بررسی فرآیند اسمزی موز با استفاده از لاکتات کلسیم و بهینه‌سازی آن با استفاده از الگوریتم ژنتیک

مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 10، دوره 12، شماره 1 - شماره پیاپی 37، فروردین و اردیبهشت 1395، صفحه 139-151   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.v1395i1.36431

نویسندگان

زینب فرحانی نژاد؛ میلاد فتحی^* ؛ محمد شاهدی

دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

موز میوه‌ای سرشار از مواد مغذی است که به‌علت داشتن محتوای رطوبتی بالا استفاده از روش‌های نگهداری مناسب به‌منظور افزایش زمان ماندگاری آن ضروری است. آبگیری اسمزی یک فرآیند غیرحرارتی برای کاهش رطوبت و بهبود ویژگی‌های خوراکی محسوب می‌شود. بااین‎وجود، این فرآیند کند بوده و همچنین بافت میوه طی فرآیند دچار تغییرات نامطلوبی می‌گردد. در این پژوهش از لاکتات کلسیم (در غلظت‎های 0%، 2%، 3% و 4%) و اسید سیتریک (در غلظت‌های 0%، 5/0%، 1% و 5/1%) برای بهبود استحکام بافت میوه و افزایش سرعت فرآیند طی آبگیری با محلول اسمزی ساکارز استفاده گردید و الگوریتم ژنتیک به‌منظور بهینه‌سازی شرایط فرآیند به‌کار گرفته شد. نتایج نشان داد استفاده از لاکتات کلسیم و اسید سیتریک سبب کاهش میزان جذب مواد جامد و تغییرات رنگ، افزایش افت رطوبت و همچنین بهبود مقاومت مکانیکی بافت میوه می‌گردد. شرایط بهینه فرآیند نیز برای حصول بیشترین مقدار افت رطوبت و مقاومت مکانیکی و کمترین مقدار جذب مواد جامد و تغییرات رنگ درنظر گرفته شد (غلظت‌های پیش‌بینی‎شده به‌ترتیب 99/3% و 86/0% برای لاکتات کلسیم و اسید سیتریک بود). شرایط بهینه با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی اعتبارسنجی گردید. مقادیر شاخص‌های آماری MSE ،NMSE و AME (به‌ترتیب برابر با 062/2، 021/0 و 099/1) بیانگر توانایی بالای الگوریتم ژنتیک برای بهینه‌سازی فرآیند آبگیری اسمزی بود.

کلیدواژه‌ها

آبگیری اسمزی؛ الگوریتم ژنتیک؛ لاکتات کلسیم

مراجع

حسینی، م.، مصطفوی، م.، هادوی، ا.، رضائی، م.، 1391، بررسی اثر اسید آسکوربیک، اسید سیتریک و متابی سولفیت سدیم بر ویژگی های فیزیکوشیمیایی و اورگانولپتیکی برگه زرآلو (Prunus armeniaca) رقم جهانگیری، نشریه علوم باغبانی، 26، 67-63.

فاطمی، ح.، 1386، شیمی مواد غذایی،1386، شرکت سهامی انتشار، تهران، 250-248.

AOAC (1997). Official methods of analysis. Washington: Association of Official Analytical Chemists.

 

Ali, H. S., H. A. Moharram, M. T. Ramadan and G. H. Ragab (2010). "Osmotic Dehydration of Banana Rings and Tomato Halves." Journal of American Science 6(9).

 

Anino, S. V., D. M. Salvatori and S. M. Alzamora (2006). "Changes in calcium level and mechanical properties of apple tissue due to impregnation with calcium salts." Food Research International 39(2): 154-164.

 

Archer, M. C. and J. K. Palmer (1975). "An experiment in enzyme characterization: Banana polyphenoloxidase." Biochemical Education 3(3): 50-52.

 

Barrera, C., N. Betoret and P. Fito (2004). "Ca2+ and Fe2+ influence on the osmotic dehydration kinetics of apple slices (var. Granny Smith)." Journal of Food Engineering 65(1): 9-14.

 

Bico, S. L. S., M. F. J. Raposo, R. Morais and A. Morais (2009). "Combined effects of chemical dip and/or carrageenan coating and/or controlled atmosphere on quality of fresh-cut banana." Food Control 20(5): 508-514.

 

Chauhan, O. P., P. S. Raju, D. K. Dasgupta and A. S. Bawa (2006). "Instrumental textural changes in banana (var. Pachbale) during ripening under active and passive modified atmosphere." International Journal of Food Properties 9(2): 237-253.

 

Chiralt, A. and P. Talens (2005). "Physical and chemical changes induced by osmotic dehydration in plant tissues." Journal of Food Engineering 67(1): 167-177.

 

Fathi, M., M. Mohebbi and S. M. A. Razavi (2011). "Application of fractal theory for prediction of shrinkage of dried kiwifruit using artificial neural network and genetic algorithm." Drying Technology 29(8): 918-925.

 

Fathi, M., M. Mohebbi and S. M. A. Razavi (2011). "Application of image analysis and artificial neural network to predict mass transfer kinetics and color changes of osmotically dehydrated kiwifruit." Food and Bioprocess Technology 4(8): 1357-1366.

 

Fernandes, F. A., S. Rodrigues, O. C. Gaspareto and E. L. Oliveira (2006). "Optimization of osmotic dehydration of bananas followed by air-drying." Journal of Food Engineering 77(1): 188-193.

 

Fernandes, F. A. N. and S. Rodrigues (2008). "Application of ultrasound and ultrasound-assisted osmotic dehydration in drying of fruits." Drying Technology 26(12): 1509-1516.

 

Fernandes, F. A. N. and S. Rodrigues (2011). Ultrasound application as pre-treatment for drying of fruits. Proceedings of the International Congress on Engineering and Food.

 

Garcia-Noguera, J., F. I. P. Oliveira, C. L. Weller, S. Rodrigues and F. A. N. Fernandes (2012). "Effect of ultrasonic and osmotic dehydration pre-treatments on the colour of freeze dried strawberries." Journal of Food Science and Technology: 1-6.

 

Hailu, M., T. S. Workneh and D. Belew (2013). "Review on postharvest technology of banana fruit." African Journal of Biotechnology 12(7): 635-647.

 

Jaworska, G. y., W. Kmiecik and J. Slupski (2004). "Effect of technological measures on the quality of canned banana desserts." Food Science and Technology 7(1).

 

Mohebbi, M., F. Shahidi, M. Fathi, A. Ehtiati and M. Noshad (2011). "Prediction of moisture content in pre-osmosed and ultrasounded dried banana using genetic algorithm and neural network." Food and Bioproducts Processing 89(4): 362-366.

 

FAO – Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2011. http://www.fao.org (accessed June, 2011).

 

Silva, K. S., M. A. Fernandes and M. A. Mauro (2014a). "Osmotic Dehydration of Pineapple with Impregnation of Sucrose, Calcium, and Ascorbic Acid." Food and Bioprocess Technology 7(2): 385-397.

 

Silva, K. S., M. A. Fernandes and M. A. Mauro (2014b). "Effect of calcium on the osmotic dehydration kinetics and quality of pineapple." Journal of Food Engineering 134: 37-44.

 

Torres, J. D., P. Talens, I. Escriche and A. Chiralt (2006). "Influence of process conditions on mechanical properties of osmotically dehydrated mango." Journal of Food Engineering 74(2): 240-246.

 

Vega-Galvez, A., R. Lemus-Mondaca, C. Bilbao-Sainz, P. Fito and A. Andres (2008). "Effect of air drying temperature on the quality of rehydrated dried red bell pepper (var. Lamuyo)." Journal of Food Engineering 85(1): 42-50.

 

Verma, D., N. Kaushik and P. S. Rao (2013). "Application of High Hydrostatic Pressure as a Pretreatment for Osmotic Dehydration of Banana Slices (Musa cavendishii) Finish-Dried by Dehumidified Air Drying." Food and Bioprocess Technology: 1-17.

 

Wang, R., M. Zhang and A. S. Mujumdar (2010). "Effects of vacuum and microwave freeze drying on microstructure and quality of potato slices." Journal of Food Engineering 101(2): 131-139.

 

Zhao, D., C. Zhao, H. Tao, K. An, S. Ding and Z. Wang (2013). "The effect of osmosis pretreatment on hot-air drying and microwave drying characteristics of chili (Capsicum annuum L.) flesh." International Journal of Food Science & Technology 48(8): 1589-1595.