مقايسه شبكه عصبي و طراحي فاكتوريل در بهينه‌سازي كاهش كدورت شيره توت قرمز

سابقه و هدف: در سال‌هاي اخير، افزايش توجه به سلامت و كيفيت محصولات غذايي موجب شده است كه فراوري مواد غذايي با به‌كارگيري روش‌هاي نوين، بسيار مهم تلقي شده و در رأس توجه قرار گيرد. يكي از چالش‌هاي مهم در اين زمينه، كدورت شيره‌هاي ميوه‌اي و به‌ويژه شيره توت قرمز است. يكي از راه‌هاي مؤثر در كاهش كدورت، استفاده از جاذب‌هاي طبيعي است. در اين راستا، پوست موز به‌عنوان يك جاذب طبيعي معرفي مي‌شود كه مي‌تواند به‌عنوان يك فاكتور مؤثر در فرايند كاهش كدورت شيره توت قرمز عمل كند. پوست موز با تركيبات غني، شامل پكتين و فيبرهاي گياهي، به‌عنوان يكي از منابع بالقوه براي جذب ذرات معلق و كدورت شناخته مي‌شود.مواد و روش‌ها: ماده هدف و اوليه موردمطالعه در تحقيق حاضر، شيره توت قرمز و پوست موز بوده كه شيره توت تهيه گرديده در تحقيق حاضر داراي حدودا 78 درجه بريكس بود، با استفاده از آب مقطر بريكس آن كاهش داده شده و تا مقدار 15 رقيق‌سازي انجام گرفت. پوست موز پس از خشك كردن آن در دماي ملايم 45 سانتي‌گراد در آون آزمايشگاهي توسط الك‌هاي صنعتي به اندازه‌هاي يكسان 1 ميلي‌متر تبديل گرديد. در نهايت با مقايسه روش‌هاي شبكه عصبي و فاكتوريل در كاهش كدورت شيره توت قرمز با استفاده از جاذب طبيعي پوست موز پرداخته شد. متغيرهاي مستقل در نظر گرفته شده شامل دما، زمان و سرعت همزن بودند كه هر كدام در 4 سطح مختلف بررسي گرديده و توسط روش فاكتوريل به طراحي آزمايش پرداخته شد. پاسخ‌هاي در نظر گرفته شده شامل درصد كاهش كدورت و درصد كاهش كارايي جاذب بودند. يافته‌ها: نتايج نشان داد كه بيشترين كاهش كدورت (47.22%) با كمترين كاهش كارايي جاذب طبيعي (57.65%) در دماي 30 سانتي‌گراد و مدت زمان فرايند جذب سطحي 3 ساعت با سرعت همزدن 300 دور در دقيقه حاصل خواهد شد. همچنين از شبكه عصبي براي پيش‌بيني دو متغير وابسته در نظر گرفته شده به‌عنوان تابعي از متغيرهاي مستقل استفاده گرديد. نتايج مدلسازي شبكه عصبي دقت بالايي را به منظور پيش‌بيني متغير هدف نشان داد، به طوريكه مقادير متوسط خطاي نسبي (MRE) براي دو متغير وابسته درصد كاهش كدورت و درصد كاهش كارايي جاذب به ترتيب برابر با 2.06 و 0.90 درصد بود كه در مقايسه با روش فاكتوريل كه مقادير آن برابر با 4.58 و 6.04 درصد بودند، باعث بهبود چشمگير پيش‌بيني دو متغير وابسته در نظر گرفته شده گرديد.نتيجه‌گيري: پوست موز به‌عنوان عامل جاذب طبيعي در كاهش كدورت شيره توت قرمز موثر عمل نمود، همچنين روش فاكتوريل به‌عنوان يكي از روش‌هاي طراحي آزمايش در جهت يافتن نقاط بهينه عملياتي در فرايند كدورت‌زدايي به‌خوبي عمل كرد. در نهايت استفاده از شبكه عصبي جهت پيش‌بيني نتايج حاصل از پژوهش‌هاي آزمايشگاهي به‌خوبي توانايي مدل نمودن خروجي با درصد اطمينان بالا را داشته، به طوريكه در تحقيق حاضر در مقايسه با روش فاكتوريل در ميان 2 پاسخ وابسته در نظر گرفته شده، به بهبود نتايج هر دو 2 متغير وابسته كاهش كدورت و كاهش كارايي جاذب طبيعي منجر گرديد.