مهندسی بیوسیستم ایران
سال:1393 | دوره:45 | شماره:2 |تعداد مقالات:12

در این تحقیق، اسلایس های کدو (ضخامت 0.4 سانتی متر و قطر 4 سانتی متر) در محفظه بخار به مدت 4 دقیقه آنزیم بری شدند. اسلایس های کدو پس از سردشدن، در خشک کن جریان هوای گرم با دمای 60oC تا رسیدن به رطوبت 0.1065 کیلوگرم آب در یک کیلوگرم ماده خشک، خشک شدند. بازجذب آب برش های کدوی خشک شده با وزن معین، در آب مقطر با دماهای گوناگون (25، 50، و (75oC با نسبت ماده خشک به آب 1 به 25، در حالی که با سرعت های گوناگون (0، 100 و 200 دور در دقیقه) همزده می شد، انجام گرفت. در دوره های زمانی مشخص تا 300 دقیقه، نمونه های کدو از آب خارج شد و وزن نمونه ها، میزان ماده خشک، و درصد جذب آب آنها تعیین گردید. رنگ اسلایس های کدو نیز در طول یک دوره 180 دقیقه ای ارزیابی شد. بر اساس نتایج به دست آمده، زمان بازجذب، دما، و سرعت همزن در سطح احتمال 1 درصد، اثر معنی داری بر ماده خشک، درصد جذب آب، و شاخص های رنگL*) ، a*، b*، و (ΔE در کدوی خشک شده داشته اند. در طول فرایند، درصد جذب آب و شاخص رنگ ΔE در برش های کدو افزایش یافته و میزان ماده خشک و شاخص های رنگL*) ، a*، و (b* کاهش داشته است. کدوهایی که بازجذب آنها در آب با دمای 75oC و با به کارگیری همزن با سرعت 200 دور در دقیقه صورت گرفته است، دارای درصد جذب آب و شاخص ΔE حداکثر و کمترین میزان ماده خشک و شاخص های رنگL*) ، a*، و (b* بوده اند.

برآورد سریع و غیرمخرب رطوبت اهمیت بسزایی در مدیریت برداشت، انبار داری، فروش، و فراوری خرما دارد. در این تحقیق با روش خازن با صفحات موازی، ولتاژ متناوب سینوسی به محصول خرما اعمال و با دستگاه اسپکتروم آنالایزر پاسخ سیگنال خروجی مدار در محدوده فرکانسی 1 تا 100MHz اندازه گیری گردید. از مدل های رگرسیون خطی چندمتغیره (MLR) به منظور استخراج رابطه بین رطوبت و مقادیر توان در فرکانس های گوناگون استفاده شد. نتایج مدل سازی با استفاده از تمامی محدوده فرکانس اعمال شده نشان داد که درصد رطوبت با R2p برابر 0.956، ریشه میانگین مربعات خطای 5.28 (RMSEP) درصد، و نسبت انحراف استاندارد 2.97 (SDR) قابل پیش بینی است. پس از بررسی ضرایب رگرسیون، تعداد شش فرکانس موثر در مدل سازی رطوبت خرما به منظور سادگی روش ارائه شده، تعیین شدند. نتایج مدل سازی رطوبت با استفاده از شش فرکانس، مشابه نتایج بدست آمده از کل محدوده فرکانسی ارزیابی شد.

زمین تحت کشت باید دارای شیب مناسب در جهت طولی و عرضی باشد تا یکنواختی توزیع آب تامین شود و از هدررفت آب و نیز فرسایش خاک زراعی جلوگیری شود. از آنجا که عملیات تسطیح بسیار پرهزینه است، هدف از عملیات تسطیح، ایجاد شیب مناسب به منظور توزیع یکنواخت آب در زمین ناهموار و ایجاد صفحه تسطیح به گونه ای است که تسطیح زمین با حداقل مقدار حجم عملیات خاکی صورت پذیرد. در این تحقیق مشخصات صفحه تسطیح زمین زراعی با استفاده از الگوریتم مدل سازی شده و نتایج به دست آمده با روش حداقل مجموع مربعات مقایسه شد. تحلیل آماری و توصیفی نتایج نشان داد که استفاده از الگوریتم ژنتیک (و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO برای تعیین مشخصات تسطیح در مقایسه با روش حداقل مجموع مربعات دقت و کارایی بیشتری دارد و اعمال محدودیت های تسطیح مانند حداکثر عمق خاک برداری در این روش ساده تر صورت می پذیرد. مقایسه این دو روش نشان داد که استفاده از الگوریتم ژنتیک مقدار حجم عملیات خاکی را با درنظرگرفتن سایر الزامات طراحی صفحه تسطیح (شیب های طولی و عرضی) به میزان 20 و 17.5 درصد کاهش داده است. حجم خاک برداری و خاکریزی در الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات در مقایسه با الگوریتم ژنتیک حجم کمتری حاصل کرد.

