فناوری های جدید در صنعت غذا (فناوری های نوین غذایی)
سال:1395 | دوره:3 | شماره:12 |تعداد مقالات:9

تحقیق حاضر در زمینه مدل سازی و بهینه سازی پارامترهای فرایندی با روش سطح پاسخ در نانو کپسوله کردن عصاره پلی فنلی حاصل از ضایعات صنعتی سیب با استفاده از مالتودکسترین است. از روش جایگزینی حلال برای نانو کپسول کردن استفاده شده است. متغیرهای مستقل نسبت هسته به پوسته، درصد وزنی سورفکتانت، زمان همگن سازی و متغیر وابسته (پاسخ) درصد مهار رادیکالهای آزاد توسط پلی فنل باقی مانده، بیان شده بر حسب DPPH% هستند. نتایج تحلیل واریانس نشانگر تاثیرگزار بودن متغیرهای مستقل بر متغیر پاسخ در سطح اطمینان 95%، ( P<0.05) است. در بین متغیرهای تحت بررسی، نسبت هسته به پوسته و درصد وزنی سورفکتانت بیشترین تاثیر را در پاسخ داشته اند. ضریب همبستگی (0.92) و تطابق مناسب بین داده های تجربی با مقادیر پیش بینی شده توسط مدل، نشانگر انتخاب مناسب متغیرهای مستقل و بازه های آنها می باشد. شرایط بهینه عبارتند از: نسبت پوسته به هسته (5.5)، درصد سورفکتانت (5 w/v%)، و زمان همگن سازی (2 min). در شرایط بهینه دامنه اندازه ذرات (اندازه گیری شده توسط DLS و SEM) در گستره 50-70 nm و میزان بارگیری پلی فنل ها حدود 98% بود.

با توجه به منابع غنی و تنوع گیاهان دارویی در کشور ما ایران، توسعه فناوری های مرتبط از اولویت ویژه ای می تواند برخوردار باشد. در این پژوهش از فرایند گاز- حلال به کمک حلال هیدروفلوروکربنه که یکی از جدیدترین فناوری های توسعه داده شده جهت استخراج مواد موثره گیاهی است و دستگاه مربوط به آن برای اولین بار در ایران در سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران طراحی و ساخته شده است، برای استخراج اسانس از پوست درخت دارچین و بذر گیاه زیره سبز استفاده شد. برای این منظور استخراج اسانس از پوست درخت دارچین و بذر گیاه زیره سبز با استفاده از حلال هیدروفلوروکربنه R134a در شرایط فشار، با اندازه ذرات و زمان های مختلف انجام گرفت و نتایج حاصله، بر اساس استخراج اجزاء موثر اصلی تشکیل دهنده اسانس دارچین و همچنین اسانس بذر زیره سبز، با اسانس استخراج شده به روش متداول تقطیر با آب در دستگاه کلیونجر مقایسه شد. نتایج حاصل از استخراج با حلال a134R نشان داد که شرایط بهینه برای استخراج اسانس از پوست درخت دارچین و همچنین بذر زیره سبز عبارتند از: فشار برابر10 bar ، اندازه ذرات برابر  0.3 mmو زمان استخراج برابر 120 min. مقایسه این نتایج با استخراج به روش متداول تقطیر با آب نشانگر افزایش 13 درصدی میزان ماده موثره سینام آلدئید در اسانس پوست درخت دارچین و همچنین افزایش 12 درصدی در میزان مواد موثره کومین آلدئید، گاما-ترپینن 7- آل و آلفا- ترپینن 7- آل در اسانس بذر زیره سبز بود که حاکی از کیفیت بهتر اسانس استخراج شده به روش گاز – حلال با استفاده از حلال R134a می باشد.

