فهرست مطالب

فرآوری و نگهداری مواد غذایی - سال چهاردهم شماره 4 (پیاپی 36، زمستان 1401)

نشریه فرآوری و نگهداری مواد غذایی
سال چهاردهم شماره 4 (پیاپی 36، زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/12/27
  • تعداد عناوین: 7
|
  • زکیه احمدی، حسن برزگر*، محمد حجتی، بهزاد ناصحی صفحات 1-16
    سابقه و هدف

    ترکیبات فعال زیستی نظیر فیبرها و پلی فنول های موجود در محصولات گیاهی ، در سلامت انسان نقش دارند . اثرات سودمند ترکیبات فنولیک به خصوصیت آنتی اکسیدانی آن ها مربوط می شود. هسته خرما که جزء ضایعات کارخانجات فرآوری خرما است بسته به نوع واریته ، به طور میانگین حدود 15- 10 درصد وزن کل میوه را تشکیل می دهد و به عنوان یک منبع غنی از فیبرهای رژیمی و ترکیبات آنتی اکسیدانی می باشد . هدف از این پژوهش ، مقایسه اثر روش های استخراج سنتی (خیساندن) و فراصوت بر میزان ترکیبات فنولی و فلاونوییدی استخراج شده از عصاره هسته سه واریته خرمای کبکاب ، زاهدی و استعمران استان بوشهر و بررسی فعالیت آنتی اکسیدانی آن ها می باشد .

    مواد و روش ها

    هسته نمونه های خرما از میوه جدا سازی شده و سپس به منظور حذف گوشت با آب شتشو و در نهایت خشک و پودر شدند . از پودر حاصله با استفاده از روش خیساندن عصاره گیری شد . به منظور بررسی اثر فرآیند فراصوت بر استخراج ترکیبات فنولی و فلاونوییدی ، سه زمان 5 ، 10 ، 15 دقیقه و دو شدت 50 و 100 درصد استفاده شد . میزان محتوای فنول کل عصاره ها با استفاده از معرف فولین سیوکالتیو و محتوای فلاونویید کل عصاره ها بر اساس روش رنگ سنجی آلومینیوم کلراید اندازه گیری شد . دو روش مهار رادیکال آزاد DPPH و ABTS جهت ارزیابی خواص آنتی اکسیدانی عصاره ها به کار رفتند .

    یافته ها

    مقایسه بین دو روش استخراج نشان داد که بازده استخراج ترکیبات موثره هسته هر سه واریته خرما در روش فراصوت نسبت به روش خیساندن بیشتربود . بیشترین بازده استخراج ترکیبات موثره مربوط به زمان 10 دقیقه و شدت صوت 100 درصد مشاهده شد . نتایج آزمون های آنتی اکسیدانی نشان داد ، عصاره های هیدروالکلی هسته سه رقم خرما ، در مهار رادیکال‏ های آزاد وابسته به غلظت است و با افزایش غلظت ، فعالیت ضدرادیکالی آن ها افزایش می ‏یابد ، همچنین باوجود فنول (324/29میکروگرم بر میلی گرم گالیک اسید) و فلاونویید (360/1282 میکروگرم بر میلی گرم کویرستین) بیشتر عصاره هسته رقم زاهدی ، عصاره هسته رقم کبکاب دارای بیشترین فعالیت آنتی اکسیدانی بود.

    نتیجه گیری کلی:

     پودر هسته رقم زاهدی، کبکاب و استعمران منبع خوبی از ترکیبات آنتی اکسیدان طبیعی است. بنابراین بر اساس یافته های این پژوهش، پودر و عصاره هسته ارقام مختلف خرما می تواند به عنوان یک آنتی اکسیدان طبیعی در غذاهای مختلف استفاده شود.

    کلیدواژگان: هسته خرما، فراصوت، خیساندن، ترکیبات فنولی، فعالیت آنتی اکسیدانی
  • عبدالستار عوض صوفیان*، سید مهدی جعفری، مهدی کاشانی نژاد، علیرضا صادقی، نرجس ملک جانی صفحات 17-35
    سابقه و هدف

    در بین انواع مبدل ها، مبدل های حرارتی پوسته و لوله رایج ترین تجهیزات تبادل حرارتی هستند. راندمان انرژی یک مبدل حرارتی را می توان با بهبود ویژگی های انتقال حرارت افزایش داد. نانوسیالات سوسپانسیون های کلوییدی شده نانوذرات در یک سیال پایه هستند. نانوذرات مورد استفاده در نانوسیال ها معمولا از فلزات، اکسیدها، کاربیدها یا نانولوله های کربنی ساخته می شوند. سرعت انتقال حرارت تحت تاثیر خواص ترموفیزیکی نانوسیال است که با افزایش حجم نانوذرات در سیال پایه افزایش می یابد. خواص نانوسیال تحت تاثیر غلظت نانوذرات، سطح خلوص و ساختار متغییر است. هدف اصلی این مقاله ارایه یک بررسی کلی از استفاده از نانوسیال در مبدل های حرارتی پوسته و لوله جهت افزایش ضرایب انتقال حرارت و شبیه سازی پارامترهای موثر در انتقال جریان و حرارت می باشد تا بتوان توزیع دما، سرعت و افت فشار را در نقاط مختلف مبدل حرارتی پیش بینی کرد.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه، نرم افزار شبیه سازی چند فیزیکی کامسول ورژن 6 برای ساخت یک مدل محاسباتی از مبدل حرارتی پوسته و لوله، به منظور شبیه سازی تغییرات دما، سرعت و افت فشار در مبدل حرارتی استفاده شد. نانوسیال داغ (353.15 درجه کلوین) به عنوان سیال گرم در لوله افقی و آب (298.15 درجه کلوین) نیز از سمت پوسته وارد شده است. نقش مربوط به پارامترهای هندسه مورد استفاده بر میزان انتقال گرما بررسی و ارایه شده است. مشخصات دما و میزان انتقال حرارت کلی از دیواره لوله محاسبه و برای روش های تیوری، تجربی و عددی با استفاده از مدل انتقال حرارت K-ɛ طراحی شده است.

    یافته ها

    با انجام بررسی دینامیک سیالات محاسباتی محاسبه مقادیر مطلوب هر یک از پارامترهای مورد بررسی، انطباق خوبی بین بررسی دینامیک سیالات محاسباتی و نتایج تجربی حاصل شد. نتایج حاصله از کانتورهای دما، سرعت و افت فشار نشان می دهد که افزودن نانوذرات به سیال می تواند به طور موثری نسبت رسانایی حرارتی سیال را افزایش دهد و دمای نانوذرات افزوده شده با نسبت هدایت حرارتی رابطه مستقیم دارد. تغییرات سرعت در پوسته بسیار ناچیز است و در بیشتر مناطق پوسته سرعت طبق محاسبات عددی و با توجه به نوار رنگی راهنما حدود 0.05 متر بر ثانیه می باشد، ولی در نقاط برخورد جریان با بافل ها و ورودی و خروجی مقادیر متفاوت و بین 0.15 تا 0.2 متر بر ثانیه می باشد. از نتایج عددی، فهمیده می شود که مقادیر سرعت در مجاورت دیواره ها بسیار کم است، که به دلیل وجود گرادیان قوی اصطکاک است. با بررسی کانتورهای مربوط به دما می توان یافت که انتقال حرارت در سراسر طول مبدل یکنواخت نیست و کاهش درجه حرارت در جهت جریان قابل مشاهده است.

    نتنیجه گیری کلی:

     استفاده از نانوذره آلومینا در سیال پایه به مقدار 4 درصد باعث افزایش 0.9 درجه کلوین دمای میانگین خروجی در یه سیکل گذر از سیستم شد که با تکرار این سیکل افزایش دما بیشتر و بیشتر می شود. با توجه به کانتور افت فشار، افت فشار نانوسیالات به مراتب بیشتر از سیال پایه بوده و با افزایش غلظت نانو سیال افت فشار نیز افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: مبدل حرارتی، شبیه سازی، انتقال حرارت، نانوسیال
  • حسین جوینده*، محمد حجتی صفحات 37-54
    سابقه و هدف
    رسیدن پنیر، یک فرایند پیچیده مرتبط با شکسته شدن ترکیبات پنیر از طریق واکنش های پروتیولیز، لیپولیز و سایر واکنش های آنزیمی است که سبب تغییرات خاص در ویژگی های طعم پنیر می گردد. لیپولیز، یکی از مهمترین واکنش های بیوشیمیایی در پنیر است که با ایجاد اسیدهای چرب آزاد کوتاه و متوسط زنجیره و درنهایت تبدیل آن ها به ترکیبات مولد طعم از قبیل متیل کتون ها، لاکتون ها، الکل های ثانویه، آلدییدها و تیواسترها، نقش مهمی را در طعم پنیر و همچنین تسریع در رسیدن پنیر ایفا می کند. در نتیجه، برای افزایش لیپولیز در برخی انواع پنیر، از آنزیم های تجاری لیپاز (با منشا میکروبی و حیوانی) استفاده می شود. در هر حال، توسعه بیش از اندازه لیپولیز می تواند موجب اثرات نامطلوب در طعم پنیر و رنسید شدن آن گردد. تحقیقات اندکی در زمینه کاربرد آنزیم های لیپاز (به ویژه لیپازهای حیوانی) در پنیر سفید آب نمکی وجود دارد. بنابراین، این تحقیق به منظور بررسی اثر لیپازهای بزغاله و گوساله بر میزان توسعه لیپولیز در پنیر سفید آب نمکی ایرانی و تعیین بهترین نوع و میزان آنزیم (بزغاله یا گوساله) جهت تولید پنیری با کیفیت مطلوب انجام پذیرفت.
    مواد و روش ها
    در این پژوهش، نمونه های پنیر سفید آب نمکی مطابق روش متداول پنیرسازی در ایران از شیر تازه گاو به روش آنزیمی (پنیر رنتی) تولید شدند. پس از استاندارد کردن چربی شیر به 3 درصد و هموژنیزاسیون و پاستوریزاسیون آن، دمای شیر به C 35 سرد گردید و آنزیم لیپاز بزغاله یا گوساله قبل از مرحله رنت زنی هرکدام در سطوح 0 (شاهد)، 5/1، 3، 5/4 و 6 گرم به ازای هر 100 کیلوگرم شیر اضافه شدند. میزان لیپولیز (عدد اسیدی) و امتیازهای حسی (رایحه، رنگ، مزه و بافت) نمونه های پنیر سفید ایرانی در مدت 90 روز نگهداری (زمان 1، 7، 14 و 21 روز) در یخچال و آزمون پروفایل اسیدهای چرب آزاد و ریزساختار نمونه های پنیر در پایان مدت 90 روز نگهداری سرد اندازه گیری شد آزمون پروفایل اسیدهای چرب پنیر توسط کروماتوگرافی گازی متصل به آشکارساز یونیزاسیون شعله ای انجام شد.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که افزایش غلظت آنزیم و مدت زمان نگهداری به طور معنی داری باعث افزایش لیپولیز گردید (01/0>p). هرچند لیپاز بزی سبب تغییرات بیشتری در ویژگی های مورد بررسی نظیر عدد اسیدی و پروفایل اسیدهای چرب گردید، اما از نظر خواص حسی تفاوت معنی داری میان دو آنزیم مشاهده نگردید (05/0p>). همچنین براساس نتایج آنالیز پروفایل اسیدهای چرب، هرچند افزایش غلظت هر دو آنزیم لیپاز سبب افزایش مقدار اسیدهای چرب کوتاه، متوسط، بلند زنجیره و مقدار کل اسیدهای چرب پنیر گردید (01/0>p)، اما این افزایش در اسیدهای چرب کوتاه زنجیره مشهودتر بود. در میان تیمارهای مختلف پنیر، نمونه شاهد با 91/132 کمترین و نمونه تیمار شده با 6 گرم آنزیم لیپاز بزی (به ازای 100 کیلو شیر) با 51/309 گرم به ازای 100 کیلو پنیر دارای بالاترین مقدار کل اسیدهای چرب آزاد در پایان 90 روز نگهداری در یخچال بودند. ارزیابی حسی نیز نشان داد که نمونه های محتوی آنزیم های لیپاز از میانگین امتیاز حسی رایحه، طعم و بافت بیشتری نسبت به نمونه شاهد (فاقد آنزیم لیپاز) برخوردار بودند (001/0>p). نتایج ریزساختار پنیرهای سفید آب نمکی نشان داد که تیمار آنزیمی با انجام لیپولیز گسترده سبب کاهش قابل توجه اندازه و تعداد گلبول های چربی در ساختار پنیر گردید. این تغییرات به دلیل شکل گیری اتصالات جدید میان کازیین و آرایش مجدد شبکه کازیین منجر به متراکم تر شدن بافت پنیر و افزایش سفتی آن گردید.
    نتیجه گیری
    یافته های این تحقیق نشان داد که با استفاده از مقدار 5/4 گرم آنزیم لیپاز (بزغاله یا گوساله، به ازای هر 100 کیلوگرم شیر) می-توان پنیری با ویژگی های حسی مطلوب تر تولید نمود. بر اساس نتایج حسی، اختلاف معنی داری میان دو آنزیم لیپاز بزی و گاوی مشاهده نگردید.
    کلیدواژگان: پنیر سفید آب نمکی، لیپاز بزغاله، لیپاز گوساله، عدد اسیدی، ریزساختار
  • رضا رضایی، سید احمد شهیدی*، سهراب عبدالله زاده، آزاده قربانی حسن سرایی، شهرام نقی زاده رئیسی صفحات 55-72
    سابقه و هدف

