بخشی از مقاله
چکیده:
تأثیر استفاده از پوشش خوراکی صمغ بومی به دانه در سه غلظت 0/05، 0/1 و 0/2 درصد و مقایسه آن با تأثیر صمغ کیتوزان در غلظت 1 درصد بر روي سیب واریته Red delicious د مورد بررسی قرار گرفت. فاکتورهاي مورد ارزیابی در این بررسی رنگ و خصوصیات بافتی سیب طی 8 روز نگهداري پس از پوشش گذاري توسط این صمغ ها بود. نتایج بررسی آزمون رنگ نشان داد که فاکتور قهوه اي شدن آنزیمی در مورد پوشش صمغ بومی به دانه در غلظت 0/2 درصد و کیتوزان در غلظت 1 درصد کمترین میزان را دارا بوده است و توانایی پوشش هاي خوراکی به طور آشکاري در به تأخیر انداختن قهوه اي شدن آنزیمی و حفظ رنگ سیب مشاهده شد. فاکتورهاي بافتی مورد ارزیابی در این بررسی نیز شامل فاکتورهاي سختی در آزمون پانچ و فاکتورهاي آزمون TPA شامل چسبندگی، چسبناکی، جوندگی و سختی مورد اندازه گیري قرارگرفت.
در تمام فاکتورهاي ارزیابی شده صمغ تجاري کیتوزان خصوصیات بهتري در حفظ بافت از خود نشان داد و بسته به مورد سایر غلظت هاي صمغ به دانه پس از کیتوزان خصوصیات بهتري درحفظ بافت اولیه سیب نشان دادند .اندازه گیري Firmness تیمارهاي مختلف نشان داد که پس از کیتوزان تیمارهاي تیمار 0/05 درصد و . /2 درصد صمغ بومی به دانه موجب حفظ انسجام و بالا نگاه داشتن این فاکتور طی روزهاي مختلف نگهداري شده اند . دراین تحقیق تأثیر صمغ بومی به دانه در غلظت 0/05 درصد و . /2 درصد در ممانعت از قهوه اي شدن آنزیمی و حفظ نسبی کیفیت بافت سیب واریته Red Delicious مورد تأیید قرار گرفت.
کلمات کلیدي: بافت، صمغ دانه به دانه، کیتوزان، سیب، پوشش گذاري
-1 مقدمه
پوشش هاي خوراکی به عنوان لایه ها ي نازکی که قابلیت استفاده بر روي مواد غذایی یا به عنوان یک حائل یبن ماده غذایی و محیط را دارند تعریف میشوند . پوشش هاي خوراکی بسته به ترکیبات ساختاریشان در سه گروه هیدروکلوئیدها، لیپید ها و یا ترکیبی از این دو به وجود می آیند. زمانی که پوشش هاي خوراکی بر روي مواد خوراکی استفاده میشوند غلظت برخی از گازها بر روي سطح ماده مورد نظر طی مدت زمان نگهداري تغییر میکند .ترکیبات شیمیایی سطح ماده غذایی متغیر است و این تغیرات عمدتا به دلایلی مانند متابولیسم ماده غذایی،تنفس میکروبی،انحلال و نفوذپذیري گازها در ارتباط با پوشش هاي خوراکی میباشد.به طور کلی میزان کارآیی پوشش هاي خوراکی به توانایی آن در ممانعت از عبور گازها،بخار آب و همچنین نگهداري عطر ماده غذایی بستگی دارد که این موارد از جنبه دیگر خود به ترکیبات شیمیایی،ساختار محلول پوشش دهنده و خصوصیات کلی ماده مورد نظر و شرایط نگهداري بستگی دارد - . - 1
هدف استفاده از پوشش هاي خوراکی بر روي برش هاي سیب ایجاد یک اتمسفر تغییر یافته است که سبب به تاخیر انداختن رسیدگی و تغیرات رنگی،بهبود کیفیت ظاهري،بهبود خصوصیات عملکردي به عنوان یک حامل ترکیبات ضد میکروبی ،ترکیبات ضد قهوه اي شدن و همچنین حفظ بافت اولیه سیب و نگهداري ترکیبات تغذیه اي و طعم آن در طی مدت زمان نگهداري میشود. میزان موفقیت یک پوشش خوراکی بر روي سیب به انتخاب یک پوشش خوراکی مناسب که توانایی حفظ مناسب ترکیبات گازهاي داخلی را متناسب با محصول مورد نظر دارد وابسته است . - 11 - نوع پوشش خوراکی و شرایط فرآیند پوشش دهی تاثیر مهمی بر روي خصوصیات فیزیکی فیلم خوراکی تشکیل شده دارد. از جمله مهمترین روش هاي موجود جهت پوشش دهی میتوان به سیستم غوطه وري در حلال،اسپري ردن بر روي مواد،ریختن مواد در حلال و فرآیند هاي اکسترود کردن اشاره کرد.
