بهینه‌سازی شرایط برشته‌کردن مغز بادام‌زمینی با هوای داغ توسط روش سطح پاسخ

محورهای موضوعی : میکروبیولوژی مواد غذایی

هادی باقری ¹ , مهدی کاشانی نژاد ² , مهران اعلمی ³ , امان محمد ضیایی فر ⁴

1 - دانش‌آموخته دکتری مهندسی مواد و طراحی صنایع غذایی، دانشکده صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
2 - استاد گروه مهندسی مواد و طراحی صنایع غذایی، دانشکده صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
3 - دانشیار گروه تکنولوژی مواد غذایی، دانشکده صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
4 - استادیار گروه مهندسی مواد و طراحی صنایع غذایی، دانشکده صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

تاریخ دریافت : 1397/11/18 تاریخ پذیرش : 1397/11/18 تاریخ انتشار : 1398/01/01

کلید واژه: انرژی مصرفی, بادام زمینی, برشته کردن, روش سطح پاسخ, ویژگیهای کیفی,

چکیده مقاله :

مقدمه: برشته کردن یک فرآیند حرارتی با دمای بالا و زمان پایین می باشد که منجر به تشدید طعم و بهبود خصوصیات بافتی و حسی مغز ها می گردد و شرایط برشته کردن نقش مهمی در بروز خصوصیات بافتی و حسی دارد. برشته کردن به طور مستقیم در کیفیت (چیپسی، رنگ و طعم و مزه) و زمان ماندگاری محصول نهایی اثر گذار است، بنابراین برشته نمودن درست و اصولی مغز ها و آجیل ها از اهمیت زیادی برخوردار است. مواد و روش‌ها: در این تحقیق، فرایند برشته کردن با هوای داغ برای تولید اسنک بادام زمینی با استفاده از روش سطح پاسخ (طرح مرکب مرکزی) در محدوده دمایی 140- 180 درجه سانتی گراد و زمان های مختلف 10- 30 دقیقه بهینه یابی شد. پارامترهای رنگی شامل شاخص روشنایی (L*)، شاخص قرمزی (a*)، شاخص زردی (b*)، و تغییرات کلی رنگ (ΔE)، بافت (سفتی و انرژی فشاری)، خصوصیات حسی، مقدار رطوبت و میزان مصرف انرژی به عنوان پاسخ برای توسعه یک مدل پیشگویی و بهینه یابی فرآیند برشته کردن مورد استفاده قرار گرفتند. یافته ها: نتایج نشان داد که افزایش دما و زمان برشته کردن باعث کاهش مقدار L*، b*، مقدار رطوبت، سفتی و انرژی فشاری و افزایش ΔE و میزان مصرف انرژی گردید. نتایج آنالیز روش سطح پاسخ نشان داد که پارامترهای کیفی می توانند برای کنترل برشته کردن مغز بادام زمینی در برشته کن هوای داغ مورد استفاده قرار بگیرند. برای رسیدن به یک پارامتر کیفی مطلوب، نقطه اپتیمم برای تولید اسنک بادام زمینی، دمای 162 درجه سانتی گراد به مدت 29 دقیقه تعیین شد. نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از تحقیق بیانگر کارایی مفید روش سطح پاسخ در بهینه یابی فرآیند برشته کردن با هوای داغ بود. براساس نتایج بدست آمده هر دو فاکتور دمای هوای داغ و زمان برشته کردن تاثیر قابل توجه ای بر خصوصیات کیفی و میزان مصرف انرژی داشتند و باعث بهبود خصوصیات حسی و بافتی مغز بادام زمینی گردیدند.

چکیده انگلیسی:

Introduction: Roasting is a high temperature short time (HTST) heat treatment process and enhances the flavor of product and improves the textural and organoleptic properties of the nuts. Materials and Methods: In this study, a hot-air roasting process for the production of peanut snack was optimized by response surface methodology (RSM) over a range of air temperatures (140–180°C) for various times (10-30 min). The color parameters including lightness (L*), redness (a*), yellowness (b*) and total color differences (ΔE), textural characteristics (hardness and compressive energy), sensory properties, moisture content of the peanuts and energy consumption were used as response parameters to develop predictive models and optimize the roasting process.Results: The results showed that by increasing the by temperature and time of roasting, the L*, b*, moisture content, hardness and compressive energy were decreased and ΔE* and energy consumption were increased. The result of RSM analysis showed that quality parameters could be used to control the roasting of peanut kernels in a hot-air roaster. In order to obtain the desired quality parameter, the optimum roasting for production of peanut snack was determined at 162°C for 29 min. Conclusion: This study revealed that RSM could be used to develop adequate prediction models for describing color and texture changes in peanut kernels during hot-air roasting. The changes in the quality parameters were adequately described by quadratic model. Successful optimization for the peanut kernels roasting process can also be made using desirability functions in RSM.

منابع و مأخذ:

Bagheri, H., Kashaninejad, M., Ziaiifar, A. M. & Alami. M. (2016). Novel hybridized infrared-hot air method for roasting of peanut kernels. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 37, 106-114.

Bas, D., Boyaci, H., & Smail, H. (2007). Modeling and optimization I: Usability of response surface

 

methodology. Journal of Food Engineering, 78(3), 836-845.

