فناوری های جدید در صنعت غذا (فناوری های نوین غذایی)
سال:1395 | دوره:4 | شماره:14 |تعداد مقالات:12

در این مطالعه، اثر نسبت های وزنی مالتودکسترین، به عنوان حامل و عامل خشک کردن، به شیره خرما (30:70، 40:60، 50:50 و 60:40) و دمای هوای ورودی (140، 160 و 180oC) بر آزمون های بازده تولید پودر، ویژگی های پودرهای به دست آمده (مقدار رطوبت، فعالیت آبی، دانسیته توده و ضربه، انحلال پذیری، نم پذیری و قابلیت جذب رطوبت)، رفتار جریان پذیری (شاخص تراکم پذیری، نسبت هاسنر و زاویه ریپوز) و در نهایت، ویژگی های ریزساختاری پودرها با میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. در همه آزمون ها، دور اتمایزر، سرعت جریان خوراک، دمای خوراک و فشار هوای اتمایزر به ترتیب در rpm 18000، ml/min 15، 30±1oC و 4.2±0.1 بار ثابت نگه داشته شدند. حداقل اختلاف معنی دار بین میانگین ها در کم تر از p<0.05 با استفاده از نرم افزار SPSS محاسبه گردید. نتایج، نشان دهنده بهبود بازیابی محصول با بیش ترین بازده: 82/50%، با افزایش نسبت مالتودکسترین و دمای هوای ورودی از نسبت 70:30 حامل به شیره در 140oC تا 50:50 در 160oC، بود. مقدار رطوبت و فعالیت آبی نمونه های پودر به طور معنی داری تحت تاثیر غلظت حامل و دمای هوای ورودی قرارداشت و مقدار رطوبت و فعالیت آبی به ترتیب از 1.28 تا 3.24% و 0.165 تا 0.231 متغیر بودند. دانسیته توده و ضربه و شاخص های جریان پذیری (جریان پذیری بالاتر) پودرها با افزایش نسبت مالتودکسترین و دمای هوای ورودی کاهش یافت، اما قابلیت جذب رطوبت نمونه ها به ترتیب به طور فزاینده و کاهنده ای تحت تاثیر دمای خشک کردن و نسبت حامل قرار گرفت. از سوی دیگر، حلالیت پودرها به طور فزاینده تحت تاثیر دمای هوای ورودی و نسبت مالتودکسترین قرار گرفت. بهترین شرایط فراوری برای دستیابی به بالاترین بازده تولید، جریان پذیری آزاد و ویژگی های فیزیکی شیمیایی قابل قبول برای پودر شیره خرما به وسیله خشک کردن پاششی: دمای هوای ورودی 160oC و نسبت مالتودکسترین به شیره 50:50 بودند. هم چنین، تصاویر الکترونی روبشی پودرهای شیره خرما نشان دادند، هنگامی که غلظت های کافی از مالتودکسترین (مقادیر بیش از نسبت 70:30) استفاده گردید، ذرات پودر تولید شده به نسبت کروی و از سطوح صافی برخوردار بودند، اما مقداری ذرات پودر با اشکال نامنظم و چروکیدگی هایی در سطوح مشاهده شد.

در این پژوهش، فیلم های نانوبیوکامپوزیتی نشاسته - نانوذرات تکی نقره (Ag)، اکسید روی (ZnO) و اکسید مس (CuO) به روش قالب ریزی از محلول (Solution Casting) تهیه شده است. خواص کششی، انحلال پذیری در آب، جذب اشعه ماوراء بنفش و خواص ضدمیکروبی این فیلم های حاوی نانوذرات تکی با هم مقایسه شده است. نتایج بررسی ها نشان داد، فیلم نانوبیوکامپوزیتی حاوی نانوذرات اکسید روی به مقدار 3 درصد وزنی نشاسته، بهترین عملکرد را در کاهش انحلال پذیری در آب ازخود نشان داده است. آنالیز طیف سنجی اشعه ماوراء بنفش (UV-Vis) نیز نشان داد که فیلم حاوی نانوذرات اکسید روی دارای بیشترین میزان جذب اشعه فرابنفش می باشد. همچنین طی آنالیز ضدمیکروبی انجام شده مشاهده گردید که فیلم نانوبیوکامپوزیتی حاوی نانوذرات نقره در برابر باکتری اشرشیاکلی و فیلم دارای نانوذرات اکسید مس در برابر باکتری استافیلوکوکوس اورئوس حساسیت بیشتری از خود نشان می دهند. خاصیت ضدمیکروبی فیلم حاوی نانوذرات نقره در سطح 2 درصد وزنی در برابر باکتری اشرشیاکلی حدود 94 درصد و در برابر باکتری استافیلوکوکوس اورئوس حدود 83 درصد می باشد. در نهایت نتایج حاصل از آنالیز استحکام مکانیکی این فیلم ها حاکی از آن است که فیلم نانوبیوکامپوزیتی نشاسته - نانوذرات اکسید روی دارای استحکام کششی بیشتری از فیلم های نشاسته - نانوذرات نقره و نشاسته - نانوذرات اکسید مس می باشد.

