خواص مهندسی گوجه‌فرنگی تحت تاثیر تابش التراسونیک و شرایط بسته‌بندی در طول دوره نگهداری

ماشین های کشاورزی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 04 شهریور 1404   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی انگلیسی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.2025.91308.1324

نویسندگان

رشید غلامی^{* 1}؛ احمد نورمحمدی²؛ ابراهیم احمدی²؛ حکمت ربانی³

¹گروه مهندسی ماشین‌های کشاورزی، دانشکده کشاورزی سنقر، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

²گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

³گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

چکیده

در این پژوهش تابش التراسونیک (US)، نوع فیلم بسته‌بندی، کنترل اتمسفر داخل بسته‌ها و کنترل دمای نگهداری به‌منظور انبارداری گوجه‌فرنگی مورد استفاده قرار گرفت. نیمی از نمونه‌ها تحت تابش التراسونیک قرار داده شدند و سپس با استفاده از فیلم پلی‌اتیلن (PE) و پلی‌اتیلن مجهز به 2% ذرات نانو رس (نانو فیلم) تحت شرایط اتمسفر معمولی و اتمسفر اصلاح‌شده (5% O₂ + 3% CO₂) بسته‌بندی شدند. نمونه‌ها در دماهای 25 درجه سلیسیوس و 4 درجه سلیسیوس و به مدت 28 روز نگهداری شدند. در طول دوره نگهداری خواص فیزیکی شامل: رطوبت و شاخص‌های رنگ، خواص شیمیایی شامل: pH، مواد جامد محلول (TSS)، لیکوپن و فنل کل و خواص مکانیکی شامل نیروی نفوذ و مدول الاستیسیته به‌صورت هفتگی ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که دوره نگهداری اثر مخربی بر روند تغییرات خواص داشته است. استفاده از اتمسفر اصلاح‌شده، دمای مناسب ذخیره‌سازی، و استفاده از تیمار اولتراسونیک و نانوفیلم به‌طور موثری سبب حفظ کیفیت محصول و کنترل خواص آن می‌شوند. نتایج تحلیل آماری نشان داد که تیمارهای مورد استفاده تاثیر موثری در سطح 1% و 5% بر اکثر خواص اندازه‌گیری‌شده داشته‌اند. از طرف دیگر شبکه عصبی مصنوعی (ANN) به‌منظور پیش‌بینی داده‌ها مورد استفاده قرار گرفت و مشخص شد که بهترین ساختار برای پیش‌بینی خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی گوجه‌فرنگی 5-10-11 بوده است. اکسیژن و دی‌اکسید کربن با دقت بالایی (ضریب همبستگی 0.93 و 0.86) پیش‌بینی شدند که نشان از عملکرد مناسب شبکه عصبی مصنوعی در پیش‌بینی این پارامترها با ساختار معرفی‌شده دارد.

