تحقیقات مهندسی صنایع غذایی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اطلاعات آماری نشریه

اخبار و اعلانات

بهینه یابی پارامترهای دما، غلظت مالتودکسترین و فشار اتمایزر در خشک کردن پاششی عصارة ترکیبی چای ترش و گل راعی بر خصوصیات کیفی و کمی پودر با روش سطح پاسخ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مدرس حق التدریسی دانشگاه

2 استاد دانشگاه پردیس کشاورزی دانشگاه تهران،استاد گروه مهندسی علوم و صنایع غذایی و ریاست پردیس بین المللی ارس، دانشگاه تهران

3 استاد گروه مهندسی شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران،

4 ا- استاد دانشگاه پردیس کشاورزی دانشگاه تهران 2- استاد گروه مهندسی علوم و صنایع غذایی، پردیس بین المللی ارس، دانشگاه تهران، جلفا، ایران

چکیده

در این تحقیق، تأثیر پارامترهای دما، غلظت مالتودکسترین و فشار اتمایزر بر مقدار رطوبت، راندمان (بر مبنای وزن خشک)، فعالیت آبی، انحلال‌پذیری، زاویه استقرار ریپوز و مقدار آنتوسیانین کل پودر عصاره ترکیبی چای ترش و گل راعی در یک خشک‌کن پاششی نیمه‌صنعتی بررسی گردید. در این فرآیند از مالتودکسترین به عنوان ماده حامل استفاده شد. طرح آزمایشی، طرح بهینه و روش آماری سطح پاسخ بود. متغیرهای مستقل شامل دمای هوای ورودی (120، 180 و 240 درجه سلسیوس)، غلظت ماده حامل (25، 35 و 45 درصد) و فشار اتمایزر (0.5، 1، 1.5 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع) بودند. تولید پودر عصاره ترکیبی چای ترش و گل راعی، با هدف کمینه‌کردن مقدار رطوبت و فعالیت آبی و بیشینه‌کردن راندمان، میزان انحلال‌پذیری و میزان آنتوسیانین کل با استفاده از روش سطح پاسخ بهینه‌یابی شد. روش سطح پاسخ نشان داد که در شرایط بهینة دمای هوای ورودی 219 درجه سلسیوس، غلظت مالتودکسترین 42 درصد و فشار اتمایزر 0.5 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع می‌توان پودری با راندمان (بر مبنای وزن خشک) 52.68 درصد، مقدار رطوبت 1.38 درصد، فعالیت آبی 0.12، میزان انحلال‌پذیری 95.92 درصد، زاویه استقرار ریپوز 20 درجه و میزان آنتوسیانین کل 52.22 میلی‌گرم بر لیتر تولید کرد. با توجه به اهمیت هایپرسین، حضور و پایداری این ماده در پودر تولید شده در شرایط بهینه با استفاده از طیف‌سنجی اسپکتروفتومتری فوریه تأیید شد.

تازه های تحقیق

 Food Engineering Research/Vol.18/No.66/Spring & Summer 2019/P: 155-172

Optimization of the effects of Temperature, Maltodextrin Concentration and Atomizer Pressure, in Spray Drying of Blend of Hibiscus Sabdariffa L. Extract and St' John's wort (Hypericum Perforatum L.) Extracts, on Quality and Quantity Properties of the Powder, with Response Surface Methodology

 

S. Namayandeh, Z. Emam-Djomeh*, S. H. Hashemabadi   and S. M. Mousavi

 

* Corresponding Author:  Professor, Faculty of Food Science and Engineering, Aras International Campus Branch, University of Tehran, Jolfa, Iran. Email: emamj@ut.ac.ir

Received: 5 October   2018, Accepted: 17 February 2020

 

