صنایع غذایی

از آنجایی که عوامل بسیار زیادی می توانند در تهیه یک ماده غذایی نقش داشته باشند؛ لذا کاملاً مشخص است که روش های بهینه سازی می توانند در تعیین عوامل مهم و میزان سطوح بهینه آنها به کار برده شود. مانند ساخت یک شکلات ، ساخت یک کیک و بسیاری از مواد غذایی دیگر. البته باید توجه داشت که بدون در نظر گرفتن اطلاعاتی درباره آلودگی های میکروبی که مهندس فرآیند (مهندس صنایع غذایی) آنها را اندازه گیری می کند نمی توان به ترکیب بهینه در این صنعت دست پیدا کرد.

مهندسین فرآیند جهت رقابت در دنیای تجارت کاملاً وابسته به طرح های بهینه سازی هستند. از آنجایی که دانش بهینه سازی و اصلاح فرمولاسیون به صورت آکادمیک در دانشگاههای کشور تدریس نمی شوند لذا مهندسین صنایع غذایی آشنایی کافی را با این تکنیک ها نداشته و از اینرو علاقه چندانی در به کار بردن این روش ها ندارند.

در اینجا یک سوال مهم مطرح می شود، چگونه فرمولاسیون یک ماده غذایی را ارتقاء دهیم تا به اهداف پروژه (افزایش طعم ، کاهش قیمت تمام شده ، افزایش تاریخ انقضاء و …) دست یابیم؟

شما می توانید با انجام آزمایشات بسیار ( سعی و خطای سنتی ) تا حد بسیار کمی ( غیر سیستماتیک ) به اهداف خود نزدیک شوید اما نمی توانید جواب دیگر سوالات خود را پیدا کنید و برخی از آن سوالات شامل موارد ذیل هستند:

  • نمی توانید تخمینی از موفقیت خود برای هدف تعیین شده داشته باشید ( چند درصد توانسته ام محصول خود را نسبت به نور محیط نیرومند کنم؟)
  • نمی توانید رفتار فرمولی که ارائه کرده اید را درک کنید ( اینکار با مشاهده نمودار های سه بعدی امکان پذیر است )
  • نمی توانید مشخص کنید کدامیک از مواد تشکیل دهنده ماده غذایی تاثیر معناداری در فرمول ارائه شده دارند و تاثیر هر کدام چند درصد است.
  • نمی توانید مسیر حرکت در پروژه های بعدی بهینه سازی را مشخص نمایید. ( فضای طرح مشخص نیست )
  • فرمولی که ارائه می دهید نمی تواند نسبت که اهداف مختلف پارامتریک باشد.

 

 

در کارخانه های صنایع غذایی بخش تحقیقات و توسعه با روش های سعی و خطای سنتی سعی در ساخت فرمول های جدید دارند در حالیکه انجام اینکار علاوه بر صرف هزینه های بالا بسیار زمانبر خواهند بود و مساله مهم دیگر سیستماتیک نبودن آزمایشات است و رفتار فرایند در این نوع پروژه ها ( یا آزمایشات ) برای مهندسین فرایند غیر قابل درک خواهد بود و به علاوه تضمینی برای رسیدن به فرمول ایده آل وجود نخواهد داشت این در حالیست که تمامی این ضعف ها در ساخت فرمول با روش های بهینه سازی برطرف خواهند شد و شما به یک ابزار رقابتی جدیدی در تجارت دست خواهید یافت.

به جهت درک بهتر عملکرد روش بهینه سازی طراحی آزمایشات درپروژه فرمولاسیون صنایع غذایی چندین مثال در ذیل آورده شده است:

بهینه سازی فرمولاسیون تولید نوشیدنی تخمیری ماست میوه ای با استفاده از روش سطح پاسخ