    فشارهای جهانی باعث می شوند که صنایع غذایی، ریسک سیستم های سلامت را در نظر بگیرند. یکی از مهم ترین صنایع غذایی، صنایع نوشیدنی است که در نظر گرفتن ریسک های این بخش می تواند تضمین کننده سلامت مصرف کنندگان محصولات باشد. نقص در تجهیزات و فناوری و همچنین اشتباهات کارکنان در خطاهای فرآیندهای تولیدی، عوارض ناگواری به دنبال دارد. شناسایی و به حداقل رساندن خطاهای صنایع نوشیدنی، نقش مهمی در ارتقای ایمنی محصولات غذایی و کارایی کارخانجات دارد. شناسایی ریسک های هر مرحله از تولید، چه در تامین، حین تولید و پس از بسته بندی و توزیع، می تواند منجر به انجام اقدامات پیشگیرانه شده و بازدارنده عوارض بعدی برای افراد جامعه باشد. روش تجزیه و تحلیل حالات شکست و اثرات آن(FMEA) ابزاری نظام یافته و پیش گیرانه است که در تعریف، شناسایی، ارزیابی، پیشگیری، حذف یا کنترل حالات، علل و اثرات خطاهای بالقوه در یک سیستم به کار گرفته می شود. پیش نیاز اصلی این روش، پیشگویی خطاها و چگونگی جلوگیری از آن ها است که توسط خبرگان صورت می پذیرد. هدف این تحقیق معرفیFMEA به عنوان یک ابزار مناسب برای بررسی خطاهای فرآیندی در تمام مراحل و فرآیندهای صنعت مالت سازی از مرحله دریافت جو تا بسته بندی نوشیدنی مالت می باشد.

    مواد و روش ها

    ابتدا فرآیندهای مورد نظر در شرکت شامل: دریافت و بوجاری جو، شست و شو و خیس کنی، جوانه زنی و خشک کنی، آسیاب و پخت، آماده سازی، پرکنی و بسته بندی، تعیین شد. سپس، توسط 5 نفر از خبرگان این صنعت و همچنین عملکرد و مستندات گذشته فرآیندها، وضعیت موجود و خطاهای بالقوه به تفکیک فرآیندهای تولید تعیین شدند. سپس، علل ایجاد کننده خطاها و اثرات ناشی از این خطاها بر مشتری، تعیین شد.

    یافته ها

    در صنعت مالت سازی، جمعا 91 خطای بالقوه در 6 مرحله اصلی شناسایی گردید. نمره های وخامت اثر خطا و میزان رخداد هر خطا، توسط خبرگان اختصاص یافت. چون نظر ابتدایی خبرگان با هم تفاوت داشت، بنابراین به روش دلفی نهایی شدند. با توجه به نمرات داده شده، به محاسبه میزان عدد RPN (نمره احتمال ریسک) هر حالت خطا محاسبه گردید. نمرات RPN مرتب شدند و 10 خطای مهم و اولویت دار شناسایی شدند.

    نتیجه گیری

    نتایج حاصل از تحقیق جاری نشان داد که خطاهای "خطای دستگاه پاستوریزاتور"، "بخار نامناسب"، "جو نامناسب"، در اولویت اول، "رطوبت نامناسب مالت"، در اولویت دوم و " کیفیت پایین ظرف دربندی"، در اولویت سوم ایجاد خطا در این صنعت قرار دارند. در نهایت، برای کاهش یا حذف خطاهای اولویت دار که RPN بالای 100 داشتند، راهکارهای عملی ارایه شده است.