Abstract

In this study, the effects of temperature, maltodextrin concentration and atomizer pressure on moisture content, yield (on dry weight basis), water activity, solubility, angle of repose and total anthocyanin (TAC) of Hibiscus sabdariffa L. and St' John's wort (Hypericum perforatum L.) blend extract powder on quality and quantity properties of the powder were investigated. In this process, Maltodextrin was used as carrier agent. Experimental design involved the use of optimal design and response surface statistical method. Independent variables were inlet air temperature (120, 180 and 240 degrees celsius), concentration of drying aids (25, 35 and 45 percent) and atomizer pressure (0.5, 1, 1.5 kilograms per square centimeter). Optimization of production of Hibiscus sabdariffa L. - Hypericum perforatum L. blend extract powder with the aim of minimizing the amount of moisture content and water activity and maximizing the yield, solubility and total anthocyanin (TAC) were carried out using response surface methodology (RSM). RSM described that upon optimum conditions of 219 (degrees Celsius) inlet temperature, 42 (percent) maltodextrin concentration and 0.5 (kilograms per square centimeter) atomizer pressure, it was possible to produce powder with yield (on dry weight basis) of 52.68 (percent), moisture content of 1.38 (percent), water activity of 0.12, solubility of 95.92 (percent), angle of repose of 20 (degrees) and total anthocyanin (TAC) of 52.22 (milligrams per liter). Then, due to the importance of hypericin, the presence and stability of this material in produced powder in optimum conditions was confirmed by IR spectrometry analysis (FTIR).

 

Keywords: Angle of ripose, Anthocyanin, Hypericin, Pilot plant spray dryer, Powder rheology

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

بهینه یابی پارامترهای دما، غلظت مالتودکسترین و فشار اتمایزر در خشک کردن پاششی عصارة ترکیبی چای ترش و گل راعی بر خصوصیات کیفی و کمی پودر با روش سطح پاسخ

چکیده [English]

در این تحقیق، تأثیر پارامترهای دما، غلظت مالتودکسترین و فشار اتمایزر بر مقدار رطوبت، راندمان (بر مبنای وزن خشک)، فعالیت آبی، انحلال‌پذیری، زاویه استقرار ریپوز و مقدار آنتوسیانین کل پودر عصاره ترکیبی چای ترش و گل راعی در یک خشک‌کن پاششی نیمه‌صنعتی بررسی گردید. در این فرآیند از مالتودکسترین به عنوان ماده حامل استفاده شد. طرح آزمایشی، طرح بهینه و روش آماری سطح پاسخ بود. متغیرهای مستقل شامل دمای هوای ورودی (120، 180 و 240 درجه سلسیوس)، غلظت ماده حامل (25، 35 و 45 درصد) و فشار اتمایزر (0.5، 1، 1.5 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع) بودند. تولید پودر عصاره ترکیبی چای ترش و گل راعی، با هدف کمینه‌کردن مقدار رطوبت و فعالیت آبی و بیشینه‌کردن راندمان، میزان انحلال‌پذیری و میزان آنتوسیانین کل با استفاده از روش سطح پاسخ بهینه‌یابی شد. روش سطح پاسخ نشان داد که در شرایط بهینة دمای هوای ورودی 219 درجه سلسیوس، غلظت مالتودکسترین 42 درصد و فشار اتمایزر 0.5 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع می‌توان پودری با راندمان (بر مبنای وزن خشک) 52.68 درصد، مقدار رطوبت 1.38 درصد، فعالیت آبی 0.12، میزان انحلال‌پذیری 95.92 درصد، زاویه استقرار ریپوز 20 درجه و میزان آنتوسیانین کل 52.22 میلی‌گرم بر لیتر تولید کرد. با توجه به اهمیت هایپرسین، حضور و پایداری این ماده در پودر تولید شده در شرایط بهینه با استفاده از طیف‌سنجی اسپکتروفتومتری فوریه تأیید شد.

