فناوری های جدید در صنعت غذا (فناوری های نوین غذایی)
سال:1398 | دوره:6 | شماره:4 |تعداد مقالات:10

در پژوهش حاضر تاثیر دماها (° C60-40) و زمان های مختف (min60-5) بر سینتیک استخراج ترکیبات فنولی و فلاونوئیدی ریزوم زنجبیل تحت شرایط حمام فراصوت بررسی و مقادیر IC50 آزمون مهار رادیکال DPPH و قدرت احیاکنندگی عصاره ها محاسبه شد. نتایج نشان داد با افزایش دما، بازده استخراج ترکیبات فنولی و فلاونوئیدی افزایش یافت. بیشترین بازده این ترکیبات در min 15 اول دوره استخراج به دست آمد و بعد از آن شیب استخراج کاهش یافت. همچنین بیشترین مقدار ترکیبات فنولی (69/47± 75/165و µ g GA/g of DW of extract56/36± 13/171) و فلاونوئیدی (80/0± 43/9 و µ g QE/g of DW of extract 93/0± 35/10) در انتهای مرحله استخراج سریع حدود min15، در دماهای 50 و ° C60 بدون تفاوت معنی دار به دست آمد. بنابراین، فرآیند استخراج را می توان به دو مرحله استخراج سریع و استخراج آهسته تقسیم کرد. نتایج نشان داد، با استفاده از نمودارهای سینتیک می توان بیشینه استخراج ترکیبات آنتی اکسیدانی ریزوم زنجبیل را با کمترین زمان و دمای موثر به دست آورد. علاوه بر این نتایج نشان داد روش فراصوت دارای کارایی قابل ملاحظه ای در استخراج ترکیبات زیست فعال از ریزوم زنجبیل و تکنولوژی موثرتری نسبت به روش سنتی است.

لیکوپن رنگ دانه کاروتنوئیدی چربی دوستی است که دارای خواص سلامتی بخش ویژه ای می باشد، به این دلیل بسیاری از محققین، آن را به عنوان یک ماده ارزشمند می شناسند. پایداری بسیاری از ترکیبات زیست فعال به علت فرآیندهای گوناگون فیزیکوشیمیایی و فیزیولوژی محدود می شود، به همین منظور استفاده از روش های مختلف ریزپوشانی جهت آزاد شدن کنترل شده و افزایش میزان پایداری ترکیبات زیست فعال، امری ضروری می باشد. در این پژوهش تاثیر غلظت های مختلف محلول زئین (35 و 30، 25، 20، 15 درصد وزنی/حجمی) بر تولید الیاف زئین با استفاده از روش الکتروریسی مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه از غلظت بهینه جهت ریزپوشانی لیکوپن در دو سطح (0. 075، 0. 05درصد وزنی/ وزنی) استفاده شده است. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی الیاف زئین حاوی لیکوپن مورد بررسی قرار گرفت. همچنین پروفایل رهایش لیکوپن در سه فاز دستگاه گوارش انسان (دهان، معده و روده کوچک) بررسی شد. تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد الیاف یکنواخت، همگن و بدون مهره برای زئین حاصل گردیده است. راندمان ریزپوشانی لیکوپن در دو نمونه بین 88. 07-85. 68درصد متغیر بوده است. نتایج حاصل آزمون FTIR حاکی از آن است که ریزپوشانی به صورت موفقیت آمیز صورت گرفته و از نوع فیزیکی می باشد. علاوه بر این رهایش کنترل شده و پایدار از لیکوپن در دستگاه گوارش مشاهده شده است که این سبب افزایش در زیست دسترسی آن شده است. ریزپوشانی با استفاده از الیاف الکتروریسی شده زئین پتانسیل بالایی به عنوان یک سیستم رسانش هدفمند مناسب برای لیکوپن دارد. از این رو استفاده از این روش برای ریزپوشانی لیکوپن در صنعت غذا توصیه می شود.

