wpływ kształtu bulw ziemniaka na wydajność frytki surowej

Inżynieria Rolnicza 5(114)/2009
WPŁYW KSZTAŁTU BULW ZIEMNIAKA
NA WYDAJNOŚĆ FRYTKI SUROWEJ
Barbara Krzysztofik, Paweł Skonieczny
Instytut Eksploatacji Maszyn, Ergonomii i Procesów Produkcyjnych, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Streszczenie: Badaniami objęto bulwy kształtne i zdeformowane sześciu odmian ziemniaka.
Zmierzono objętość rzeczywistą bulw, obliczono objętość wynikającą z parametrów bulw
(pomiarową) oraz stosunek tych objętości. Bulwy pocięto na frytki i podzielono na odpowiednie frakcje. Za kryterium podziału przyjęto liczbę powierzchni cięcia. Przeprowadzona
analiza wariancji wykazała istotny wpływ odmiany na wydajność poszczególnych frakcji
frytki surowej. Kształt bulw istotnie wpływał na stosunek objętości rzeczywistej do pomiarowej bulw ziemniaka. Bulwy kształtne charakteryzowały się wyższą wartością objętości rzeczywistej do pomiarowej. Udział frytki surowej o przekroju 4/4 wynosił od 42,7% do 73,4%
z bulw niekształtnych z czego maksymalnie 59,9% stanowiła frytka o całkowitej długości
bulw. Z bulw kształtnych uzyskano mniej frytek pełnowymiarowych ich udział maksymalnie
wynosił 57,3%.
Słowa kluczowe: bulwa, kształt, frytki, wydajność, objętość
Wykaz oznaczeń wg Sobola [2007]
mp – rzeczywista masa bulwy (w powietrzu) [g],
mc – masa bulwy w cieczy [g],
ρc – ciężar właściwy wody [g·cm-3],
Vrz – objętość rzeczywista (mierzona w wodzie) [cm3],
x – długość bulwy [mm],
y – szerokość bulwy [mm],
z – grubość bulwy [mm],
Vpm– objętość pomiarowa [cm3],
Vpr – stosunek objętości [%].
Wstęp
Bulwy ziemniaka przeznaczone do przerobu na produkty spożywcze i do bezpośredniego spożycia, powinny charakteryzować się cechami zewnętrznymi takimi m.in. jak: właściwy kształt, wielkość czy głębokość oczek. Cechy te decydują o wydajności produkcji
oraz stratach powstających w procesach obierania i cięcia [Trentowski, Werner 1985].
Wydatek frytki surowej z danej partii bulw zależy od wielkości strat przy obieraniu, dodat131
Barbara Krzysztofik, Paweł Skonieczny
kowym oczyszczaniu i krojeniu na paski. Oddzielanie skrawków i kawałków bulw od
słupków o założonym przekroju zwiększa straty o dodatkowe 10% [Nowotny 1972].
W miarę rozwoju przemysłu ziemniaczanego i wobec wzrostu asortymentu produkowanych przetworów problem kształtu bulw nabrał szczególnego znaczenia [Zarzyńska
1997]. Wymagania co do kształtu (a więc pojęcie kształtu najlepszego), są różne, zależnie
od kraju i czasu, sposobu obierania, użytkowania i technologii uprawy [Marks, Dębski
1986]. W przypadku przerobu na frytki istotną rolę odgrywa również kształt bulw, który
powinien być owalnopodłużny, co jest ważne zarówno ze względu na długość frytek, jak
też udział odpadów w czasie krojenia bulw [Pietkiewicz 1993, Frydecka-Mazurczyk 1993].
Producenci frytek preferują bulwy owalne lub podłużne o wymiarach powyżej 50 mm
[Haverkort i in. 2002]. Wg Zarzyńskiej [1993] kształt bulw związany jest nie tylko
z odmianą, ale również z ich masą.
Celem pracy było określenie wpływu kształtu bulw różnych odmian ziemniaka na wydajność frytki surowej. W pracy uwzględniono frytki długie o czterech płaszczyznach
cięcia, sumą frytek długich i krótszych niż długość bulwy o czterech płaszczyznach cięcia,
frytki o trzech płaszczyznach cięcia oraz pozostałe przyjęte jako okrawki.
