بخشی از مقاله
تاثیر پوشش خوراکی کیتوزان و بسته بندی با اتمسفراصلاح شده بر افت وزنی، سفتی بافت و خواص حسی فلفل دلمه ای به روش سطح پاسخ
چکیده:
فلفل دلمه در گروه سبزیجات قرار دارد و دارای مزایای زیادی برای سلامتی انسان است. در کنار ارزش غذایی بالایی که این محصول دارد به دلیل کاهش خصوصیات کیفی مانند از دست دادن رطوبت، نرم شدن بافت و...در مرحله پس از برداشت تا مصرف با مشکلاتی همراه خواهد بود که با استفاده از تکنیک های بسته بندی می توان تا حدود زیادی از افت خصوصیات فیزیکوشیمیایی آن جلوگیری نمود. در این تحقیق از متدولوژی رویه پاسخ و طرح مرکب مرکزی به منظور بررسی تاثیر پوشش کیتوزان 0-1)درصد)، غلظت گاز اکسیژن دربسته بندی(3-21درصد)،دمای نگهداری -20) 5درجه سانتیگراد) و زمان انبار داری 5-45)روز)بر افت وزنی، سفتی بافت وخواص حسی(طعم وآروما) بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که در غلظت ثابتی از گاز اکسیژن 12)درصد) و پوشش کیتوزان 0/5) درصد)، افزایش دمای نگهداری از 5 تا حدود 12/5 درجه سانتیگراد تاثیر زیادی بر روی کاهش وزن محصول داشته است. پوشش کیتوزان تاثیر معنی داری بر سفتی بافت فلفل سبز نداشت و در زمان ثابت انبار داری، افزایش دما منجر به کاهش سفتی بافت محصول گردیده و نمونه های نگهداری شده تحت شرای 3و12 درصد اکسیژن نسبت به بسته بندی معمولی از استحکام بافتی مطلوب تری برخوردار بودند. همچنین با افزایش دمای انبار داری از 20-5 درجه سانتیگراد امتیاز دهی نمونه ها از نظر طعم ومزه نمونه های فلفل سبز نگهداری شده تحت شرای مختلف نگهداری توس داوران آموزش دیده بطور معنی داری کاهش یافت.
کلمات کلیدی: بسته بندی اتمسفر اصلاح شده،پوشش کیتوزان، فلفل دلمه ای، سفتی بافت
-1مقدمه
فلفل دلمه یکی از محصولات کشاورزی مورد توجه در کشورهای مختلف به ویژه منطقه خاورمیانه میباشد. به گونهای که یکی از اقلام اصلی صادرات در برخی از کشورها مانند ویتنام را تشکیل میدهد. با توجه به این که این محصول گرمادوست است در مناطق سرد شمالی و مرکزی ایران به کندی رشد می کند. ازجمله استان های پیشتاز در کشت و تولید فلفل دلمه هرمزگان است که میزان برداشت این محصول در این استان 11 تن در هکتار می باشد. شهرهای اندیمشک و همدان از بزرگترین صادر کننده های این محصول به خارج از کشور (عراق ،روسیه، ترکمنستان، قزاقستان) می باشند. اهمیت این محصول نه تنها به دلیل اهمیت اقتصادی آن، بلکه عمدتا به دلیل این واقعیت است که منبع بسیار خوبی از اسید آسکوربیک می باشد. محدوده دما توصیه شده برای نگهداری فلفل دلمه بین 13-7 درجه سانتی گراد می باشد که به نوع واریته و مرحله رسیدن آن بستگی دارد .[7] این نوع فلفل دارای مقادیر قابل توجهی فیبر غیرمحلول است که میتواند در پیشگیری و درمان بیماریهای گوارشی مانند یبوست میتواند نقش بسزایی داشته باشد .