در این پژوهش کارایی نوعی پوشش خوراکی نانوامولسیونی حاوی کیتوزان با هدف افزایش زمان نگه داری سیب رقم گلاب کهنز بررسی شد. سیب پس از برداشت با پوشش نانوامولسیون بر پایه کیتوزان در غلظت 2000 قسمت در میلیون، پوشش دهی و به همراه نمونه های شاهد در دمای 1±2 درجه سانتی گراد و در رطوبت نسبی 80-85 درصد نگهداری شد. در مدت 10 هفته نگهداری در فواصل زمانی مشخص (هر هفته یکبار) سفتی بافت، فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز، رنگ پوست و گوشت، خواص حسی، و میزان تنفس بر اساس میزان CO2 تولیدشده سیب های نگهداری شده اندازه گیری شد. نتایج نشان دادند که پوشش خوراکی بر پایه نانوامولسیون کیتوزان اثر معنی داری بر سفتی بافت و خواص حسی میوه ندارد. کاربرد پوشش حداکثر شدت تنفس را به نصف کاهش داد و پوشش به طور معنی داری باعث کاهش اوج تنفسی سیب شد. در میوه های بدون پوشش پس از مرحله اوج تنفسی، میزان فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز افزایش نشان داد که همراه با گسترش قهوه ای شدگی بافت میوه بود. به طور کلی این پوشش عمر انباری سیب را افزایش و ضایعات کمی و کیفی آن را در مدت نگهداری کاهش داد.

در این مطالعه، فیلم های خوراکی کازئینات سدیم دارای عصاره پوست انار در سه سطح غلظتی 2×1.5×1 MIC تولید شد و خواص ضد میکروبی، فیزیکی و مکانیکی، و بازدارندگی آن ها بررسی شد، همچنین به منظور بررسی تغییرات ریزساختاری ناشی از افزودن عصاره ضد میکروبی، تصاویر میکروسکوپ الکترونی از سطح و مقطع عرضی فیلم ها تهیه گردید. ملاحظه شد با افزودن عصاره تا غلظت دو برابر MIC مقادیر ضخامت و حلالیت به ترتیب از 0.054 میلیمتر و 92.18 درصد به 0.061 میلیمتر و 95.37 درصد افزایش پیدا کرد و موجب کدرشدن فیلم ها شد. همچنین افزودن عصاره پوست انار به طور قابل توجهی باعث افزایش نفوذپذیری (تا(3.90×10-9 (g/s.m.Pa) به بخار آب گردید، اما خواص مکانیکی کاهش پیدا کرد. برای تعیین قدرت ضد میکروبی فیلم های تولید شده از روش دیسک های انتشاری استفاده و قطر هاله ایجاد شده در سطح پلیت ها اندازه گیری گردید و خصوصیات ضد میکروبی فیلم ها روی دو گونه باکتری گرم مثبت و گرم منفی آزمایش شد. به طورکلی فیلم ها بر باکتری های گرم مثبت موثرتر از باکتری های گرم منفی بودند.

در سال های اخیر استفاده از ضد اکساینده های سنتزی به علت سمی و سرطان زابودن محدود شده است. بنابراین استفاده از منابع طبیعی به عنوان جایگزین ترکیب های سنتزی اهمیت ویژه ای دارد. در این پژوهش، تاثیر فعالیت ضد اکسایشی سطوح گوناگون اسانس دانه رازیانه شامل غلظت های 0.1، 0.2، 0.3، 0.4، 0.5، 0.6، 0.7، و 0.8 میلی گرم در میلی لیتر روغن سویای تصفیه شده عاری از ضد اکساینده، در دمای 90 درجه سلسیوس، به مدت چهار هفته و در فواصل زمانی ثابت هفت روزه با آزمون گرم خانه گذاری (oven test) ازطریق سنجش اندیس های آنیزیدین، پراکسید، و محاسبه اندیس توتوکس بررسی شد. هم چنین، زمان مقاومت به اکسایش نمونه ها با دستگاه رنسیمت سنجیده شد. سپس نتایج حاصل از دو آزمون گرم خانه گذاری و رنسیمت، با نمونه شاهد و ضد اکساینده های سنتزی بوتیلید هیدروکسی آنیزول (BHA) و بوتیلید هیدروکسی تولوئن (BHT) مقایسه شد. بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش، با افزایش غلظت اسانس، اثر ضد اکسایشی بیشتر شد، ولی در محدوده غلظتی بررسی شده، رابطه خطی و مستقیم بین غلظت تیمارها و فعالیت ضد اکسایشی آن ها در روغن سویا دیده نشد. غلظت های 0.5 و 0.6 میلی گرم در میلی لیتر اسانس دانه رازیانه، دارای فعالیت ضد اکسایشی بالاتری در مقایسه با هر دو ضد اکساینده سنتزی  BHAو BHT در روغن سویا بودند.

