اثر روش خشک کردن بر برخی از خواص کیفی و ترموفیزیکی خرمای رقم استعمران و پودر حاصل از آن

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 (tg) 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 tg 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 tg 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.