[6] همچنین فلفل دلمهای منبع غنی از ویتامین های C، A و آنتیاکسیدان لیکوپن است که میتوانند در پیشگیری از بسیاری سرطانها نقش داشته باشد. رنگدانههای موجود در فلفل نیز موجب بهبود بینایی و پیشگیری از شبکوری میگردد . در کنار این فواید غذایی برای مصرف کنندگان، برخی از خصوصیات فلفل دلمهای میتواند تولید کنندگان این محصول را با محدودیتهایی مواجه سازد. برای مثال چروکیدگی و از دست دادن آب و متعاقب آن کاهش ویتامینها در فلفل از مواردی هستند که در بازه زمانی برداشت محصول تا عرضه به مصرف کننده موجب کاهش کیفیت ظاهری و ارزش غذایی آن میگردند. از راهکارهای حل این مشکل میتوان به استفاده از روشهای بستهبندی ارتقاء یافته، شرای نگهداری بهینه و تیمار با مواد نگهدارنده اشاره نمود .[2]
بستهبندی از روش های ساده و موثر برای محافظت از سبزیجات و میوهها میباشد که موجب محافظت در مقابل نفوذ عوامل خارجی و همچنین حفظ خصوصیات فیزیکی و شیمیایی میشود .[5] روش بستهبندی بهینه علاوه بر ارتقاء زمان ماندگاری و ارزش غذایی محصول، بایستی بهداشتی و از هر جهت ایمن باشد .[2] بنابراین با تکنیک های بسته بندی می توان تا حدود زیادی از افت خصوصیات فیزیکوشیمیایی جلوگیری نمود. امروزه از بسته بندی با اتمسفر اصلاح شده به طور گسترده ای جهت افزایش ماندگاری میوه ها و سبزیجات تازه مورد استفاده قرار گرفته است که مهمترین پارامترها در موفقیت این نوع بسته بندی، استفاده از ترکیب گازی بهینه، فیلم بسته بندی و دمای مناسب می باشد. این روش نگهداری کیفیت تازه فرآوردههای غذایی را بدون عملیات حرارتی و شیمیایی مانند کنسرو کردن و خشک کردن میسر میکند .[4] همچنین جدیدترین روش ها در بهبود ماندگاری سبزیجات تازه کاربرد پوشش های خوراکی می باشد که دارای خاصیت ضدباکتریایی، ممانعت کننده مهاجرت رطوبت و گاز می باشند که در این بین کیتوزان به دلیل دارا بودن خصوصیاتی از قبیل غیر سمی، زیست تخریب پذیر و زیست سازگار بودن کاربرد گسترده ای در ماندگاری فلفل دلمه داشته است.
در مطالعه دوتاو همکاران (2002) خواص ضد باکتریایی و ضد قارچی فیلم های ساخته شده از کیتوزان بررسی شد. همچنین در این تحقیق خواص منحصر به فرد کیتوزان نظیر زیست تخریب پذیری، فعالیت ضد میکروبی و غیر سمی بودن آن بررسی و مشخص شد که کیتوزان نسبت به کیتین (ماده اولیه) حلالیت و فعالیت ضد باکتریایی بهتری دارد. یکی از دلایل خاصیت ضد میکروبی کیتوزان وجود گروه آمین در موقعیت C2 کیتوزان پیشنهاد شده است که با داشتن بار مثبت با بار منفی عشاهای سلول میکروبی واکنش داده و منجر به نشت مواد درون سلول میکروارگانیسم ها می شود .[1] طبق بررسی های اوجاق و همکاران (2010) پوشش کیتوزان غنی شده با روغن دارچین موجب حفظ خواص کیفی و افزایش ماندگاری در نمونه های ماهی شد .[5]
علیرغم تحقیقات گسترده در زمینه بهبود کیفیت و افزایش ماندگاری فلفل دلمه در خارج از کشور متاسفانه در کشور ما تحقیقات زیادی در زمینه افزایش زمان ماندگاری این محصول با استفاده ازبسته بندی و پوشش های خوراکی انجام نشده است. هدف از این تحقیق بررسی اثر کاربرد بسته بندی با اتمسفر اصلاح شده و پوشش خوراکی کیتوزان در ترکیب با دما های مختلف بر افت وزنی، سفتی بافت و خواص حسی فلفل دلمه ای طی دوره نگهداری می باشد.
