مدلسازی انتقال جرم و حرارت نان سنگک نیم پخته بسته بندی شده تحت اتمسفر اصلاح شده

در سال های اخیر افزایش سطح آگاهی مصرف کنندگان، تولید محصولات حداقل فرآوری شده و با کیفیت پایدار را از مهم ترین اهداف محققین و متخصصین علوم و صنایع غذایی قرار داده است. بسته بندی اتمسفر اصلاح شده، یکی از موثرترین و کاربردی ترین دستاوردهای تکنولوژی مواد غذایی در پاسخ به این نیاز مصرف کننده به شمار می آید. اساس این روش جایگزینی هوای بسته با ترکیب گازی مناسب به منظور افزایش عمر ماندگاری محصول می باشد. در حال حاضر حدود 30 درصد از گندم تولیدی کشور در زنجیره گندم، آرد و نان ضایع می شود. از آن جایی که شرایط نامناسب تولید و نگهداری نان یکی از مهم ترین دلایل این میزان ضایعات بوده، افزایش عمر نگهداری نان سنگک به عنوان یکی از نان های برتر دنیا از نظر ارزش غذایی و ویژگی های عطر و طعمی، در این تحقیق مورد توجه قرار گرفت. به طوری که از تکنولوژی نیم پخت کردن نان به عنوان یک روش موثر در به تعویق انداختن بیاتی و از بسته بندی اتمسفر اصلاح شده برای افزایش عمر ماندگاری آن استفاده گردید. به این منظور نان سنگک نیم پخته تحت سه ترکیب گازی مختلف شامل 100 درصد دی اکسید کربن، 30 درصد دی اکسید کربن: 70 درصد نیتروژن، 20 درصد دی اکسید کربن: 80 درصد نیتروژن و هوا به عنوان شاهد بسته بندی و به مدت 21 روز در دمای 25 درجه سانتیگراد نگهداری شد. طی دوره نگهداری، ویژگی های کیفی و میکروبی محصول از جمله رنگ، حجم، رطوبت، بافت، شمارش کلی و نیز شمارش کپک و مخمر در فواصل سه روز نمونه برداری ارزیابی گردید. از طرف دیگر، ترکیب گازی اولیه در بسته به دلیل ماهیت پویای میکروبی و شیمیایی مواد غذایی و نیز تغییرات ناشی از نفوذپذیری فیلم بسته بندی، انحلال گازها در ماده غذایی، تبخیر رطوبت و... طی نگهداری در حال تغییر می باشد. بنابراین، به منظور بهینه سازی شرایط بسته بندی و در نتیجه دستیابی به حداکثر عمر نگهداری محصول، مدل سازی سیستم های بسته بندی اتمسفر اصلاح شده ضروری به نظر می رسد. از این رو، در این تحقیق پدیده های انتقال جرم و حرارت با هدف پیش بینی ترکیب گازی فضای خالی بسته و پروفیل های دمایی نان سنگک بسته بندی شده تحت شرایط اتمسفر تغییر یافته مورد مطالعه قرار گرفت. در این راستا یک مدل ریاضی برای توصیف انتقال همزمان جرم و حرارت تک بعدی طی نگهداری نان سنگک نیم پخته بسته بندی شده تحت اتمسفر اصلاح شده بر روی نرم افزار matlab توسعه داده شد. تجزیه و تحلیل آماری نتایج حاصل از ارزیابی ویژگی های کیفی نان سنگک نیم پخته طی نگهداری نشان داد، دی اکسیدکربن موجود در فضای خالی بسته هیچگونه اثر معنی داری بر رنگ، بافت، حجم و رطوبت محصول نداشته در حالی که بار میکروبی نمونه ها کاملاً تحت تأثیر اتمسفر موجود در بسته قرار گرفت. به طوری که با افزایش غلظت دی اکسیدکربن، از رشد کل میکرواورگانیسم ها و نیز کپک و مخمرها ممانعت بیشتری به عمل آمد. همچنین مشاهده گردید تمامی خصوصیات کیفی محصول طی زمان نگهداری دستخوش تغییرات معنی داری می شوند. به طوری که کاهش رطوبت، افزایش سفتی مغز، کاهش سفتی پوسته، کاهش حجم، افزایش شاخص l* و a* و کاهش شاخص b* رنگ نان سنگک نیم پخته طی 21 روز مشاهده گردید. در نهایت همبستگی بالای مابین پروفیل های دمایی، گازی و رطوبت نسبی پیش بینی شده و اندازه گیری شده، نشان داد که مدل توسعه داده شده میتواند به خوبی تغییرات دما در هر نقطه از نان نیمه پخته، سطح بسته و فضای خالی آن و نیز ترکیب گازی موجود در بسته و غلظت آن ها در محصول را طی نگهداری در دماهای متفاوت پیش بینی نماید.