Колір і текстура низькокалорійного арахісу під впливом нового процесу видобутку олії під назвою "Механічний вираз, що зберігає цілісність форми" (MEPSI)

Джоель Надер

Laboratoire d’Intensification des Procédés Agro-Industriels (LIPAI), Unité de Recherche: Technologie et Valorisation Agroalimentaire (TVA), Center d’Analyses et de Recherche, Faculté des Sciences, Université Saint Joseph, Campus des Sciences et Technologies, B.P. 11-514 - Ріад Ель Соль, Бейрут, 1107 2050 Ліван

Шарбель Афіф

Ніколас Лука

Анотація

Нинішній здоровий спосіб життя спонукав розробити та впровадити новий ефективний високоякісний процес знежирення, який називається «Механічний вираз, що зберігає цілісність форми», який зберігав сенсорність, колір, текстуру, морфологію та прийнятність частково знежиреного смаженого арахісу. У цьому дослідженні методологія поверхні відгуку була використана для дослідження найкращих параметрів вилучення (початковий вміст води, тиск і тривалість пресування) на основі найвищих балів оцінки споживачів кольорів, найкращих колориметричних параметрів (L *, a *, b *, ΔE * ) та найбільш привабливі фактурні атрибути (Фракціонування, Перша виконана робота з руйнування, Відсоток деформації першого руйнування, Сила розриву, Відсоток деформації при розриві). Експериментальні результати показали, що знежирення сприяє більш світлому та нейтральному кольору зерен, більшій руйнуваності та силі розриву, а також більшій міцності на деформацію. Прагнучи зберегти більшу частину колориметричних та текстурних властивостей після знежирення та обсмажування, було встановлено, що арахіс повинен бути гідратованим до 7% д.б. і обробляли при 4,74 МПа протягом 14,22 хв.

Вступ

Арахіс (Arachis hypogaea L.) - бобова рослина, широко відома як арахіс, оскільки насіння ростуть під землею. Цю рослину культивували ще у 2000–3000 рр. До н. Е. (Американська рада з арахісу 2015 р.) І є вихідцем із Південної Америки. За останні роки Китай став найбільшим виробником арахісу, на який припадає приблизно 42,7% загального світового виробництва, за ним слідують Індія (14,2%) та Сполучені Штати Америки (4,8%) (USDA, Foreign Foreign Service 2014).

Останні дослідження проводять все більше уваги до арахісу, оскільки це ядро є джерелом недорогого високоякісного білка з високим вмістом незамінних амінокислот (Zhao et al. 2012). Відповідно до бази даних поживних речовин USDA для стандартних посилань (2001) було перевірено, що 100 г арахісу мають калорійність 567 ккал і містять 26% білків і 49% загального жиру. Вміст жиру та калорій у смажених горіхах, як один із головних факторів, що спричиняють збільшення захворюваності на серцево-судинні захворювання та ожиріння, викликає велике занепокоєння у споживачів, які підозрюють про здоров’я. Отже, видобуток арахісової олії привернув неабияку увагу, оскільки він бере участь у виробництві продуктів, багатих на білок, що використовуються для доповнення раціону людини. Тим не менше, як можна легко виявити за допомогою інтенсивного огляду літератури, ці вищезазначені продукти, як правило, доступні у вигляді пластівців, крупи або частково знежиреного арахісового борошна (Evon et al. 2007), а не у вигляді смажених цільнозернових ядер. Таким чином, вивчення оптимальних методів вилучення та задуму нового процесу знежирення, який зберігає характеристики арахісу, одночасно екологічно чистий та економічний, став необхідністю.

Для видалення олії з горіхів можна використовувати кілька методів екстракції, незалежно від того, чи є вони хімічними (розчинник (Sinha et al. 2015), ферментативними (Gaur et al. 2007), водними (Campbell and Glatz 2009), надкритичними екстракціями СО2 (Salea et al. 2014) та ін.) Або механічним (гідравлічний (Lanoisellé 1995), екструзійним (Evon et al. 2007) та ін.) Методами. Однак ці методи часто пов'язані з основними недоліками, що обмежують їх широке застосування в харчовій промисловості. Наприклад, деякі з цих методів можуть негативно вплинути на сенсорні властивості горіхів (Zook 1992), їх хімічний склад (Gaur et al. 2007) та їх форму та структуру (Sriti et al. 2011), не кажучи вже про те, що вони можуть бути відносно низькоефективними, надмірно дорогими (Venter et al. 2006), а іноді не екологічно чистими та забруднюючими навколишнє середовище.

Більше того, обробка високим тиском, що застосовується в нових технологіях, призводить до значної втрати текстури бобових культур внаслідок модифікації структури, розриву клітинних мембран і втрати тургорного тиску (Aguilera 2005). Різні мікроструктурні особливості, такі як наявні тріщини, структурні нерівності або анізотропія, а також розподіл води/масла можуть вплинути на руйнування та поширення тріщини через матеріал (Aguilera 2006). За даними Vincent (1998), було доведено, що хрусткість і хрусткість безпосередньо пов'язані з макро- та мікроструктурою твердих харчових матеріалів, механічними та руйнуючими властивостями та способом їх споживання. На текстуру також сильно впливають різні технології сушіння (Orsat et al. 2007). Крім того, обсмажування провокує зневоднення, побуріння, окиснення ліпідів та різноманітні структурні зміни закусок, які можуть спричинити зміни зовнішнього вигляду, кольору, смаку та кількох текстурних властивостей, таких як пористість, хрусткість, ламкість, піщистість тощо (Varela et al. 2006). Варто зазначити, що розламність є визначальною текстурною характеристикою екструдованих та хрустких продуктів, таких як листкові закуски та крупи (Idrus and Yang 2012).