-2 مواد و روش ها
-1-2 مواد: فلفل دلمه ای از گلخانه تهیه گردید. پوشش کیتوزان نیز ساخت شرکت مرک بود.
-2-2 روش کار: نمونه برداری از فلفل های تازه چیده شده انجام گردید. فلفلهای منتخب با روش نمونه برداری تصادفی به وسیله محلول هیدروکلرید سدیم 100) پی پی ام) در آب 5 درجه سانتیگراد به مدت 2 دقیقه ضد عفونی شد و سپس با آب معمولی 5 درجه سانتیگراد به مدت 2 دقیقه شستشو داده شد. در بسته بندی از پوشش کیتوزان (فاقد پوشش، 5/0 و 1 درصد) استفاده شد. سپس نسبت های مشخص گازها به وسیله دستگاه مخلوط کننده گاز تهیه و درون بسته ها به دو روش فعال ( 5اکسیژن + 95ازت، 10 اکسیژن 90 + ازت) و غیر فعال (ترکیب هوای معمولی به عنوان نمونه شاهد،21 اکسیژن 78 + نیتروژن، 0/3 دی اکسید کربن، 9/0 ارگون) تزریق شد. در این تحقیق از دماهای مختلف 5)، 12/5 و 20 درجه سانتیگراد) در مدت انبارداری 5)، 25 و 45 روز) استفاده گردید .[2]
-3-2 آزمون ها
-1-3-2اندازه گیری درصد کاهش وزن:
وزن اولیه و نهایی فلفل ها در هر بسته اندازه گیری و کاهش وزن با توجه به معادله زیر محاسبه گردید.
WL درصد کاهش وزن، Wo وزن اولیه( گرم) فلفل های هر بسته در روز صفر و Wf وزن نهایی( گرم) بعد از باز شدن بسته در روز آزمون می باشد.[13]
-2-3-2 اندازه گیری سفتی بافت:
برای انجام این آزمون از دستگاه آنالیز بافت1 استفاده گردید. برای این منظور نمونههای فلفل سبز در درون ظرفی بر روی صفحه دستگاه قرار داده شد سپس پروب استوانهای دستگاه به قطر 2میلیمتر و سرعت 1 m/m تا عمق 20 میلیمتر فرو رفت و بیشترین نیروی لازم جهت فرو رفتن پروب در داخل نمونه محصول تحت عنوان سفتی بافت (Fmax) اندازه گیری شد [12].
-3-3-2 ارزیابی حسی:
در ارزیابی حسی 10 نفر از دانشجویان علوم و صنایع غذایی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد با حدود سنی 30-23 سال بعنوان پانلیست انتخاب شدند. از روش مقیاس هدونیک 5 نقطه ای استفاده شد. هر داور قطعه ای به ابعاد 1×1×1 سانتیمتر از نمونه (از هر تیمار یک قطعه) که توس کد تفکیک شده بودند را بصورت تصادفی و انفرادی تست کرده و خواص حسی شامل طعم و مزه و آروما را مورد بررسی قرار دادند که میانگین این صفات بصورت پذیرش کلی گزارش شد.
-4-3-2 تجزیه و تحلیل آماری
در این تحقیق، طرح مرکب مرکزی متمرکز شده (FCCD) با متغیر های مستقل درصد پوشش کیتوزان، غلظت گاز اکسیژن در بسته بندی، دمای نگهداری و زمان انبارداری به کار گرفته شد. داده های به دست آمده در این طرح با استفاده از نرم افزار Design Expert مدل6.0.2 (میناپولیس آمریکا(2 مدلسازی شده و شکل های سه بعدی (منحنی های سطح پاسخ) جهت بررسی رابطه میان پاسخ ها و متغیرهای مستقل رسم شد. جهت تعیین نقطه بهینه از روش بهینه یابی عددی نرم افزار مذکور استفاده گردید. توابع پاسخ (y)، شامل درصد کاهش وزن فلفل دلمه، سفتی بافت و خواص حسی (شامل طعم و مزه، آروما) بودند. بر داده های حاصل از آزمایش ها مدل چند جمله ای درجه دوم برازش داده شد.
