پژوهش و نوآوری در علوم و صنایع غذایی
سال:1392 | دوره:2 | شماره:3 |تعداد مقالات:7

هدف از این پژوهش، تقویت خواص بیوپلیمر پلی لاکتیک اسید (PLA) با استفاده از نانوفیبر سلولز (CNF) و افزایش کارایی آن در بسته بندی مواد غذایی می باشد. به منظور بهبود سازگاری و قابلیت اختلاط با پلیمر،CNF  با اسید اولئیک وارد واکنش شده و اصلاح گردید. در ادامه، نانوفیبر سلولز اصلاح شده (MCNF)، با استفاده از روش قالب ریزی (در سه غلظت 4، 8 و 12 درصد وزن بیوپلیمر) به ترکیب فیلم PLA اضافه شده و تاثیر آن بر روی خواص بازدارندگی، مکانیکی، ریخت شناسی و رنگ ظاهری بیوپلیمر مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی تهیه شده از سطح فیلم ها، تایید کننده پراکندگی مطلوب و یکنواخت MCNF در غلظت های پایین (4 و 8 درصد) بوده درحالی که در غلظت 12 درصد، نانوفیبرها در داخل شبکه پلیمر تجمع یافته و تشکیل توده دادند. با افزودن MCNF، نفوذپذیری نسبت به بخار آب از 9.05×10-5g/m.h.Pa برای فیلم خالص PLA به 6.96×10-5g/m.h.Pa برای فیلم حاوی 8 درصد MCNF کاهش یافت. بازدارندگی نسبت به اکسیژن و عبور نور نیز با افزودن MCNF بطور قابل توجهی بهبود یافت. همچنین در غلظت 12 درصد MCNF، استحکام کششی و مدول یانگ فیلم نانوکامپوزیت به ترتیب تا 2.5 و 2 برابر مقادیر آن در فیلم PLA خالص افزایش یافت. با این وجود، افزودن MCNF باعث کاهش میزان شفافیت فیلم و افزایش اندیس زردی آن شد.

فروکتان به علت دارا بودن ویژگی های مفید تغذیه ای و عملکردی به طور گسترده ای در جهان مورد استفاده می باشد. گیاه سریش از جمله گیاهانی می باشد که از دیر باز در امور صنعتی و طب سنتی استفاده می شده و یکی از منابع ارزشمند فروکتان به شمار می رود. اما همچنان اطلاعات کمی در مورد نحوه استخراج فروکتان از این گیاه، موجود است. استخراج به کمک امواج فراصوت یکی از مهمترین روش های استحصال ترکیبات ارزشمند از منابع گیاهی است و در مقیاس صنعتی و آزمایشگاهی قابل اجرا می باشد. در این تحقیق از طرح باکس بنکن به منظور بررسی تاثیر زمان (5-40 دقیقه)، دمای استخراج (30-70 درجه سانتی گراد) و شدت صوت (20-100 درصد) بر راندمان استخراج فروکتان از سریش و بهینه سازی فرایند استخراج با استفاده از امواج فراصوت استفاده گردید. برای توصیف بازده استخراج از یک مدل درجه دوم استفاده و کارایی آن مورد تائید قرار گرفت. سپس، مدل به دست آمده جهت یافتن شرایط بهینه اثر متقابل فاکتورها و برآورد بهترین شرایط فرایند با بیشترین بازده استخراج استفاده گردید. نتایج نشان داد در صورتی که زمان استخراج 29.31 دقیقه، دمای استخراج 60 درجه سانتی گراد و شدت صوت 80.04 درصد باشد، بیشترین بازده استخراج حاصل می گردد.

