اثر غلظت‌های مختلف صمغ عربی و دماهای مختلف خشک‌کردن پاششی بر خواص فیزیکی پودر عصاره ریزپوشانی شده نعناع ‌فلفلی

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز

2 استاد تکنولوژی مواد غذایی، گروه مهندسی علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

3 عضو هیات علمی گروه پژوهشی مواد غذایی، پژوهشکده غذایی و کشاورزی، پژوهشگاه استاندارد، کرج

چکیده

سابقه و هدف: نعناع فلفلی گیاهی معطر است که اسانس آن حاوی ترکیبات پلی فنلی است که خواص ضد باکتریایی، ضد قارچی، آنتی‌اکسیدانی و جاذب رادیکال‌های آزاد دارد. ریزپوشانی توسط خشک کردن پاششی ازجمله روش‌های پرکاربرد، موثر و کارآمدی است که استفاده از آن در سال‌های اخیر رشد چشمگیری داشته است. این فرایند عملیات مهم صنعتی برای پوشش فیزیکی مواد غذایی مایع یا نیمه جامد با یک لایه نازک محافظ است. این روش خشک کردن به حفظ مواد مؤثر فرار و محافظت از آنها در برابر فسادهای شیمیایی، بهبود خواص بهره‌وری پودر، سهولت در تلفیق با سایر مواد و افزایش مدت ماندگاری مواد غذایی کمک می‌کند. هدف این مطالعه بررسی اثر غلظت‌های مختلف صمغ عربی و دماهای مختلف هوای ورودی بر راندمان تولید پودر از عصاره و خواص مختلف فیزیکی پودر عصاره نعناع ‌فلفلی خشک شده به روش پاششی بود.
مواد و روش‌ها: فرایند خشک کردن با استفاده از یک خشک‌کن پاششی پایلوت پلنت با جریان هوای ورودی همسو و دارای اتمایزر چرخشی انجام شد. صمغ عربی به‌عنوان ماده حامل یا کمک خشک‌کن در مقادیر 10، 20 و 30 درصد وزنی-وزنی استفاده شد. هوای ورودی خشک‌کن با دماهای 140، 160 و 180 Cº و به‌صورت همسو با محلول خوراک وارد خشک‌کن شد. در همه آزمون‌ها، دور چرخش اتمایزر، سرعت جریان خوراک، دمای خوراک و فشار هوای نازل به ترتیب در rpm18000، ml/min25، C˚1±30 و 1/0±2/4 بار ثابت نگاه داشته شد. آزمون‌های تعیین رطوبت، فعالیت آبی، راندمان تولید پودر، انحلال پذیری، قابلیت جذب رطوبت، قابلیت نم‌پذیری و ارزیابی شاخص‌های رنگی دستگاهی روی پودرهای خشک شده به روش پاششی انجام شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که با افزایش دمای هوای ورودی خشک‌کن و افزایش غلظت صمغ عربی تا 20 % بازده تولید پودرافزایش یافت. اما افزایش بیشتر غلظت حامل از 20 به 30%، راندمان تولید پودر را کاهش داد. قابلیت جذب رطوبت پودرها با افزایش دما، افزایش، اما با افزایش غلظت صمغ عربی، کاهش یافت. محتوای رطوبت، فعالیت آبی، قابلیت نم‌پذیری و انحلال پذیری با افزایش دما و افزایش غلظت صمغ عربی کاهش یافتند. نتایج اندازه‌گیری دستگاهی رنگ حاکی از این بود که با افزایش دما و افزایش غلظت صمغ عربی، شاخصه‌های کروما و Hue افزایش ولی a* وb* پودرها کاهش یافتند. افزایش دما باعث افزایش شاخص روشنی (L*) پودرها گردید.
نتیجه‌گیری: نتیجه‌گیری کلی حاکی از آن بود که دمای ورودی Cº 160 برای خشک‌کن پاششی و غلظت ماده حامل 30% به عنوان شرایط بهینه فرایند خشک کردن پاششی عصاره نعناع فلفلی در خشک‌کن پاششی بدست آمد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of different concentrations of Arabic gum and different drying temperatures on physiccal properties of spray dried peppermint extract powder

