فهرست مطالب

فناوری های جدید در صنعت غذا - سال نهم شماره 3 (پیاپی 35، بهار 1401)

نشریه فناوری های جدید در صنعت غذا
سال نهم شماره 3 (پیاپی 35، بهار 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/02/24
  • تعداد عناوین: 6
|
  • دینا شهرام پور*، سید محمدعلی رضوی صفحات 195-207

    در این مطالعه ماکرو امولسیون و نانوامولسیون های اسانس رزماری تحت تیمار های مختلف اولتراسوند (10و 5، 5/2 ، 0 دقیقه) تهیه شدند. پایداری ماکرو و نانو امولسیون های اسانس رزماری در طی یک ماه نگهداری در دمای C°4 به روش اندازه گیری اندازه ذرات توسط DLS تعیین شد. فعالیت ضدمیکروبی ماکرو و نانو امولسیون های اسانس رزماری به دو روش انتشار از چاهک و میکرودایلوشن علیه چهار باکتری بیماری زا ارزیابی شد. همچنین فعالیت آنتی اکسیدان آن ها به روش مهار رادیکال آزاد DPPH مورد آزمون قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش زمان تیمار اولتراسوند از 0 به 10 دقیقه، اندازه ذرات امولسیون از nm 04/148 به nm 14/98 کاهش یافت. افزایش اندازه ذرات ماکرو و نانوامولسیون ها در طی نگهداری مشاهده شد. همچنین نتایج آزمون های ضدمیکروبی نشان داد که ماکرو و نانو امولسیون های اسانس رزماری بیشترین فعالیت ضدمیکروبی را علیه باکتری های گرم مثبت به ویژه S. aureus داشتند. در آزمون ارزیابی فعالیت آنتی اکسیدانی، میزان IC50 ماکرو و نانو امولسیون های اسانس رزماری به ترتیب g/mlµ 43/36 و 86/45 تخمین زده شد. براساس نتایج این مطالعه، نانوامولسیون اسانس رزماری به عنوان ترکیب ضدمیکروبی و آنتی اکسیدان طبیعی جهت به کارگیری در موادغذایی پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: اسانس رزماری، فعالیت آنتی اکسیدانی، فعالیت ضدمیکروبی، نانوامولسیون
  • علی روشنیان فرد*، محمد طهماسبی، علی خرمی فر صفحات 209-221
    به منظور جلوگیری از آسیب فیزیکی در حین برداشت ضروری است که عدس در رطوبت بالا (20 درصد) برداشت شود و سپس رطوبت آن به کمتر از 12 درصد کاهش یابد. قرارگیری دانه ها در سطح مزرعه در روش مرسوم خشک کردن موجب کاهش کیفیت و کمیت محصول تولیدی می شود. بنابراین هدف از این پژوهش بررسی تغییرات خصوصیات کیفی عدس خشک شده تحت شرایط دما و سرعت هوای مختلف جهت تعیین شرایط بهینه خشک کردن عدس به منظور طراحی یک خشک کن اختصاصی با حفظ حداکثری خصوصیات کیفی آن است. دانه های عدس با استفاده از یک خشک کن هوای داغ در چهار سطح دمای 50، 60، 70 و C°80 و سه سرعت جریان هوای 1، 5/1 و m/s2 تا رسیدن دانه به رطوبت حدود 12 درصد خشک شدند. سپس خصوصیات کیفی آن ها مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش دما و سرعت هوا، نمونه ها سریع تر خشک شدند اما با افزایش دما، سرعت هوا تاثیر کم تری بر زمان خشک شدن نمونه ها داشت. همچنین با افزایش هر دو عامل دما و سرعت میزان نیروی لازم بر شکست دانه افزایش یافت. از طرف دیگر، با افزایش دما روشنایی نمونه ها (L) کاهش یافت و رنگ نمونه ها از سبز (-a) به قرمز (+a) متمایل شد و تغییرات پارامتر رنگی b نشان داد که از شدت رنگ زرد در نمونه ها کاسته شده است. افزایش دما موجب کاهش بیش تر میزان پروتیین و کربوهیدرات نمونه های خشک شده شد، در مقابل با افزایش سرعت انتقال گرما آنها بهتر حفظ شدند. اما دمای نسبت به سرعت جریان هوا اثر به مراتب بیش تری بر میزان کاهش محتوای پروتیینی و کربوهیدرات نمونه ها داشت. همچنین عوامل مورد بررسی تاثیر معنی داری بر میزان مواد معدنی نمونه ها نداشتند. به منظور خشک کردن دانه های عدس با حفظ هر چه بیشتر خواص کیفی آن ها بهتر است که فرآیند خشک کردن در دماهای پایین تر (50 و C°60) و با حداکثر سرعت عبور جریان هوا (m/s2) صورت گیرد.
    کلیدواژگان: خشک کن، خصوصیات کیفی، دما، سرعت، عدس
  • سمانه محمد خشت چین، رضا فرهمندفر*، جمشید فرمانی صفحات 223-238
    گریپ فروت (Citrus paradisi) متعلق به جنس Citrus، گونه ای از گیاهان گلدار در خانواده Rutaceae است. از پوست گریپ فروت می توان برای تولید عصاره های ارزشمند یا اسانس استفاده کرد. پوست گریپ فروت دارای خواص ضد باکتریایی و آنتی اکسیدانی قوی است. همچنین به عنوان جزء ترکیبی برای لوازم آرایشی، عطر، صابون و مواد شوینده استفاده می شود. بازده حدودی اسانس پوست گریپ فروت 9/3 % بوده که حاوی هیدروکربن های آروماتیک، الکل ها، آلدهید ها، کتون ها، استر ها و آلفا ترپنویید ها است. در این پژوهش ویژگی های اسانس پوست گریپ فروت انکپسولاسیون شده با صمغ ریحان تحت تاثیر هموژنیزاسیون در سرعت های هموژنیزاسیون rpm 10000، rpm 15000و rpm 20000 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آنالیز GC/MS نشان می دهد D-لیمونن (61/65%) و کاریوفیلن (59/8%) بیشترین ترکیبات شیمیایی تشکیل دهنده اسانس پوست گریپ فروت هستند. پارامتر های ریولوژیکی توسط مدل های غیر وابسته به زمان برازش شدند و مدل هرشل بالکلی و پاورلا دارای R2 بالاتری نسبت به مدل های دیگر بودند. علاوه بر نمودار ویسکوزیته بر حسب سرعت برشی، مدل ها رفتار سودو پلاستیک (رقیق شوندگی) با برش محلول های اسانس پوست گریپ فروت انکپسولاسیون شده با صمغ ریحان را تایید کردند. ویسکوزیته محلول های اسانس پوست گریپ فروت انکپسولاسیون شده با افزایش دور هموژنیزاسیون کاهش یافته است. همچنین راندمان انکپسولاسیون، پایداری امولسیون و خاصیت آنتی اکسیدانی نمونه ها در سرعت rpm10000 بالاتر بوده است. تغییرات خاصی در گروه های عملکردی در آزمون FTIR با افزایش دور هموژنیزاسیون مشاهده نمی شود. نتایج DSC نشان می دهد دو محدوده گرما گیر (°C3/83- 4/19) و گرما زا (°C1/265 -2/210) به ترتیب مربوط به تبخیر آب و تجزیه مواد ناشی از تجزیه حرارتی پلی ساکارید ها بوده است.
    کلیدواژگان: اسانس پوست گریپ فروت، هموژنیزاسیون، انکپسولاسیون، صمغ ریحان، رئولوژی و فیزیکوشیمیایی
  • عبدالله گلمحمدی*، مهسا سادات رضوی، محمد طهماسبی صفحات 239-254

