تاثير صمغ ها بر رئولوژي ديناميك ماست فوري شتر: بهينه سازي با استفاده از الگوريتم كرم شب تاب

Effect of gums on dynamic rheology of instant camel yogurt: Optimization using mixture design and Firefly Algorithm

در اين مقاله، اثر صمغ هاي كربوكسي متيل سلولز، صمغ كنجاك و صمغ دانه مرو و مخلوط آنها بر خصوصيات رئولوژيكي ديناميك ماست فوري شتر مورد ارزيابي قرار گرفت و سپس اين خصوصيات با استفاده از مدلهاي به دست آمده از طرح مخلوط با استفاده از الگوريتم كرم شب تاب بهينه گرديد. نتايج آزمون تنش متغير براي نمونه هاي مختلف نشان داد كه مدول الاستيك (G’) بيشتر از مدول ويسكوز (G”) بود كه مبين رفتار جامد گونه نمونه ها بود. نتايج اثر سينرژيستي اين سه صمغ به ويژه اثر سينرژيستي صمغ دانه مرو و كربوكسي متيل سلولز بر روي كرنش بحراني و تنش تسليم تيمار هاي فرمولاسيون ماست فوري شتر را نشان داد. صمغ دانه مرو نيز بيشترين تاثير را برروي افزايش k’، k” و k* داشت كه البته تركيب با كربوكسي متيل سلولز و صمغ كنجاك نيز مي توانست اين تاثير را بهبود دهد. از طرفي كليه اثرات خطي و متقابل صمغ هاي مختلف بر روي n’، n” و n* معني دار نبود كه نشان دهنده تاثير يكسان صمغ ها برروي اين پارامترها بود. نتايج بهينه درصد صمغ هاي مختلف براي دستيابي به حداكثر مدول الاستيك در ناحيه خطي (G΄LVE)، ، كرنش بحراني (γc)، تنش تسليم (τy)، n′، k′، n″، n*، k* و حداقل مدول افت در ناحيه خطي (G˝LVE) استفاده از الگوريتم كرم شب تاب در فضاي مولفه هاي اصلي نشان داد كه مقادير بهينه به دست آمده از صمغ هاي كنجاك و دانه مرو در مجاورت هم قرار گرفته و واريانس بيشتري از داده‌هاي مربوط به پارامترهاي رئولوژيكي را به خود اختصاص داده اند كه نشان دهنده تشابه اثر اين دو صمغ و نقش موثرتر آنها به ويژه صمغ دانه مرو به عنوان صمغ بومي ايران بر روي پارامتر هاي مزبور نسبت به كربوكسي متيل سلولز مي باشد.

In this paper, the effect of carboxyl methyl cellulose (CMC), konjac gum (KG) and sage seed gum (SSG) and their mixtures on dynamic rheological properties of the instant camel yogurt samples were investigated, Then, these properties were optimized using mixture design models and firefly algorithm. The results of the stress sweep tests for different samples showed that the elastic modulus (G') values were greater than viscous modulus (G') indicating behavior essentially like that of solids. Results showed the synergistic effect of these three gums, especially the synergistic effect of SSG and CMC on the critical strain and the yield stress of instant camel yogurt samples. Frequency sweep test results showed that samples had a typical weak gellike structure behavior at any given frequency and complex viscosity (*) had a linear correlation with frequency. SSG had the most positive effect on k’, k" and k* but the combination with CMC and KG could also improve this effect. All the linear terms in the predicted models for the n’, n" and n* parameters were insignificant (p<0.01) and it was observed that each gum had an identical effect on these parameters. The optimal results of different gum percentages to achieve maximum γc, n′, k′, n″, n*, k* and minimum G˝LVE using the firefly algorithm in PC space, it has been shown that the optimum amounts of KG and SSG were close to each other and had more variance of the data which shows the similarity of the effect of these two gums on the rheological parameters. Promising result of this study also showed that SSG as a novel source of hydrocolloid could act very capable and produce desirable properties in instant camel yogurt.