Effect of Drying on Underutilized 'Red Sitaphal' peels: Physicochemical, Structural, and Phytochemical attributes
تقيم هذه الدراسة تأثير التجفيف بالصواني، والتجفيف بالتفريغ، والتجفيف بالتجميد على الخصائص الفيزيائية والكيميائية والتركيبية والمواد الكيميائية النباتية لقشور "الريد سيتابال" (Sitaphal الأحمر) غير المستغلة، وتخلص إلى أن التجفيف بالتجميد غير الحراري والتجفيف بالتفريغ عند درجات حرارة منخفضة هما الأفضل في الحفاظ على المركبات النشطة بيولوجياً والإمكانات الوظيفية للقشور من أجل تثمينها.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
في عالم علوم الأغذية، هناك اعتراف متزايد بأن أجزاء الفاكهة التي نتخلص منها عادةً ما تحمل القيمة الأكبر. تحتوي العديد من الفواكه على قشور أو بذور أو جلود غنية بالعناصر الغذائية، والألياف، والمركبات الطبيعية التي يمكن أن تحارب الأمراض أو تحسن الصحة. ومع ذلك، غالباً ما يتم التخلص من هذه الأجزاء لأنها تفسد بسرعة أو يصعب معالجتها. ويتمثل التحدي الذي يواجه الباحثين في إيجادة طريقة لتجفيف وحفظ هذه المواد دون تدمير المواد الكيميائية الدقيقة الموجودة بداخلها. وتعد الحرارة أداة شائعة للتجفيف، لكن كثرتها قد تؤدي إلى تفكك المواد ذاتها التي يسعى العلماء للحفاظ عليها. وهذا يخلق حاجة لمقارنة طرق التجفيف المختلفة لمعرفة أي منها يحمي الخصائص الطبيعية للفاكهة بشكل أفضل مع تحويل النفايات إلى مكون مفيد.
قام فريق من الباحثين في جامعة "إم إس رامايا" للعلوم التطبيقية في الهند بحل هذا اللغز باستخدام فاكهة محددة وغير معروفة كثيراً تسمى "ريد سيتابال" (Sitaphal الأحمر). هذه الفاكهة هي نوع من "القشطة" ذات قشرة حمراء داكنة أو وردية تشكل ما يقرب من أربعين بالمئة من ثمرة الفاكهة بأكملها. وبالرغم من حجمها وإمكاناتها، تُعامل القشرة الحمراء عادةً كنفايات زراعية لأن هذه الفاكهة غير متوفرة على نطاق واسع ولها عمر تخزين قصير جداً. أراد الباحثون معرفة ما إذا كان بإمكانهم تحويل هذه القشرة المهدرة إلى مورد قيم عن طريق تجفيفها وتحويلها إلى مسحوق. ولتحقيق ذلك، اختبروا ثلاث طرق مختلفة لإزالة الماء: مجفف الصواني القياسي الذي يستخدم الهواء الساخن، والمجفف الفراغي الذي يزيل الماء عند درجات حرارة منخفضة عن طريق خفض الضغط الجوي، والمجفف بالتجميد الذي يحول الماء مباشرة من جليد إلى بخار دون صهره.
بدأ الفريق بتقطيع قشور "الريد سيتابال" الطازجة وإخضاعها لطرق التجفيف الثلاث هذه عند درجات حرارة مختلفة. وقاموا بقياس كمية القشور المتبقية بعد التجفيف، وكمية الماء المتبقية بالداخل، والوقت المستغرق في العملية. ووجدوا أن مجفف الصواني القياسي كان الأسرع، ولكنه تسبب أيضاً في أكبر قدر من فقدان المواد، خاصة عند درجات الحرارة المرتفعة. أما طريقة التجفيف بالتجميد فقد استغرقت أطول وقت، حيث تطلبت أكثر من ثلاثين ساعة، لكنها حافظت على أكثر قدر من بنية القشرة الأصلية. وقدم المجفف الفراغي حلاً وسطاً، حيث استغرق وقتاً أقل قليلاً من التجفيف بالتجميد، ولكنه حافظ على مواد أكثر من طريقة الهواء الساخن. ومن الأهمية بمكان أن جميع الطرق قللت الرطوبة بما يكفي لمنع التلف، لكن جودة المسحوق النهائي تباينت بشكل كبير اعتماداً على التعرض للحرارة.