پودر کیتوزان حاصل از پوست سخت پوستان قابلیت تشکیل فیلم بالایی دارد؛ فیلم های کیتوزان در برابر پارگی بسیار مقاومند. از طرف دیگر، نانوذرات سلولز دارای نرخ زیست تخریب پذیری بالا و نسبت به سایر نانوپرکن ها ارزان تر هستند. پژوهش حاضر سعی در بهینه سازی نانوکامپوزیت های کیتوزان-نانوسلولز تهیه شده به روش قالب ریزی، به منظور استفاده از تمامی قابلیت های این مواد فراوان در طبیعت دارد. پودر کیتوزان با وزن مولکولی بالا، نانوسلولز با قطر الیاف 50-20 نانومتر و نیز گلیسرول به منظور بهینه سازی ویژگی های نانوکامپوزیت ها، به کار گرفته شد. افزودن نانوذرات سلولز به فیلم های کیتوزان باعث کاهش محتوای رطوبتی، افزایش درصد کشش در نقطه پارگی (تا 30.1 درصد) و نیز بهبود پارامترهای رنگی فیل ها گردید؛ کاهش غلظت گلیسرول در نانوکامپوزیت ها سبب کاهش مقادیر حلالیت در آب (تا 28.7 درصد) و نفوذپذیری بخار آب و به طور همزمان افزایش مدول کشسانی نانوکامپوزیت ها (تا 3.7 گیگاپاسکال) شد. نانوکامپوزیت حاصل از مقادیر 1 گرم کیتوزان، 0.18 درصد نانوسلولز و 30 درصد گلیسرول بالاترین مطلوبیت کلی (75 درصد)، بر اساس ارزیابی تمامی پارامترهای مکانیکی و فیزیکی را حاصل کرد. آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که غلظت های بالای کیتوزان (1.3 گرم) و نانوسلولز (2 درصد) تشکیل ساختاری شبکه مانند و تودرتو می دهند که این ساختار، توجیه کننده بهبود قابلیت کشش پذیری فیلم کیتوزان پس از افزودن نانوذرات نیز می باشد.

هدف اصلی از این پژوهش طراحی و ساخت سیستم خشک کن جدیدی تحت عنوان بستر جهنده جهت خشک نمودن مواد غذایی (خصوصا مواد غذایی حساس به حرارت) می باشد. به این منظور در گام اول، طراحی ابتدایی از خشک کن بستر جهنده بر اساس دو اصل مهم کارایی بالای سیستم در خشک کردن مواد غذایی و نیز انعطاف پذیری آن برای خشک کردن مواد غذایی مختلف در حالت جامد و مایع، ایجاد گردید. پس از ساخت دستگاه و انجام آزمون دستگاه بدون حضور مواد غذایی، آزمایش هایی نظیر بررسی نحوه حرکت ذرات خنثی، تعیین افت فشار و میزان مصرف انرژی انجام پذیرفت و بهینه شرایط سیستم برای ذرات خنثی با دو اندازه (7.8 و 5.8 میلی متری) تعیین گردید. نتایج نشان می دهد که تغییرات افت فشار در محفظه خشک کن حاوی ذرات خنثی مشابه معادله ارگان است. مصرف انرژی نیز در این سیستم در محدوده 8-3 کیلو وات در ساعت متغیر می باشد. نتایج همچنین مشخص نمود که سیستم خشک کن طراحی شده مصرف انرژی به مراتب کمتر از سیستم خشک کن پاششی در خشک کردن مایعات غذایی دارد. نتایج این تحقیق امکان استفاده از خشک کن جدید طراحی شده را به عنوان، تکنیکی اقتصادی در خشک کردن مواد غذایی حساس به حرارت نشان می دهد.

ارتباط مستقیم بین افزایش میزان کلسترول در خون و خطر ابتلا به بیماری های قلبی و عروقی ثابت شده است و موادغذایی حاوی کلسترول بالا ازجمله مواد پروتئینی و گوشتی، تخم مرغ، شیر و فرآورده های لبنی می توانند سبب افزایش میزان کلسترول پلاسمای خون گردند. در این تحقیق مقادیر مختلف 0، 0.5، 1 و 1.5 درصد بتاسیکلودکسترین را با دو نوع شیر به صورت خام (قبل از پاستوریزاسیون و هموژنیزاسیون) و فرایند شده (پاستوریزه و هموژنیزه) با مقدار ثابت چربی 3 درصد در دو درجه حرارت 8 و 20 درجه سانتی گراد مخلوط نموده و مقدار کلسترول باقیمانده در شیر بررسی و با نمونه شاهد مقایسه گردید. نتایج پس از تجزیه و تحلیل آماری نشان داد که با افزایش میزان بتاسیکلودکسترین به ویژه در درجه حرارت 20 درجه سانتی گراد نسبت به 8 درجه سانتی گراد مقدار بیشتری کلسترول از شیرخارج می شود (p≤0.05). هرچند که بتاسیکلودکسترین اضافی و آزاد در محیط به دلیل برهم کنش های داخلی بین خود این مولکول ها سبب کاهش عمل کلسترول زدایی می گردد. ماکزیمم جذب کلسترول پس از افزودن مقدار 1.5 درصد بتاسیکلودکسترین به شیر هموژن در 20 درجه سانتی گراد به دست آمد.

