بخشی از مقاله
چکیده:
ویژگی های بافتی محصولات غذایی میتواند تاثیرات زیادی بر میزان مطلوبیت و پذیرش محصول از جانب مصرف کننده داشته باشد. سنجش بافت و حالت کلی محصول توسط مشتری به وسیله حواس پنج گانه انجام میگیرد. در این میان برخی محصولات در هنگام مصرف و یا تکه شدن صداهایی را از خود منتشر میکنند که این صداها میتوانند تا حدی با بافت و ترکیبات کلی محصول مرتبط باشند.
در سال های اخیر محققان پیشنهاد دادهاند که با انجام آزمایشات گوناگون و اعمال نیرو بر این محصولات، امواج صوتی حاصله ثبت و مورد بررسی و مطالعه قرار گیرند تا بدین طریق ارتباطی میان بافت و ترکیب محصول با صداهای تولید شده برقرار گردد . در این مطالعه سعی شده است که ضمن معرفی ویژگی های امواج صوتی، تحقیقات و روشهای انجام شده به وسیله محققین دراین راستا نیز مورد بررسی قرار گیرند. لازم به ذکر است که کاربرد این روش تا به امروز چندان گسترده نبوده و این آزمایشات بیشتر به منظور انجام ارزیابی های تکمیلی در کنار سایر روشها مورد استفاده قرار میگیرند.
مقدمه:
امروزه از روش های مختلفی برای سنجش بافت مواد غذایی استفاده می شود که هرکدام می تواند بر اساس نوع مواد غذایی و ساختار آن اطلاعاتی را به ما ارائه دهند. یکی از روش هایی که در سالهای اخیر مطرح گردیده، بحث امواج صوتی و نقش آنها در بررسی بافت می باشد. کیفیت و مطلوبیت برخی محصولات غذایی تا حدی از روی صداهای تولید شده در هنگام خردشدن و جویدن شدن، ارزیابی می شود که در صورت مناسب نبودن صداها، می تواند باعث عدم مقبولیت شده و معرف کیفیت پایین غذا باشد.
بطور کلی در این زمینه دو روش مورد استفاده قرار می گیرد. اولین روش استفاده از تخریب می باشد. همانطور که از اسم آن مشخص است، ماده غذایی دچار تغییر شکل دائمی میشود. روش دوم، روش غیر تخریبی می باشد که در آن صدا به وسیله منبعی تولید می شود، از ماده غذایی عبور کرده و در طرف مقابل با انازه گیری فرکانس صداهای انعکاسی به بافت و ساخت ماده غذایی پی برده که معمولاً این روش برای بررسی میزان رسیدگی میوه ها و سبزیجات به کار می رود.
امواج صوتی:
امواج صوتی، امواج مکانیکی طولی هستند. صوت در اثر ارتعاش مولکولهای هوا ایجاد می شود. ارتعاش یعنی حرکت مولکولهای هوا از جای خود در مسیر معین و بازگشت آنها به جای اولیه. به این پدیده فیزیکی موج گفته می شود و به عواملی که باعث ایجا ارتعاش می شود، جسم مرتعش گویند. هنگامی که یک شی مرتعش می شود یک حرکت رفت و برگشتی را ایجاد می کند که در حرکت رفت لایه های هوای اطراف خود را متراکم کرده و چگالی و فشار آن را نسبت به حالت تعادل افزایش می دهد که این لایه متراکم نیز به نوبه خود لایه مجاورش رامتراکم می کند، به این ترتیب که یک آشفتگی ایجاد می شود که در آن فشار و چگالی بیشتر از حالت تعادل است.. در حرکت برگشت لایه های هوای اطراف که در حرکت رفت متراکم شده بودند منبسط شده و فشار چگالی آن ناحیه کم می شود. لایههای متراکم و همچنین لایههای انبساط یافته در هوا منتشر می شود. واژهAmplitude معرف میزان بلندی صدا است. یعنی هرچه بیشتر باشد صدا بلندتر می باشد و بالعکس
صدا در مواد غذایی:
به وضوح مشخص است که تمام غذاها در هنگام جویده شدن یا خردشدن تولید صداهایی که قابلیت ارزیابی داشته باشند نمی کنند و غذاهایی که دارای حالت کریسپی و کرانچی هستند صداهای بیشتری را تولید می کنند.این بافت ها نقش زیادی در ایجاد و مطلوبیت کلی غذاها برعهده دارند. برای این محصولات از دست رفتن این حالت می تواند ناشی از جذب رطوبت محیط و یا انتقال آب از موادی که در مجاورت محصول قرار دارند باشند.
- Piazza et al., 2007 - .ارائه تعاریف مشخصی برای واژه های Crispy و Crunchy کار دشواری می باشد و تفاوت های بسیار ظریفی بین آن وجود دارد. - Luyten et al., 2004 - صدای کریسپی معمولاً کوتاه و بی صدا و کرانچی طولانی تر و کشیده تر است . همچنین می توان از روی فرکانس این دو را از یکدیگر تشخیص داد. فرکانس های تولیدی برای Crispy در محدود 1.9-3.3 Khz و برای حالت Crunchy ، 1.25-2 می باشد
ویژگی کلی مواد غذایی به حالت Crispy و Crunch این است که حالت سلولی دارند . براین اساس، غذاها به دو نوع Wet crispy foods و Dry crispy food تقسیم میشوند. غذاهایی که در ساختارشان مایعات وجود داشته مانند میوه ها وسبزیجات، wet crispy food و غذاهایی که ساختار سلولی خود فقط هوا دارند مانند بیسکویت و چیپس را dry crispy food گویند. صداهای ایجاد شده در هنگام مصرف و یا خردشدن غذاها ناشی از شکسته شدن این سلولها و تخریب دیواره های سلولی می باشد
هنگامی که نیرویی به به غذا وارد می شود، ساختار آن تحت استرس قرار میگیرد تا نقطه ای بحرانی. از این مرحله به بعد، اعمال نیروی باعث شکسته شدن دیواره سلول های غذا می شود که آن نیز باعث ارتعاشاتی خواهد شد که به صورت امواج صوتی در غذا ظاهر می شود.
بررسی نمودارهای امواج صوتی حاصل از مواد غذایی:
محققین با انحام تست های گوناگون بر روی مواد غذایی به ضبط صدای حاصل از آنها پرداختند. در اکثر روشها، اساس کار به این صورت بوده است که با داشتن اطلاعات قبلی از محصول و همچنین نمودارهای حاصل از تست های بافت سنجی، سعی شد تا اطلاعات را با نمودارها و ویژگیهای اصوات منتشر شده از غذا در طی انجام تست مقایسه کنند و بتوانند ارتباطهای معناداری بین آنها پیدا کرده و پارمترهایی را تعریف نمایند.
در یکی از تحقیقات انجام شده، محصول - اسنک اکسترود شده - در فعالیت های آبی 0.44 و 0.11 قرار گرفته و روی آن تست تخریبی انجام گرفت و نمودارهای امواج صوتی زیر حاصل شد.
شکل-1 امواج صوتی حاصل از نمونه های اسنک با فعالیت های آبی 0.44 و 0.11
در شکل - 1 - مشاهده می شود که امواج صوتی حاصل از نمونه دارای aw=0.11 دارای تعداد پیک های بیشتری نسبت به نمونه با aw=0.44 بوده و همچنین ارتفاع پیک ها نیز در نمونه 0.11 بیشتر می باشد. همانطور که می دانیم نمونه ای با aw=0.11 حالت کریسپی تری نسبت به نمونه ای با aw=0.44 دارا می باشد . بنابراین میتواند از این نمودار به وضوح دریافت که دریک محصول هرچه میزان aw کمتر باشد و یا به عبارتی میزان کریسپی بودن بیشتر باشد، تعداد و ارتفاع پیک ها مربوط به امواج صوتی حاصل از شکسته شدن آن نیز بیشتر خواهد بود.
در بررسی دیگری تست Bending بر روی نان های کریسی اکسترود شده انجام گرفت و نمونه هایی با فعالیتهای آبی متفاوت مورد مقایسه قرار گرفته شد.
شکل-2 نتایج حاصل از امواج صوتی منتشر شده از تست bending بر روی نان های اکسترود شده در فعالیت های آبی متفاوت
در شکل - 2 - نیز مشخص است که از بالا به پایین و با افزایش میزان aw، تغییرات معناداری در تعداد ارتفاع پیک ها مشاهده می شود.
در بررسی دیگری که روی نوعی نان موسوم به cracker bread انجام گرفت در فعالیت های آبی مختلف تست puncture بر روی نمونه ها انجام شد و نمودار زیر براساس تعداد پیکهای امواج صوتی در مقابل aw رسم گردید.
شکل-3 تاثیر میزان فعالیت آبی بر تعداد پیک های صوت و پیک های حاصل از نیرو
همانطور که در نمودار شکل - 3 - مشاهده می شود، با افزایش میزان aw، تعداد پیک ها کاهش مییابد که در اینجا نیز این مطلب مشخص است که هرچه محصول خشک تر باشد و حالت کریسپی تری داشته باشد تعداد پیک های موجود نیز بیشتر خواهد بود.
در یک تحقیق دیگری سیب زمینی طی زمان های مختلفی سرخ شده و تحت تست fracture قرار گرفت و امواج صوتی زیر برای آن دست آمد.
