اقتصادی کردن و بهینه سازی فرآیند خشک کردن ورقه های کیوی پیش تیمار شده با دز پرتودهی به روش سطح پاسخ در ترکیب با روش تحلیل مولفه‌های اصلی

نویسنده
اصغر عابدی
استادیار مهندسی مکانیک بیوسیستم،
چکیده
خشک کردن از جمله روش­های نگهداری طولانی مدت مواد غذایی همراه با حفظ خواص فیزیکی مواد می­باشد. در این مطالعه، میوه کیوی پرتودهی شده با دزهای مختلف صفر، 2 و 4 کیلوگری به صورت ورقه در ضخامت­های 3، 5 و 7 میلی­متر برش داده شد و با استفاده از خشک کن آون در دماهای 55، 65 و 75 درجه سلسیوس خشک گردید. در طول مدت آزمایش وزن ورقه­های کیوی و مدت زمان خشک کردن ثبت و با استفاده از روش سطح پاسخ، تأثیر اثرات اصلی و متقابل دمای خشک کردن، دز پرتودهی و ضخامت نمونه­ها بر شاخص­های مدت زمان خشک کردن و وزن نمونه­ها بررسی گردید. روش سطح پاسخ مدت زمان خشک کردن و وزن نمونه­های کیوی را با دقت­های به ترتیب 99 و 96 درصد پیش­بینی و مدل سازی نمود. در نهایت روش سطح پاسخ بهترین و بهینه­ترین نقاط برای مدت زمان خشک کردن در خشک کن همراه با بهینه­ترین وزن را به ترتیب مقادیر 298 دقیقه و 7/4 گرم پیشنهاد داد. همچنین نقاط بهینه پیشنهادشده در دز پرتودهی 4 کیلوگری، دمای خشک کردن 55 درجه سلسیوس و ضخامت نمونه 6 میلی­متر بدست آمد. توسط روش تشخیص الگو تحلیل مولفه­های اصلی(Principle Component Analysis) نمونه­های مختلف کیوی بر اساس دماهای مختلف خشک کردن و ضخامت نمونه­ها با دقت 100 درصد تفکیک داده شدند.
کلیدواژه‌ها
بهینه سازی
خواص فیزیکی
PCA
RSM

موضوعات

عنوان مقاله English

Economize and optimization of the drying process of irradiate pretreatment on kiwi slices by the response surface method in combination with the principal components analysis

نویسنده English

asghar abedi
Assistant Professor of Mechanic of Biosystem Engineering,
چکیده English

Drying is one of the long-term food preservation methods that keeps the properties of the material. In this study, kiwifruit irradiated with different doses of 0, 2 and 4 kGy and were cuted offas slices at 3, 5 and 7 mm and then dried using oven dryer at 55, 65 and 75 ˚C. During the experiment, the weight of kiwi slice and drying time were recorded and using the response surface method was carried out the effect of the main and the interaction effects of drying temperature, irradiation and sample thickness on drying time and fruit weight. The surface response method predicted the drying time and weight of kiwi fruit with accuracy of 99 and 96%, respectively. Finally, the response surface method suggested the best and most optimal points as 298 min for drying time and the optimal 4.2 g fruit weight. The proposed optimum points were also obtained at dose of 4 kGy, a drying temperature of 55 ° C and a fruit thickness of 6 mm. Also, PCA samples from various kiwifruit were determined by the method of pattern recognition, based on different drying temperatures and sample thicknesses at 100% accuracy.

کلیدواژه‌ها English

Optimization
Physical properties
PCA
RSM
1. Reyes, A., Vásquez, J., Pailahueque, N., & Mahn, A. (2019). Effect of drying using solar energy and phase change material on kiwifruit properties. Drying Technology, 37, 232-244.
2. Li, D., & Zhu, F. (2017). Physicochemical properties of kiwifruit starch. Food chemistry, 220, 129-136.
3. Chin, S. K., Siew, E. S., & Soon, W. L. (2015). Drying characteristics and quality evaluation of kiwi slices under hot air natural convective drying method. International Food Research Journal, 22, 2188-2195.
4. Moreira, I. D. S., da Silva, W. P., de Castro, D. S., de Melo Silva, L. M., & Gomes, J. P. (2018). Production of kiwi snack slice with different thickness: Drying kinetics, sensory and physicochemical analysis. Australian Journal of Crop Science, 12(5), 778.
5. Berk, Z. (2009). Food process engineering and technology, 1th edn. Oxford, UK.
6. Lester, G. E. and. Hallman, G. J. (2010). Irradiation dose: effects on baby-leaf spinach ascorbic acid, carotenoids, folate, r-tocopherol, and phylloquinone concentrations. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58: 4901- 4906.
7. Calado, T., Fernández-Cruz, M. L., Verde, S. C., Venâncio, A., & Abrunhosa, L. (2018). Gamma irradiation effects on ochratoxin A: Degradation, cytotoxicity and application in food. Food chemistry, 240, 463-471.
8. Liu, G. X., Liu, J., Tu, Z. C., Sha, X. M., Wang, H., & Wang, Z. X. (2018). Investigation of conformation change of glycated ovalbumin obtained by Co-60 gamma-ray irradiation under drying treatment. Innovative food science & emerging technologies, 47, 286-291.
9. Wang, J., & Chao, Y. (2002). Drying characteristics of irradiated apple slices. Journal of Food Engineering, 52(1), 83-88.
10. Wang, J., & Chao, Y. (2003). Effect of gamma irradiation on quality of dried potato. Radiation Physics and Chemistry, 66(4), 293-297.
11. Myers, R. H., Montgomery, D. C., & Anderson-Cook, C. M. (2016). Response surface methodology: process and product optimization using designed experiments. John Wiley & Sons.
12. Jalili, F., Jafari, S. M., Emam-Djomeh, Z., Malekjani, N., & Farzaneh, V. (2018). Optimization of ultrasound-assisted extraction of oil from canola seeds with the use of response surface methodology. Food analytical methods, 11(2), 598-612.
13. de Souza, L. P., Faroni, L. R. D. A., Heleno, F. F., Pinto, F. G., de Queiroz, M. E. L. R., & Prates, L. H. F. (2018). Ozone treatment for pesticide removal from carrots: Optimization by response surface methodology. Food chemistry, 243, 435-441.
14. Lin, Y. P., Lee, T. Y., Tsen, J. H., & King, V. A. E. (2007). Dehydration of yam slices using FIR-assisted freeze drying. Journal of Food Engineering, 79(4), 1295-1301.
15. Esteki, M., Farajmand, B., Kolahderazi, Y., & Simal-Gandara, J. (2017). Chromatographic Fingerprinting with Multivariate Data Analysis for Detection and Quantification of Apricot Kernel in Almond Powder. Food Analytical Method, 10, 3312-3320.
16. Younis, M., Abdelkarim, D., & El-Abdein, A. Z. (2018). Kinetics and mathematical modeling of infrared thin-layer drying of garlic slices. Saudi journal of biological sciences, 25(2), 332-338.
17. Mengeş, H. O., Ünver, A., Özcan, M. M., Ertekin, C., & Sonmete, M. H. (2019). The Effects of Drying Parameters on Drying Characteristics, Colorimetric Differences, Antioxidant Capacity and Total Phenols of Sliced Kiwifruit. Erwerbs-Obstbau, 1-13.
18. Zhou, X., Xu, R., Zhang, B., Pei, S., Liu, Q., Ramaswamy, H. S., & Wang, S. (2018). Radio frequency-vacuum drying of kiwifruits: Kinetics, uniformity, and product quality. Food and Bioprocess Technology, 11(11), 2094-2109.
19. Amodio, M. L., Colelli, G., Hasey, J. K., & Kader, A. A. (2007). A comparative study of composition and postharvest performance of organically and conventionally grown kiwifruits. Journal of the Science of Food and Agriculture, 87(7), 1228-1236.