بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
استفاده از تيمار غيرحرارتي ميدان الکتريکي با شدت پالس بالا براي کاهش فعاليت آنزيمهاي پکتوليتيک وتغييرات ويسکوزيته در آب هندوانه
چکيده
روش سطح پاسخ به منظور تعيين اثر ميدانهاي الکتريکي با شدت پالس بالا , با متغييرهايي مانند: فرکانس ، شدت پالس و قطبيت در غير فعال کردن آنزيمهاي پکتوليتيک که بر روي تغييرات گرانروي آبميوه ها نقش دارند، استفاده مي شـود.
فعاليت پکتين متيل استراز و پلي گالاکتوروناز و همچنين ويسکوز ته آب هندوانه در محدوده فرکانس ٥٠ تا ٢٥٠ هرتز و در زمانهاي ١ تا ٧ ميکروثانيه در حالت هاي يک قطبي و دو قطبي تعيين شده است . قدرت ميدان الکتريکي و زمـان کل تيماربه ترتيب در ٣٥ کيلو وات بر سانتيمتر، ١٠٠ ميکروثانيه ثابت نگه داشته شـد. کـاهش پکتـين متيـل اسـتراز در تقابل با تأثير کم ميدان با شدت بالاي پالس الکتريکي بر روي فعاليـت پلـي گالاکتورونـاز در آب هندوانـه مـي باشـد.
حداقل فعاليت باقي مانده (١٥%) در فرکانس ٢٥٠ هرتز و زمانهاي بيشتر از ٥.٥ ميکرو ثانيه در حالت دو قطبي بدسـت مي آيد، در حاليکه پايين ترين فعاليت باقي مانده (٦%) بعد از اعمال پالس هاي دوقطبي با فرکانس ٢٥٠ هرتز و زمان ٧ ميکروثانيه اندازه گيري شده است . همچنين ويسکوز ته آب هندوانه در طيف وسيعي از شرايط مـورد مطالعـه افـزايش يافت . بالاترين ويسکوزيته هنگام استفاده از پالسهاي دو قطبي ٢٥٠ هرتز در زمان ٧ ميکروثانيه بدست آمـده اسـت کـه اين عدد مربوط به کمترين فعاليت پکتين متيل استراز در محصول تيمار شده بود. از اين رو بهينه سازي فرآينـد ميـدان الکتريکي باشدت پالس بالا,از طريق فرکانس ،شدت پالس و قطبيت مي تواند به غير فعال کردن آنزيمي کمـک کنـد در حاليکه ارزش غذايي آبميوه حفظ شود.
کليد واژه : ميدان الکتريکي با شدت پالس بالا، آب هندوانه ، آنزيم پکتولينيک ، ويسکوزيته .
مقدمه
مقبوليت آب هندوانه در سراسر جهان به علت خواص فيزيکي و ويژگي هاي حسي و مواد مغـذي آن رو بـه افـزايش است . با اين وجود عمليات حرارتي که به منظور اطمينان از ايمني و افزايش ماندگاري آب هندوانه بـر روي آن اعمـال مي شود، تغييرات زيان آوري را در کيفيت آن ايجاد مي کند(١).
در ميان تيمارهاي غيرحرارتي، ميدان الکتريکي با شدت پالس بالا توجه خاصي را در زمينه تيمـارمواد غـذايي مـايع در فرآيند جريان هاي پيوسته به خود اختصاص داده است . تجارت محصولات غذايي موضـوعي اسـت کـه لـزوم کنتـرل ميکروبيولوژي و شيميايي مواد غذايي را به منظور تامين و تضمين مصرف به خوبي نشان مي دهد.تيمار هـاي حرارتـي معمولاٌ در صنايع غذايي به منظور روش هاي نگهداري طولاني مدت استفاده مي شوند.در صورتي که اعمال حرارت بر روي مواد غذايي باعث پخته شدن و ايجاد تغييرات نا مطلوب در اجزاي آن مانند دناتوراسيون پروتئين هـا و از دسـت دادن ويتامين ها مي شود.در اين رابطه فرايند هاي غير حرارتي مواد غذايي نقش مهمي را در بهبود کيفيت مواد غـذايي با حفظ خواص ميکروبيولوژي آن ايفا مي کند(١٤).
ميدان الکتريکي با شدت پالس بالا، به عنوان يک فن آوري براي تيمارهاي غيرحرارتـي بـه منظـور حفـظ و نگهـداري غذاهاي مايع به کار مي رود(٢و٣).
تا کنون ، برخي از مطالعات در آب هندوانه نشان داده اند که تيمار ميدان الکتريکي پالسي با شدت بـالا منجـر بـه غيـر فعال کردن سطوح ميکروبي هم تراز با پاستوريزاسيون حرارتي مي شـود بـه نـوعي کـه خـواص تغذيـه اي آن دسـت نخورده ، باقي بماند.
ويژگي هاي ظاهري آب هندوانه نقش مهمي را در مقبوليت تجاري آن ايفا مي کند. استفاده از اين تيمار غيرحرارتي در مقايسه با فرآيندهاي حرارتي در مورد آب هندوانه منجربه حفظ بهتر رنگ آن شده است (٤).
با اين حال ، اطلاعات درمورد اثرات ميدان هاي الکتريکي پالسي با شدت بالا بر روي ويسکوز ته اين محصول کميـاب است . اما اين موضوع که کاهش ويسکوز ته در آب هندوانه نتيجه مستقيم تخريب آنزيم هاي پکتين متيل استراز و پلي گالاکتوروناز مي باشد واضح مي باشد. به طور کلي تيمار غيرحرارتي ميدان الکتريکي با شدت پالس بالا، منجر به غيـر فعال سازي پکتين متيل استراز در آب ميوه هاي مختلف مي شو (٥).