    از آنجا که فعالیت آنزیمی یکی از پارامترهای کیفی مهم سیب به شمار می رود، در این تحقیق اثر طول دوره انبارداری سرد بر مقدار فعالیت آنزیم پراکسیداز در سیب رقم رددلیشز به مدت 60 روز مطالعه شد. تصویربرداری فراطیفی بازتابی در محدوده طول موج nm 1100-400 انجام و فعالیت آنزیمی در نمونه ها نیز براساس روش های استاندارد اندازه گیری شد. پس از حذف نویزها با آنالیز PCA، برای بهبود طیف، پیش پردازش های اولیه مختلف اعمال و اثرات آن ها مورد مطالعه قرار گرفت. مدل مناسب با استفاده از روش حداقل مربعات جزیی (PLS) تعیین شد. طول موج های موثر با استفاده از الگوریتم های پیش بینی متوالی (SPA) و ضریب رگرسیون (RC) بهترین مدل انتخاب و با استفاده از روش های مختلف مدل سازی شد. بر اساس آنالیز PLS بهترین نتایج با پیش پردازش هموارسازی ساویتزکی-گولای با 574/0=RMSEC، 948/0=R2c، 518/0=RMSECV، 940/0=R2CV حاصل شد. بر اساس آنالیز داده های پیش پردازشی با ضریب رگرسیون (RC) و الگوریتم های پیش بینی متوالی (SPA) 9 طول موج به عنوان طول موج های موثر در تخمین فعالیت آنزیم پراکسیداز در نمونه ها تعیین شدند. در مدل سازی با استفاده از طول موج های موثر، مدل تلفیق شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و الگوریتم های پیش بینی متوالی (SPA) بهترین نتیجه را داشت. در نتیجه به نظر می رسد روش تصویربرداری فراطیفی می تواند به عنوان ابزاری با ارزش برای پیش بینی فعالیت آنزیم پراکسیداز در سیب طی دوره نگه داری بکار برده شود و طول موج انتخابی می تواند منابع بالقوه برای توسعه یک ابزار غیرمخرب باشد.

    کلیدواژگان: انبارداری، پراکسیداز، تصویربرداری فراطیفی، سیب، غیر مخرب
  • علیرضا یوسفی*، شهلا خدابخش اقدم، رضا ثقفی، سید محمدعلی رضوی صفحات 255-268

    در این تحقیق نشاسته های فسفریله و هیدروکسی پروپیله با درصد های جایگزینی به ترتیب 096/0 و 106/2 درصد از نشاسته طبیعی گندم تولید شدند. سپس ژل نمونه های نشاسته با غلظت های 8 و 12 درصد و در حجم های 5/7 و 15 میلی لیتر تهیه شده و تحت شرایط هضم در دهان، معده و روده شبیه سازی شده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که حدود 80 درصد از میزان گلوکز رهایش یافته نهایی، در 15 دقیقه ابتدایی هضم نشاسته ها در شرایط روده شبیه سازی شده رهایش یافت. میزان گلوکز رهایش یافته برای نشاسته فسفریله 11-6 درصد و برای نشاسته هیدروکسی پروپیله 19-16 درصد کمتر از نشاسته طبیعی پس از هضم در شرایط روده شبیه سازی شده بود. جهت مدلسازی رهایش گلوکز با روش جدول جستجوی منطق فازی، ورودی های فازی برای هر نوع نشاسته شامل حجم، غلظت و زمان هضم در روده شبیه سازی شده تعیین شد، که به ترتیب به 3، 3، و 13 مجموعه فازی با تابع عضویت مثلثی تقسیم شدند. به علاوه یک خروجی (میزان گلوکز رهایش یافته در شرایط روده شبیه سازی شده) شامل 34 مجموعه فازی طراحی شد. در این پژوهش سیستم استنتاج Mamdani به دلیل سادگی آن مورد استفاده قرار گرفت و همچنین، عملگر T-norm حداقل و تکنیک نافازی کننده درجه کشش مرکزیت بر هر قانون اعمال شد. نتایج مدلسازی با استفاده از جدول جستجوی منطق فازی نشان داد که این روش توانایی بالایی (991/0-951/0 = R2) در تخمین میزان گلوکز رهایش یافته از نشاسته های گندم حین هضم در شرایط روده شبیه سازی شده دارد.