آسکوربات کلسیم نمک بافر اسید آسکوربیک حاوی کلسیم می باشد و در حفظ کیفیت و کاهش ضایعات محصولات کشاورزی در پس از برداشت موثر می باشد. در این مطالعه از مدل سازی شبکه عصبی مصنوعی جهت پیش بینی اثر آسکوربات کلسیم بر زمان ماندگاری قارچ دکمه ای استفاده گردید. پس از اعمال تیمار آسکوربات کلسیم در سه سطح 0، 0.4 و 0.8 درصد، قارچ ها در دمای 1±0.5 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 90% نگه داری و سپس صفات کیفی طی روزهای صفر، 10، 15، 20 و 25 مورد بررسی قرار گرفتند. به منظور پیشگویی اثر آسکوربات کلسیم بر زمان ماندگاری قارچ دکمه ای از شبکه عصبی پرسپترون چند لایه با 2 ورودی غلظت آسکوربات کلسیم و زمان انبارمانی و 14 خروجی، یعنی کاهش وزن، سفتی، مواد جامد محلول کل، pH، L*، a*، *b، کروما، زاویه هیو، DE، شاخص قهوه ای شدن، ویتامین ث، فنل کل و فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز استفاده شد. نتایج نشان داد شبکه ای با تعداد 8 نرون در یک لایه پنهان و با استفاده از تابع فعال سازی سیگموئیدی و تکنیک بهینه سازی لیونبرگ مارکوت و درصد داده های مورد استفاده برای تربیت/ آزمون/ ارزیابی برابر 40/20/40 می توان اثر آسکوربات کلسیم بر زمان ماندگاری قارچ دکمه ای را با میانگین ضریب همبستگی برابر 91/0 تخمین زد. نتایج آنالیز حساسیت با شبکه عصبی بهینه (14-8-2)، زمان نگهداری را به عنوان موثرترین عامل در پیش بینی صفات قارچ دکمه ای در طی پس از برداشت مشخص نمود.

امروزه توسعه سیستم های هوشمندی که بتوانند در مراحل مختلف آماده سازی و فرآوری محصولات کشاورزی و مواد غذایی با کارآیی مناسب بکار روند از اولویت های تحقیقاتی در این حوزه به شمار می روند. بدین منظور در پژوهش حاضر آزمایش هایی به منظور بررسی عوامل موثر بر یک سامانه تشخیص مغزگردو براساس اندازه و رنگ (به روش استاندارد) اجرا شد. بررسی ها بر امکان تشخیص دسته های کیفی، شامل سه دسته «نیمه»،«ربعی» و«خرده» و سه دسته رنگی، شامل «کهربایی روشن»، «روشن» و «بسیار روشن» در یک رقم انجام شد. مولفه های پیش بینی کننده شامل قطر کوچک و بزرگ، الگوریتم شناسایی و مولفه های رنگی Red، Green، Blue، Hue، Saturation، Value، L، a و b از سه مدل رنگی و جهت نورپردازی بود. در مقایسه دو روش نورپردازی مشخص شد که هر چند میانگین دقت تشخیص در نورپردازی از پایین (94.3%) نسبت به نورپردازی از بالا (91%) بیش تر است، اما امکان استخراج هم زمان مولفه های رنگی و ابعادی، به کارگیری روش نورپردازی از بالا را موجه می سازد. نتایج هم چنین نشان داد که دقت و سرعت تشخیص بر اساس اندازه به مراتب بیش تر از تشخیص دسته های رنگی است. به طوریکه می توان نمونه های نیمه (نیم-مغز) را با دقت 98.1% و در مدت زمان میانگین 0.31 ثانیه از دسته های دیگر تشخیص داد. درحالی که بالاترین دقت در تشخیص مغزهای با رنگ روشن از دسته های دیگر %76.2 و در مدت زمان 1.91 ثانیه بود. بر اساس نتایج تحلیل تشخیص خطی، با توجه به هم پوشانی داده های مدل های رنگی می توان صرفا از شاخص میزان روشنی در مدل HSV با دقت 81% و در مدت زمانی کمتر از 0.6 ثانیه برای تشخیص نمونه های بسیار روشن از دو دسته دیگر استفاده کرد. همچنین در مقایسه مدل های رنگی، به ترتیب مدل HSV و Lab از بالاترین و پایین ترین دقت در طبقه بندی برخوردار بودند. بر اساس نتایج این تحقیق می توان از مولفه های رنگی و ابعادی برای تشخیص مغز گردو بر اساس روش استاندارد در مدت زمان کم تر از 2 ثانیه تحت نورپردازی از بالا استفاده نمود. از این اطلاعات می توان برای طراحی و توسعه سامانه های درجه بندی مغز گردو در صنایع غذایی استقاده نمود.

مرو یکی از دانه های بومی ایران است که به علت دارا بودن موسیلاژ فراوان می تواند به عنوان یکی از منابع جدید هیدروکلوئیدی در پایداری امولسیون ها مورد استفاده قرار گیرد. از طرفی پروتئین آب پنیر هم به عنوان یکی از امولسیفایرهای مناسب در صنعت غذا، مطرح می باشد. این مطالعه با هدف، بررسی اثر ترکیبی صمغ دانه مرو و پروتئیین آب پنیر بر پایداری امولسیون روغن در آب با استفاده از روش سطح پاسخ انجام گرفت. به این منظور امولسیون با غلظت های مختلف صمغ 0.75-0.2 gr، پروتئین 1.5-0.5 gr و روغن 40-20 cc در 80cc آب تهیه گردید. ویژگی های امولسیون نظیر اندازه قطرات، اندیس پایداری، ویسکوزیته و خاصیت امولسیون کندگی اندازه گیری شد. نتایج نشان داد با افزایش میزان غلظت صمغ و پروتئین، اندازه قطرات کاهش یافته افزایش غلظت پروتئین از 0.5 به 1 درصد تاثیر بیشتری بر کاهش اندازه داشت در حالی که افزایش میزان روغن منجربه افزایش اندازه قطرات گردید. همچنین با افزایش غلظت صمغ خاصیت امولسیون کنندگی افزایش می یابد. ضمن اینکه با افزایش میزان غلظت پروتئین تا 1.25 درصد خاصیت امولسیون کنندگی افزایش یافت اما در غلظت های بالاتر تاثیر معناداری را نشان نداد. نتایج ویسکومتری نشان داد که رفتار جریانی کلیه نمونه ها غیر نیتونی از نوع رقیق شونده با برش بوده و بهترین مدل برای توصیف داده ها هرشل بالکلی می باشد و تغییرات ویسکوزیته ظاهری در نقاط ابتدایی و کمتر از 100 معکوس ثانیه شدیدتر بود. افزایش صمغ به امولسیون به طور معناداری ویسکوزیته را افزایش داد.

به تازگی استفاده از رنگدانه های طبیعی به عنوان افزودنی های غذایی، رنگ های خوراکی و دارو بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. چغندر قرمز سرشار از رنگدانه های بتالایین است. در این پژوهش تاثیر حلال های مختلف آب خالص (W)، آب: اتانول:اسید سیتریک (W +EtoH+Cit) با نسبت های حجمی: حجمی (0: 60:40) و (1.5: 38.5: 60) و غلظت اسید اسکوربیک در دو سطح صفر( ASC1) و 0.05 درصد (ASC2) وزنی: حجمی بر راندمان استخراج مورد بررسی قرار گرفت. بتالایین استخراجی با استفاده از ترکیبات مالتودکسترین: عصاره (20 g:10 mlER)، مالتودکسترین: صمغ عربی: عصاره (10 g:10 g:100mlER) و صمغ عربی (GA): عصاره (20 g: 100 mlER) پوشش دهی و سپس به کمک خشک کن انجمادی خشک گردید. نتایج بدست آمده نشان داد، که حلال های مختلف تاثیر متفاوت بر راندمان استخراج دارند. بطوریکه آب خالص و حلال آب: اتانول: اسید سیتریک (1.5: 38.5: 60) حجمی: حجمی به ترتیب بیشترین (68%) و کمترین (7.6%) راندمان استخراج را نشان دادند. همچنین داده ها نشان داد، اسید اسکوربیک باعث افزایش پایداری تمامی نمونه ها بتالایین گردید، اما بیشترین تاثیر را بر عصاره آبی و عصاره آبی – اتانولی داشت (p<0.05). بررسی ترکیب دیواره نشان داد، تاثیر معنی داری بر قابلیت بازیافت بتالایین دارند (p<0.05). بیشترین تاثیر مربوط به پوشش حاوی ترکیب صمغ عربی همراه با مالتودکسترین و عصاره در مقایسه با نمونه فاقد ریز پوشانی (کنترل) مشاهده گردید (p<0.05).

پرتودهی از روش های نوین در نگهداری مواد غذایی است. در این پژوهش اثرات دز پرتودهی بر روی نمونه ها، عمر ماندگاری و زمان نگهداری غده های سیب زمینی از طریق آزمون های مختلف بر برخی از ویژگی های کیفی و رئولوژیک غده سیب زمینی بررسی گردید. نمونه ها از فروشگاه سازمان انرژی اتمی خریداری شد و پس از تهیه و قبل از شروع آزمایشات بمدت یک هفته در سردخانه (4 درجه سانتی گراد) نگه داری شدند. به منظور پرتودهی نمونه ها از چشمه کبالت 60 (گاماسل 220) استفاده شد. نمونه ها با دزهای صفر (شاهد)، 2، 5 و 8 کیلوگری پرتودهی و سپس بمدت 150 روز در دو دمای 6 درجه سانتی گراد و محیط (18 درجه سانتی گراد) نگهداری شدند. درصد ماده خشک و درصد نشاسته در نمونه های پرتودهی شده با دز 2 کیلوگری و ذخیره شده در دمای 6 درجه سانتی گراد دارای بیشترین مقدار و به ترتیب 22.01 و 12.09 درصد بود. مقادیر قطر میانگین هندسی و ضریب کرویت با افزایش دز پرتودهی به مقدار 23.27 و 8.39 درصد کاهش یافته و در نمونه های پرتودهی شده با دز 8 کیلوگری دارای کمترین مقادیر به ترتیب 40.12 میلی متر و 76.41 درصد است. همچنین a*، *b، تغییرات رنگ و BI با افزایش دز پرتودهی به به مقدار 2.9، 3.2، 5.13 و 4.97 درصد افزایش و L* به مقدار 2.14 کاهش یافته است. علاوه بر این، با استفاده از آزمون تنش-آسایی نیز مدل سه جزئی ماکسول محاسبه شد و نتایج نشان داد با افزایش دز پرتودهی و دمای نگهداری تنش ریلکسیشن 39.96 درصد کاهش و مدت زمان ریلکسیشن 27 درصد افزایش یافت.

خشک کردن شلتوک یکی از مهمترین و حساس ترین مراحل پس از برداشت برنج برای ممانعت از رشد میکربی و قارچ ها است که باعث افزایش انبارمانی محصول می شود. در این تحقیق فرآیند خشک کردن شلتوک طارم هاشمی در یک خشک کن مایکروویو جریان مداوم و یک خشک کن مایکروویو خانگی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که با افزایش ضخامت لایه از 6 تا 18 میلی متر و افزایش سطح توان از 10 تا 30 درصد، به طور متوسط کسر رطوبتی کاهش و درصد شکستگی دانه ها افزایش پیدا می کند. همچنین کسر رطوبتی در خشک کن مایکروویو خانگی نسبت به خشک کن مایکروویو جریان مداوم بجز در سطح توان 10 درصد در بقیه توان ها کمتر می باشد، درحالی که درصد دانه های شکسته شده در کلیه سطوح توان و لایه های خشک کردن در مایکروویو خانگی نسبت به مایکروویو جریان مداوم بیشتر بود. نتایج بدست آمده نشان داد که ضریب پخش رطوبتی در سطح توان 10 درصد در مایکروویو جریان مداوم نسبت به مایکروویو خانگی بیشتر و در سطح توان 30 درصد کمتر می باشد. در نهایت استفاده از خشک کن مایکروویو خانگی برای خشک کردن شلتوک بدلیل درصد زیاد شکستگی دانه ها توصیه نمی شود. اما استفاده از خشک کن جریان مداوم با سطح توان پایین (10 درصد) و در مقیاس بزرگ با توجه به کاهش سریع رطوبت و پایین بودن درصد شکست توجیه پذیر است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.