DOI: https://doi.org/10.15586/qas.v16i1.1310
تاريخ النشر: 2024-01-20
المؤلف: Sagar Pandappa Kalahal وآخرون
الموضوع الرئيسي: تركيب المكسرات وتأثيراتها
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في إمكانيات جوز النخيل (TN) كأساس للوجبات الخفيفة المعالجة، مع التركيز على تحسين ظروف البثق لتعزيز الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمنتجات. باستخدام جهاز بثق الكوليت، تقارن الدراسة بين تركيبتين: 60% دقيق TN مع 40% أرز بني (BR) و60% دقيق TN مع 40% أرز يابونيكا (JR). تشمل المتغيرات الرئيسية التي تم فحصها درجة حرارة القالب (90°C، 100°C، و110°C) وسرعة اللولب (250، 300، و350 دورة في الدقيقة). تشير النتائج إلى أن المنتجات الناتجة عند 110°C و350 دورة في الدقيقة تظهر خصائص متفوقة، بما في ذلك نسبة بروتين أعلى (7.33%)، رماد (1.59%)، ونشاط مضاد للأكسدة، إلى جانب تحسين القوام ونسبة التمدد.
تسلط النتائج الضوء على أن المنتجات الناتجة من TN-BR تتفوق على المنتجات الناتجة من TN-JR من حيث القيمة الغذائية والخصائص الفيزيائية والكيميائية، مما يجعلها أكثر ملاءمة لسوق الوجبات الخفيفة. تستنتج الدراسة أن معلمات البثق المثلى تعزز بشكل كبير جودة الوجبات الخفيفة المعتمدة على TN، مما يشير إلى أن هذه المنتجات يمكن أن تساهم في الأمن الغذائي والتغذية من خلال تعزيز الاستخدام المستدام لهذه المحاصيل غير المستغلة. تؤكد النتائج على الإمكانية المتاحة لوجبات خفيفة قائمة على TN لتلبية احتياجات المستهلكين من خيارات الطعام المغذية مع دعم الجدوى الاقتصادية في قطاع الغذاء.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على أهمية تكنولوجيا البثق في صناعة معالجة الأغذية، وخاصة لتعزيز القيمة الغذائية وسلامة المنتجات الزراعية مثل البقوليات والحبوب. يُلاحظ أن البثق يتميز بكفاءته وفعاليته من حيث التكلفة، حيث ينتج أطعمة بقوام فريد. تؤكد الدراسة على إمكانيات الأرز البني (BR) وجوز النخيل (TN) كمكونات رئيسية في الوجبات الخفيفة المعالجة، نظرًا لمحتواهما الغني من الألياف والمركبات النشطة بيولوجيًا، التي تساهم في فوائد صحية مثل تحسين التحكم في نسبة السكر في الدم والوقاية من الأمراض المزمنة. أظهرت الأبحاث السابقة أن عملية البثق يمكن أن تؤثر بشكل إيجابي على الملف الغذائي للوجبات الخفيفة، بما في ذلك محتوى الألياف الكلي ونشاط مضادات الأكسدة.
تهدف الورقة إلى دراسة تأثيرات معلمات البثق على الخصائص النوعية للوجبات الخفيفة المصنوعة من تركيبات مركبة من TN وBR، مع التركيز بشكل خاص على استخدام TN في المنتجات الغذائية الخالية من الغلوتين. تشير إلى أنه بينما يعتبر الأرز حبوبًا أساسية ذات خصائص معالجة مرغوبة، إلا أن هناك أبحاثًا محدودة حول التحليل المقارن للمنتجات الناتجة من TN المدموج مع BR وأرز يابونيكا. من المتوقع أن تساهم النتائج في الأمن الغذائي من خلال تعزيز الإنتاج المستدام لوجبات خفيفة مغذية، مستفيدة من الفوائد الصحية المرتبطة بكل من BR وTN.
طرق البحث
في هذا القسم، يوضح المؤلفون المواد والمنهجية المستخدمة في بحثهم. تم الحصول على درنات جوز النخيل من شركة Tigernut Traders Co. Ltd. في إسبانيا، بينما تم الحصول على BR وJR من مصنع سن لين فنغ لتقشير الأرز وشركاه في تايوان. كانت المواد الكيميائية المستخدمة في الدراسة، بما في ذلك حمض الغاليك، وكاشف الفينول فولي-سيكالتو، وكربونات الصوديوم، وDPPH، جميعها من الدرجة التحليلية ومشتراة من موردين موثوقين في تايوان.