    کلیدواژگان: تولید مالت، مدیریت ریسک، شدت اثر، وقوع، احتمال کشف
  • فخرالدین صالحی*، رعنا چراغی صفحات 73-90
    سابقه و هدف
    آب زدایی اسمزی فرآیند خیساندن محصولات در محلول آبی حاوی نمک یا قند است که معمولا برای میوه ها و سبزی ها استفاده می شود. روش آب زدایی اسمز- فراصوت می تواند کیفیت محصولات آب زدایی شده را با افزایش سرعت انتقال جرم و حفظ ویژگی های ظاهری بهبود بخشد. با وجود اینکه روش های آماری و ریاضی بسیاری برای پیش بینی سینتیک انتقال جرم در فرآیند آب زدایی اسمزی محصولات کشاورزی وجود دارد، اما استفاده از الگوریتم های هوشمند با ویژگی های مطلوب در سال های اخیر پیشرفت قابل ملاحظه ای داشته است. هدف اصلی در این تحقیق پیش بینی درصد کاهش وزن، درصد جذب مواد جامد و درصد کاهش آب برش های سیب آب زدایی شده به روش اسمزی- فراصوت با استفاده از سیستم استنتاج تطبیقی فازی- عصبی یا انفیس است.
    مواد و روش ها
    فرآیند اسمز- فراصوت با استفاده از دستگاه حمام فراصوت (vCLEAN1-L6، بکر، ایران) انجام شد. برش های سیب در حمام فراصوت حاوی محلول های ساکارز با بریکس 30، 40 و 50 درجه غوطه ور شدند. توان های اعمال شده فراصوت برابر 0، 75، و 150 وات، زمان تیمار فراصوت 10، 20، 30، 40، 50 و 60 دقیقه، فرکانس دستگاه 40 کیلوهرتز، و دمای سیستم نیز 50 درجه سلسیوس در نظر گرفته شد. رطوبت برش های سیب توسط آون در دمای 105 درجه سلسیوس و در مدت زمان 5 ساعت محاسبه گردید. مدل انفیس با 3 ورودی توان فراصوت (در سه سطح 0، 75 و 150 وات)، غلظت محلول ساکارز (در سه سطح 30، 40 و 50 درجه بریکس) و زمان اعمال فراصوت (در شش زمان 10، 20، 30، 40، 50 و 60 دقیقه) برای پیش بینی سینتیک انتقال جرم طی آب زدایی اسمزی- فراصوت برش های سیب، توسعه یافت.
    یافته ها
    نتایج این پژوهش نشان داد که با افزایش توان فراصوت، زمان اعمال فراصوت و غلظت محلول اسمزی، درصد کاهش وزن نمونه ها افزایش یافت که این تغییرات به دلیل خروج بیشتر رطوبت از برش های سیب مشاهده گردید. ساختار شبکه انفیس بهینه شامل سه ورودی (توان فراصوت، زمان اعمال فراصوت و غلظت محلول اسمزی)، 48 تابع عضویت ورودی، 16 قانون در لایه میانی، 16 تابع عضویت خروجی و یک پاسخ خروجی (درصد کاهش وزن، درصد جذب مواد جامد و یا درصد کاهش آب) بود. مقادیر ضریب تبیین (r) برای پیش بینی پارامترهای درصد کاهش وزن، درصد جذب مواد جامد و درصد کاهش آب با استفاده از الگوریتم خوشه بندی کاهشی مبتنی بر انفیس نیز به ترتیب برابر با 952/0، 927/0 و 961/0 محاسبه شد.
    نتیجه گیری
    سیستم انفیس به درستی پارامترهای خروجی فرآیند آب زدایی اسمزی سیب را تخمین زد؛ لذا استفاده از این روش در ساخت و توسعه سیستم های هوشمند کنترل فرآیندهای آب زدایی از محصولات کشاورزی توصیه می شود.
    کلیدواژگان: آب زدایی اسمزی، انتقال جرم، انفیس، سیب، فراصوت
  • مریم رضائی سراجی، محمد قربانی*، علیرضا صادقی ماهونک، هدی شهیری طبرستانی، عظیم قاسم نژاد صفحات 91-109
    گیاه شوید (Grammosciadium Platycarpum Boiss) متعلق به خانواده Apiaceae منبع غنی از ترکیبات فنولی و فلاونوییدی است که دارای فعالیت آنتی اکسیدانی می باشد. آنتی اکسیدان های موجود در رژیم غذایی به لحاظ محافظت بدن در مقابل استرس اکسیداتیو و حفظ سلامت، حایز اهمیت هستند. هدف از این پژوهش استخراج و ریزپوشانی ترکیبات فنولی و فلاونوییدی گیاه شوید کوهی در هیدروژل آلژینات سدیم بود. در این پژوهش ابتدا ترکیبات فنولی و فلاونوییدی از عصاره گیاه شوید کوهی استخراج و سپس جهت ریزپوشانی، در سه غلظت 1، 2 و 3 درصد به همراه آلژینات سدیم با سه غلظت 1.5 ، 2 و 3 درصد استفاده گردید. در مرحله بعد، فعالیت آنتی اکسیدانی (آنتی اکسیدانی کل، ظرفیت مهار رادیکال آزادDPPH ، مهار رادیکال آزاد هیدروکسیل، قدرت احیاکنندگی)، بارگیری ترکیبات فنولی عصاره گیاه شوید کوهی در هیدروژل آلژینات، بازده ریزپوشانی، خصوصیات ساختاری ماده ی ریزپوشانی شده از قبیل ساختار شیمیایی با استفاده از طیف سنجی مادون قرمز و قابلیت حفظ ترکیبات فنولی و خاصیت آنتی اکسیدانی فرآورده طی 30 روز نگهداری در شرایط محیطی مختلف (نور و تاریکی، دمای 25 درجه سانتی گراد و یخچال 4-7 درجه سانتی-گراد) مورد ارزیابی قرار گرفت. در این بررسی بیشترین به بازده ریزپوشانی بالایی در 75 درصد بدست آمد. نتایج وجود تفاوت معنی داری (05/0>P) در قابلیت حفظ فعالیت آنتی اکسیدانی در برابر شرایط محیطی، برای هیدروژل های حاوی مقادیر مختلف عصاره در طول 30 روز نگهداری نشان داد. مشابه نتایج بدست آمده در رابطه با قابلیت حفظ ترکیبات فنولی طی زمان نگهداری برای هیدروژل های حاوی عصاره، بیشترین میزان حفظ خاصیت آنتی اکسیدانی کل، مهار رادیکال آزاد DPPH، مهار رادیکال آزاد هیدروکسیل و قدرت احیاکنندگی در شرایط نگهداری مختلف، برای هیدروژل های حاوی عصاره 2 درصد مشاهده شد. بیشترین کاهش در خاصیت آنتی اکسیدانی برای هیدروژل های آلژینات حاوی عصاره 1 درصد در شرایط نور مصنوعی مشاهده شد که مشابه نتایج بدست آمده در رابطه با تخریب ترکیبات فنولی آن ها در همین شرایط بود. . قابلیت حفظ خاصیت آنتی اکسیدانی کل در شرایط نورمصنوعی حدود 18/ 55 درصد و در شرایط تاریکی حدود 15/74 درصد مشاهده شد. میزان مهار رادیکال آزاد DPPH در شرایط نور مصنوعی حدود 42/36 درصد و در شرایط تاریکی حدود 15/84 درصد مشاهده شد. میزان مهار رادیکال OH در شرایط نور مصنوعی حدود 11/44 درصد و در شرایط تاریکی حدود 34/68 درصد مشاهده شد. میزان قدرت احیا در شرایط نورمصنوعی حدود 53/63 درصد و در شرایط تاریکی حدود 83/75 درصد مشاهده شد. در این پژوهش مشخص گردید که آلژینات 2 درصد حاوی عصاره 2 درصد بهترین ریزپوشانی را داشته و در طول مدت نگهداری بالاترین میزان حفظ ترکیبات فنولی، خاصیت آنتی-اکسیدانی و مهار رادیکالی را دارد.
    کلیدواژگان: آنتی اکسیدان، عصاره، ریزپوشانی، هیدروژل آلژینات، گیاه شوید کوهی
  • مهران اعلمی*، شیوا شفیعی، هدی شهیری طبرستانی، سید سهیل امیری صفحات 111-124
    سابقه و هدف

