تکنولوژی اشباع تحت خلا و توسعه محصول عملگرا

محصولات عملگرا

امروزه، محصولات عملگرا، مورد توجه مصرف کنندگان قرار گرفته است. محصولات عملگرا، به دلیل حضور ترکیبات و میکرو ارگانیسم های خاص در غلظت مناسب، اثرات سلامتی بخشی را بر مصرف کننده دارند. ترکیبات سلامتی بخش متنوعی برای تقویت محصولات غذایی و ایجاد ویژگی های سلامتی بخش خاص، مورد استفاده قرار می گیرد. گاهی این ترکیبات ممکن است به صورت خالص و پایدار به محصول غذایی افزوده شود یا ممکن است به فرم ناخالص و در فرم مخلوط، با افزودن منبع غنی از آن ماده یا میکروارگانیسم باشد. با این حال، برخی محصولات با محدودیت هایی در افزودن ترکیبات همراه است و میوه ها در فرم خشکبار، یکی از این گروه محصولات غذایی است.

اشباع تحت خلاء

اشباع تحت خلا، در واقع زیر شاخه ای از فرایند اسمز و بر پایه مکانیسم هیدرودینامیک و یک پیش تیمار فرایند خشک کردن است. در فرایند اسمز، ماده غذایی مورد نظر که عمدتا برش های میوه و سبزی است، درون یک محلول با غلظت بالای قند یا نمک قرار می گیرد. فشار اسمزی محلول اسمزی بر آب درون بافت میوه، باعث خروج آب از ساختار ماده و انتشار آن به محلول اسمزی می شود. با این حال، یک فرایند انتشار دیگر نیز در این حین اتفاق می افتد و آن، این است که بخشی از ترکیبات محلول نیز به درون بافت ماده نفوذ می کند. در فرایند اشباع تحت خلا، محلول اسمزی علاوه بر عامل اسمزی، حاوی غلظت بالایی از ترکیبات غنی سازی مورد نظر است. با خروج آب از ساختار میوه و انتشار معکوس مواد محلول، مواد غنی سازی مورد نظر نیز به همراه عامل اسمزی به بافت ماده، منتشر می شود. میزان انتشار نیز به عوامل متعدد فنی فرایند بستگی دارد. در فرایند اشباع تحت خلاء، در ابتدا یک فشار منفی بر فضای داخلی راکتور اعمال می شود که کمک می کند خروج هوا و آب از ساختار ماده تشدید شود. در مرحله دوم، خلاء حذف شده و فشار هیدرواستاتیک راکتور افزایش می یابد که باعث افزایش شدت ورود مواد با داخل بافت متخلخل میوه و سبزی می گردد. در نهایت، ویژگی های این تکنیک، ظرفیت بالایی برای تولید فراورده های جدید با ویژگی های عملکردی و ظاهری متفاوت است که حداقل تیمار و تغییر را بر محصول غذایی دارد. برای مثال ،برای تقویت برش های میوه با عصاره های گیاهی دارویی حاوی ترکیبات موثره محلول در آب، روش اشباع تحت خلاء به طور موثری مورد استفاده قرار گرفته است. حضور ترکیبات رنگی در عصاره نیز، باعث تغییر رنگ و امکان تهیه خشکبار با رنگ متفاوت می شود. رنگ سنجی با استفاده از نرم افزار ImageJ و رنگ در فرایند، هدف یا آسیب.

عوامل موثر بر اشباع تحت خلاء

ا- دمای فرایند: دما باعث تشدید فرایند انتقال مواد می شود و همانطور که سرعت خروج آب از نمونه را افزایش می دهد، سرعت انتشار مواد از محلول به نمونه را نیز افزایش می دهد. با این حال، دما از حد بهینه نباید بالاتر باشد.

2- زمان: زمان در این فرایند، یک مقدار بهینه دارد. از لحاظ صنعتی، هرچه زمان فرایند کوتاه تر باشد، از نظر هزینه و آلودگی، مطلوب تر است ولی زمان کم نیز به دلیل به عدم به تعادل رسیدن سیستم با کاهش مقدار مواد جذب شده و خروج آب همراه است. بر این اساس، باید با آزمایش، زمان بهینه تعیین شود.

3- غلظت مواد در محلول اسمزی: غلظت محلول اسمزی نیز مشابه زمان، باید با آزمایش، در مقدار بهینه تنظیم شود. اگرچه افزایش غلظت مواد محلول، باعث افزایش جذب مواد محلول در بافت ماده خواهد شد ولی محدودیت های کیفی و هزینه ای، باید لحاظ گردد.

4- نسبت محلول اسمزی به ماده: اگرچه، افزایش نسبت محلول اسمزی به نمونه، باعث تشدید فرایند اسمز و انتشار مواد به بافت می شود ولی در این مورد نیز، مقدار بهینه با توجه به هزینه و حد افزایش جذب در برابر نسبت محلول اسمزی باید تعیین گردد.

5- شکل نمونه: هرچه شکل نمونه برش داده شده، دارای نسبت سطح به حجم بیشتری باشد، به دلیل سطح تماس بیشتر، سرعت انتشار بیشتر خواهد بود. با این حال، حجم نمونه از مقدار خاصی نمی تواند کمتر باشد. این مساله به دلیل اهمیت شکل توصیف شکل با استفاده از نرم افزار ImageJ ظاهری نهایی محصول پس از خشک کردن و توجه به چروکیدگی است.

6- نوع محلول اسمزی: اینکه از چه نوع ماده ای در محلول اسمزی، استفاده شود، وابسته به نوع عملکرد ماده و تاثیر آن بر ویژگی های نهایی محصول دارد. قند های مختلف، ویژگی های اسمزی متفاوتی دارند و همچنین طعم و ظاهر محصول نهایی را به دلیل شدت واکنش های شیمیایی متفاوت، تحت تاثیر قرار می دهند.