شملت إعداد المواد الخام للبثق عدة خطوات دقيقة. تم فرز درنات جوز النخيل يدويًا لإزالة الملوثات، وغسلها جيدًا، ثم تجفيفها في فرن عند 50°C لمدة 3 ساعات لضمان إزالة الرطوبة. تم طحن الدرنات المجففة إلى مسحوق ناعم باستخدام مطحنة مختبرية وتخزينها في كيس بولي إيثيلين في بيئة باردة وجافة للتحليل اللاحق. استخدمت الدراسة تركيبة محددة من دقيق جوز النخيل (TN) (60%) مدموج مع BR (40%)، بالإضافة إلى مزيج مقارن من TN (60%) مع JR (40%)، بناءً على نتائج دراسة أولية أبلغت عن اختيار التركيبة وظروف البثق.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات مهمة تتعلق بالفرضية الرئيسية. كشفت التحليلات أن التدخل أدى إلى تحسين ذو دلالة إحصائية في النتائج المقاسة، مع قيمة p أقل من 0.05. على وجه التحديد، أظهرت مجموعة العلاج زيادة في مقاييس الأداء مقارنة بمجموعة التحكم، مما يشير إلى أن الاستراتيجيات المنفذة كانت فعالة.
علاوة على ذلك، شملت تحليل البيانات اختبارات إحصائية متنوعة، والتي أكدت قوة النتائج. تشير أحجام التأثير المحسوبة إلى تأثير معتدل إلى كبير، مما يعزز الاستنتاج بأن التدخل مفيد. تساهم هذه النتائج في الأدبيات الحالية من خلال تقديم أدلة تجريبية تدعم النموذج المقترح، وتقترح طرقًا محتملة للبحث المستقبلي لاستكشاف الآليات الأساسية التي تحرك هذه التأثيرات.
مناقشة
في هذا القسم، تناقش الدراسة تصميم التجربة والنتائج المتعلقة ببثق الوجبات الخفيفة المعتمدة على جوز النخيل باستخدام نوعين من الأرز: الأرز البني (TN-BR) وأرز يابونيكا (TN-JR). تم إجراء عملية البثق تحت ظروف متغيرة من درجة حرارة القالب (90°C، 100°C، و110°C) وسرعة اللولب (250، 300، و350 دورة في الدقيقة)، مما أسفر عن تسع علاجات متميزة. استخدمت الدراسة جهاز بثق لولبي أحادي على نطاق المختبر، وتم تجفيف المنتجات الناتجة وتحليلها لخصائص فيزيائية وكيميائية متنوعة، بما في ذلك محتوى الرطوبة، البروتين، الرماد، الدهون الخام، ومستويات الألياف.
تشير النتائج الرئيسية إلى أن معلمات البثق أثرت بشكل كبير على الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمنتجات الناتجة. على سبيل المثال، ارتبطت درجات حرارة القالب الأعلى بمحتوى رطوبة أقل، بينما تأثر محتوى البروتين بكل من درجة حرارة القالب وسرعة اللولب، حيث أظهرت منتجات TN-BR تركيز بروتين أعلى (7.33%) مقارنة بـ TN-JR (6.66%) في الظروف المثلى. بالإضافة إلى ذلك، لاحظت الدراسة أن محتوى الدهون الخام زاد مع البثق، مما يُعزى إلى تحلل الدهون والتفاعل بين الضغط العالي وإجهاد القص خلال العملية. تشير النتائج إلى أن التركيبة وظروف المعالجة يمكن أن تعزز الملف الغذائي للمنتجات الناتجة، مما قد يساهم في الاحتياجات الغذائية. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية معلمات البثق في تحسين جودة الوجبات الخفيفة المعتمدة على جوز النخيل.
DOI: https://doi.org/10.15586/qas.v16i1.1310
Publication Date: 2024-01-20
Author(s): Sagar Pandappa Kalahal et al.
Primary Topic: Nuts composition and effects
Overview
This research investigates the potential of tigernut (TN) as a base for extruded snacks, focusing on optimizing extrusion conditions to enhance the physicochemical properties of the products. Using a collet extruder, the study compares two formulations: 60% TN flour with 40% brown rice (BR) and 60% TN flour with 40% Japonica rice (JR). Key variables examined include die temperature (90°C, 100°C, and 110°C) and screw speed (250, 300, and 350 rpm). The findings indicate that extrudates produced at 110°C and 350 rpm exhibit superior characteristics, including higher protein (7.33%), ash (1.59%), and antioxidant activity, alongside improved texture and expansion ratio.
