study the heating rate and the effect of temperature and electric voltage gradient on conductivity of concentrated Makiang juice during ohmic heating. The electrical conductivity of sample increased with rise in temperature (25 to 95°C). The range of electrical conductivity during ohmic heating was 0.1878-0.3677 (S/m).

The second step was to study the mathematic model of anthocyanin degradation in concentrated Makiang juice during ohmic and time of conventional heating at temperatures of 75, 85 and 95°C respectively. The effect of storage temperature and storage time on concentrated Makiang juice at the temperature of 5 and 15°C on the physical-chemical properties and microbiological quality of making juice pasteurized by both methods was evaluated in the last step. The sensory quality of making juice pasteurized by both methods was also studied in the last step. The results revealed that the heating rates of ohmic heating at 10, 15 and 20 V/cm were 0.0774, 0.1712 and 0.2784 °C/sec, respectively. When increasing the electric field intensity from 10 to 15 V/cm the heating rate increased 54.79%. The suitable temperature and electric field for pasteurization Makiang juice were 75°C and 15 V/cm respectively. The suitable mathematic model for predicting anthocyanin degradation in concentrated Makiang juice was the first order of kinetic model equation. The anthocyanin, total phenolic compound and antioxidant activity in concentrated Makiang juice with ohmic pasteurization decreased less than with conventional pasteurization. The decrease in concentrated Makiang juice quality – chemical, physical and microbiological quality, was greater at higher storage temperature. The loss of chemical, physical and microbiological quality of concentrate Makiang juice stored at 5°C was less than at 15°C. Nonetheless, total plate count was low, 2.0×102 CFU/ml. The organoleptic evaluation of Makiang juice found that there was no difference in odor. The acceptance of concentrated Makiang juice prepared from ohmic pasteurization in appearance, color, taste and overall acceptance was more than via conventional pasteurization.

โครงการวิจัยนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพการพาสเจอไรส์น้ำมะเกี๋ยงเข้มข้นด้วยวิธีโอห์มมิคเปรียบเทียบกับพาสเจอไรส์ด้วยวิธีดั้งเดิม การพาสเจอไรส์ด้วยวิธีโอห์มมิคของน้ำมะเกี๋ยงเข้มข้นโดยใช้อุปกรณ์การเหนี่ยวนำการเกิดความร้อนแบบโอห์มมิคขนาดห้องปฎิบัติการที่มีค่าความเข้มสนามไฟฟ้าที่ช่วง 10-20 V/cm การดำเนินการวิจัยในส่วนแรก ศึกษาผลกระทบของของอุณหภูมิ ความเข้มของสนามไฟฟ้าต่อค่าการนำไฟฟ้าของน้ำมะเกี๋ยงเข้มข้น ค่าการนำไฟฟ้าของน้ำมะเกี๋ยงเข้มข้นมากขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น (25 ถึง 95°C) ผลการศึกษาพบว่า ค่าการนำไฟฟ้าของน้ำมะเกี๋ยงเข้มข้นมีค่าเท่ากับ 0.1878-0.3677 (S/m)

ขั้นตอนที่ 2 ศึกษาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการสลายตัวของปริมาณแอนโธไซยานินในน้ำมะเกี๋ยงเข้มข้นในระหว่างการพาสเจอไรส์ด้วยวิธีโอห์มมิคและวิธีดั้งเดิม ที่อุณหภูมิ 3 ระดับ (75, 85 และ 95°C) และการดำเนินการขั้นตอนสุดท้าย ศึกษาผลกระทบของอุณหภูมิและระยะเวลาในการเก็บรักษาน้ำมะเกี๋ยงเข้มข้นที่อุณหภูมิ 5 และ 15°C ต่อการเปลี่ยนแปลงทางเคมี กายภาพ และ จุลินทรีย์ของน้ำมะเกี๋ยงเข้มข้น ที่ผ่านการพาสเจอไรส์ทั้งสองวิธี และทดสอบน้ำมะเกี๋ยงพร้อมดื่มที่เตรียมจากน้ำมะเกี๋ยงเข้มข้นที่ผ่านการพาสเจอไรส์ทั้งสองวิธี ทางด้านประสาทสัมผัส ผลการศึกษา พบว่า ในระหว่างการให้ความร้อนแบบโอห์มมิคมีอัตราการเกิดความร้อนเท่ากับ 0.0774, 0.1712 และ 0.2784 °C/sec ตามลำดับ เมื่อเพิ่มค่าความเข้มสนามไฟฟ้าจาก 10 เป็น 15 V/cm อัตราการการเกิดความร้อนจะเพิ่มขึ้นร้อยละ 54.79 ปัจจัยด้านอุณหภูมิและความเข้มสนามไฟฟ้าที่เหมาะสมต่อค่าการนำไฟฟ้าของน้ำมะเกี๋ยงเข้มข้นคือ ที่อุณหภูมิ 75 °C ความเข้มสนามไฟฟ้า 15 V/cm รูปแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่เหมาะสมในการทำนายการเสื่อมสลายของปริมาณแอนโธไซยานินในน้ำมะเกี๋ยงเข้มข้น คือรูปแบบจลนพลศาสตร์ลำดับหนึ่ง การพาสเจอไรส์ด้วยวิธีโอห์มมิค สามารถลดการเสื่อมสลายของปริมาณสารแอนโธไซยานิน ปริมาณสารประกอบฟีนอลิครวม และ กิจกรรมการต้านอนุมูลอิสระในน้ำมะเกี๋ยงเข้มข้น ได้ดีกว่าการพาสเจอไรส์ด้วยวิธีดั้งเดิม สมบัติทางเคมี กายภาพลดลงที่อุณหภูมิในการเก็บรักษาเพิ่มขึ้น แต่และจุลินทรีย์ทั้งหมดที่ก่อให้เกิดโรคเพิ่ม การเก็บรักษาน้ำมะเกี๋ยงเข้มข้นที่อุณหภูมิ 5 °C มีการสูญเสียสมบัติทางเคมีกายภาพที่น้อยกว่าการเก็บรักษาที่ 15 °C และพบปริมาณจุลินทรีย์น้อยกว่าที่อุณหภูมิ 15 °C แต่ทั้งสองวิธีพบจุลินทรีย์ทั้งหมดที่ก่อให้เกิดโรคเท่ากับ 2.0 × 102 CFU/ml ผลการทดสอบคุณภาพทางด้านประสาทสัมผัสของน้ำมะเกี๋ยงพร้อมดื่ม พบว่า มีกลิ่นที่ไม่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตามน้ำมะเกี๋ยงที่เตรียมจากการพาสเจอไรส์ด้วยวิธีโอห์มมิคได้รับการยอมรับในด้านลักษณะปรากฎ สี รสชาติและการยอมรับรวม มากกว่าการพาสเจอไรส์แบบดั้งเดิม