مدل سازي و بررسي سينتيك خروج آب در قطعات سيب‌زميني پيش‌تيمار شده با فراصوت و پوشش خوراكي طي فرآيند سرخ‌كردن عميق

Kinetic modeling of water loss in potato slices pretreated with ultrasound and edible coating during deep-fat frying process

هدف از اين پژوهش، مدل سازي محتواي رطوبت طي سرخ كردن قطعات سيب زميني پيش تيمار شده با غلظت 1/0 و %2/0 كربوكسي متيل سلولز و فراصوت با فركانس 40 كيلوهرتز به مدت 15 دقيقه بود. قطعات سيب زميني با اندازه هاي 4×2/1×2/1 سانتي متر مكعب برش داده شدند و بعد از انجام پيش تيمار هاي مربوطه، در سه دماي 150، 170 و C?190 به مدت 1، 2، 3 و 4 دقيقه سرخ شدند. از قانون انتشار فيك براي مدل سازي محتواي رطوبت استفاده شد. ميانگين ضريب تبيين بين نتايج آزمايشگاهي با نتايج حاصل از اين مدل، بيش از 973/0 و ضريب انتشار موثر رطوبت به دست آمده نيز بين 8-10× 106/6 و m2/s8-10×896/3 متغير بود. پيش تيمار فراصوت با فركانس 40 كيلوهرتز باعث افزايش سرعت اتلاف رطوبت و در نتيجه افزايش معني دار ضريب انتشار موثر رطوبت شد؛ در حاليكه پوشش خوراكي در هر دو غلظت باعث كاهش ضريب انتشار موثر رطوبت گرديد ولي تاثيرآن از لحاظ آماري در مقايسه با نمونه شاهد (قطعات مستطيلي به ابعاد 3cm2/1×2/1×4) معني دار نبود. تلفيق اين دو پيش تيمار نيز باعث افزايش اين ضريب نسبت به نمونه شاهد و كاهش آن نسبت به فراصوت تنها شد. در اين مطالعه، از تعدادي مدل تجربي پيشنهادي نيز براي مدل-سازي محتواي رطوبت استفاده گرديد. تمامي مدل هاي به كار رفته، به خوبي داده هاي آزمايشي را برازش كردند. همچنين با استفاده از رابطه آرنيوس تاثير دما بر ضريب انتشار موثر رطوبت بررسي شد؛ در دماهاي بالاتر انرژي فعال سازي كمتر بوده و درنتيجه ضريب انتشار موثر رطوبت افزايش يافت.

The purpose of this study was to model moisture content during deep-fat frying of potato slices pretreated with 0.1 and 0.2% carboxymethyl cellulose concentration and 40 kHz ultrasound frequency for 15 minutes. The potato slices were cut into 1.2×1.2×4 cm3 rectangular pieces and after performing the pretreatments, the frying process was done at three different temperatures of 150, 170 and 190?C for 1, 2, 3 and 4 minutes. The Fickʹs law of diffusion was used to model moisture content during the process. Average correlation coefficient between experimental and model data was more than 0.973 and the effective moisture diffusivity coefficient was in the range between 3.896×10-8 and 6.106×10-8 m2s-1. Ultrasound pretreatment increased the water loss rate, resulting in a significant increase in the effective moisture diffusivity while the edible coating reduced the effective moisture diffusivity on both the concentrations. However, its effect was not statistically significant compared to the control samples (rectangular slices with dimensions of 4×1.2×1.2 cm3). Combining these two pretreatments increased the coefficient in comparison to the control samples, but decreased the coefficient compared to the samples pretreated with ultrasound alone. A number of empirical proposed models were used for modeling moisture content. All the models used were well fitted to the experimental data. The influence of temperature on effective moisture diffusivity was investigated using the Arrhenius equation. The activation energy was lower at higher temperatures increasing the effective moisture diffusivity.