کاربرد تکنولوژی های نوین از جمله پیش تیمار با امواج مایکروویو در دانه های روغنی منجر به افزایش راندمان روغن، مواد مغذی-دارویی و نیز پایداری اکسیداتیو بهتر روغن این دانه ها می شود. در این پژوهش، دانه های ماریتیغال (اکوتیپ قلعه بابک، آذربایجان شرقی) تحت پیش تیمار مایکروویو (800 وات) در دو زمان مختلف (2 و 4 دقیقه) قرار گرفتند و تاثیر آن روی بهبود راندمان روغن استخراجی، ویژگی های فیزیکوشیمیایی، پروفیل اسیدهای چرب و میزان توکوفرول ها در روغن استخراجی از آن بررسی شد. برای مقایسه نتایج از روغن دانه ماریتیغال بدون تیماردهی با مایکروویو به عنوان نمونه کنترل استفاده شد. نتایج نشان داد که پیش تیمار مایکروویو دانه ماریتیغال راندمان روغن استخراج شده، مقدار فنل کل و توکوفرول ها را در این نمونه ها افزایش داد. همچنین برخی ویژگی های فیزیکوشیمیایی روغن ماریتیغال شامل میزان کلروفیل (91/1-03/1 میلی گرم فئوفیتین درکیلوگرم روغن) و عدد صابونی (188-181 میلی گرم پتاس درگرم روغن) با تیمار مایکروویو افزایش یافتند، ولی عدد اسیدی (14/2-20/4 میلی گرم پتاس درگرم روغن)، شاخص پراکسید (23/3-22/6 میلی اکی والان اکسیژن درکیلوگرم روغن) و عدد یدی (100-109 گرم ید در100گرم روغن) با تیمار مایکروویو کاهش پیدا کردند. نتایج نشان داد که تاثیر پیش تیمار مایکروویو روی اسیدهای چرب روغن ماریتیغال ناچیز بود، بطوری که برخی از اسیدهای چرب از قبیل اسید اولئیک (C18: 1) و اسید لینولئیک (C18: 2)، با تیمار مایکروویو کاهش ولی اسید پالمیتیک (C16: 0) و اسید استئاریک (C18: 0) افزایش یافتند. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش زمان تیماردهی با مایکروویو میزان اسیدهای چرب غیر اشباع بطور ناچیزی کاهش یافتند. در کل، نتایج نشان داد که پیش تیمار با مایکروویو منجر به افزایش میزان استخراج روغن و توکوفرول ها در روغن دانه ماریتیغال می شود.

برنج در هنگام برداشت رطوبت بالایی دارد که یکی از روش های رایج جهت کاهش سرعت فساد، فرآیند خشک کردن است. در این تحقیق سینتیک خشک کردن شلتوک با هوای گرم با استفاده از 3 متغیر سرعت هوای گرم ((m/s)65/0 و 8/0)، دمای هوای گرم ((0C)50، 65) و رطوبت نهایی (11 و 13%) بررسی شد. مدل سازی سینتیک خشک کردن شلتوک توسط شبکه عصبی پرسپترون چند لایه انجام شد. به منظور بررسی عملکرد الگوریتم های آموزش و توابع انتقال مختلف در پیش بینی رفتار خشک کردن شلتوک، از 3 الگوریتم لونبرگ مارکوارت، پس انتشار ارتجاعی و گرادیان نزولی مقیاسی و 2 تابع انتقال تانژانت سیگموئید و سیگموئید لگاریتمی استفاده شد. نتایج حاصل از این بررسی بدین گونه بوده که حداکثر زمان خشک شدن در دمای 0C50، سرعت هوای گرم (m/s)65/0 و رطوبت نهایی 11٪ تقریبا برابر با 8 ساعت و حداقل زمان خشک شدن در دمای 0C 65، سرعت هوای گرم(m/s) 8/0و رطوبت نهایی 13٪ معادل با 1ساعت و 21 دقیقه بوده است. بنابراین به طور کلی می توان گفت با افزایش دما، سرعت و رطوبت، زمان خشک شدن کاهش می یابد. همچنین، نتایج حاصل از مدل سازی نشان داد که مدل سازی بوسیله ی شبکه عصبی با الگوریتم آموزش لونبرگ مارکوارت نسبت به سایر الگوریتم ها بهترین عملکرد را داشته و به طورکلی توپولوژی 1-11-3 با الگوریتم آموزش لونبرگ مارکوارت و تابع انتقال سیگموئید لگاریتمی کمترین خطا و بیشترین ضریب همبستگی نسبت به سایر حالات داشته است.