وعندما فحص الباحثون لون وقوام المساحيق الناتجة، أصبحت الاختلافات أكثر وضوحاً. كان المسحوق الناتج عن القشور المجففة بالتجميد هو الأفتح والأكثر سطوعاً، حيث احتفظ بأكبر قدر من درجات اللون الأصفر والأحمر الطبيعية للفاكهة. وفي المقابل، كان المسحوق الناتج عن مجفف الصواني الساخن أكثر قتامة وباهتاً، وهي علامة على أن الحرارة تسببت في تفكك الأصباغ الطبيعية. كما أخبرتنا القوام قصة أيضاً: كان المسحوق المجفف بالتجميد خفيفاً وهشاً، مع وجود جيوب هوائية صغيرة تسمح له بامتصاص الماء بسهولة، بينما كان المسحوق المجفف بالهواء الساخن أكثر كثافة وتماسكاً. هذا الاختلاف الهيكلي جعل المسحوق المجفف بالتجميد قادراً على الاحتفاظ بمزيد من الماء والزيوت، مما يجعله أكثر تنوعاً للاستخدام في المنتجات الغذائية.
أكد التحليل الكيميائي أن الطرق الأكثر لطفاً كانت الأكثر فعالية في الحفاظ على الفوائد الصحية للفاكهة. فقد قاس الباحثون كمية الفينولات والفلافونويد الكلية، وهي مركبات طبيعية معروفة بخصائصها المضادة للأكسدة. احتوى المسحوق المجفف بالتجميد على أعلى مستويات من هذه المركبات، يليه عن قرب عينة التجفيف الفراغي. أما المسحك الناتج عن مجفف الصواني الساخن فقد سجل مستويات أقل بكثير، مما يشير إلى أن الحرارة قد دمرت العديد من المواد الكيميائية المفيدة. وأظهرت اختبارات إضافية باستخدام تقنية "كروماتوغرافيا الغاز - مطياف الكتلة"، وهي تقنية تحدد جزيئات معينة، أن العينات المجففة بالتجميد والمجففة فراغياً تحتوي على مجموعة غنية من المركبات النشطة بيولوجياً، بما في ذلك الأحماض الدهنية والديتربينات، والتي كانت مفقودة أو منخفضة بشكل كبير في العينات المجففة بالحرارة.
قدم المحتوى المعدني تمييزاً واضحاً آخر بين الطرق. فقد احتفظ المسحوق المجفف بالتجميد بأعلى كميات من الكالسيوم والمغنيسيوم، وهي معادن حساسة للحرارة ويمكن فقدانها أثناء عمليات المعالجة عالية الحرارة. كما قدمت عينة التجفيف الفراغي أداءً جيداً، وإن لم يكن بمستوى التجفيف بالتجميد. وسجلت عينة التجفيف بالهواء الساخن أدنى مستويات الاحتفاظ بهذه المعادن الأساسية. واستخدم الباحثون أيضاً مطيافية الأشعة تحت الحمراء للنظر في البنية الجزيئية للمساحيق. وأظهر هذا التحليل أن العينات المجففة بالتجميد والمجففة فراغياً حافظت على روابطها الكيميائية الطبيعية سليمة، بينما أظهرت العينات المجففة بالحرارة علامات على التلف والتحلل الهيكلي.
في نهاية المطاف، تشير الدراسة إلى أنه بينما ينتج التجفيف بالتجميد أعلى جودة للمسحوق مع أفضل احتفاظ بالعناصر الغذائية واللون والبنية، إلا أنها عملية بطيئة وتستهلك الكثير من الطاقة. ويبرز التجفيف الفراغي كبديل قوي، حيث يقدم توازناً بين الحفاظ على الخصائص القيمة للفاكهة وبين كونه أكثر عملية للاستخدام على نطاق واسه. أما طريقة الهواء الساخن، رغم كونها سريعة ورخيصة، فإنها تؤدي إلى منتج ذي قيمة غذائية منخفضة بشكل ملحوظ وخصائص فيزيائية متغيرة. يوفر هذا البحث مساراً واضحاً لتحويل نفايات "الريد سيتابال" إلى مكون غذائي وظيفي، بشرط اختيار طريقة التجفيف المناسبة لحماية الهبات الطبيعية للفاكهة.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.