مطالعات انجام شده ، در آب پرتقال کاهش ٨٥% از فعاليـت پکتـين متيـل اسـتراز را پـس از تيمـار غيرحرارتـي ميـدان الکتريکي با شدت پالس بالا نشان مي دهد(٧و٨).
همچنين استفاده از فرآيند ميدان الکتريکي با شدت پالس بالا باعث غيرفعال شدن ٩٠% از پکتـين متيـل اسـتراز در آب گوجه فرنگي شده است . با اين وجود، اطلاعات اندکي در مورد اثرات تيمار غير حرارتي ميـدان الکتريکـي بـا شـدت پالس بالا بر روي غيرفعال سازي پلي گالاکتوروناز در دست مي باشد(٨). مشاهده شده که فعاليت پلي گالاکتوروناز در آب گوجه فرنگي تيمار شده به وسيله ميدان الکتريکي پالس با شدت بالا، تغييري نمي کند(٩و١٠).
بيش از ٥٠% از فعاليت پلي گالاکتوروناز در آب گوجه فرنگي و آب توت فرنگي تيمار شده توسـط ميـدان الکتريکـي پالس با شدت بالا باقي مي ماند. از سوي ديگر گزارش شده است که تأثير ميدان الکتريکي پالسي با شدت بالا بر روي ويسکوزيته آب ميوه ها به طور گسترده متفاوت است (١١).
در بررسي هايي که انجام شده بود تغييري در ويسکوز ته آب گوجه فرنگي و آب مرکبات فراوري شده توسـط ميـدان الکتريکي با شدت پالس بالامشاهده نشد در حاليکه در تحقيقات انجام شده اي که اخيراٌ صورت گرفته است نشان داده شد که تيمار آب گوجه فرنگي و آب توت فرنگي به وسيله ميدان الکتريکي با شدت پالس بالا باعث افزايش گرانروي اين محصولات مي شود(١٢).
به منظور بررسي روند تغييرات ويسکوز ته در آب هنداونه لازم است فعاليت آنزيم هـاي پکتـين متيـل اسـتراز و پلـي گالاکتوروناز مورد بررسي قرار گيرد. فعاليت پکتين متيل استراز با استفاده از شـيوه تعريـف شـده از سـوي kim ball
محاسبه مي شود(١٣).
فعاليت پلي گالاکتوروناز در آب هندوانه با استفاده از شيوه اي که Aguilo-Aguayoو هکارانش تعريف کرده بودند اندازه گيري شد. سنجش فعاليت پلي گالاکتورونـاز بـر اسـاس آزاد سـازي گـروه هـاي توليـد شـده بـه وسـيله پلـي گالاکتوروناز صورت مي گيرد و اندازه گيري آن به وسيله دستگاه اسيکتروفتومتر انجام مي شود. فعاليت نسبي باقيمانده آنزيم هاي پکتين متيل استراز و پلي گالاکتوروناز از راه زير محاسبه مي شوند.
RA(%) = AT . 100
AO
At وA٠فعاليت آنزيم هاي تيمار شده و تيمار نشده در آب هندوانه مي باشند.
با توجه به خصوصياتي که در بررسي رفتار جريان آب هندوانه مشاهده شده است ، اين سيال را در رده سيالات نيـوتني قرار داده اند. ويسکوزيته آب ميوه را با استفاده از ويسکومتر برو کفيلد اندازه گيري مـي کننـد . فعاليـت پکتـين منيـل استراز تيمار نشده برابر ٨٣. يونيت بر ميليمتر مي باشد که اين ميزان پس از تيمار توسط ميدان الکتريکي باشدت پـالس بالا کاهش مي يابد.
پايين ترين ميزان فعاليت نسبي باقيمانده پکتين متيل استراز برابر ٥ %± ١٥.٦ مي باشد که ايـن رقـم هنگـام اسـتفاده از پالس هاي دوقطبي با فرکانس ٢٥٠ هرتز در مدت زمان ٧ ميکرو ثانيه بدست مي آيد (٤).
برخي محققين گزارش کرده اند که انرژي ورودي بيشتر از ٥.٥١٢ کيلوژول بر ليتر بر روي فعاليت پکتين متيـل اسـتراز اثر به سزايي مي گذارد. همچنين مشاهده شده که ٣٣٩٠٠ کيلوژول بر ليتر انرژي مورد نياز براي رسيدن به يک کـاهش اعشاري از فعاليت پکتين متيل استراز موجود در گوجه فرنگي تيمار شده به وسيله ميدان الکتريکي با شدت پالس بـالا مي باشد(٧).
نتيجه بررسي ها نشان مي دهد در مورد آب پرتقال انرژي پايين تري نسبت به آب گوجه فرنگي بايد اعمال شود تا به همان سطح از غير فعال بودن پکتين متيل استراز دست يابيم . از سوي ديگر مکانيسم غيرفعال شدن پکتين متيل اسـتراز هنوز به صورت واضح توضيح داده نشده است اما به طور کلي برنامه ميدان الکتريکي با شدت پالس بـالا، يـک برنامـه پيشنهادي است که منجر به تغييرات کنفورماسيوني در ساختار آنزيم مي شود( و٦).
تيمار هايي با پالس هاي دوقطبي منجر به کاهش بيشتر فعاليت نسبي باقيمانده پکتين متيل استراز نسبت به تيمـار هـاي تک قطبي مي شود.
