مطالعه هم دماهای رطوبتی پالپ انگور (واریته سیاه سردشت)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم و صنایع غذایی دانشگاه ارومیه

2 مدیر تحصیلات تکمیلی

3 استادیار گروه علوم و صنایع غذایی دانشگاه ارومیه

چکیده

سابقه و هدف: انگور سیاه ارگانیک که در منطقه سردشت آذربایجان‌غربی تولید می‌شود، حاوی رسوراترول و فلاوونوئیدها و مقادیر بالایی از ملاتونین است که برای سلامتی مفید می‌باشند. منحنی‌های هم‌دمای جذب و دفع رابطه بین رطوبت ماده غذایی و رطوبت نسبی تعادلی در یک دمای معین را نشان می‌دهند. منحنی‌های هم‌دما در تخمین عمرماندگاری و در محاسبه مقدار تغییرات رطوبت در طی خشک‌کردن، نگهداری و بسته‌بندی کاربرد دارند. داده‌های به‌دست آمده از منحنی‌های هم‌دمای جذب و دفع رطوبت در آنالیز واکنش‌های فیزیکی، شیمیایی و میکروبی انواع مواد غذایی بسیار حایز اهمیت می‌باشند. منحنی‌های هم‌دما قادر به پیش‌بینی حداکثر رطوبت حفظ شده در ماده غذایی طی فراوری می‌باشند. در این تحقیق رطوبت تعادلی هم‌دماهای جذب و دفع پالپ انگور سیاه سردشت در پنج دمای30، 40، 50، 60 و70 درجه سانتی‌گراد و در محدوده فعالیت آبی (aw) 1/0 تا 9/0 به‌روش وزن‌سنجی ایستا تعیین گردید.
مواد و روش‌ها: انگور سیاه مورد استفاده در این تحقیق، از باغی در شهرستان سردشت تهیه شد. نُه محلول اشباع نمکی با درجه خلوص بالای 98 درصد برای ایجاد رطوبت نسبی مورد نیاز، به‌کار گرفته شد و برای توضیح رفتار هم‌دمایی ، پنج مدل ریاضی گب، بت، دآرسی-‌وات، هندرسون و هالسی برای برازش با داده‌های آزمایشی با استفاده از آنالیز رگرسیون غیر خطی مورد استفاده قرار گرفت. مدل‌ها بر اساس حداقل مدول میانگین انحراف نسبی (P%) ، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) ، مربع کای (χ2) و حداکثر ضریب تبیین (R2) مورد آنالیز قرار گرفتند. انرژی پیوندی با استفاده ار معادله کلازیوس-کلاپیرون محاسبه گردید.
یافته‌ها: منحنی‌های هم‌دمای رطوبتی حاصل از پالپ انگور سیاه سردشت در تمام سطوح دمایی، شبیه منحنی نوع سوم بت بود. هم-دماهای جذب و دفع رطوبتی به‌دست‌آمده در این تحقیق، تحت تاثیر دما بوده و با افزایش دما محتوای رطوبت تعادلی نمونه‌ها عموما افزایش یافت. با توجه به پارامترهای ارزیابی مدل‌های آزمایش شده، مدل دآرسی-وات همواره دارای مدول میانگین انحراف نسبی کمتر از ده و کمترین مقادیر ریشه میانگین مربعات خطا و مربع کای را داشت که نشان دهنده اعتبار این مدل در پیش‌بینی رفتار جذب و دفع رطوبتی پالپ انگور سیاه می‌باشد. همچنین نتایج نشان داد که مدل‌های بت و گب فقط در دماهای بالا برای پیش‌بینی هم-دماهای رطوبتی در پالپ انگور سیاه قابل استفاده‌اند. انرژی پیوندی با کاهش محتوای رطوبتی به‌ویژه در رطوبت‌های کمتر از 2/0% (بر مبنای ماده خشک) به طور قابل توجهی افزایش یافت.
نتیجه‌گیری: با افزایش دما مقادیر رطوبت تعادلی پالپ انگور سیاه افزایش یافت و اثر معکوس دمایی در محدوده فعالیت آبی مورد مطالعه مشاهده نشد. با وجود آن که پالپ انگور سیاه محتوی قند است در روابط بین رطوبت تعادلی با فعالیت آبی نیز پدیده وارونگی مشاهده نشد. مدل دآرسی-وات بهترین برازش را در تمام دامنه فعالیت آبی و دماهای آزمایشی فراهم نمود. انرژی پیوندی با افزایش محتوای رطوبتی کاهش یافت که به دلیل نزدیک شدن خصوصیات آب موجود در پالپ به آب آزاد است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study of sorption isotherms of grape pulp (Siah-Sardasht cultivar)

نویسندگان [English]

  • Nelma Aghazadeh 1
  • Forough Mohtarami 3
1 MSc Student of Food Science and Technology of Urmia University
3 Assistant professor of Food Science and Technology of Urmia University
چکیده [English]

Background and objectives: Organic black grapes, which are produced in Sardasht, West Azerbaijan province of Iran, contain resveratrol and flavonoids and high amount of melatonin having health benefits. The relationship between equilibrium moisture content and water activity at specified temperature is expressed as sorption isotherms. Moisture sorption isotherms are useful in predicting shelf-life stability and in calculating the variations of moisture content during drying, storage and packaging. In physical, chemical and microbial analysis of food, data obtained from adsorption and desorption curves are very important factors. Isotherm curves are able to predict the maximum moisture retention in foods during processing. In this study, the moisture sorption isotherms of grape pulp (Siah-Sardasht cultivar) were determined using a static-gravimetric method at 30, 40, 50, 60 and 70°C with water activities over the range of 0.1-0.9.
Material and methods: Black grapes were obtained from a vineyard of Sardasht in the West Azerbaijan province of Iran. Nine saturated salt solutions with degree of purity over 98% for generating a range of relative humidity were used and in order to describe the sorption moisture isotherms, the BET, GAB, Henderson, Darcy-watt and Halsey equations were tested to fit the experimental data by using non-linear regression analysis method. The models were sorted based on the least mean absolute percentage error (P<10%), RMSE and χ2, and the highest R-square. The isosteric heat was determined using the Claussius–Clapeyron equation.
Results: At all of temperature levels, moisture sorption isotherm curves of Sardasht black grape pulp were of type III, according to BET. Moisture sorption isotherms obtained in this work were affected by temperature, and the equilibrium moisture content generally increased with increasing of temperature. According to the evaluation parameters of the models tested, P-value of Darcy-Watt model was consistently less than 10 % and its RMSE and χ2 were lowest, indicating its reliability in predicting moisture sorption behavior of the black grape pulp. The results also showed that, to predict moisture sorption in the grape pulp, BET and GAB models can be used only at high temperatures. The isosteric heat showed a marked increase with decreasing moisture content especially at less than 0.3% (d.b).
Conclusion: At the studied range of water activity, the equilibrium moisture content values of the black grape pulp increased with increasing temperature, and the reverse temperature effect wasn’t observed in the range studied of water activities. In spite of presence of sugar in the black grape pulp, no inversion phenomenon was observed in the relationship between equilibrium moisture content and water activity. Darcy-Watt model was found to be offering the best fits over the entire water activity and temperature range. The isosteric heat decreased with increasing of moisture content by reason of the approaching pulp water properties to the free water one.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Grape pulp (Siah Sardasht Cultivar)
  • Equilibrium humidity
  • Sorption isotherm
  • Isosteric heat of sorption