نویسندگان [English]

  • Razieh Nikjoo 1
  • Seyed Hadi Peighambardoust 2
  • Aref Olad Ghaffari 3
1 MSc graduated, Department of Food Science, College of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz
2 Professor of Food Technology Department of Food Science, College of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz 5166616471, I.R. Iran
3 Academic staff member of Food Research Group, Food and Agriculture Research Department, Standard Research Institute, Karaj
چکیده [English]

Background and objectives: Peppermint is an aromatic herbal plant in which its essential oil possesses many polyphenolic compounds with anti-bacterial, anti-fungal, antioxidant and free radicals scavenging properties. Microencapsulation by spray drying is one of the most effective methods which has increasingly being used in recent years. This process is regarded as an important industrial operation for physical coating of liquid or semi-liquid foods with a thin layer of protective layer to preserve them against any chemical spoilage, to increase powder productivity, to facilitate dry blending of powdered food with other ingredients and finally, to increase the shelf life of dried food. The objective of this study was to investigate different concentrations of carrier substance, Arabic gum (AG) and different inlet air temperatures on production yield of powder and different physical properties of spray dried peppermint powder.

Materials and methods: A co-current pilot scale spray drier with rotating atomizer was used. AG as a drying aid substance at concentrations of 10, 20 and 30% (w/w) was used. Inlet air with a temperature of 140, 160 and 180 °C was used at a co-current stream with feed material. In all experiments, atomizer rotational speed, raw material feeding rate, feed temperature, and air nozzle pressure were 18000 rpm, 25 ml/min, 30±1 °C and 4.2±0.1 bar, respectively. Moisture content, aw, production yield, solubility, hygroscopicity, wettability, and objective color parameters of spray dried powders were determined. Inlet air with a temperature of 140, 160 and 180 °C was used at a co-current stream with feed material. In all experiments, atomizer rotational speed, raw material feeding rate, feed temperature, and air nozzle pressure were 18000 rpm, 25 ml/min, 30±1 °C and 4.2±0.1 bar, respectively. Moisture content, aw, production yield, solubility, hygroscopicity, wettability, and objective color parameters of spray dried powders were determined.

Results and discussion: Results showed that increasing inlet air temperature and AG concentration (up to 20%) led to an increase in production yield. However, concentrations more than 20% decreased production yield. Hygroscopicity of powders was increased with temperature, and decreased with increasing in concentrations of AG. Moisture content, aw, wettability, solubility were decreased with increasing in air temperature and AG concentrations. The results of objective color measurement revealed that increasing in air temperature and AG concentration led to an increase in L*; However, a*, b*, chorma and hue indices were decreased.

Conclusion: It was concluded that the inlet air temperature of 160 °C and Arabic gum concentration of 30% were the optimal parameters in spray drying of peppermint yeast extract.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Spray drying
  • Physical properties
  • Microencapsulation
  • Arabic gum
  • Peppermint