3 -نتایج و بحث
-1 -3 بررسی تاثیرمتغیرهای مستقل بر کاهش وزن محصول
نتایج آنالیز واریانس و شکل های رویه پاسخ نشان داد که در غلظت ثابتی از گاز اکسیژن ( 12) و پوشش کیتوزان ( 0/1) افزایش دمای نگهداری از 1 تا حدود 12/1 درجه سانتیگراد، تاثیر زیادی بر روی کاهش وزن محصول داشته، در حالیکه با افزایش دما تا 20 درجه سانتیگراد، درصد کاهش وزن فلفل سبز تغییر قابل توجهی نشان نمی دهد (شکل الف-.( 1 بررسی تاثیر زمان نگهداری بر درصد کاهش وزن محصول نهایی نیز روندی مشابه تاثیر دما نشان داد به طوریکه با گذشت زمان نگهداری از 1 تا 21 روز، وزن محصول کاهش یافت تا اینکه در روز 41 ام به کمترین مقدار رسید (شکل .(1 دلیل این کاهش وزن در طول زمان بویژه در دماهای بالاتر از دمای یخچال احتمالا بدلیل افزایش تنفس و تعریق محصول و در نتیجه از دست دادن رطوبت بیشتر می باشد.
همانطور که در شکل ب 1- مشاهده میشود پوشش کیتوزان نیز تاثیر قابل ملاحظه ای بر کاهش وزن محصول بسته بندی شده نداشت (p>0/01) ولی اثر متقابل آن با غلظت گاز و زمان معنی دار بود. بسته بندی (غلظت گاز) نیز تاثیر معنی داری بر درصد کاهش وزن فلفل سبز طی شرای مختلف بسته بندی نداشت ولی اثر متقابل آن با پوشش کیتوزان در سطح بالایی معنی دار بود (شکل ج-(1
نوسینوویچ و همکاران (1223)افزایش مدت زمان ماندگاری حفظ بافت قارچ((Agariscus bisporusپوشش داده شده با آلژینات را مورد بررسی قرار دادند نتایج نشان داد پوشش دهی از افت وزن تا حدودی جلوگیری می کند . [10]
مطالعات نیانجانگ و همکاران (2005) نشان داد کاهش وزن می تواند با از دست دادن کیفیت، از جمله کاهش سفتی و سایر تغییرات نامطلوب در رنگ، دلپذیری و از دست دادن کیفیت تغذیه ای همراه باشد که به صورت بخار آب از فضاهای هوای داخل میوه به فضای اطراف آن از دست می رود. کاهش افت وزن در دماهای پایین به دلیل آهسته بودن فرآیندهای فیزیولوژیکی مانند تنفس و تعرق می باشد. درجه حرارت بالا، سرعت تنفس و سایر فرآیند های متابولیکی را افزایش می دهد که باعث کاهش سوبستراهایی مانند قندها و پروتئین ها شده و منجر به افت وزن بیشتر میگردد. [14]
-2 -3 بررسی تاثیر متغیرهای مستقل بر سفتی بافت محصول
تاثیر متغیرهای مستقل بر میزان سفتی بافت فلفل سـبز بسـته بنـدی شـده بـه صـورت شـکل هـای سـه بعـدی رویـه پاسـخ در (شکل(2 نشان داده شده است. نتایج نشان داد که در غلظت ثابتی از گاز اکسیژن و دمای نگهداری، با گذشت زمان انبارداری بافت فلفل سبز نرمتر شده و نیروی لازم برای نفوذ پروب دستگاه در محصول کاهش یافت بطویکه نمونه هـای نگهداری شده در روزهای اول دارای بیشترین سفتی بافت بودند (شکل الف-.(2 همچنین مشخص شد که پوشش کیتوزان تاثیر معنی داری بر سفتی بافت فلفل سبز نداشت .