    امروزه جایگزینی گلوتن یکی از مسایل چالش برانگیز در حوزه غلات است. ازآنجاییکه محصولات بدون گلوتن ویژگی های بافتی و حسی مطلوبی ندارند؛ استفاده از ترکیباتی مثل پروتیین ها و هیدروکلوییدها می تواند به بهبود آن-ها کمک کند. پروتیین ها و هیدروکلوییدها می توانند تا حدودی خواص ویسکوالاستیک گلوتن را تقلید کنند. حبوبات از منابع غذایی مهم و ارزان سرشار از پروتیین به شمار می روند و می توانند کمبود اسیدآمینه لایزین در غلات را جبران کنند. بنابراین مکمل غذایی خوبی برای غلات محسوب می شوند. باقلا یکی از حبوبات غنی از پروتیین (25-32 درصد پروتیین) می باشد و منبع مناسبی جهت تولید کنسانتره پروتیین محسوب می شود. صمغ زانتان نیز یکی از موثرترین هیدروکلوییدهای مورد استفاده در محصولات بدون گلوتن است. هدف از این پژوهش، بررسی اثر کنسانتره پروتیین باقلا (BPC) و صمغ زانتان بر روی خصوصیات فیزیکوشیمیایی خمیرابه و کیک های تهیه شده از آرد برنج می باشد.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش کنسانتره پروتیین باقلا (BPC) به روش اسیدی-قلیایی استخراج شد و در سه سطح 0، 7/5 و 15 درصد به همراه صمغ زانتان در سه سطح 0، 0/15 و 0/3 درصد به فرمولاسیون خمیرابه اضافه شدند. آزمون های فیزیکوشیمیایی خمیرابه شامل ثقل ویژه و ویسکوزیته انجام شد. درنهایت ویژگی های فیزیکوشیمیایی و حسی کیک شامل تخلخل، حجم، افت پخت، سفتی و ارزیابی حسی مورد آزمون قرارگرفت.

    یافته ها

    نتایج آنالیز خمیرابه نشان داد که با افزایش کنسانتره پروتیین باقلا (BPC) و صمغ زانتان ویسکوزیته خمیرابه افزایش یافت و اختلاف معنی داری میان ثقل ویژه خمیرابه ها مشاهده نشد. نتایج آنالیز کیک نشان داد که با افزایش میزان صمغ زانتان و کنسانتره پروتیین باقلا (BPC) ، سفتی افزایش و حجم، تخلخل و افت پخت کاهش یافت. نتایج ارزیابی حسی نشان داد که اختلاف معنی داری میان تیمارها در پارامترهای رنگ پوسته و مغز، سفتی و تخلخل مشاهده نشد و ارزیابان در مورد بافت و عطروطعم امتیاز کمتری به تیمارهای حاوی 15 درصد کنسانتره پروتیین باقلا (BPC) اختصاص دادند. از نظر پذیرش کلی، ارزیابان بیشترین امتیاز را به تیمار شاهد و تیمار حاوی 5/7 درصد کنسانتره پروتیین باقلا (BPC) و 3/0 درصد زانتان اختصاص دادند.

    نتیجه گیری

    بطورکلی مقادیر بالای کنسانتره پروتیین باقلا (BPC) و صمغ زانتان با ایجاد جذب آب بالا منجر به افزایش قابل توجه ویسکوزیته خمیرشده که افزایش سفتی و کاهش حجم و تخلخل کیک را در پی داشت اما منجربه کاهش افت پخت کیک ها شد که از لحاظ اقتصادی مطلوب می باشد. مطابق نتایج بدست آمده، کیک با 5/7 درصد کنسانتره پروتیین باقلا (BPC) و 3/0 درصد زانتان بهترین تیمار از لحاظ ویژگی های حسی و کیفی بود.

    کلیدواژگان: کیک بدون گلوتن، آرد برنج، خمیرابه، کنسانتره پروتئین باقلا، صمغ زانتان
|
  • Zakieh Ahmadi, Hassan Barzegar *, Mohammad Hojjati, Behzad Nasehi Pages 1-16
    Background and objectives

    Bioactive compounds such as polyphenols and fibers in plant products are recognized for their health benefits . The beneficial effects of phenolic compounds are related to their antioxidant properties . The date seed is a waste of the date processing factories. Depending on the variety, the average weight of date seeds is about 10 - 15 % of date weight and as a source of dietary fiber . The purpose of this study was to compare the effect of traditional extraction methods (maceration) and ultrasound on the amount of phenolic and flavonoid compounds extracted from the three date seed varieties of Kababak, Zahedi and Astamaran in Bushehr Province and their antioxidant properties .

    Materials and methods

    Date kernels were separated from the fruit and then washed with water to remove the flesh and finally dried and powdered. The maceration method was used to extract the powder . In order to investigate the effect of ultrasonic process on extraction of phenolic and flavonoid compounds, (5 , 15 , 25 minutes) and sound intensity ( 50 and 100 % ) were used . Total phenols and flavonoids were measured by Folin - Ciocalteu and aluminum trichloride colorimetry . Antioxidant activity was also determined by two methods of free radical scavenging DPPH and ABTS .

    Results

    Comparison between the two extraction methods showed that the efficiency of extraction of the effective compounds of the seeds of all three varieties in the ultrasound method was higher than that of the maceration method . The most effective extraction efficiency of the compounds is 10 minutes and the sound intensity is 100 % . The results of antioxidant assays showed that the hydroalcoholic extracts of the kernels of three date cultivars are concentration dependent in free radical scavenging activity and with increasing concentration, their activity increases. Recent research showed that with the presence of phenol (29.34 mg / g of gallic acid ) and flavonoid (1282.66 µg/mg of quercetin), the most of Zahedi variety seed extract, Kababab variety has the highest antioxidant activity .

    Conclusion

    It can be said that the seed powder of Zahedi, Kabakab and Astamaran is a good source of fiber, carotenoids and mineral elements. Therefore, based on this research, powder and seed extract of various date varieties can be used as natural antioxidant compounds in different foods .

    Keywords: Date seed, Ultrasound, Maceration, Flavonoids, Phenolic Compounds, Antioxidant activity
  • Abdolsatar Avazsoofian *, Seid Mahdi Jafari, Mahdi Kashaninejad, Alireza Sadeghi, Narjes Malekjani Pages 17-35
    Background and objectives

    Among the types of heat exchangers, shell and tube heat exchangers are the most common heat exchange equipment. The energy efficiency of a heat exchanger can be increased by improving the heat transfer properties. Nanofluids are a Colloidal suspension of nanoparticles are in a base fluid.The nanoparticles used in nanofluids are usually made of metals, oxides, carbides, or carbon nanotubes. The heat transfer rate is affected by the thermophysical properties of the nanofluid, which increases with the increasing volume of nanoparticles in the base fluid. Nanofluid properties are affected by nanoparticle concentration, purity level, and variable structure. The main purpose of this paper is to provide an overview of the use of nanofluids in shell and tube heat exchangers to increase heat transfer coefficients and simulate the parameters affecting the flow and heat transfer to predict temperature distribution, velocity, and pressure drop in different parts of the heat exchanger.

    Material and methods

    In this study, Camsol multiphysicas simulation software version 6 was used to build a computational model of shell and tube heat exchanger to simulate temperature, velocity, and pressure drop changes in the heat exchanger. Hot nanofluid (353.15 ° K) enters the tube and water (298.15 ° K) enters the shell. The role of geometry parameters used on heat transfer rate has been investigated and presented. The temperature and total heat transfer characteristics of the pipe wall are calculated and designed for theoretical, experimental, and numerical methods using the K- ɛ heat transfer model.

    Results

    By performing a computational fluid dynamics study, and calculating the desired values of each of the studied parameters, a good agreement was obtained between the computational fluid dynamics study and experimental results. The results of temperature, velocity, and pressure drop counters show that the addition of nanoparticles to the fluid can effectively increase the thermal conductivity of the fluid the temperature of the added nanoparticles are directly related to the thermal conductivity ratio. The velocity changes in the shell are very small and in most areas of the shell, the speed according to numerical calculations and according to the colored guide bar is about 0.05 meters per second, but at the points of collision of the current with the baffles and inlet and outlet values are different and between 0.15 to 0.2 meters. Is seconds. From the numerical results, it can be seen that the velocity values in the vicinity of the walls are very low, which is due to the strong friction gradient. Examining the temperature-related contours, it can be seen that the heat transfer is not uniform throughout the length of the exchanger and the decrease in temperature in the direction of flow is visible.

    Conclusion

    The use of alumina nanoparticles in the base fluid by 4% increased the average output temperature by 0.9 degrees in a passing cycle of the system, which increases more and more with the repetition of this cycle. According to the pressure drop contour, the pressure drop of nanofluids is much higher than the base fluid and the pressure drop increases with increasing the concentration of nanofluid.

