بهینه یابی فرایند برشته کردن مادون قرمز رقم های مهم تجاری مغز پسته با روش سطح پاسخ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای علوم و صنایع غذایی دانشگاه فردوسی مشهد

2 استاد فیزیک و مهندسی مواد غذایی گروه علوم و صنایع غذایی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد

3 استاد مهندسی علوم و صنایع غذایی، دانشکده علوم و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

4 استادیار، موسسه تحقیقات پسته ایران، رفسنجان

5 استاد شیمی lمحض، دانشکده علوم دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان

چکیده

در این پژوهش، برای نخستین بار از پرتو های مادون قرمز برای برشته کردن مغز پسته چهار رقم مهم تجاری ایران (فندقی، کله قوچی، اکبری و احمد آقایی) استفاده شد. و بهینه یابی فرآیند با استفاده از طرح مرکب مرکزی برای هر رقم انجام گرفت. متغیرهای مستقل شامل ولتاژ لامپ مادون قرمز ( در دامنه V 90 -70) و فاصله نمونه تا منبع مولد مادون قرمز(در دامنه m 5 0/0-0.1) و متغیرهای وابسته (پاسخ) شامل نیروی شکست اول، نیروی شکست دوم، اندیس قهوه ای شدن، زمان فرآیند و طعم برشتگی بودند. به طور کلی، نیروی شکست اول نمونه ها در محدوده N 54-5 ؛ نیروی شکست دوم نمونه ها در محدوده N 65-15 ؛ اندیس قهوه ای شدن نمونه ها در محدوده 41-38، زمان فرایند برشته کردن در محدوده S 1080-252؛ و امتیاز طعم برشتگی در محدوده 14-4 به دست آمد. با توجه به روش آزمون و خطا، ازیک مدل چهارجمله ای برای تجزیه و تحلیل پاسخ ها استفاده شد. شرایط بهینه برشته کردن از نظر ولتاژ مادون قرمز و فاصله نمونه تا منبع مولد مادون قرمز برای رقم فندقی: 0/05 m – V 28 /81 ، رقم احمد آقایی 0/07 m – V 86/65 ، رقم کله قوچی m05/0 –V 26/91 ، و رقم اکبری m 05/0 – 14V /94 به دست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد فرآیند برشته کردن با مادون قرمز می تواند فرآیندی کارامد و مناسب برای مغز پسته باشد که علاوه بر یکنواختی بیشتر فراورده نهایی، باعث کوتاه شدن زمان فرآیند برشته کردن به میزان حداقل 50 % روش متداول خواهد شد.

چکیده تصویری

بهینه یابی فرایند برشته کردن مادون قرمز رقم های مهم تجاری مغز پسته با روش سطح پاسخ

تازه های تحقیق

  • در این تحقیق برای نخستین بار، فرایند برشته‌کردن مغز پسته با مادون ‌قرمز مطالعه و به روش سطح پاسخ بهینه‌یابی شد.
  • شرایط بهینه‌ با تغییر ولتاژ‌ لامپ مادون‌قرمز و فاصله نمونه تا منبع مادون‌قرمز؛ با‌توجه به ویژگی‌های بافتی و حسی، قهوه‌ای‌شدن و زمان فرایند مشخص شد.
  • شرایط بهینه فرایند ارقام فندقی، احمد‌آقایی، کله‌قوچی و اکبری به‌ترتیب m 1/0-V70 ، m 1/0 -V90، m05/0 -V 90 وm  1/0-V90 به‌دست آمد.
  • زمان فرایند نسبت به روش‌های معمول 50 % کاهش یافت و بین نتایج پیشگویی و تجربی مطلوبیتی در محدوده 95/0 - 83/0 به‌دست ‌آمد.
  • در فرایند برشته‌کردن با مادون‌قرمز، بین ضخامت نمونه‌ها و پاسخ‌های مورد‌ مطالعه روابط رگرسیونی با ضرایب ‌تبیین در محدوده 92/0-99/0 یافت‌ شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Important Iranian pistachio kernel cultivars infra red roasting optimization by RSM

نویسندگان [English]

  • Afsaneh Morshedi 1
  • Sayyed Mohammad Ali Razavi 2
  • Mahdi Kashaninejad 3
  • Ahmad Shaker Ardakani 4
  • Ali Mostafavi 5
1 PhD Student in Food Science & Technology department of Agriculture Faculty, Ferdowsi University of Mashhad, Iran
2 Professor in food physics and Engineering in Department of Food Science& Technology , Agriculture Faculty , Ferdowsi University of Mashhad, Iran
3 Professor in Food Engineering, Food Science and Technology Faculty, Gorgan Agriculture University , Gorgan
4 Assistant Professor in food science and technology, Food Science and Technology department, Iranian Pistachio Research institute, Rafsanjan, Iran
5 Professor in Pure Chemistry , Sciense Department, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran.
چکیده [English]