مراجع

  1. Adhikari, B., Howes, T., Bhandari, B.R., and Troung, V. 2004. Effect of addition of maltodextrin on drying kinetics and stickiness of sugar and acid-rich foods during convective drying: experiments and modelling. Journal of Food Engineering 62: 53-68.
  2. Ahmad N., Fazal H., Ahmad I., and Abbasi B.H. 2012. Free radical scavenging (DPPH) potential in nine Mentha species. Toxicol Ind Health 28(1): 83-89.
  3. Azimi, A.A., Delnavaz, H.B. and Mansour G.A. 2006. Antifungal effect of aqueous alcoholic and phenolic extracts of seed and leaves of Sorghum bicolor against Fusarium solani Fusarium poa. Medicinal Plant, 6(1): 26-32. (In Persian)
  4. Bakkali, F., Averbeck, S., Averbeck, D., and Idaomar, M. 2008. Biological effects of essential oils: a review. Food Chem. Toxicol. 46: 446-475.
  5. Bazaria, B., and Kumar, P. 2016. Effect of whey protein concentrate as drying aid and drying parameters on physicochemical and functional properties of spray dried beetroot juice concentrate. Food Biosci. 14: 21-27.
  6. Bhandari, B.R., Patel, K.C., and Chen, X.D. 2008. Spray drying of food materials process and product characteristics. In X.D. Chen, and A.S. Mujumdar (Eds.), Drying Technology of Food Processing (pp. 113-157). Blackwell Publishing, UK.
  7. Bhusari, S.N., Muzaffar, K., and Kumar, P. 2014. Effect of carrier agents on physical and microstructural properties of spray dried tamarind pulp powder. Powder Technol., 266: 354-364.
  8. Cai, Y.Z., and Corke, H. 2000. Production and properties of spray dried Amaranthus betacyanin pigments. J. Food Sci., 65 (6): 1248-1252.
  9. Callahan, J.C., Cleary, G.W., Elefant, M., Kaplan, G., Kensler, T., and Nash, R.A. 1982. Equilibrium moisture content of pharmaceutical excipients. Drug. Dev. Ind. Pharm., 8: 355-369.
  10. Cano-Chauca, M., Stringheta, P.C., Ramos, A.M., and Cal-Vidal, J. 2005. Effect of the carriers on the microstructure of mango powder obtained by spray drying and its functional characterization. Innov. Food Sci. Emerg. Technol. 6: 420-428.
  11. Carvalho C.O., Chagas A.C., Cotinguiba F., Furlan M., Brito L.G., Chaves F.C., Stephan M.P., Bizzo H.R., and Amarante A.F. 2012. The anthelmintic effect of plant extracts on Haemonchus contortus and Strongyloides venezuelensis. Vet. Parasitol. 183 (3-4): 260-268.
  12. Chidavaenzi, O.C., Buckton, G., and Koosha, F. 2001. The effect of co-spray drying with polyethylene glycol 4000 on the crystallinity and physical form of lactose. Int. J. Pharm., 216: 43-49.
  13. Chopda, C.A., and Barrett, D.M. 2001. Optimization of guava juice and powder production. J. Food Process. Preserv., 25 (6): 411-430.
  14. de Sousa A.A., Soares P.M., de Almeida A.N., Maia A.R., de Souza E.P., and Assreuy A.M. 2010. Antispasmodic effect of Mentha piperita essential oil on tracheal smooth muscle of rats. J. Ethnopharmacol., 130(2): 433-436.
  15. Ersus, S., and Yurdagel, U. 2007. Microencapsulation of anthocyanin pigments of black carrot (Daucus carota L.) by spray drier. J. Food Eng., 80: 805-812.
  16. European Pharmacopeia, European Directorate for the Quality of Medicines-Council of Europe, 6th ed.,)2008.
  17. Frascareli, E., Silva, V., Tonon, R., and Hubinger, M. 2012. Effect of process conditions on the microencapsulation of coffee oil by spray drying. Food Bioprod. Process., 90(3): 413-424.
  18. Gouin, S. 2004. Micro-encapsulation: Industrial appraisal of existing technologies and trends. Trends Food Sci. Tech. 15(7-8): 330-347.
  19. Goula, A.M., and Adamopoulos, K.G. 2010. A new technique for spray drying orange juice concentrate. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 11: 342–351.