روش سطح پاسخ به منظور تعیین نقاط بهینه فرایند خشک کردن اسمزی ـ فراصوت همراه خشک کردن تکمیلی با هوای داغ برای دستیابی به بیشینه آنتوسیانین، ترکیبات فنولی کل، و فعالیت آنتی اکسیدانی میوه گیلاس سیاه استفاده شد. درجه حرارت (40، 50، و 60 درجه سلسیوس)، غلظت محلول ساکارز (40، 50، و 60 درصد حجمی/وزنی)، و فرکانس (0، 65، و 130 کیلوهرتز) عواملی بودند که تاثیر آن ها بر میزان آنتوسیانین، ترکیبات فنولی کل، و فعالیت آنتی اکسیدانی در طول دوره خشک کردن گیلاس سیاه با پیش تیمار اسمزـ فراصوت همراه با خشک کردن تکمیلی هوای داغ ارزیابی شد. آزمایش ها بر اساس طرح مرکب مرکزی با درنظرگرفتن سه سطح برای هر یک از عوامل یاد شده، انجام شد. در آزمایش های انجام شده نسبت نمونه به محلول اسمزی 1.10 (حجمی/وزنی) در نظر گرفته شد. نتایج به دست آمده حاکی از این بود که تاثیرات خطی و درجه دو هر سه متغیر مستقل دما، غلظت شربت ساکارز، و شدت فرکانس بر میزان آنتوسیانین، ترکیبات فنولی کل، و فعالیت آنتی اکسیدانی معنی دار بود. برای هر پاسخ با استفاده از آنالیز رگرسیون خطی چندگانه، مدل های چندجمله ای درجه دوم به دست آمد. آنالیز واریانس (ANOVA) به منظور ارزیابی صحت و دقت مدل های به دست آمده اجرا گردید. با روش سطح پاسخ، بهینه سازی شرایط فرایندی برای حداکثرسازی ترکیبات فنلی و آنتوسیانینی و حداقل سازی میزان Ec50 انجام گرفت. نقطه بهینه به دست آمده برای فرایند آب گیری عبارت است از: دما40oC ، غلظت شربت ساکارز 40 درصد، و فرکانس1.31 کیلوهرتز. میزان راندمان تولید پیش بینی شده مدل برای ترکیبات فنولی 1.189 میلی گرم معادل اسیدگالیک به 100 گرم وزن خشک، میزان آنتوسیانین 2837.82 میکرو گرم به 100 گرم وزن خشک، و میزان Ec50برابر با 0.0245 در میلی گرم ماده خشک بود. مدل ارائه شده برای پیش بینی مقادیر متغیرهای وابسته، نتایج بسیار نزدیکی با یافته های آزمایشی به دست آمده دارد.

کفیران گلوکوگالاکتانی محلول در آب است که به طور تقریبا یکسان، از -D گلوکز و -D گالاکتوز تشکیل شده است. کفیران از دانک های کفیر استخراج شده است. در این تحقیق، کفیران و زانتان در غلظت 3 درصد، به منظور بررسی تاثیر آنها بر ویژگی های رئولوژیکی خمیر و خواص فیزیکی نان فرانسوی، به خمیر دو نوع گندم اضافه شدند. ویژگی های فیزیکوشیمیایی گندم ها و آرد آنها با دستگاه اینفراماتیک، ویژگی های رئولوژیکی خمیر با دستگاه فارینوگراف، و بیاتی نان ها به وسیله اینسترون ارزیابی شد. نتایج ارزیابی فارینوگرافی نشان داد، افزودن سطح 3 درصد کفیران و زانتان، در مقایسه با خمیر شاهد باعث افزایش معنی داری (p<0.05) در ظرفیت جذب آب، زمان گسترش، و پایداری خمیرها شدند، گرچه نرم شدن بعد از زمان های 10 و 20 دقیقه و زمان تحمل به اختلاط خمیر به طور معنی داری (p<0.05) کاهش یافتند. بر اساس آزمون بیاتی انجام شده در 3 زمان، 24، 48، و 72 ساعت، مشخص شد با افزودن سطح 3 درصد کفیران به خمیر هر دو نوع گندم، بیاتی مغز نان ها به طور معنی داری (p<0.05) کاهش یافت، درحالی که تیمارهای 3 درصد زانتان، در مقایسه با نمونه شاهد، سفتی بیشتر و روند بیاتی تندتری داشتند. به عنوان نتیجه نهایی، گرچه زانتان مانند کفیران تاثیر مثبتی بر خواص رئولوژیکی خمیر داشت، ولی سفتی مغز نان ها را در مقایسه با نان های شاهد، افزایش داد.