طبقه بندی خواص بیولوژیکی میوه گلابی در بارگذاری دینامیکی و استاتیکی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعیشبکه های عصبی مصنوعی تکنیک های مدل سازی قدرتمند هستند که با آرایه هایی از نورون ها در حافظه و یادگیری بیولوژیک کار می کنند. در این تحقیق به بررسی طبقه بندی نوع بارگذاری دینامیکی و شبه استاتیکی (لبه پهن و لبه نازک) با استفاده از داده های ورودی محتوای فنول، انتی اکسیدان، ویتامین C و سفتی با شبکه عصبی مصنوعی پرداخته شده است. در این آزمایش برای طبقه بندی از دو شبکه تابع پایه شعاعی و پرسپترون چندلایه با دو تابع فعال سازی تانژانت هیپربولیک و سیگموئیدی در یک لایه مخفی با نرون هایی به تعداد 4 و 8 نرون استفاده شد. با توجه به نتایج بدست آمده بهترین مقدار R و درصد صحیح (Percent Correct) برای بارگذاری دینامیکی (=100-R=9999997درصد صحیح)، بارگذاری لبه نازک (=100-R=9999993درصد صحیح) و بارگذاری لبه پهن (=100-R=9999992درصد صحیح) بود، که در شبکه تابع پایه شعاعی با تابع فعال سازی سیگوئید و تعداد 8 نورون در لایه مخفی ایجادشده است. همچنین بیشترین داده های صحیح تشخیص داده شده برای نوع بارگذاری دینامیکی، لبه پهن و لبه نازک در شبکه های ایجادشده برای شبکه تابع پایه شعاعی مشاهده شد و این شبکه توانسته است که به طور 100 درصد برای تمامی بارگذاری ها میزان داده ها را به درستی طبقه بندی کند. درمجموع شبکه عصبی با ورودی داده های کلی توانایی مطلوبی را در طبقه بندی داده ای بارگذاری دینامیکی و شبه استاتیکی داشته است.

آرد برنج و ذرت جایگزین مناسبی برای توسعه محصولات بدون گلوتن هستند و اصلاح برخی خصوصیات آن ها با فرایندهای مختلف می تواند در جهت بهبود کیفیت محصولات بدون گلوتن موثر باشد. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر فرایند اکستروژن بر خصوصیات فیزیکوشیمیایی آرد بدون گلوتن مخلوط برنج و ذرت به نسبت 1: 1 انجام شد. بدین منظور تیمارهای اکستروژن با متغیرهای دمای اکستروژن 110، 145 و ° C180 و میزان رطوبت 12، 15 و 18 % روی مخلوط آرد بدون گلوتن ذرت و برنج اعمال گردید و ویژگی های شاخص جذب آب و حلالیت، نشاسته صدمه دیده، مولفه های رنگی، دانسیته توده و خصوصیات حرارتی توسط آزمون کالریمتری روبشی تفاضلی یا DSC بررسی شد. نتایج نشان داد که اعمال فرایند اکستروژن سبب تغییرات معنی داری (05/0P<) در ویژگی های مورد بررسی شده است، به طوری که شاخص جذب آب، حلالیت و نشاسته صدمه دیده از 88/1 g/g، 5/4 % و 8 UCD در نمونه شاهد به 1/7-4/4 g/g و 5/28-4/11 % و 8/28-2/20 UCD در نمونه های مورد تیمار افزایش پیدا کرد درحالی که دانسیته توده و میزان روشنایی آرد به ترتیب به حداقل 48/0 و 65/75 کاهش یافتند. بررسی خصوصیات حرارتی حاکی از آن بود که دماهای ژلاتیناسیون شامل دمای شروع یا To، دمای پیک یا Tp و دمای خاتمه یا Tc به طور معنی داری افزایش یافتند ولی آنتالپی ژلاتیناسیون یا ∆ E از j/g 93/7 در نمونه شاهد به دامنه j/g 41/5-08/1 در نمونه های مورد تیمار کاهش پیدا نمود. در نهایت با توجه به تغییرات رخ داده در نمونه های آرد طی فرایند اکستروژن، می توان نتیجه گرفت که این فرایند پیش تیمار مناسبی برای تولید آردهایی با خصوصیات عملکردی متفاوت می تواند باشد و در تهیه محصولات مختلف بدون گلوتن مفید واقع گردد.