سبوس گندم با دارا بودن فیبر و املاح بالا از خواص تغذیه ای سودمندی برخوردار است، اما به دلیل حضور ترکیب ضد تغذیه ای به نام اسید فیتیک کاربرد محدودی دارد. در این پژوهش اثر سه آغازگر مختلف تهیه شده از S. cerevisiae PTCC 5052 و L. Plantarum PTCC 1058، درجه حرارت (25، 30 و 35 درجه سانتی گراد) و طول زمان تخمیر (0، 2، 4، 6 و 8 ساعت) بر مقدار pH، اسیدیته و غلظت اسید فیتیک سبوس گندم استریل شده بررسی گردید. نتایج نشان داد S. cerevisiae PTCC 5052 در مقایسه با L. Plantarum PTCC 1058 با دارا بودن فعالیت فیتازی بالاتر، اثر بیش تری در تجزیه اسید فیتیک سبوس می باشد (p<0.05). کم ترین مقدار اسید فیتیک در نمونه سبوس گندم تلقیح شده با S. cerevisiae PTCC 5052 و تخمیر شده در دمای 30oC برای مدت زمان 8 ساعت مشاهده گردید (p<0.05).

قهوه ای شدن آنزیمی توسط برهم کنش آنزیم هایی مانند پلی فنل اکسیداز (PPO) و بسترهای فنلی، باعث آسیب ساختاری به بافت میوه میشود و در نهایت منجر به تولید رنگدانه های تیره تر (قهوه ای) بر سطح میوه ها می گردد. در این پژوهش شاخص قهوه ای شدن فرکتال (FBI) یک روش جدید به منظور توصیف سینتیک قهوه ای شدن آنزیمی برای سیب قرمز، سیب زرد و موز ارائه شده است. در این روش به جای استفاده از متوسط رنگ در منطقه مورد تجزیه و تحلیل، از بررسی تغییرات الگوهای رنگ نامنظم بر روی سطوح نمونه های سیب و موز در طی فرآیند قهوه ای شدن آنزیمی استفاده میشود. در مطالعه صورت گرفته نمونه های سیب و موز در یک سامانه بینایی ماشین قرار داده شدند و تصاویر رنگی از آن ها اخذ گردید. سپس تصاویر با استفاده از یک تابع تبدیل درجه دوم به فضای رنگی Lab انتقال یافته و همچنین به منظور بدست آوردن مقادیر ابعاد فرکتالی (FD) از آنالیز بافت توسط تبدیل فوریه و مدل پاورلا استفاده شد. نتایج نشان داد، که در نمونه های سیب قرمز مقدار متوسط FD از 1.75 به 1.92، برای نمونه های سیب زرد از 1.75 به 2.17 و برای نمونه های موز مقدار این پارامتر از 1.73 به 1.81 افزایش یافت، همچنین مقادیر شدت کانال L در نمونه های سیب قرمز از 42.79 به 31.62، در نمونه های سیب زرد از 45.88 به 31.86 و برای نمونه های موز از 40.63 به 30.3 کاهش یافته است.