Metodyka badań
Materiał badawczy stanowiły bulwy kształtne i zdeformowane sześciu frytkowych odmian ziemniaka, tj. Tajfun, Monsun, Satina, Asterix, Agnes i Jelly. Objętość rzeczywistą
bulw ziemniaka wyliczono ze wzoru 1, a objętość pomiarową obliczoną z trzech wymiarów
bulw ze wzoru 2. Następnie obliczono stosunek tych objętości i wyrażono w procentach (3).
Vrz =
m p − mc
[cm 3 ]
ρc
x⋅ y⋅z
V pm =
[cm 3 ]
1000
V
V pr = rz ⋅100 [%]
V pm
(1)
(2)
(3)
Tak przygotowane bulwy obrano metodą termiczną (gorąca woda). Bulwy zostały pokrojone za pomocą maszyny kuchennej wieloczynnościowej z przystawką do krojenia
frytek - MKKF270 Nakło, z nożami o rozstawie 10·10 mm. Z każdej osobno pokrojonej
bulwy policzono i zważono frytki z uwzględnieniem parametrów wymiarowych. Frytki
podzielono na następujące grupy: w kształcie graniastosłupa (o 4 i 3 bocznych płaszczyznach cięcia) oraz okrawki. W odniesieniu do frytek z czterema i trzema płaszczyznami
cięcia obliczono liczbę i masę frytek, natomiast dla pozostałych tylko masę. Sposób cięcia
bulw na słupki oraz podział na frytki wymiarowe i okrawki przedstawiono na rys. 1.
132
Wpływ kształtu bulw ziemniaka...
Rys. 1.
Fig. 1.
Schemat cięcia bulw i rozdział na poszczególne frakcje frytek
Tuber cutting diagram and division into individual fractions of chips
Wyniki badań
Wartości [cm ; g]
Objętość bulw obliczona z ich parametrów geometrycznych była zróżnicowana
u odmian niezależnie od ich kształtu. Na rys. 2 przedstawiono kształtowanie się wartości
masy bulw w powietrzu i wodzie oraz objętości rzeczywistej i pomiarowej sześciu odmian
poddanych eksperymentowi.
3
700
650
600
550
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
466,1
510,1
483,5
457,1
353,1
280,2
376,1
296,1
274,5
278,7
215,1
207,5
253,8
mp
mc
Vrz
Vpm
281,0
253,6
260,2
194,0
199,4
21,4
20,9
13,5
17,8
19,5
15,6
T ajfun
Monsun
Satina
Asterix
Agnes
Jelly
Odmiana
Rys. 2.
Fig. 2.
Parametry bulw badanych odmian
Tuber parameters for the examined varieties
Najwyższą objętością pomiarową i rzeczywistą oraz masą rzeczywistą (odczytaną
w powietrzu) charakteryzowały się bulwy odmiany Asterix, zaś masą rzeczywistą bulwy
133
Barbara Krzysztofik, Paweł Skonieczny
Vn ·Vp -1 [%]
odmiany Tajfun. Najniższą wartość wszystkich badanych parametrów odnotowano dla
odmiany Satina.
Wartości stosunku objętości rzeczywistej do pomiarowej wyrażone w procentach
(rys. 3) wskazują, że bulwy kształtne mają wyższy stopień wypełnienia objętości niż bulwy
zdeformowane. Wartości dla bulw kształtnych w zależności od odmiany wynoszą od 55,0
do 59,9%, zaś dla zdeformowanych od 48,2 do 54,7%.
66
64
62
60
58
56
54
52
50
48
46
44
42
59,9
59,8
55,9
55,8
55,0
53,8
56,9
54,7
52,6
52,0
48,2
49,5
bulwy kształtne
bulwy zdeformowane
T ajfun Monstrun
Satina
Asterix
Agnes
Jelly
Odmiana
Rys. 3.
Fig. 3.
Stosunek objętości rzeczywistej do pomiarowej (wzór 3) [%]
Ratio of actual volume to measured volume (pattern 3)
Analiza statystyczna otrzymanych wyników w odniesieniu do udziału masowego frytek
o przekroju 4/4 (czterech płaszczyznach cięcia) i długości odpowiadającej długości bulwy
wskazuje na brak zależności istotnych pomiędzy bulwami o różnym kształcie.
Udział frytki o całkowitej długości i przekroju 4/4 w stosunku do masy rzeczywistej
bulw (w powietrzu) wynosił z bulw kształtnych od 22,8% u odmiany Jelly do 57,2 % u
odmiany Agnes (rys. 4). Zaś z bulw zdeformowanych od 33,3 do 59,9%.
