فرایند خشک کردن مواد غذایی طی واکنش های مختلف [مشاوره تخصصی] 💯 هیمورا

تغییرات کیفی مواد غذایی در فرایند خشک کردن

چندین عامل که میتواند تا اندازه ای موجب دگرگونی در فرآورده غذایی شود، و اثرهای آنها در تجزیه مواد غذایی و فرایند خشک کردن در زیر بررسی می شود.

واکنش های قهوه ای شدن

واکنش های قهوه ای شدن رنگ  ماده غذایی را دگرگون می کند، ارزش تغذیه ای و قابلیت حل شدن آن و فرایند خشک کردن را کاهش میدهد. در آن بوی نامطلوب پدید می آورد و موجب دگرگونی بافت و ساختار آن میشود.

واکنش های قهوه ای شدن به دو گروه آنزیمی و غیر آنزیمی دسته بندی می شود که دومی در فرایند بیشتر اتفاق می افتد. قهوه ای شدن کاراملی و مایلارد دو نوع ازاصلی ترین واکنش های قهوه ای شدن غیر آنزیمی در فرایند خشک کردن هستند.
افزون بر میزان رطوبت، درجه حرارت،   و ترکیب، همگی عامل هایی است که سرعت قهوه ای شدن غیر آنزیمی و فرایند خشک کردن اثر می گذارد. رابطه آرنیوس، گزارش درستی از وابستگی دمای واکنش قهوه ای شدن را نشان میدهد. چنین مینماید که بعد از مرحله اولیه القاء، واکنش قهوه ای شدن از سینتیک درجه صفر پیروی میکند. دانسته شده است که واکنش قهوه ای شدن در فرایند رطوبت متوسط، بالاترین سرعت را دارد که در رطوبت های خیلی بالا و یا خیلی پایین کاهش می یابد.

فرایند خشک کردن ماده غذایی

در فرایند خشک کردن ماده غذایی، قهوه ای شدن نخست از مرکز ماده آغاز می شود.

این امر ممکن است به دلیل مهاجرت بخش های حل شدنی (قندها) به سمت مرکز جسم باشد. در پایان فرایند خشک کردن که مقدار رطوبت کاهش مییابد، قهوه ای شدن شدیدتر میشود و سرمایش تبخیری کمتر رخ میدهد، که این خود به افزایش دمای فرآورده می انجامد.
چند پیشنهاد برای کاهش قهوه ای شدن در فرایند خشک کردن داده شده است. همه آنها بر این که محصول نباید در گسترۀ رطوبت بحرانی در برابر گرمای غیر ضروری باشد، تأکید میکنند. در منابع به پنج مدل مختلف، که واکنش های قهوه ای شدن غیر آنزیمی را به صورت تابعی از دما و رطوبت بیان میکند، اشاره شده است. شکل این مدل ها، همانندی بسیار با یکدیگر دارند، چون اثر دما در آنها به وسیلهٔ رابطهٔ آرنیوس بیان شده است و ضریبهای معادله ها نیز تابعی از رطوبت میباشد.

👇 برای خرید دستگاه های لبنیاتی با گروه هیمورا تماس بگیرید. 👇

سینتیک واکنش قهوه ای شدن غیر آنزیمی شیر

برای تولیدکنندگان محصولات غذایی داشتن یک مدل از سرعت قهوه ای شدن به عنوان تابعی از دما و زمان برای شناسایی اندازه قهوه ای شدن و فرایند خشک کردن محصولات غذایی مفید می باشد. این مدل میتواند برای ارزیابی طراحی یک خشک کن جدید با توجه به کیفیت محصول، سودمند باشد.
فرانزن سرعت های (واکنش های قهوه ای شدن غیر آنزیمی در فرایند خشک کردن) را در شیر پس چرخ، در دمای ثابت 35°C تا 130°C و در رطوبت های ثابت از (50%-3%)،شناسایی، و نمونه ای را برای رسم واکنش قهوه ای شدن غیرآنزیمی، به عنوان تابعی از دما، زمان و رطوبت فراهم آورد برای وابسته کردن فعالیت های آبی با دماها و رطوبت تجربی، همدماهای شیر خشکبدون مرطوب شده در گستره دمایی 45°C – 25°C و نیز رطوبت %1.5 – %35 (در چربی مبنای خشک) اندازه گیری شد. در این مورد معادله اصلاح شده هندرسون، بهترین برازش را نشان می دهد.

Aw=1-exp(-2.485T^(-0.735) X^(5.392*10^(-5)) T^1.771 )

نمونه ها در یک حمام روغن که در دمای آزمایش نگهداری شده بود تا مقادیر مختلف رطوبت، رطوبت زنی شد، چگونگی فرایند قهوه ای شدن شیرخشک بدون چربی در فاصله های زمانی معین، به شکل چگالی نوری، به وسیله یک طیف سنج نوری فرایند خشک کردن به دست آمد. پیش از دوره قهوه ای شدن که از خشک کردن است، سرعت آن نسبت به زمان خطی است، یک مرحله یا دوره نخستین القا دیده میشود که سرعت قهوه ای شدن در آن کمتر است. سرعت قهوه ای شدن در مرحله دوم، افزایش زمان، روبرو بودن با رفتار گرمایی و افزایش اندازه رطوبت، تا رسیدن به یک اندازه رطوبت بحرانی قهوه ای شدن افزایش مییابد.

رطوبت بحرانی شیر

رطوبت بحرانی شیر در گستره رطوبت (11%-4%) در مبنای فرایند خشک کردن پدیدار شد. در رطوبت های بیشتر از رطوبت بحرانی، سرعت قهوه ای شدن تابعی از درجه حرارت است. دانسته شده است که بالاترین سرعت قهوه ای شدن و خشک کردن در رطوبت نزدیک 7% در مبنای خشک اتفاق می افتد. یک مدل که سرعت قهوه ای شدن غیر آنزیمی در شیر پس چرخ را به عنوان تابعی از دما و رطوبت در محدوده دمایی 35 تا 130 درجه و رطوبت (5%-3% در مبنای خشک) نمایش می دهد، ساخته شده است. در این مدل فرض شده است که، سرعت قهوه ای شدن بعد از فرایند خشک کردن مرحله کند نخستینی، از درجه صفر است و تابعیت دمایی قهوه ای شدن غیر آنزیمی، از رابطهٔ آرنیوس پیروی می کند. رابطه مدل فوق به صورت زیر نشان داده شد.

اکسایش (اکسیداسیون)لیپید

اکسیداسیون لیپید، عامل بدبویی و واپاشی، گسترش بوهای ناخوشایند، کاهش ویتامین های محلول در چربی و رنگدانه ها در بسیاری از مواد غذایی، به ویژه فرآورده های خوراکی که فرایند خشک کردن را طی کردند میباشد. عامل هایی که بر سرعت اکسایش تأثیر میگذارد عبارت است از مقدار رطوبت، نوع ماده اولیه (اسید چرب)، اندازه یا گستردگی واکنش، مقدار اکسیژن، دما، فلزات، وجود آنتی اکسیدان های طبیعی فعالیت آنزیمی، نور فرابنفش، مقدار پروتئین، میزان اسیدهای آمینه آزاد و دیگر واکنش های شیمیایی میباشد. رطوبت نقش مهمی را در سرعت اکسایش و فرایند خشک کردن دارد. در فعالیت آبی پیرامون تک لایه ای بیشترین مقاومت در برابر اکسایش پدید می آید.

حذف و خارج کردن اکسیژن از مواد غذایی، سرعت اکسایش همچنین فرایند خشک کردن را کاهش میدهد، ولی غلظت خیلی پایین اکسیژن نیز میتواند روی سرعت اکسایش اثر بگذارد. همچنین، اثر اکسیژن بر روی اکسایش چربی بستگی نزدیکی به تخلخل محصول دارد. مواد غذایی که با یخ زدن خشکانده شده است، به علت داشتن تخلخل فراوان، به اکسیژن خیلی حساس میباشد. مواد غذایی که با خشک کردن، خشک شده است به دلیل چروکیدگی (یا تربخش) مساحت کمتری دارد، و از این رو، اکسیژن اثر کمتری روی آنها دارد. چون اکسایش یک واکنش خودیاری دهنده است و سرعت واکنش به اندازۀ پیشرفت واکنش بستگی دارد؛ مدلسازی واکنش اکسایش چربی دشوار است در فرایند خشک کردن و انبارداری مواد غذایی، به حداقل رساندن مقدار اکسیژن و افزودن ماده آنتی اکسیدان مانند جدا کننده ها برای پیشگیری از اکسایش چربی ها، بسیار مفید است.