Wpływ sonikacji immersyjnej i kontaktowej oraz pulsacyjnego pola elektrycznego na przewodność elektryczną tkanki marchwi

Celem pracy była analiza wpływu sonikacji (US) immersyjnej i kontaktowej oraz obróbki pulsacyjnym polem elektrycznym (PEF) na przewodność elektryczną. Określono także zawartość suchej substancji w materiale poddanym obróbce US oraz PEF. W przypadku obróbki pulsacyjnym polem elektrycznym natężenie pola elektrycznego wynosiło 0,3 lub 5 kV·cm–1, liczba impulsów 0–100, a właściwe zużycie energii 0–80 kJ·kg–1. Aplikacja pulsacyjnego pola elektrycznego prowadzi do wzrostu przewodności elektrycznej analizowanej tkanki roślinnej. Największy wzrost tego parametru zanotowano w przypadku zastosowania natężenia 3 kV·cm–1 oraz aplikacji 100 impulsów. Obróbka tkanki marchwi pulsacyjnym polem elektrycznym skutkowała także wzrostem zawartości suchej substancji w porównaniu z materiałem niepotraktowanym PEF, co wiązało się z wyciekiem wody z materiału w wyniku elektroporacji. Z kolei wpływ sonikacji na przewodność elektryczną oraz zawartość suchej substancji był niejednoznaczny i prowadził, w zależności od zastosowanych parametrów, do wzrostu lub obniżenia wartości tych parametrów. W tym przypadku, na ogół, największe zmiany zanotowano w próbkach poddanych obróbce kontaktowej.

The aim of this work was to analyze the influence of sonication (US) and pulsed electric field treatment on the electrical conductivity and dry matter content of the carrot tissue. The sonication was performed by contact (26 kHz) and immersion method (21 and 40 kHz). Ultrasounds application lasted 0, 5, 10, 20, 30 min at 100% duty cycle and 60 min at 50% duty cycle. The electric field intensity of PEF was equal to 0, 3 and 5 kV·cm–1, the number of pulses varied from 0 to 100 and the specific energy input from 0 to 80 kJ·kg–1. The application of PEF resulted in the increase of the electrical conductivity(EC) of the plant tissue from 32.67 to 199.67–344.43 μS·cm–1, in the case of intact and PEF treated samples, respectively. The highest value of the electrical conductivity was observed in the material treated by 3 kV·cm–1 and 100 pulses. The PEF treatment caused the increase of dry matter content (from 0.0957 to 0.1172–0.1258 kg·kg–1), which could be linked to the cell membrane rupture and water leakage due to the electroporation phenomenon. However, the increase of pulse number from 10 to 100 at constant (5 kV·cm–1) electric field intensity did not increase the dry matter content. The impact of sonication on the both electrical conductivity and dry matter content was ambiguous. The sonication carried out by immersion method in both frequencies for 0–30 min did not change the electrical conductivity significantly. The statistically relevant differences were stated only in the case of treatment which lasted 60 min at 50% duty cycle. The contact sonication caused the biggest changes of electrical conductivity in comparison to the untreated material. The highest EC was observed in the case of sample sonicated for 30 min (47.80 μS·cm–1). However, in the case of samples treated by contact method for 20 and 60 min the differences in comparison with the intact carrot were irrelevant. Samples treated by immersion method were characterized by lower dry matter content whereas carrot treated by contact method exhibited higher values of dry matter content in comparison to the intact tissue. Such behavior probably was correlated with the evaporation in the case of contact US-treated samples (surrounded by air during the sonication) and leakage to the water, in the case of immersion US processed material.