هدف از این مطالعه بررسی ویژگی های نانوامولسیون روغن در آب تثبیت شده با مخلوط ایزوله پروتئین آب پنیری (1 درصد وزنی/حجمی) و موسیلاژ دانه به (1/0 و 5/0 درصد وزنی/حجمی) به روش کم انرژی خودبخودی و پر انرژی هموژنایزر فراصوت است. ازآنجاکه مشکل اصلی روش امولسیون سازی خودبخودی استفاده از مقادیر بالای سورفاکتانت های سنتزی است بنابراین یکی از اهداف این تحقیق بررسی تأثیر نسبت های مختلف سورفاکتانت به روغن (1: 1، 2: 1 و 3: 2 =SOR) و تیمار کمکی حمام التراسونیک روی ویژگی های نانوامولسیون خودبخودی بود. پارامترهای اندازه ذرات، پتانسیل زتا، ویسکوزیته ظاهری و پایداری نانوامولسیون مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه امولسیون های با قطر ذرات کمتر از 200 نانومتر به خوبی تهیه شدند. افزایش غلظت موسیلاژ و نسبت سورفاکتانت به روغن باعث کاهش معنی دار اندازه ذرات، افزایش اندک پتانسیل زتا (افزایش نگاتیویتی)، افزایش ویسکوزیته، کاهش اندیس خامه ای شدن و افزایش شاخص پایداری امولسیون ها شد. نمونه های حاصل از روش پر انرژی و نمونه های که با حمام التراسونیک تیمار شده اند دارای کمترین اندازه ذرات، کمترین مقدار شاخص خامه ای شدن و بیشترین شاخص پایداری امولسیون بودند. نتایج این تحقیق نشان داد که می توان با یک تیمار ساده توسط حمام التراسونیک می توان نانوامولسیون خودبخودی با ذرات بسیار کوچک (در ابعاد نانومتر) بدون نیاز به غلظت های بالای سورفاکتانت های سنتزی را تهیه کرد.

صنعت غذا سالانه حجم عظیمی از پسماند را در سر تاسر جهان تولید می نماید این ترکیبات منبع ارزشمندی پروتئین ها، فیبر رژیمی، آنتی اکسیدان ها و انواع ریز مغذی ها می باشند از این رو مدیریت کاربرد مجدد پسماند حاصل از فرآوری نهاده های کشاورزی با حداکثر راندمان، به منظور تولید فراورده هایی با ارزش افزوده و ارزان قیمت، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. اخیراً فرآوری انواع پسماند توسط تکنولوژی پخت اکستروژن به عنوان فرایندی با کارایی بالا مورد توجه قرار گرفته است از این رو در پژوهش حاضر، بر پایه ی طرح مرکب مرکزی چرخش پذیر اثر متغیرهای فرمولاسیون شامل نسبت مختلف تفاله ی گوجه فرنگی: سبوس برنج ( 25: 75-75: 25 درصد وزنی: وزنی)، میزان رطوبت خوراک (18-12 درصد) و شرایط فرایند اکستروژن شامل سرعت چرخش مارپیچ (160-120 دور بر دقیقه) بر ویژگی های عملکردی و فیزیکوشیمیایی مکمل فیبری اکسترود شده (تفاله ی گوجه فرنگی-سبوس برنج) شامل شاخص جذب روغن، دانسیته ی توده، مؤلفه رنگی(روشنایی، قرمزی و زردی)، فعالیت آنتی اکسیدانی و فعالیت آبی بررسی گردید. نتایج نشان داد ویژگی های فراورده ی نهایی متأثر از فرمولاسیون خوراک و شرایط اکستروژن بود، به طوری که افزایش سرعت چرخش مارپیچ، سبب افزایش شاخص جذب روغن فراورده گردید افزایش نسبت تفاله ی گوجه فرنگی به سبوس برنج به طور مستقل موجب افزایش مؤلفه های رنگی (قرمزی و زردی) و کاهش میزان روشنایی (شاخصL*) و دانسیته ی توده شد افزایش همزمان دو پارامتر رطوبت و سرعت چرخش مارپیچ باعث کاهش فعالیت آنتی اکسیدانی گردید و فعالیت آبی نمونه ها با افزایش همزمان رطوبت و نسبت مکمل های فیبری، افزایش یافت. مطابق نتایج بهینه یابی به منظور ارائه مکمل فیبری اصلاح شده برای کاربرد در فراورده های غذایی رژیمی دانسیته ی توده 6/0گرم بر سانتی متر مکعب، فعالیت آبی 17/0، شاخص جذب روغن60/2گرم بر گرم، فعالیت آنتی اکسیدانی14/35درصد و میزان روشنایی 18/57، شرایط فرایند شامل میزان رطوبت خوراک 26/13درصد، نسبت تفاله ی گوجه فرنگی به سبوس برنج 25: 75 درصد وزنی: وزنی و سرعت چرخش مارپیچ 63/137دور بر دقیقه، تعیین گردید.