  20. Grabowski, J.A., Truong, V.D, and Daubert, C.R. 2006. Nutritional and rheological characterization of spray dried sweet potato powder. LWT-Food Sci. Technol., 41: 206-216.
  21. Kanakdande, D., Bhosale, R., and Singhal, R.S. 2007. Stability of cuminoleoresin microencapsulated in different combination of gumarabic, maltodextrin and modified starch. Carbohydr. Polym., 67: 536–541.
  22. Kha, T.C., Nguyen, M.H., and Roach, P.D. 2010. Effect of spray drying conditions on the physicochemical and antioxidant properties of Gac (Momordica cochinchinensis) fruit aril powder. J. Food Eng. 98: 385-392.
  23. Krishnan, S., Bhosale, R., and Singhal, R.S. 2005. Microencapsulation of cardamom oleoresin: evaluation of blends of gum arabic, maltodextrin and a modified starch as wall materials. Carbohydr. Polym. 61: 95-102.
  24. Kumar, P., Mishra, S., Malik, A., and Satya, S. 2011. Insecticidal properties of Mentha species: a review. Ind. Crops Prod. 34: 802-817.
  25. Mishra, P., Mishra, S., and Mahanta, C.L. 2013. Effect of maltodextrin concentration and inlet temperature during spray drying on physicochemical and antioxidant properties of Amla (Emblica officinalis) juice powder. Food Biop. Process., 92(3): 252-258.
  26. Nadeem, H.S., Torun, M., and Ozdemir, F. 2011. Spray drying of themountain tea (Sideritis strica) water extract by using different hydrocolloid carriers. LWT- Food Sci. Tech., 44: 1626-1635.
  27. Quek, S.Y., Chok, N.K. and Swedlund, P. 2007. The physicochemical properties of spray-dried watermelon powders. Chem. Eng. Process. 46: 386-392.
  28. Rodriguez-Hernandez, G.R., Gonzalez-Garcia, R., Grajales-Lagunes, A., Ruiz-Cabrera, M.A., and Abud-Archila, M. 2005. Spray-drying of cactus pear juice (Opuntia streptacantha): effect on the physicochemical properties of powder and reconstituted product. Drying Technol., 23(4): 955-973.
  29. Roustapour, O.R., Hosseinalipour, M., and Ghobadian, B. 2006. An experimental investigation of lime juice drying in a pilot plant spray dryer. Drying Technol., 24(2): 181-188
  30. Santhalakshmy, S., Bosco, S.J.D., Francis, S., and Sabeena, M. 2015. Effect of inlet temperature on physicochemical properties of spray-dried jamun fruit juice powder. Powder Technol., 274: 37-43.
  31. Shaikh, J., Bhosale, R., and Singhal, R.S. 2006. Microencapsulation of black pepper oleoresin. Food Chem. 94: 105-110.
  32. Sroka Z., Fecka I., and Cisowski W. 2005. Antiradical and anti-H2O2 properties of polyphenolic compounds from an aqueous peppermint extract. Z Naturforsch C 60(11-12): 826-832.
  33. Tonon, R.V., Barbet, C., and Hubinger, M.D. 2008. Influence of process conditions on the physicochemical properties of acid (Euterpe oleraceae) powder produced by spray drying. J. Food Eng., 88: 411-418.
  34. Tonon, V., Brabet, C., and Hubinger, M. (2010). Anthocyanin stability and antioxidant activity of spray-dried açai (Euterpe oleracea Mart.) juice produced with different carrier agents. Food Res. Int., 43(3): 907-914.
  35. Yadegarinia D., Gachkar L., Rezaei M.B., Taghizadeh M., Astaneh S.A., and Rasooli I. 2006. Biochemical activities of Iranian Mentha piperita L, and Myrtus communis L. essential oils. Phytochem. 67(12): 1249-1255.
  36. Adamiec J. and Kalemba D. 2004. Microencapsulation of peppermint oil during spray-drying. Int. Drying Sympos. B, (4): 1510-1517.
  37. Hosseinzadeh S., Hddad Khodaparast M.H., Bostan A. and Mohebbi M. 2016. Microencapsulation of Spearmint (Mentha spicata) oil using spray drying method. Iranian Food Sci. and Technol. Res. J., 12: 499-511. (in Persian)
نشریه فرآوری و نگهداری مواد غذایی
دوره 12، شماره 1
مرداد 1399
صفحه 113-128

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار