بررسی تأثیر فرآیند غشایی اولترافیلتراسیون بر رئولوژی و شاخصه های رنگی آب نارنج

Abstract

سابقه و هدف: آﺑﻤﻴﻮه‌ﻫﺎ ﻧﻮﺷﻴﺪﻧﻲ‌ﻫﺎﻳﻲ ﺑﺎ ارزش ﺗﻐﺬﻳﻪ‌ای ﻓﺮاوان، ﺳﺮﺷﺎر از آنتی‌اکسیدان‌ها و ﻣﻮاد ﻣﻌﺪﻧﻲ ﺿﺮوری ﺑﺮای ﺳﻼﻣﺖ اﻧﺴﺎن‌ها ﻫﺴﺘﻨﺪ. روش‌های نگهداری آبمیوه‌ها شامل تیمار حرارتی، انجماد، سرد کردن و برای برخی از آبمیوه‌ها؛ شفاف‌سازی و صاف‌کردن می‌باشند. شفاف‌سازی عبارت است از جدا کردن ترکیبات پخش‌شده به حالت پراکنده و کلوئیدی از سیستم و حفظ ترکیباتی که به‌صورت حقیقی در سیستم حل شده‌اند در روش‌های شیمیایی شفاف کردن (کلاسیک) از انواع مختلف آنزیم‌ها (پکتیناز، آمیلاز، پروتئاز و ...) و کمک شفاف کننده‌هایی همچون ژلاتین، بنتونیت، سیلیکاژل یا ترکیبی از این-ها بهره گرفته می‌شود. روش‌های کلاسیک گران قیمت و وقت‌گیر هستند و عملیات دفع مواد ذکرشده مشکل می‌باشد. در سال‌های اخیر، فیلتراسیون غشایی به‌عنوان روش جدید فرآوری پیشنهاد شده است. استفاده از صافی‌های غشایی نیز یک روش مناسب است که مشکلات ناشی از کدورت را تا حد زیادی حل کرده است. استفاده از فرآیندهای غشایی در عملیات شفاف-سازی، باعث می‌شود که محصول ازنظر کیفی دارای ثبات بیشتری بوده و به علت طبیعت استریل فرآیند، حذف میکروارگانیسم‌ها نسبت به روش‌های متداول به‌مراتب بیشتر شود. در این پژوهش، تأثیر پارامترهای غشایی شامل فشار (در دامنه ۲/۲-2/۱ بار) و دمای خوراک (در دامنه ۳۵-20 درجه سانتی‌گراد) بر ویسکوزیته، وزن مخصوص و شاخصه‌های رنگی آب نارنج (L*، a*، b*، اختلاف رنگ کل، کروما و شاخص قهوه‌ای شدن) در طول فرآیند شفاف‌سازی به کمک اولترافیلتراسیون بررسی شد.<br /> مواد و روش‌ها: فرآیند غشایی UF برای شفاف‌سازی آب نارنج استفاده شد. آزمون‌های فیزیکوشیمیایی طبق استاندارد ملی ایران (2685) انجام شد. ویسکوزیته با ویسکومتر چرخشی بروکفیلد اندازه‌گیری شد. روش پردازش تصویر برای بررسی تغییرات رنگ بعد از فرآیند، استفاده شد. روش سطح پاسخ در قالب طرح مرکب مرکزی برای پیش‌بینی تأثیر متغیرهای فرآیند شفاف‌سازی غشایی (شامل دما و فشار عملیاتی) بر رئولوژی و رنگ آب نارنج به‌کاربرده شد. آنالیز داده‌ها و رسم نمودارها با استفاده از نرم‌افزار Design-Expert 9.0.0.7 صورت پذیرفت.<br /> یافته‌ها: نتایج نشان داد که افزایش دما باعث افزایش شاخص قهوه‌ای شدن، ویسکوزیته، وزن مخصوص و کاهش L* و TCD شد. افزایش فشار باعث کاهش شاخص قهوه‌ای شدن، کروما، ویسکوزیته و افزایش L* و b* و TCD شد. اثر سطوح مختلف دما و فشار بر روی اندیس a* معنی‌دار نبود. مدل خطی و چندجمله‌ای درجه دوم به ترتیب بهترین مدل‌ها برای پیش‌بینی (وزن مخصوص، TCD) و (L*، b*، BI و کروما) بودند.<br /> نتیجه‌گیری: استفاده از فرآیندهای غشایی باعث بهبود کیفیت (رنگ) نوشیدنی‌ها و آبمیوه‌ها (مثل نارنج) می‌‌شود. فیلتراسیون غشایی آب نارنج بدون پیش‌تیمار آنزیمی، کارایی مطلوبی در شفاف‌سازی آن داشت.