بخشی از مقاله
چکیده: آب گیري اسمزي، فرآیند خارج سازي آب بر اساس قرار گرفتن مواد غذایی در محلول هیپرتونیک است. در این پژوهش ترکیب فرآیند آبگیري اسمزي و اولتراسونیک براي قطعات میوه هویچ به ضخامت 20 میلیمتر در سه سطح دمایی 35، 45 و 55 درجه سانتیگراد و در فواصل زمانی 30، 60، 90، 120، 180، 240 در غلظت هاي مختلف ساکارز در 2 سطح %35 - و - %45 و گلوکز در 2 سطح %35 - و - %45 و ترکیب - ساکارز%20 و گلوکز - %25 و ترکیب - ساکارز %25 و گلوکز - %20 در حالت استاتیک انجام گرفت.
نسبت محلول اسمزي به میوه در 2 سطح 5 به 1 و 10 به 1 و توان دستگاه 300 w و 450 انتخاب گردید. نتایج نشان داد، میزان حذف آب و جذب مواد جامد و کاهش وزن با افزایش غلظت و دما و زمان و افزایش توان ارتباط مستقیم دارد. محلول اسمزي - ساکارز + %20 گلوکز - %25 داراي بیشترین میزان دفع آب و از طرفی محلول اسمزي ساکارز %35 داراي کمترین میزان دفع آب بوده است.
محلولهاي اسمزي حاوي هر دو قند ساکارز و گلوکز داراي بیشترین میزان جذب قند محلولهاي اسمزي ساکارزي داراي کمترین مقدار جذب مواد دجامد بودند. محلول اسمزي - ساکارز + %20 گلوکز - %25 داراي بیشترین میزان افت وزن و از طرفی محلول هاي اسمزي ساکارز %35 و گلوکز %35 داراي کمترین افت وزن بودند. همچنین نتایج نشان داد بکارگیري اولتراسوند میزان حذف آب و جذب جامد و افت وزن را نسبت به نمونه هاي بدون تیمار با مایکروویو افزایش می دهد.
مقدمه
کلباسی و فاطمیان - 1378 - به بررسی تاثیر ویژگی هاي فرایند اسمزي بر خصوصیات کیفی برگه هاي سیب زرد لبنانی پرداختند. در این پژوهش تاثیر مهمترین ویژگی هاي فرایند آبگیري اسمزي از قبیل میزان ماده فعال کننده، غلظت، دما و نوع محلول اسمزي بر خصوصیات فیزیکوشیمیایی و ارگانولپتیک برگه هاي سیب مورد بررسی قرار گرفت. و نتایج پژوهش آنها نشان داد که:
-1 با زیاد شدن دماي محلول اسمزي - تا میزان معینی - مقادیر چروکیدگی، میزان قهوه اي شدن و سختی بافت در محصول تولیدي به ترتیب افزایش، کاهش و افزایش می یابد.
-2 با افزودن مقدار نمک طعام - به عنوان ماده فعال کننده - در محلول اسمزي مقادیر چروکیدگی و ظرفیت جذب آب در فراورده هاي نهایی افزایش می یابد.
-3 با ازدیاد غلظت مواد قندي در محلول اسمزي، مقادیر ظرفیت جذب آب و سختی بافت در محصول پایانی به ترتیب افزایش و کاهش می یابد.
-4 در شرایط یکسان ظرفیت جذب آب در برگه هاي سیب آبگیري شده با محلول گلوکز به طور معنی داري بیشتر از محصول مشابه آبگیري شده با محلول ساکارز بود.
-5 هیچ یک از ویژگی هاي فرایند آبگیري اسمزي اثر معنی داري در کاهش ویتامین c موجود در سیب اولیه از خود نشان نداد. -6 در تمامی موارد میزان مقبولیت و پذیرش ارگانولیتیک محصول نهایی فرایند آبگیري اسمزي با سه ویژگی مهم قابلیت جذب آب، درصد ساکارز و میزان مقاومت در مقابل نیروهاي برشی قابل توصیف بود. صوتی خیابانی و همکاران - ١٣٨٢ - بهینه سازي فرآیند برگه هلو به روش اسمز را با استفاده از محلولهاي ساکارز، شربت گلوکز و مخلوط آنها براساس طرح آماري بلوکهاي کامل تصادفی انجام دادند.
نتایج آنالیزهاي کیفی از جمله رنگ، چروکیدگی و آزمایش هاي چشایی نشان می دهد که نمونه هاي اسمزي از نظر این خصایص رتبه بهتري را نسبت به روش سنتی داشته است. با این وصف می توان از فرآیند اسمز به عنوان یک پیش فرآیند مناسب براي بهبود کیفیت محصولات سنتی استفاده نمود. امام جمعه و علا الدینی - 1384 - بهبود شاخص هاي کیفی هویچ خشک شده و فرمولاسیون آن با استفاده از پیش فرایند اسمز را مورد بررسی قرار دادند.
براي این منظور، اثرات عوامل موثر بر فرایند مانند غلظت محلول اسمزي - ساکارز 40،30 و - %50، حضور ماده بافري و دما 20 - ، 40 و 60 درجه سانتیگراد - مورد مطالعه قرار گرفت. سپس نمونه هاي اسمز شده و شاهد - اسمز نشده - هر دو به مدت بیش از 2 ساعت تحت فرایند خشک کردن تکمیلی - تحت اتمسفر و خلا - در دماي 45-50 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. مشخص شد با افزایش غلظت محلول اسمزي میزان آبگیري و میزان جذب مواد در هر دو واریته افزایش می یابد.
از طرف دیگر مقایسه بین محلول هاي حاوي ماده بافري و فاقد ماده بافري نشان می دهد که افزودن ماده بافري باعث افزایش میزان آبگیري می شود و با افزایش غلظت این ماده میزان آبگیري نیز افزایش می یابد. نتایج آزمایش ها نشان دادند که بکار گیري پیش فرایند اسمزي می تواند ویژگی هاي ظاهري و ارگانولپتیکی محصول را بهبود بخشد. بهترین نتایج با بکار گیري محلول حاوي 40 درصد ساکارز و 6 درصد محلول بافري در دماي 40 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت بدست آمد.
سلیمانی و همکاران - 1387 - پیش تیمار هویج خشک شده با هواي گرم بوسیله آبگیري اسمزي را مورد بررسی قرار دادند. براي تعیین شرایط بهینه آبگیري اسمزي تاثیر عوامل: دما، زمان، غلظت محلول، میزان کلرید سدیم و شربت گلوکز ورودي به داخل بافت هویج بررسی شد. با افزایش دما میزان ماده جامد محلول جذب شده و میزان آبگیري افزایش می یابد.
میزان نمک جذب شده در ماده غذایی با افزایش غلظت نمک و کاهش میزان شربت گلوکز در محلول اسمزي افزایش نشان می دهد. میزان آبگیري با افزایش غلظت محلول اسمزي به ویژه غلظت شربت گلوکز افزایش و میزان ماده محلول جذب شده با افزایش غلظت نمک در محلول اسمزي افزایش می یابد. عمل اسمزي در دماي 40 درجه سانتی گراد، به مدت 240 دقیقه بهترین نتیجه را از نظر میزان آبگیري و مواد جامد محلول نشان داد. نتایج آزمایشات نشان داد که غلظت %50 شربت گلوکز% 5 + نمک طعام بهترین غلظت از نظر آبگیري و کمترین ماده ورودي به بافت را نشان می دهد.
اهمیت خشک کردن:
نگهداري مواد غذایی یکی از قدیمی ترین تکنولوژي هاي مورد استفاده انسان می باشد. میوهها و سبزیجات به علت مقدار رطوبت بالا به شدت فاسد شدنی هستند و باید به سرعت بعد از برداشت فراوري شوند. خشک کردن، یک فرآیند حذف رطوبت ناشی از انتقال همزمان گرما و جرم، یکی از فرآیندهاي مورد استفاده براي نگهداري است.
فرایند خشک کردن نه تنها آب ماده غذایی را تقلیل می دهد، بلکه خواص فیزیکی، بیوشیمیایی و شیمیایی چون فعالیت آنزیمی، فساد میکروبی، تردي، ویسکوزیته، سفتی، طعم و رایحه و لذیذي ماده غذایی را دست خوش تغییر قرار خواهد داد. کیفیت محصول غذایی به میزان تغییرات فیزیکی و بیوشیمیایی که در طول فرایند خشک کردن در آن رخ می دهد بستگی دارد. درجه ي حرارت، زمان و فعالیت آبی در حین فرایند خشک کردن بر روي کیفیت محصول نهایی تاثیر می گذارد. دماهاي پایین اثر مثبتی بر روي کیفیت محصول دارد، ولی زمان فرایند را نیز طولانی تر می کند. کینگ سه هدف زیر را براي خشک کردن مواد غذایی، به صورت فشرده بیان کرده است:
الف کیفیت محصول به حداقل رساندن واکنش هاي تجزیه ي شیمیایی و بیوشیمیایی انتخاب شرایط به صورتی که در طول خشک کردن فقط آب از ماده غذایی جدا شود و مواد دیگر مانند نمک ها و مواد مولد عطر فرار و طعم دهنده، حذف نشود. ساختار محصول حفظ شود. ماده ي غذایی در طول مدت انبار شدن، پایدار بوده، به سرد کردن و بسته بندي نیاز کمتري داشته باشد. ماده ي غذایی خشک شده رنگ مطلوبی داشته باشد. از آلودگی و تقلبات مبرا باشد.
ب اقتصاد فرایند اتلاف محصول به حداقل برسد. جداسازي آب سریع صورت گیرد. منبع انرژي ارزان باشد. مشکلات حمل و نقل مواد جامد حداقل شود. تا حد ممکن عملیات خشک کردن به صورت پیوسته باشد. از دستگاه هاي ساده و غیر پیچیده استفاده شود تا هزینه هاي تعمیرات و نگهداري به حداقل کاهش یابد.
ج موارد دیگر تاثیرات مخرب بر محیط زیست حداقل باشد -
مواد و روش ها:
: فرآیند اسمز، فرآیند خارج سازي آب بر اساس قرار گرفتن مواد غذایی در محلول هیپرتونیک است که نتیجه آن تولید محصولی با فعالیت آبی پایین و قابلیت نگهداري بالا میباشد . در طی فرآیند آب گیري اسمزي دو جریان اصلی وجود دارد که عبارت است از: نفوذ آب از مواد غذایی به محلول اسمزي به علت گرادیان غلظت بین آنها جریان نفوذ مواد حل شده در محلول به ماده غذایی که جهت آن خلاف جریان اول است.
جریان سومی نیز مربوط به خروج مواد با وزن مولکولی پایین و محلول در آب مانند ساکاریدها، اسیدهاي آلی، ویتامین ها و نمک هاي معدنی است. هر چند که این جریان خیلی ناچیز و قابل چشم پوشی است ولی از نظر ویژگی هاي ارگانولپتیکی محصول نهایی، می تواند تأثیر مهمی داشته باشد . ابتدا موزها پس از پوست گیري به وسیله ي یک چاقوي تیز به برشهایی به ضخامت 10 mm برش داده شدند.
به منظور جلوگیري از واکنش قهوه اي شدن، ورقه هاي موز به مدت 5 دقیقه در متا بی سولفیت سدیم %1 غوطه ور شدند و سپس به صورت سطحی با آب مقطر شست و شو داده شدند و با کاغذ صافی رطوبت سطحی آنها گرفته شد . در این پژوهش از محلولهاي ساکارز و گلوکوز در شطوح مشخص در 3 سطح دمایی معین در حالت استاتیک استفاده می شود .
نسبت محلول اسمزي به نمونه در 3 سطح مختلف انتخاب شده و قطعات نمونه در محلول هاي اسمزي غوطه ور و در فواصل مختلف از محلول اسمزي خارج و سطح آن با آب مقطر دیونیزه شسته و بر روي یک کاغذ صافی جهت حذف آب سطحی قرار داده شد، بعد از جذب آب سطحی ، نمونه ها توزین شدند. سپس نمونه ها در معرض اولتراسونیک در3 سطح محتلف بمدت معین خشک می شوند. دماي آون 103 درجه سلسیوس و نمونه ها به مدت 3-4 ساعت براي خشک شدن درون آون قرار گرفتند. وزن نمونه ها قبل غوطه وري و بعد غوطه وري و بعد از خروج از اون توسط ترازوي دیجیتال با دقت اندازه گیري می شود. در طی این فرایند دو جریان اصلی وجود دارد که عبارتند از:
-1 شار یا جریان آب از داخل میوه به محلول اطراف
-2 جریان نفوذ مواد حل شده در محلول به ماده غذایی که در جهت خلاف جریان اول است. جریان سومی نیز مربوط به تراوش مواد با وزن مولکولی پایین و محلول در آب مانند ساکارید ها، اسید هاي آلی، ویتامین ها و نک هاي معدنی است. آب گیري اسمزي با روش فراصوت ترکیب شده است .ترکیبی جدید سرعت انتقال جرم و خشک کردن غذاها را با افزایش نفوذپذیري غشاي سلولی افزایش می دهد .آب گیري اسمزي به اندازه کافی سریع نیست و باید با نفوذ پذیري بیشتر غشاء سلول و توسط کاهش فعالیت آبی مواد غذایی بهبود یابد قدرت فراصوت یک تکنولوژي جدید در صنایع غذایی است .
اثرات مکانیکی و فیزیکی صدا میتواند به منظور ارتقاء بسیاري از فرآیندهاي نفوذ مورد استفاده قرار بگیرد .کانال هاي میکروسکوپی تشکیل شده به وجود آمده در طی اولتراسونیک باعث کاهش نفوذ لایه مرزي و افزایش انتقال جرم همرفتی در میوه ها می شود .به طور مداوم فراصوت با فرکانس بالا می تواند به منظور افزایش انتقال جرم مورد استفاده قرار گیرد .
مزایاي استفاده از فراصوت این است که فرآیند می تواند در دماي محیط و بدون حرارت دادن انجام شود بنابراین عطر و طعم طبیعی، رنگ و حساسیت حرارتی اجزاء غذایی حفظ می شود وقتی فراصوت به کار برده شود سرعت کاهش آب و جذب مواد جامد سریع تر است .مهمترین تفاوت ها در جذب مواد جامد پدیدار شد این موج هاي صوتی نیرومند ضرایب انتقال گرما و جرم را درلایه ي مرزي محصول افزایش می دهد . این پدیده باعث جدا شدن مایع از جامد می گردد.