(p>0/01) طبق نتایج در زمان ثابت انبارداری، افزایش دمـا نیـز منجـر به کاهش سفتی بافـت محصـول شـد طوریکـه نمونـه هـای نگهـداری شـده در دمـای یخچـال دارای بیشـترین اسـتحکام بافـت بودند (شکل ب-.(2 غلظت گاز اکسیژن نیز تاثیر عمده ای بـر انسـجام بافـت فلفـل سـبز بسـته بنـدی شـده داشـت (P<0/01) بدین معنی که نمونه های نگهداری شده تحـت شـرای 3 و 12 درصـد اکسـیژن نسـبت بـه بسـته بنـدی معمـولی از اسـتحکام بافتی مطلوبتری برخوردار بودند (شکل ج-(2 بنابراین افزایش غلظت گاز اکسـیژن در بسـته بنـدی تـاثیر منفـی بـر سـفتی بافت محصول نهایی داشت. بدین ترتیب بیشترین سفتی نمونه های فلفل سبز در روزهای اول نگهداری و در دمای یخچال تحت شرای بسته بندی MAP بود. تانجیا و همکاران((2011 تغییرات میکروبی و کیفیت پس از برداشت قارچshiitake پوشش داده شده با کیتوزان -گلوکز را تحت نگهداری سرد به مدت 11روز بررسی کردند. [9] نتایج نشان داد که پوشش دهی با گلـوکز-کیتـوزان موجـب حفـظ سـفتی بافـت و کیفیـت حسـی قـارچ در مقایسـه بـا نمونـه شـاهد مـی شـود.بررسـی هـای پاتریسیا و کارلوس((2005 نشان داد یکی از فاکتورهای اصلی مورد استفاده در تعیین کیفیت و عمرماندگاری میوه ها و سبزیجاتی مانند فلفل دلمهای سرعت یا مقدار کاهش سفتی بافت آن در طول انبـار داری مـی باشـد . [15] نرم شـدن بافـت میـوه هـا و سـبزیجات بـه دلیـل عوامـل بسـیاری از جملـه از دسـت دادن فشـار turgor سلول، تخریب ترکیبـات دیـواره سـلولی و پلـی سـاکاریدها مـی باشـد. [16] مانینـگ (1993) عنـوان کـرد کـه نرم شدن بافت میوه ها بدلیل تجزیه ترکیبات دیواره سلولی بویژه پکتین ها در اثر فعالیـت اختصاصـی آنـزیم های پلی گالاکتوروناز و پکتین استراز می باشد. [17]
گنزالــز-آگــویلار و همکــارانش (2004)، بــه مقایســه کــارایی روش بســته بنــدی در خــلاء و روش اتمســفر بــا ترکیب تغییر یافته برای نگهـداری فلفـل دلمـه ای تـازه بـرش داده شـده پرداختنـد. فلفـل بسـته بنـدی شـده را در دمــای 5 و 10 درجــه ســـانتی گــراد نگهــداری و خصوصـــیات بــافتی، محتــوی اســـید آســکوربیک، اتـــانول، استالدهید و رشد میکروبی آن را در بازه ی زمانی مختلف مورد بررسی قرار گرفـت. بـر اسـاس نتـایج ایـن مطالعه، نگهداری فلفل دلمه ای برش داده شده با استفاده از روش بسـته بنـدی اتمسـفر بـا ترکیـب تغییـر یافتـه نسبت به روش بسته بندی درخلاء، منجر به نقصان کمتر در کیفیت ظاهری و سفتی بافـت فلفـل دلمـه تـا 21 روز و در دمای 5 درجه سانتیگراد گردیده اسـت. آن هـا گـزارش دادنـد کـه اسـتفاده از بسـته بنـدی MAP بـه طور معنی داری به ویژه در دمای 5 نسبت به 10 درجه سانتیگراد
