پیش تیمارهای غیر حرارتی و حرارتی جدید برای افزایش عملکرد خشک کردن و بهبود کیفیت میوه ها و سبزیجات

Novel nonthermal and thermal pretreatments for enhancing drying performance and improving quality of fruits and vegetables

چکیده

زمينه و هدف: ميوه‌ها و سبزيجات يك دسته ضروري از محصولات غذايي هستند كه فواید تغذيه‌اي و سوداوری تجاري فراواني دارند. با افزایش علاقه به مواد مغذی، تقاضا برای میوه ها و سبزیجات با کیفیت بالا افزایش یافته است. در تلاش برای افزایش انبارمانی و حفظ کیفیت محصولات برای پاسخگویی به این تقاضا، خشک کردن میوه ها و سبزیجات با پیش تیمار همراه بوده است. پیش تیمارهای مرسوم نشان داده اند که فرآیند خشک کردن را از نظر سینتیک خشک کردن و کیفیت محصول نهایی بهبود می بخشد. با این حال، برای بهبود بیشتر و تقویت فرآیند خشک کردن، پیش تیمارهای غیر حرارتی'>حرارتی و حرارتی جدید مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

دامنه و رویکرد: این مقاله برخی از تکنیک‌های جدید پیش تیمار غیر حرارتی و حرارتی را مورد بررسی قرار داده است و تمرکز مقاله بر کارایی آنها در جهت بهبود فرآیند خشک کردن از نظر بهبود سینتیک فرایند و افزایش کیفیت عملکردی و تغذیه‌ای محصولات خشک می باشد. جزئیات تکنیک‌های پیش تیمار از جمله پلاسمای سرد، میدان الکتریکی پالسی، پوشش خوراکی، فراصوت، بلانچینگ هوای داغ با رطوبت بالا، بلانچینگ مادون قرمز، و بلانچینگ مایکروویو مورد بحث قرار گرفته‌اند و معایب احتمالی و چشم‌انداز آنها در توسعه‌های آینده نیز ارائه شده‌اند.

یافته‌ها و نتیجه‌گیری‌های کلیدی: توسعه و بکارگیری تکنیک‌های جدید پیش تیمار نه تنها می‌تواند زمان خشک‌کردن را کوتاه کند، سرعت خشک‌کردن را افزایش دهد، توزیع رطوبت را بهبود بخشد و مصرف انرژی را کاهش دهد، بلکه می‌تواند ویژگی‌های کیفی عملکردی و تغذیه‌ای محصولات خشک را بهتر از محصولات پیش تیمار نشده یا پیش تیمارشده با روش های سنتی افزایش دهد. علاوه بر این، ترکیبی از این فن‌آوری‌ها و روش‌های مدل‌سازی مناسب برای بهینه‌سازی شرایط پیش تیمار می‌تواند اثربخشی آن‌ها را در افزایش فرآیند خشک کردن بیشتر کند.

کلید واژه ها: میوه ها، سبزیجات، پیش فرآوری، حرارتی، غیر حرارتی، خشك كردن، کیفیت

1-مقدمه

میوه ها و سبزیجات حاوی مواد مغذی ضروری، فیبر غذایی، ویتامین ها و مجموعه ای از ریزمغذی ها هستند که برای زندگی سالم ضروری است. با این حال، میوه ها و سبزیجات تازه بصورت فصلی در دسترس بوده و به سرعت فاسد می شوند. بنابراین، خشک کردن معمولاً برای حذف آب و کاهش فعالیت آبی استفاده می شود که نهایتا منجر به جلوگیری از فساد این محصولات می شود (Onwude و همکاران، 2017؛ Pu & Sun، 2017). با این حال، وجود لایه‌های محافظ در میوه‌ها و سبزیجات مانع از حذف رطوبت در طول خشک شدن شده و زمان خشک‌کردن طولانی می گردد؛ این مسئله منجر به کاهش کیفیت کلی محصول می‌شود. بنابراین، برای رفع این مشکل تکنیک‌های پیش تیمار قبل از خشک کردن و با هدف افزایش نفوذپذیری و تسریع سرعت خشک شدن، که منجر به غیرفعال‌سازی موثر آنزیم‌ها و جلوگیری از اکسیداسیون می‌شود، مورد بررسی قرار گرفته‌اند (Srimagal et al., 2017; Qu et al., 2017). پیش تیمارهای مرسوم عموماً شامل بلانچ با آب گرم (HWB)، بلانچینگ با بخار، محلول هایپراسموتیک، محلول های قلیایی، سولفاته کردن و محلول های اسیدی می باشد. اگرچه این پیش تیمارها با کاهش زمان خشک کردن و بهبود کیفیت، اثرات مثبتی بر فرآیند خشک کردن دارند، اما می‌توانند مشکلات احتمالی مانند جذب ترکیبات شیمیایی، کاهش کیفیت، بازجذب آب کم، فروپاشی ساختاری، اتلاف مواد مغذی و مصرف انرژی بالا به‌ویژه در فرایندهای خشک‌کردن طولانی‌مدت را ایجاد کنند. بنابراین، تکنیک‌های جدید پیش تیمار غیر حرارتی و حرارتی برای بهبود کیفیت محصول توسعه یافته‌اند (Deng et al., 2017; Liu, Pu, & Sun, 2017).

بسیاری از مطالعات نشان داده‌اند که تکنیک‌های غیرحرارتی فراوری مواد غذایی می‌توانند حداقل اثرات منفی را بر کیفیت غذا داشته باشند (Sun, 2014). این تکنیک ها همچنین با اصلاح بافت ها و سلول ها برای تسهیل نفوذپذیری، حذف رطوبت و آزادسازی اجزای سلولی به عنوان روش های پیش تیمار برای خشک کردن میوه ها و سبزیجات مورد مطالعه قرار گرفته اند (Telfser & Gomez Galindo, 2019; Ma, Qu et al. 2017). این تکنیک ها عبارتند از پلاسمای سرد (CP)، میدان الکتریکی پالسی (PEF)، پوشش فیلم خوراکی (EFC) و فراصوت (US) (Lammerskitten, Mykhailyk, et al., 2019; Liu et al., 2019; Yang et al. 2017). از سوی دیگر، تکنیک‌های حرارتی جایگزین مانند بلانچینگ هوای گرم با رطوبت بالا (HHAIB)، بلانچینگ مادون قرمز (IRB) و بلانچینگ مایکروویو (MWB) نیز برای غیرفعال‌سازی آنزیم و بهبود کیفیت سیر (Feng et al., 2018) ، کلم بروکلی (Severini et al., 2016) و سیب زمینی (Wu et al., 2018) مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

علیرغم مزایای گسترده تکنیک های جدید پیش تیمار غیر حرارتی و حرارتی در افزایش کیفیت محصول و بهبود عملکرد خشک کردن، مقاله های مروری محدودی در این زمینه وجود دارد. Deng و همکاران (2017) کاربرد پیش تیمار سنتی با استفاده از محلول هایپرتونیک قلیایی، سولفیت، ازن و CO2، انجماد، بلانچینگ، بخار و بخار فوق گرم را جهت غیرفعال کردن آنزیم و بهبود فرایند خشک کردن خلاصه کرده و معایب و نیاز به مطالعات بر روی تکنیک های جدید را به عنوان جایگزینی موثر برجسته کردند. اخیرا Osae و همکاران (2020) کاربرد برخی از پیش تیمارهای غیرحرارتی، از جمله خشک کردن اسمزی، اولتراسوند و فشار بالا را بر غیرفعال سازی آنزیم جهت کاهش اثرات نامطلوب فرآیندهای خشک کردن همرفتی بر کیفیت غذاهای خشک بررسی کردند. علاوه بر مطالعات فوق، اطلاعات جامعی در مورد پیش تیمارهای جدید در افزایش عملکرد خشک کردن و بهبود ویژگی های کیفی محصولات خشک وجود ندارد. بنابراین، مقاله حاضر با هدف ارائه یک نمای کلی، کیفی و کمی از پیش تیمارهای جدید در تسریع سرعت خشک کردن، افزایش انتشار رطوبت، کاهش مصرف انرژی و پیشرفت ویژگی‌های عملکردی و کیفیت تغذیه‌ای محصول نهایی در مقایسه با فرآیندهای خشک کردن معمولی است. کاربرد و محدودیت های این تکنیک های پیش تیمار جدید و چشم انداز پیشرفت های آتی آنها نیز ارائه شده است.

2- فن آوری های پیش تیمار غیر حرارتی

2-1- پلاسمای سرد (CP)

پلاسما یک گاز یونیزه شده است که شامل تعدادی گونه‌های متفاوت از جمله یون‌های مثبت و منفی، اتم‌های گازی، رادیکال‌های آزاد، فوتون‌ها، مولکول‌ها در حالت پایه و برانگیخته و الکترون‌ها می‌شود (Ekezie et al., 2019; Chen et al., 2020). استفاده از انرژی حرارتی، مکانیکی، شیمیایی یا تابشی به یک مخلوط گازی منجر به یونیزه شدن گاز و تولید گونه‌های فعال می‌شود (Thirumdas et al., 2015).

برای دریافت متن کامل، میتوانید درخواست خود را به ایمیل زیر ارسال کنید. پاسخگویی طی 24 ساعت انجام خواهد شد:

[email protected]