امروزه روش غوطه وري روشی رایج براي پوشش دهی میوه و سبزیجات میباشد.روش هاي تئوري مختلفی جهت تعیین ضخامت فیلم تشکیل شده با این روش وجود دارد به طور کلی ماده غذایی مورد نظر در محلول پوشش دهی بین 5 تا 30 ثانیه غوطه ور میشود.کیتوزان یا همان 1 ß و -2 – 4 آمینو -3 – دئوکسی D – گلوکوپیرانوز که به طور عمده از قشر بدن سخت پوستان ساخته می شود، دومین ترکیب طبیعی و پلی مر غیر سمی موجود در طبیعت می باشد. . - 17 ,8 ,4 - یکی از خصوصیات کیتوزان حلالیت کم آن در محلول هاي ختثی است. کیتوزان در محلول هاي اسیدي رقیق زیر پ هاش 6 محلول است - . - 13 محصولات حاصل از کیتوزان بسیار ویسکوز هستند و شبیه صمغ هاي طبیعی می باشند. کیتوزان قابلیت تولید فیلم هاي شفاف جهت بالا بردن کیفیت و افزایش مدت زمان نگهداري مواد غذایی را دارد - . - 17 به از خانواده Rosasea است.
به درختی است که جهت مصارف تغذیه اي و پزشکی در آسیاي میانه، آفریقاي جنوبی و اروپاي مرکزي کشت می شود . در کشور ایران که 75 درصد از نیاز جهانی این میوه را تأمین می کند، به ، به طور سنتی در درمان هاي پزشکی کاربرد داشته است. برگ هاي به خاصیت آرام بخشی و میوه آن در درمان اسهال خونی به کاربرده می شود. همچنین دانه به خاصیت امولسیفایري از خود نشان می دهد. - 8 - جداسازي اجزاء تشکیل دهنده پلی ساکارید دانه به نشان می دهد که ترکیبی از اسیدهاي آلدوبیونیک میتله و غیرمتیله شده ، آرابینوز و نیز زایلوز می باشد. - 5 -
-2 مواد و روشها
-1-2 استخراج صمغ به دانه
به دانه از عطاري هاي فروشنده مواد سنتی در شهرکرد خریداري شده سپس در مرکز تحقیقات مواد غذایی 150 گرم از هر کدام از آن ها را به سه قسمت مساوي هر کدام 50 گرم تقسیم شد و در یک بشر به گنجایش 2 لیتر قرار دادیم. بعد ازاین مرحله به هر کدام از بشرها به نسبت 3:1 آب مقطر اضافه نمودیم و بشرها را در بن ماري با دماي 60 تا 70 درجه سانتیگراد به مدت 30 دقیقه قرار دادیم تا صمغ دانه ها استخراج شود. جهت یکنواخت کردن این صمغ استخراجی و نیز به دست آوردن مقدار بیشتري از صمغ توسط میکسر با دور متوسط به مدت 15 دقیقه عمل هم زدن را براي هر کدام از بشرهاي حاوي مخلوط دانه و لعاب انجام می دهیم. بعد از خارج کردن میکسر از ظروف آنها را به مدت نیم ساعت در دماي اتاق قرار می دهیم تا به دماي 40 درجه سانتیگراد برسند.
2- 2 صاف کردن ژل استخراج شده از به دانه در این مرحله از کار با استفاده از فیلترهاي صاف کننده مخصوص و قراردادن آن بر روي قیف بوخنر وارلن تحت خلاء و استفاده از پمپ خلاء عمل جدا کردن ژل حاصل از
دانه را انجام دادیم. نکات قابل توجه در این مرحله تنظیم شدت خلاء ایجاد شده توسط پمپ و نیز درزگیري مناسب اطراف قیف بوخنر به منظور عدم مخلوط شدن صمغ و دانه می باشد. ژل صاف شده را در ظرفی جداگانه قرار می دهیم.
-3-2 شستشو ژل هاي حاصل با استفاده از الکل در این مرحله از کار به منظور جداسازي ناخالصی ها و مواد اضافی از صمغ به دانه و به دست آوردن ژلی شفاف تر و خالص تر عمل شستشو را با استفاده از الکل اتیلیک
97 درصد انجام می دهیم. بدین ترتیب عمل نمودیم که به میزان تقریبی الکل/صمغ 3:1 الکل را بر روي لعاب بدست آمده از مرحله قبل ریختیم. - 6 - -4-2 خشک کردن و به دست آوردن پودر صمغ به دانه در این مرحله لعاب استخراجی را بر روي سینی هایی که از قبل توسط پوشش ورقه آلومینیومی پوشانده شده بودند قرار دادیم، و در آون با دماي بین 50-60 درجه سانتیگراد قرار دادیم تا خشک شوند پس از خشک شدن صمغ ها ظروف را از فور-آون خارج کرده و آنها را تبدیل به پودر صمغ کرده و این پودر را در ظروف تیره جهت کار در مراحل بعدي نگهداري کردیم.
-5-2 آماده سازي محلول هاي مورد نیاز براي پوشش دهی جهت تهیه این محلول ابتدا برحسب تعداد غلظت مورد نیاز براي هر صمغ میزان صمغ مورد نیاز را تعیین می کنیم. در این تحقیق ما از سه غلظت براي صمغ به دانه
استفاده کردیم که به ترتیب عبارتند از غلظت هاي 0/05 درصد. 0/1 درصد و 0/2 درصد. براي کیتوزان تنها از 1 غلظت که برابر با 1 درصد بود استفاده نمودیم میزان آسکوربیک اسید و کلرید کلسیم در تمامی تیمار ها به ترتیب 2 درصد و . /5 درصد در نظر گرفته شد . و شاهد نیز تنها آب مقطر خالص در نظر گرفته شد . - 14 - حجم مورد نیاز جهت هر تیمار 2 لیتر در نظر گرفته شد و به حجم رساندن هر محلول با استفاده از سیتریک اسید صورت گرفت . دلایل استفاده از سیتریک اسید به تأخیر انداختن آنزیم فنولاز کاهش pH و استحکام بافت پکتیکی است. استفاده از آسکوربیک اسید در تیمارها نیز به دلیل حفظ رنگ ورقه هاي سیب و کلریدکلسیم نیز جهت استحکام بافت استفاده می شود.
-6-2 آماده سازي محلول 1 درصد کیتوزان کیتوزان تهیه شده از پوسته میگو با درجه دي استیله شدن بیش از 75 درصد از شرکت آلدریچ خریداري شد. 20 گرم از کیتوزان توسط ترازوي الکترونیکی وزن شد و به طور جداگانه 10 گرم از آن به یک بالون ژوژه 1 لیتري اضافه شده و 10 گرم دیگر نیز به یک بالون ژوژه دیگر وارد کردیم. سپس به هر کدام از بالون ها برحسب غلظت هاي گفته شده 5 گرم کلرید کلسیم و 20 گرم آسکوربیک اسید اضافه کردیم. کلرید کلسیم مورد استفاده CaCl2.2H2O با وزن مولکولی 239 از شرکت کیمیا مواد تهیه گردید و آسکوربیک اسیدلازم نیز L - + - Ascorbic Acid نیز با وزن مولکولی 176/13 نیز از شرکت کیمیا مواد تهیه شد. سپس به هر کدام از بالون هاي حاوي کیتوزان – کلریدکلسیم و آسکوربیک اسید به آرامی اسید سیتریک اضافه می کنیم تا به حجم برسد.
اسید سیتریک مورد استفاده 1 درصد بود که با وزن مولکولی 210/14 نیز از شرکت کیمیا مواد تهیه شد. پس از به حجم رساندن هر کدام از بالون ها آنها را به مدت نیم ساعت در بن ماري با دماي حدود 60 - 70 درجه سانتیگراد قرار می دهیم تا انحلال بهتري صورت گیرد. سپس با قرار دادن آنها روي هات پلیت به مدت 25 دقیقه اجازه می دهیم تا محلول کیتوزانکاملاً شفافی حاصل شود.بعد از این مرحله بالون ها را در دماي اتاق قرار می دهیم تا به دماي محیط برسند وسپس به آرامی آنها را درون ظروفی سر بسته به حجم 2 لیتر که از قبل تهیه کردیم قرار دادیم و آن را در یخچال با دماي 4 درجه سانتیگراد قرار دادیم و به مدت 24 ساعت قبل از مرحله پوشش گذاري آنها را در این دما نگهداري کردیم.
