فهرست مطالب

نشریه فناوری های جدید در صنعت غذا
سال نهم شماره 4 (پیاپی 36، تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/06/05
  • تعداد عناوین: 6
|
  • فاطمه مرادی گنجه، رسول معمار دستجردی*، محمدهادی موحدنژاد، مختار حیدری صفحات 289-307

    استفاده از پوشش های خوراکی یکی از موثرترین راه ها در حفظ کیفیت میوه ها است. در این پژوهش کیفیت میوه لیموشیرین در قالب طرح فاکتوریل کاملا تصادفی با پوشش خوراکی نانوکامپوزیت کیتوسان-رس در سه سطح، روغن زیتون و واکس کارنوبا در مقایسه با نمونه بدون پوشش در طی عمر سردخانه ای در مدت 4 ماه مورد ارزیابی قرار گرفت. در طی دوره انبارمانی میوه های لیموشیرین ویژگی های اسیدیته، بریکس و اسید اسکوربیک و ویژگی های مکانیکی شامل حداکثر نیروی کشش پوست و مدول پانچ پوست میوه اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که واکس کارنوبا و نانو کامپوزیت کیتوسان-رس در حفظ خواص کیفی و مکانیکی نسبت به حالت بدون پوشش عملکرد بهتری داشتند. هم چنین در بین پوششهای به کاربرده شده پوشش نانو کامپوزیت کیتوسان-رس 5 درصد موفقیت بالاتری در حفظ خواص نسبت به سایر پوششها داشت. در این پژوهش، شبکه های عصبی مصنوعی، روش های رگرسیون خطی، غیرخطی نیز برای پیش بینی خواص لیموشیرین با پوشش های مختلف در شرایط انبارمانی مورداستفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که شبکه عصبی در مقایسه با رگرسیون خطی و غیرخطی، قدرت بهتری برای پیش بینی خواص لیموشیرین داشت و الگوریتم یادگیری لونبرگ مارکوارت (LM) با تابع انتقال tansig بهترین نتیجه را داشت. بهترین برازش برای پارامتر کیفی، میزان اسیدیته با ضریب تبیین (R) ، 95% به دست آمد. همچنین مطابق نتایج آنالیز حساسیت بالاترین ضریب حساسیت برای پارامتر مدول پانچ در ویژگی زمان با مقدار 96/47 درصد به دست آمد.

    کلیدواژگان: پوشش نانوکامپوزیت، انبارمانی، خواص مکانیکی، خواص کیفی، لیمو شیرین، آنالیز حساسیت
  • سودابه عین افشار*، پروین شرایعی، مسعود یقبانی صفحات 309-329
    پژوهش حاضر، با هدف بهینه سازی استخراج و ریزپوشانی ترکیبات رنگی موجود در ضایعات فرآوری گیاه دارویی گزنه انجام شد. روش سطح پاسخ برای بررسی اثرات متغیرهای مستقل غلظت حلال اتانول (با سه غلظت 100، 50 و 0درصد)، نسبت حلال به ماده اولیه (در سه نسبت30، 45 و 60 درصد) و سه زمان (hr 1، 4 و 7) و سه دمای (°C20، 40 و 60) بر راندمان استخراج، مقدار کلروفیل و فیوفیتین عصاره اتانولی عصاره رنگی گزنه انجام شد. شرایط بهینه استخراج براساس مدل های حاصل، عبارت بودند از نسبت حلال به ماده اولیه 33:67، غلظت حلال 100 درصد، زمان استخراج 7 ساعت و دمای استخراج °C25. تحت شرایط بهینه، راندمان استخراج 