У літературі використовувались різні методи для визначення текстурних властивостей виробів: сенсорні тести, інструментальні вимірювання, акустичний аналіз (Liu та Tan 2000) та мікроструктурні спостереження (Aguilera 2006). Текстурні сенсорні оцінки також можуть корелювати з фізичними та хімічними властивостями їжі (Szczesniak 2002) та можуть описувати властивості текстури відчуття рота. Однак відсутність інструментального підходу з використанням аналізатора текстури призводить до відсутності контролю над усіма аспектами руйнування.

Матеріал і методи

Підготовка зразка

Неочищений арахіс (Arachis hypogaea L.) типу Вірджинія із вмістом вологи після збору врожаю 25,32% д.б., був імпортований з Китаю, попередньо очищений від лушпиння та висушений природним шляхом до вологості 5,56 ± 0,24% д.б. На першому етапі цього процесу арахіс збирали в жовтні, а рослини сиділи на сонці протягом двох-трьох днів, щоб висохнути при температурі навколишнього середовища, після чого їх очищали, видаляючи все каміння, грунт, шматочки лози та інші сторонні матеріали. Очищений арахіс виштовхували через перфоровані решітки машин для лущення, де їх очищали, а потім пропускали через висхідні повітряні колонки, що відокремлювали ядра від лушпиння. Десять кілограмів цих арахісу було вибрано випадковим чином, очищено вручну для видалення бруду, залишків, зламаних, деформованих та недозрілих насіння, а потім їх двічі просіяли за допомогою сит квадратної сітки 9,5 та 8,5 мм (Industrial Netting, Міннеаполіс, MN 55445), щоб вибрати середні та цілі насіння із середнім геометричним діаметром (MD) 12,41 ± 0,26 мм та коефіцієнтом сферичності (SR) 0,59 ± 0,02.

Попередні обробки

Смаження та очищення

Після кількох попередніх випробувань у лабораторії було проведено легке початкове обсмажування на повітрі (140 ° C, 15 хв) у печі (Memmert, Universalschrank, UFE700, Німеччина) з метою розвитку смаку та кольору, що характеризує арахіс, та часткової денатурації білків з метою полегшення подальшої видобутку нафти (Zhang et al. 2011). Потім арахіс вручну очищали ручним розтиранням.

Гідратація та гомогенізація

Вміст вологи в арахісі після початкового легкого обсмажування становило 2,48 ± 0,12% д.б. Процес регідратації перед пресуванням був необхідний для підвищення стисливості зерен та їх стійкості до розпаду, щоб мінімізувати швидкість незворотної деформації та відсоток зламаних насіння після пресування. Таким чином, арахіс замочували у дистильованій воді при 25 ° C із співвідношенням зерна до води 1/5 (г/мл) протягом достатнього часу, щоб досягти рекомендованих рівнів вологості (5, 7, 10, 13 та 15% db ) (Рівняння 1), яке згодом буде використано в експериментальній конструкції.

де Q (кг) - маса доданої води, Mi (кг) - початкова маса зразка, Wi та Wf - відповідно початковий та кінцевий вміст вологи у зразку в% d.b.

Більше того, після регідратації застосовували стадію рівноваги, щоб зерна витримували суворість механічного пресування. Отже, арахіс упаковували в щільні мішки з ПВХ (полівінілхлориду), які зберігали при 4 ° C протягом 3 днів, щоб забезпечити рівномірний розподіл води по насінню.

Усі вищеописані умови попередньої обробки (а також умови післялікарської обробки, обговорені в параграфах нижче) були встановлені після серії випробувань, проведених в лабораторії LIPAI (Laboratoire d’Intensification des Procédés Agro-Industriels).

Часткове знежирення натисканням

Експериментальне встановлення

Гідравлічний прес, вагою близько 1000 кг і максимальним тиском 26 МПа, був розроблений і експлуатувався в лабораторії LIPAI. Цей прес в основному складався з (а) гідравлічного агрегату, (б) сталевого каркаса, забезпеченого поршнем (хід 40 см, максимальна швидкість донизу 13 мм/с) для одновісного стиснення, (в) циліндр з нержавіючої сталі (внутрішній діаметр 20 см, висота 24,5 см, місткість 6 кг арахісу), все управляється (d) автоматизованою системою контролю та вимірювань, що керувалась дистанційно (рис. (Рис. 1). 1). Поворотний насос був встановлений для подачі масла (12 л/хв) до поршня і (e) масляний охолоджувач був встановлений, щоб уникнути прогріву масла. Був встановлений і відкалібрований регулятор тиску для прикладання бажаної сили. Зчитування тиску проводилося датчиком тиску з точністю до ± 0,1 МПа, тоді як швидкість поршня регулювалася клапаном регулювання швидкості (± 0,5 мм/с). Також прес був оснащений датчиком положення (± 0,01 мм) і термопарами (± 0,1 ° C) для контролю температури масла і камери.