-7-2 آماده سازي محلول هاي پوشش دهی به دانه جهت آماده سازي محلول این سه غلظت ذکر شده با توجه به حجم مورد نیاز که 2 لیتر می باشد به ترتیب غلظت 1 گرم، 2 گرم و 4 گرم از پودر صمغ استخراج شده از
مراحل قبل را به کار بردیم. مراحل کار مشابه آماده سازي محلول پوشش دهنده کیتوزان میباشد. -8-2 پوشش دهی سیب با محلول صمغ ها سیب هاي واریته Red delicious پس از خریداري و شستشو داده به صورت دستی خشک گردید. سیب هاي مورد نظر به ترتیب اندازه مرتب شدند و توسط دستگاه برش زن مدل Solingen EK 4009 به برش هاي مساوي تقسیم کردیم و در محلول هاي پوشش دهنده قرار داده و به مدت 2 دقیقه اجازه می دهیم تا عمل پوشش دهی بر روي آنها صورت گیرد. سپس آنها را خارج کردیم و به مدت 1 دقیقه در صافی با روزنه هاي مناسب قرار دادیم تا آب اضافی آنها خارج شود. - 14 -
سپس برش هاي پوشش داده شده را در بسته بندي هاي پلاستیکی Zip Kip با سایز و اندازه مناسب قرار دادیم و در یخچال با دماي 4 درجه سانتیگراد جهت آزمون هاي بعدي نگهداري نمودیم. سپس بخشی دیگر از سیب ها را توسط دستگاه Potato Chopper به مکعب هاي مساوي جهت آزمون TPA تقسیم می کنیم و آنها را نیز به مدت 2 دقیقه در همان محلول هاي ذکر شده قرار دادیم و در Zip Kip که از قبل توسط برچسب هاي روز و آزمون مورد نظر بر روي آنها مشخص شده است قرار داده شد. تمام سیب هاي مورد نظر توسط غلظت هاي مختلف سه صمغ مورد نظر و همچنین شاهد پوشش داده شدند و در یخچال قرار داده شدند تا از 24 ساعت بعد یعنی روز 1 آزمون هاي مورد نظر به ترتیب بر روي آنها صورت بگیرد.
-9-2 انجام آزمون هاي رئولوژیکی
در روز 1 پس از پوشش گذاري نمونه ها آزمون هاي رئولوژیکی مورد نظر را آغاز نمودیم. در روزهاي 1 - ، 3 ، 5 و - 7 آزمون TPA و در روزهاي 2 - ، 4 ، 6 و - 8 آزمون Cut و Punch را انجام می دهیم. جهت هر آزمون از هر غلظت هر صمغ 3 تکرار را انجام دادیم . در هر کدام از این آزمون ها از پراب هاي مخصوص آزمون استفاده کردیم و تنظیمات نرم افزار دستگاه بروکفیلد را نیز براي هر آزمون مطابق وضعیت ورقه ها، سایز مکعب ها و نیز تجربیات حاصل از تکرارهاي آزمایشی قبل از شروع کار اصلی بدست آوردیم. جهت اندازه گیري و بررسی خصوصیات بافتی از دستگاه TPA مدل GT 4500 استفاده نمودیم.
-10-2 آزمون رنگ
در روزهاي 2 - ، 4 ، 6 و - 8 ورقه هاي مربوط به هر غلظت از هر صمغ را در دستگاه Image Box قرار دادیم و توسط دوربین دیجیتال Sony W130 از نمونه ها عکس برداري کردیم و این عکس ها را جهت آنالیز رنگ در مراحل بعدي استفاده نمودیم.
-3 نتایج و بحث
-1-3 تغییر رنگ در طول زمان ماندگاري
به طور کلی قهوه اي شدن آنزیمی برش هاي سیب در طول مدت زمان نگهداري همراه با افزایش فاکتورهاي کالوریمتریک a* و b* و کاهش در میزان روشنایی در سیستم CIE است. Browning Index - 12 ,3 - ، فاکتور مناسبی در ارزیابی تغییرات رنگ است. - 9 - که از این رابطه محاسبه می شود . - 11 - آن شکسته می شود و آنزیمهاي نظیر پلی فنل اکسیداز رها شده و در تماس با سوبسترا آنزیم قرار گرفته و سبب قهوه اي شدن آنزیمی می شوند . - 11 - آسکوربیک اسید یکی از مهمترین ترکیبات مورد استفاده براي کاهش قهوه اي شدن آنزیمی است. - 12 -
این توانایی آسکوربیک اسید مربوط به ممانعت شوندگی آن در تبدیل ترکیبات فنلی به Quinone است. - 14 - در واقع چون این آسکوربیک نقش فداشونده در مراحل انجام واکنش قهوه اي شدن آنزیمی دارد خود اکسید می شود و از پیشرفت واکنش جلوگیري می کند.کلرید کلسیم که به عنوان یکی از ترکیبات ممانعت کننده از قهوه اي شدن شناخته می شود نیز در محلول پوشش دهی ما علاوه بر آسکوریک اسید نیز حضور داشت. مکانیسم تأثیر کلرید کلسیم بر قهوه اي شدن آنزیمی بدین صورت است که یون کلر آزاد شده از آن درمحیط با مس آنزیم پلی فنل اکسیداز در جایگاه فعال این آنزیم واکنش داده و بدین صورت از فعالیت آنزیم و درنتیجه قهوه اي شدن ممانعت می نماید. - 11 -
