مقاله تغییرات میزان از دست دادن رطوبت طی سرخ کردن سیب زمینی با افزودن بتاسیکلودکسترین و کلریدسدیم به روغن

بخشی از مقاله

چکیده

هدف: یکی از اهداف اصلی فرآیند سرخکردن عمیق، کاهش محتوای رطوبت مادهغذایی میباشد. بنابراین، بررسی روابط بین متغیرهای مختلف طی سرخکردن شامل شرایط مختلف زمانی و دمایی از یک طرف و میزان از دست دادن رطوبت از طرف دیگر، راه مناسبی برای کنترل بهینه فرآیند و افزایش کیفیت محصول نهایی است. هدف این تحقیق، بررسی اثر شرایط فرآیند از طریق افزودن بتاسیکلودکسترین در سطوح غلظت 0/3 و 0/6 گرم در لیتر و کلریدسدیم با غلظتهای 1 و 3 درصد - وزنی- حجمی - به روغن سرخکردنی روی میزان از دست دادن رطوبت قطعات سیبزمینی طی فرآیند سرخکردن بود.

مواد و روشها: بعد از انجام تیمارهای مربوطه با بتاسیکلودکسترین و کلریدسدیم بر روی روغن سرخکردنی، قطعات سیبزمینی به ابعاد 1/2×1/2×4 سانتیمتر برش داده شدند و سپس در دماهای 150، 170 و 190 درجه سانتیگراد و زمانهای 90، 180، 270 و 360 ثانیه سرخ شدند.

نتایج و بحث: اعمال همه تیمارها به صورت تلفیقی به طور معنیداری میزان از دستدادن رطوبت نمونهها را نسبت به نمونه شاهد کاهش داد. بتاسیکلودکسترین با جذب در لایه سطحی مادهغذایی میتواند در لایه بین سطحی مادهغذایی و روغن، به عنوان متصلکننده آب عمل کرده و با باند شدن به رطوبت، باعث کاهش از دست دادن رطوبت شود. کلرید سدیم نیز پس از تماس با مادهغذایی طی فرآیند سرخکردن، در لایه سطحی آن به عنوان الکترولیت قوی عمل کرده و موجب افزایش کشش بین سطحی میگردد؛ بدین ترتیب تمایل دو فاز روغن و رطوبت موجود در مادهغذایی به اختلاط با همدیگر کمتر میشود.

نتیجه گیری کلی: افزایش دما و زمان سرخکردن، میزان از دست دادن رطوبت را کاهش داد. همچنین، اعمال تلفیقی تمام تیمارها باعث کاهش میزان از دستدادن رطوبت نمونهها نسبت به نمونه شاهد شده و بدین ترتیب منجر به بهیود کیفیت قطعات سیبزمینی گردید.

مقدمه:

یکی از اهداف اصلی فرآیند سرخکردن عمیق، کاهش محتوای رطوبت مادهغذایی تا یک حد معین میباشد و در واقع این فرآیند، نوعی پخت و دهیدراسیون تلقی میگردد - بوچون، . - 2009 محتوای رطوبت موادغذایی سرخشده، مقدار رطوبت بر واحد جرم مرطوب یا خشک میباشد که معمولاً به صورت درصد بیان میشود. محتوای رطوبت طی فرآیند سرخکردن و با گذشت زمان به صورت نمایی کاهش مییابد. انجام این فرآیند در روغن داغ با دمای 150 الی 190 درجه سانتیگراد موجب سرعت بالای دهیدراسیون طی سرخکردن میگردد. مکانیسم خروج رطوبت از داخل مادهغذایی هنگام سرخکردن، بسیار پیچیده است و دارای سه نوع انتقال مختلف از طریق انتشار مولکولی1، جریان مویین2 و جریان فشاری3 میباشد

در فرآیند سرخکردن، در اثر اعمال حرارت، انتقال رطوبت با جوشش سطحی آغاز میشود و زمانیکه رطوبت سطحی در نتیجه تبخیر کاهش مییابد، انتشار رطوبت از مرکز به سطح مادهغذایی به پدیده فیزیکی غالب تبدیل میگردد. خروج رطوبت از مادهغذایی به شکل بخار بوده و این پدیده، باعث ایجاد منافذ و حفراتی میشود که در حین فرآیند و بعد از آن، محلهایی برای جذب روغن توسط مادهغذایی ایجاد مینمایند. با تبخیر رطوبت سطحی، پوستهای در سطح مادهغذایی تشکیل میگردد

