
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,502 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,640,275 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,234,598 |
بهینه یابی متغیرهای مخلوط- فرآیند درتولید خامه قنادی شیر شتر با استفاده از الگوریتم جهش قورباغه چند هدفه | ||
نشریه فرآوری و نگهداری مواد غذایی | ||
مقاله 4، دوره 13، شماره 4، دی 1400، صفحه 57-77 اصل مقاله (1.07 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejfpp.2022.18932.1656 | ||
نویسندگان | ||
مرتضی کاشانی نژاد؛ سید محمد علی رضوی* | ||
گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: از آنجایی که الگوریتم جهش قورباغه به عنوان یک روش بهینه یابی نسبتا جدید مطرح است و در سال های اخیر قابلیت های خود را اثبات کرده است و متاسفانه اطلاعاتی درمورد خامه قنادی شیر شتر و اثرات جایگزین های چربی و شرایط مختلف تولید بر خصوصیات ان موجود نیست، لذا در این تحقیق، اثر مقادیر مختلف کربوکسی متیل سلولز (0 تا 2/0 درصد) و صمغ دانه شاهی (0 تا 2/0 درصد) به عنوان متغیرهای آزمایشی طرح مخلوط و کنسانتره پروتئین آب پنیر (2 تا 8 درصد) و مدت زمان هم زدن (2 تا 8 دقیقه) به عنوان متغیرهای آزمایشی طرح فرآیند بر ویژگی های فیزیکی و رئولوژیکی خامه قنادی شیر شتر مورد بررسی قرار گرفت و سپس این خصوصیات با استفاده از مدلهای به دست آمده از طرح آزمایشی متقاطع مخلوط- فرآیند توسط الگوریتم جهش قورباغه چند هدفه بهینه گردید. مواد و روشها: شیر شتر از بازار محلی مشهد تهیه شد و سپس توسط سپراتور چربی آن جدا گردید. خامه تهیه شده در دمای 25 درجه سلسیوس با صمغ دانه شاهی (2/0 - 0 درصد)، صمغ گوار (2/0 - 0 درصد) و کنسانتره پروتئین آب پنیر (8-2 درصد) طبق طرح متقاطع مخلوط- فرآیند در نسبت های مورد نظر مخلوط شدند. نمونهها پس از پاستوریزاسیون در دمای 80 درجه سلسیوس به مدت 5 دقیقه (در حمام آب) و هموژنیزاسیون در دمای 50 درجه سلسیوس بهمنظور آبگیری کامل به مدت یک شب در دمای 6-4 درجه سلسیوس در یخچال قرار گرفتند. روز بعد، نمونه ها در دمای 25 درجه سلسیوس به وسیله همزن با حداکثر 1500 دور در دقیقه به مدت 2 تا 8 دقیقه هم زده شدند تا هوادهی مناسب صورت پذیرد. در انتها افزایش حجم، پایداری کف و خصوصیات رئولوژیکی نمونه ها اندازه گیری و شرایط بهینه تعیین شد. یافتهها: نتایج تحقیق نشان داد که با افزایش مدت زمان هم زدن و کنسانتره پروتئین آب پنیر، افزایش حجم نمونه ها افزایش یافت و نمونه های دارای کربوکسی متیل سلولز بیشتر نسبت به نمونه های دارای صمغ دانه شاهی بیشتر از افزایش حجم بالاتری برخوردار بودند. با افزایش کنسانتره پروتئین آب پنیر و مدت زمان هم زدن (در مقادیر بالای کنسانتره پروتئین آب پنیر)، پایداری نمونه ها نیز افزایش یافت و تغییر نسبت صمغ های دانه شاهی و کربوکسی متیل سلولز هیچگونه اثر معنی داری بر پایداری نمونه ها نداشت. نتایج حاصل از آزمون اکستروژن پسرو بافت نیز نشان داد که با افزایش زمان همزدن و افزایش صمغ دانه شاهی، سختی و چسبندگی نمونه ها افزایش یافت. به منظور بهینه یابی صفات در این تحقیق، افزایش حجم، پایداری، سختی، ضریب قوام حداکثر و چسبندگی و رفتار جریان حداقل در نظر گرفته شدند که با توجه به صفات مذکور، میزان کربوکسی متیل سلولز 19/0 درصد، صمغ دانه شاهی 01/0 درصد، کنسانتره پروتئینی آب پنیر 2 درصد و مدت زمان هم زدن 9/7 دقیقه به دست آمد. نتیجه گیری: به طور کلی نتایج پژوهش نشان داد که الگوریتم جهش قورباغه علاوه بر دقت از سرعت بالایی هم برخوردار است و می تواند در زمان بسیار اندکی به جواب بهینه همگرا برسد. بنابراین روش ارائه شده در این پژوهش می تواند برای مقاصد مختلف که در آن دقت و زمان هر دو مهم است، مورد استفاده قرار گیرد. | ||
کلیدواژهها | ||
الگوریتم جهش قورباغه؛ شیر شتر؛ صمغ دانه شاهی؛ کربوکسی متیل سلولز؛ کنسانتره پروتئین آب پنیر | ||
مراجع | ||
1.Agyei Amponsah, J., Macakova, L., DeKock, H.L., Emmambux, M.N. 2019. Sensory, tribological, and rheological profiling of “clean label” starch–lipid complexes as fat replacers. StarchStärke, 71:1800340.
