بخشی از مقاله
بهینه سازی فرایند تولید کنسانتره آب میوه نارنج
آب نارنج و کنسانتره آن به صورت تجاری در بازار موجود نمی باشد، به همین دلیل مصرف کنندگان آن، آب میوه خانگی و پاستوریزه نشده را در دمای محیط و یا در یخچال برای مصرف در طول سال نگهداری می کنند. در این تحقیق کنسانتره آب میوه نارنج با بریکس ها ی مختلف %20،%30،%40،%50 با استفاده از دو روش تغلیظ سازی به روش حرارتی در شرایط اتمسفر (فشار 1mmHg ودمای 98 ±3درجه سانتی گراد) و تغلیظ سازی با استفاده از روتاری اواپراتور 7/3) کیلو پاسکال و دمای 65 درجه سانتی گراد) تولید شد. وتاثیر دو روش تولید بر برخی از ویژگی های فیزیکوشیمیایی نظیر بریکس،تغییرات PH، ویتامین ث ویسکوزیته،بار میکروبی وتغییرات رنگ کنسانتره اب میوه نارنج بررسی شد. نتایج حاصله نشان داد که هر چه میزان فشار ودمای بکار رفته در فرایند کمتر باشد، فاکتورهای کیفی نظیر ویتامین ث بهتر حفظ می شوند.pH نمونه در هر دو روش تولید کاهش پیدا کرد؛ متقابلاًاسیدیته افزایش یافت. میزان کاهش pH وافزایش اسیدیته در روش تولید سنتی بسیار شدید تر از روش تولید کنسانتره با استفاده از روتاری اواپراتور بود. ویسکوزیته کنسانتره تولید شده درروش سنتی کمتر از ویسکوزیته کنسانتره تولید شده با استفاده از روتاری اواپراتور بود. افزایش دما در روش تولید سنتی موجب تغییرات معنا دار در رنگ محصول و قهوه ای شدن آن شد. نتایج آزمایشات میکروبی نشان داد که فلور میکروبی کنسانتره آب میوه نارنج در روش تولید سنتی به دلیل استفاده از حرارت بالا، کاهش پیدا کرد.
کلمات کلیدی: کنسانتره،آب نارنج،ویسکوزیته، PH،،اواپراتور
1
قدمه
صنعت تولید آبمیوه از جمله صنایعی است که سهم مهمی در بازار صنایع غذایی دارد و برای حصول به رقابت مؤثر باید آن را با کیفیت بالا ارائه نمود. این کیفیت باید با استمرار ارائه محصول در بازار همراه باشد. یکی از روشهای مناسب بر امکان ارائه مستمر این محصول، تولید آبمیوه کنسانتره است. در میان آبمیوهها، آبمیوه مرکبات به جهت دارا بودن مقادیر زیاد ویتامین C در آنها از ارزش تغذیهای بالایی برخوردار است. نارنج بومی جنوب شرقی آسیا بوده و به پرتقال تلخ نیز شهرت دارد. آب نارنج و کنسانتره آن به صورت تجاری در بازار موجود نمیباشد، بنابراین مصرفکنندگان آن، آبمیوه خانگی و غیر پاستوریزه را در دمای محیط و یا در یخچال برای مصارف بلندمدت نگهداری می کنند. در آبمیوه مرکبات مجموعه ای از واکنش های تخریبی در طول زمان نگهداری رخ میدهد. یکی از مشکلات مهمی که در ارتباط با کیفیت آب مرکبات وجود دارد، کاهش ویتامین C در طول فرآیند تولید و مدت زمان نگهداری می باشد (محسن رادی و همکاران .(1389 امکان تولید محصول با کیفیت یکنواخت در فواصل زمانی مختلف با توجه به فصلی بودن تولید آبمیوه ، افزایش ظرفیت تولید و کاهش نوسان قیمت، صرفه جویی در سرمایه گذاری و کاهش مخارج حمل و نقل از مهمترین علل ضرورت انجام این پژوهش می باشد. تاکنون تحقیقات زیادی در ارتباط با فرایند تولید، ویژگیهای شیمیایی و میکروبی آب میوه پرتقال و نارنج انجام گرفته است که می توان به تحقیق Allen and Joseph (1985) و Chandler(1983) و همکاران برای آب میوه پرتقال، Sadler و همکاران (1992) برای آبمیوه پرتقال والنسیا، Johnson و همکاران((1995 و Goodner و همکاران (1999) برای آب میوه پرتقال ناول و والنسیا، امیری و نیاکوثری((2007 بر روی آب نارنج پاستور نشده، منتظر و نیاکوثری (1389) بر روی آب نارنج پاستور شده، صداقت و همکاران (1389) برای آب لیمو اشاره کرد. هدف از این پژوهش بهینه سازی فرآیند تولید کنستانتره آب نارنج می باشد. در این پژوهش اثر دو تیمار؛ روش تغلیظ با دو سطح(اتمسفر و خلاء) و بریکس با چهار سطح(%20،%30،%40،%50 مواد جامد محلول)، بر روی ویژگیهای فیزیکوشیمیایی کنسانتره آب میوه نارنج، بررسی شد.
