بخشی از مقاله
هدف:
کاهش میزان چروکیدگی ، تغییر رنگ و واکنش های نامطلوب شیمیایی نظیر قهوه ای شدن در خشک کردن کرفس، با استفاده از روش های اولتراسوند و آبگیری اسمزی.
مواد و روش ها: مواد اولیه مورد استفاده در این پژوهش شامل کرفس ، نمک و تولوئن بودند . تجهیزات مورد استفاده شامل دستگاه اولترا سوند ساخت شرکت فیشرساینتیفیک ، آون ساخت شرکت ترماکس بود . در این پژوهش از محلول اسمزی نمک در سه غلظت - 30 ، 40 ، 50 درصد - در سه دما - 7، 26 ، 45 درجه سانتیگراد - و از امواج اولتراسوند در فرکانس ثابت 25 کیلوهرتز و در سه شدت - 30 ، 60 ، 90 درصد - برای آبگیری اسمزی کرفس استفاده شد.
نتایج و بحث: نتایج نشان دهنده تاثیر معنی دار همه متغیرهای مستقل بر روی خصوصیات جذب مواد جامد ، دفع آب ، کاهش وزن ، چروکیدگی ، تغییر رنگ است - - P < 0 .01 البته در مورد تاثیر امواج اولتراسوند بر تغییرات رنگ با اینکه سبب کاهش تغییر رنگ می شود ولی این تاثیر معنی دار نیست.
نتیجه گیری کلی: استفاده از پیش تیمارهای اولتراسوند و آبگیری اسمزی توسط محلول نمک درخشک کردن کرفس باعث کاهش کلیه عوامل نامطلوب خشک کردن بجز تغییر رنگ می شود.
مقدمه:
کرفس کوهی در فارسی کلوس نیز گفته می شود .این گیاه برای اولین بار با نام علمی - - Kelussia odoratissima Mozaffarian در ایران شناسایی و معرفی شد . مطالعات آزمایشگاهی انجام شده روی این گیاه نشان داد که این گیاه دارای خواص فیبرینولیتیک ، ضد درد ، ضد التهاب ، ضد اضطراب ، خواب آور و پایین آورنده قند خون است
بافت مواد غذایی مختلف درحین خشک شدن متحمل درجات مختلفی از چروکیدگی میشود. میزان چروکیدگی رابطه مستقیمی با رطوبت از دست رفته - آب تبخیرشده - دارد و مقدار آن بسته به روش خشککردن متفاوت است. در خلال فرآیند خشک شدن برخی مواد غذایی از جمله انواع میوهها، غالباً یک پوسته غیرقابل نفوذ و سخت در سطح محصول تشکیل میشود. این پدیده که به سخت شدن سطح محصول معروف است، در اثر این پدیده سرعت فرآیند خشکشدن، بشدت کاهش مییابد.
یکی از مهمترین تغییرات مواد غذایی خشک، کاهش قدرت بازجذب آب در آنهاست. علت اصلی این پدیده، چروکیدگی و از بین رفتن سلولها و مجاری موئین در درون بافت مواد غذایی است. برخی تغییرات شیمیایی نیز طی خشککردن مواد غذایی، همراه با تغییرات فیزیکی به وجود میآیند. در اثر این تغییرات کیفیت، رنگ، عطر، طعم و ارزش تغذیهای محصول نهایی دچار افت می شود. به این منظور دستیابی به یک فرایند خشک کردن مناسب که در آن حداقل تغییرات فیزیکو شیمیایی ایجاد شده و زمان فرایند حداقل باشد بسیار حایز اهمیت است
آبگیری اسمزی خارج کردن قسمتی از آب موجود در بافت ماده غذایی با استفاده از غوطه ور کردن آن در یک محلول اسمزی می باشد که نیروی لازم برای انتقال جرم، توسط فشار اسمزی محلول فراهم می گردد. پیش تیمار اولترا سوند حفره هایی در ماده غذایی ایجاد می کند که برای حرکت قوی رطوبت پیوسته مفید است.تغییر شکل مواد جامد متخلخل مانند میوه ها ناشی از امواج اولترا سوند سب کاهش انتشار لایه های کرفس و افزایش انتقال جرم همرفتی برروی آن می گردد
هدف از این مطالعه بررسی اثر پیش تیمارهای اولتراسوند و آبگیری اسمزی با استفاده از محلول نمک، بر روی میزان چروکیدگی ، تغییر رنگ و واکنش های نامطلوب شیمیایی نظیر قهوه ای شدن در خشک کردن کرفس بوده است.
مواد و روش ها:
مواد اولیه مورد استفاده در این پژوهش شامل کرفس ، نمک و تولوئن بودند . کرفس و نمک از بازار محلی اهواز و تولوئن از شرکت مرک آلمان تهیه شد . تجهیزات مورد استفاده شامل دستگاه اولترا سوند ساخت شرکت فیشرساینتیفیک ، آون ساخت شرکت ترماکس بود .
کرفسهای مورد نظر پس از بازرسی اولیه برای زدودن گل و خاک از سطح آنها شستشو می گردد. پس از جداکردن قطعات برگ و دم کرفس ، توسط یک کارد تیز و به کمک یک کولیس مکعب هایی با طول هر ضلع 5 میلی متر از کرفس تهیه گردید .
در طی فرآیند اسمز از 3 شدت اولتراسوند - 30 ، 60 و - % 90 در فرکانس ثابت جهت بهبود پارامترهای کیفی پیش تیمار اسمزی استفاده می گردد . آزمایشات در یک محیط بدون تلاطم مکانیکی و در فرکانس امواج 25 کیلوهرتز و شدت آن 4870 یا 4000 وات بر متر مربع تنظیم شد . دما در طول آزمایش به میزان 2 درجه پس از 30 دقیقه پیش تیمار اولتراسوند افزایش یافت .
محلولهای با غلظتهای 30 ، 40 و 50 درصد وزنی - حجمی از نمک تهیه شده و به منظور انحلال کامل به مدت 15 دقیقه توسط شیکر محلول هم زده شد . در صورت وجود هرگونه نمک حل نشده محلول درون بن ماری در دمای 40 درجه سانتیگراد حرارت داده شد تا نمک کاملا حل شود . سپس تا رسیدن به دمای محیط در دمای اتاق قرار داده شد تا سرد شود .
نمونه تهیه شده در محلول اسمزی با غلظت مشخص و دمای معلوم و ثابت غوطه ور شد .به منظور جلوگیری از رقیق شدن محلول اسمزی و در نتیجه کاهش نیروی محرکه لازم برای آبگیری اسمزی ، نسبت میوه به محلول اسمزی در کل آزمایش ها 1 به - 20 حجمی / وزنی - ثابت بود
به منظور جلوگیری از رقیق شدن محلول اسمزی حین فرایند و ایجاد فشار مناسب جهت آبگیری اسمزی نسبت میوه به محلول اسمزی در کل آزمایش ها 1 به 10 ثابت بود . بعد از طی شدن زمان 4 ساعت ، برشهای کرفس از محلول اسمزی خارج گردیده ، سطح آنها با آب مقطر شسته شده و بعد از خشک کردن رطوبت سطحی نمونه ها توسط کاغذ صافی ، مجددا توزین می شوند . برای تعیین میزان آبگیری اسمزی ، درصد ماده خشک نمونه های اسمز شده اندازه گیری شد. برای اندازه گیری میزان ماده خشک ، نمونه در داخل آون معمولی در دمای 100 - 95 درجه سانتیگراد تا رسیدن به وزن ثابت 12- 10 ساعت قرار گرفته و بعد از خشک شدن در دسیکاتور قرار می گیرند تا سرد شوند . سپس با استفاده از روابط 1 و 2 میزان از دست دادن آب و جذب مواد جامد محلول محاسبه گردید.
خشک کردن نمونه ها در هوای داغ توسط خشک کن کابینی با سرعت هوای 1/5 متر بر ثانیه انجام گرفت . ابعاد خارجی این خشک کن به ترتیب 85 سانتی متر طول ، 65 سانتی متر عرض و 124 سانتی متر ارتفاع بود . هوای داغ از قسمت مرکزی خشک کن با سرعت 1/5 متر بر ثانیه دمیده شده و دمای خشک کن با دقت 0/1 درجه سانتیگراد قابل تنظیم بود . 30 دقیقه قبل از انجام آزمایش به منظور رسیدن به دمای مناسب خشک کن روشن شد. پس از انجام پیش تیمارهای مختلف ، جهت تکمیل فرآیند خشک کردن ، نمونه های کرفس درون سینی خشک کن در خشک کن هوای داغ در دمای 70 درجه سانتیگراد خشک شد . پس از طی زمان لازم نمونه های خشک شده از درون خشک کن خارج و وزن آن ها توسط ترازوی دیجیتال تعیین می گردد .
برای اندازه گیری مقدار رطوبت ، درصد کاهش آب و درصد جذب مواد ، نمونه های خارج شده از محلول اسمزی داخل پتری دیش قرار گرفت و به آون با دمای 105 درجه سانتی گراد انتقال داده شد و بعد از رسیدن به وزن ثابت، وزن نهایی ثبت گردید . جهت محاسبه درصد کاهش آب و درصد جذب مواد از رابطه زیر استفاده شد
:SG میزان جذب مواد جامد - 100 گرم نمونه تازه / گرم - ، : Mi وزن اولیه نمونه - گرم - ، :Mf وزن نهایی نمونه - گرم - ، :Sf ماده جامد اولیه نمونه - گرم نمونه / گرم ماده جامد - ، :Si ماده جامد نهایی نمونه - گرم نمونه / گرم ماده جامد -
برای تعیین کاهش وزن پس از انجام تیمار اسمزی و با استفاده از فرمول زیر مقدار کاهش وزن محاسبه شد
: WR میزان کاهش وزن - 100 گرم نمونه تازه / گرم -
برای اندازه گیری چروکیدگی ، تغییرات حجم نمونه با استفاده از تغییرات حجم ناشی از چروکیدگی محصول بوسیله جابه جایی مایع تعیین شد . مزایای تولوئن نسبت به سایر مایعات عبارت است از کشش سطحی و دانسیته کم ، نقطه جوش نسبتا بالا و عدم تغییر ساختار شیمیایی در اثر مجاورت با هوا - . - 1 قبل از اندازه گیری حجم نمونه های کرفس خشک شده توسط تولوئن ، دانسیته دقیق آن توسط روش پیکنومتری تعیین گردید . بدین منظور وزن پیکنومتر خشک - - P d و پیکنومتر پر شده توسط آب مقطر - - P w تعیین شد و بر اساس اختلاف وزن این دو ، وزن آب درون پیکنومتر تعیین شد.