80
Masa frytek 4/4·mp-1
70
58,3
60
50
40
48,1
48,4
42,7
46,1
46,8
57,3
51,1
44,7
33,3
30
20
10
59,9
28,2
bulwy kształtne
bulwy zdeformowane
T ajfun
Monsun
Satina
Asterix
Agnes
Jelly
Odmiana
Rys. 4.
Fig. 4.
134
Udział frytek o przekroju 4/4 przy całkowitej ich długości [%]
Share of chips with cross-section 4/4 at their total length [%]
Wpływ kształtu bulw ziemniaka...
Charakterystyczną cechą bulw zdeformowanych jest wydatek z nich frytki krótszej od
długości bulwy i o przekroju 4/4. Do takich odmian należą Satina, Asterix i Jelly, dla których uzyskano znacznie wyższy sumaryczny udział frytki o przekroju 4/4, różnych długościach w porównaniu z długością bulw (rys. 5). Dla przykładu z bulw zdeformowanych odmiany Asterix uzyskano masę frytki wynoszącą ponad 70% w odniesieniu do masy bulw.
90
Masa frytek 4/4 ·mp-1
80
bulwy kształtne
bulwy zdeformowane
73,4
70
50
59,9
59,4
60
48,1
46,1
57,3
48,4
40
58,5
56,9
56,4
42,7
47,5
30
20
T ajfun
Monsun
Satina
Asterix
Agnes
Jelly
Odmiana
Rys. 5.
Fig. 5.
Udział całkowity frytek o przekroju 4/4 przy zróżnicowanej ich długości [%]
Total share of chips with cross-section 4/4 at their diversified length [%]
Udział masowy frytek o przekroju 3/4 wynosił z bulw kształtnych od 11,9 (odmiana
Jelly) do 26,3% (odmiana Tajfun) (rys. 6). Z bulw zdeformowanych uzyskano od 13,7%
(odmiana Jelly) do 24,5% (odmiana Satina).
35
Masa frytek 3/4 ·mp-1
30
26,3
24,9
24,5
25
20
22,0
15
20,8
23,5
22,5
18,2
23,9
23,9
13,7
11,9
10
5
0
bulwy kształtne
bulwy zdeformowane
T ajfun
Monsun
Satina
Asterix
Agnes
Jelly
Odmiana
Rys. 6.
Fig. 6.
Udział frytek o przekroju 3/4 dla odmian w zależności od kształtu bulw [%]
Share of chips with cross-section 3/4 for varieties depending on tuber shape
Udział okrawków powstających podczas cięcia bulw na słupki był zależny od odmiany
(rys. 7). Najwięcej okrawków odnotowano z bulw kształtnych odmiany Jelly (40,6%) i
zdeformowanych odmiany Tajfun (35,2%). Najmniej z bulw kształtnych odmiany Agnes
(18,8%) i z bulw zdeformowanych odmiany Asterix (3,1%).
135
Barbara Krzysztofik, Paweł Skonieczny
70
60
Masa okrawków ·mp-1
50
40,6
35,2
40
30,8
30
25,6
20
18,8
25,4
20,6
29,1
27,8
16,0
10
16,3
3,1
0
bulwy kształtne
bulwy zdeformowane
-10
-20
T ajfun
Monsun
Satina
Asterix
Agnes
Jelly
Odmiana
Rys. 7.
Fig. 7.
Udział okrawków w zależności od kształtu bulw [%]
Share of scraps depending on tuber shape
Na rys. 8 zamieszczono średnie wartości parametrów bulw i frytek z nich otrzymanych.
Z bulw kształtnych, które charakteryzowały się wyższym stopniem wypełnienia objętości
uzyskano wyższą masę frytek o czterech płaszczyznach cięcia o różnej długości. Bulwy
zdeformowane, które miały mniejszy współczynnik wypełnienia objętości dawały po cięciu
więcej frytek o trzech płaszczyznach cięcia i więcej okrawków.
60
55
Wartości [g, %]
50
57,2
51,8
53,5
51,9
48,2
45,9
45
40
35
30
25
26,7
25,9
20,6
21,4
20
15
kształtne
zdeformowane
Vrz/Vp
masa frytki 4/4 długiej
całkowita masa frytki 4/4
masa frytki 3/4
masa okrawków
kształt bulw
Rys. 8.
Fig. 8.
