بهبود و توسعه فرآیند تولید خاویار با استفاده از تکنولوژی هاردل

خاویار، یکی از اقلام صادرات غیر نفتی ایران، با شهرت جهانی است که ‮‭90‬ درصد ارزش صادراتی زیر بخش شیلات را به خود اختصاص می دهد. از یک سو با توجه به تمایل مصرف کنندگان جهت مصرف محصولات دارای مواد نگهدارنده ی ایمن و درصد نمک پایین و از سوی دیگر به منظور حفظ بازارهای جهانی و افزایش صادرات، بهبود و توسعه ی فراوری خاویار نیازمند توجه ویژه ای می باشد. به همین منظور از فناوری هردل جهت بهینه سازی فرایند تولید خاویار (استفاده از ترکیب روش های نگهداری و نگهدارنده ها) در این مطالعه استفاده شد. جهت بهینه سازی فرایند تولید، خاویار با استفاده از نمک و یک نوع ماده ی نگهدارنده (اسانس آویشن شیرازی (‮‭0/06 -0‬ وزنی/وزنی)، نایسین (‮‭18 -0‬ میلی گرم/کیلوگرم)، سوربات پتاسیم (‮‭1000 -0‬ میلی گرم/کیلوگرم) و بسته بندی پلی اتیلن با دانسیته ی کم حاوی ‮‭0/4‬ و 1 وزنی/وزنی نانو اکسید روی) و یا ترکیب نگهدارنده ها با و بدون استفاده از فرایند حرارتی تیمار شد و نمونه ها جهت انجام آزمایشات کیفی (شمارش کلی میکروارگانیسم ها، کپک و مخمر، رنگ و اندیس پراکسید) در 4 و ‮‭25‬ ‭C ‬نگهداری شدند. برای تیمار خاویار با استفاده از نمک و ترکیب نگهدارنده ها نیز از 8 فرمولاسیون حاصل از ترکیب اسانس آویشن شیرازی، نایسین و سوربات پتاسیم استفاده گردید. پس از اندازه گیری تغییرات ویژگی های ترموفیزیکی و کیفی خاویار طی مراحل متفاوت فراوری و نگهداری، مدلی ریاضی برای توصیف سینتیک تغییرات ویژگی های کیفی به عنوان تابعی از ترکیب شیمیایی و میکروبی طی نگهداری و نوع و شدت هردل های مورد استفاده در فراوری خاویار (نوع و میزان ماده ی نگهدارنده و دمای نگهداری محصول تولیدی) توسعه داده شد. نتایج مدلسازی تغییرات رنگ و بافت طی فرایند حرارتی و نگهداری، نشان دهنده ی تطابق خوب (ضریب همبستگی بالای ‮‭0/9‬) سینتیک تغییرات این فاکتورها با روابط سینتیکی درجه صفر، اول و دوم است. از سوی دیگر در مدلسازی تغییرات شمارش کلی میکروارگانیسم ها و عدد پراکسید نمونه های خاویار تیمار شده توسط مواد نگهدارنده با و بدون فرایند حرارتی مقایسه ی مقادیر تجربی و پیش بینی شده ی حاصل از مدل گامپرتز اصلاح شده و لجستیک (به ترتیب) نشان دهنده ی تطابق خوب بین این مقادیر می باشد. در بخش مدلسازی نحوه ی انتقال حرارت طی تیمار حرارتی، مدلی عددی جهت شبیه سازی انتقال دو بعدی حرارت در استوانه ای محدود و همگن (شیشه ی خاویار)، جهت پیش بینی دمای درون ظرف و ‭Fvalue ‬طی پاستوریزاسیون خاویار، توسعه داده شد. این مدل اثرات مقدار حجم سرفضای ظرف و متغیرهای وابسته به دما از قبیل گرمای ویژه و هدایت حرارتی را در بر می گیرد. مقایسه ی داده های پیش بینی شده توسط حل تحلیلی و پروفیل های تجربی دما طی پاستوریزاسیون خاویار با مقادیر پیش بینی شده ی مدل عددی نشان دهنده ی تایید و تطابق خوب (ضریب همبستگی بالای ‮‭0/99‬) مدل عددی توسعه یافته است.در نهایت به منظور بهینه سازی فرایند تولید خاویار توسط الگوریتم ژنتیکی، تیمارهای منتخب با و بدون استفاده از فرایند حرارتی، از بین هر 3 نوع ماده ی نگهدارنده بر اساس غلظت ماده ی نگهدارنده، دمای نگهداری، میزان تغییرات رنگ نمونه ها نسبت به رنگ اولیه و ماندگاری انتخاب شدند. در رابطه با نوع فرایند، تنها تیمارهای تحت فرایند حرارتی انتخاب شدند که این موضوع به بیشتر بودن ماندگاری این تیمارها نسبت به تیمارهای بدون فرایند حرارتی بر می گردد. در بین تیمارهای خاویار تحت فرایند حرارتی، نمونه های تیمارشده توسط اسانس آویشن شیرازی دارای بیشترین ماندگاری بودند (‮‭365‬ روز)؛ از بین تیمارهای منتخب خاویار بدون فرایند حرارتی نیز تیمارهای اسانس آویشن شیرازی در بین سایر تیمارها دارای اثر ماندگاری بیشتری بود (‮‭30‬ روز)، بدان معنا که بهترین ماده ی نگهدارنده جهت کنترل اکسیداسیون و کنترل میزان میکروارگانیسم ها طی نگهداری نمونه های خاویار تحت تیمار حرارتی و بدون آن، اسانس آویشن شیرازی (غلظت ‮‭0/06‬ وزنی/وزنی) است که خاصیت آنتی اکسیدانی و ضد میکروبی بالایی دارد. در بخش رویه سطح پاسخ جهت بهینه سازی فراوری خاویار، مشاهده می شود که در تمام فرمولاسیون های پیشنهادی، مقدار اسانس آویشن شیرازی برابر با بالاترین غلظت مورد استفاده ی این ترکیب در این مطالعه است، در حالی که غلظت های ارایه شده در رابطه با سوربات پتاسیم و نایسین متغیر می باشند. این مطلب نشان می دهد که برای داشتن فرمولاسیونی موثر، حداقل غلظت مورد نیاز اسانس آویشن شیرازی باید مقدار ‮‭0/06‬ وزنی/وزنی بوده و با افزایش غلظت سوربات پتاسیم و نایسین نیز، میزان مطلوبیت فرمولاسیون از نظر کاهش مقدار شمارش کلی میکروارگانیسم ها و کپک و مخمر، افزایش خواهد یافت. واژه های کلیدی: اسانس آویشن شیرازی، بهینه سازی، تکنولوژی هردل، خاویار، سوربات پتاسیم، فرایند حرارتی، مدلسازی، نایسین.