کلیدواژه‌ها

التراسونیک؛ انبارداری؛ بسته‌بندی؛ گوجه‌فرنگی

مراجع

1. Anonymous. (2021). Food and agricultural organization of the United Nations statistics division. Available from: https://www.fao.org/faostat/en/#data/QC
2. Álvarez-Hernández, M. H., Martínez-Hernández, G. B., Castillejo, N., Martínez, J. A., & Artés-Hernández, F. (2021). Development of an antifungal active packaging containing thymol and an ethylene scavenger. Validation during storage of cherry tomatoes. Food Packaging and Shelf Life, 29, 100734. https://doi.org/10.1016/j.fpsl.2021.100734
3. Cai, M., Zhong, H., Ma, Q., Yang, K., & Sun, P. (2022). Physicochemical and microbial quality of Agaricus bisporus packaged in nano-SiO₂/TiO₂ loaded polyvinyl alcohol films. Food Control, 131, 108452. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2021.108452
4. Castellanos, D. A., Cerisuelo, J. P., Hernandez-Muñoz, P., Herrera, A. O., & Gavara, R. (2016). Modelling the evolution of O₂ and CO₂ concentrations in MAP of a fresh product: Application to tomato. Journal of Food Engineering, 168, 84-95. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2015.07.019
5. D’Aquino, S., Mistriotis, A., Briassoulis, D., Di Lorenzo, M. L., Malinconico, M., & Palma, A. (2016). Influence of modified atmosphere packaging on postharvest quality of cherry tomatoes held at 20°C. Postharvest Biology and Technology, 115, 103-112. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2015.12.014
6. Fagundes, C., Moraes, K., Pérez-Gago, M. B., Palou, L., Maraschin, M., & Monteiro, A. R. (2015). Effect of active modified atmosphere and cold storage on the postharvest quality of cherry tomatoes. Postharvest Biology and Technology, 109, 73-81. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2015.05.017
7. Fan, K., Zhang, M., & Jiang, F. (2019). Ultrasound treatment to modified atmospheric packaged fresh-cut cucumber: Influence on microbial inhibition and storage quality. Ultrasonics Sonochemistry, 54, 162-170. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.02.003
8. Fish, W. W., Perkins-Veazie, P., & Collins, J. K. (2002). A Quantitative Assay for Lycopene That Utilizes Reduced Volumes of Organic Solvents. Journal of Food Composition and Analysis, 15(3), 309-317. https://doi.org/10.1006/jfca.2002.1069
9. Gholami, R., Aghili nategh, N., & Rabbani, H. (2023). Evaluation the effects of temperature and packaging conditions on the quality of button mushroom during storage using e-nose system. Journal of Food Science and Technology, 60, 1355-1366. https://doi.org/10.1007/s13197-023-05682-7
10. Gholami, R., Ahmadi, E., & Ahmadi, S. (2020). Investigating the effect of chitosan, nanopackaging, and modified atmosphere packaging on physical, chemical, and mechanical properties of button mushroom during storage. Food Science & Nutrition, 8(1), 224-236. https://doi.org/10.1002/fsn3.1294
11. Gholami, R., Ahmadi, E., & Farris, S. (2017). Shelf life extension of white mushrooms (Agaricus bisporus) by low temperatures conditioning, modified atmosphere, and nanocomposite packaging material. Food Packaging and Shelf Life, 14, 88-95. https://doi.org/10.1016/j.fpsl.2017.09.001
12. Heydarian, A., Ahmadi, E., Dashti, F., & Normohammadi, A. (2022). Evaluation of Mechanical and Chemical Parameters of Okra with Chitosan Coating in Nano Packaging Films and Atmospheric Modified Conditions. Journal of Agricultural Machinery, 12(4), 600-612. (in Persian with English abstract). https://doi.org/10.22067/jam.2021.69257.1027
13. Kaewklin, P., Siripatrawan, U., Suwanagul, A., & Lee, Y. S. (2018). Active packaging from chitosan-titanium dioxide nanocomposite film for prolonging storage life of tomato fruit. International Journal of Biological Macromolecules, 112, 523-529. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.01.124
14. Lan, W., Zhang, R., Ahmed, S., Qin, W., & Liu, Y. (2019). Effects of various antimicrobial polyvinyl alcohol/tea polyphenol composite films on the shelf life of packaged strawberries. LWT, 113, 108297. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.108297
15. Olveira-Bouzas, V., Pita-Calvo, C., Lourdes Vázquez-Odériz, M., & Ángeles Romero-Rodríguez, M. (2021). Evaluation of a modified atmosphere packaging system in pallets to extend the shelf-life of the stored tomato at cooling temperature. Food Chemistry, 364, 130309. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.130309
16. Osae, R., Apaliya, M. T., Alolga, R. N., Kwaw, E., Otu, P. N. Y., & Akaba, S. (2022). Influence of shea butter, bee wax and cassava starch coatings on enzyme inactivation, antioxidant properties, phenolic compounds and quality retention of tomato (Solanum lycopersicum) fruits. Applied Food Research, 2(1), 100041. https://doi.org/10.1016/j.afres.2022.100041
17. Paulsen, E., Barrios, S., & Lema, P. (2019). Ready-to-eat cherry tomatoes: Passive modified atmosphere packaging conditions for shelf life extension. Food Packaging and Shelf Life, 22, 100407. https://doi.org/10.1016/j.fpsl.2019.100407
18. Sangwanangkul, P., Bae, Y.-S., Lee, J.-S., Choi, H.-J., Choi, J.-W., & Park, M.-H. (2017). Short-term pretreatment with high CO2 alters organic acids and improves cherry tomato quality during storage. Horticulture, Environment, and Biotechnology, 58(2), 127-135. https://doi.org/10.1007/s13580-017-0198-x
19. Singleton, V. L., & Joseph A. Rossi, Jr. (1965). Colorimetry of Total Phenolics with Phosphomolybdic-Phosphotungstic Acid Reagents. American Journal of Enology and Viticulture, 16(3), 144. https://doi.org/10.5344/ajev.1965.16.3.144
20. Sridhar, K., Makroo, H. A., & Srivastava, B. (2022). Effect of Cold-and Hot-Break Heat Treatments on the Physicochemical Characteristics of Currant Tomato (Solanum pimpinellifolium) Pulp and Paste. Foods, 11(12), 1730. https://doi.org/10.3390/foods11121730
21. Tavar, M., Rabbami, H., Gholami, R., Ahmadi, E., & Kurtulmus, F. (2024). Investigating the Effect of Packaging Conditions on the Properties of Peeled Garlic by Using Artificial Neural Network (ANN). Packaging Technology and Science, 37(8), 755-767. https://doi.org/10.1002/pts.2819
22. Taye, A. M., Tilahun, S., Seo, M. H., Park, D. S., & Jeong, C. S. (2019). Effects of 1-MCP on Quality and Storability of Cherry Tomato (Solanum lycopersicum). Horticulturae, 5(2). https://doi.org/10.3390/horticulturae5020029
23. Tilahun, S., Lee, Y. M., Choi, H. R., Baek, M. W., Lee, J.-S., Park, D. S., ..., & Jeong, C. S. (2021). Modified atmosphere packaging combined with CO₂ and 1-methylcyclopropene prolong the storability and maintain antioxidant properties of cherry tomato. Scientia Horticulturae, 288, 110401. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2021.110401
24. Uba, F., Esandoh, E. O., Zogho, D., & Anokye, E. G. (2020). Physical and mechanical properties of locally cultivated tomatoes in Sunyani, Ghana. Scientific African, 10, e00616. https://doi.org/10.1016/j.sciaf.2020.e00616
25. Walubengo, D., Orina, I., Kubo, Y., & Owino, W. (2022). Physico-chemical and postharvest quality characteristics of intra and interspecific grafted tomato fruits. Journal of Agriculture and Food Research, 7, 100261. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2021.100261
26. Zhao, Y., Li, L., Gao, S., Wang, S., Li, X., & Xiong, X. (2023). Postharvest storage properties and quality kinetic models of cherry tomatoes treated by high-voltage electrostatic fields. LWT, 176, 114497. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2023.114497