تحت این شرایط، دمای سطح مادهغذایی به دمای روغن نزدیک شده، رطوبت در آن ناحیه کاهش مییابد و به مقدار رطوبت باندشده میرسد. به این ترتیب، محتوای رطوبت با گذشت زمان طی فرآیند سرخکردن، کاهش و در مقابل روغن جذب مادهغذایی میگردد. بنابراین، جذب روغن توسط مادهغذایی که یک مسأله مهم میباشد، با میزان خروج رطوبت از مادهغذایی مرتبط است؛ از اینرو بررسی خروج رطوبت در حین سرخکردن موادغذایی حائز اهمیت میباشد.

در سالهای اخیر، محققین مختلفی در جهت بهبود بخشیدن به کیفیت محصولات سرخشده مطالعههای متعددی را انجام دادهاند. در پژوهشهای بسیار محدودی، با افزودن برخی ترکیبات مؤثر بر کشش سطحی همچون بتاسیکلودکسترین و کلریدسدیم، ضمن کاهش میزان خروج رطوبت، محتوای روغن سطحی جذبشده در حین سرخکردن را کم کرده و خصوصیات حسی و کیفی آن را نیز بهبود بخشیدهاند. استفاده از بتاسیکلودکسترین، از طریق به دام انداختن عوامل فعال سطحی4 حاصل از هیدرولیز روغن طی فرآیند سرخکردن در دماهای بالا، موجب افزایش کشش سطحی میشود.

همچنین، بتاسیکلودکسترین با داشتن ساختار خاص خود و با جذب در سطح مادهغذایی، موجب افزایش کشش سطحی بین ماده-غذایی و روغن میگردد و به این ترتیب موجب کاهش خروج رطویت از یک سو و کاهش جذب روغن از سوی دیگر میگردد. علاوه بر این، بتاسیکلودکسترین از کاستهشدن رنگ مطلوب نهایی مادهغذایی سرخشده نیز جلوگیری به عمل میآورد

همچنین، الکترولیتهای قوی مانند کلریدسدیم با جذب در لایه سطحی مادهغذایی، از طریق تأثیر بر غلظت میسلی بحرانی عوامل فعال سطحی، موجب افزایش کشش سطحی بین روغن و مادهغذایی میشوند - ایکسو و همکاران، - 2009 و از این طریق، موجب کاهش میزان خروج رطوبت از مادهغذایی طی فرآیند سرخکردن میشوند. بر اساس اطلاعات موجود، در ارتباط با تأثیر بتاسیکلودکسترین و کلریدسدیم روی محتوای رطوبت طی فرآیند سرخکردن، مطالعهای انجام نگرفته است. این تحقیق، با هدف مطالعه اثر افزودن کلریدسدیم و بتاسیکلودکسترین به روغن سرخکردنی روی تغییرات محتوای رطوبت، قطعات سیبزمینی طی فرآیند سرخکردن عمیق صورت گرفت.

مواد و روشها:

مواد

در این تحقیق، سیبزمینی و روغن مایع به عنوان مواد خام مورد استفاده قرار گرفتند. سیبزمینی از بازار محلی خریداری و قبل از انجام آزمایشات در سردخانه بالای صفر نگهداری شد. روغن مورداستفاده در این مطالعه، روغن مایع مخصوص سرخکردنی - مخلوطی از روغنهای آفتابگردان، سویا و پنبهدانه - بود. از بتاسیکلودکسترین Cyclomaltoheptaose - ساخت شرکت Sigma امریکا - و کلریدسدیم Sodium chloride - ساخت شرکت Merck آلمان - نیز به عنوان افزودنی به روغن سرخکردنی استفاده گردید.

