بررسي تأثير پيش‌تيمارهاي تخليه الكتريكي با ولتاژ بالا و اولتراسونيك بر فرآيند استخراج پكتين با امواج مايكروويو و روش حرارت‌دهي مرسوم از پوست هندوانه

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

علوم و مهندسي صنايع غذايي

دكتري

پكتين يك تركيب هتروپلي¬ساكاريد گياهي است كه كاربرد فراواني در محصولات غذايي داشته و معمولا براي تشكيل ژل، ايجاد بافت، ويسكوزيته و پايدارسازي برخي از محصولات غذايي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. پكتين به شكل تجاري از پوست مركبات و يا باقي¬مانده‌هاي ميوه سيب از صنعت نوشيدني، بدست مي‌آيد. با اين حال توجه به منابع جديد پكتين، بخصوص ضايعات كشاورزي، روشهاي نوين استخراج و همچنين افزايش بازده روش صنعتي توليد پكتين، رو به گسترش است. لذا پژوهش حاضر در راستاي بررسي پتانسيل استفاده از پيش‌تيمارهاي فراصوت (در دو توان و دو زمان فرآيندي) و تخليه الكتريكي با ولتاژ بالا (در سه سطح) با هدف افزايش بازده روش مرسوم استخراج و تلفيق اين پيش‌تيمارها با روش استخراج به كمك مايكروويو انجام گرديد و تاثير روش‌هاي استخراج و پيش‌تيمارها بر روي سينتيك استخراج، خصوصيات ساختاري، كاربردي و رئولوژيكي پكتين از پوست هندوانه، به عنوان يكي از ضايعات غذايي، مورد بررسي قرار گرفت. نتايج اين پژوهش نشان داد كه هر دو پيش تيمار، مورفولوژي سطحي نمونه¬ها را تغيير داده و سطح فعال نمونه اوليه را افزايش دادند. همچنين استفاده از پيش‌تيمارها سبب شد تا بعد از هيدراته شدن پودر اوليه در آب، شاخص‌هاي تورم‌پذيري نمونه‌ها و هدايت الكتريكي سوسپانسيون حاصل، افزايش يابد؛ كه نشان دهنده تاثير اين پيش‌تيمارها بر فرآيند استخراج مي‌باشد. مرحله دوم پژوهش به بررسي فرآيند استخراج اختصاص يافت. بيشينه بازده استخراج در روش مرسوم اسيدي، به ميزان 4/17 درصد طي 90 دقيقه از استخراج حاصل شد كه با اعمال پيش‌تيمار تخليه الكتريكي در20 كيلو ولت بر سانتي‌متر، بازده به 46/18 درصد افزايش يافت و با بكارگيري پيش¬تيمار فراصوت در 300 وات، بازده معادل با 92/18 درصد محاسبه شد. در روش استخرج پكتين به كمك مايكروويو، با اعمال پيش‌تيمار تخليه الكتريكي، ميزان بازده از 39/14 درصد طي 5 دقيقه از استخراج، به 97/17 درصد افزايش يافت. همچنين با بكارگيري پيش¬تيمار فراصوت در 300 وات بازده به 03/19 درصد رسيد. مطالعات سينتيكي نشان داد كه همه تيمارهاي استخراج داراي روند و الگوي يكسان استخراج بوده و از مدل سينتيكي درجه دوم تبعيت مي‌كنند. ضريب ديفوزيون موثر استخراج با بكارگيري پيش‌تيمارها افزايش يافت كه فراصوت نسبت به تخليه الكتريكي در افزايش اين ضريب موثرتر بود. مرحله سوم پژوهش با بررسي خصوصيات پكتين پوست هندوانه انجام شد و مشخص شد كه درجه استري نمونه‌ها كمتر از 50% و درصد گالاكتورونيك همه نمونه‌ها بيشتر از 65 درصد مي‌باشد. پيش‌تيمار فراصوت بر كاهش درجه استري و درصد گالاكتورنيك اسيدموثرتر بود. همچنين مشخص شد كه مولكول پكتين پوست هندوانه، عمدتا از هموگالاكتورانان تشكيل شده است و هر دو پيش‌تيمار در افزايش زنجيره‌ جانبي مولكول پكتين با افزايش رامنوز و منوساكاريدهاي ديگر موثر تشخيص داده ‌شدند. بررسي طيف مادون قرمز در نمونه‌ها نشان داد كه هيچ پيك جديدي در اثر بكارگيري پيش‌تيمارها به الگوي جذبي نمونه شاهد افزوده و يا حذف نشده است؛ هرچند جذب نمونه با پيش‌تيمار در برخي از نواحي متفاوت بود. آناليز وزن مولكولي نشان داد كه پيش‌تيمار تخليه الكتريكي برخلاف پيش‌تيمار فراصوت، وزن مولكولي نمونه‌هاي پكتين را كاهش نداده است. آناليز رئولوژي محلول نمونه‌هاي پكتين نشان داد كه همه نمونه‌هاي پكتين استخراج شده، از نوع رقيق شونده با برش مي‌باشد و پيش‌تيمار فراصوت در كاهش ويسكوزيته و پيش‌تيمار تخليه الكتريكي (20 كيلو ولت بر سانتي‌متر) در افزايش ويسكوزيته موثر بوده‌اند. همچنين بررسي رئولوژي نوساني ژل پكتين نشان داد كه بعد از بكارگيري اين پيش‌تيمارها ساختار الاستيك ژل پكتين حفظ شده، هرچند كه زمان تشكيل ژل افزايش يافته است.

224368

صنايع غذايي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان