ارزیابی تاثیر سامانه پیوسته پرتودهی فرابنفش بر ویژگی‌های کیفی آب لیمو

نویسندگان
علی پورحسینعلی 1
کاظم جعفری نعیمی 1
حمیدرضا اخوان 2
حمید مرتضی پور 1
1 بخش مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
2 بخش علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
10.52547/fsct.18.117.307
چکیده
در پژوهش حاضر پرتودهی فرابنفش برای فرآوری آب لیمو مورد استفاده قرار گرفت. سامانه طراحی شده تابش فرابنفش دارای پنج عدد لامپ UV-C بود و عمل پرتودهی بر مبنای فاصله لامپ‌ها (10، 20 و 30 سانتی‌متر) از لایه سیال و همچنین زمان گردش (10، 20 و 30 دقیقه) آب لیمو در سامانه انجام شد. نمونه پرتودهی نشده نیز به عنوان تیمار شاهد در نظر گرفته شد. نمونه‌های شاهد و پرتودهی شده در بطری‌های پلی‌اتیلنی تیره رنگ پر شدند و در دمای محیط به مدت 90 روز نگه‌داری شدند. بلافاصله بعد از پرتودهی و طی دوره نگه‌داری شاخص‌هایی از قبیل pH، اسیدیته، مواد جامد محلول، محتوای اسید آسکوربیک، شاخص‌های رنگ (L*، a* و b*)، میزان قهوه‌ای شدن و ویژگی‌های حسی بررسی شدند. شاخص‌های pH، اسیدیته و مواد جامد محلول روند مشخصی نشان ندادند. نتایج نشان داد از میان شاخص‌های رنگ، شاخص L* به صورت معنی‌داری در طی دوره نگه‌داری کاهش یافت، اما شاخص‌های a* و b* در طی دوره نگه‌داری به صورت معنی‌داری افزایش یافتند که میزان این تغییرات در نمونه‌های پرتودهی شده از فاصله 10 سانتیمتری بیشتر بود. همچنین پرتودهی سبب کاهش قابل توجه محتوای اسید آسکوربیک نمونه‌های پرتودهی شده از فاصله 10 سانتی‌متری در مقایسه با نمونه‌های دیگر و شاهد گردید. اما، میزان قهوه‌ای شدن نمونه‌های پرتودهی شده از فاصله 10 سانتی‌متری به صورت معنی‌داری کمتر از نمونه‌های پرتودهی شده از فاصله 20 و 30 سانتی‌متری بود. امتیاز ارزیاب‌ها نیز نشان داد پرتودهی و نگه‌داری سبب تغییر ویژگی‌های کیفی آب لیمو گردید. امتیاز ارزیاب‌ها، پذیرش بیشتر نمونه‌های پرتودهی شده از فاصله 20 و 30 سانتی‌متری را در مقایسه با نمونه‌های پرتودهی شده از فاصله 10 سانتی‌متری نشان داد. به طور کلی، بواسطه تاثیر مخرب تابش فرابنفش بر محتوای اسید آسکوربیک، سامانه طراحی شده در این پژوهش برای فرآوری آب لیمو پیشنهاد نمی‌گردد.
کلیدواژه‌ها
آب لیمو
پرتودهی فرابنفش
خواص کیفی
زمان ماندگاری

موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluation of the effect of continuous ultraviolet irradiation system on quality characteristics of lemon juice

نویسندگان English

Ali Pourhosseinali 1
Kazem Jafari Naeimi 1
Hamid-Reza Akhavan 2
Hamid Mortezapour 1
1 Department of Biosystems Engineering, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
2 Department of Food Science and Technology, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
چکیده English

Ultraviolet radiation was used in the present study to process lemon juice. The designed UV system had five UV-C lamps and irradiation was performed based on the distance of the lamps (10, 20, and 30 cm) from the fluid layer and the circulation time (10, 20, and 30 minutes) of lemon juice in the system. Non-irradiated sample was also considered as a control treatment. The control and irradiated samples were filled in dark polyethylene bottles and stored at ambient temperature for 90 days. Immediately after irradiation and during the storage period, parameters such as pH, titratable acidity, total soluble solids, ascorbic acid content, color indices (L*, a*, and b*), browning index, as well as sensory attributes were evaluated. The pH, acidity, and total soluble solids did not show a definite trend. The results showed that among the color indices, L* decreased significantly, but a* and b* increased significantly during the storage period. The rate of color changes in irradiated samples from a distance of 10 cm was higher than other treatments. Irradiation also significantly reduced the ascorbic acid content of irradiated samples from a distance of 10 cm compared to other samples and control. However, the browning of irradiated samples from 10 cm distance was significantly less than that of irradiated samples from 20 and 30 cm distance. The score of the panelists indicated that irradiation and storage time altered the quality characteristics of lemon juice. The panelistschr('39') scores showed more acceptance of irradiated samples from 20 and 30 cm distance compared to irradiated samples from 10 cm distance. In general, the designed system in this study is not recommended for lemon juice processing due to the destructive effect of UV-C radiation on the content of ascorbic acid.

کلیدواژه‌ها English

Lemon juice
Ultraviolet radiation
Quality characteristics
shelf life
[1] Mohanapriya, M., Ramaswamy, L., & Rajendran, R. 2013. Health and medicinal properties of lemon (Citrus limonum). International Journal of Ayurvedic and Herbal Medicine, 3(1): 1095-1100.
[2] Fenoglio, D., Ferrario, M., Schenk, M., & Guerrero, S. 2020. Effect of pilot-scale UV-C light treatment assisted by mild heat on E. coli, L. plantarum and S. cerevisiae inactivation in clear and turbid fruit juices. Storage study of surviving populations. International Journal of Food Microbiology, 332: 108767. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2020.108767.
[3] Fenoglio, D., Ferrario, M., Schenk, M., & Guerrero, S. 2019. UV-C light inactivation of single and composite microbial populations in tangerine-orange juice blend. Evaluation of some physicochemical parameters. Food and Bioproducts Processing, 117: 149-159.
[4] Kaya, Z. & Unluturk, S. 2019. Pasteurization of verjuice by UV‐C irradiation and mild heat treatment. Journal of Food Process Engineering, 42(5): https://doi.org/10.1111/jfpe.13131.
[5] Gouma, M., Álvarez, I., Condón, S., & Gayán, E. 2020. Pasteurization of carrot juice by combining UV-C and mild heat: Impact on shelf-life and quality compared to conventional thermal treatment. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 64(102362. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2020.102362).
[6] Akhavan, H.R. & Barzegar, M., Food Analysis: Theory and Methods. 2019: Shahid Bahonar University of Kerman, Iran.
[7] Alizadeh, H.-R., Mortezapour, H., Akhavan, H.-R., & Balvardi, M. 2020. Physicochemical changes of barberry juice concentrated by liquid desiccant-assisted solar system and conventional methods during the evaporation process. Journal of Food Science and Technology, 1-12.
[8] Kumar, A., Ganjyal, G.M., Jones, D.D., & Hanna, M.A. 2006. Digital image processing for measurement of residence time distribution in a laboratory extruder. Journal of Food Engineering, 75(2): 237-244.
[9] Müller, A., Noack, L., Greiner, R., Stahl, M.R., & Posten, C. 2014. Effect of UV-C and UV-B treatment on polyphenol oxidase activity and shelf life of apple and grape juices. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 26: 498-504.
[10] Falguera, V., Garza, S., Pagán, J., Garvín, A., & Ibarz, A. 2013. Effect of UV–Vis irradiation on enzymatic activities and physicochemical properties of four grape musts from different varieties. Food and Bioprocess Technology, 6(8): 2223-2229.
[11] Pathare, P.B., Opara, U.L., & Al-Said, F.A.-J. 2013. Colour measurement and analysis in fresh and processed foods: a review. Food and bioprocess technology, 6(1): 36-60.
[12] La Cava, E.L.M. & Sgroppo, S.C. 2019. Combined effect of UV-C light and mild heat on microbial quality and antioxidant capacity of grapefruit juice by flow continuous reactor. Food and Bioprocess Technology, 12(4): 645-653.
[13] Gómez-López, V., Orsolani, L., Martínez-Yépez, A., & Tapia, M. 2010. Microbiological and sensory quality of sonicated calcium-added orange juice. LWT-Food Science and Technology, 43(5): 808-813.
[14] Noci, F., Riener, J., Walkling-Ribeiro, M., Cronin, D., Morgan, D., & Lyng, J. 2008. Ultraviolet irradiation and pulsed electric fields (PEF) in a hurdle strategy for the preservation of fresh apple juice. Journal of Food Engineering, 85(1): 141-146.
[15] Sew, C.C., Ghazali, H.M., Martín-Belloso, O., & Noranizan, M.A. 2014. Effects of combining ultraviolet and mild heat treatments on enzymatic activities and total phenolic contents in pineapple juice. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 26: 511-516.
[16] Delorme, M.M., Guimarães, J.T., Coutinho, N.M., Balthazar, C.F., Rocha, R.S., Silva, R., Margalho, L.P., Pimentel, T.C., Silva, M.C., & Freitas, M.Q. 2020. Ultraviolet radiation: An interesting technology to preserve quality and safety of milk and dairy foods. Trends in Food Science & Technology, 102: 146-154.
[17] Cutler, T.D. & Zimmerman, J.J. 2011. Ultraviolet irradiation and the mechanisms underlying its inactivation of infectious agents. Animal Health Research Reviews, 12(1): 15-23.
[18] Lee, J.W., Kim, J.K., Srinivasan, P., Choi, J.-i., Kim, J.H., Han, S.B., Kim, D.-J., & Byun, M.W. 2009. Effect of gamma irradiation on microbial analysis, antioxidant activity, sugar content and color of ready-to-use tamarind juice during storage. LWT-Food Science and Technology, 42(1): 101-105.
[19] Zhao, L., Wang, S., Liu, F., Dong, P., Huang, W., Xiong, L., & Liao, X. 2013. Comparing the effects of high hydrostatic pressure and thermal pasteurization combined with nisin on the quality of cucumber juice drinks. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 17: 27-36.
[20] Kaya, Z., Yıldız, S., & Ünlütürk, S. 2015. Effect of UV-C irradiation and heat treatment on the shelf life stability of a lemon–melon juice blend: multivariate statistical approach. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 29: 230-239.
[21] Harder, M., De Toledo, T., Ferreira, A., & Arthur, V. 2009. Determination of changes induced by gamma radiation in nectar of kiwi fruit (Actinidia deliciosa). Radiation Physics and Chemistry, 78(7-8): 579-582.
[22] Bisht, B., Bhatnagar, P., Gururani, P., Kumar, V., Tomar, M.S., Sinhmar, R., Rathi, N., & Kumar, S. 2021. Food irradiation: Effect of ionizing and non-ionizing radiations on preservation of fruits and vegetables–a review. Trends in Food Science & Technology, 114: 372–385.
[23] López-Rubira, V., Conesa, A., Allende, A., & Artés, F. 2005. Shelf life and overall quality of minimally processed pomegranate arils modified atmosphere packaged and treated with UV-C. Postharvest Biology and Technology, 37(2): 174-185.