ارزيابي دما و پارامترهاي امواج ميدان پالسي الكتريكي در استخراج قند از هويج

Evaluation of temperature and pulsed electric field conditions on sugar extraction from carrots

غشاهاي سلولي مانع اصلي استخراج تركيبات درون سلولي هستند. متلاشي كردن مكانيكي و حرارت دهي جامدات بيولوژيكي از روش هاي پيش تيمار معمول براي تخريب غشاهاي سلولي و تسهيل رهاسازي حل شونده به حلال در طي استخراج هستند. با اين حال، تخريب كليت غشاها نياز به حرارت دهي بيش از حد جامدات دارد كه منجر به تغيير بافت گياهي و عبور مواد نامطلوب (مثل پكتين در توليد قند) به حلال مجاور دارد كه خود نيازمند هزينه هاي تغليظ بعدي است. بكارگيري ميدان الكتريكي پالسي (PEF)[1] با حرارت دهي كم محصول، بطور قابل توجهي انتقال جرم را در بافت بيولوژيكي گياهان مختلف غذايي، افزايش مي دهد كه علاوه بر صرفه جويي در مصرف انرژي باعث صرفه جويي زيادي در زمان مي شود. در اين مطالعه، استخراج قند از هويج با تيمارهاي مختلف ميدان پالسي الكتريكي (شدت ميدان 250، 750 و V/cm 1250، تعداد پالس 10، 45 و 80) و نيز بطور همزمان تيمارهاي حرارتي مختلف (در دماهاي 20، 45 و ºC70) مطالعه شد. سپس مدل رياضي بازده استخراج بر اساس طرح فاكتوريل كامل ارايه شد. قطعات تيمار شده با PEF در آب در دماي مورد نظر و نسبت وزني مايع به جامد 2= L/S غوطه ور شدند. افزايش قابل توجه سينتيك استخراج به علت نفوذپذيري غشاي سلول بلافاصله بعد از تيمار PEF بعلت جابجايي حل شونده بر روي سطح بافت مشاهد شد.

Cell membranes are the main preventive of intracellular solute extraction. Mechanical destruction and thermal treatment are pre-treatment methods commonly used to destroy cell membranes and facilitate the release of solute into the solvent during the extraction. However, the overall rupture of membranes requires excessive heating that leads to altering plant tissue, passing solid materials through membranes (such as pectin in sugar production) to the adjacent solvent, and altering the chemical structure cell walls by hydrolytic reactions which itself requires further purification cost. Applying a pulsed electric field (PEF) with low heat treatment of products significantly enhances mass transfer into the biological tissues of food crops, which leads to saving much time and energy. In this study, extraction of sugar from carrots under both different pulsed electric field conditions (including field strengths of 250, 750, and 1250 V/cm and number of 10, 45, and 80 pulses) and thermal treatments (20, 45, and 70ºC) was investigated based on full factorial design experiments. Carrot slices treated with PEF were suspended in water at the desired temperature and liquid to solid (L/S) weight ratio of 2. Immediately after the PEF treatment, a significant increase in the solute extraction was observed because of the cell membrane permeability, which led to the enhancement of solute convection on the surface of the tissue