2.Alghooneh, A., Razavi, S.M.A., Kasapis, S. 2019. Classification of hydrocolloids based on small amplitude oscillatory shear, large amplitude oscillatory shear, and textural properties. J. of Texture Studies. 50:520-538.
3.Alghooneh, A., Razavi, S.M.A., Kasapis, S. 2018. Hydrocolloid clustering based on their rheological properties. J of texture studies. 49:619-638.
4.Amiri, B., Fathian, M., Maroosi, A. 2009. Application of shuffled frog-leaping algorithm on clustering. The International J. of Advanced Manufacturing Technology. 45:199-209.
5.Bag, S. K., Srivastav, P. P., Mishra, H. N. 2011. Optimization of process parameters for foaming of bael (Aegle marmelos L.) fruit pulp. Food and Bioprocess Technology. 4:1450-1458.
6.Bello, L.D., Vieira, A. 2011. Optimization of a product performance using mixture experiments including process variables. J. of Applied Statistics. 38:1701-1715.
7.Bourne, M.C. 1978. Texture profile analysis. Food Technology. 32:62-67.
8.Bylund, G. 1995. The chemistry of milk. Dairy processing handbook Tetra Pak Processing Systems, Lund, Sweden:13-36.
9.Camacho, M., Martı́nez-Navarrete, N., Chiralt, A. 1998. Influence of locust bean gum/λ-carrageenan mixtures on whipping and mechanical properties and stability of dairy creams. Food Research International. 31:653-658.
10.Chung, G., and Lansey, K. 2009. Application of the shuffled frog leaping algorithm for the optimization of a general large-scale water supply system. Water resources management. 23:797-823.
12.Dickinson, E., Stainsby, G.1988. Advances in food emulsions and foams. sole distributor in the USA and Canada, Elsevier Science Publishers.
13.Emam-djome, Z., Mousavi, M.E., Ghorbani, A.V., Madadlou, A. 2008. Effect of whey protein concentrate addition on the physical properties of homogenized sweetened dairy creams. International J. of Dairy Technology. 61:183-191.
14.Eusuff, M., Lansey, K., Pasha, F. 2006. Shuffled frog-leaping algorithm: a memetic meta-heuristic for discrete optimization. Engineering optimization. 38:129-154.
15.Eusuff, M.M., Lansey, K.E. 2003. Optimization of water distribution network design using the shuffled frog leaping algorithm. J of Water Resources planning and management. 129:210-225.
16.Farahmandfar, R., Asnaashari, M., Taheri, A., Rad, T.K. 2019. Flow behavior, viscoelastic, textural and foaming characterization of whipped cream: Influence of Lallemantia royleana seed, Salvia macrosiphon seed and carrageenan gums. International J. of Biological Macromolecules. 121:609-615.
17.Harper, W., Peltonen, R., Hayes, J. 1980. Model food systems yield clearer utility evaluations of whey protein. Food Product Development. 14:52-56.
18.Huang, Y., Shen, X.-N., You, X. 2021. A discrete shuffled frog-leaping algorithm based on heuristic information for traveling salesman problem. Applied Soft Computing. 102:107085.
19.Izadi, Z., Mohebbi, M., Shahidi, F., Varidi, M., Salahi, M. R. 2020. Cheese powder production and characterization: A foam-mat drying approach. Food and Bioproducts Processing. 123:225-237.
20.Izidoro, D., Sierakowski, M.-R., Waszczynskyj, N., Haminiuk, C. W., de Paula Scheer, A. 2007. Sensory evaluation and rheological behavior of commercial mayonnaise. International J. of Food Engineering. 3.
21.Jaafari, A., Zenner, E. K., Panahi, M., Shahabi, H. 2019. Hybrid artificial intelligence models based on a neuro-fuzzy system and metaheuristic optimization algorithms for spatial prediction of wildfire probability. Agricultural and Forest Meteorology. 266:198-207.
22.Jakubczyk, E., Niranjan, K. 2006. Transient development of whipped cream properties. J. of Food Engineering. 77:79-83.
23.Javidi, F., Razavi, S. M., Behrouzian, F., Alghooneh, A. 2016. The influence of basil seed gum, guar gum and their blend on the rheological, physical and sensory properties of low fat ice cream. Food Hydrocolloids. 52:625-633.
24.Kayacier, A., Dogan, M. 2006. Rheological properties of some gums-salep mixed solutions. J.of Food Engineering. 72:261-265.
26.Liszka-Skoczylas, M., Ptaszek, A., Żmudziński, D. 2014. The effect of hydrocolloids on producing stable foams based on the whey protein concentrate (WPC). J. of Food Engineering. 129:1-11.
28.Luo, X.-h., Yang, Y., Li, X. Year. Solving TSP with shuffled frog-leaping algorithm. In 2008 Eighth International Conference on Intelligent Systems Design and Applications. IEEE; of Conference: 228-232.
29.Ma, X., Bian, Y., and Gao, F. 2020. An improved shuffled frog leaping algorithm for multiload AGV dispatching in automated container terminals. Mathematical Problems in Engineering. 1260196
30.Montgomery, D.C. 2017. Design and analysis of experiments. John wiley & sons.
31.Naji, S., Razavi, S.M., Karazhiyan, H. 2012. Effect of thermal treatments on functional properties of cress seed (Lepidium sativum) and xanthan gums: A comparative study. Food Hydrocolloids, 28:75-81.
32.Padiernos, C., Lim, S.-Y., Swanson, B., Ross, C., and Clark, S. 2009. High hydrostatic pressure modification of whey protein concentrate for use in low-fat whipping cream improves foaming properties. J. of Dairy Science, 92:3049-3056.
34.Race, S. 1991. Improved product quality through viscosity measurement. Food technology (Chicago), 45:86-88.
35.Raharitsifa, N., Genovese, D.B., and Ratti, C. 2006. Characterization of apple juice foams for foam‐mat drying prepared with egg white protein and methylcellulose. J. of Food Science. 71:E142-E151.
36.Rao, M. A.2010. Rheology of fluid and semisolid foods: principles and applications. Springer Science & Business Media.
37.Richert, S., Morr, C., and Cooney, C. 1974. Effect of heat and other factors upon foaming properties of whey protein concentrates. J. of Food Science. 39:42-48.
38.Rudan, M.A., Barbano, D.M., Guo, M. R., and Kindstedt, P.S. 1998. Effect of the modification of fat particle size by homogenization on composition, proteolysis, functionality, and appearance of reduced fat Mozzarella cheese. J. of Dairy Science. 81:2065-2076.
39.Saha, D., and Bhattacharya, S. 2010. Hydrocolloids as thickening and gelling agents in food: A critical review. J. of Food Science and Technology. 47:587-597.
42.Sopade, P., and Kassum, A. 1992. Rheological characterization of akamu, a semi-liquid food made from maize, millet and sorghum. J. of Cereal Science. 15:193-202.
43.Steffe, J. F.1996. Rheological methods in food process engineering. Freeman press.
44.Turgeon, S.L., and Beaulieu, M. 2001. Improvement and modification of whey protein gel texture using polysaccharides Food Hydrocolloids. 15:583-591.
45.Weise, T. 2009. Global optimization algorithms-theory and application. Self-Published Thomas Weise.
46.Worrasinchai, S., Suphantharika, M., Pinjai, S., Jamnong, P. 2006. β-Glucan prepared from spent brewer's yeast as a fat replacer in mayonnaise. Food hydrocolloids. 20:68-78.
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 389 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 277 |