99/7 درصد، میزان کلروفیل و فیوفیتین استخراج شده به ترتیب 75/54 و54/341 mg/100gdry matter بود. به منظور پایدارسازی عصاره بهینه، ریزپوشانی با دو دیواره مالتودکسترین و پلی وینیل پیرولیدون بوسیله خشک کن پاششی انجام شد. راندمان تولید ریزکپسول، رطوبت، دانسیته توده، خصوصیات رنگی و دمای انتقال شیشه ای ریزکپسول های عصاره رنگی گزنه مورد بررسی قرار گرفتند. میزان پایداری ترکیبات رنگی ریزکپسول ها طی 21 روز نگهداری در شرایط رطوبتی و دمایی مختلف ارزیابی شد. نتایج نشان داد خصوصیات فیزیکوشیمیایی ترکیبات رنگی ریزپوشانی شده با مالتودکسترین از پلی وینیل پیرولیدون بهتر بود. مقدار ترکیبات رنگی ریز کپسول ها طی 21 روز نگهداری کاهش یافت اما ریزپوشانی سبب حفاظت و پایداری بیشتر ترکیبات رنگی در رطوبت ها و دماهای مورد بررسی شد ریزکپسول حاوی دیواره مالتودکسترین در رطوبت نسبی 52 درصد و دمای °C4 کمترین میزان کاهش ترکیبات رنگی را داشت (ضریب تبیین بیش از 90/0) و به عنوان تیمار بهینه معرفی شد. هر دو ریزکپسول حاوی پلی وینیل پیرولیدون و مالتودکسترین با داشتن دمای انتقال شیشه ای به ترتیب 35/121 و 82 درجه سانتیگراد، در دمای محیط پایدار بودند.
    کلیدواژگان: پایداری ریزکپسول، عصاره رنگی، فئوفیتین، کلروفیل
  • رحیم آزادنیا*، کامران خیرعلی پور، مصطفی جعفریان صفحات 331-344
    ازارپسندی محصولات تولیدی به طور گسترده ای به ظاهر آن ها بستگی دارد. لذا هدف از مطالعه حاضر توسعه الگوریتم هایی برای استخراج، انتخاب، و طبقه بندی ویژگی های تصاویر نمونه های زالزالک به منظور طبقه بندی آن ها بر اساس سطح رسیدگی است. تعداد 600 نمونه میوه زالزالک تهیه شد. در مرحله بعد یک جعبه نورپردازی به منظور تصویربرداری از نمونه های زالزالک با نورپردازی کنترل شده طراحی و ساخته شد. پس از تصویربرداری و ذخیره تصاویر بدست آمده، فرآیند پردازش تصویر در نرم افزار متلب اجرا شد. در این مرحله بعد از عملیات پیش پردازش، ویژگی های رنگ و بافت از تصاویر استخراج شد. از بین ویژگی های استخراج شده تعدادی ویژگی به عنوان ویژگی های کارا با استفاده از روش انتخاب ترتیبی با پایه درجه دوم در نرم افزار متلب انتخاب شدند. از روش های تحلیل تفکیک خطی و درجه دوم برای طبقه بندی ویژگی های کارا استفاده شد. پارامترهای دقت، صحت، حساسیت، و خاصیت برای مدل های طبقه بندی محاسبه شدند. میانگین دقت طبقه بندی نمونه های مختلف زالزالک با استفاده از روش های تحلیل تفکیک خطی و درجه دوم در مرحله آموزش به ترتیب برابر 67/98 و % 33/99 و در مرحله آزمون با هم مشابه و برابر با % 67/98 بود. همچنین بر اساس نتایج مربوط به پارامترهای تعیین شده، مدل تحلیل تفکیک درجه دوم از مدل تحلیل تفکیک خطی عملکرد بهتری داشت.
