بهینه سازی و مدلینگ استخراج ژلاتین خوراکی از ضایعات مرغ به روش اسیدی
چکیده
ژلاتین هیدروکلوییدی مهم می باشد که به دلیل خواص بی نظیرش کاربرد گسترده ای در صنایع غذایی یافته است. هدف از انجام این تحقیق یافتن شرایط بهینه برای استخراج ژلاتین خوراکی از ضایعات مرغ به روش رویه پاسخ و مقایسه خواص فیزیکو شیمیایی ژلاتین استخراج شده با یک نمونه ژلاتین تجاری بود. درصد اسید، دما و زمان استخراج به عنوان متغیرهای مستقل انتخاب شده و در 5 سطح مورد آزمون قرار گرفتند: غلظت اسید 64/1 (636/1)، 3، 5، 7 و 36/8 (364/8)% ، دمای استخراج 1/53 (15/53)، 60، 70، 80 و 8/86 (82/86) درجه سانتی گراد و زمان استخراج 95/1 (954/1)، 4، 7، 10 و 05/12 (046/12) ساعت. طرح مرکب مرکزی به عنوان طرح آزمایشی انتخاب شد. متغیر های هدف در این تحقیق، راندمان، قدرت ژل، گرانروی و روشنایی بودند که به هر یک از متغیر های هدف یک مدل رگرسیون برازش داده شد. آنالیز واریانس نشان داد که ضرایب خطی (x1، x2، x3) و حاصل ضرب ها (x2x3) در سطح 99 % (01/0p <) و ضریب درجه دوم (x22) در سطح 95 % (05/0 < p <01/0) در مدل راندمان معنی دار شدند. ضریب درجه دوم (x11) در مدل قدرت ژل در سطح 99 % معنی دار شد. ضرایب خطی (x1)، درجه دوم (x22) و حاصل ضرب (x2x3) در سطح 99 % و ضرایب خطی (x3) و حاصل ضرب (x1x2) در سطح 95 % در مدل مربوط به گرانروی معنی دار شدند. در مدل برازش داده شده به روشنایی تمام ضرایب خطی (x1، x2)، درجه دوم (x11، x22) و حاصل ضرب (x1x3 ) در سطح 99 % معنی دار بودند. شرایط برای حصول حداکثر راندمان، قدرت ژل، گرانروی و شاخص روشنایی رنگ با درصد اسید 73/6 %، دمای 8/86 درجه سانتی گراد و زمان استخراج 95/1 ساعت به دست آمد و مقادیر پیش بینی شده برای متغیر های هدف در شرایط بهینه راندمان 40/10 %، قدرت ژل 526 گرم، گرانروی 84/5 سانتی پویز و روشنایی 117/70 بودند. به منظور تأیید صحت مدل های برازش داده شده، استخراج ژلاتین تحت شرایط بهینه انجام گرفته و چهار فاکتور هدف در مورد ژلاتین به دست آمده اندازه گیری شد. مقادیر واقعی به دست آمده با سه تکرار، راندمان 10/10 %، قدرت ژل 520 گرم، گرانروی 5/55 سانتی پویز و روشنایی 215/68 بودند. مقایسه مقادیر واقعی با مقادیر پیش بینی شده، حاکی از انطباق تقریبی آنها بریکدیگر بوده و لذا صحت مدل ها تأیید می شود. علاوه بر خصوصیات فوق، خواص دیگری نیز در مورد این ژلاتین و ژلاتین تجاری اندازه گیری شدند. مقدار پروتیین در مورد نمونه تجاری و بهینه، به ترتیب، 20/86 و 67/85 %؛ مقدار چربی، 72/0 و 80/0 %؛ رطوبت، 19/8 و 89/8 %؛ خاکستر، 15/4 و 41/4 %؛ خلوص، 32/75 و 64/72 %؛ قدرت ژل، 00/290 و00/520 گرم؛ گرانروی، 90/2 و 55/5 سانتی پویز؛ روشنایی، 919/53 و 215/68؛ میزان تمایل به رنگ زرد برابر با 764/10 و 366/9؛ میزان تمایل به رنگ قرمز برابر با 239/1 و 894/0؛ کدورت، 31/6 و 94/5 پی پی ام کایولین؛ ph ایزو الکتریک، 11/5 و 63/7؛ ظرفیت تشکیل کف، 24/2 و 23/3 (حجم کف به حجم محلول اولیه)؛ درصد پایداری کف، 24/2 و 00/44؛ ظرفیت پیوند با آب، 66/816 و 00/859 %؛ ظرفیت پیوند با چربی، 00/123 و 26/67 % بود. بررسی این نتایج نشان می دهد که کیفیت ژلاتین تولید شده در شرایط بهینه از ژلاتین تجاری بالاتر بوده و قطعاً ویژگی های یک ژلاتین استاندارد را دارا می باشد.