Skip to main content
SUPERVISOR
Nasser Hamdami,Morteza Sadeghi,Seyed Jalil Razavi najafabadi,Ali Nasirpour
ناصر همدمی (استاد مشاور) مرتضی صادقی (استاد راهنما) سیدجلیل رضوی نجف ابادی (استاد راهنما) علی نصیرپور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Esmaeil Mehryar
اسماعیل مهریار

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Effect of Drying Method on Some Qualitative and Thermo-Physical Properties of Istamaran Date Variety and its Powder
Date ( Pheonix dactylifera L . ) is one of the most important horticultural crops and foreign exchange earning sources of Iran. Annual products of date in Iran, has been nearly 50 million tons since 50 years ago, while 30% of this amount as losses is consumed for animal feeding. Date powder as one of the by-products is achieved by drying and milling dates waste and is used in making pastry, ice cream etc. One of the problems encountered by fruits’ powder producing industry is stickiness during drying, processing and storage. The stickiness of fruits’ powder is generally caused by the low molecular weight of sugars including fructose, glucose, sucrose as well as some organic acids in fruits. Date fruit contains these sugars as well. To control the stickiness in food processing, the amount of water content in foods and physical state of solid contents must be realized. Moisture sorption isotherms are important to determine changes in moisture content during storage of food materials, thermodynamic conditions of mixing products and decisions regarding the use of undesirable chemical and enzymes reactions. On the other hand, determination of the glass transition temperature (T g ) is the matter of importance as a powerful tool for understanding water properties in the food and control of products’ shelf life. The parameters of the final product in the drying process such as water activity, porosity, physicochemical structure and color are dependent on drying methods. The objectives of the present study were to determine and modeling moisture sorption isotherms of the dried date powder obtained by various drying methods, study of moisture sorption kinetics of date powder and effect of drying method on qualitative characteristics of dried date and its powder as well as performing thermal analysis on date powder of waste Istamaran date variety. The drying methods used in this study were: hot air, microwave and vacuum drying. Moisture sorption isotherms were determined at seven levels of water activity and three temperatures of 25, 35 and 45 °C. The appropriate model among nine well known models was selected based on the highest correlation coefficient and the smallest root mean square error and the minimum mean relative deviation modulus. The qualitative parameters included water absorption capacity (WAC), dry matter holding capacity (DHC), rehydration ability (RA) and shrinkage for dried date as well as color indices (L, a and b) for dried date and its powder. The glass transition temperature of date powder samples was measured by differential scanning calorimetry (DSC) method. Thermal analysis was performed at -90 to 100 °C at 10 °C min -1 . Six semi-empirical and theoretical models were used to model the glass transition temperature of the date powder. According to the results, the GAB model was found to be the most accurate model for predicting the equilibrium moisture content (EMC) of date powder for all treatments. The effect of drying method on WAC, DHC and RA was significant, but its effect on the shrinkage of dried date was not significant. Also, its effect on color indices was significant. Microwave dried samples had a darker color most likely due to caramelization during drying. Thermal analysis revealed that by increasing the water content from 0.013 to 0.178, T g decreased from 21.75 to -49.15 °C. T g value of the samples was predicted using various model-systems and Gordon-Taylor and Coachman-Karasz models based on the components of the considered model-systems. The results showed that none of the model-systems had a good prediction for the glass transition temperature of date powder. The results indicate that the date powder can be considered as water-glucose model-system. Also, results of water-fructose-glucose with a ratio of one to three for glucose and fructose, respectively, indicated that glucose had more effect on the glass transition temperature of date powder, therefore, samples T g may be predicted using this model. Also, the results of T g modeling for different model-systems showed that Brostow et al. model based on water-fructose-glucose with an even ratio of glucose and fructose had the best prediction of changes in date powder T g with equilibrium moisture content. The modeling of T g as a function of water activity showed that Khalloufi et al. model had a poor fitness to the experimental data, but the Roos equation indicated an acceptable fitting. The T g was not significantly affected by drying method. The values of specific heat capacity (C p ) measured for date powder samples at different levels of water activity showed that by an increase in value of temperature and water activity, the C p also increased.
خرما ( Pheonix dactylifera L. ) یکی از محصولات مهم باغی و منابع ارزی ایران محسوب می شود. آمار نشان می دهند که در طول 50 سال گذشته، مجموع تولید خرمای ایران حدود 50 میلیون تن بوده که 30% آن تحت عنوان ضایعات به مصرف خوراک دام رسیده است. پودر خرما یکی از محصولات حاصل از فرآوری خرما می باشد که از خشک کردن و آسیاب کردن خرمای ضایعاتی بدست می آید و در صنایع شیرینی پزی، بستنی سازی و ... استفاده می شود. از مشکلات تولید پودر میوه ها، چسبندگی در خلال خشک کردن، فرآوری و انبارداری است. چسبندگی در پودر میوه ها بطور کلی از وزن مولکولی کم قندهای فروکتوز، گلوکز، ساکاروز و بعضی اسیدهای آلی در میوه ها ناشی می شود که خرما نیز شامل این قندها می باشد. برای کنترل چسبندگی مواد غذایی باید به مقدار آب موجود در آن ماده و حالت فیزیکی غذاهای جامد پی برد. همدماهای جذب رطوبت در محاسبه تغییرات رطوبت مواد در حین انبارداری، شرایط ترمودینامیکی پس از اختلاط محصولات و تصمیم گیری در رابطه با واکنش های شیمیایی و آنزیمی نامطلوب کاربرد فراوان دارند. از طرف دیگر تعیین دمای گذار شیشه ای (T g ) به عنوان یک ابزار پر قدرت برای درک خاصیت حرکت پذیری آب در غذا و کنترل زمان مجاز نگهداری محصول اهمیت دارد. پارامترهای محصول نهایی در فرآیند خشک کردن همچون فعالیت آبی، تخلخل، ساختار فیزیکوشیمیایی و رنگ وابسته به روش خشک کردن می باشند. هدف از انجام این تحقیق تعیین و مدل سازی همدماهای جذب رطوبت پودر حاصل از خرمای خشک شده با روش های مختلف خشک کردن، مطالعه سینتیک جذب رطوبت پودر خرما و اثر روش خشک کردن بر ویژگی های کیفی خرما و پودر آن و همچنین آنالیز حرارتی پودر خرمای ضایعاتی رقم استعمران بود. روش های مختلف خشک کردن شامل روش های هوای داغ، ماکروویو و آون خلاء بودند. منحنی های همدمای جذب رطوبت پودر خرما برای هفت سطح فعالیت آبی و در سه دمای 25، 35 و 45 درجه ی سلسیوس تعیین شده و سپس مناسب ترین مدل از بین نه مدل تجربی بر مبنای بالاترین ضریب همبستگی و کوچکترین ریشه میانگین مربعات خطا و کمترین مدول میانگین انحراف نسبی انتخاب شد. خواص کیفی محصول شامل شاخص های بازجذب آب (ظرفیت جذب آب، قابلیت حفظ ماده خشک و قابلیت جذب مجدد آب) و چروکیدگی خرمای خشک شده و شاخص های رنگ L، a و b خرما و پودر آن بودند. دمای گذار شیشه ای نمونه های پودر خرما با استفاده از دستگاه DSC تعیین شد. برای آنالیز حرارتی، دمای نمونه ها در محدوده دمایی 90- تا 100 درجه ی سلسیوس با نرخ 10 درجه ی سلسیوس بر دقیقه تغییر داده شد. شش مدل نیمه تجربی و تئوری مرسوم برای مدل سازی دمای گذار شیشه ای پودر خرما بکار گرفته شد. بر اساس نتایج، در تمام دماها و روش های خشک کردن، مناسب ترین مدل برای پیش بینی منحنی های همدمای جذب رطوبت پودر خرما مدل گب شناخته شد. اثر روش خشک کردن بر ظرفیت جذب آب، قابلیت حفظ ماده خشک و قابلیت جذب مجدد آب معنی دار شد، اما بر چروکیدگی نمونه خرمای خشک شده اثر معنی داری نشان نداد. همچنین روش خشک کردن بر شاخص های رنگ دارای اثر معنی داری بود. نمونه خشک شده با روش ماکروویو دارای رنگ تیره تری بود که ناشی از رخ دادن پدیده کاراملیزاسیون در حین خشک شدن بود. نتایج آنالیز حرارتی نشان داد که با افزایش محتوای رطوبتی از 013/0 تا 178/0، دمای گذار شیشه ای از 75/21 به 15/49- درجه ی سلسیوس کاهش یافت. برای پیش بینی دمای گذار شیشه ای نمونه پودر خرما، مدل- سیستم های مختلفی در نظر گرفته شد. سپس بر اساس اجزاء مدل- سیستم و با استفاده از مدل های گوردون-تیلور و کوچمن- کاراسز مقدار T g پیش بینی شد. نتایج نشان داد که هیچکدام از ترکیب ها نمی توانند به خوبی روند تغییرات دمای گذار شیشه ای پودر خرما را پیش بینی کنند. البته از نتایج بدست آمده این نکته قابل استنباط بود که پودر خرما را می توان به صورت مدل آب- گلوکز در نظر گرفت. همچنین نتایج مدل- سیستم آب- گلوکز- فروکتوز با نسبت یک به سه به ترتیب برای گلوکز و فروکتوز بیانگر تأثیر بیشتر گلوکز بر دمای گذار شیشه ای نمونه پودر خرما بوده و در نتیجه دمای گذار شیشه ای نمونه مورد آزمایش را می توان با استفاده از این مدل- سیستم پیش بینی کرد. نتایج مدل سازی دمای گذار شیشه ای برای مدل- سیستم های مختلف نیز نشان داد که مدل بروستاو و همکاران بر مبنای مدل- سیستم آب- گلوکز- فروکتوز با نسبت برابر برای گلوکز و فروکتوز بهترین پیش بینی را از روند تغییرات دمای گذار شیشه ای نمونه های پودر خرما با محتوای رطوبت تعادلی نتیجه می دهد. مدل سازی دمای گذار شیشه ای به عنوان تابعی از فعالیت آبی نشان داد که مدل خالوفی و همکاران دارای برازش ضعیفی به داده های اندازه گیری شده بود، در حالی که معادله روس از تطابق قابل قبولی برخوردار بود. نتایج نشان داد که اثر روش های مختلف خشک کردن بر T g معنی دار نبود. مقادیر ظرفیت گرمای ویژه نمونه های پودر خرما با سطوح مختلف فعالیت آبی نشان داد که با بالا رفتن دما و سطح فعالیت آبی نمونه ها، ظرفیت گرمای ویژه آنها افزایش یافت. کلمات کلیدی: پودر خرما، خشک کردن، دمای گذار شیشه ای، ظرفیت گرمایی، مدل سازی، همدمای جذب رطوبت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی