بخشی از مقاله
چکیده
مرحلهی غوطهوری از مهمترین مراحل فرآیند نیمجوش کردن برنج است. غوطه وری گرم، نیازمند کنترل دقیق است، زیرا نشاسته برنج طی مرحله ی غوطه وری ژلاتینه می شود. اندازهگیری مقادیر ژلاتینهشدن نشاسته برنج، با استفاده از دستگاه کالریمتر تفاضلی هزینهبر بوده و دادههای آن بهصورت بیدرنگ قابل استفاده نیست. بنابراین در مطالعه حاضر شلتوک - رقم فجر - در 4 سطوح دمایی 60، 65، 70 و 75 درجه سلسیوس و 5 سطوح زمانی غوطهور شد. نتایج نشان داد که مقادیر رطوبت شلتوک 24/43 - تا %34/93 بر پایه تر - ، هدایت الکتریکی آب شلتوک 1/63 - تا - 2/71mS.cm-1 و مقدار درجه ژلاتینهشدن نشاسته برنج 5/38 - تا - %36/90 بهطور معنیدار - P<0.05 - و به ترتیب با معادلهی نمایی - R2>0.94 - ، خطی - R2>0.94 - و معادله درجه سوم - R2>0.98 - طی غوطهوری افزایش یافت.
با تدوین رابطهی ریاضی بین درجه ژلاتینهشدن نشاسته برنج با رطوبت شلتوک-هدایت الکتریکی آب شلتوک مشخص شد که هدایت الکتریکی آب شلتوک به خوبی با درجه ژلاتینهشدن نشاسته برنج طی غوطه وری مرتبط بود. بنابراین یک سامانه اندازهگیری بیدرنگ هدایت الکتریکی آب شلتوک طی غوطهوری ساخته و ارزیابی گردید. این سامانهی، در دمای غوطهوری 65oC و 3 تکرار ارزیابی شد. در نتیجه، این سامانه می تواند برای پیش بینی دقیق - با دقت - %99/1 زمان غوطهوری مطلوب بر اساس رابطه بین درجه ژلاتینهشدن نشاسته برنج و هدایت الکتریکی آب شلتوک بکار برده شود.
کلمات کلیدی: خواص کیفی، رطوبت شلتوک، مقدار ژلاتینهشدن نشاسته، نیمجوش کردن، هدایت الکتریکی
مقدمه
برنج نهتنها غذای اصلی مردم آسیا، بلکه یکی از مهمترین مواد غذایی برای بیش از نصف جمعیت دنیا است . - FAO., 2004 - تیمار گرمایی1 بر روی شلتوک، قبل از فرآیند تبدیل2 را نیم جوش کردن شلتوک گویند که یک فرآیند هیدروگرمایی است و شامل سه مرحله غوطهوری3، بخاردهی4 و خشککردن میباشد. نیمجوش کردن شلتوک منجر به افزایش میزان رطوبت شلتوک به %35 - بر پایه تر - و در نتیجه ژلاتینهشدن نشاسته میگردد. طی ژلاتینهشدن، نشاسته از شکل بلوره5 به یک حالت بیشکل تغییر مییابد. در نتیجه این تبدیل، ساختار چند وجهی ترکیبات دانههای نشاسته، بهطور منظم به شکل متراکم تغییر مییابد که مقاومت بیشتری در مرحلهی تبدیل خواهد داشت؛ بنابراین دلایل اصلی برای نیمجوش کردن شلتوک، ژلاتینهشدن و تغییر خواص فیزیکی آن - راندمان برنج سالم، رنگ و درجه آسیاب - در طی فرآیند نیمجوش کردن و همچنین کاهش درصد شکستگی است.
بنابراین نیم-جوش کردن، می تواند تأثیر بسزایی در خودکفایی برنج داشته باشد . - Taghinezhad et al., 2015 - سیف و همکاران - 2004 - ، طی نیمجوش کردن برنج و سپس آزمون بافت سنجی توسط دستگاه آزمون مواد متوجه شدند که طی نیمجوش کردن به دلیل ژلاتینه شدن برنج، میزان سفتی و مقاومت دانه برنج، افزایش یافته و به همین دلیل مقاومت برنج طی شالیکوبی افزایش مییابد . - Saif et al., 2004 - طی تحقیقی Li و همکاران - 2004 - ، دمای ژﻻتینهشدن نشاسته ذرت را توسط گرمای اهمی تعیین نمودند. آنها نتیجه گرفتهاند که دمای ژلاتینهشدن نشاسته را میتوان از طریق منحنی دما- هدایت الکتریکی به دست آورد . - Li et al., 2004 -
در تحقیقی دیگر Icier و - 2005 - Ilicali، رابطه بین هدایت الکتریکی و دما برای پوره میوه هلو و زردآلو را طی گرمایش اهمی بررسی کردهاند و دریافتند که ضریب هدایت الکتریکی پوره میوه شدیداً به درجه حرارت و غلظت و مقدار پوره بستگی دارد و رابطه بین هدایت الکتریکی و دما یک رابطه خطی است و ضریب هدایت الکتریکی با زیاد شدن دما افزایش مییابد . - Icier and Ilicali, 2005 - طی تحقیقی Morales و همکاران - 2007 - ، نشاسته برنج را توسط دستگاه کالریمتر تفاضلی و روش هدایت الکتریکی بهصورت تابعی از دما مورد مطالعه قرار دادهاند. آنها نتیجه گرفتهاند که از هدایت الکتریکی میتوان بهجای استفاده از دستگاه کالری متر تفاضلی بهمنظور تعیین دمای بحرانی فرآیند ژلاتینهشدن استفاده کرد Morales- - . - Sanchez E . et al., 2007 در تحقیقی دیگرAn و - 2007 - King، خواص حرارتی - توسط دستگاه کالری متر تفاضلی - و گرمایش اهمی نشاسته و آرد برنج را مورد مطالعه قرار دادهاند.
آنها نتیجه گرفتهاند که وجود چربی و پروتئین در نشاسته تورم گرانولهای نشاسته را به تأخیر میاندازد و موجب افزایش دمای ژلاتینهشدن میگردد. اختلاف در خواص حرارتی بین نمونهها بامحتوای پروتئین و چربی مشابه ممکن است به علت اختلاف در محتوای آمیلوز باشداندازهگیری درصد ژلاتینهشدن نشاسته برنج با روشهای رایج DSC - و - 1XRD انجام میشود که هزینه بر بوده و دادههای خروجی دستگاه بهصورت بیدرنگ قابل استفاده نیست. با اندازه گیری بی درنگ درصد ژلاتینهشدن نشاسته می توان مرحله ی غوطه وری را بدقت کنترل کرد. بنابراین در راستای این تحقیق با ارائهی مدلی مناسب بین درصد ژلاتینهشدن نشاسته و خاصیت رطوبتی-الکتریکی - رطوبت و هدایت الکتریکی - شلتوک، پیشبینی میشود که بتوان درصد ژلاتینهشدن نشاسته برنج را با هزینه پایین و بهصورت بیدرنگ با ساخت یک سامانه کنترل خودکار، اندازهگیری کرد. با اندازهگیری درصد ژلاتینهشدن نشاسته برنج طی زمانهای مختلف غوطهوری و رسیدن آن به مقدار مشخص، سامانه دستور اتمام فرآیند غوطهوری را صادر خواهد کرد. درخصوص مدل ارائه شده و سامانه ساخته شده، تاکنون هیچ گزارشی توسط محققان ارائه نشده است.
مواد و روش ها
تهیه نمونه و غوطه وری شلتوک
به منظور اجرای تحقیق، شلتوک رقم فجر از مزرعه تحقیقاتی موسسه تحقیقات برنج کشور در آمل تهیه گردید. میانگین طول، ضخامت و عرض دانه این رقم به ترتیب برابر با 10/98، 2/24 و 1/92 میلیمتر گزارش شده است - Latifi and Alizadeh,. - 2014برای غوطهوری از تجهیزات ساخته شده توسط Taghinezhad و همکاران - 2015 - ، استفاده شد . آن ها دمای غوطهوری 60 تا 75 درجه سلسیوس پیشنهاد داده بوده اند . - Taghinezhad et al., 2015 -
اندازهگیری خاصیت رطوبتی- الکتریکی شلتوک و درصد ژلاتینهشدن نشاسته برنج طی غوطهوری
در پژوهش حاضر خاصیت رطوبتی مربوط به اندازهگیری رطوبت شلتوک و خاصیت الکتریکی مربوط به اندازهگیری هدایت الکتریکی آب شلتوک2 طی دما و زمانهای مختلف غوطهوری است. اندازهگیری در 4 سطوح دما و 5 سطوح زمان غوطهوری، مطابق جدول - 1 - در 3 تکرار انجام شد . - , Sareepuang et al., 2008 - Miah et al., 2002a برای تعیین میزان رطوبت شلتوک، نمونههای 10 گرمی به مدت 24 ساعت در اجاق آزمایشگاهی - Memmert D06836, Germany - دمای 130oC قرار داده شد.
