نشریه فناوری های جدید در صنعت غذا
سال دوم شماره 4 (پیاپی 8، تابستان 1394)

فیلم های نانوکامپوزیتی بر پایه پلی اتیلن سبک حاوی درصدهای مختلفی از مخلوط نانوذرات فلزی نقره، اکسید مس و اکسید روی با روش اکستروژن مذاب تولید شد. برگر سویا در یکی از واحدهای صنعتی تولید شد و با این فیلم های نانوکامپوزیتی بسته بندی و به مدت 8 هفته در دمای منهای18 درجه سانتی گراد نگهداری شد. بار میکروبی برگر از هفته صفر تا هفته هشتم جهت تعیین شمارش کلی میکروارگانیسم ها و تعداد کپک و مخمر بررسی گردید. نتایج نشان داد در همه فیلم های نانوکامپوزیتی بکار رفته، روند کاهشی برای رشد هر دو نوع میکروارگانیسم دیده شد. بار میکروبی شمارش کلی در فیلم های نانوکامپوزیتی از log5،77 به log2، و برای کپک و مخمر از log4،85 به log3،07 رسید. فیلم نانوکامپوزیتی حاوی 1 % اکسید روی ( فاقد نانوذرات نقره و اکسید مس) به عنوان ترکیب بهینه برای کاهش شمارش کلی میکروارگانیسم ها و نیز کپک و مخمر با درجه مطلوبیت بیش از 0،95 معرفی شد. همچنین مدل های میکروبی برای هر تیمار با استفاده از نرم افزار Design- Expert پیشنهاد شد. نقطه بهینه فوق در نرم افزار SPSS با آنالیز واریانس یکطرفه در سطح اطمینان 95 درصد اعتبار سنجی شد. تفاوت بین نقطه بهینه با تکرار آنها معنی دار نبود، در حالیکه این نقطه با تیمار پلی اتیلن خالص تفاوت معنی دار داشت. بر اساس استاندارد صنعت ژاپن JIS Z 2801:2000 که در زمینه تولید فیلم های ضدمیکروبی پیشرو است فیلم فعال تولید شده در این تحقیق دارای اثر ضدمیکروبی بود. آزمون مهاجرت نانوذرات فلزی فقط بر روی فیلم نقطه بهینه انجام شد و نتایج نشان داد که مهاجرت این نانوذرات به داخل مشابه غذایی صفر بوده است.

در این تحقیق، عصاره ریشه شیرین بیان به روش استخراج با آب داغ تحت فشار در مقیاس پایلوت، استخراج و میزان اسید گلیسیریزیک موجود در آن مورد مطالعه قرار گرفت و تاثیر پارامترهای مختلف از جمله دما و شدت جریان حلال در فشار ثابت بررسی گردید. برای آنالیز از کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا بهره گرفته شد. هدف از این تحقیق بدست آوردن شرایط بهینه استخراج اسید گلیسیریزیک از ریشه شیرین بیان با روش استخراج با آب داغ تحت فشار و با بهره گیری از روش آماری سطح پاسخ (RSM) بود. بیش ترین بازده استخراج اسید گلیسیریزیک از شیرین بیان در فشار ثابت 15 بار، متوسط اندازه ذرات 1 میلی متر، در دمای 90 درجه سلسیوس و شدت جریان 300 میلی لیتر بر دقیقه بدست آمد. استخراج با حلال آب با شیوه معمول استخراج با سوکسله مقایسه گردید. نتایج نشان داد استخراج با آب داغ تحت فشار توانایی بیش تری را در استخراج اسید گلیسیریزیک (51/570میلی گرم برگرم نمونه خشک) در مقایسه با روش معمول سوکسله (28/760میلی گرم بر گرم نمونه خشک) داشت.

هدف از این پژوهش استخراج ترکیبات فنولی برگ گیاه بادرنجبویه یا Melissa officinalis با دو روش استخراج (غرقابی و مایکروویو) و حلال های (آب، متانول 80٪ و اتانول 50٪) در زمان های مختلف بود. مقدار فنول کل توسط روش فولین سیوکالتو سنجش شد و فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره ها با آزمون های مهار رادیکال DPPH، قدرت احیاکنندگی آهن و ظرفیت آنتی اکسیدانی کل بررسی گردید. در هر دو روش، عصاره اتانولی بیشترین راندمان و عصاره آبی کمترین راندمان را در استخراج ترکیبات فنولی دارا بودند. همچنین نتایج نشان داد با افزایش زمان اشعه دهی در روش استخراج به کمک امواج ماکروویو، میزان استخراج نیز افزایش یافته اما در روش غرقابی میزان استخراج ترکیبات فنولی تا زمان 18 ساعت روند افزایشی داشته و از آن به بعد کاهش یافته است. راندمان استخراج در روش استخراج با امواج ماکروویو نسبت به روش غرقابی بالاتر بود. نتایج بررسی فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره های مختلف نشان داد کمترین EC50 در آزمون های مهار رادیکال DPPH، قدرت احیاکنندگی و ظرفیت آنتی اکسیدانی کل مربوط به عصاره اتانولی استخراج شده با ماکروویو بود. در نهایت عصاره اتانولی حاصل از ماکروویو که بهترین عملکرد را داشت، در سه سطح (250، 500 و 1000 پی پی ام) به روغن سویای فاقد آنتی اکسیدان اضافه و با آنتی اکسیدان سنتزی BHT در دو سطح 100 و 200 پی پی ام مقایسه گردید. نتایج آزمون اندیس پراکسید و تیوباربیتوریک اسید نشان داد که با گذشت زمان، اکسیداسیون به خوبی مهار می گردد و غلظت 1000 پی پی ام عصاره اثر بیشتری در مهار اکسیداسیون داشته و نسبت به BHT در هر دو غلظت بهتر عمل کرده است.

قارچ دکمه ای (Agaricus bisporus) به عنوان یک ماده غذایی با ارزش تغذیه ای بالا، بین 25 گونه قارچ خوراکی، حدود 40٪ از سهم بازار را به خود اختصاص داده است. در این مطالعه جهت خشک کردن و افزایش زمان ماندگاری این محصول، از روش پرتودهی مادون قرمز (IR) استفاده گردید. لذا اثر توان لامپ مادون قرمز (150، 250 و 375 وات)، فاصله نمونه از لامپ (5، 10، 15 و 20 سانتی متر)، ضخامت نمونه ها (5/0 و 1 سانتی متر) و در مدت زمان 120 دقیقه بر خشک کردن قارچ دکمه ای مورد بررسی قرار گرفت. نتایج خشک کردن قارچ دکمه ای به روش مادون قرمز نشان داد با افزایش توان لامپ و کاهش فاصله نمونه ها از منبع حرارتی، سرعت خشک کردن افزایش می یابد. با افزایش توان لامپ مادون قرمز از 150 به 375 وات، سرعت خشک شدن 9/104 درصد افزایش یافت. با کاهش ضخامت نمونه ها از 1به 5/0 سانتی متر، سرعت خشک شدن 8/15 درصد افزایش یافت. با افزایش زمان فرآیند خشک شدن، مقدار کاهش وزن نمونه ها افزایش یافت. در این پژوهش همچنین مدل سازی فرآیند به روش الگوریتم ژنتیک - شبکه عصبی مصنوعی با 4 ورودی (توان، فاصله لامپ، ضخامت نمونه و زمان خشک کردن) و 1 خروجی جهت پیشگویی کاهش وزن انجام شد. نتایج مدل سازی به روش الگوریتم ژنتیک - شبکه عصبی مصنوعی نشان داد شبکه ای با تعداد 11 نرون در یک لایه پنهان و با استفاده از تابع فعال سازی تانژانت هیپربولیک می توان به خوبی درصد کاهش وزن در طی فرآیند خشک کردن قارچ دکمه ای به روش مادون قرمز را پیشگویی نمود (99/0R=). نتایج آنالیز حساسیت توسط شبکه عصبی بهینه نشان داد که فاصله لامپ مادون قرمز از ورقه های قارچ به عنوان موثرترین عامل در کنترل کاهش وزن نمونه ها می باشد.

بستنی سیستم پیچیده ای است که سلول های هوا، بلور های یخ و چربی در فاز سرمی آن پخش شده اند و ریز ساختار آن تاثیر زیادی بر کیفیت محصول نهایی دارد. در این تحقیق با استفاده از پارامترهای تصویر(قطر معادل حباب، تخلخل، انتروپی و میزان کروی بودن) تاثیر ترکیبات مختلف نظیر چربی (5/2، 5، 5/7 و 10 درصد) و شیره انگور به عنوان جایگزین شکر(0، 50 و100درصد) و فرآیند تولید (انجماد و سفت کردن) بر ریز ساختار بستنی بررسی گردید. نتایج نشان داد که افزودن صمغ تاثیر معنی داری بر ریز ساختار بستنی داشته و باعث کاهش قطر معادل حباب، تخلخل، انتروپی و افزایش کرویت حباب گردید. فرآیندهای انجماد و سفت کردن نیز باعث تغییر پارامترهای تصویر شد که این تغییر در مرحله سفت شدن معنی دار بود. طی مراحل مختلف تولید افزایش غلظت صمغ باعث کاهش قطر معادل، تخلخل، انتروپی و افزایش میزان کروی بودن حباب شد، افزایش غلظت شکر نیز تاثیر مشابهی داشت اما مقدار این تغییرات معنی دار نبود. میزان چربی نیز تاثیر معنی داری بر این پارامترها نداشت.

یکی از حساس ترین مراحلی که باید در فرایند تبدیل شلتوک انجام شود، عملیات خشک کردن می باشد. رعایت اصول دقیق، علمی و فنی در فرایند خشک کردن شلتوک باعث می شود بازده تبدیل شلتوک به برنج سفید افزایش یافته و کیفیت محصول در طی انبارداری مدت طولانی تری حفظ شود. لذا در تحقیق حاضر شرایط مختلف استفاده از امواج مایکروویو از لحاظ میزان کاهش رطوبت و کمترین درصد شکستگی دانه های شلتوک در توان ها، زمان ها و همچنین لایه های مختلف مورد بررسی و آزمون قرار گرفته است. در این تحقیق از دو رقم شالی اصلاح شده نعمت و رقم طارم هاشمی که در مازندران بسیار رایج می باشد، استفاده گردید. نتایج بدست آمده از این مطالعه نشان داد که درصد شکستگی دانه های شلتوک از توان 90 تا 450 وات بطور معنی داری افزایش و همزمان کسر رطوبتی دانه ها کاهش یافت. با توجه به نتایج حاصل از کار تحقیقاتی حاضر، توان های بیشتر از 450 وات به علت ایجاد سوختگی دانه های شلتوک توصیه نمی شود. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که زمان امواج دهی 30 ثانیه، مدت استراحت دهی (خاموش بودن دستگاه) 60 ثانیه و توان 270 وات برای خشک کردن دانه های شلتوک با استفاده از امواج مایکروویو مناسب می باشد. در این شرایط میانگین درصد شکستگی دانه ها برابر با 29.37% بدست آمد.

امروزه، اکثر مواد مورد استفاده برای بسته بندی مواد غذایی، مواد زیست تخریب ناپذیرند که سبب ایجاد مشکلات محیطی جدی شده اند. بنابراین، فیلم های خوراکی بر پایه مواد طبیعی به دلیل زیست تخریب پذیر بودنشان می توانند راه حل امیدوارکننده ای برای حل مشکلات محیطی ناشی از بسپارهای سنتزی باشد. این فیلم ها علاوه بر زیست تخریب پذیری و خصوصیات ممانعتی خوب در برابر گازها، از خواص مکانیکی و نفوذ پذیری به بخار آب ضعیفی برخوردارند. لذا هدف از این پژوهش، استخراج نانو بلورهای سلولز از پوسته یولاف و افزودن آن به بیو فیلم ایزوله پروتئین آب پنیر به عنوان عامل تقویت کننده خواص آن بود. به همین منظور، از روش هیدرولیز اسیدی جهت استخراج نانوبلورهای سلولز از پوسته یولاف استفاده شد و در ادامه فیلم های بیونانوکامپوزیتی بر پایه ایزوله پروتئین آب پنیر با مقادیر 0، 2.5، 5 و 7.5% نانوبلورهای سلولز به روش قالب ریزی محلول تهیه شدند و اثرات نانوبلورهای سلولز بر خصوصیات سطحی، شفافیت، خصوصیات مکانیکی و نفوذپذیری فیلم ها نسبت به بخارآب مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد افزودن نانوبلورهای سلولز سبب بهبود خواص مکانیکی کامپوزیت ها شده است، که در این رابطه فیلم های تهیه شده از 5% نانوبلورسلولز بالاترین استحکام کششی و مدول الاستیسیته و کمترین کشش پذیری را نشان دادند. افزودن نانوبلورهای سلولز سبب کاهش تراوایی فیلم ها به بخار آب شد که تا 36 % توانست نفوذپذیری به بخار آب را کاهش دهد و همچنین سبب کاهش شفافیت و تراکم فیلم ها و زبر و ناصاف شدن سطح فیلم ها گردید. در مجموع، نتایج به دست آمده نشان داد که نانوبلورهای سلولز استخراجی از پوسته یولاف می تواند اثرات مثبتی بر خصوصیات فیزیکی فیلم ایزوله پروتئین آب پنیر داشته باشد و به بهبود خواص آن کمک کند.