در این مطالعه، فیلم زیست تخریب پذیر مرکب بر پایه نشاسته گندم، ژلاتین و پلی وینیل الکل تهیه شد و از عصاره اتانولی بره موم (5، 10 و 20 %) به منظور ایجاد خواص ضدمیکروبی و آنتی اکسیدانی در آن استفاده شد. فیلم ها به روش قالب ریزی حلال تهیه شدند و خواص ریزساختاری، مکانیکی، بازدارندگی، ظاهری، آنتی اکسیدانی و ضدمیکروبی آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. در نمونه شاهد بدلیل عدم سازگاری بیوپلیمرها با یکدیگر، فیلم یکنواختی تشکیل نشد اما با افزودن عصاره، یکنواختی فیلم افزایش یافت و مطابق تصاویر SEM، میزان ترک ها و شکاف ها در فیلم کمتر شد. آزمون FT-IR تشکیل اتصالات جدید بین بیوپلیمرها و ترکیبات عصاره بره موم را تأیید نمود. افزودن عصاره باعث کاهش استحکام کششی، نفوذ پذیری بخار آب و کدورت فیلم مرکب گردید اما ازدیاد طول تا نقطه شکست و اندیس زردی را افزایش داد. محتوای فنل کل و ظرفیت آنتی اکسیدانی فیلم مرکب با افزایش غلظت عصاره افزایش یافت. غلظت های مختلف عصاره بر روی تمام ویژگی های فیلم مرکب به جز میزان جذب رطوبت اثر معنی دار داشت. فیلم های حاوی عصاره اثرات ضد میکروبی قوی تری بر روی باکتری S. aureus در مقایسه با باکتری E. coli از خود نشان دادند. به طور کلی فیلم حاوی 10 درصد عصاره بهترین ویژگی های فیزیکوشیمیایی و عملکردی را نشان داد. نتایج این پژوهش نشان داد که فیلم مرکب حاوی عصاره بره موم می تواند به عنوان بسته بندی آنتی اکسیدانی و ضدمیکروبی به منظور افزایش ماندگاری مواد غذایی مورد استفاده قرار گیرد.

شرایط هیدرولیز آنزیمی پروتئین ها شامل نوع آنزیم، زمان هیدرولیز و درجه هیدرولیز بر فعالیت زیستی محصول هیدرولیز پروتئین تاثیر گذار است. هدف از تحقیق حاضر، بررسی اثر شرایط هیدرولیز آنزیمی بوسیله آنزیم های پپسین، کیموتریپسین و ترکیب دو آنزیم (نسبت آنزیم به سوبسترای 1: 10، زمان 5 ساعت، دمای 37 درجه سانتی گراد) بر میزان تولید پپتیدهای آنتی اکسیدان از پروتئین ریزجلبک اسپیرولینا پلاتنسیس استخراج شده با روش سونیکاسیون (200 وات، 20 کیلوهرتز، زمان 5 دقیقه) بود. میزان پیشرفت هیدرولیز آنزیمی با روش(OPA) O-phethaldialdehyde و فعالیت آنتی اکسیدانی محصول هیدرولیز پروتئین، بر اساس دو مکانیسم مهارکنندگی رادیکال های DPPH و ABTS در طی زمان هیدرولیز بررسی شدند. مقدار گروه های آمین آزاد بعد از 5 ساعت هیدرولیز از مقدار 272/3 میکرومول لوسین/میلی گرم پروتئین به مقادیر 653/3 و 522/4 و 713/3 به ترتیب برای آنزیم های پپسین، کیموتریپسین و ترکیب دو آنزیم رسید. فعالیت آنتی اکسیدانی محصول هیدرولیز پروتئینی در طی زمان هیدرولیز افزایش یافت. بطوریکه فعالیت مهارکنندگی رادیکال های DPPH و ABTS بعد از 150 دقیقه هیدرولیز بوسیله پپسین به ترتیب به مقادیر 23 و 110 میکرومول ترولوکس/ میلی گرم پروتئین رسید. درحالیکه هیدرولیز بوسیله آنزیم کیموتریپسین فعالیت آنتی اکسیدانی را بعد از 120 دقیقه به ترتیب به مقادیر 18 و 159 میکرومول ترولوکس/میلی گرم پروتئین رساند و ترکیب دو انزیم باعث افزایش فعالیت مهار کنندگی DPPH تا مقدار 25 میکرومول ترولوکس/ میلی گرم پروتئین (بعد از 90 دقیقه) و مهارکنندگی ABTS تا مقدار 230 میکرومول ترولوکس/ میلی گرم پروتئین (بعد از 210 دقیقه) شد بطور کلی نتایج نشان دادند که هیدرولیز پروتئین ریزجلبک اسپیرولینا پلاتنسیس بوسیله آنزیم های پپسین و کیموتریپسین و ترکیب دو آنزیم باعث تولید پپتیدهای آنتی اکسیدان می شود و آنزیم کیموتریپسین آنزیم موثرتری از پپسین و استفاده از ترکیب دو آنزیم پپسین و کیموتریپسین موثرتر از استفاده تکی از آنزیم هاست.