تولید شکلات حباب‌دار و استفاده از مقطع‎نگاری اشعه X و پردازش تصویر در بررسی ویژگی‌های حباب‌ها

مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 2، دوره 16، شماره 5 - شماره پیاپی 65، آذر و دی 1399، صفحه 525-540   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی فارسی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.v16i5.83979

نویسندگان

مسیح سرفرازی¹؛ محبت محبی^{* 1}؛ مهدی سعادتمند طرزجان²؛ علی میرشاهی³

¹گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد.

²گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد.

³گروه علوم درمانگاهی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه فردوسی مشهد.

چکیده

در این مطالعه، شکر با مخلوط اینولین: مالتودکسترین در نسبت‌های 75:25 (CH2)، 50:50 (CH3) و 25:75 (CH4) جایگزین شد. سپس گاز دی‌اکسید کربن در فشار 6 بار به این سه شکلات علاوه‌بر شکلات حاوی شکر (CH1) تزریق شد تا شکلات حباب‌دار تولید شود. با استفاده از مقطع‌نگاری اشعه X از شکلات‌های حباب‌دار تصویربرداری شد و پس از پردازش، تصاویر به‌دست‎آمده با استفاده از روش چان-وز تقطیع شدند؛ یعنی حباب‌ها از سایر قسمت‌های تصویر جدا شدند. ویژگی‌های حباب‌ها که در این تحقیق موردبررسی قرار گرفتند عبارت بودند از: حجم کل، قطر و نسبت سطح به حجم. همچنین، بلورینگی، چگالی و سختی شکلات‌ها نیز با هم مقایسه شدند. نتایج نشان دادند که روش چان-وز توانست نویزهای موجود در تصویر را حذف کند. همچنین، نتایج پراش اشعه X نشان داد که نمودار CH3 قله‌های تیزتری نسبت به CH2 و CH4 دارد که این نشانی از بلورینگی بیشتر آن بود. میانگین قطر حباب‌های CH1 بیشتر از سایر نمونه‌ها بود که دلیل آن را می‌توان به بلورینگی بیشتر آن در مقایسه با نمونه‌های بدون شکر نسبت داد؛ زیرا ساختار متبلور CH1 از خروج گاز جلوگیری کرده و موجب به‌هم پیوستن حباب های کوچک و تشکیل حباب‌های بزرگتر شده است. همچنین، مشاهده شد که در تمام شکلات‌ها، چگالی شکلات حباب‌دار کمتر از شکلات بدون حباب است؛ زیرا بخشی از مواد جامد و چربی با گاز دی‌اکسید کربن جایگزین شد. نتایج اندازه‌گیری سختی نیز نشان داد که نمونه‌های بدون شکر حباب‌دار از نمونه‌های بدون گاز نرم‎تر بودند ولی در مورد CH1 عکس این پدیده مشاهده شد که دلیل آن را می‌توان به حضور شکر در این نمونه نسبت داد؛ زیرا در محصولات حباب‌دار، ذرات جامد، به‌ویژه شکر، یک اسکلت پیوسته را تشکیل می‌دهند و همان نقشی را ایفا می‌کنند که چربی در محصولات بدون حباب بازی می‌کند.

کلیدواژه‌ها

اینولین؛ مالتودکسترین؛ مقطع نگاری اشعه X؛ پراش اشعه X؛ چان-وز؛ سختی

مراجع

Afoakwa, E. O., Paterson, A., & Fowler, M. (2007). Factors influencing rheological and textural qualities in chocolate–a review. Trends in Food Science & Technology, 18(6), 290-298.

Aidoo, R. (2015). Functionality of inulin and polydextrose in stevia or thaumatin sweetened dark chocolate. (PhD thesis), Ghent University, Belgium.