    کلیدواژگان: نشاسته، هضم، رهایش گلوکز، مدلسازی، منطق فازی
  • آرزو قزاقی، سید فخرالدین حسینی*، مسعود رضائی صفحات 269-287
    توسعه نانوالیاف های الکتروریسی ضدمیکروبی یکی از جدیدترین رویکردها در زمینه بسته بندی زیستی مواد غذایی است. در مطالعه حاضر، نانوالیاف های ضدمیکروبی جدید بر پایه کیتوزان (CS)/پلی کاپرولاکتون (PCL) حاوی سینامالدهید (CIN) در سه سطح مختلف (3، 5 و 10%، وزنی/وزنی) از طریق روش الکتروریسی ساخته شده و ویژگی های محلول های الکتروریسی و نانوالیاف های حاصله مورد بررسی قرار گرفت. میکروسکوپ الکترونی نشر میدانی، FE-SEM، نشان داد نانوالیاف های CS/PCL دارای جهت گیری خوب، بدون گره و دارای سطح صاف با قطر یکنواخت در طول خود بودند. فعل و انفعالات فیزیکی و پیوند هیدروژنی بین CS/PCL و CIN توسط طیف-سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه، FTIR، تایید شد. این نانوالیاف های هیبریدی جدید استحکام مکانیکی عالی حداکثر تا 93/0 ± 76/11 مگاپاسکال (CS/CIN(10%)/PCL) را نشان دادند و عملکرد مطلوبی در مقابل بخار آب، WVP، به نمایش گذاشتند. بررسی الگوی رهایش CIN در محیط برون تنی نیز نشان داد که در پایان 96 ساعت، بیشترCIN موجود در نانوالیاف هایCS/PCL بدون رهایش باقی ماند (1/78-2/73%)، که نشان دهنده دوام اسانس در نانوالیاف های الکتروریسی می باشد. به علاوه، نانوالیاف های الکتروریسی حاوی بیشترین غلظت CIN (CS/CIN(10%)/PCL) فعالیت ضدباکتریایی متمایزی را نسبت به باکتری های گرم مثبت لیستریا مونوسیتوژنز و گرم منفی اشرشیاکلی نشان دادند. این مطالعه بینش هایی را به منظور طراحی مواد ضدمیکروبی جدید مبتنی بر نانوالیاف ها جهت کاربردهای بسته بندی مواد غذایی ارایه می دهد.
    کلیدواژگان: الکتروریسی، کیتوزان، پلی کاپرولاکتون، سینامالدهید، نانوالیاف های الکتروریسی، بسته بندی ضدمیکروبی
|
  • Dina Shahrampour *, Sayyed MohammadAli Razavi Pages 195-207

    In this study, macroemulsions and nanoemulsions of rosemary essential oil were prepared under different ultrasound treatments (0, 2.5, 5 and 10 min). The stability of macro- and nanoemulsions of rosemary essential oil during one month of storage at 4 °C was determined through particle size measurement by DLS method. The antimicrobial activity of macro- and nanoemulsions of rosemary essential oil was evaluated by two methods of well diffusion and microdilution against four pathogenic bacteria. Also, their antioxidant potential was tested by DPPH free radical scavenging activity. The results showed that with increasing the ultrasound treatment time from 0 to 10 minutes, the emulsion droplets size decreased from 148.04 nm to 98.14 nm. An increase in macroemulsion and nanoemulsions particle size was observed during storage. The results of antimicrobial tests also showed that macro and nanoemulsions of rosemary essential oil had the highest antimicrobial activity against gram-positive bacteria, especially S. aureus. In the antioxidant activity evaluation test, the IC50 index of macro- and nanoemulsions of rosemary essential oil were estimated to be 36.43 and 45.86 g/ml, respectively. Based on the results of this study, the nanoemulsion of rosemary essential oil is suggested as a natural antimicrobial and antioxidant compound for using in foods.