    Keywords: heat exchanger, simulation, heat transfer, nanofluid
  • Hossein Jooyandeh *, Mohammad Hojjati Pages 37-54
    Background and objectives
    Cheese ripening is a complicated process that involves the breakdown of the cheese compounds via proteolysis, lipolysis and other enzyme catalysis which cause typical changes in cheese flavour characteristics. Lipolysis is one of the most biochemical reactions in cheese that through formation of short- and middle-chain fatty acids and finally convert them to flavour compounds such as methyl ketones, lactones, secondary alcohols, aldehydes and thioesters, plays an important role in cheese flavour and it also accelerate cheese ripening. Consequently, to increase cheese lipolysis in some cheese varieties, commercial lipases (with animal and microbial origins) is used. However, excessive levels of lipolysis may cause undesirable effect in cheese flavour and result in cheese rancidity. There is scarce investigation regarding to application of lipase enzymes (particularly animal lipases) in white brined cheese. Therefore, this research was performed to evaluate the effect of calf and kid goat lipases on development of lipolysis in Iranian-white brined cheese and to determine the best kind (calf or kid goat lipase) and appropriate level of enzyme to produce a cheese with an acceptable quality.
    Materials and methods
    In this research, Iranian-white brined cheese samples were produced from fresh cow milk via enzymatic (rennet cheese) procedure according to conventional method of cheese making in Iran. After standardization of milk fat to 3%, homogenization and pasteurization, the milk was cold to 35 ˚C and the calf or kid goat lipases at levels of 0 (control sample), 1.5, 3, 4.5 and 6 g/100 Kg of milk before renneting stage were added to the milk. The extent of free fatty acids/lipolysis (acid value, AV) and sensory scores (odour, colour, taste and texture) of Iranian-white brined cheese samples were measured during 90 days of the storage (1, 7, 14 and 21 days) at refrigerator and free fatty acid profile (FAP) analysis and microstructure assessment of cheese samples were measured at the end of 90 days of the cold storage. Analysis of fatty acid composition was carried out by gas chromatography with flame ionization detector.
    Results
    The results showed that increasing the amount of lipase concentrations and storage time significantly caused an increase in cheese lipolysis (p<0.01). Even though kid goat lipase introduced more changes in the experimental parameters like fatty acid profile and ADV, the kind of lipases had no significant effect on sensory attributes of the cheese samples (p>0.05). Furthermore, based on FAP results, though an increase in enzyme concentration produced a higher low-, medium-, long-chain and total free fatty acids (TFFA) (p<0.01), this increase was more obvious for low-chain fatty acids. Among different treatments, control sample with 132.91 g/100 Kg TFFA had the lowest and cheese sample containing 6 g kid goat lipase with 309.51 g/100 Kg had the highest TFFA at end of the 90-day storage period. Sensory evaluation also showed that samples having lipase enzymes had a higher mean sensory scores for odour, taste and texture when compared with control (without lipase enzyme) (p<0.001). Microstructure results of white brined cheese samples showed that by enzymatic treatment, an extensive lipolysis was occurred which subsequently caused a significant reduction in number and size of fat globules in the cheese structure. These changes due to formation of new cross-linkages between caseins and casein network rearrangement, result in a condensed texture and an increase in cheese hardness.
    Conclusion
    According to the results, by using 4.5 g lipase enzyme (kid goat or calf, per 100 Kg of milk), a white brined cheese with improved sensory characteristics could be produced. Based on sensory results, no significant difference were found between two lipase enzymes, i.e. kid goat or calf lipases.
    Keywords: White brined cheese, Kid goat lipase, Calf lipase, Acid value, Microstructure
  • Reza Rezaei, Seyed Ahmad Shahidy *, Sohrab Abdollahzadeh, Azade Ghorbani-Hasansaraei, Shahram Naghizadeh Raeisi Pages 55-72
    Background and purpose

    Malt extract is widely used in the production of candy, malt, sauces and baking industries, confectionery, infant formula or baby food, chocolate, pharmaceuticals and dairy factories. Risk management in the malt production process plays an important role in improving product safety and factory efficiency. The failure mode and effect analysis method (FMEA) is a systematic and preventive tool in risk management that is used to define, identify, evaluate, prevent, eliminate or control the states, causes and effects of potential failures in a system. The aim of the current research is to use FMEA and Fuzzy Delphi as suitable tools to identify, refine and rank process failures in the malt production process from the receiving stage to packaging and provide preventive solutions to reduce important risks.

    Materials and methods

    First, unit operation in malt production were considered, which included: receiving and sifting barley, washing and steeping, germinating and clining, grinding and extracting, milling and mashing, filling and packaging. Then, with the aid of five experts of malt industry, as properly as the previous overall performance and documentation of the processes such as HSE and ISO information, the current situation and potential failures were determined separately for the production processes. Then, the causes of failures and the effects of these failures on the customer were determined.

    Findings

    In the malt production process, a total of 86 potential failures were identified and ranked in 6 main malting processes. The scores of severity (S), occurrence (O) and detection (D) were assigned by experts using the Fuzzy Delphi method. According to the given scores, RPN (Risk Priority Number) of each failure mode was calculated. According to the RPN number and the numbers of the three components, the failures were categorized into three levels: normal, semi- critical and critical. “ Receiving and cultivating” and “sprouting, drying and root separation: were the most risky steps and “milling and mashing” and “filling and packaging” low risk steps in the malt production process. Finally, preventive solutions were provided by experts for critical failures.

    Conclusion

    In order to reduce or eliminate critical failures that had a RPN number above 120 and 2 components above 6 (6 critical failures), practical solutions such as installing equipment in order to more accurately control pressure and humidity in processes, increasing control over equipment performance, sampling and checking out raw materials and semi-finished, were introduced.Keywords: Malting process; Failure identification; Risk management; Severity; Occurrence; Detection

    Keywords: Malting process, risk management, Severity, Occurrence, Detection
  • Fakhreddin Salehi *, Rana Cheraghi Pages 73-90
    Background and objectives
    Osmotic dehydration is a process of soaking products in an aqueous solution containing salt or sugar, which is normally applied to fruits and vegetables. The osmotic-ultrasound dehydration method can improve the quality of dehydrated products by increasing mass transfer rate and maintaining appearance properties. Although there are many statistical and mathematical methods for predicting mass transfer kinetics in the process of osmotic dehydration of agricultural products, but, the use of intelligent algorithms with desirable features has made significant progress in recent years. The main goal of this research is to predict the weight reduction percentage, solids gain percentage and water loss percentage of apple slices dehydrated by osmosis-ultrasound method using the adaptive neuro-fuzzy inference system or ANFIS.
    Materials and methods
    The osmotic-ultrasound process was performed using the ultrasonic bath equipment (vCLEAN1-L6, Backer, Iran). The apple slices were immersed in the ultrasonic bath containing sucrose solutions of 30, 40, and 50 °Brix. The applied ultrasound powers were 0, 75, and 150 W, the ultrasound treatment time was 10, 20, 30, 40, 50, and 60 minutes, the device frequency was 40 kHz, and also, the system temperature was 50 °C. The moisture content of apple slices was calculated by oven at 105°C and during 5 hours. The ANFIS model with 3 inputs of ultrasonic power (at three levels of 0, 75, and 150 W), sucrose solution concentration (at three levels of 30, 40, and 50 °Brix), and ultrasound treatment time (at six times of 10, 20, 30, 40, 50, and 60 min) was developed to predict mass transfer kinetics during osmotic-ultrasound dehydration of apple slices.
    Results
    The results of this research showed that with increasing the ultrasound power, ultrasound treatment time and osmotic solution concentration, the weight reduction percentage of the samples increased, which these changes was due to high moisture removal from the apple slices. The optimal ANFIS network structure includes three inputs (ultrasonic power, ultrasonic treatment time, and osmotic solution concentration), 48 input membership functions, 16 rules in the middle layer, 16 output membership functions, and an output response (weight reduction percentage, solids gain percentage, or water loss percentage). The coefficient of determination (r) values calculated for predicting weight reduction percentage, solids gain percentage and water loss percentage parameters using the ANFIS-based subtractive clustering algorithm were equal to 0.952, 0.927 and 0.961, respectively.
    Conclusion
    The ANFIS system accurately estimated the output parameters of osmotic dehydration process of apple well; therefore, it is recommended to use this method in design and development of intelligent control systems for dehydration processes in agricultural products.
    Keywords: ANFIS, Apple, Mass Transfer, Osmotic dehydration, Ultrasound
  • Maryam Rezaei Seraji, Mohammad Ghorbani *, Alireza Sadeghi Mahoonak, Hoda Shahiri Tabarestani, Azim Qasemnejad Pages 91-109
    The aim of this study was to extract and encapsulate the phenolic and flavonoid compounds of wild dill (Grammosciadium Platycarpum Boiss) in sodium alginate hydrogel. In this study, phenol and flavonoid compounds were extracted from Grammosciadium Platycarpum Boiss and then used for encapsulation at three concentrations of 1, 2 and 3%) in sodium alginate with three concentrations of 1.5, 2 and 3%. In the next step, antioxidant activity (total antioxidant, DPPH free radical scavenging capacity, OH radical scavenging, reducing power), loading capacity of phenolic compounds of Grammosciadium Platycarpum Boiss extract in alginate hydrogel, encapsulation efficiency and process efficiency, were evaluated. Also, structural properties of encapsulated material including chemical structure using infrared spectroscopy were measured. The ability to preserve phenolic compounds and antioxidant properties of the product during 30 days of storage in different environmental conditions (light and dark, and temperature 25 ° C and 4-7 °C) were also evaluated. The results showed the maximum loading capacity of 1.178 mg as gallic acid per gram of extract was obtained for alginate hydrogel containing 3% extract. In addition, it was found that by using this method, a high coating efficiency of about 75% was obtained. The results also revealed a significant difference (P<0.05) in the ability to maintain antioxidant activity against environmental conditions, for hydrogels containing different amounts of extract during 30 days of storage. Similar results obtained with respect to the ability of phenolic compounds retention during storage in hydrogels containing the extract, the maximum retention of total antioxidant properties, free radical scavenging of DPPH, free radical scavenging of OH and reducing power under different storage conditions, were observed for hydrogels containing 2% extract. The greatest reduction in antioxidant properties was observed for hydrogels containing 1% extract under artificial light conditions. The ability to maintain the antioxidant property of the was observed in the artificial light condition about 55/18% and in the dark conditions about 74/15%.the rate of free radical DPPH in artificial lighting conditions accounted for about 36/42 %, and about 84/15 % in the dark conditions. The rate of free radical OH in artificial lighting conditions accounted about 44/11% and about 68/34% in the dark conditions. The rate of power regenerative in artificial lighting conditions was 63/53 % and was estimated at 75/83% in the dark conditions. In this study it was found that 2% alginate containing 2% extract has the best encapsulation and has the highest retention of phenolic compounds and antioxidant properties during storage.
    Keywords: Antioxidant, extract, Encapsulation, Alginate hydrogel, Grammosciadium Platycarpum Boiss
  • Mehran Alami *, Shiva Shafiei, Hoda Shahiri Tabarestani, Sayed Soheil Amiri Aghdaei Pages 111-124
    Background and objectives

    Nowadays, replacing gluten is one of the challenging issues in cereal field. Since gluten-free products do not have desirable textural and sensory characteristics, using compounds such as proteins and gums can help to improve the quality of them. Proteins and hydrocolloids can mimic the viscoelastic properties of gluten to some extent. Legumes are important and inexpensive food resources rich in protein and can compensate for the lack of lysine amino acid in cereals. Thus, they are considered as a good food supplement for cereals. Broad bean is one of the legumes rich in protein (25-32% protein) and is considered as a suitable source for the production of protein concentrate. Xanthan gum is also one of the most effective hydrocolloids used in gluten-free products. The aim of this research work is to evaluate the effect of broad bean protein concentrate (BPC) and xanthan gum on physicochemical properties of rice batter and cake.

    Materials and methods

    In the present study, BPC was extracted by acidic-alkaline method and was then added to the batter formulation at three levels of 0, 7.5, 15 % with xanthan gum at three levels of 0, 0.15, 0.3%. Physicochemical properties of the batter including specific gravity and viscosity were evaluated. Physicochemical and sensory properties of cake including porosity, volume, baking loss, hardness and sensory properties were evaluated.

    Results

    Results of the batter analysis showed that viscosity was reduced by increasing the amount of BPC and xanthan and no significant difference was observed in specific gravity of samples. Results of the cake analysis revealed that hardness was increased and porosity, volume and baking loss were reduced by increasing the amounts of BPC and xanthan. Results of the sensory evaluation showed that there was no significant difference between the treatments in the parameters of crust and crumb color, hardness and porosity; and the panelists assigned lower score to the treatments containing 15% of bean protein concentrate (BPC) regarding the texture and flavor. In terms of total acceptance, the panelists assigned the highest score to the control sample and the sample containing 7.5% broad bean protein concentrate (BPC) and 0.3% xanthan.

    Conclusion

    In general, high amounts of broad bean protein concentrate (BPC) and xanthan gum led to a significant increase in batter viscosity which resulted in an increase in hardness and a decrease in volume and porosity of the cake by creating high water absorption, but led to a decrease in baking loss of the cakes, which is economically favorable. According to the obtained results, cake with 7.5% BPC and 0.3 % xanthan was the best treatment in terms of sensory and quality characteristics.

    Keywords: Gluten-free cake, Rice flour, Batter, Broad bean protein concentrate, xanthan