شناسایی و کشت دانه های روغنی جدید، گامی مهم در جهت تامین روغن مورد نیاز در کشور است. درختان پسته وحشی از جمله خنجوک، در ایران بیش از یک میلیون و دویست هزار هکتار از اراضی کشور را به خود اختصاص می دهند. بررسی ترکیب شیمیایی مغز خنجوک نشان داد میزان چربی آن 30 درصد و بیش از 80 درصد از ترکیب اسیدهای چرب آن از نوع غیر اشباع بود. اسید چرب غالب در خنجوک اسید اولئیک با 57.39 درصد بود و عدد یدی، عدد صابونی، میزان ترکیبات استرولی، میزان ترکیبات توکوفرولی، ضریب شکست و مقدار موم برای روغن مغز خنجوک به ترتیب 98.7 گرم مولکول ید در 100 گرم روغن، 172.3 میلی گرم پتاس در گرم روغن، 0.25 درصد، 619.4 میلی گرم بر کیلوگرم، 1.47 درجه و 0.002 درصد اندازه گیری شد. پایداری حرارتی روغن مغز خنجوک و زیتون بکر در دمای 170 درجه سانتی گراد به مدت 8 ساعت، اندازه گیری و مقایسه شد. نتایج آزمون پایداری مبنی بر داده هایی چون اعداد پراکسید، اسیدی، دی ان مزدوج، کربونیل و رنسیمت مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد بین عدد دی ان مزدوج و رنسیمت این دو روغن به لحاظ آماری تفاوت معنی داری بود ولی در مورد عدد کربونیل این اختلاف معنی دار نبود. در نهایت با توجه به پایین بودن ترکیبات مزدوج و عدد پراکسید و بالا بودن شاخص پایداری اکسایشی روغن مغز خنجوک نسبت به زیتون، مشخص شد که روغن مغز خنجوک از پایداری اکسایشی خوبی برخوردار می باشد که می توان به ترکیب مناسب آنتی اکسیدانی آن به ویژه توکوفرول ها نسبت داد.

هدف از این پژوهش دستیابی به غلظت بهینه ای از نیتریت سدیم و اسانس مرزه خوزستانی است که با حفظ خصوصیات آنتی اکسیدانی، رنگی و ضدمیکروبی سوسیس فرانکفورتر (60 درصد گوشت) سهم نیتریت سدیم کاهش یابد. در این پژوهش اثر افزودن نیتریت سدیم در غلظت های (0، 250 و 500 پی پی ام) و اسانس مرزه در غلظت های (200، 400 و 600 پی پی ام) و نیز نیتریت سدیم و اسانس مرزه به صورت توام (هم افزایی) در غلظت های (250:200 و 250:300) روی ویژگی های شیمیایی، باکتریایی و حسی سوسیس فرانکفورتر در یک دوره نگهداری 20 روزه در دمای 4 درجه سانتی گراد مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد غلظت 200 پی پی ام مرزه به تنهایی از نظر قدرت جلوگیری از اکسیداسیون لیپید تاثیر مطلوبی مشابه با غلظت 500 پی پی ام نیتریت سدیم داشت، از نظر رنگ و روشنایی غلظت های مختلف مرزه در زمانی که به تنهایی استفاده شدند موفق نشدند به اندازه نیتریت در غلظت 500 پی پی ام بر فاکتورهای روشنایی و قرمزی تاثیر چشمگیری داشته باشند (p<0.05). استفاده از تیمار توام نیتریت و مرزه (250:300 پی پی ام) موجب افزایش فاکتور روشنایی و قرمزی در سوسیس گردید و نیز توانست قدرت بازدارندگی در برابر اکسیداسیون لیپید را افزایش دهد (p<0.05). اندازه گیری شمارش میکروبی نمونه ها نشان داد اسانس مرزه در غلظت 600 پی پی ام قدرت ضدمیکروبی قوی تری در برابر باکتری های گرم مثبت نسبت به نیتریت 500 پی پی ام دارد.