کلیدواژه‌ها [English]

  • آنتوسیانین
  • خشک‌کن پاششی نیمه‌صنعتی
  • رئولوژی پودر
  • زاویه ریپوز
  • هایپرسین
مراجع
Abadio, F., Domingues, A., Borges, S. and Oliveira, V. 2004. Physical properties of powdered pineapple (Ananas comosus) juice: effect of maltodextrin concenyration and atomization speed. Journal of Food Engineering, 64(3):285-287.
Bas, D., Boyaci, H. and Smail H. 2007. Modeling and optimization I: Usability of response surface methodology. Journal of Food Engineering. 78(3): 836-845.
Bhandari, B.R., Datta, N., D'Arcy, B.R. and Rintoul, G.B. 1998. Co-crystallization of honey with sucrose. LWT-Food Science and Technology, 31(2):138-142.
Cam, M., Hisil, Y. and Durmaz, G. 2009. Classification of eight pomegranate juices based on antioxidant capacity measured by four methods. Food Chemistry. 112(3): 721- 726.
Chegini, G. and Ghobadian, B. 2005. Effect of spray drying condition on physical properties of orange juice powder. Drying Technology. 23(3): 657-668.
Chen, C.C., Hsu, J.D., Wang, S.F., Chiang, H.C., Yang, M.Y., Kao, E.S., Ho, Y.C. and Wang, C.J., 2003. Hibiscus sabdariffa extract inhibits the development of atherosclerosis in cholesterol-fed rabbits. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 51(18):5472-5477.
Crompton, C., Hall, I., Jensen, K. and Hildebrand, P. 1988. The biology of Canadian weeds: Hypericum perforatum. Canadian Journal of Plant Science. 68(1): 149-162.
Fazaeli, M., Emam-Djomeh, Z., Kalbasi Ashtari, A. and Omid, M. 2012. Effect of spray drying conditions and feed composition on the physical properties of black mulberry juice powder. Food and Bioproducts Processing. 90(4): 667-675.
Goula, A. and Adamopoulos, K. 2004. Spray drying of tomato pulp: Effect of feed concentration. Drying Technology. 22(10): 2309-2330.
Goula, A. and Adamopoulos, K. 2005. Spray drying of tomato pulp in dehumidified air: the effect on product recovery. Journal of Food Engineering. 66(1): 25-34.
Goula, A. and Adamopoulos, K. 2010. A new technique for spray drying orange juice concentrate. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 11(2): 342-351.
Grabowski, J., Truong, V. and Daubert, C. 2006. Spray drying of amylase hydroluzed sweetpotato puree and physicochemical properties of powder. Journal of Food Science. 71(5): E 209-E217.
Horuz, E., Altan, A. and Maskan, M. 2012. Spray drying and process optimization of unclarified pomegranate (Punica granatum) juice. Drying Technology. 30(7): 787-798.
Jangam, S. and Thorat, B. 2010. Optimization of spray drying of ginger extract. Drying Technology. 28(12): 1426-1434.
Jinapong, N., Suphantharika, M. and Jamnong, P. 2008. Production of instant soymilk powders by ultrafiltration, spray drying and fluidized bed agglomeration. Journal of Food Engineering. 84(2): 194-205
Kalita, B., Jose, S., Baruah, S., Kalita, S. and Saikia, S. 2019. Hibiscus sabdariffa L. (Roselle): A potential source of bast fiber. Journal of Natural Fibers. 16(1):49-57.
Kha, T., Nguyen, M. and Roach, P. 2010. Effect of spray drying conditions on the physicochemical and antioxidant properties of Gac (Momordica cochinchinensis) fruit aril powder. Journal of Food Engineering. 98(3): 385-392.
Kumar, H. and Mishra, N. 2004. Storage stability of mango soy fortified yoghurt powder in two different packaging materials. Journal of Food Engineering. 65(4): 569–576.
Lako, J., Trenerry, V., Wahlqvist, M., Wattanapenpaiboon, N., Sotheeswaran, S. and Premier, R. 2007. Phytochemical flavonols, carotenoids and the antioxidant properties of a wide selection of Fijian fruit, vegetables and other readily available foods. Food Chemistry. 101(4): 1727–1741.
Mahdavi, S., Jafari, S. and Dehnad, D. 2016. Microencapsulation optimization of natural anthocyanins with maltodextrin, gum arabic and gelatin. International Journal of Biological Macromolecules. 85, 379-385.
Molahoseini, M., Maghsoodloo, Y. and Alimi, M. 2013. Investigating the medicinal and nutritional effects of sour tea with a special view on its use in food and pharmaceutical food products and food products. The Second National Security Seminar.10-17 October. Azad University, Savadkuh Branch, Iran (in Persian)
Myers, R. and Montgomery, D. 1995. Response Surface Methodology, Process and Product Optimization using Designed Experiment (2nd Ed.). New York: John Wiley and Sons.
Nuevas-Paz, L., Molina-Torres, J. and Prieto-González, S. 2005. Determination of hypericin in Hypericum species grown in Cuba. Acta Farm Bonaerense. 24(1):89-90.
Pace, N. and Mackinney, G. 1941. Hypericin, the photodynamic pigment from St. John'swort'. Journal of the American Chemical Society. 63(10): 2570-2574.
Papadakis, S., Gardeli, C. and Tzia, C. 2006. Spray drying of raisin juice concentrate. Drying Technology. 24(2): 173- 180.
Phoungchandang, S. and Sertwasana, A. 2010. Spray drying of ginger juice and physicochemical properties of ginger powders. Science Asia. 36(1): 40-45.
Quek, S., Chok, N. and Swedlund, P. 2007. The physicochemical properties of spray dried watermelon powder. Chemical Engineering and Processing. 46(5): 386-392.
Rouissi, T., Mahmoudi, A., Tyagi, R., Brar, S., PrVost, D. and Surampalli, R. 2007. Optimisation of spray drying by response surface methodology for the production of Sinorhizobium meliloti powder formulation by using starch industry wastewater. Biosystems Engineering. 114(3): 334-343.
Santiago-Adame, R., Medina-Torres, L., Gallegos-Infante, J., Calderas, F., González-Laredo, R., Rocha-Guzmán, N., Ochoa-Martínez, L. and Bernad-Bernad, M. 2015. Spray drying microencapsulation of cinnamon infusions (Cinnamomum zeylanicum) with maltodextrin. LWT-Food Science and Technology. 64(2): 571-577.
Shrestha, A., Ua-arak, T., Adhikari, B., Howes, T. and Bhandari, B. 2007. Glass transition behavior of spray dried orange juice powder measured by differential scanning calorimetry (DSC) and thermal mechanical compression test (TMCT). International Journal of Food Properties. 10(3): 661-673.
Tonon, R.V., Brabet, C. and Hubinger, M. 2008. Influence of process conditions on the physicochemical properties of açai (Euterpe oleraceae Mart.) powder produced by spray drying. Journal of Food Engineering. 88(3): 411-418.
Tonon, R.V., Brabet, C., Pallet, D., Brat, P. and Hubinger, M. 2009. Physicochemical and morphological characterisation of açai (Euterpe oleraceae Mart.) powder produced with different carrier agents. International Journal of Food Science & Technology. 44(10): 1950- 1958.
Wagner, H. and Bladt, S. 1994. Pharmaceutical quality of Hypericum extracts. Journal of Geriatric Psychiatry and Neurology. 7(1): S65-S68.
Wölfle, U., Seelinger, G. and Schempp, C. 2013. Topical Application of St. John's Wort (Hypericum perforatum L.). Planta Medica. Epub Ahead of Print. 80(02/03):109-120.
Xia, T., Shi, S. and Wan, X. 2006. Impact of ultrasonic assisted extraction on the chemical and sensory quality of tea infusion. Journal of Food Engineering. 74(4): 557-560.
Yousefi, S., Emam-Djomeh, Z. and Mousavi, S. 2010. Effect of carrier type and spray drying on the physicochemical properties of powdered and reconstituted pomegranate juice (Punica Granatum L.). Journal of Food Science and Technology. 48(6): 677-684.
تحقیقات مهندسی صنایع غذایی
دوره 18، شماره 1 - شماره پیاپی 66
شهریور 1398
صفحه 155-172
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار