مطالعه تاثير ضخامت فوم بر ضريب انتشار موثر رطوبت و سينتيك خشك شدن چغندر قرمز به روش فوم مت و ارزيابي ويژگي هاي كيفي و عملكردي محصول

Study of the foam thickness effect on the effective moisture diffusion coefficient and drying kinetics of red beetroot by foam-mat method and evaluation the qualitative and functional characteristics of product

هدف از اين مطالعه، توليد پودر پالپ چغندر‌قرمز با استفاده از تكنيك خشك‌كردن فوم‌مت و بررسي اثر ضخامت فوم بر سينتيك‌ ‌خشك ‌شدن و ويژگي‌هاي فيزيكوشيميايي و ريزساختاري پودر حاصل بود. جهت تهيۀ فوم، اووآلبومين با غلظت 2% (وزني/حجمي) به عنوان عامل فوم ساز به پالپ چغندر قرمز اضافه شده و براي مدت و سرعت مشخصي تحت همزني قرار گرفت. فوم تهيه‌شده در ضخامت‌هاي 5، 6 و 7 ميلي‌متر بر روي پليت‌هاي آلومينيومي گسترده ‌شده و سپس، در يك‌ خشك‌كن كابينتي با هواي داغ در دماي 50 درجۀ سانتي‌گراد و سرعت هواي ثابت 1 متر بر ثانيه خشك گرديد. نتايج نشان داد افزايش ضخامت فوم از 5 به 7 ميلي‌متر تاثير معناداري بر نسبت و محتواي رطوبت نداشته ولي سبب كاهش معني‌دار (05/0p <) نرخ خشك‌كردن به ميزان 63/29‌ % گرديد. ضريب انتشار موثر رطوبت به طور معناداري تحت تاثير ضخامت فوم قرار گرفت و محدوده آن از 9-10 ´ 550/5 تا 9-10 ´ 388/7 متر مربع بر ثانيه متغير بود. همچنين با افزايش ضخامت فوم، به‌دليل افزايش زمان خشك‌شدن و دناتوراسيون بيشتر پروتئين‌ها، يك روند افزايشي در شاخص كار و نسبت هوسنر و درنتيجه روند كاهشي در جريان پذيري پودرها مشاهده شد. دانسيته توده اي و ضربه اي پودرها به دليل تغيير محتواي رطوبت ناشي از افزايش در ضخامت فوم، به طور معناداري كاهش يافتند. ضخامت تأثير معني‌داري بر شاخص حلاليت در آب و شاخص جذب آب نداشت. بررسي ريز ساختار پودرهاي توليد شده با ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني نشان داد كه با افزايش ضخامت فوم، ترك‌خوردگي و زبري سطحي ذرات پودر افزايش يافت. نتايج اين مطالعه و مطالعات تكميلي مي تواند به بهينه سازي توليد پودر چغندر قرمز به عنوان رنگ دهنده طبيعي مواد غذايي و حفظ بهتر ويژگي هاي تغذيه اي و عملكردي آن منجر شود.

The purpose of this study was to produce red beetroot pulp powder using foam-mat drying technique and to investigate the effect of foam thickness on drying kinetics and physicochemical and microstructural properties of the resulting powder. To prepare foam, ovalbumin as foaming agent at a concentration of 2% (w / v) was added to the red beetroot pulp and was stirred for a specific time and speed. Prepared foam was spread on aluminum plates at thicknesses of 5, 6 and 7 mm and then dried in a hot air cabinet dryer at 50 ºC and constant air velocity of 1 m/s. Results showed that increasing foam thickness from 5 to 7 mm had no significant effect on moisture content and moisture ratio but significantly (p <0.05) reduced the drying rate by about 29.63%. The effective moisture diffusion coefficient was significantly affected by the foam thickness and ranged between 5.550 × 10−9 and 7.388 × 10−9 m2/s. Also, with increasing foam thickness, due to increasing drying time and more denaturation of proteins, an increase in Carr index and Hausner ratio was observed, resulting in a decreasing trend in the flowability of the powders. Bulk and tapped densities of powders were significantly decreased due to the change in moisture content, caused by the increase in foam thickness. Thickness had no significant effect on water solubility index and water absorption index. The microstructure analysis of the produced powders by field emission scanning electron microscope showed that with increasing foam thickness, cracking and surface roughness of powder particles increased. The results of this study and further studies can lead to optimization of red beetroot powder production as a natural food coloring and better preservation of its nutritional and functional properties.