Aidoo, R. P., Afoakwa, E. O., & Dewettinck, K. (2014). Optimization of inulin and polydextrose mixtures as sucrose replacers during sugar-free chocolate manufacture–Rheological, microstructure and physical quality characteristics. Journal of Food Engineering, 126, 35-42.

Aidoo, R. P., Appah, E., Van Dewalle, D., Afoakwa, E. O., & Dewettinck, K. (2017). Functionality of inulin and polydextrose as sucrose replacers in sugar‐free dark chocolate manufacture–effect of fat content and bulk mixture concentration on rheological, mechanical and melting properties. International Journal of Food Science & Technology, 52(1), 282-290.

Aidoo, R. P., Depypere, F., Afoakwa, E. O., & Dewettinck, K. (2013). Industrial manufacture of sugar-free chocolates–applicability of alternative sweeteners and carbohydrate polymers as raw materials in product development. Trends in Food Science & Technology, 32(2), 84-96.

Bellido, G. G., Scanlon, M. G., Page, J. H., & Hallgrimsson, B. (2006). The bubble size distribution in wheat flour dough. Food Research International, 39(10), 1058-1066.

Belščak-Cvitanović, A., Komes, D., Dujmović, M., Karlović, S., Biškić, M., Brnčić, M., & Ježek, D. (2015). Physical, bioactive and sensory quality parameters of reduced sugar chocolates formulated with natural sweeteners as sucrose alternatives. Food Chemistry, 167, 61-70.

Bitaraf, S., Abbasi, S., & HAMIDI, E. Z. (2016). Effects of inulin and bulking agents on rheological properties and particle size distribution of low calorie dark chocolate.

Bitaraf, S., Abbasi, S., & Hamidi, Z. (2013). Production of low-energy prebiotic dark chocolate using inulin, polydextrose, and maltodextrin. Iranian Journal of Nutrition Sciences & Food Technology, 8(1), 49-62.

Bradley, D., & Roth, G. (2007). Adaptive thresholding using the integral image. Journal of graphics tools, 12(2), 13-21.

Campbell, G. M., & Mougeot, E. (1999). Creation and characterisation of aerated food products. Trends in Food Science & Technology, 10(9), 283-296.

Chan, T. F., & Vese, L. A. (2001). Active contours without edges. IEEE Transactions on image processing, 10(2), 266-277.

Chiotellis, E., & Campbell, G. M. (2003). Proving of bread dough I: modelling the evolution of the bubble size distribution. Food and Bioproducts Processing, 81(3), 194-206.

Erdem, Ö., Gültekin-Özgüven, M., Berktaş, I., Erşan, S., Tuna, H. E., Karadağ, A., . . . Cutting, S. M. (2014). Development of a novel synbiotic dark chocolate enriched with Bacillus indicus HU36, maltodextrin and lemon fiber: Optimization by response surface methodology. LWT-Food Science and Technology, 56(1), 187-193.

Falcone, P., Baiano, A., Zanini, F., Mancini, L., Tromba, G., Montanari, F., & Del Nobile, M. (2004). A novel approach to the study of bread porous structure: phase-contrast X-ray microtomography. JOURNAL OF FOOD SCIENCE-CHICAGO-, 69(1), FEP38-FEP38.

Farzanmehr, H., & Abbasi, S. (2009). Effects of inulin and bulking agents on some physicochemical, textural and sensory properties of milk chocolate. Journal of texture studies, 40(5), 536-553.

Furlan, L. T. R., Baracco, Y., Lecot, J., Zaritzky, N., & Campderros, M. E. (2017). Influence of hydrogenated oil as cocoa butter replacers in the development of sugar-free compound chocolates: Use of inulin as stabilizing agent. Food Chemistry, 217, 637-647.

Glicerina, V., Balestra, F., Dalla Rosa, M., & Romani, S. (2013). Rheological, textural and calorimetric modifications of dark chocolate during process. Journal of Food Engineering, 119(1), 173-179.

