مدل‌سازی و بهینه‌سازی تأثیر بوجاری و رطوبت بر ویژگی‌های فیزیکی و میکروبی گندم با روش سطح پاسخ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مدرس/ مدرس حق‌التدریس

2 عضو هیئت علمی / دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 عضو هیئت علمی / دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات آیت الله آملی

4 دانشجو / پژوهشکده علوم و صنایع غذایی

چکیده

سابقه و هدف: گندم از جمله غلاتی است که جایگاه مهمی از نظر تغذیه‌ای در دنیا دارد. بررسی ویژگی‌های فیزیکی و میکروبی محصولات کشاورزی نقش مهمی را طی برداشت با ماشین، فرآیند تمیزسازی و کاهش ضایعات مربوط به آن ایفا می‌نماید. این پژوهش که برای اولین بار در ایران صورت می‌پذیرد به بهینه‌سازی تأثیر بوجاری و رطوبت روی برخی از ویژگی‌های فیزیکی (افت مفید، افت غیرمفید، هکتولیتر و وزن هزار دانه) و میکروبی (شمارش کلی میکروارگانیسم‌ها و کپک) دانه‌ی گندم رقم n-80 در استان گلستان می‎پردازد.
مواد و روش‌ها: پس از تعیین رطوبت پایه، نمونه‌هایی با سطوح بوجاری (0- 100%) و مقدار رطوبت (10- 14 درصد بر مبنای وزن مرطوب) در دمای 40 درجه سانتیگراد بررسی شد و به کمک روش‌ سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی صاف (شامل 21 آزمون و 5 تکرار در نقطه مرکزی) مدل‌سازی شدند.
یافته‌ها: نتایج نشان داد با کاهش محتوای رطوبت و افزایش درصد بوجاری، میزان افت مفید و افت غیرمفید کاهش و میزان هکتولیتر افزایش می‎یابد. همچنین، اثر افزایش درصد بوجاری تأثیر بیشتری در کاهش میزان افت مفید و افت غیرمفید نسبت به کاهش مقدار رطوبت داشت. کمترین میزان هکتولیتر در دمای 40 درجه سانتی‌گراد، 58/72 کیلوگرم بر صد لیتر بود. بیشترین وزن هزار ‌دانه در رطوبت 14 درصد بر مبنای وزن مرطوب و سطح بوجاری 100 درصد، 80/36 گرم مشاهده شد. افزایش میزان وزن‌ هزار‌ دانه در محتوای رطوبتی بالاتر، از شدت بیشتری نسبت به سطوح بوجاری بالاتر برخوردار بود. با بالا رفتن محتوای رطوبتی و کاهش درصد بوجاری، میزان شمارش کلی میکروارگانیسم‌ها و کپک افزایش یافت. شاخص‌های خطی بوجاری و رطوبت اثر معنی‌داری (01/0 < P) در مدل خطی برای شمارش کلی میکروارگانیسم‌ها در دمای 40 درجه سانتی‌گراد داشتند. جمعیت کلی میکروارگانیسم‌ها و کپک‌ها در رطوبت 14 درصد و سطح بوجاری صفر درصد، نسبت به رطوبت 10 درصد، به ترتیب معادل 7/52 و 90 درصد افزایش یافتند. مقادیر ضرایب تبیین برای ویژگی‌های افت مفید، افت غیرمفید، هکتولیتر، وزن هزار دانه، شمارش کلی میکروارگانیسم‌ها و کپک به ترتیب برابر با 9463/0، 9818/0، 9677/0، 8255/0، 8547/0 و 9674/0 بودند. نتایج بهینه‌سازی در دمای نگهداری 40 درجه سانتی‌گراد نشان داد، سطح بوجاری 100 درصد و محتوای رطوبتی 10 درصد بر مبنای مرطوب منجر به نگهداری گندم با درجه‌ی مطلوبیت 1/94 درصد می‌شود.
نتیجه‌گیری: برای تمامی ویژگی‌های مورد بررسی، با توجه به معنی‌دار نبودن مقدار عدم برازش مدل و بالا بودن مقادیر R2 و R2 متعادل شده، مدل‌های انتخابی دقت بالایی در پیش‌بینی داده‌ها داشتند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The modeling and optimization effects of cleaning and moisture content on the physical and microbial characteristics of wheat by response surface methodology

نویسنده [English]

  • Elham Alehosseini 1
چکیده [English]

Background and objectives: Wheat grain has an important value in the world nutrition. Physical and microbial properties of agricultural products (such as wheat, ...) play an important role during harvesting with machines, cleaning process and waste reduction. In this study, the first research in Iran, the optimized effects of cleaning and moisture content at 40 °C on the physical (Useful besatz, Unuseful besatz, hectoliter, weight thousand seed) and microbial (total count of microorganisms and mold counts) properties of wheat grain (n-80 variety) in Golestan province, were modeled.
Materials and methods: After determining the basic moisture content, samples with three levels of cleaning (0-100%), and different moisture content (10-14% wet basis) at 40 °C were studied and modeled by response surface methodology using central composite design (face center) includes 21 tests with five repeats at the central point.
Results: The results showed that by reducing moisture content and increasing cleaning levels, useful and unuseful besatz were decreased and hectoliter was increased. Also increasing the percent of cleaning was more effective than reduce the moisture content in reducing useful besatz and unuseful besatz. The lowest rate of hectoliter was 72.58 (0.01kg. lit-1) at 40 °C. The highest weight of thousand seed at moisture content 14% (wet basis) and cleaning level 100%, was 36.80 gr. Increase in weight of thousand seed in the higher moisture content was more effective than the higher level of cleaning. With increasing moisture content and reduction in cleaning, total count of microorganisms and mold counts were increased. Linear parameters of cleaning and moisture, in the linear model had a significant effect (p < 0.01) at a temperature of 40 °C on the total count of microorganisms. The population of total microorganisms and molds in moisture content 14% (wet basis) and cleaning level of 10%, compared to moisture content 10% (w.b), was increased 52.7 and 90%, respectively. High values of factor R2 for useful besatz, unuseful besatz, hectoliter, weight thousand seed, total count of microorganisms and mold counts, respectively were 0.9463, 0.9818, 0.9677, 0.8255, 0.8547 and 0.9674. The optimize results at a temperature of 40 °C showed that 100% cleaning level and 10% (wet basis) moisture content, would be cause the storage of grain wheat with the desirability of 94.1%.
Conclusion: For all studied properties, due to non- significant lack of fit and high values of R2 and R2 adjusted, our selected models could accurately predict the experimental values.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cleaning
  • Wheat
  • Moisture content
  • Modeling
  • Physical and microbial characteristics