بررسی سینتیک تخریب رنگ رب گوجه‌فرنگی در طی فرایند حرارتی و مدل‌سازی این تغییرات با روش سطح پاسخ

رنگ از فاکتورهای مهم کیفی محصولات فرایند شده گوجه‌فرنگی مانند رب می‌باشد و به شدت تحت تاثیر فرایند حرارتی قرار می‌گیرد. هدف اصلی در این پژوهش، ارزیابی سینتیک تخریب رنگ رب در طی فرایند حرارتی با استفاده از معادله آرنیوس و بررسی روند این تغییرات با استفاده از روش سطح پاسخ بود. برای این منظور، رب گوجه‌فرنگی در سه دمای 60، 70 و 80 درجه سلسیوس به‌مدت 25 تا 100 دقیقه تحت فرایند قرار گرفت و با استفاده از سه شاخص اصلی رنگ شامل l، a و b، نسبت a/b، اختلاف رنگ کلی (tcd)، شاخص اشباعیت (si) و زاویه هیو (hu) تعیین شد. سینیتیک تخریب این پارامتر‌ها با استفاده از معادله آرنیوس ارزیابی شده و روند تغییرات آنها با روش سطح پاسخ بررسی و مدل‌سازی‌ شد. همه پارامتر‌ها به‌جز tca (مرتبه صفر)، از واکنش‌های مرتبه اول پیروی کردند. شاخص b با بالاترین و tcd و a/b با کمترین انرژی‌ فعال‌سازی به‌ترتیب بیشترین و کمترین حساسیت به تغییرات دما را داشتند. بیشترین و کمترین نرخ تغییرات نیز به‌ترتیب مربوط به tcd و b بود. همه شاخص‌ها تحت تاثیر فاکتورها‌ی مستقل قرار می‌گرفتند (تاثیر دما بیشتر از زمان بود) و با استفاده از روش سطح پاسخ به‌خوبی قابل مدل‌سازی و پیش‌بینی بودند. به‌طورکلی، معادله آرنیوس جهت بررسی سینیتیک تغییرات رنگ رب گوجه‌‌فرنگی مناسب بوده و تاثیر مستقل و متقابل فاکتورهای زمان و دما با روش سطح پاسخ به‌خوبی قابل برآورد می‌باشد، به‌طوری‌که مدل‌های درجه دوم با دقت بالا (r2>0/95 ) قادر به پیش‌بینی متغیر‌ها می‌باشند.

Evaluation of Degradation Kinetic of Tomato Paste Color in Heat Processing and Modeling of These Changes by Response Surface Methodology

Color is an important qualitative factor in tomato products such as tomato paste which is affected by heat processing. The main goal of this study was to evaluate the degradation kinetics of tomato paste color during heat processing by Arrhenius equation and modeling of these changes by response surface methodology (RSM). Considering this purpose, tomato paste was processed at three temperatures of 60, 70 and 80 °C for 25100 minutes and by three main color indices including L, a and b, a/b ratio, total color difference (TCD), Saturation index (SI) and hue angle (HU) was analyzed. Degradation kinetics of these parameters was evaluated by Arrhenius equation and their changing trends were modeled by RSM. All parameters except TCA (zero order) followed a first order reaction. The b index by highest and TCA and a/b by least activation energies had the maximum and minimum sensitivity to the temperature changes, respectively. Also, TCD and b had the maximum and minimum changing rates, respectively. All responses were influenced by independent parameters (the influence of temperature was more than time) and RSM was capable of modeling and predicting these responses. In general, Arrhenius equation was appropriate to evaluate degradation kinetics of tomato paste color changes and RSM was able to estimate independent and interaction effects of time and temperature so that quadratic models were capable to predict these changes by a high accuracy (R2 gt 0.95).