    Keywords: Rosemary essential oil, Antioxidant activity, Antimicrobial activity, nanoemulsion
  • Ali Roshanianfard *, Mohammad Tahmasebi, Ali Khoramifar Pages 209-221
    In order to prevent physical damage, it’s recommended to harvest lentils at a humidity of 20%, and then reduce it to less than 12%. Remaining the plant on the field as the conventional drying method reduces the quality and quantity of lentil product. The main purpose of this study is investigation of lentil quality characteristics in different drying conditions in order to determine an optimal condition and design a specified dryer system which can dry lentil with sufficient quality characteristics. In this study, lentil grains were dried using a hot air dryer at four temperature levels of 50, 60, 70 and 80°C and three air flow velocities levels of 1, 1.5 and 2m.s-1 until the grain moisture reached to 12%. Then their qualitative characteristics were examined. Increasing the temperature and air velocity accelerated the samples drying time consumption. With increasing temperature, air velocity had less effect on the drying time of the samples. Also, with increasing both temperature and velocity factors, the required compression force increased. On other hand, with increasing temperature, the brightness of the samples (L) decreased and the color of the samples changed from green (-a) to red (+a) and changes in color parameter b showed that the intensity of yellow color in samples have been reduced. Increasing the temperature reduced the amount of protein and carbohydrates in the dried samples, in contrast, by increasing air velocity they were better preserved. Temperature had a greater effect on the protein and carbohydrate content of the samples than the air velocity. Also, the studied factors did not have a significant effect on the amount of minerals in the samples. Based on the results obtained in this study, it’s recommended to apply the drying process at lower temperatures (50 and 60 ° C) and maximum air flow velocity (2m.s-1).
    Keywords: Drying, quality characteristics, Temperature, velocity, lentils
  • Samaneh Mohammad Kheshtchin, Reza Farahmandfar *, Jamshid Farmani Pages 223-238
    Grapefruit (Citrus paradise L) belongs to the genus Citrus, a species of flowering plant in the family Rutaceae. Grapefruit peel can be used to produce valuable extracts or essential oils. Grapefruit peel has strong antibacterial and antioxidant properties. It is also used as an ingredient in cosmetics, perfumes, soaps and detergents. Grapefruit peel essential oil yield is 3.9%, which contains open ring hydrocarbons, alcohols, aldehydes, ketones, esters and alpha terpenoids. In this study, the properties of microencapsulated grapefruit peel essential oil with basil gum under the influence of homogenization at ultra turrax speeds of 10000, 15000 and 20000 rpm were investigated. The results of GC / MS analysis show that D-limonene (65.61%) and caryophyllene (8.59%) are the most chemical constituents of grapefruit peel essential oil. The rheological parameters were fitted by non-time dependent models and Herschel Bulkely and Power law models had higher R2 than other models. In addition to the viscosity diagram in terms of shear rate, the models confirmed the pseudoplastic behavior (shear thinning) of the microencapsulated grapefruit peel essential oil solutions with basil gum. The viscosity of microencapsulated grapefruit peel essential oil solutions decreased with increasing ultra turrax speeds. Also, the coating efficiency, emulsion stability and antioxidant properties of the samples were higher at 10000 rpm. No specific changes in functional groups were observed in the FTIR test with increasing ultra turrax speeds. DSC results show that the two regions of of endothermic peaks (19.4-83.3) and exothermic peaks (210.2-265.1) were related to water evaporation and material decomposition due to thermal decomposition of polysaccharides, respectively.
    Keywords: Grapefruit peel essential Oil, Homogenization, Microencapsulation, basil seed gum, Rheology, Physicochemical
  • Abdollah Golmohammadi *, Mahsa Sadat Razavi, Mohammad Tahmasebi Pages 239-254

