منبع مقاله درباره توسعه مدل

دانلود پایان نامه ارشد

امولسيفايرها، هيدروکلوئيدها و غيره هستند. امولسيفايرهاي مرتبط با چربي مثل استرهاي دي استيل تارتاريک اسيد، منو و دي گليسيريدها و استرهاي سوکروز به عنوان مواد ضد بياتي، شورتنينگ، مواد پخش کننده و بهبود دهنده براي محصولات نان با پروتئين بالا در خميرهاي منجمد بکار مي روند. هيدروکلوئيدها اهميت زيادي در صنعت پخت به عنوان بهبود دهنده خمير دارند زيرا آنها توانايي کاهش تغييرات ساختاري ترکيبات اصلي سيستمهاي آرد گندم طي مراحل توليد و نگهداري را دارند. از ديگر بهبود دهنده هاي خمير مي توان به اسيد اسکوربيک، عسل و عصاره چاي و پلي ساکاريد چاي سبز اشاره نمود [191]. ماتودا و همکاران اثر صمغهاي گوار و گزانتان را بر سرعت ور آمدن خمير و خصوصيات کالريمتريک خمير نان منجمد ارزيابي نمودند. آنتالپي ذوب يخ که با مقدار آب منجمد در ارتباط است، تحت تاثير فرمولاسيون خمير منجمد و زمان نگهداري مي باشد و با افزودن صمغ کاهش مي يابد. سرعت تخمير خمير غير منجمد با افزودن صمغ گزانتان به طور معني داري نسبت به خمير بدون صمغ و خمير حاوي صمغ گوار کاهش يافت [111].
کار و تديني اثر مخمر و شورتنينگ گياهي بر پارامترهاي فيزيکي و بافتي نان نيمه پخته منجمد فرانسوي بررسي کردند. نانهاي حاوي مخمر بيشتر حجم ويژه بالاتري را نشان دادند درحاليکه شورتنينگ گياهي سفتي مغز و قابليت جويدن آنها را کاهش داد [33]. جيانگ و همکاران اثر زايلاناز B مقاوم به حرارت را در بهبود کيفيت نان نيمه پخته منجمد مورد بررسي قرار دادند. افزودن زايلاناز B به خمير آرد گندم منجر به افزايش قابل توجهي در کشش پذيري خمير، تورم، و کاهش در مقاومت خمير به تغيير شکل، و باعث بهبود کيفيت نان نيمه پخته منجمد و کاهش بياتي نان شد. افزودن زايلاناز B انقباض طي مرحله سرد کردن را افزايش داد اما به طور قابل توجهي کاهش حجم کلي و کاهش حجم حاصل از انجماد در مغز نان را طي فرايند انجماد کاهش داد [69].
تعيين ويژگي هاي ترموفيزيکي نان هاي نيم پخته منجمد بعنوان تابعي از پارامترهاي فرايند بخش ديگري از مطالعات را به خود اختصاص داده است. خواص فيزيکي نان ( ضريب انتقال جرم خارجي و ضريب ديفوزيون، ثابت دي الکتريک، حجم ويژه، دانسيته ظاهري و حقيقي، فعاليت آبي، آنتالپي تخلخل، ضريب هدايت حرارتي و درصد رطوبت و غيره) تابع درجه حرارت هستند و طي پخت و يا انجماد تغيير مي نمايد و روش حرارت دهي در روند اين تغييرات مؤثر است [60, 61, 160]. رسانايي گرمايي نان در طول پخت تابع درجه حرارت است و پارامتر مهمي براي ارزيابي مي باشد. جري و همکاران اقدام به تعيين و پيش بيني هدايت گرمايي نان نيمه پخته منجمد طي رفع انجماد و پخت نمودند. مدل موازي با موفقيت با مقادير تجربي هدايت حرارتي نان در مرحله پخت مطابقت داشتند [70].
از جمله فاکتورهاي کيفي فراورده هاي نان نيمه پخته کيفيت ميکروبي آنها مي باشد. روشهاي مختلفي جهت کنترل کيفيت ميکروبيولوژيکي فراورده هاي نيمه پخته استفاده مي گردد. در مورد محصولات غير منجمد مي توان از مواد ضد ميکروبي مثل پروپيونات کلسيم [75] و يا مواد ضد ميکروب طبيعي مثل اسيد استيک، اسيد لاکتيک و لاکتات کلسيم استفاده کرد [127]. لوشنر و همکاران از بسته بندي در اتمسفر 40 درصد CO2 و 60 درصد N2 و نگهداري در 4 درجه جهت کنترل آلودگي ميکروبي نان نيمه پخته ( نان سودا قهوه اي) استفاده نمودند. در نان سودا قهوه اي نيمه پخته که pH بين 7-9 دارد، فساد باسيلوس وجود دارد و در پخت مجدد نانها، حرارت مي تواند اسپور برخي از انواع باسيلوس را فعال کند [98-100]. ثبات کيفي و ميکروبي نان نيمه پخته طي نگهداري در يخچال در دو دماي 1 و 7 درجه به مدت 28 روز توسط لانيز و همکاران بررسي شد. پس از تکميل پخت نانها، نانهاي نيمه پخته نگهداري شده در 7 درجه رشد کپک را در روز نهم نگهداري نشان دادند در حاليکه نانهاي نگهداري شده در 1 درجه تا روز 28 هم رشد کپک نشان ندادند. نمونه هاي نگهداري شده در 1 درجه مقادير بالاتر سفتي و کيفيت حسي پائين تر را نسبت به نمونه هاي نگهداري شده در 7 درجه نشان دادند و مقدار رطوبت، حجم ويژه و نسبت سطح به حجم نانهاي کاملاً پخته شده تحت تاثير زمان و دماي نگهداري نبودند [84].
1-13 مدلسازي فرايند رتروگرداسيون
همانگونه که در منابع متعدد گزارش شده است، رتروگرداسيون (کريستاليزاسيون مجدد نشاسته ژلاتينه شده) نشاسته عامل اصلي تغيير بافت مغز نان طي نگهداري مي باشد [41]. به دلايل علمي و اقتصادي در سالهاي اخير رتروگرداسيون نشاسته مورد توجه قرار گرفته است. مطالعات انجام شده در اين زمينه به طور اصلي به دو جنبه اساسي شامل مطالعه روشهاي آزمايشگاهي جهت ارزيابي ميزان رتروگرداسيون نشاسته و ديگري توسعه مدلهاي رياضي جهت پيش بيني کريستاليزاسيون نشاسته طي نگهداري مي پردازند.
تئوري آورامي به طور وسيعي جهت تعيين سرعت رتروگرداسيون در ژلهاي نشاسته و برنج پخته و نان استفاده شده است. علاوه بر آن معادلات ديگري نيز مثل معادله ويليام-فري-لاندل80 (WLF) و معادله هافمن81 جهت مطالعه سينتيک فرايند کريستاليزاسيون استفاده شده اند [14].

