بررسي اثر تيمار ميدان الكتريكي پالسي (PEF) بر كيفيت شربت خام استخراج شده از چغندر قند

Effect of Pulsed Electric Field treatment (PEF) on the quality of raw juice extracted from sugar beets

روش متداول استخراج قند از چغندر در دماي بالا (73-70 درجه سانتي‌گراد ) و مدت طولاني (70 دقيقه) انجام مي‌گيرد، كه موجب حضور مقدار زيادي از تركيبات ناخالص (مانند پكتين‌ها و ملانوئيدين‌ها) در شربت بدست آمده و مصرف بالاي آب و انرژي مي‌شود. در پژوهش حاضر، استخراج از خلال‌هاي چغندر قند كه تحت پيش تيمار در ميدان‌ الكتريكي پالسي قرار گرفتند، بررسي شد. پيش تيمار ميدان الكتريكي پالسي در شدت ميدان الكتريكي 5/1 كيلو ولت بر سانتي‌متر و تعداد پالس 20 عدد اعمال گرديد. دماي استخراج در محدوده 20 تا 73 درجه سانتي‌گراد بود. كيفيت شربت خام استخراج شده توسط تعيين ميزان مواد جامد محلول ( درجه بريكس)، مقدار سوكروز، خلوص شربت، غلظت تركيبات كلوئيدي و ميزان پروتئين تعيين گرديد. نتايج نشان دادند كه شربت خام استخراج شده از خلال‌هايي كه تحت تيمار ميدان الكتريكي پالسي قرار گرفته و در دماي 40 درجه سانتي‌گراد نسبت به شربت استخراج شده در دماي 72 درجه سانتي‌گراد و بدون اعمال پيش تيمار، داراي خلوص بيشتر، غلظت ناخالصي‌هاي كلوئيدي كمتر، ميزان تركيبات رنگي كمتر و ميزان كدورت كمتري بودند. نتايج بدست آمده ثابت مي‌كنند كه استخراج سرد با پيش تيمار ميدان‌ الكتريكي پالسي امكان توليد شربت قند با خلوص بالا را فراهم مي‌آورد. از سوي ديگر استفاده از تيمار ميدان الكتريكي پالسي روشي غير حرارتي براي افزايش نفوذپذيري غشاء سلولي است كه باعث بهبود راندمان استخراج قند از چغندر قند مي‌گردد.

The conventional sugar extraction from sugar beet was carried out at high temperature (70-73°C) and long time (70 min). It resulted in high content of impurities (such as pectins and melanoidins) in extracted juice and high water and energy consumption. This work investigates the sugar extraction from sugar beets pre-treated by pulsed electric field (PEF). The PEF pre-treatment was carried out at field strength of 1.5 kV/cm and 20 pulses. The extraction temperature varied from 20 to 72 °C. The quality of extracted juice was characterized by measuring the content of soluble solids (°Brix), sucrose content, juice purity, concentration of colloidal substances, and proteins. The result shows that juice obtained using mild thermal (40 °C) treatment has higher purity, lower concentration of colloidal impurities (especially, pectins) and lower coloration. The obtained data confirms that “cold” sugar extraction assisted by PEF treatment, permits obtaining of high quality juices. The application of pulsed electric field (PEF) ensures a non-thermal permeabilization of cellular membrane that improves the sucrose extraction yield.