تجهیزات

در این تحقیق، سرخکن Moulinex - مدل F430.R، با ظرفیت 2/2 لیتر روغن، ساخت فرانسه، مجهز به سیستم تنظیم دما در محدوده 150 تا 190 درجه سانتیگراد، دارای محفظه ضدزنگ و سبد جداشونده - و آون کنوکسیونی - مدل BM120، 120 لیتری، ساخت ایران، شرکت فن آزما گستر، هوشمند و مجهز به فن سیرکولاسیون هوا - جهت اندازهگیری مقدار رطوبت نمونهها استفاده شد.

آماده سازی نمونه ها:

پس از شستشو و پوستگیری سیبزمینیها، برای تهیه نمونهها به شکل قطعات مکعب مستطیل با ابعاد 1/2×1/2×4 سانتیمتر - طول×عرض×ارتفاع - ، از یک کاتر دستی طراحیشده با همین ابعاد استفاده شد. نمونههای برش دادهشده جهت جلوگیری از اتلاف رطوبت در درون یک پلیت قرار گرفته و قبل از سرخکردن، جهت حذف نشاسته سطحی با آب مقطر شستشو داده شدند. آب اضافی با کاغذ جاذب رطوبت گرفته شده و قطعات سیبزمینی تا زمان سرخکردن در پلیتهای دربسته جهت جلوگیری از افت رطوبت نگهداری شدند. در مرحله بعد، نمونهها بر حسب نوع و میزان مواد افزودنی مورداستفاده - بتاسیکلودکسترین و کلریدسدیم - به روغن سرخکردنی، به چند دسته تقسیم شدند:
1:    نمونههای شاهد که بلافاصله در دماها و زمانهای موردنظر سرخ شدند . - Control -

2:    نمونههایی که در روغن حاوی بتاسیکلودکسترین به میزان 0/3 گرم در لیتر در دماها و زمانهای موردنظر سرخ شدند . - B0.3 -

3:    نمونههایی که در روغن حاوی بتاسیکلودکسترین به میزان 0/6 گرم در لیتر در دماها و زمانهای موردنظر سرخ شدند . - B0.6 -

4:    نمونههایی که در روغن حاوی کلریدسدیم به میزان 1 درصد - وزنی- حجمی - در دماها و زمانهای موردنظر سرخ شدند . - NC1 -

5:    نمونههایی که در روغن حاوی کلریدسدیم به میزان 3 درصد - وزنی- حجمی - در دماها و زمانهای موردنظر سرخ شدند . - NC3 -

6:    نمونههایی که با افزودن تلفیقی از کلریدسدیم 1 درصد و بتاسیکلودکسترین 0/3 گرم در لیتر به روغن سرخکردنی، سرخ شدند . - NC1-B0.3 -

7:    نمونههایی که با افزودن تلفیقی از کلریدسدیم 1 درصد و بتاسیکلودکسترین 0/6 گرم در لیتر به روغن سرخکردنی، سرخ شدند . - NC1-B0.6 -

8:    نمونههایی که با افزودن تلفیقی از کلریدسدیم 3 درصد و بتاسیکلودکسترین 0/3 گرم در لیتر به روغن سرخکردنی، سرخ شدند . - NC3-B0.3 -

9:    نمونههایی که با افزودن تلفیقی از کلریدسدیم 3 درصد و بتاسیکلودکسترین 0/6 گرم در لیتر به روغن سرخکردنی، سرخ شدند . - NC3-B0.6 -

شرایط سرخکردن:

پس از آمادهسازی نمونهها، ابتدا سرخکن با 1/5 لیتر روغن پر شد و بعد از افزودن ترکیبات و تنظیم دما و زمان موردنظر، سرخکن بر روی حالت اتوماتیک قرار داده شد؛ به طوری که پس از رسیدن دمای سرخکن به دمای موردنظر، نمونههای سیبزمینی به میزان 100-120 گرم در داخل سبد مشبک سرخکن قرار داده شدند و سبد حاوی نمونهها به طور اتوماتیک در روغن غوطهور شد. پس از سرخشدن نمونهها به مدت زمان موردنظر، نمونهها از سرخکن بیرون آورده شده و روغن اضافی آنها توسط یک کاغذ جاذب گرفته شد و بلافاصله آنالیزهای مربوطه بر روی آنها انجام گرفت.

