تأثیر آب مغناطیسی شده بر رشد جودوسر و سینتیک خشک شدن جوانه‌های آن برای استفاده در فرمولاسیون محصولات فاقد گلوتن

نویسندگان
کیمیا ثمری 1
فخرالدین صالحی 2
اکبر علی‌وردی 3
امیر دارایی گرمه‌خانی 4
1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده صنایع غذایی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
2 دانشیار گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده صنایع غذایی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
3 دانشیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
4 دانشیار، گروه مهندسی علوم و صنایع غذایی، دانشکده فنی و منابع طبیعی تویسرکان، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
10.22034/FSCT.22.163.190
چکیده
یکی از روش‌های پیشنهادشده در کشاورزی برای مصرف بهینه آب، عبور دادن آب آبیاری از یک میدان مغناطیسی است. استفاده از این آب مغناطیسی‌شده باعث افزایش سرعت جوانه‌زنی دانه‌ها و افزایش تولید محصول می‌شود. جودوسر جوانه‌زده محصولی فاقد گلوتن و حاوی انواع ویتامین‌ها و مواد مغذی است و از پودر آن می‌توان برای افزایش کیفیت مواد غذایی مختلف استفاده کرد. در این پژوهش اثرات آب مغناطیسی‌شده و میدان مغناطیسی بر رشد جودوسر و سینتیک خشک شدن جوانه‌های آن بررسی و مدل‌سازی شد. جهت مغناطیسی کردن آب و تهیه آب مغناطیسی شده از دستگاه تولیدکننده آب مغناطیسی- قلیایی استفاده شد. ضریب نفوذ مؤثر رطوبت جوانه‌های جودوسر رشد کرده در محیط‌های مختلف، هنگام خشک شدن محاسبه و آبگیری مجدد جوانه‌های خشک‌شده آنها اندازه‌گیری شد. نتایج این پژوهش نشان داد که قرارگیری دانه‌های جودوسر درون آب مغناطیسی‌شده و میدان مغناطیسی باعث افزایش وزن آنها هنگام خیساندن و همچنین افزایش سرعت رشد آنها می‌شود. جوانه‌های جودوسر رشد کرده در میدان مغناطیسی به دلیل رطوبت بالاتر، با سرعت بیشتری رطوبت خود را از دست دادند و سریعتر خشک شدند. متوسط ضریب نفوذ مؤثر رطوبت محاسبه‌شده برای جوانه‌های جودوسر رشد کردن در محیط‌های آب معمولی، آب مغناطیسی‌شده و میدان مغناطیسی به ترتیب برابر m2s-1 11-10×31/7، m2s-1 11-10×14/9 و m2s-1 11-10×22/15 بود. جهت مطالعه سینتیک خشک شدن جوانه‌های جودوسر، مدل‎های ریاضی مختلفی بر داده‎های آزمایشگاهی برازش و در مجموع مدل میدیلی بر اساس بالاترین برازش و کمترین خطا به‌عنوان بهترین مدل انتخاب شد. آبگیری مجدد محاسبه‌شده برای جوانه‌های جودوسر رشد کرده در محیط‌های آب معمولی، آب مغناطیسی‌شده و میدان مغناطیسی به ترتیب برابر 93/182 درصد، 40/184 درصد و 27/167 درصد بود.
کلیدواژه‌ها
آبگیری مجدد
ضریب نفوذ مؤثر رطوبت
مدل میدیلی
میدان مغناطیسی

موضوعات

عنوان مقاله English

Effect of magnetized water on oat growth and drying kinetics of its sprouts for use in gluten-free product formulation

نویسندگان English

Kimia Samary 1
Fakhreddin Salehi 2
Akbar Aliverdi 3
Amir Daraei Garmakhany 4
1 MSc Student, Department of Food Science and Technology, Faculty of Food Industry, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
2 Associate Professor, Department of Food Science and Technology, Faculty of Food Industry, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
3 Associate Professor, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
4 Associate Professor, Department of Food Science and Technology, Faculty of Engineering and Natural Resources, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
چکیده English

One of the methods proposed in agriculture for optimal water use is to pass irrigation water through a magnetic field. The use of this magnetized water promotes seed germination and increases crop yields. Sprouted oat is a gluten-free product that contains various vitamins and nutrients, and its powder can be used to improve the quality of various foods. In this study, the effects of magnetized water and magnetic field on the oat growth and drying kinetics of its sprouts were investigated and modeled. A magnetic-alkaline water generator was used to magnetize water and generate magnetized water. The effective moisture diffusivity coefficient of oat sprouts grown in different medium during drying was calculated and the rehydration of their dried sprouts was measured. The results of this study showed that oat seeds placed in the magnetized water and magnetic field increased their weight when soaked and also grew faster. Oat sprouts grown in the magnetic field lost moisture faster and dried faster due to their higher moisture content. The average effective moisture diffusivity coefficients calculated for oat sprouts grown in normal water, magnetized water, and magnetic field mediums were 7.31×10-11 m2s-1, 9.14×10-11 m2s-1, and 15.22×10-11 m2s-1, respectively. To study the drying kinetics of oat sprouts, various mathematical models were fitted to the experimental data, and overall, the Midilli model was chosen as the best model due to the highest fit and lowest error. The calculated rehydration of oat sprouts grown in normal water, magnetized water, and magnetic field mediums was 182.93%, 184.40%, and 167.27%, respectively.

کلیدواژه‌ها English

Effective moisture diffusivity coefficient
Magnetic Field
Midilli model
Rehydration
[1] Jnawali, P., Kumar, V., Tanwar, B. 2016. Celiac disease: Overview and considerations for development of gluten-free foods, Food Science and Human Wellness. 5, 169-176.
[2] Salehi, F. 2019. Improvement of gluten-free bread and cake properties using natural hydrocolloids: A review, Food Science & Nutrition. 7, 3391-3402.
[3] Tomar, M., Singh, P.2024. Oat (Avena sativa): Production to Plate, 1st Edition ed., CRC Press,
[4] Sciarini, L. S., Bustos, M., Vignola, M. B., Paesani, C., Salinas, C., Perez, G. T. 2017. A study on fibre addition to gluten free bread: Its effects on bread quality and in vitro digestibility, Journal of Food Science and Technology. 54, 244-252.
[5] Inglett, G. E., Chen, D., Liu, S. X. 2015. Physical properties of gluten-free sugar cookies made from amaranth–oat composites, LWT - Food Science and Technology. 63, 214-220.
[6] Ekström, L. M., Bok, E. A. H., Sjöö, M. E., Östman, E. M. 2017. Oat β-glucan containing bread increases the glycaemic profile, Journal of Functional Foods. 32, 106-111.
[7] Talebi Najaf Abadi, S., Sharifi, A., Absalan, A. A. 2020. Effect of germination process on nutritional value changes and some mung bean physicochemical properties, Research Achievements for Field and Horticulture Crops. 8, 211-224.
[8] Zahir, M., Fogliano, V., Capuano, E. 2021. Soybean germination limits the role of cell wall integrity in controlling protein physicochemical changes during cooking and improves protein digestibility, Food Research International. 143, 110254.
[9] Cao, H., Wang, C., Li, R., Guan, X., Huang, K., Zhang, Y. 2022. Influence of sprouted oat flour substitution on the texture and in vitro starch digestibility of wheat bread, Food Chemistry: X. 15, 100428.
[10] Holysz, L., Szczes, A., Chibowski, E. 2007. Effects of a static magnetic field on water and electrolyte solutions, Journal of Colloid and Interface Science. 316, 996-1002.
[11] Pang, X., Deng, B. 2008. Investigation of changes in properties of water under the action of a magnetic field, Science in China Series G: Physics, Mechanics and Astronomy. 51, 1621-1632.
[12] Esmaeilnezhad, E., Choi, H. J., Schaffie, M., Gholizadeh, M., Ranjbar, M. 2017. Characteristics and applications of magnetized water as a green technology, Journal of Cleaner Production. 161, 908-921.
[13] Aliverdi, A., Karami, S., Hamami, H. 2021. The effect of irrigation with magnetized water on the symbiosis between soybean and rhizobium, Journal of Water and Soil. 35, 95-106.
[14] Podleśny, J., Pietruszewski, S., Podleśna, A. 2004. Efficiency of the magnetic treatment of broad bean seeds cultivated under experimental plot conditions, International Agrophysics. 18, 65-71.
[15] Al-Akhras, M. A. H., Al-Quraan, N. A., Abu-Aloush, Z. A., Mousa, M. S., AlZoubi, T., Makhadmeh, G. N., Donmez, O., Al jarrah, K. 2024. Impact of magnetized water on seed germination and seedling growth of wheat and barley, Results in Engineering. 22, 101991.
[16] Khudiar, K., Ali, A. M. 2012. Effect of magnetic water on some physiological aspects of adult male rabbits. in: Proceeding of the Eleventh Veterinary Scientific Conference, 120-126.
[17] Salehi, F., Goharpour, K., Razavi Kamran, H. 2023. Effects of ultrasound and microwave pretreatments of carrot slices before drying on the color indexes and drying rate, Ultrasonics Sonochemistry. 101, 106671.
[18] Amin Ekhlas, S., Pajohi-Alamoti, M. R., Salehi, F. 2023. Effect of ultrasonic waves and drying method on the moisture loss kinetics and rehydration of sprouted wheat, Journal of Food Science and Technology (Iran). 20, 159-168.
[19] Salehi, F., Satorabi, M. 2021. Influence of infrared drying on drying kinetics of apple slices coated with basil seed and xanthan gums, International Journal of Fruit Science. 21, 519-527.
[20] Khodadadi, M., Masoumi, A. 2025. Recent drying technologies used for drying poultry litter (principles, advantages and disadvantages): A comprehensive review, Poultry Science. 104, 104677.
[21] Salehi, F., Razavi Kamran, H., Goharpour, K. 2024. Influence of ultrasonic pretreatment on the drying rate of lentil sprouts in hot-air and infrared dryers, Food Research Journal. 34, 31-43.
[22] Khodadadi, M., Masoumi, A., Sadeghi, M. 2024. Drying, a practical technology for reduction of poultry litter (environmental) pollution: methods and their effects on important parameters, Poultry Science. 103, 104277.