مدل‌سازی برخی از خصوصیات شیمیایی روغن سیاه‌دانه تحت تاثیر پیش‌تیمار مایکروویو و سرعت دورانی پرس مارپیچی

مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 2، دوره 14، شماره 1 - شماره پیاپی 49، فروردین و اردیبهشت 1397، صفحه 17-26   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.v1395i0.57722

نویسندگان

حمید بخش ابادی^{* 1}؛ حبیب الله میرزایی¹؛ علیرضا قدس ولی²؛ سید مهدی جعفری¹؛ امان محمد ضیایی فر¹

¹گروه مهندسی مواد و طراحی صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.

²بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران.

چکیده

در این تحقیق به‌منظور مدل‌سازی شبکه‌های عصبی مصنوعی فرایند استخراج روغن از دانه‌های سیاه‌دانه به کمک پیش‌تیمار مایکروویو از زمان‌های مختلف فرایند (90، 180 و 270 ثانیه) و توان‌های مختلف (180، 540 و 900 وات) استفاده گردید. بعد از اعمال این پیش‌تیمارها، روغن دانه‌ها با پرس مارپیچی و با سرعت‌های متفاوت (11، 34 و 57 دور در دقیقه) استخراج شد و میزان راندمان استخراج، اندیس اسیدی و اسیدیته، رنگ و پایداری اکسیداتیو نمونه‌ها مورد بررسی قرار گرفت. جهت پیش‌بینی روند تغییرات از ابزارشبکه‌های عصبی مصنوعی در نرم‌افزار Matlab R2013a استفاده شد. با بررسی توپولوژی‌های مختلف شبکه‌ عصبی، شبکه‌ پس‌انتشار پیشخور با توپولوژی‌های 3-10-5 با ضریب همبستگی بیشتر از 995/0 و میانگین مربعات خطای کمتر از 0005/0 و با بکارگیری تابع فعال‌سازی تانژانت سیگموئید هیپربولیکی، الگوی یادگیری لونبرگ– مارکوات و چرخه یادگیری 1000 به‌عنوان بهترین مدل‌ عصبی مشخص گردید. نتایج حاصل از مدل‌های بهینه انتخاب شده نیز ارزیابی گردید و این مدل‌ها با ضرایب همبستگی بالا )بیش از 949/0( قادر به پیش‌بینی روند تغییرات بودند.

کلیدواژه‌ها

استخراج روغن؛ سیاه‌دانه؛ سرعت دورانی پرس؛ مایکروویو؛ مدل‌سازی

مراجع

امیرمرادی، ش. و رضوانی مقدم، پ.1390. اثر تراکم و زمان مصرف نیتروژن بر خصوصیات مورفولوژیکی، مراحل فنولوژیکی، عملکرد و اجزای عملکرد سیاه‌دانه. نشریه علوم باغبانی(علوم و صنایع کشاورزی). 25: 251- 260.

گلی،ا. ح.، کدیور، م.، بهرامی، ب. و سبزعلیان، م.ر. 1386. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی روغن دانه ماریتیغال. فصلنامه علوم و صنایع غذایی ایران. 4: 241- 254.

Anderson, D. 1996. A primer on oils processing technology. In Y. H. Hui (Ed) Bailey's industrial oil and fat products. JohnWiley and Sons, Inc., New York. 4: 10-17.

AOAC. 2008. Official methods of analysis of the association of official analytical chemists, Vol. II. Arlington, VA: Association of Official Analytical Chemists.

AOCS. 1993. Official Methods and Recommended Practices of the American Oil Chemists’ Society, AOCS Press, Champaign, IL. 762p.

Antonio, J.Y. and Dorado, M.P. 2006. A neural network approach to simulate biodiesel production from waste olive oil. Energy Fuels. 20:399–402.

Atta, M.B. 2003. Some characteristics of nigella (Nigella sativa L.) seed cultivated in Egypt and its lipid profile. Journal of Food Chemistry. 83: 63-68.

Azadmard, D.S., Habibi, N. F., Hesari, J., Nemati, M. and Fathi, A. B. 2010. Effect of pretreatment with microwaves on oxidative stability and nutraceuticals content of oil from rapeseed. Food Chemistry. 121, 1211–1215.

Cheikh-Rouhou, S., Besbes, S., Hentati, B., Blecker, C., Deroanne, C. and Attia, H. 2007. N. sativa L.: Chemical composition and physicochemical characteristics of lipid fraction. Journal of Food Chemistry. 101(2), 673-681.

Karaman, S., Ozturk, I., Yalcin, H., Kayacier, A. and Sagdi, O. 2012. Comparison of adaptive neuro fuzzy inference system and artificial neural networks for estimation of oxidation parameters of sunflower oil added with some natural byproduct extracts. Journal of the Science of Food and Agriculture. 92(1), 49-58.

Khazaei, J. and Daneshmandi, S. 2007. Modeling of thin-layer drying kinetics of sesame seeds: mathematical and neural networks modeling. International Agrophysics. 21, 335-348

Kittiphoom, S. and Sutasinee, S. 2015. Effect of microwaves pretreatments on extraction yield and quality of mango seed kernel oil. International Food Research Journal. 22(3), 960-964.

Klaypradit, W., Kerdpiboon, S.and Singh, R.K. 2011. Application of artificial neural networks to predict the oxidation of menhaden fish oil obtained from Fourier transform infrared spectroscopy method. Food bioprocess Technology. 4(3):475-80.

Lou, Z., Wang, H., Zhang, M. and Wang, Z. 2010. Improved extraction of oil from chickpea under ultrasound in a dynamic system. Journal of Food Engineering. 98: 13-18.

Lu, B., Zhang, Y., Wu, X. and Shi, J. 2007. Separation and determination of diversiform phytosterols in food materials using supercritical carbon dioxide extraction and ultraperformance liquid chromatography–atmospheric pressure chemical ionization–mass spectrometry, Analytica Chimica Acta. 588. 50–63.

Mandal, V., Mohan, Y. and Hemalatha, S. 2007. Microwave Assisted Extraction – An Innovative & Promising Extraction Tool for Medicinal Plant Research. Pharmacognosy Reviews. 1: 8-14.

Machavaram, R., Jena, P.C. and Raheman, H. 2008. Predictionof optimized pretreatment process parametersfor biodiesel pro-duction using ANN and GA. Fuel 88:868–875

Meireles, A. and Angela, M. 2003. Supercritical extraction from solid: Process design data. Current Opinion in Solid State and Materials Science.7: 321–330.

Przybylski, R. and Zambiazi, R. C. 2000. Predicting oxidative stability of vegetable oils using neural network system and endogenous oil components. Journal of the American Oil Chemists' Society. 77(9), 925-932.

Savoire, R., Lanoiselle, J.L. and Vorobiev, E. 2013. Mechanical continuous oil expression from oilseeds: a review. Food and Bioprocess Technology. 6 (1), 1–16.

Sultana, B., Anwar, F. and Przybylski, R. 2007. Antioxidant potential of corncob extracts for stabilization of cornoil subjected to microwave heating. Food Chemistry. 104: 997–1005.

Singer, A., Nogala-Kalucka, M. and Lampart-Szczap, E. 2008. The content and antioxidant activity of phenolic compounds in cold-pressed plants oil. Journal of Food Lipids.15: 137-149.

Singh, P., Kumar, R., Sabapathy, S.N. and Bawa. S. 2008. Functional and edible uses of soy protein products. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 7(1), 14-28.

Taghvaei, M., Jafari, S.M., Assadpoor, E., Nowrouzieh, S. and Alishah, O. 2014. Optimization of microwave-assisted extraction of cottonseed oil and evaluation of its oxidative stability and physicochemical properties. Food Chemistry 160: 90–97.

Terigar, B.G., Balasubramanian, S., Sabliov, C.M., Lima, M. and Boldor, D. 2011. Soybean and rice bran oil extraction in a continuous microwave system: From laboratory- to pilot-scale. Journal of Food Engineering. 104(2): 208–217.

Wang, L. and Weller, C.L. 2006. Recent advances in extraction of nutraceuticals from plants. Trends Food Science and Technology. 17: 300-12.

Yolmeh, M., Habibi Najafi, M.B., Salehi, F. 2014. GA-ANN and ANFIS modeling of antibacterial activity of annatto dye on Salmonella enteritidis. Microb. Pathogenesis. 67: 36-40.

Zeng, X., Han, Z. and Zi, Z. 2010. Effect of Pulse Electric Field Treatment on Quality of Peanut Oil. Food Control. 21: 611- 614