The aim of this study was investigation optimum conditions of four Iranian commercial pistachio kernels (Fandoghi, Ahmad Aghaei, Akbari and Kale Ghoochi cultivars) infrared roasting. The roasting process was optimized by response surface methodology. Optimization was done by central composite design for every cultivar separately. The independent variables were infrared lamp voltage (V) and sample-lamp distance (m). The responses were chosen based on different aspects of quality factors: texture, color, taste, and time of roasting. For texture, the first and second fracture point; for color, browning index (BI); for taste, roasting taste; and for time, the roasting time to 2% moisture samples. The samples first fracture point were in range 20-40/5 N, second fracture point were in range 37-55 N, browning index were in range 38-41, roasting taste score were in range 4-9/12, and roasting time were in range 127- 746 S, in the optimum points. A full quadratic model was fitted for responses by considering trial and error. The fitted model was significant based on ANOVA and R2. At last, results shown optimized points were different for every cultivar. The fitted model and experimental responses had a good correlation ( P ≤ 0.05). Considering final products quality, it seems that pistachio kernels IR roasting can be a useful method to pistachio nut kernel roasting and can reduce the process time, at least 50%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Infrared
  • nut
  • Optimization
  • pistachio kernel
  • Roasting
  • RSM
[2] Tomaino, A., Martorana, M., Arcoraic, T., Monteleone, D., Giovinazzo, C., Saija, A. (2010). Antioxidant activity and phenolic profile of pistachio (Pistachia Vera L., variety Bronte) seeds and skins, Biochimie, 92, 1115-1122.

[3] Vujasinovic, V., Djilas, S., Dimic, E., Basic, Z., Radocaj, O. (2012). Roasting effect on the chemical composition and oxidative stability of pumpkin oil, Eur. J. Lipid Sci. Tech., 114 (5), 568-574.

[4] Kashaninejad, M., Mortazavi, A., Safekordi, A., Tabil, L. G. (2006). Some physical properties of pistachio (Pistachia Vera L.) nut and its kernel, J. of Food Eng., 72: 30-38

[5] Berthold, L. (1919)."Sino-Iranika; Chinese contributions to the history of civilization in Ancient Iran, with special reference to the history of cultivated plants and products", Curator of Anthropology, The black Stone Expedition, Chicago, pp 181-211.

 [6] http://www.ipi.ir

[7] Pangan http://pangan 12. Blogfa.com/post-558.

[8] Ozdemir, M., Devres, O. Y. (2000 b). Kinetics of color changes of hazelnuts during roasting, J. of Food Eng., 44, 31-38.

[9] Pittia, P., Dalla Rosa, M., Lerici, C. R. (2001). Textural changes of coffee beans as affected by roasting conditions, L.W.T. Food Sci. &Tech., 34,168-175.

[10] Saklar, S., Katnas, S., Ungan, S. (1999). Instrumental crispiness and crunchiness of roasted hazelnuts and correlation with sensory assessment. J. of Food Sci., 64(6), 1015-1019.

[11] Kahyaoglu, T. (2008). Optimization of the pistachio nut roasting process using response surface methodology and gene expression programming, L. W. T. Food Sci. & Tech., 41, 26-33.

[12] Kahyaoglu, T., Kaya, S. (2006).Modeling of moisture, color and texture changes in sesame seeds during the conventional roasting. J. of Food Eng., 75(2), 167-177.

[13] Durmaz, G., and Gokmen, V. (2011). Changes in oxidative stability, antioxidant capacity, and phytochemical composition of pistachia terebinthus oil with roasting, J. Food Chem., 128, 410-414.  

[14] Ozdemir, M. (2001). Mathematical analysis of color changes and chemical parameters of roasted hazelnuts, PhD Thesis in Food Science, Istanbul University of Technology,Turkey.

[15] Kumar, S., Debnath, S., Hebbar, U., H. (2009). Pulsed infrared roasting of groundnuts and its quality, Int. J. of Food Eng., 4(5), 812-820.

[16] Afzal, T. M., Abe, T. (1999). Some fundamental attributes of far infrared radiation drying of potato, Drying Technology, 17(1&2), 137-155.

[17] Anon, (2007b), Guidelines for validation of dry roasting process, Almond Board of California, Available from:  <http://www.almondboard.com//Handlers/Documents/Dry-Roast-Validation-Guidelines.pdf>.

[18] Saklar, S., Katnas, S., Ungan, S. (1999). Instrumental crispiness and crunchiness of roasted hazelnuts and correlation with sensory assessment. J. of Food Sci., 64(6), 1015-1019.

[19] Hebbar, H. U., Vishwanathan, K., H., Ramesh, M., N. (2004). Development of combined infrared and hot air dryer for vegetables. J. of Food Eng., 65, 557-563.

 [20] Krishnamurthy, K., Khorana, H., K., Jun, S., Irudayaraj, J., and Demirci, A. (2008) Infrared heating in food processing: an overview, Comprehensive Reviews in Food Sci.  & Food Safety, 7, 2-13.