1-14 مطالعه سينتيک رتروگرداسيون نشاسته طي نگهداري با استفاده از تئوري آورامي
بيشتر مدلهاي رياضي پيشنهاد شده با قابليت پيش بيني سينتيک رتروگرداسيون نشاسته طي نگهداري، بر اساس معادله آورامي82 مي باشند [8, 14, 49, 144]. بنابر آنچه در منابع موجود است، معادله آورامي در اصل جهت توصيف کريستاليزاسيون پليمرها از ماده مذاب (يعني مقدار اوليه سطح تبلور صفر مي باشد) توسعه داده شده است. بر اساس تئوري آورامي، کريستالها هسته زايي و رشد مي کنند تا زمانيکه در اثر برخورد کريستالها، درجه کريستاليزاسيون در يک مقدار ثابت متوقف گردد. معادله آورامي به طور وسيعي در اندازه گيريهاي بياتي و تعيين سفتي مغز نان مورد استفاده قرار گرفته است:
‏1-52

که در اين رابطه ? برابر با کسر يا بخشي از کريستاليزاسيون (يا فاکتور ديگري که اندازه گيري مي شود مثل سفتي) که تا کنون اتفاق افتاده است؛ ، و مقادير آزمايشي اندازه گيري شده (مثل سفتي) به ترتيب در زمان صفر، t و بي نهايت مي باشد. ثابت k برابر ثابت سرعت و n توان آورامي83 مي باشد. پارامتر اول يعني k بستگي به ثابت رشد کريستالها و نيز ثابت هسته زايي کريستالها دارد. توان آورامي بستگي به دو فاکتور دارد: نوع هسته زايي کريستالها (پراکنده (انفرادي)84 يا لحظه اي85)، و ابعادي که کريستالها رشد مي کنند (سه بعدي: کريستالهاي کروي شکل مي گيرند؛ دو بعدي: کريستالهاي ميله اي شکل86 تشکيل مي شوند). بسته به مسير رشدي که کريستالها دنبال مي کنند، توان آورامي مي تواند يک عدد صحيح در دامنه 4 تا 1 به خود اختصاص دهد [41]. هنگاميکه n برابر 4 باشد نشان دهنده رشد سه بعدي کريستالها و هنگاميکه برابر با 1 باشد نشان دهنده سرعت ثابت هسته زايي مي باشد.

1-15 مطالعه اثر دما بر کريستاليزاسيون مجدد:
کريستاليزاسيون مجدد در دمايي بين Tg و دماي ذوب کريستال (Tm) اتفاق مي افتد و حداکثر هسته زايي درست بالاي Tg اتفاق مي افتد [154]. اثر دما بر سرعت کريستاليزاسيون مجدد با استفاده از روشها و روابط مختلف مورد مطالعه و ارزيابي قرار گرفته است که در ادامه به آنها اشاره خواهد شد.
1-15-1 محاسبه Q10
با استفاده از محاسبه Q10 که برابر با سرعت کريستاليزاسيون مجدد در دماي 10+T (KT+10) تقسيم بر سرعت کريستاليزاسيون مجدد در دماي T (KT) مي باشد [14]:
‏1-53

1-15-2 استفاده از رابطه آرنيوس
وابستگي دمايي سرعت کريستاليزاسيون مجدد توسط معادله آرنيوس نيز مورد مطالعه قرار گرفته است.
‏1-54

‏1-55

که A ثابت آرنيوس، Ea انرژي اکتيواسيون، R ثابت گازها، T دماي مطلق و K ثابت سرعت (time-1) مي باشد. و ارتباط Q10 و انرژي اکتيواسيون را با استفاده از رابطه زير آناليز نموده اند [14].
‏1-56

گزارش شده است که وابستگي دمايي سرعت کريستاليزاسيون مجدد در مرحله لاستيکي87 (دماي بين دماي انتقال شيشه اي و دماي 100 درجه بالاتر از آن ?C Tg T Tg+ 100) از رابطه آرنيوس معمول پيروي نمي کند [155]. اما بايک و همکاران گزارش نمودند که داده هاي سرعت کريستاليزاسيون مجدد ژلهاي نشاسته برنج طي نگهداري در دماهاي مختلف به خوبي از رابطه آرنيوس تبعيت مي نمايند.
مقادير انرژي اکتيواسيون (Ea) و Q10 گزارش شده براي رتروگرداسيون ترکيبات نشاسته اي مختلف متفاوت مي باشد. کيم و همکاران (1996) براي رتروگرداسيون برنج پخته در دماي اتاق مقادير انرژي اکتيواسيون و Q10 به ترتيب kcal/mol 47/4- و 26/1 و لابوزا (1982) براي نان به ترتيب 84/8- و 67/1 را گزارش کردند [78, 82]. درحاليکه بايک و همکاران (1997) مقاديري بين اين دو را براي ژلهاي نشاسته برنج مومي و غير مومي بدست آورده اند و مقادير بدست آمده براي نشاسته هاي مومي بالاتر از غير مومي بود. آنها مشاهد کردند که مقادير انرژي اکتيواسيون و Q10 در دماي ?C4 تغيير مي يابد، به طوريکه اين مقادير در بالاي ?C4 (برابر kcal/mol 89/7- و 62/1؛ و kcal/mol 92/4- و 34/1 به ترتيب براي نشاسته برنج مومي و غير مومي) بالاتر از اين مقادير در کمتر از ?C4 (برابر kcal/mol 99/5 و 52/1؛ و kcal/mol 87/2 و 22/1 به ترتيب براي نشاسته برنج مومي و غير مومي) بودند . نتايج مشابه توسط هوانگ و همکاران (1994) نيز گزارش شده است که ژلهاي نشاسته گندم، آرد برنج و ژلهاي نشاسته برنج آنتالپي کمتري در زير صفر درجه نسبت به بالاي صفر داشته اند [68].
بايک و همکاران (1997) حداکثر کريستاليزاسيون ژلهاي نشاسته برنج را در دماي 4 درجه سانتي گراد مشاهده نمودند و گزارش کردند که پس از 9 روز نگهداري و در همان سطح متوقف گرديد. درحاليکه کريستاليزاسيون مجدد در زير 20- درجه و بالاي 30 درجه بسيار کم يا مشاهده ننمودند. بر خلاف هسته زايي در ژل نشاسته برنج، حداکثر رشد کريستال88 را در دماي ?C30 که اين رنج دمايي کمي پائين تر از Tm نشاسته برنج مي باشد، مشاهده نمودند که با نتايج مربوط به پليمرهاي سنتيک نيمه کريستالي و نيز نوع B نشاسته متفاوت است [14]. با اين حال آنها اينگونه نتيجه گرفتند که حداکثر درجه کريستاليزاسيون مجدد نزديک به دماي حداکثر مقدار هسته زايي (يعني همان ?C4) اتفاق مي افتد. اين حقيقت اينگونه ذکر شده است که فرايند کريستاليزاسيون مجدد براي نشاسته نوع B به شدت توسط هسته زايي مي تواند محدود گردد. همچنين ذکر نمودند که احتمالاً کريستالهاي رشد يافته در دماهاي بالاتر پايداري بيشتري دارند و از نظر شکل و اندازه مشابه کريستالهاي طبيعي نشاسته مي باشند. اين نتايج را بر اين اساس توضيح دادند که کريستاليزاسيون مجدد ژل نشاسته برنج در مقدار رطوبت ثابت بسيار حساس به دماي نگهداري مي باشد و اينتراکشن بين مولکولهاي کريستال منجر به تغيير در شکل کريستال مي گردد.
1-15-3 استفاده از معادله ويليام-فري-لاندل (WLF):
معادله ويليام-فري-لاندل (WLF) معمولاٌ جهت مطالعه سينتيک فرايند رتروگراداسيون در مقادير دمايي مختلف استفاده مي شود [14]. اين تئوري امکان ارزيابي اثر دما و مقدار رطوبت و ويژگيهاي رئولوژيک را فراهم مي نمايد. بر طبق تئوري حجم آزاد ويليام و همکارانش (1995) در سيستمهاي آمورف و در رنج دمايي بالاتر از دماي انتقال شيشه اي (بين Tg و ?C 100+Tg) ويسکوزيته (?) مطابق با معادله WLF تغيير مي کند [156].
‏1-57
که ? و ?g مقادير آزمايشي اندازه گيري شده (مثل ويسکوزيته، خواص رئولوژيک، ثابت سرعت واکنش و غيره) و مقدار فاکتور مورد نظر در دماي انتقال شيشه اي ، C1 و C2 ثابتهاي تجربي هستند (به ترتيب برابر با 44/17 و K 6/51)، و T دما بر حسب درجه کلوين مي باشد. در واقع رابطه ويليام-لاندل-فري جهت توصيف تغييرات ويسکوزيته با تغيير دما ارائه شده است که مي توان به تغيير متغييرهاي ديگر با تغيير دما نيز تعميم داده شود. به عنوان مثال تغيير سينتيک قهواي شدن طي نگهداري ميوه ها و سبزيجات با دما توسط اين رابطه به خوبي

پایان نامه
Previous Entries منبع مقاله درباره نيمه، نانهاي، نگهداري Next Entries منبع مقاله درباره دماي، نگهداري، n