در سال های اخیر نوشیدنی های لبنی اسیدی بر پایه ماست درانواع کم چرب و بدون چربی و حاوی طعم دهنده های میوه ای مثل شربت میوه یا کنسانتره میوه و پایدارکننده ها محبوبیت زیادی پیدا کرده اند. هدف تحقیق بهینه سازی فرمولاسیون نوشیدنی تخمیری لبنی طعم دار شده با کنسانتره میوه و بررسی خواص فیزیکی و حسی آن با استفاده از هیدروکلوئیدها است. براساس نتایج منابع در این تحقیق تاثیر متقابل درصد ماده جامد کل نوشیدنی، کنسانتره، شیرین کننده، پایدار کننده روی خصوصیات فیزیکی و حسی نوشیدنی لبنی اسیدی با استفاده از نرم افزار MINITAB و طرح آماری سطح پاسخ بررسی شده است. پاسخ ها میزان پایداری، ویسکوزیته، pH و اسیدیته، خصوصیات حسی نمونه ها و شمارش کپک و مخمر بود. بررسی ها نشان داد با افزایش میزان پایدارکننده وکاهش آب در نمونه ها، میزان پایداری وشاخص قوام افزایش و شاخص رفتار جریان کاهش می یابد. در ارزیابی حسی رنگ سفید نمونه ها امتیاز کمتری کسب نمود و با نزدیک شدن رنگ نمونه ها به رنگ آلبالوئی، از نظر داوران مطلوبیت رنگ افزایش پیدا کرد. همچنین افزودن سطوح بالای هیدروکلوئید ها درنوشیدنی اثر نامطلوبی در پذیرش محصول داشته است. در مجموع می توان بیان کرد که تمامی داوران نمونه های خیلی ویسکوز و شیرین و درصد بالای پایدارکننده را نمی پسندیدند. در حالیکه میزان زیاد کنسانتره را می پسندیدند. نقطه بهینه فرآیند تولید با توجه به صفات مذکور،۱۳درصد ماده جامد کل نوشیدنی، ۹/۵ درصد کنسانتره، ۶/۲ درصد شیرین کننده، ۰/۷۸ درصد پایدارکننده بدست آمد. این نمونه دارای امتیاز پذیرش علاقه کلی ۷/۹۳ و رضایت مندی از کل ترکیب ۸۴/۳۶ درصد را داربود و در طی ۲۸ روز نگهداری نوشیدنی بهینه در دمای یخچال نیز هیچگونه کپک و مخمری مشاهده نشد.

               بهینه سازی فرمولاسیون بستنی سنتی ایرانی حاوی ریزجلبک اسپیرولینا با استفاده از روش سطح پاسخ_ آزمایش در سطح معنادار ۰.۰۵انجام شده است.

بستنی یکی از محبوب ترین دسرهای لبنی به شمار می آید و بر این اساس، محصول هدف مناسبی برای وارد کردن ریزجلبک سبز-آبی اسپیرولینا به عنوان یک ماده ارزشمند غذایی به زنجیره غذایی انسان می باشد. پژوهش پیش رو با هدف بهینه سازی فرمولاسیون بستنی سنتی ایرانی حاوی اسپیرولینا به روش سطح پاسخ صورت پذیرفت.

بهینه سازی بوسیله روش سطح پاسخ   RSM و در قالب یک طرح مرکب مرکزی  CCD با دو متغیر در ۵ سطح انجام شد. متغیرهای فرآیند شامل درصد اسپیرولینا (۰-۵% وزنی/وزنی) و درصد کربوکسی متیل سلولز (۰-۰.۵%وزنی/وزنی) و پاسخ ها شامل پارامترهای فیزیکی (ویسکوزیته، درصد مقاومت به ذوب و درصد اورران) و ارگانولپتیکی (طعم، رنگ، بافت و پذیرش کلی) بودند.

نتایج نشان داد که اسپیرولینا به طور معنی داری باعث افزایش ویسکوزیته و مقاومت به ذوب و کاهش اورران بستنی سنتی می شود این در حالی بود که کربوکسی متیل سلولز از تاثیر معنی داری  بر اورران برخوردار نبود ولی در ارتباط با سایر پارامترهای فیزیکی، روندی مشابه با اسپیرولینا را رقم زد. بر اساس نتایج ارزیابی حسی، با افزایش میزان اسپیرولینا در فرمولاسیون بستنی سنتی، استقبال مصرف کنندگان از طعم، رنگ، بافت و پذیرش کلی محصول کاهش معنی داری پیدا کرد  (P<0.05) ولی در طرف مقابل، کربوکسی متیل سلولز از تاثیر معنی داری  بر پارامترهای ارگانولپتیک برخوردار نبود. بر اساس نتایج بهینه سازی، نمونه بستنی سنتی حاوی ۰.۲۵% اسپیرولینا و ۰.۳۴% کربوکسی متیل سلولز، با مقاومت به ذوبی برابر با ۷۵.۴%، اورران معادل ۵۵.۲۷%  و نمره پذیرش کلی ۴.۲۵ (بین محدوده خوب و عالی) به عنوان نمونه بهینه برگزیده شد.