[21] Yang, J., Bingol, G., Pan, Zh. Brandl, M. T., McHugh, T. H., Wang, H. (2010). Infrared heating for                        dry-roasting and pasteurization of almonds, J. of   Food  Eng., 101, 273-280.

 [22] Nikzadeh, V. and Sedaghat, N. (2008). Physical and sensory changes in pistachio nuts as affected by roasting temperature and storage, American-Eurasian journal of Agric. & Environ. Sci., 4(4), 478-483.

[23] Shakerardekani, A., Karim, H., Mohd Ghazali, H., Chin, N. L. (2011). Effect of roasting conditions on hardness, moisture content and color of pistachio kernels, Int. Food Res. J., 1(18), 723-729.

[24] محمدی مقدم، ت.، ارزیابی خصوصیات کیفی پسته برشته با استفاده از روش‌های تحلیل فرایند: مطالعات تجربی و مدل سازی. (1393) . رساله دکترای مهندسی علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد، گروه علوم و صنایع غذایی.

[25] Cammarn, S. R., Lange, T., J., Beckett, G. D. (1990). Continuous fluidized-bed roasting, Chem.  Eng. Progress, 86, 40-46.

[26] Moss, J. R., Otten, L. (1989). A relationship between color development and moisture content during roasting of peanut, Canadian Institute of Food Sci. and Tech.  J., 22, 34-39.

[27] Yang, J., Bingol, G., Pan, Zh. Brandl, M. T., McHugh, T. H., Wang, H. (2013). Shelf life of infrared dry-roasted almonds, J. Food Chem., 138, 671-678.

[28] شاکر اردکانی، ا. (1388). اثر روش‌های مختلف شور کردن در اجاق، و برشته کن با بستر سیال برکیفیت و ماندگاری پسته، طرح پژوهشی صنایع غذایی، پژوهشکده پسته، رفسنجان.

[29] صالحی، ف. ، کاشانی نژاد، م.  سامانه خشک کن ترکیبی مادون قرمز – هوای داغ، شماره ثبت 87260، 1393.

 [30] استاندارد ملی ایران،1375. مغز پسته، ویژگی‌ها و روش‌های آزمون. شماره218.

[31] Razavi, S. M. A., Mazaherinasab, M., Nickfar, F., Sanaeefard, H. (2008). Physical properties and image analysis of wild pistachio nut (Baneh), Iranian Food sci. & Tech.  Res.  J., January, 61-71. 

[32]Razavi, S. M. A., Edalatian, M., R. (2012).Effect of moisture content and compression axes physical and mechanical properties of pistachio kernel, International J. of Food Prop., 15, 507-517.

[33] Mohammadi Moghaddam, T., Razavi, S. M. A., Taghizadeh, M., Sazegarnia, A. (2016). Sensory and instrumental texture assessment of roasted pistachio nut/kernel by partial least square (PLS) regression analysis: effect of roasting conditions, J. Food Sci. & Tech., 53(1), 370-380.

[34]Buckholz, Jr. L., Daun, H., Stier, E., Trout, R. (1980). Influence of roasting time on sensory attributes of fresh roasted peanuts, J. of Food Sci., 45, 547-554.

[35] Lee, C. M., & Resurreccion, A. V. A. (2006). Predicting sensory attribute intensities and consumer acceptance of stored roasted peanuts using instrumental measurements. J. of Food Quality, 29(4): 319-328

[36] Dugan, D. A., Cronin, K. (2004). The thermal kinetics of texture change and the analysis of texture variability for raw and roasted hazelnuts, Int.  J. of Food Sci. & Tech., 39, 371-383.

[37] Kita, A., and Figiel, A. (2006). The effect of roasting on texture of walnuts, Acta Agrophysica, 7(1), 87-97.

[38] Maridula, D., Goyal, R. K., Bhargava, V. K., and Manikantan, M. R. (2007). Effect of roasting on texture, color and acceptability of soybean for making sattu, American J. of Food Tech., 2(4), 265-272.

[39] Jovanovich, M. R., Dzinica, N. R., Cvetkovicb, B. R., Grujicc, S., and Odzakovicc, B. (2012). Changes of physical properties of coffee beans during roasting, APTEFF, 43, 331-342.

[40] Severini, C., Gomes, T., De Pilli, T., Romani, S., and Massini, R. (2000). Autoxidation of packed almonds as affected by Millard reaction volatile compounds derived from roasting, J. of Agric. & Food Chem., 48, 4635-4640.

 [41] Demir, A. J., Fraus Celayeta, M., Cronin, K., and Abodayeh, K. (2002). Modeling of the kinetics of color changes in hazelnuts during air roasting, J.  of  Food Eng., 55, 283-292.  

[42] Hojjati, M., Colin- Sanchez, A., Razavi, S. H., Carbonell-Barrachina, A. (2013). Effect of roasting on color and volatile composition of pistachio (pistachia Vera L.), Int.  J. of Food Sci. and Tech., 48, 437-443.