محاسبه وزن آب درون پیکنومتر با استفاده از فرمول - - W = Pw - P d صورت گرفت. سپس با توجه به دانسیته آب - 1000 کیلوگرم بر متر مکعب - ، حجم پیکنومتر خالی - - V p تعیین شد
پیکنومتر مجددا با تولوئن پر شده و وزن تولوئن درون آن مشخص شد . در نهایت با توجه به وزن تولوئن و حجم پیکنومتر دانسیته تولوئن - - t برابر 831/93 کیلوگرم بر متر مکعب تعیین شد . برای اندازه گیری حجم نمونه های کرفس خشک شده با استفاده از روش جا به جایی تولوئن ، وزن یک بشر خالی تعیین شد
M b بشر تا نیمه با تولوئن پر شده و نمونه توزین شده داخل آن قرار گرفت . سپس بشر توسط تولوئن لبریز شده و سطح بشر به دقت توسط دستمال خشک شدو وزن آن اندازه گیری شد - . - Mb+t+s حجم نمونه ها با استفاده از معادله 6 محاسبه شد . محاسبه حجم نمونه ها با استفاده از فرمول V = صورت گرفت. درصد چروکیدگی با استفاده از فرمول زیر محاسبه شد.
= - درصد چروکیدگی
که در آن که در آن Vt ، حجم در زمان مورد نظر و Vo حجم اولیه نمونه است . برای اینکه مقایسه بین حجم ها در زمان صفر و t صحیح باشد باید Vt برای ماده خشک Vo محاسبه شود
برای اندازه گیری رنگ ، از دستگاه هانتر لب استفاده شد . قطر داخلی سل دستگاه هانتر لب توسط کولیس اندازه گیری شده - 4/52 میلی متر - و نمونه های فیلم به صورت دایره هایی به همان قطر بریده شد . ابتدا دستگاه با کاشی سفید وسپس با کاشی سیاه کالیبر شد و نمونه های فیلم به طوریکه کف سل هانتر کاملا توسط آن پوشانده شود ، روی آن قرار داده شد . آزمون در 6 تکرار انجام شد و نتایج آن به صورت میانگین بیان گردید . شاخصهای L* شاخص استاندارد شفافیت ، a* شاحص استاندارد سبزی و قرمزی ، b* شاخص استاندارد زردی و آبی بودن و فاکتورهای L ، a و b مربوط به نمونه های آزمون بود . تغییر رنگ کلی با استفاده از فرمول زیر محاسبه شد
نتایج و بحث:
با افزایش میزان غلظت نمک - مشابه شکر - ، دمای محلول اسمزی و نیز پیش تیمار اولترا سوند ، میزان جذب مواد جامد افزایش یافت . همچنین به دلیل معنی دار شدن عبارت اثر متقابل غلظت نمک و پیش تیمار اولتراسوند ، با افزایش همزمان این دو عامل منحنی شیب صعودی تندی را در پیش می گیرد .
شهیدی و همکاران - - 1390 در مطالعه بر روی فرایند خشک کردن همزمان فراصوت و اسمزی با استفاده از ساکارز و شربت گلوکز ضمن اینکه به نتایج مشابهی دست یافتند بیان کردند استفاده از غلظت های بالاتر سبب آب گیری بیشتر شده و درنتیجه ماده غذایی طی خشک کردن توسط هوای داغ در شرایط دمایی یکسان زمان کمتری در معرض دمای بالا برای رسیدن به رطوبت تعادلی قرار می گیرد .
در شرایط زمانی یک سان - 30 دقیقه - نمونه هایی که تحت تأثیر امواج فراصوت قرار گرفته بودند میزان از دست دادن آب بیشتری داشتند .این پدیده به علت ایجاد میکروکانال ها و سهولت از دست دادن آب توسط نمونه می باشد . ساکارز بعلت وزن ملکولی بزرگتر، درصد جذب مواد جامد کمتری را در مقایسه با گلوکز داشت . با افزایش غلظت ساکارز، درصد جذب مواد افزایش یافت