Średnie wartości badanych parametrów bulw o różnym kształcie
Average values of the examined parameters for tubers with different shapes
Przeprowadzona analiza wariancji w klasyfikacji podwójnej wykazała istotne zróżnicowanie omawianych cech w zależności od odmiany. Natomiast istotny wpływ kształtu
bulw odnotowano jedynie dla stosunku objętości rzeczywistej bulw do pomiarowej. Analiza
korelacji wskazuje na istotną zależność pomiędzy udziałem frytki o czterech i trzech płaszczyznach cięcia a masą okrawków otrzymywanych z bulwy (współczynnik korelacji r > 0,6).
136
Wpływ kształtu bulw ziemniaka...
Wnioski
1. Przeprowadzona analiza wariancji wykazała istotny wpływ odmiany na wydajność
poszczególnych frakcji frytki surowej. Kształt natomiast istotnie wpływał na stosunek
objętości rzeczywistej do pomiarowej bulw ziemniaka. Bulwy kształtne charakteryzowały się wyższą wartością objętości rzeczywistej do pomiarowej.
2. Udział frytki surowej o przekroju 4/4 wynosił od 42,7% do 73,4% z bulw niekształtnych z czego maksymalnie 59,9% stanowiła frytka o całkowitej długości bulw. Z bulw
kształtnych uzyskano mniej frytek pełnowymiarowych; ich udział maksymalnie wynosił
57,3%.
3. Odnotowano znaczny udział frytki o trzech płaszczyznach cięcia (od 11,9 do 26,3%
z bulw kształtnych i odpowiednio z bulw zdeformowanych od 13,7 do 24,6%), zależny
od odmiany.
4. Udział okrawków podczas cięcia bulw na frytki wynosił od 3,1% z odmiany Asterix do
40,6% z odmiany Jelly.
Bibliografia
Frydecka-Mazurczyk A. 1993. Surowiec do produkcji frytek i chipsów. Ziemniak Polski. Nr 3.
Bonin. s. 8-13.
Haverkort A.J. 2002. W drodze do przemysłu przetwórczego. NIVAA Postbus.
Marks N., Dębski J. 1986. Kształtowanie się uszkodzeń mechanicznych w zależności od kształtu
i strefy obciążenia bulw ziemniaka. Zeszyty Naukowe. AR Kraków. Nr 18. s. 87-95.
Nowotny F. 1972. Technologia przetwórstwa ziemniaczanego. WNT Warszawa. s. 156-160.
Pietkiewicz J. 1993. Ziemniak na przetwórstwo spożywcze. Ziemniak Polski. Nr 3. Bonin. s. 1-3.
Sobol Z. 2007. Kształtowanie się wybranych właściwości bulw ziemniaka w procesie przechowywania oraz w trakcie ich rekondycjonowania. Zbiór publikacji do rozprawy habilitacyjnej. UR Kraków. Całość.
Trentowski J., Werner E. 1985. Biologia ziemniaka. PWN Warszawa. s. 255-264.
Zarzyńska K. 1993. Zależność między masą bulw odmian jadalnych a ich wymiarami i kształtem.
Biuletyn Instytutu Ziemniaka. Nr 43. s. 57-63.
Zarzyńska K. 1997. Czynniki wpływające na kształt i wielkość bulw ziemniaka. Ziemniak Polski.
Nr 4. Bonin s. 4-9.
137
Barbara Krzysztofik, Paweł Skonieczny
THE IMPACT OF POTATO TUBER SHAPE
ON RAW CHIPS OUTPUT
Abstract. The tests covered well-formed and deformed tubers of six potato varieties. The research
involved measuring of the actual volume of tubers, computing volume resulting from tuber parameters (measured), and the ratio of these volumes. Tubers were cut into chips and divided into appropriate fractions. The number of cut surfaces was taken into account as the division criterion. Completed
variance analysis has shown a significant impact of variety on the output of individual raw chip fraction. Tuber shape was significantly affecting the ratio of actual volume to measured volume of potato
tubers. Well-formed tubers were characterised by a higher actual value of volume compared to measured volume. The share of raw chips with cross-section 4/4 ranged from 42.7% to 73.4% from deformed tubers. In this chips with total tuber length constituted maximum 59.9%. Well-formed tubers
allowed to obtain less full-size chips - their share reached maximum 57.3%.
Key words: tuber, shape, chips, output, volume
Adres do korespondencji:
Barbara Krzysztofik; e-mail: [email protected]
Instytut Eksploatacji Maszyn, Ergonomii i Procesów Produkcyjnych
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
ul. Balicka 116B
30-149 Kraków
138