Granato, D., de Araújo Calado, V. M., & Jarvis, B. (2014). Observations on the use of statistical methods in Food Science and Technology. Food Research International, 55(0), 137-149. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.foodres.2013.10.024

Haedelt, J. (2005). An investigation into bubble inclusion into liquid chocolate. The University of Reading.

Haedelt, J., Beckett, S., & Niranjan, K. (2007). Bubble‐Included Chocolate: Relating Structure with Sensory Response. Journal of Food Science, 72(3), E138-E142.

Haedelt, J., Pyle, D. L., Beckett, S. T., & Niranjan, K. (2005). Vacuum‐induced Bubble Formation in Liquid‐tempered Chocolate. Journal of Food Science, 70(2), E159-E164.

Konar, N., Özhan, B., Artık, N., Dalabasmaz, S., & Poyrazoglu, E. S. (2014). Rheological and physical properties of inulin-containing milk chocolate prepared at different process conditions. CyTA-Journal of Food, 12(1), 55-64.

Konar, N., Palabiyik, İ., Toker, O. S., Polat, D. G., Sener, S., Akcicek, A., & Sagdic, O. (2017). Effect of Inulin DP on Various Properties of Sugar-Free Dark Chocolates Containing Lactobacillus paracasei and Lactobacillus acidophilus. International Journal of Food Engineering, 13(9).

Massey, A., Khare, A., & Niranjan, K. (2001). Air inclusion into a model cake batter using a pressure whisk: development of gas hold‐up and bubble size distribution. Journal of Food Science, 66(8), 1152-1157.

Misra, N., Phalak, R., & Martynenko, A. (2018). A microscopic computer vision algorithm for autonomous bubble detection in aerated complex liquids. Journal of Food Engineering, 238, 54-60.

Niranjan, K., & Silva, S. (2008). Bubble-containing foods Food Materials Science (pp. 281-303): Springer.

Pandey, A., & Singh, G. (2011). Development and storage study of reduced sugar soy containing compound chocolate. Journal of food science and technology, 48(1), 76-82.

Peters, D. J. (2017). Non‐conventional machines and processes. Beckett's Industrial Chocolate Manufacture and Use, 400-430.

Rezende, N. V., Benassi, M. T., Vissotto, F. Z., Augusto, P. P., & Grossmann, M. V. (2015). Mixture design applied for the partial replacement of fat with fibre in sucrose-free chocolates. LWT-Food Science and Technology, 62(1), 598-604.

Shah, A. B., Jones, G. P., & Vasiljevic, T. (2010). Sucrose‐free chocolate sweetened with Stevia rebaudiana extract and containing different bulking agents–effects on physicochemical and sensory properties. International Journal of Food Science & Technology, 45(7), 1426-1435.

Shoaib, M., Shehzad, A., Omar, M., Rakha, A., Raza, H., Sharif, H. R., . . . Niazi, S. (2016). Inulin: Properties, health benefits and food applications. Carbohydrate Polymers, 147, 444-454.

Shourideh, M., Taslimi, A., Azizi, M., & Mohammadifar, M. (2012). Effects of D-Tagatose and inulin on some physicochemical, rheological and sensory properties of dark chocolate. International Journal of Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics, 2(5), 314.

Sokmen, A., & Gunes, G. (2006). Influence of some bulk sweeteners on rheological properties of chocolate. LWT-Food Science and Technology, 39(10), 1053-1058.

Watson, N, Hazlehurst, T, Povey, M, Vieira, J, Sundara, R, & Sandoz, JP. (2014). Can airborne ultrasound monitor bubble size in chocolate? Paper presented at the Journal of Physics: Conference Series.

Winkelmeyer, C. B., Peyronel, F., Weiss, J., & Marangoni, A. G. (2016). Monitoring Tempered Dark Chocolate Using Ultrasonic Spectrometry. Food and Bioprocess Technology, 9(10), 1692-1705. doi:10.1007/s11947-016-1755-5