Bhattacharya, S. & Prakash, M. (1997). Kinetics of roasting of split chickpea (Cicerarietinum). International Journal of Food Science and Technology. 32, 81-84.

Buckholz, L. L., Daun, H., Stier, E. & Trout, R. (1980). Influence of roasting time on sensory attributes of fresh roasted peanuts. Journal of Food Science, 45, 547–554.

Celma, A. R., Cuadros, F. & López-Rodríguez, R. (2012). Convective drying characteristics of sludge from treatment plants in tomato processing industries. Food and Bioproducts Processing, 90, 224-234.

Chen, T., Kang, B., Chen, S., Chen, H. & Lin, H. (2010). Optimized parameters and quality analysis of salty and crisp peanut by far infrared roasting. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 26(8), 320–325.

Chung, H. S., Kim, J. K., Moon, K. D. & Youn, K. S. (2014). Changes in color parameters of corn kernels during roasting. Food Science and Biotechnology, 23(6), 1829-1835.

Dadali, G., Demirhan, E. & Özbek, B. (2007). Color change kinetics of spinach undergoing microwave drying. Drying Technology, 25, 1713-1723.

Danehy, J. P. (1986). Maillard reactions: Nonenzymatic browning in food systems with special reference to the development of flavor. Advances in Food Research, 30, 77-138

Driscoll, R. H. & Madamba, P. S. (1994). Modeling the browning kinetics of garlic. Food Australia 46, 66–71.

Horuz, E., Altan, A. & Maskan, M. (2012). Spray drying and process optimization of unclarified pomegranate (Punica granatum) juice. Drying Technology, 30(7), 787-798.

Jiao, S., Zhu, D., Deng, Y. & Zhao, Y. (2015). Effects of hot air-assisted radio frequency heating on quality and shelf-life of roasted peanuts. Food Bioprocess Technology, 15-1624-1637.

Kahyaoglu, T. (2008). Optimization of the pistachio nut roasting process using response surface methodology and gene expression programming. LWT- Food Science and Technology, 41, 26-33

Kahyaoglu, T. & Kaya, S. (2006). Modelling of moisture, color and texture changes in sesame seeds during the conventional roasting. Journal of Food Engineering, 75(2), 167–177.

Koc, B., Yilmazer, M. S., Balkr, P. & Ertekin, F. K. (2010). Spray drying of yogurt: Optimization of process conditions for improving viability and other quality attributes. Drying Technology, 28(4), 495-507.

Li, J., Zhang, L. & Liu, Y. (2013). Optimization of extraction of natural pigment from purple sweet potato by response surface methodology and its stability, Journal of Chemistry, 2, 1-5.

Maskan, M. (2001). Kinetics of colour change of kiwifruits during hot air and microwave drying. Journal of Food Engineering, 48, 169-175.

McDaniel, K. A., White, B. L., Dean, L. L., Sanders, T. H. & Davis, J. P. (2012). Compositional and mechanical properties of peanuts roasted to equivalent colors using different time/temperature combinations. Journal of Food Science, 77(12), 1-7.

Mendes, L. C., De Menezes, H. C., Aparecida, M. & Da Silva, A. P. (2001). Optimization of the roasting of robusta coffee (C. canephora conillon) using acceptability tests and RSM. Food Quality and Preference, 12 (2), 153-162.

Mohammadi Moghaddam, T., Razavi, S. M. A., Taghizadeh, M. & Sazgarnia, A. (2015). Sensory and instrumental texture assessment of roasted pistachio nut/kernel by partial least square (PLS) regression analysis: effect of roasting conditions. Journal of Food Science and Technology, 53 (1), 370-380

Moss, J. R. & Otten, L. (1989). A relationship between color development and moisture content during roasting of peanut. Canadian Institute of Food Science and Technology Journal, 22(1), 34-39.

Myers, R. H. & Montgomery, D. C. (2009). Response surface methodology: process and product optimization under designed experiments. 3rd ed. New York, Wiley and Sons, 255-80.

Nikzadeh, V. & Sedaghat, N. (2008). Physical and sensory changes in pistachio nuts as affected by roasting temperature and storage. American-Eurasian Journal of Agricultural & Environmental Sciences, 4, 478–483.

Ozdemir, M. & Devres, O. Y. (1999). The thin layer drying characteristics of hazelnuts during roasting. Journal of Food Engineering, 42, 225–233.

Ozdemir, M. & Devres, O.Y. (2000). Analysis of color development during roasting of hazelnuts using response surface methodology. Journal of Food Engineering, 45, 17–24.

Quanhong, L. & Caili, F. (2005). Application of response surface methodology for extraction optimization of germinant pumpkin seeds protein. Food Chemistry, 92, 701-706.

Rouissi, T., Mahmoudi, A., Tyagi, R. D., Brar, S. K., Prvost, D. & Surampalli, R. Y. (2007). Optimization of spray drying by response surface methodology for the production of Sinorhizobium meliloti powder formulation by using starch industry waste water. Biosystems Engineering, 114(3), 334-343.

Saklar, S., Katnas, S. & Ungan, S. (2001). Determination of optimum hazelnut roasting conditions. International Journal of Food Science and Technology, 36, 271–281.

Vincent, J. F. V. (2004). Application of fracture mechanics to the texture of food. Engineering Failure Analysis, 11, 695–704.

Vollmannn, J. & Rajcan, I. (2010). Oil Crops, Springer London.