بخشی از مقاله
آخرین بخش خط تولید در بسیاری از صنایع شیمیایی و معدنی، کشاورزی، غذایی فرآیند خشک کردن میباشد. میزان رطوبت بالا در میوهها، نقش مهمی در رشد میکروبها، بد رنگی، پیدایش طعم نامناسب و کاهش ارزش تغذیهای دارد و محصول را برای مصرف انسان نامطلوب میسازد. بنابراین، کاهش رطوبت یا خشک کردن از طریق انتقال هم زمان جرم و حرارت، به طور گسترده برای افزایش ماندگاری، تسهیل حمل و نقل، حفظ کیفیت و کاهش افت پس از برداشت محصولات کشاورزی و به منظور تولید میوهها و سبزیهای خشک شده مورد استفاده قرار می گیرد. از هزاران سال پیش خشک کردن زیر نور آفتاب، نمک سودکردن و انجماد مورد استفاده بوده است [25]، در خشک کردن زیر نور آفتاب علاوه بر مصرف انرژی زیاد، به علت طولانی بودن فرآیند، عدم کنترل کافی و مناسب در مراحل مختلف خشک کردن، عدم وجود نور خورشید کافی و حرارت و سرعت یکنواخت اثرات نامطلوبی بر کیفیت محصول می گذارد [26] از این رو این روشهای سنتی و بسیاری روشهای دیگر که طی قرون اخیر ابداع شده و مورد استفاده قرار گرفته اند همواره در حال تغییر، اصلاح و تکامل هستند .[27] امروزه روشهای نوینی نظیر استفاده از پرتوها، فشار بالا، اولتراسوند، میدانهای الکتریکی پالسی، مقاومت الکتریکی و غیره با کاهش استفاده از مواد شیمیایی و نیز حفظ ترکیبات طبیعی و با ارزش در مواد غذایی نظیر ویتامینها در مقایسه با روش های حرارتی، ابداع شده است .[28] فرآیند خشک کردن دارای دو مرحله است:
مرحلهی اول که در سطح مواد در حال خشک شدن و در یک سرعت ثابت اتفاق میافتد و شبیه تبخیر آب می باشد و مرحلهی دوم که با کاهش سرعت خشک شدن همراه است. کوشش بر این است تا آهنگ خشک کردن از طریق انتقال گرما و رطوبت به بیشترین مقدار ممکن رسانده شود. برای اولین با پونتینگ و همکارانش آبگیری جزئی میوهها توسط محلول اسمزی را بررسی کردند .[29] خشک کردن اسمزی یکی از روشهای نگهداری مواد غذایی است که می تواند خواص کیفی محصول را بهبود بخشد و همچنین به عنوان یک مرحله مستقل و یا پیش فرآیند سایر فرآیندها مانند خشک کردن توسط هوا، انجماد، سرخ کردن، مایکروویو، کنسرو کردن و ... بکار گرفته شود .[14] همچنین، به علت استفاده مجدد از محلول اسمزی (ضایعات فرآیند) که منبع طبیعی از رنگدانهها، طعمها و آنتیاکسیدانها است، که با تغلیظهای متوالی محلولهای اسمزی نظیر افزودن ماده خشک محلول و یا استفاده توأم از حرارت دهی و افزودن ماده خشک محلول در یک سیکل پیوسته، می توان تا حد زیادی از نظر اقتصادی صرفه جویی کرد .[30] به عنوان مثال در خشک کردن اسمزی گریپفروت از محلول ساکارز 55 درصد وزنی- وزنی در دمای 30 درجه سانتیگراد، با نسبت وزنی میوه به محلول 1 به 5، بعد از 180 دقیقه، در 8 مرحله تکرار استفاده شده است. نتایج حاکی از آن است که علاوه بر کاهش در مقدار اسیدیته میوه، فعالیت آبی و محتوای مواد جامد محلول بعد از هر سیکل خشک کردن اسمزی به ترتیب کاهش و افزایش یافتهاند. همچنین مقدار ویسکوزیته محلول اسمزی به علت رقیقتر شدن محلول طی دفعات تکرار کم میشود و همچنین طی آبگیری به روش اسمزی هدایت الکتریکی افزایش یافتهاست .[1]
آبگیری اسمزی
آبگیری اسمزی عبارت است از خارج کردن بخشی از رطوبت مواد غذایی از طریق تماس مستقیم با محلول های غلیظ قندی و نمکی که به ترتیب برای آبگیری میوه ها و سبزی ها بکار می روند .[31] در طی این فرآیند دو جریان اصلی وجود دارد که عبارتند از:
2
الف- جریان خروج آب از داخل ماده غذایی به محلول اسمزی [32]
وزن نمونه اولیه وزن نمونه بعد از اسمز
×درصد جذب مواد درصد کاهش آب
وزن نمونه اولیه
ب- جریان نفوذ مواد حل شده در محلول اسمزی به ماده غذایی که در جهت خلاف جریان اول است .[32]
× وزن خشک شاهد وزن نمونه خشک بعد از اسمز مواد جذب مواد جامد
وزن نمونه اولیه
جریان سومی نیز مربوط به نفوذ مواد با وزن مولکولی پایین و محلول در آب مانند ساکاریدها و نمک های معدنی است. هر چند که این جریان خیلی ناچیز و قابل چشم پوشی است، ولی از نظر ارزش تغذیهای محصول نهایی میتواند تأثیر مهمی داشته باشد .[33] انتقال آب و مواد حل شده در فرآیند را میتوان به وسیله تعیین درصد کاهش آب (WL) و درصد جذب مواد (SG) به دست آورد. روشهای ساده برای تعیین این پارامترها توسط محققان مختلف بررسی شده است .[2] پارامترهای ذکر شده به عواملی از جمله نوع محلول اسمزی [34]، به هم زدن [36]، شکل، اندازه و ضخامت نمونه ماده غذایی [38]، نسبت ماده غذایی به محلول اسمزی [37]، دمای محلول[35]، زمان تیمار[35] و... بستگی دارد که در ادامه به بررسی این عوامل می پردازیم.
مزایای آبگیری اسمزی:
امکان استفاده از دمای پایین برای خروج آب و کاهش آسیب حرارتی به بافت و رنگ محصول که باعث حذف عطر و طعم محصول می شود .[39]
با استفاده از محلول شکر به عنوان محلول اسمزی، عطر و طعم محصول بهتر می شود.
محلول غلیظ شکر در آبگیری اسمزی از قهوه ای شدن آنزیمی جلوگیری می کند و طی انبارداری هم مانع قهوه ای شدن آنزیمی و پایداری نگ محصول می شود .[3] برای جلوگیری از قهوه ای شدن می توان از ترکیبات سولفید دار استفاده کرد که علاوه بر خوردگی تجهیزات و ایجاد طعم نامناسب، خطرات بهداشتی فراوانی نیز به همراه دارد .[40]
حذف اسید و بالارفتن شیرینی تکه های میوه در نتیجه ورود محلول اسمزی به میوه .[41]
کاهش تماس مواد غذایی با اکسیژن هوای محیط، که از چروکیدگی و و کاهش ارزش تغذیهای محصول جلوگیری میکند .[41] مصرف انرژی بسیار کم و کاهش هزینههای عملیاتی . [42]
به علت جذب مواد جامد چگالی جامد افزایش می یابد که در به دست آوردن محصول با کیفیت در خشک کردن انجمادی بسار مناسب می باشد .[43]
در صورت استفاده از نمک به عنوان عامل اسمزی، ظرفیت جذب آب بالاتر می رود .[43] کیفیت بافت محصول بهتر است .[43]
عمر انبارداری محصول تا حد زیادی افزایش می یابد.[43] استفاده از تجهیزات ساده برای فرآیند .[43]
3
معایب آبگیری اسمزی
سطح اسیدیته برخی تولیدات را کاهش می دهد که می توان با اضافه کردن اسید میوه به محلول این مشکل را حل کرد. [43]
پوشش شکر در برخی از محصولات مطلوب نیست و باعث چسبناک شدن محصول میشود که با آبکشی سریع میتوان آن را برطرف کرد .[41]
دربرخی از محصولات ممکن است aw افزایش یابد .[43] یک فرآیند زمان بر است .[4,5,6]