اساس فرایند حرارت دهی اهمیک (Ohmic Heating) عبور جریان الکتریکی متناوب از محلول های چندفازی و درپی آن تولید حرارت به دلیل مقاومت ذرات محلول در برابر عبور جریان الکتریکی است. در این تحقیق به منظور بررسی اثر فاکتورهای بحرانی موثر بر این فرایند، انتقال هم زمان حرارت و الکتریسیته در یک سیستم غذایی دوفازی جامد ـ مایع مدل سازی شد. در این مد ل سازی از یک شبیه سازی سه بعدی برای بررسی اثر توزیع ذرات (غلظت)، نفوذ نمک، و هدایت الکتریکی استفاده گردید. نتایج نشان داد هم خوانی تقریبی خوبی بین نتایج حاصل از مدل شبیه سازی شده و نتایج آزمایشگاهی وجود دارد و با افزایش غلظت، نمک، و هدایت الکتریکی، نرخ حرارت دهی افزایش می یابد. درمجموع می توان نتیجه گرفت در فرایند حرارتدهی اهمیک نفوذ حرارت و الکتریسیته در سرتاسر محصول سریعتر از روشهای مرسوم حرارت دهی است و در هر دو فاز مایع و جامد به طور یکسان و تقریبا با سرعت برابر صورت میگیرد.

در صنعت پخت، هیدروکلوئیدها به منظور بهبود ویژگی های عمل آوری و افزایش تحمل خمیر به شرایط تخمیر، بهبود کیفیت نان تازه، و افزایش ماندگاری نان های نگهداری شده، کاربرد زیادی دارند. از این رو این پژوهش به منظور بررسی تاثیر ژل آلژینات سدیم بر ویژگی های رئولوژیکی خمیر و پارامترهای کیفی (حجم، حجم مخصوص، افت پخت، و فعالیت آبی)، ویژگی های حسی، و بیاتی نان بربری انجام شد. هیدروکلوئید آلژینات سدیم در سطوح گوناگون 0.5، 1، و 1.5 درصد (وزنی/وزنی) به آرد گندم اضافه شد. ویژگی های رئولوژیکی خمیر و بافت سنجی نان به ترتیب با دستگاه های فارینوگراف و اینستران ارزیابی شد. نتایج حاصل از رئولوژیکی خمیر نشان داد با افزودن ژل، ظرفیت جذب آب، زمان ورود خمیر به خط 500 واحد برابندر، زمان گسترش، زمان پایداری خمیر، زمان ترک خمیر از خط 500 واحد برابندر، و زمان شکست افزایش یافت، درحالی که سست شدن بعد از 10 و 20 دقیقه و شاخص تحمل به اختلاط در مقایسه با خمیر شاهد کاهش یافت. نتایج حاصل از ارزیابی فعالیت آبی نان نشان داد، افزودن هیدروکلوئید، فعالیت آبی نان ها را کاهش داد. نتایج حاصل از ارزیابی ویژگی های تکنولوژیکی، نشان داد که افزودن ژل در سطح 1.5 درصد باعث افزایش حجم و حجم مخصوص نان های حاصل شد. نتایج آزمون بافت سنجی که در 3 زمان 24، 48، و 72 ساعت انجام شد، نشان داد با افزودن آلژینات سدیم (0.5 درصد، 1 درصد، 1.5 درصد)، بیاتی مغز نان به طور معنی داری (p<0.05) کاهش یافت. همچنین، نمونه های حاوی آلژینات سدیم در مقایسه با نمونه شاهد روند بیاتی کندتری داشتند، به طوری که کمترین و بیشترین میزان بیاتی به ترتیب مربوط به تیمار 1.5 درصد و نان شاهد بود. نتایج حاصل از ارزیابی ویژگی های حسی نان، نشان داد افزودن هیدروکلوئید در سطح 1.5 درصد بهترین نتایج را دربر داشت.