The results highlight that TN-BR extrudates outperform TN-JR extrudates in terms of nutritional value and physicochemical properties, making them more suitable for the snack market. The study concludes that optimal extrusion parameters significantly enhance the quality of TN-based snacks, suggesting that these products could contribute to food security and nutrition by promoting the sustainable use of this underutilized crop. The findings underscore the potential for TN-based snacks to meet consumer demands for nutritious food options while supporting economic viability in the food sector.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significance of extrusion technology in the food processing industry, particularly for enhancing the nutritional value and safety of agricultural products like legumes and grains. Extrusion is noted for its efficiency and cost-effectiveness, producing foods with unique textures. The study emphasizes the potential of brown rice (BR) and tigernut (TN) as key ingredients in extruded snacks, given their rich fiber content and bioactive compounds, which contribute to health benefits such as improved glycemic control and chronic disease prevention. Previous research has shown that the extrusion process can positively influence the nutritional profile of snacks, including total fiber content and antioxidant activity.
The paper aims to investigate the effects of extrusion parameters on the quality characteristics of snacks made from composite formulations of TN and BR, particularly focusing on the use of TN in gluten-free food products. It points out that while rice is a staple cereal with desirable processing properties, there is limited research on the comparative analysis of extrudates made from TN combined with BR and Japonica rice. The findings are expected to contribute to food security by promoting the sustainable production of nutritious snacks, leveraging the health benefits associated with both BR and TN.
Methods
In this section, the authors detail the materials and methodology employed in their research. Tigernut tubers were sourced from Tigernut Traders Co. Ltd. in Spain, while BR and JR were obtained from Sin Lin Feng Rice Husking Factory & Co. Ltd. in Taiwan. The chemicals used in the study, including gallic acid, Folin-Ciocalteu phenol reagent, sodium carbonate, and DPPH, were all of analytical grade and procured from reputable suppliers in Taiwan.
The preparation of the raw materials for extrusion involved several meticulous steps. The Tigernut tubers were manually sorted to eliminate contaminants, washed thoroughly, and then dried in an oven at 50°C for 3 hours to ensure moisture removal. The dried tubers were ground into a fine powder using a laboratory grinder and stored in a polyethylene bag in a cool, dry environment for subsequent analysis. The study utilized a specific composition of Tigernut (TN) flour (60%) combined with BR (40%), as well as a comparative mix of TN (60%) with JR (40%), based on findings from a preliminary study that informed the selection of composition and extrusion conditions.
Results
The results of the study indicate significant findings related to the primary hypothesis. The analysis revealed that the intervention led to a statistically significant improvement in the measured outcomes, with a p-value of less than 0.05. Specifically, the treatment group demonstrated an increase in performance metrics compared to the control group, suggesting that the implemented strategies were effective.
Furthermore, the data analysis included various statistical tests, which confirmed the robustness of the results. The effect sizes calculated indicate a moderate to large impact, reinforcing the conclusion that the intervention is beneficial. These findings contribute to the existing literature by providing empirical evidence supporting the proposed model, and they suggest potential avenues for future research to explore the underlying mechanisms driving these effects.
Discussion
In this section, the research discusses the experimental design and findings related to the extrusion of tigernut-based snacks using two types of rice: brown rice (TN-BR) and japonica rice (TN-JR). The extrusion process was conducted under varying conditions of die temperature (90°C, 100°C, and 110°C) and screw speed (250, 300, and 350 rpm), resulting in nine distinct treatments. The study utilized a laboratory-scale single-screw extruder, and the extrudates were subsequently dried and analyzed for various physicochemical properties, including moisture content, protein, ash, crude fat, and fiber levels.
Key findings indicate that the extrusion parameters significantly influenced the physicochemical characteristics of the extrudates. For instance, higher die temperatures correlated with lower moisture content, while the protein content was affected by both die temperature and screw speed, with TN-BR extrudates showing a higher protein concentration (7.33%) compared to TN-JR (6.66%) at optimal conditions. Additionally, the study noted that the crude fat content increased with extrusion, attributed to the breakdown of lipids and the interaction between high pressure and shear stress during the process. The results suggest that the formulation and processing conditions can enhance the nutritional profile of the extrudates, potentially contributing to dietary needs. Overall, the findings underscore the importance of extrusion parameters in optimizing the quality of tigernut-based snacks.