بهينه‌سازي فرآيند خشك كردن پاششي جهت توليد پودرهاي ريزدرون پوشاني شده عصاره فراسودمند استخراجي از چغندر لبويي

Optimization of Spray Drying Process to Produce Microencapsulated Powders of Functional Extract Obtained from Red-Beet

مقدمه: خشك كردن پاششی یكی از مهمترین راه‌های جلوگیری از اتلاف محصولات غذایی استراتژیك و افزایش طول عمر آنها می‌باشد. بهینه‌سازی شرایط عملیاتی این سامانه می‌تواند بستر مناسبی جهت تولید فرآورده‌هایی با كیفیت فیزیكوشیمایی ایده‌آل باشد. مواد و روش‌ها: تاثیر سه پارامتر فرآیندی دما (160-130 درجه سانتی‌گراد) و سرعت جریان (4-2 مترمكعب بر ساعت) هوای ورودی و نرخ خوراك دهی (10-5 میلی لیتر بر دقیقه) جهت دستیابی به پودرهای فراسودمند ریزدرون پوشانی شده عصاره سرشار از رنگدانه فراسودمند بتالائین چغندر لبویی با روش سطح پاسخ مورد ارزیابی قرار گرفت. بازده پودرهای تولیدی، محتوای تركیبات فنولی و فعالیت آنتی‌اكسیدانی عصاره بازسازی شده بهینه سازی گردید. یافته‌ها: معادلات درجه دوم با ضرایب همبستگی بالا (9940-960/0) به خوبی می‌توانند شرایط بهینه جهت حصول بالاترین بازده فیزیكوشیمیایی را پیش بینی نمایند. افزایش دما و سرعت جریان هوای ورودی تاثیر معنی‌داری بر كاهش تركیبات فنولی و آنتی اكسیدانی پودرهای بدست آمده داشته، در حالی كه این روند سبب افزایش بازده تولیدی گشت. محتوای آنتی اكسیدانی و فنولی پودرهای ریز درون پوشانی شده با بازدهی كم در نرخ‌های بالاتر خوراك ورودی بهتر حفظ شدند. مشاهدات میكروسكوپی و اندازه ذرات نیز به طور بارزی یافته‌های بدست آمده را تایید نمودند. یافته‌ها نشان داد كه بالاترین راندمان فیزیكی (75%)، محتوای فنولی (72/1238 میكروگرم اسید گالیك بر میلی لیتر) و درصد بازدارندگی رادیكال آزاد (77/78%) می‌تواند در شرایط بهینه دمای هوای ورودی 136 درجه سانتی‌گراد، سرعت جریان هوای ورودی 6/3 مترمكعب بر ساعت و نرخ خوراك ورودی 8/8 میلی لیتر بر دقیقه بدست آید. نتیجه گیری: تولید با كیفیت پودرهای ریز درون پوشانی كننده عصاره چغندر قرمز تحتشرایط بهینه می‌تواند سرآغازی جهت توسعه غنی سازی فرآورده های غذایی با پودرهای بدست آمده محسوب گردد.

Introduction: Spray drying is one of the most important ways to prevent waste of strategic food products and their shelf life extension.Optimization of operating conditions involved in this system can be a suitable background to produce products with ideal physicochemical quality. Materials and Methods: The effect of three operating parameters including inlet air temperature (IAT, 130-160°C), air flow rate (AFR, 2-4 m3/h) and feed flow rate (FFR, 4-10 mL/min) was investigated to attain the microencapsulated powders of red-beet extract containing functional pigment of betalain using RSM. The yield of produced powders, content of phenolic compounds and antioxidant activity of reconstituted extract were optimized. Results: The quadratic equations with high correlation coefficients (0.960-0.994) can well predict the optimal conditions to achieve the highest physicochemical efficiency. An increase in IAT and AFR had a significant effect on the decrease of the level of phenolic and antioxidant components of the obtained powders, while this trend led to an increase in the yield. The antioxidant and phenolic content of microencapsulated powders with low yield at higher FFRs are well maintained. The analysis of microscopy observations and particle size also confirmed the results clearly. The findings showed that the maximum physical yield (75%), phenolics content (1238.72 µg gallic acid/mL), and free-radical inhibition percentage (78.77%) can be obtained under the optimum conditions of 136.0°C IAT, 3.6 m3/h AFR, and 8.8 mL/min FFR. Conclusion: Production of high-quality powders microencapsulating red-beet extract under the optimal conditions might be a beginning to develop fortification of food products with the obtained powders.