رشد میکروبی در محصولات غذایی سبب کاهش ماندگاری موادغذایی و افزایش خطر ابتلا به بیماری هایی با منشا غذایی می شود. روش های مختلفی برای پایش رشد میکروبی و به تبع آن بروز فساد در محصولات غذایی وجود دارد که از آن جمله می توان به طراحی حسگرهای شناساگر فساد اشاره کرد. لذا در تحقیق حاضر به بررسی امکان تولید فیلم استات سلولز دارای معرف رنگی بروموتیمول بلو، به عنوان یک حسگر هالوکرومیک پرداخته شده است. از محلول 4% استات سلولز حاوی غلظت های رنگ 0.5، 1 و 1.5% جهت تهیه فیلم های شناساگر حساس به pH استفاده شد و رفتار هالوکرومیک فیلم های تولید شده با استفاده از بافرهای 5 تا 9، طی اندازه گیری فاکتور های رنگ سنجی (L*، a* و b*) و اختلاف رنگ کلی ( DE)، بررسی شد. سرعت عکس العمل فیلم های تولید شده و هم چنین میزان تراوش ماده رنگی در pH های مختلف نیز مطالعه گردید. نتایج این بررسی نشان دهنده تاثیر معنی دار غلظت رنگ بر فاکتور های رنگ سنجی (P<0.05) است. افزایش pH به ترتیب، باعث افزایش DE و کاهش فاکتور های L*، a* و b* گردید. هم چنین مشخص شد که فیلم های با غلظت 1.5% رنگ دارای سرعت پاسخگویی بالاتر و شدت تغییرات رنگی بیش تری هستند. از نظر تراوش رنگ نیز اندازه گیری هایی که توسط دستگاه اسپکتروفتومتر انجام شد، نشان داد که فیلم های هالوکرومیک تهیه شده، در آب مقطر و بافر ها تراوش نداشتند و پیک جذبی قابل قبولی مشاهده نشد، که این ویژگی حسگر ها را برای کاربرد در بسته بندی موادغذایی با رطوبت بالا مناسب می کند.

در این تحقیق، فیلم های انواع نشاسته گرمانرم به روش اختلاط مذاب تهیه شدند و تاثیر نوع نشاسته (گندم، ذرت و سیب زمینی) و مقدار نرم کننده گلیسرول بر خواص کششی و جذب رطوبت آن ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که با افزایش درصد وزنی گلیسرول از 25 به 40 برای نشاسته های گرمانرم گندم، ذرت و سیب زمینی، میانگین مقادیر مقاومت کششی فیلم مشروط شده آن ها در رطوبت نسبی 53% و دمای 25oC به مدت 48 ساعت، به ترتیب از 3، 3.7 و 4.4 مگاپاسکال به 0.5، 1.1 و 1.4 مگاپاسکال و میانگین مقادیر مدول الاستیک به ترتیب از 25، 32.4 و 38.3 مگاپاسکال به 1، 1.5 و 2.9 مگاپاسکال کاهش یافت. همچنین با افزایش درصد وزنی گلیسرول از 25 تا 30 برای نشاسته های گرمانرم گندم، ذرت و سیب زمینی، میانگین مقادیر درصد افزایش طول تا نقطه پارگی فیلم آن ها به ترتیب از 20.5، 18.3 و 31.3 به 91.5، 72.7 و 50.3 افزایش و سپس با افزایش از 30 تا 40 به ترتیب به 37.3، 34.5 و 31.6 کاهش یافت. همچنین افزایش درصد وزنی گلیسرول موجب افزایش مقدار جذب رطوبت فیلم های هر3 نوع نشاسته گرمانرم شد، بطوری که با افزایش درصد وزنی گلیسرول از 25 به 35، میانگین مقادیر جذب رطوبت فیلم های نشاسته گرمانرم گندم، ذرت و سیب-زمینی نگهداری شده در رطوبت نسبی 84% به مدت 7 روز به ترتیب از 26.8، 29.9 و 36.8 به 30.8، 34.6 و 41.7 افزایش یافت. داده های منحنی های همدمای جذب رطوبت تعادلی برای فیلم های3 نوع نشاسته گرمانرم توسط مدل پلگ مدل سازی شدند که ضرایب همبستگی بدست آمده بیانگر مناسب بودن مدل مذکور برای پیش بینی تغییرات مقدار جذب رطوبت فیلم-ها با رطوبت نسبی محیط بودند.

در این پژوهش، اثرات پرتوهای مادون قرمز در فرآیند برشته کردن فندق در سه توان 700، 1100 و 1550 وات در زمان های 3، 6، 9 و 15 دقیقه بررسی گردید. همچنین، از روش های چندمتغیره متقارن (تعیین ضرایب همبستگی و آنالیز شاخص های اصلی) و نامتقارن (فاکتوریل کاملا تصادفی و رگرسیون حداقل مربعات جزئی) به منظور بررسی شاخص های رنگی (L، a و b) و ویژگی های حسی (رنگ، بو، طعم، بافت و پذیرش کلی) استفاده گردید. افزایش توان و زمان فرآیند برشته کردن موجب کاهش شاخص L و افزایش شاخص a گردید. با افزایش زمان فرآیند برشته کردن تا زمان 6 دقیقه، شاخص b افزایش و پس از آن به طور معنی داری کاهش یافت. بالاترین امتیاز ویژگی های حسی در شرایط زمان به مدت 6 دقیقه با توان 1550 وات و 12 دقیقه با توان 1100 وات بدست آمد. برای شبیه سازی رفتار شاخص های رنگ فندق در طول زمان فرآیند برشته شدن، مدل های مختلفی با هم مقایسه و با توجه به پارامترهای آماری ضریب همبستگی، مربع چی، خطای یک طرفه میانگین و خطای مجذور میانگین ریشه، مدل های مناسب تعیین گردیدند. از تجزیه و تحلیل نمودار آنالیز شاخص های اصلی می توان دریافت که نمونه های دارای بالاترین امتیاز ویژگی های حسی، در سطح متوسطی از شاخص های رنگ بودند. ضرایب همبستگی بین ویژگی حسی رنگ و تمامی شاخص های رنگ سنجی معنی دار و از بین سه شاخص رنگ سنجی، شاخص b دارای بیشترین ارتباط معنی دار با ویژگی های حسی بود. R2 مدل های رگرسیونی حداقل مربعات جزئی بدست آمده در محدوده متوسط به بالا بود که نشان دهنده کارایی بالای این معادلات در پیشگویی ویژگی های حسی نمونه های فندق برشته شده به روش مادون قرمز با استفاده از پارامترهای رنگ سنجی می باشد.

روش المان محدود برای مدل سازی انتقال هم زمان جرم و حرارت در نمونه های استوانه ای موز مورد استفاده قرار گرفت. در مدل ارائه شده خواص ترموفیزیکی محصول به صورت تابعی از رطوبت و دمای محصول در طول فرایند در نظر گرفته شد. مدل سازی به کمک نرم افزار تجاری COMSOL نسخه 5.1 و به صورت تقارن محوری انجام شد. از روش اویلر لاگرانژ دلخواه (ALE) برای تعریف مرز متحرک جهت احتساب چروکیدگی در مدل استفاده شد. برای راستی آزمایی مدل، نمونه های موز در شرایط مختلف خشک شدند و تغییرات دما در مرکز نمونه و میانگین محتوی رطوبت نمونه ها با مقادیر پیش بینی شده توسط مدل مقایسه شدند. نتایج نشان داد درصد میانگین خطای نسبی برای تخمین رطوبت و دما به ترتیب در محدوده 4.23-8.83% و 1.12-1.82% بود. بنابراین مدل ارائه شده قادر است محتوی رطوبت و دمای مرکز نمونه را در طول فرایند خشک شدن به طور موفقیت آمیزی پیش بینی کند. با توجه به اهمیت پیش بینی تغییرات دما و رطوبت، مدل ارائه شده می تواند به عنوان ابزار مفیدی در جهت بهینه کردن فرایند خشک کردن موز از نظر بازده آن وکیفیت محصول مورد استفاده قرار گیرد. انتظار می رود که مدل مذکور به راحتی قابل تعمیم برای خشک کردن محصول های مشابه با شکل استوانه ای باشد.

رنگهای خوراکی گیاهی بدلیل خوراکی بودن اصل گیاه معمولا بدون زیان تلقی میشوند. طبیعت انواعی از رنگدانه های روشن و دارای ارزش تجاری را برای غذا ها فراهم میاورد. از جمله رنگهای خوراکی طبیعی بتانین میباشد. بتا لایین ها و یا بتانین ها (CI Natural Red 33, E162) رنگدانه های گیاهی دارای نیتروژن هستند که فام آنها دامنه ای از قرمز- بنفش (بتاسیانین) تا زرد (بتازانتین) را در بر میگیرد. این مواد برای ایجاد رنگ در فرآورده های لبنی، گوشتی، انواع دسرها و غیره... بکار میروندکه به صورت عصاره تغلیظ شده و یا پودر در دسترس میباشد. بتالایین ها علاوه بر مصرف به عنوان رنگ خوراکی، بدلیل خواص ضد التهابی، ضد اکسیدانی و ضدسرطانی مورد توجه بیشتری قرار گرفته اند. در این مطالعه، پودر قرمز رنگدانه با فرمولاسیون مناسب برای مصرف خوراکی با فناوری ریزپوشش دهی و خشک کن پاششی در مقیاس آزمایشگاهی از چغندر قرمز و میوه کاکتوس قرمز تهیه شده است. چغندر قرمز و کاکتوس از بازار محلی تهیه، با آب شسته، پوست کنده، به قطعات ریز تبدیل و یکنواخت شده است. عصاره یکنواخت شده صاف گردیده و با مالتودکسترین و اسکوربیک اسید مخلوط و با خشک کن پاششی خشک گردید. پارامتر های موثر در بازده مانند نسبت حلال به ماده جامد، pH و دما مورد مطالعه واقع شد. میزان مقایسه ای رنگینه موجود در گیاهان، پارامتر های رنگسنجی و اجزاء بوسیله دستگاه های اسپکتروفوتومتر و HPLC آنالیز شد. نتایج نشان داد نسبت وزنی 1:1 از حلال آب و محصول، دمای 80-100 درجه سلسیوس، pH برابر 5.0، استخراج بازده مطلوب دارد. افزودن مالتودکسترین و اسکوربیک اسید به نسبت وزنی 1% نیز برای پوشش دهی و خشک کردن مفید میباشد.

این پژوهش به منظور اندازه گیری در حال جریان غلظت قند شربت چغندر قند با درصدهای بریکس 26.5، 37.9، 48.7، 54.1 و 62 در دو سطح دبی 0.02 و 0.04 لیتر بر ثانیه با جریانی آرام با استفاده از یک حسگر دی الکتریک استوانه ای انجام شد. این حسگر شامل یک استوانه فولادی و مغزی به عنوان قطب های خازن می باشد که توسط کابل هم محور به دستگاه های ژنراتور و تحلیل گر طیف متصل می شود. شربت از طریق مجرای پایینی وارد محفظه حسگر شده و از طریق مجرای بالایی از آن خارج می گردد. اثر دما در بازه 25 تا 75oC و بازه فرکانسی 0 تا 150 مگاهرتز بر تخمین ضریب گذردهی دی الکتریک شربت در حال سکون در حسگر نیز بررسی شد. نتایج نشان داد که ضریب گذردهی دی الکتریک شربت در حال جریان در هر تناوب تشدید در دبی 0.02 بزرگ تر از این ضریب در حال سکون و با افزایش دبی جریان به 0.04 لیتر بر ثانیه کاهش داشته است. آزمون تغییر دما برای شربت در حالت سکون مشخص نمود که فقط فرکانس تشدید تناوب دوم تحت تاثیر دما بوده که کاهش ضریب گذردهی دی الکتریک با افزایش دما را نتیجه داد ولی فرکانس تشدید اول با دما تغییر قابل ملاحظه ای نداشت. با توجه به نتایج حاصل، روش دی الکتریک می تواند تنها با اصلاح اثر دبی جریان در تخمین ضریب دی الکتریک بعنوان یک روش توانمند و کاربردی در اندازه گیری در حال جریان (برخط) درصد بریکس شربت چغندرقند باشد.

