بخشی از مقاله
چکیده
امواج فراصوت به عنوان یک فنآوري پیشرفته، کاربردهاي زیادي در علوم و صنایع مختلف، از جمله صنایع غذایی پیدا کرده است. به طوري که می توان از آن به عنوان کمک فرایند با سایر فرایند هاي مواد غذایی استفاده کرد. هدف تحقیق، بررسی تأثیر تیمار فراصوت بر فرایند استخراج قند از چغندر قند به منظور بهبود عملکرد می باشد. در این تحقیق، از یک دستگاه حمام فراصوت در مقیاس آزمایشگاهی موجود در دانشگاه فردوسی مشهد سال 1389 استفاده شد و فاکتورهاي فرکانس در سه سطح - بدون موج دهی، 25 و 45 کیلوهرتز - ، دما در سه سطح 25 - ، 50 و 70 درجه سانتیگراد - و زمان موج دهی نیز در سه سطح 10 - ، 20 و30 دقیقه - بر روي نمونهها اعمال شد و بلافاصله عیار قند نمونه ها تعیین گردید. هر روز مقدار رطوبت، اندازه گیري و میانگین رطوبت بر پایه تر %75 بدست آمد. بدین منظور ازاز طرح کاملاً تصادفی در قالب آزمایش فاکتوریل1استفاده شد و میانگین هاي به دست آمده با آزمون چند دامنه اي دانکن2 مورد مقایسه قرار گرفته و حداقل اختلاف معنی دار آماري3 تعیین شد. استفاده از امواج فراصوت سبب بهبود فرآیند استخراج قند از چغندرقند شد. در نمونه-
هاي تیمار شده با فراصوت نسبت به شاهد تفاوت کاملاً معنی داري از لحاظ افزایش عملکرد، کوتاه نمودن زمان استخراج و کاهش دماي استخراج مشاهده شد. بیشترین راندمان استخراج - %56 - تحت فرکانس 25 کیلو هرتز، شرایط دماي 70 درجه سانتیگراد و 30 دقیقه مدت موج دهی حاصل گردید.
کلمات کلیدي: امواج فراصوت، چغندرقند، عیارقند.
مقدمه
شکر - ساکارز - با فرمول شیمیائی C12H22O11 یکی از مواد غذائی مهم مورد نیاز انسان می باشد ]قبادي و عباسی، .[1388 از کل شکر تولیدي در جهان %26 از نیشکر و %74 ازچغندرقند استحصال می شود ]دارسون و همکاران، [2007، چغندرقند با نام علمی Beta vulgaris گیاهی است دو لپه - 4 دو ساله - از خانواده اسفناج5 می-باشد ]مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، .[1388
امواج فراصوت کاربردهاي وسیعی در زمینههاي صنعتی، پزشکی، باستانشناسی، شستشو، رادارهاي آموزشی و بسیاري از حوزه هاي علوم و مهندسی دارد ]برلینر، .[1984 فراصوت باعث بهبود مقدار و کیفیت استخراج در شیره خرما ]انتظاري و همکاران، [2004 و منجر به افزایش راندمان ]میسون و ژآئو 1994، شالماشی 2009، لی و همکاران 2004، ژانگ و همکاران 2008، میلانی و همکاران[2011 شده است. کاهش تعداد میکروب ها - غیر فعال سازي میکروارگانیسم ها - در استخراج شیره خرما و مواد جامد چاي ]انتظاري و همکاران، 2004، میسون و ژآئو،[1994 وکاهش پرورش میکروارگانیسم ها در نتیجه استفاده از امواج فراصوت در فرایند تولید آبمیوه پرتقال ]والرو و همکاران، [2007 مشاهده شده است. تیمار فراصوت امکان استخراج در درجه حرارت پایینتر را در شیره خرما، روغن بذر چاي و مواد جامد چاي امکان پذیر می سازد و منجر به استخراج بالاتر در زمان کوتاهتر در شیره خرما، مواد جامد چاي، روغن بذر چاي و روغن دانه هاي سویا میشود ]انتظاري و همکاران2004، میسون و ژآئو1994، شالماشی2009، ژانگ و همکاران 2008، یانگ و همکاران 2008، وو و همکاران 2001 و لی و همکاران .[2004 همچنین در استخراج به کمک فراصوت کاهش مصرف حلال را مشاهده می نماییم ]وو وهمکاران 2001، شالماشی 2009، ژانگ و همکاران [2008 و تیمار فراصوت می تواند تولید پکتین را بهبود دهد ]وانگ و ژانگ [2006 و ابزار موفقی براي صنعت استخراج دارویی می باشد ]ویناترو، .[2001 همچنین از تیمار فراصوت جهت تعیین رسیدگی و میزان قند میوه آلو استفاده شده است ]میزراچ، .[ 2004
استاسیاك در سال 2005، براي استخراج قند از خلال چغندرقند از دستگاه حمام فراصوت 25 - کیلو هرتز، 200 وات - استفاده کرده است و مشخص شده فراصوت انتشار قند را سرعت می بخشد. زمان کوتاهتر، دماي پایینتر، راندمان بالاتر و درجه خلوص آب - شیره - بر استخراج قند با فراصوت مشاهده شده است ]استاسیاك، .[2005
با توجه به اینکه موج دهی با امواج فراصوت در مواد غذایی سبب بهبود مقدار و کیفیت استخراج شده و در استفاده از این امواج براي استخراج قند از چغندرقند تحقیقات بسیار ناچیزي انجام گرفته است، در این تحقیق تأثیر تیمارفراصوت بر بهبود استخراج قند از چغندرقند بررسی شده است.
مواد و روشها
نمونه هاي چغندرقند در پاییز 1389 از منطقه شیروان واقع در خراسان شمالی به صورت تصادفی - با اندازه تقریباٌ برابر - انتخاب شدند و جهت بررسی تأثیر امواج فراصوت بر عیارقند نمونهها در سردخانه نگهداري مواد غذایی دانشگاه فردوسی در دماي 2 درجه سانتیگراد و به مدت 40 روز تا زمان آخرین آزمایش انبار شدند. نمونهها یک روز قبل به آزمایشگاه منتقل و در دماي محیط 20-22 - درجه سانتیگراد - به مدت 18 ساعت نگهداري شدند تا با محیط هم دما شوند. براي برش چغندرقند یک تیغه دایره اي به قطر 30 میلیمتر ساخته شد و از یک تیغه رنده آشپزخانه به ضخامت 4/5 میلی متر استفاده گردید. با توجه به اینکه بیش ترین میزان قند در بخش اصلی
چغندرقند می باشد نمونه ها از بخش اصلی چغندرقند تهیه گردید - شکل. - 1
شکل-1 ابزار تهیه نمونه از بافت چغندر قند
براي اعمال فراصوت از دستگاه تولید امواج فراصوت موجود در پژوهشکده علوم و فن آوري مواد غذایی جهاد دانشگاهی واقع در دانشگاه فردوسی مشهد که قادر به تولید امواج فراصوت با دو فرکانس 25 و 45 کیلو هرتز به نام الما 1 استفاده گردید. این دستگاه قادر به تولید موج فراصوت و عبور دادن آن از میان بافت نمونه است - شکل . - 2
شکل -2 دستگاه تولید کننده موج فراصوت
اندازهگیري میزان عیارقند چغندرقندها با استفاده از استاندارد ICUMSA - کمیته بین المللی همسان سازي روشهاي آنالیز شکر - 1 طبق استاندارد ملی آب میوه ها انجام شد. با دستگاه ساکاریمتر - شکل - 3 درصد قند را قرائت کرده سپس عدد قرائت شده را در 2 ضرب کرده تا درصد قند یا عیار چغندر محاسبه شود. ]مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران.[ این آزمایشات در سه تکرار انجام گرفت. الف
شکل -3 دستگاه ساکاریمتر
اطلاعات جمع آوري شده با استفاده از نرم افزار SAS, SPSS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و نتایج مورد بحث و بررسی قرار گرفت.
نتایج و بحث
اثر فاکتورهاي مورد مطالعه بر میزان عیارقند نمونه: میزان افزایش استخراج قند از نمونهها با استفاده از امواج فراصوت با توجه به فاکتورهاي فرکانس، زمان و دما مورد آزمون، تحلیل و بررسی قرار گرفت. بر اساس جدول1 براي میزان عیارقند، اثر فاکتورهاي اصلی، فرکانس، دما، زمان و اثرات متقابل فرکانس - دما، همچنین اثر سه گانه زمان - فرکانس - دما معنی دار شده است.
جدول -1 نتایج تجزیه واریانس براي آزمایش فاکتوریل سهفاکتوره با طرح کاملاً تصادفی و اثر آن بر میزان عیار قند نمونه