 نمونه بهینه از ویسکوزیته، مقاومت به ذوب و درصد اورران بالاتری نسبت به نمونه تجاری برخوردار بود. بین پذیرش کلی نمونه بهینه و نمونه تجاری نزد مصرف کنندگان تفاوت معنی داری مشاهده نشد. نمونه بهینه از کیفیت میکروبی بهتری نسبت به نمونه تجاری برخوردار بود.

نتیجه گیری:

     می توان با تلفیق میزان بهینه ای از ریزجلبک اسپیرولینا به فرمولاسیون بستنی، به محصولی با خصوصیات فیزیکی و ارگانولپتیکی مطلوب دست یافت.

مقاله فوق توسط فاطمه لواسانی, بشیلا برنجی، علیرضا لواسانی  تهیه گردیده است.

بهینه‌سازی فرمولاسیون نوشیدنی انرژی‌زا حاوی شیرین کننده طبیعی و پروتئین آب پنیر توسط روش طرح مخلوط- رئوس انتهایی
تولید نوشیدنی‌های مغذی انرژی‌زا به‌ویژه بر پایه محصولات بومی و جانبی کارخانجات صنایع غذایی یکی از زمینه‌های تحقیقاتی مورد توجه در صنعت غذا می‌باشد. شیره خرما به عنوان محصول جانبی فراوری خرما حاوی مقادیر قابل ملاحظه‌ای از ترکیبات مغذی است اما همچنان از این ترکیب با ارزش استفاده بسیار ناچیزی در صنعت غذا می‌شود. پروتئین آب پنیر نیز از جمله محصولات جانبی مغذی و انرژی‌زا صنایع لبنی محسوب می‌شود که استفاده از آن توسط بسیاری از دانشمندان علم تغذیه توصیه شده است. در پژوهش حاضر، اثر غلظت هر یک از ترکیبات شامل شیره خرما (%۱۲-۰)، کنسانتره پروتئین آب‌پنیر (%۹-۰) و پایدارکننده زانتان (%۰۲/۰-۰) بر میزان دو فاز شدن و خصوصیات رئولوژیکی نوشیدنی به کمک روش طرح مخلوط- رئوس انتهایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش هر یک از ترکیبات به ویژه پایدار کننده دو فاز شدن کاهش یافت(p<0.05). به طور کلی افزایش ترکیبات اصلی به ویژه پایدارکننده نوشیدنی باعث تغییر رفتار رئولوژیک نوشیدنی از حالت نیوتنی به غیرنیوتنی گردید هم‌چنین نتایج بهینه‌سازی نشان داد که دو فاز شدن در ۴۹/۱% وزنی / حجمی صمغ زانتان، ۶/۸% وزنی / حجمی پودر آب پنیر و ۷۵/۱۰ % وزنی / حجمی شیره خرما، معادل۴% بود. فرمولاسیون بهینه تولید شده دارای میزان پایداری ۹۵%، شاخص قوامPa.sn 0/054 و پتانسیل زتایmV 34- بود.

با افزودن هر یک از ترکیبات نوشیدنی به ویژه هیدروکلوئید زاتنان گرانروی ظاهری افزایش یافت که به دنبال آن ته نشینی و دو فاز شدن کاهش یافت. با افزایش غلظت هر یک از ترکیبات به ویژه غلظت زانتان و شیره خرما رفتار نوشیدنی تبدیل به غیر نیوتنی رقیق شونده با برش شد به گونه ای که در عدم حضور رفتار نوشیدنی نیوتنی بود. نتایج بهینه سازی آزمون پایداری و قوام نشان داد که کمترین دو فاز شدن و مناسب ترین قوام در ۴۹/۱ % وزنی / حجمی صمغ زانتان، ۶/۸ %وزنی/حجمی پودر آب پنیر و ۷۵/۱۰ %وزنی/ حجمی شیره خرما بوده است. تصاویر میکروسکوپ نوری نیز نشان داد که افزودن هیدروکلوئید به میزان قابل توجهی سبب کاهش به هم پیوستن ذرات پروتئینی شد که به دنبال آن رسوب در نوشیدنی نیز نوشیدنی کاهش یافت.

  • اشتراک گذاری:

کارشناسان پراجیس پاسخگوی شما هستند

3003 4344 - 013
09305221191