عصاره آویشن شیرازی دارای ترکیبات آنتی اکسیدانی می باشد و می تواند به عنوان افزودنی ها در مواد غذایی مورد استفاده قرار گیرد. چنین کاربردی نیازمند استفاده از حامل های مناسب نظیر حامل های لیپیدی نانوساختار (NLC) می باشد. هدف از این مطالعه، درون پوشانی عصاره در داخل NLC و بررسی خاصیت آنتی اکسیدانی آن می باشد. در این پژوهش خاصیت آنتی اکسیدانی و ویژگی های فیزیکی با استفاده از: روش های DPPH، اسپکتروسکوپی فروسرخ FTIR، میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM و تعیین اندازه میانگین ذرات، اندیس پلی دیسپرسیتی، کارایی کپسولاسیون، مورد بررسی قرار گرفت. اسپکتروسکوپی فروسرخ به منظور مطالعه امکان تشکیل کمپلکس های چربی زیست فعال و آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی به منظور تایید اندازه ذرات در مقیاس نانو انجام گردید. عصاره با استفاده از روش هموژنیزاسیون داغ در داخل نانوحامل های لیپیدی نانوساختار با اندازه 122 نانومتر و اندیس پلی دیسپرسیتی مناسب درون پوشانی گردید. کارایی درون پوشانی حامل های لیپیدی نانوساختار حاوی عصاره آویشن شیرازی در حدود 71 درصد بدست آمد. در این مطالعه از روش DPPH به منظور بررسی خاصیت آنتی اکسیدانی استفاده گردید. در روز اول، فعالیت آنتی اکسیدانی نانوحامل های حاوی عصاره آویشن شیرازی در مقایسه با عصاره آزاد در غلظت های برابر بیش تر بوده است ولی به مرور با نگهداری در دمای محیط به مدت 16 روز این خاصیت در نانوحامل های حاوی عصاره کمتر از عصاره آزاد گردیده است. این مورد می تواند به دلیل رهایش عصاره از داخل حامل با گذشت زمان و اثر سینرژیستی اکسیداسیونی ترکیبات حامل با عصاره آزاد شده باشد. در کل می توان نتیجه گرفت که حامل های لپییدی نانوساختار حامل های مناسبی برای انکپسولاسیون عصاره آویشن شیرازی می باشند.

یکی از شیوه های نوین در جهت افزایش ماندگاریباکتری های پروبیوتیک در فرآورده های غذاییو هم چنینزنده مانی این باکتری ها در حین عبور از دستگاه گوارش به منظور انتقال ایمن آن ها به روده بزرگ، ریزپوشانی سلول های پروبیوتیکی می باشد. این مطالعه با هدف تعیین تاثیر ریزپوشانی با آلژینات کلسیم بر زنده مانی لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس (La- 5) در طی دوره نگهداری آب گوجه فرنگی انجام گرفت. ریزپوشانی تک لایه و دو لایه با استفاده از آلژینات کلسیم انجام گرفت و دانک هایی با قطر کمتر از 100 میکرومتر تولید گردید.برای تعیین اندازه دانک ها از روش پراکنش لیزر و برای مطالعه شکل ظاهری آن ها از تکنیک SEM استفاده شد. سپس لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس به سه روش 1) آزاد، 2) ریزپوشانی تک لایه و 3) ریزپوشانی دو لایه به آب گوجه فرنگی (pH ~3.9) تلقیح گردید و نمونه های حاصل در دمای 4درجه سانتیگراد نگهداری شد. سپس تعداد باکتری های پروبیوتیک و ویژگی های فیزیکو شیمیایی نمونه ها بررسی شد. نتایج نشان داد که زنده مانی لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوسبه صورت آزاد در حد استاندارد (حداقل 106 cfuml-1) سه هفته بوده و این میزان در حالت ریز پوشانی به صورت دو لایه بهشش هفته افزایش یافته است. اختلاف معنی داری میان pH و اسیدیته فرآورده پروبیوتیک و نمونه شاهد مشاهده نشد. گروه ارزیابان حسی، طعم و بوی آب میوه پروبیوتیک را تایید نمودند. ریزپوشانی موجب افزایش زنده مانی باکتری پروبیوتیک در طول دوره نگهداری شده و این زمان را نسبت به حالت آزاد سه هفته افزایش داده است.