در این پژوهش، فیلم های نانوزیست کامپوزیت جدید نشاسته سیب زمینی حاوی نرم کننده گلیسرول و چهار سطح نانوذرهTiO2 (0، 5/0، 1 و 2% وزنی- وزنی نشاسته) به روش قالب ریزی تهیه شدند. بررسی ریزساختار فیلم های نانوبیوکامپوزیتی توسط آزمون های میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و طیف سنجی فروسرخ (FT-IR)، به ترتیب پخش یکنواخت نانوذرات TiO2در ماتریس نشاسته، ایجاد پیوندهای هیدروژنی و برهمکنش های الکترواستاتیک بین آنها را نشان داد. همچنین، از تصاویر AFM برای ارزیابی توپوگرافی و زبری سطح فیلم ها استفاده شد. فیلم نشاسته خالص نرم شده (PS) دارای سطح صاف با حداقل زبری بود، که افزودن TiO2 موجب افزایش زبری سطحی فیلم گردید.گرماسنج پویشی تفاضلی(DSC)، افزایش دمای ذوب و انتقال شیشه ای و بهبود خواص حرارتی نانوبیوکامپوزیت را تایید نمود. آزمون های رنگ سنجی و طیف سنجی UV-Vis، به منظور مطالعه اثر حفاظتی فیلم های نانوکامپوزیتی PS-TiO2 در مقابل پرتو های نورUV و مرئی مورد استفاده قرار گرفتند. با افزایش میزان نانوذرات TiO2 از صفر به 2 درصد، اختلاف رنگ کلی و شاخص رنگ سفید به ترتیب 9/55% و 6/53% افزایش یافتند. متناسب با افزایش غلظت TiO2، میزان عبور پرتوهای نور مرئی، فرابنفش A، B و C از فیلم به صورت تابع نمایی مرتبه اول کاهش یافتند.

خواص مختلف میوه در مراحل مختلف بلوغ، رسیدگی و انبارداری تغییر کرده و می توان با بررسی خصوصیات آن، به مرحله مناسب جهت برداشت میوه دست یافت. در این بین تعیین سریع و کم هزینه خصوصیات کیفی محصول مانند درصد کل مواد جامد محلول، اسیدیته و pH یکی از اقدامات بسیار مهم در تعیین مراحل بلوغ، رسیدگی و فرآوری محسوب می شود. در این تحقیق، پتانسیل روش طیف سنجی مرئی/مادون قرمز نزدیک در تعیین خصوصیات کیفی دانه انار (واریته اشرف) مانند درصد کل مواد جامد محلول، اسیدیته و pH در چهار مرحله مختلف بلوغ (88، 109، 124و 143 روز پس از گلدهی) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصله حاکی از این بود که طیف های بدست آمده از هر یک از 4 مرحله بلوغ دانه انار می توانند یک باند اصلی 760 نانومتر را با توجه به مراحل مختلف بلوغ میوه بروز دهند. این نوع باند قابل تخصیص به اورتون سوم کششی پیوند OH، در مورد آب، می باشد. با توجه به روند بلوغ در هر مرحله، مقادیر حداکثر شدت بازتاب در باند مشاهده شده تفاوت معنی داری را نشان داد. توانائی مدل های توانائی مدل های PLS برای پیش بینی میزان درصد کل مواد جامد محلول،اسیدیته قابل تیتراسیون و pH به طور قابل توجهی تحت تاثیر نوع پیش پردازش های مورد استفاده بودند. همچنین مقایسه مقادیر پیش بینی شده این خواص از طیف سنجی با مقادیر واقعی آنها توانائی پیشگوئی مدل هائی با ضرائب همبستگی بالا (به ترتیب 0.96، 0.92 و 0.92) و مقادیر خطای پایین (به ترتیب 0.09 درجه بریکس، 0.19 و0.08) را با استفاده از طیف سنجی مرئی/مادون قرمز نزدیک نتیجه داد. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان داد که روش طیف سنجی مرئی/مادون قرمز نزدیک روشی کارا و دارای پتانسیل بسیار قوی در تشخیص همزمان و سریع مراحل بلوغ و پارامترهای کیفی انار می باشد