آزمایشات:

اندازه گیری محتوای رطوبت

محتوای رطوبت نمونهها، از طریق خشککردن آنها در آون کنوکسیونی در دمای 105 1œC، تا رسیدن به وزن ثابت انجام شد AOAC - ، - 1990 و نتایج بر حسب گرم رطوبت بر گرم ماده خشک بدون روغن گزارش گردید.

اندازهگیری محتوای روغن
سنجش میزان روغن نمونههای سرخشده بوسیله استخراج روغن نمونهها در دستگاه سوکسله با حلال پترولیوم اتر صورت گرفت AOAC - ، - 1995 و برحسب گرم روغن بر گرم ماده خشک بدون روغن گزارش شد.

آنالیز آماری:
در این مطالعه، 9 تیمار نشان دادهشده در جدول 1، در سه دمای 150، 170 و 190 C و چهار زمان 90، 180، 270 و 360 ثانیه در دو تکرار - 9×3×4×2=216 - سرخ شدند. تجزیه و تحلیل دادهها بر اساس آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با استفاده از نرم افزار SAS 9.1 انجام شد. همچنین، برای انجام مقایسه میانگین، از آزمون بونفرونی5 - استیل و همکاران، - 1997 در سطح احتمال - P<0.05 - 5% استفاده شد.

نتایج و بحث:

شکل 1 ، منحنی تغییرات نسبت رطوبت قطعات سیبزمینی سرخشده حاصل از آزمایش را در دمای 150 درجه سانتیگراد و در زمانهای 0، 90، 180، 270 و 360 ثانیه، برای نمونههای شاهد و تیمارهای کلریدسدیم - با غلظتهای 1 و 3 درصد - و بتاسیکلودکسترین - در سطوح غلظت 0/3 و 0/6 گرم در لیتر - ، به صورت مجزا نشان میدهد. مطابق نتایج حاصل، نسبت رطوبت تمامی نمونههای ذکرشده، با گذشت زمان سرخکردن به صورت نمایی کاهش پیدا کرد و در زمانهای آخر سرخکردن، سرعت خروج رطوبت کند شد.

قابل ذکر است که نسبت رطوبت در نمونههای شاهد دارای کمترین میزان بود. همچنین، در نمونههای تیمارشده با کلریدسدیم 3 درصد، سرعت خروج رطوبت از مادهغذایی، در مقایسه با تمام تیمارهای مجزا کمترین میزان را داشت و در نتیجه نسبت رطوبت در یک زمان مشخص از سرخکردن، در مقایسه با نمونههای شاهد دارای بیشترین میزان بود. افزایش نسبت رطوبت در قطعات سیبزمینی تیمار شده با کلریدسدیم در هر دو غلظت 1 و 3 درصد نسبت به نمونه شاهد، از لحاظ آماری معنیدار بود . - 3 0 . 05 - لازم به ذکر است که افزایش در میزان نسبت رطوبت در تیمارهای بتاسیکلودکسترین نیز در هر دو غلظت 0/3 و 0/6 گرم در لیتر، از لحاظ آماری معنیدار بود . - 3 0. 05 -

از آنجایی که بتاسیکلودکسترین از نظر ساختاری شامل یک بخش داخلی هیدروفوب و بخش بیرونی با خاصیت هیدروفیلیک میباشد، با جذب در لایه سطحی مادهغذایی میتواند در لایه بین سطح مادهغذایی و روغن، به عنوان متصل کننده آب عمل کرده و با باند شدن به رطوبت، مانند یک مانع، باعث کاهش خروج رطوبت شود

از طرف دیگر، بتاسیکلودکسترین از طریق افزایش کشش سطحی بین روغن و مادهغذایی، موجب میگردد رطوبت کمتری از ماده غذایی در طی فرآیند خارج گردد

کلریدسدیم نیز پس از تماس با ماده غذایی طی فرآیند سرخکردن، در لایه سطحی آن به عنوان الکترولیت قوی عمل کرده و موجب افزایش کشش سطحی میگردد؛ در نتیجه، تمایل دو فاز روغن و رطوبت مادهغذایی به اختلاط با همدیگر کمتر میشود