بهینه یابی متغیرهای مخلوط- فرآیند درتولید خامه قنادی شیر شتر با استفاده از الگوریتم جهش قورباغه چند هدفه

از آنجایی که الگوریتم جهش قورباغه به عنوان یک روش بهینه یابی نسبتا جدید مطرح است و در سال های اخیر قابلیت های خود را اثبات کرده است و متاسفانه اطلاعاتی درمورد خامه قنادی شیر شتر و اثرات جایگزین های چربی و شرایط مختلف تولید بر خصوصیات ان موجود نیست، لذا در این تحقیق، اثر مقادیر مختلف کربوکسی متیل سلولز (0 تا 2/0 درصد) و صمغ دانه شاهی (0 تا 2/0 درصد) به عنوان متغیرهای آزمایشی طرح مخلوط و کنسانتره پروتیین آب پنیر (2 تا 8 درصد) و مدت زمان هم زدن (2 تا 8 دقیقه) به عنوان متغیرهای آزمایشی طرح فرآیند بر ویژگی های فیزیکی و ریولوژیکی خامه قنادی شیر شتر مورد بررسی قرار گرفت و سپس این خصوصیات با استفاده از مدلهای به دست آمده از طرح آزمایشی متقاطع مخلوط- فرآیند توسط الگوریتم جهش قورباغه چند هدفه بهینه گردید.

شیر شتر از بازار محلی مشهد تهیه شد و سپس توسط سپراتور چربی آن جدا گردید. خامه تهیه شده در دمای 25 درجه سلسیوس با صمغ دانه شاهی (2/0 - 0 درصد)، صمغ گوار (2/0 - 0 درصد) و کنسانتره پروتیین آب پنیر (8-2 درصد) طبق طرح متقاطع مخلوط- فرآیند در نسبت های مورد نظر مخلوط شدند. نمونه ها پس از پاستوریزاسیون در دمای 80 درجه سلسیوس به مدت 5 دقیقه (در حمام آب) و هموژنیزاسیون در دمای 50 درجه سلسیوس به منظور آبگیری کامل به مدت یک شب در دمای 6-4 درجه سلسیوس در یخچال قرار گرفتند. روز بعد، نمونه ها در دمای 25 درجه سلسیوس به وسیله همزن با حداکثر 1500 دور در دقیقه به مدت 2 تا 8 دقیقه هم زده شدند تا هوادهی مناسب صورت پذیرد. در انتها افزایش حجم، پایداری کف و خصوصیات ریولوژیکی نمونه ها اندازه گیری و شرایط بهینه تعیین شد.

نتایج تحقیق نشان داد که با افزایش مدت زمان هم زدن و کنسانتره پروتیین آب پنیر، افزایش حجم نمونه ها افزایش یافت و نمونه های دارای کربوکسی متیل سلولز بیشتر نسبت به نمونه های دارای صمغ دانه شاهی بیشتر از افزایش حجم بالاتری برخوردار بودند. با افزایش کنسانتره پروتیین آب پنیر و مدت زمان هم زدن (در مقادیر بالای کنسانتره پروتیین آب پنیر)، پایداری نمونه ها نیز افزایش یافت و تغییر نسبت صمغ های دانه شاهی و کربوکسی متیل سلولز هیچگونه اثر معنی داری بر پایداری نمونه ها نداشت. نتایج حاصل از آزمون اکستروژن پسرو بافت نیز نشان داد که با افزایش زمان همزدن و افزایش صمغ دانه شاهی، سختی و چسبندگی نمونه ها افزایش یافت. به منظور بهینه یابی صفات در این تحقیق، افزایش حجم، پایداری، سختی، ضریب قوام حداکثر و چسبندگی و رفتار جریان حداقل در نظر گرفته شدند که با توجه به صفات مذکور، میزان کربوکسی متیل سلولز 19/0 درصد، صمغ دانه شاهی 01/0 درصد، کنسانتره پروتیینی آب پنیر 2 درصد و مدت زمان هم زدن 9/7 دقیقه به دست آمد.

به طور کلی نتایج پژوهش نشان داد که الگوریتم جهش قورباغه علاوه بر دقت از سرعت بالایی هم برخوردار است و می تواند در زمان بسیار اندکی به جواب بهینه همگرا برسد. بنابراین روش ارایه شده در این پژوهش می تواند برای مقاصد مختلف که در آن دقت و زمان هر دو مهم است، مورد استفاده قرار گیرد.