    کلیدواژگان: زالزالک، رسیدگی، پردازش تصویر، طبقه بندی، روش های تحلیل تفکیک
  • محمد قربانی*، عادله محمدی، مونا رنجبر صفحات 345-364
    در این پژوهش تاثیر پوشش کونژوگه های میلارد ایزوله پروتیین آب پنیر- اینولین (1:1 و 1:2 وزنی: وزنی) و عصاره تفاله سیب (200 و 300 پی پی ام) به عنوان جایگزین متابی سولفیت سدیم، بر کیفیت سیب خشک شده، مورد بررسی قرار گرفت. الکتروفورز ژل پلی آکریل آمید (SDS-PAGE) و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) جهت تایید انجام شدن واکنش میلارد انجام شد. همچنین محتوی فنول کل، فلاونویید کل، فعالیت آنتی اکسیدانی به روش های DPPH و آنتی اکسیدانی کل، فعالیت آبی، مقدار مواد جامد محلول، شاخص های رنگی، میزان فعالیت آنزیم پراکسیداز (POD) و آنزیم پلی فنل اکسیداز (PPO)، شاخص های بافت و همچنین ارزیابی حسی نمونه های سیب خشک شده پوشش داده شده با کونژوگه ایزوله پروتیین آب پنیر- اینولین و عصاره تفاله سیب انجام شد. نتایج این پژوهش مشخص ساخت که نمونه های پوشش داده شده با غلظت 1 درصد ایزوله پروتیین آب پنیر - اینولین (1:2) حاوی 300 پی پی ام عصاره سیب حاوی ترکیبات فنولی و فلاونوییدی بالاتری نسبت به سایر نمونه ها بودند به طوری که این امر باعث فعالیت بیشتر آنتی اکسیدانی این نمونه ها گردید، همچنین سبب افزایش شاخص *L و کاهش شاخص قهوه ای شدن (BI) نمونه های سیب شد. غلظت 1 درصد ایزوله پروتیین آب پنیر - اینولین (1:2) حاوی 300 پی پی ام عصاره سیب، امتیازات بالایی از نظر عطر، طعم، رنگ، بافت و پذیرش کلی در ارزیابی حسی کسب نمود. نتایج نشان داد کونژوگه ایزوله پروتیین آب پنیر- اینولین و عصاره تفاله سیب اثر مهارکنندگی خوبی بر قهوه ای شدن بافت سیب خشک دارد. بنابراین می توان به عنوان ماده نگهدارنده جایگزین متابی سولفیت سدیم جهت ممانعت از قهوه ای شدن سیب طی فرایند خشک شدن مورد مصرف قرار گیرد.
    کلیدواژگان: کونژوگه میلارد ایزوله پروتئین آب پنیر- اینولین، سیب، ترکیبات فنلی، متابی سولفیت سدیم، قهوه ای شدن
  • بهنام ابراهیمی، احمد رجایی، محمدهادی موحدنژاد* صفحات 365-382

    هدف از این پژوهش بررسی اثر اشباعیت اسید چرب پیوندیافته به کیتوزان (CS) بر برخی ویژگیهای فیزیکوشیمیایی پودرهای امولسیون پیکرینگ روغن شاهدانه خشک شده توسط دستگاه خشک کن پاششی جدید مجهز به جمع کننده ذره الکترواستاتیک بود. ابتدا نانوژل های کیتوزان-اسید استیاریک (CS-SA) و کیتوزان-اسید اولییک (CS-OA) تهیه شدند. نتایج طیف IR اتصال موفقیت آمیز بین کیتوزان و اسیدهای چرب را نشان داد. علاوه بر این، D50 نانوژل های کیتوزان-اسید استیاریک کمتر از کیتوزان-اسید اولییک بود. سپس، امولسیون های پیکرینگ روغن شاهدانه در آب توسط ذرات بر پایه کیتوزان/مالتودکسترین پایدارسازی و توسط یک خشک کن پاششی مجهز به جمع کننده ذره الکترواستاتیک خشک شدند. نتایج نشان داد که اندازه قطرات امولسیون بازسازی شده از پودر روغن شاهدانه با پوشش کیتوزان-اسید استیاریک اسید/ماتودکسترین (4/146±4/886) بطور معنی داری (p≤0.05) کمتر از امولسیون حاوی کیتوزان-اسید اولییک/مالتودکسترین (0/130±8/1415) بود. همچنین تصاویر SEM نشان داد که روغن درون پوشانی شده با پوشش کیتوزان-اسید استیاریک /مالتودکسترین کرویت، تخلخل و کریستالیته بیشتری نسبت به روغن درون پوشانی شده با پوشش کیتوزان-اسید اولییک/مالتودکسترین داشت. علاوه بر این، روغن شاهدانه درون پوشانی شده با پوشش کیتوزان-اسید اولییک/مالتودکسترین پایداری اکسیداتیو بالاتری نسبت به پوشش کیتوزان-اسید استیاریک/مالتودکسترین داشت.

    کلیدواژگان: کیتوزان، اسید چرب، خشک کن پاششی، جمع کننده ذره الکترواستاتیک، روغن شاهدانه، پایداری اکسیداتیو
  • فاطمه شریفی، مجتبی نادری بلداجی*، محسن قاسمی، مهدی قاسمی ورنامخواستی، علی ملکی صفحات 383-405
    روش نوری- صوتی، یک روش حسگری، حاصل ترکیب روش های نوری (اپتیکی) و صوتی می باشد. اثر نوری- صوتی حاصل ایجاد گرمای محلی در اثر جذب انرژی نور، انبساط آنی ماده، ایجاد فشار و تولید نشر صوتی در ماده است. در این مطالعه به منظور توسعه یک سامانه طیف نگاری نوری- صوتی با منابع نوری دیود نشر نوری برای سنجش کیفی مایعات غذایی، در گام اول اثر متقابل نوری- صوتی با یک ظرف نمونه حاوی مایعات به روش اجزا محدود و با استفاده از نرم افزار Comsol Multiphysics 5.5 شبیه سازی شد. درگام دوم، سامانه طیف نگاری با منابع نوری در هشت طول موج از 940-395 نانو متر طراحی و ساخته شد. در آخر به منظور ارزیابی سامانه نوری- صوتی، سه نمونه شیر، آب و روغن زیتون مورد سنجش طیف نگاری نوری- صوتی قرار گرفت و نتایج اندازه گیری با نتایج شبیه سازی برای همین نمونه ها مقایسه شد. نتایج نشان داد که شدت پاسخ صوتی نمونه ها در طول موج های متفاوت بسته به ضریب جذب نور تغییرات قابل توجهی دارد، به طوری که بیشینه دامنه سیگنال فشار صوتی به ترتیب برای شیر، آب و روغن زیتون در طول موج های 450، 395 و 450 نانومتر با مقادیر 34/0، 22/0 و 74/0 پاسکال به دست آمد که از نظر تفاوت های نسبی با نتایج شبیه سازی در توافق بود. همچنین، تقلب اضافه نمودن آب به شیر در سطوح 5، 10، 15 و 20 درصد حجمی با استفاده از این سامانه مورد ارزیابی قرار گرفت و نتیجه تحلیل مولفه های اصلی قابلیت تمایز بسیار خوب نمونه های حاوی تقلب آب از شیر خالص را نشان داد. سامانه توسعه داده شده در این مطالعه می تواند برای ارزیابی کیفیت و تشخیص تقلب در مایعات غذایی استفاده شود.
    کلیدواژگان: نوری- صوتی، پیزوالکتریک، روش اجزا محدود، مایعات غذایی، کیفیت
|
  • Fatemeh Moradi Ganjeh, Rasoul Meamar Dastjerdi *, MohammadHadi Movahednejad, Mokhtar Heidari Pages 289-307

    The application of edible coatings is one of the most effective ways to maintain the quality of fruits. In this study, the quality of sweet lemon fruit was evaluated in a completely randomized factorial design with edible coating of chitosan-clay nanocomposite in three levels, olive oil and carnauba wax in comparison with uncoated samples during refrigeration for 4 months. During the storage period of sweet lemon fruits, chemical characteristics (acidity, brix and ascorbic acid) as well as mechanical properties (maximum skin tensile force, fruit skin punch modulus) were measured. The results showed carnauba wax and chitosan-clay nanocomposite had better performance in maintaining lemon quality and mechanical properties than samples without coating. Moreover, among the coatings used, 5%chitosan-clay nanocomposite coating had higher preference than other coatings. In this research, Artificial Neural Networks (ANN) , linear and nonlinear regression method were used to predict the quality of lemon The results showed that the ANN has a better forecasting accuracy to predict the lemon properties compared to linear and nonlinear regression models and the LM learning algorithm with tansig transfer function had the best result. The best fit for the qualitative parameter was acidity with the coefficient of determination (R|) of 95%. The result of sensivity analysis indicated that the highest sensitivity coefficient was obtained for the punch modulus against the time feature with 47.96%.

    Keywords: Nanocomposite Coating, storage, mechanical properties, Quality properties, Sweet Lemon, Sensitivity analysis
  • SOODABEH EINAFSHAR *, Parvin Sharayei, Masoud Yaghbani Pages 309-329
    This project was carried out to optimize the extraction and microencapsulation of color compounds of the processing waste of (Urtica dioica). Response surface method to investigate the effects of independent variables of ethanol solvent concentration (100, 50, and 0%), solvent to the raw material ratio (in three ratios of 30, 45, and 60%), three times (1, 4 and 7 hr) and Three temperatures (20, 40 and 60° C) were performed on extraction efficiency, chlorophyll content, and pheophytin of ethanolic extract of nettle color extract. Optimization of the extraction process based on the models obtained from the optimal extraction conditions, the solvent to raw material ratio was 33:67, the solvent concentration was 100%, the extraction time was 7 hours and the extraction temperature was 25°C. Under optimal conditions, the extraction efficiency was 7.99%, the amount of chlorophyll and pheophytin extracted were 54.75 and 341.54 mg/100gdry matter, respectively. In order to stabilize the extract, the microencapsulation was applied with two walls of maltodextrin and polyvinylpyrolidone by a spray dryer. Production capacity of microcapsules, moisture, bulk density, color properties, and glass transition temperature of microcapsules of Urtica dioica extract were investigated. Also, the stability of the color compounds of microcapsules during 21 days of storage in different humidity and temperature conditions was evaluated. The results showed that the microencapsulated colored compounds with maltodextrin had better physicochemical properties compared to other microcapsules. The number of color compounds in the microcapsules decreased during 21 days of storage, but the microencapsulation caused more protection and stability of the color compounds in the microcapsules in different humidity and temperature conditions. The coefficient of determination was more than 0.90) and was introduced as the optimal treatment. Both microcapsules were stable at room temperature with 121.35 and 82°C glass transfer temperatures, respectively.
    Keywords: Microcapsule stability, colored extract, Pheophytin, Chlorophyll, ., Utrica dioica
  • Rahim Azadnia *, Kamran Kheiralipour, Mostafa Jafarian Pages 331-344
    Marketability of the produced products largely depends on their appearance. Therefore, the aim of the present study was to develop the required algorithms to extract, select, and classify the images’ features of hawthorn samples in order to classify different fruit classes based on the ripeness stages. Six hundred of hawthorn fruit samples were prepared. Afterward, a lighting box was designed and constructed to capture images from hawthorn specimens under controlled lighting conditions. After imaging and saving the images of hawthorn samples, image processing operation in MATLAB Software was done. In this step after image preprocessing, color and texture features were extracted. Through all extracted features, some features were selected as efficient ones by sequential selection method with quadratic base in MATLAB Software. Linear and quadratic discriminant analysis methods were used to classify the efficient features. The obtained results indicated that the methods were able to classify the images of hawthorn samples with same accuracies (98.67 %). Furthermore, accuracy, precision, sensitivity, and specificity parameters were calculated for the classifier models. The results indicated that the accuracy of hawthorn samples by classifier models based on linear and quadratic discriminant analysis models were 98.67 and 99.33 %, respectively in the train step and they were same as 98.67 % in the test step. Also based on the results of the determined parameters, the quadratic discriminant analysis model hade better performance than the linear discriminant analysis model.
    Keywords: Hawthorn, Ripeness, Classification, Image Processing, Discriminant analysis methods
  • Mohammad Ghorbani *, Adeleh Mohammadi, Mona Ranjbar Pages 345-364
    In this study, the effect of whey protein isolate-inulin conjugates (1: 1 and 1: 2) and apple pulp extract (200 and 300 ppm) as alternatives to sodium metabisulfite was used for drying of apple. Polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and Fourier transform infrared (FTIR) were performed to perform the Millard reaction. Also the content of total phenol, total flavonoids, antioxidant activity by DPPH and total antioxidant methods, water activity, amount of soluble solids, color index, activity of peroxidase enzyme (POD) and polyphenol enzyme Oxidase (PPO), structure analysis as well as sensory evaluation of the dried apple samples coated with whey protein isolate-inulin conjugates and apple pulp extract were investigated. The results of this study showed that the samples coated in 1% of whey protein isolate - inulin (1: 2) containing 300 ppm of apple extract had higher phenolic and flavonoid compounds than the other samples. Also, the concentration of 1% whey protein isolate - inulin (1: 2) containing 300 ppm of apple pulp extract had higher score of aroma, taste, color, texture and acceptability attributes. The results showed that of whey protein isolate-inulin conjugates and apple pulp extract showed strong inhibition against the browning of the dried apple. Therefore, it can be used as a preservative to prevent browning in apple slices as a substitute for sodium metabisulfite.
    Keywords: Whey Protein Isolate-Inulin Conjugates, Apple, Sodium metabisulfite, Browning
  • Behnam Ebrahimi, Ahmad Rajaei, MohamadHadi Movahednejad * Pages 365-382

    The aim of this study was to investigate the effect of fatty acid attached to chitosan (CS) in terms of saturation on some physicochemical properties of hempseed oil Pickering emulsion powders were obtained by a newly designed spray dryer equipped with an electrostatic collector. Firstly, CS-stearic acid (SA) and CS-oleic acid (OA) nanogels were prepared. The results of IR spectra showed a successful binding between CS and fatty acids. In addition, the D50 of CS-SA nanogels was lower than that of CS-OA. Then, hempseed oil-in-water Pickering emulsions were stabilized by CS-based particles/maltodextrin (MD) and dried by the spray dryer equipped with the electrostatic collector. The results showed that droplet size of reconstituted emulsion from oil powder with CS-SA/MD coating (886.4±146.4) was significantly (p≤0.05) less than that of emulsion with CS-OA/MD (1415.8±130.0). SEM images also showed that hempseed oil encapsulated with CS-SA/MD had more sphericity, porosity, and crystallinity compared to that encapsulated by CS-OA/MD. Moreover, hempseed oil encapsulated with CS-OA/MD had higher oxidative stability that encapsulated by CS-SA/MD.

    Keywords: Chitosan, Fatty acid, Spray dryer, Electroestatic collector, Hempseed oil, Oxidative stability
  • Fateme Sharifi, Mojtaba Naderi-Boldaji *, Mohsen Ghasemi, Mahdi Ghasemi-Varnamkhasti, Ali Maleki Pages 383-405
    The photoacoustic method is a sensing technique resulting from combination of optical and ultrasonic methods. The photoacoustic effect is the product of local heating with absorption of light energy, instantaneous expansion of matter and generation of pressure and sound propagation in the matter. In this study, in order to develop a photoacoustic spectroscopy system with LED light sources, in the first step, the photoacoustic interaction with a cuvette filled with liquid was simulated using Comsol Multiphysics 5.5. In the second step, a photo-acoustic spectroscopy system with light sources at eight wavelengths from 395-940 nm was designed and constructed. Finally, in order to evaluate the photoacoustic system, three samples i.e. milk, water and olive oil were subjected to photoacoustic spectroscopy and the measurement results were compared with the simulation results for the same samples. The results showed that the intensity of the acoustic response of the samples at different wavelengths varied significantly with the light absorption coefficient, so that the maximum amplitude of the acoustic signal was obtained for milk, water and olive oil at the wavelengths of 450, 395 and 450 nm with values of 0.34, 0.22 and 0.74 Pa, respectively. This was in agreement with the simulation results in terms of relative differences. Moreover, the adulteration of adding water to milk at volume ratios of 5, 10, 15 and 20% was evaluated with the system and analyzed with principal component analysis (PCA) which showed a satisfactory discrimination of adulterated samples from pure milk. The system developed in this study can be used to assess the quality of food liquids.
    Keywords: photoacoustic, piezoelectric, Finite Element, food liquids, quality