بررسی دمای خیساندن در فرآیند پاربویلینگ بر دمای ژلاتیناسیون نشاسته برنج فجر شهرستان گرگان: روش مدلسازی نفوذ جرمی آب درون دانه

محورهای موضوعی : تکنولوژی غلات

میثم سلطانی زنوزی ¹ (کارشناس ارشد گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده داروسازی، واحد علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسالمی، تهران، ایران)

تاریخ دریافت : 1401/04/12 تاریخ پذیرش : 1401/04/15 تاریخ انتشار : 1401/10/01

کلید واژه: برنج, پاربویلینگ, خیساندن,

چکیده مقاله :

مقدمه: فرآیند پاربولینگ، هیدروترمال شلتوک و یا برنج قهوه ای از جمله فرآیندهای مهم در صنعت برنج است و شامل سه مرحله اصلی خیساندن در آب، بخاردهی و در نهایت خشک کردن دانه ها میباشد. با توجه به افزایش هضم پذیری دانه ها به دلیل ژلاتیناسیون نشاسته، دستیابی به یک سطح ژلاتیناسیون مناسب، فرآیند خیساندن یک مرحله اساسی و ضروری در پاربویلینگ است.مواد و روش ها: در این پژوهش واریته برنج فجر از مزارع کشاورزی شهر گرگان جمع آوری گردید و در دماهای 35، 45، 55 و 60 درجه سانتیگراد خیسانده شدند. در مقاطع زمانی مختلف نمونه گیری انجام شد. دمای ژلاتیناسیون دانه های برنج فجر قبل از انجام فرآیند پاربویلینگ با محاسبه ثابت نفوذ جرمی آب شلتوک ها با مدل فیک مدلسازی استفاده شد. سپس تعیین دمای تقریبی ژلاتیناسیون دانه ها با معادله آرینیوس تعیین شد.یافته ها: داده های بدست آمده از جذب، بر حسب محتوای رطوبت خشک تحت شرایط آزمایشگاهی با معادله فیک برازش مناسبی داشت و این مدل رفتار جذب آب نمونه ها را بطور مناسبی توضیح میدهد. خیساندن در دماهای بالاتر منجر به جذب آب سریعتر شد. نحوه جذب آب دانه ها، نشان داد در دمای 60 درجه سانتیگراد، دانه ها تمایلی جهت رسیدن به رطوبت تعادلی ندارند و یک روند نزولی در نمودار جذب آنها مشاهده شد. همچنین با افزایش دما، ثابت نفوذ جرمی افزایش یافت. ضریب نفوذ دانه قهوه ای 7/2 برابر شلتوک و ضریب نفوذ دانه سفید، 1/4 برابر دانه قهوه ای بود. ضریب تعیین و متوسط ریشه مربعات خطا (RMSE) بدست آمده برای هر شرایط دمایی خیساندن، نشان داد که پوستگیری شلتوک تا رسیدن به دانه قهوه ای و سپس خیساندن دانه قهوه ای به جای شلتوک میتواند موثرتر واقع شود.نتیجه گیری: با استفاده از گراف و معادله آرنیوس بهینه شرایط خیساندن دانه های فجر به مدت 2 ساعت در دمای 45 درجه سانتیگراد تعیین شد.

چکیده انگلیسی:

Introduction: Rice parboiling process, hydrothermal process of paddy and / or brown rice are among the important processes in the rice industry and include three main stages of soaking in water, evaporation and drying. Due to the increased digestibility of grains following gelatinization, achieving a suitable level of gelatinization n the soaking stage is a basic and essential step in parboiling process.Materials and Methods: In this study, Fajr rice varieties were collected from agricultural fields in Gorgan and soaked at temperatures of 35, 45, 55 and 60 °C. Sampling was performed at different time. The gelatinization temperature of rice grains was modelled by calculating the mass permeation constant (Def) of paddy water with Fick model. Then, the approximate temperature of grain gelatinization was determined by Arrinius equation.Results: The data obtained from adsorption had a good fit in terms of dry moisture content under laboratory conditions with Fick equation and this model properly explained the water absorption behaviour of the samples. Soaking at higher temperatures resulted in faster water absorption. The water adsorption behaviour of the seeds showed that at a temperature of 60 ° C, the seeds do not tend to reach equilibrium moisture and a downward trend was observed in their diagram. Also, with increasing temperature, the Def increased. The Def brown grain was 2.7 times that of paddyو while The Def withe grain was 4.1 times that of brown bean. The R 2 and RMSE obtained for each soaking temperature condition showed that Rice peeling until the brown grain reached and then soaking the brown grain (instead of paddy) could be more effective.Conclusion: Using graph and Arrhenius equation, the optimal soaking conditions of Fajr grains for 2 hours at 45 °C were determined.

منابع و مأخذ:

AOAC. (1975). Association of Official Agricultural Chemists. Official methods of analysis (Vol. 222). Washington, DC.

Bakalis, S., Kyritsi, A., Karathanos, V. T. & Yanniotis, S. (2009). Modeling of rice hydration using finite elements. Journal of Food Engineering, 94(3-4), 321-325.

Bello, M., Tolaba, M. P. & Suarez, C. (2004). Factors affecting water uptake of rice grain during soaking. Lebensmittel-Wissenschaft & Technologie -Food science and Technology, 37(8), 811-816.

Bello, M. O., Tolaba, M. P. & Suarez, C. (2007). Water absorption and starch gelatinization in whole rice grain during soaking. LWT-Food science and Technology, 40(2), 313-318.

Horigane, A. K., Takahashi, H., Maruyama, S., Ohtsubo, K. I., & Yoshida, M. (2006). Water penetration into rice grains during soaking observed by gradient echo magnetic resonance imaging. Journal of Cereal Science, 44(3), 307-316.

Igathinathane, C., Chattopadhyay, P. K. & Pordesimo, L. O. (2005). Combination soaking procedure for rough rice parboiling. Transactions of the ASAE, 48(2), 665-671.

Kale, S. J., Nath, P. & Jha, S. K. (2017). Effects of parboiling steps on starch characteristics and glycemic index of basmati (PB1121) rice. International Journal of Agriculture Sciences, 9(49),4826-4831.

Nawaz, M. A., Fukai, S., Prakash, S. & Bhandari, B. (2018). Effect of soaking medium on the physicochemical properties of parboiled glutinous rice of selected Laotian cultivars. International Journal of Food Properties, 21(1), 1896-1910.

Onmankhong, J., Jongyingcharoen, J. S. & Sirisomboon, P. (2021). The influence of processing parameters of parboiled rice on its physiochemical and texture properties. Journal of Texture Studies, 52(2), 219-227.

Perez, J. H., Tanaka, F. & Uchino, T. (2011). Comparative 3D simulation on water absorption and hygroscopic swelling in japonica rice grains under various isothermal soaking conditions. Food Research International, 44(9), 2615-2623.

Resio, A. N. C., Aguerre, R. J. & Suarez, C. (2005). Analysis of simultaneous water absorption and water–starch reaction during soaking of amaranth grain. Journal of Food Engineering, 68(2), 265-270.

Sridhar, B. S. & Manohar, B. (2003). Hydration kinetics and energy analysis of parboiling Indica paddy. Biosystems engineering, 85(2), 173-183.

Taghinezhad, E., Khoshtaghaza, M. H., Minaei, S. & Latifi, A. (2015). Effect of soaking temperature and steaming time on the quality of parboiled Iranian paddy rice. International journal of food engineering, 11(4), 547-556.

Turhan, M., Sayar, S. & Gunasekaran, S. (2002). Application of Peleg model to study water absorption in chickpea during soaking. Journal of Food Engineering, 53(2), 153-159.

Yıldırım, A. & Öner, M. D. (2015). Electrical conductivity, water absorption, leaching, and color change of chickpea (Cicer arietinum L.) during soaking with ultrasound treatment. International Journal of Food Properties, 18(6), 1359-1372.