    Regarding this fact that peroxidase (POD) activity is considered as one of the important qualitative parameters of apple fruits, in this study, the effect of cold storage on POD activity of Red Delicious apples were investigated during 60 days. Hyperspectral reflecting imaging in range of 400-1000 nm has been applied while POD of samples were measured according to standard methods. After discarding noises using principal component analysis (PCA), to improve spectrum, different primary pre-processing had been applied and their effects were investigated. The suitable model was obtained via Partial Least Square method (PLS). Important wavelengths were selected based on regression coefficient of the best model includes large absolute values of weighted regression coefficients (RC) and sequential predictions algorithm (SPA) and using various techniques were modeled. Concerning the PLS analysis, the best results were obtained through smoothing Savitzky-Golay pre-processing with mean square root error (RMSE) of 0.475 and 0.518 and coefficient of determination (R2) of 0.948 and 0.940 for calibration and validation data, respectively. According to RC and SPA, 9 wavelengths were determined as the best. In modeling by efficient wavelength, artificial neural network (ANN) and SPA Combined Model gave the best result. The results indicated that hyperspectral imaging could be considered as a valuable tool for POD activity prediction and the selected wavelengths could be potential resources for instrument development.

    Keywords: Shelf life, peroxidase, hyperspectral imaging, Apple, Non-destructive
  • Alireza Yousefi *, Shahla Khodabakhshaghdam, Reza Saghafi, Sayyed MohammadAli Razavi Pages 255-268

    In this study phosphorylated and hydroxypropylated wheat starches were produced with 0.096 and 2.106% degree of substitution, respectively. The gel samples of the starches were prepared with concentrations of 8% and 12% at volumes of 7.5 and 15 ml. The gel samples were subjected under digestion process at simulated mouth and gastrointestinal conditions. The results showed that about 80% of the final glucose release from the starch samples were obtained within the first 15 min of digestion at the simulated intestinal condition. The amounts of glucose release for phosphorylated starch were approximately 6-11%, and for hydroxypropylated starch were 16-19% lower than that for native wheat starch after digestion at this condition. Fuzzy logic table look-up scheme was used in order to model the amount of glucose release from the starch samples. The fuzzy inputs (volume, concentration and the digestion time under the simulated intestinal condition) for each sample comprised of respectively 3, 3 and 13 fuzzy sets with triangular membership functions. Moreover, the amount of glucose release with 34 fuzzy sets and triangular membership function was considered as the output of fuzzy modeling system. In this research, the Mamdani’s inference system was used to conduct fuzzy set operations and the minimum T-norm operator and the center of gravity defuzzifier were used to produce each fuzzy rule. The results obtained from the fuzzy logic table look-up scheme modeling system demonstrated high proficiency (R2 = 0.991-0.995) of that for estimation of the amount of glucose release from the wheat starch samples at the simulated intestinal conditions.

    Keywords: Starch, Digestion, Glucose release, Modeling, Fuzzy logic
  • Arezo Ghazaghi, Seyed Fakhreddin Hosseini *, Masoud Rezaei Pages 269-287
    The development of antimicrobial electrospun nanofibrous mats is one of the most recent trends in the field of food biopackaging. Herein, novel antimicrobial fibrous mats consisting of blend electrospun chitosan (CS)/poly(ε-caprolactone) (PCL) embedded with cinnamaldehyde (CIN) were fabricated via an electrospinning approach and investigated. Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) manifested that as-spun fibers were well-oriented with uniform diameters along their lengths. The physical interactions and hydrogen bonding between CS/PCL and CIN were verified by Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy. This novel hybrid mat demonstrated excellent mechanical strength of 11.7 ± 0.93 MPa (CS/CIN(10%)/PCL) and achieved good water vapor barrier (WVP) performance. In vitro release assay also revealed that most of CIN loaded fiber mats were remained (73.2-78.1%) after 96h, demonstrating their durability. Furthermore, the electrospun nanofibrous mats containing the highest amount of CIN (CS/CIN(10%)/PCL) exhibited distinctive antibacterial activity towards Gram-positive Listeria monocytogenes and Gram-negative Escherichia coli bacteria. This study gives insights to design new fiber-based antimicrobial nanomaterials of interest in food packaging exploits.
    Keywords: Electrospinning, Chitosan, Poly(&epsilon, -caprolactone), Cinnamaldehyde, Electrospun nanofibers, Antimicrobial packaging