مواد و روش ها
-انتخاب گونه مناسب: میوه تازه نارنج از یکی باغهای شمال کشور (چالوس) در اواسط ماه آذر چیده شد.
-آماده سازی نمونه های مورد آزمایش: میـوههای نارنج شستـه و آب آن توسط دستگاه آبگیری Moulinex Typt:BKB مورد استخراج قرار گرفت. -1 آماده سازی تیمار (1) (آب نارنج پاستوریزه شده): جهت تهیه این تیمار، آب نارنج بدست آمده در دمای 65 درجه سانتیگراد به مدت 3 دقیقه پاستوریزه شد و سپس نمونه بلافاصله در ظروف شیشه ای کهربائی درب بندی وسریعاً دمای آن به زیر 10 درجه سانتیگراد رسانده شد.
-2 آماده سازی تیمار (2) آب نارنج تغلیظ شده در شرایط اتمسفر: برای تهیه این تیمار، آب نارنج، تحت شرایط اتمسفر در مقیاس آزمایشگاه حرارت داده شد. دمای نمونه در این مرحله در نقطه جوش وتقریباً برابر با 98±3 درجه سانتیگراد بوده و در حین فرایند تغلیظسازی، از دستگاه رفراکتومتر، جهت تهیه 4 بریکس مختلف 20%، 30%، 40%، 50% مواد جامد محلول، استفاده گردید. سپس نمونه ها بلافاصله بعد از اتمام فرایند درون ظروف شیشه ای کهربائی پر شدو سریعاً دمای آن به زیر 10 درجه سانتیگراد رسانیده شد.
-3 آماده سازی تیمار (3) آب نارنج تغلیظ شده در شرایط خلاء با استفاده از روتاری اواپراتور: جهت تهیه این تیمار از دستگاه روتاری اواپراتور آزمایشگاهی با میزان دور 125 RPM و دمای 65 درجه سانتیگراد و فشار 7/3 کیلوپاسکال جهت تغلیظ آب میوه نارنج استفاده شد. در حین فرایند جهت دستیابی به بریکس های مورد نظر، از دستگاه رفراکتومتر استفاده گردید. بلافاصله بعد از تولید نمونه، درون ظروف شیشه ای کهربائی پر شدند و سریعاً دمای آن به زیر 10 درجه سانتیگراد رسانده شد. 3 تیمار تهیه شده، پس از تولید آماده انجام آزمونهای میکروبی و فیزیکوشیمیایی قرار گرفتند. -تعیین میزان کل مواد جامد محلول نمونه ها : جهت تهیه بریکسهای مختلف%20، 30%، 40%، 50% در طی دو فرآیند اتمسفر تحت خلاء، از دستگاه
رفراکتومتر در دمای اندازه گیری 20 درجه سانتیگراد استفاده شد. (صداقت و همکاران،.(1389
-تعیین میزان pH نمونه ها: مقدار pH نمونه ها با استفاده از pH متر و بعد از کالیبرشدن با محلول بافر 4 و 7 اندازه گیری شد. -تعیین اسیدیته نمونه ها برحسب اسیدسیتریک : اسیدیته به روش تیتراسیون با سود 0/1 نرمال برحسب اسیدسیتریک اندازه گیری گردید - تعیین ویسکوزیته نمونه ها: جهت تعیین ویسکوزیته نمونه ها از ویسکومتر لوله موئین استفاده شد. اندازهگیری ویسکوزیته نمونه ها در 3 دمای مختلف
4، 25،50 درجه سانتیگراد صورت گرفت؛ و از فرمول جهت تعیین ویسکوزیته استفاده و نتایج به صورت mm2 /s بیان شد. -تعیین میزان ویتامین : C جهت تعیین میزان ویتامین C نمونه ها از روش تیتراسیون با محلول ید 0/02 نرمال استفاده گردید.
-شمارش بارمیکروبی نمونه ها : مخمر و کپک و باکتریهای اسید دوست از جمله عوامل ایجاد فساد در آب نارنج می باشند. با استفاده از روش پورپلیت طبق استاندارد ویژگی ها و روش های آزمون میکروبیولوژی- آب لیمو 8788 کشت داده شد. (استاندارد (8788 -اندازه گیری رنگ در نمونه ها: جهت بررسی رنگ نمونه های تولید شده از دستگاه رنگ سنج هانترلب استفاده شد. این دستگاه ، نمونه های تولید شده
را براساس 3 پارامتر: a* میزان قرمزی و سبزی، b* میزان رنگ زرد و آبی،L* میزان روشنی رنگ محصول نشان می دهد.
-آنالیز آماری: آنالیز آماری با استفاده از طرح تصادفی در سه تکرار در دو شرایط اتمسفر و خلاء در سطح احتمال (P>0/05) انجام شد و نتایج بدست آمده با استفاده از آنالیز واریانس یکطرفه ( One- Way – ANOVA) و آنالیز واریانس تک متغیره GLM Univariate در سطح احتمال (P>0/05)
2
مورد بررسی قرار گرفته و همچنین مقایسه میانگین ها با استفاده از آزمون چند دامنهای دانکن در سطح احتمال((P>0/05 مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفته است. آنالیزهای آماری با استفاده از نرم افزار Spss V.16 انجام شده و نمودارها با استفاده از نرم افزار EXCEL رسم گردیده است.
نتایج و بحث
-تأثیر فرایند مختلف تغلیظ سازی بر pH کنسانتره های تولید شده
نمودار -1 مقایسه میانگین pH تیمارهای مختلف بریکس در دو شرایط اتمسفر و خلاء و تیمارهای تازه و پاستوریزه شده((P>0/05 نتایج آنالیز واریانس داده ها در نمودار فوق نشان میدهد: تیمارهای پاستوریزه شده و نمونه تازه فاقد اختلاف آماری معنی داری با هم هستند، در
حالیکه در تیمارهای دیگر با افزایش بریکس میزان pH کاهش یافته و دارای اختلاف آماری معنیداری با یکدیگر می باشند. بیشترین و کمترین میزان اسیدیته به ترتیب در تیمارهای نمونه تازه و بریکس % 50 بوده است. میزان کاهش pH در شرایط اتمسفر بیشتر از شرایط خلاء بود. حرارت بالا در شرایط اتمسفر موجب هیدرولیز مواد قندی و پکتین شده که در نتیجه هیدرولیز، ترکیبات اسید بوجود می آید، در نتیجه میزان pH محصول کاهش می یابد.
-تأثیر فرایند مختلف تغلیظ سازی بر اسیدیته نمونه ها
نمودار -2 مقایسه میانگین اسیدیته تیمارهای مختلف بریکس در دو شرایط اتمسفر و خلاء و تیمارهای تازه و پاستوریزه شده .(P>0/05)
نتایج آنالیز واریانس دادهها در نمودار فوق نشان میدهد که فقط تیمارهای پاستوریزه شده و نمونه تازه فاقد اختلاف آماری معنیداری با هم هستند، در حالیکه با افزایش بریکس میزان اسیدیته افزایش یافته و دارای اختلاف آماری معنی داری با نمونه تازه و پاستوریزه شده می باشند. بطوریکه بیشترین و کمترین میزان اسیدیته به ترتیب در تیمارهای بریکس %50 و نمونه تازه می باشد. به نظر میرسد که اسیدیته نمونه های تحت شرایط اتمسفر ، بیشتر از نمونههایی است که تحت شرایط خلاء تولید شده اند. طبق مطالعات %30 از آسکوربیک اسید موجود در آب میوه مرکبات، بعد از فرایند تغلیظ سازی حرارتی دچار تخریب می شود. در نتیجه از میزان این اسید در آب نارنج کاسته شده و میزان سیتریک اسید بیشتر خواهد شد؛ میزان اسیدیته در نمونه های تحت شرایط اتمسفر با دمای بالاتر ، بیشتر از نمونه هایی است که تحت شرایط خلاء با دمای کمتری تولید شده اند.
- تأثیر فرایند مختلف تغلیظ سازی بر میزان ویتامین C نمونهها
نمودار -3 مقایسه میانگین ویتامین C تیمارهای مختلف بریکس در شرایط پاستوریزه شده ، اتمسفر و خلاء .(P>0/05)
نتایج آنالیز واریانس داده ها در نمودار فوق، نشان می دهد که تیمارهای مختلف دارای اختلاف آماری معنیداری با هم هستند، در تیمارهای مختلف با افزایش بریکس میزان ویتامین C کاهش یافته و بیشترین و کمترین میزان ویتامین C به ترتیب در تیمارهای نمونه تازه و بریکس%50، بوده است. در
