آخرین بخش خط تولید در بسیاری از صنایع شیمیایی و معدنی، کشاورزی، غذایی فرآیند خشک کردن میباشد. میزان رطوبت بالا در میوهها، نقش مهمی در رشد میکروبها، بد رنگی، پیدایش طعم نامناسب و کاهش ارزش تغذیهای دارد و محصول را برای مصرف انسان نامطلوب میسازد. بنابراین، کاهش رطوبت یا خشک کردن از طریق انتقال هم زمان جرم و حرارت، به طور گسترده برای افزایش ماندگاری، تسهیل حمل و نقل، حفظ کیفیت و کاهش افت پس از برداشت محصولات کشاورزی و به منظور تولید میوهها و سبزیهای خشک شده مورد استفاده قرار می گیرد. از هزاران سال پیش خشک کردن زیر نور آفتاب، نمک سودکردن و انجماد مورد استفاده بوده است [۲۵]، در خشک کردن زیر نور آفتاب علاوه بر مصرف انرژی زیاد، به علت طولانی بودن فرآیند، عدم کنترل کافی و مناسب در مراحل مختلف خشک کردن، عدم وجود نور خورشید کافی و حرارت و سرعت یکنواخت اثرات نامطلوبی بر کیفیت محصول می گذارد [۲۶] از این رو این روشهای سنتی و بسیاری روشهای دیگر که طی قرون اخیر ابداع شده و مورد استفاده قرار گرفته اند همواره در حال تغییر، اصلاح و تکامل هستند .[۲۷] امروزه روشهای نوینی نظیر استفاده از پرتوها، فشار بالا، اولتراسوند، میدانهای الکتریکی پالسی، مقاومت الکتریکی و غیره با کاهش استفاده از مواد شیمیایی و نیز حفظ ترکیبات طبیعی و با ارزش در مواد غذایی نظیر ویتامینها در مقایسه با روش های حرارتی، ابداع شده است .[۲۸] فرآیند خشک کردن دارای دو مرحله است:

مرحلهی اول که در سطح مواد در حال خشک شدن و در یک سرعت ثابت اتفاق میافتد و شبیه تبخیر آب می باشد و مرحلهی دوم که با کاهش سرعت خشک شدن همراه است. کوشش بر این است تا آهنگ خشک کردن از طریق انتقال گرما و رطوبت به بیشترین مقدار ممکن رسانده شود. برای اولین با پونتینگ و همکارانش آبگیری جزئی میوهها توسط محلول اسمزی را بررسی کردند .[۲۹] خشک کردن اسمزی یکی از روشهای نگهداری مواد غذایی است که می تواند خواص کیفی محصول را بهبود بخشد و همچنین به عنوان یک مرحله مستقل و یا پیش فرآیند سایر فرآیندها مانند خشک کردن توسط هوا، انجماد، سرخ کردن، مایکروویو، کنسرو کردن و … بکار گرفته شود .[۱۴] همچنین، به علت استفاده مجدد از محلول اسمزی (ضایعات فرآیند) که منبع طبیعی از رنگدانهها، طعمها و آنتیاکسیدانها است، که با تغلیظهای متوالی محلولهای اسمزی نظیر افزودن ماده خشک محلول و یا استفاده توأم از حرارت دهی و افزودن ماده خشک محلول در یک سیکل پیوسته، می توان تا حد زیادی از نظر اقتصادی صرفه جویی کرد .[۳۰] به عنوان مثال در خشک کردن اسمزی گریپفروت از محلول ساکارز ۵۵ درصد وزنی- وزنی در دمای ۳۰ درجه سانتیگراد، با نسبت وزنی میوه به محلول ۱ به ۵، بعد از ۱۸۰ دقیقه، در ۸ مرحله تکرار استفاده شده است. نتایج حاکی از آن است که علاوه بر کاهش در مقدار اسیدیته میوه، فعالیت آبی و محتوای مواد جامد محلول بعد از هر سیکل خشک کردن اسمزی به ترتیب کاهش و افزایش یافتهاند. همچنین مقدار ویسکوزیته محلول اسمزی به علت رقیقتر شدن محلول طی دفعات تکرار کم میشود و همچنین طی آبگیری به روش اسمزی هدایت الکتریکی افزایش یافتهاست .[۱]

آبگیری اسمزی

آبگیری اسمزی عبارت است از خارج کردن بخشی از رطوبت مواد غذایی از طریق تماس مستقیم با محلول های غلیظ قندی و نمکی که به ترتیب برای آبگیری میوه ها و سبزی ها بکار می روند .[۳۱] در طی این فرآیند دو جریان اصلی وجود دارد که عبارتند از:

۲

الف- جریان خروج آب از داخل ماده غذایی به محلول اسمزی [۳۲]

وزن نمونه اولیه وزن نمونه بعد از اسمز
×درصد جذب مواد درصد کاهش آب
وزن نمونه اولیه

ب- جریان نفوذ مواد حل شده در محلول اسمزی به ماده غذایی که در جهت خلاف جریان اول است .[۳۲]
× وزن خشک شاهد وزن نمونه خشک بعد از اسمز مواد جذب مواد جامد

وزن نمونه اولیه

جریان سومی نیز مربوط به نفوذ مواد با وزن مولکولی پایین و محلول در آب مانند ساکاریدها و نمک های معدنی است. هر چند که این جریان خیلی ناچیز و قابل چشم پوشی است، ولی از نظر ارزش تغذیهای محصول نهایی میتواند تأثیر مهمی داشته باشد .[۳۳] انتقال آب و مواد حل شده در فرآیند را میتوان به وسیله تعیین درصد کاهش آب (WL) و درصد جذب مواد (SG) به دست آورد. روشهای ساده برای تعیین این پارامترها توسط محققان مختلف بررسی شده است .[۲] پارامترهای ذکر شده به عواملی از جمله نوع محلول اسمزی [۳۴]، به هم زدن [۳۶]، شکل، اندازه و ضخامت نمونه ماده غذایی [۳۸]، نسبت ماده غذایی به محلول اسمزی [۳۷]، دمای محلول[۳۵]، زمان تیمار[۳۵] و… بستگی دارد که در ادامه به بررسی این عوامل می پردازیم.

مزایای آبگیری اسمزی:

امکان استفاده از دمای پایین برای خروج آب و کاهش آسیب حرارتی به بافت و رنگ محصول که باعث حذف عطر و طعم محصول می شود .[۳۹]
با استفاده از محلول شکر به عنوان محلول اسمزی، عطر و طعم محصول بهتر می شود.

محلول غلیظ شکر در آبگیری اسمزی از قهوه ای شدن آنزیمی جلوگیری می کند و طی انبارداری هم مانع قهوه ای شدن آنزیمی و پایداری نگ محصول می شود .[۳] برای جلوگیری از قهوه ای شدن می توان از ترکیبات سولفید دار استفاده کرد که علاوه بر خوردگی تجهیزات و ایجاد طعم نامناسب، خطرات بهداشتی فراوانی نیز به همراه دارد .[۴۰]
حذف اسید و بالارفتن شیرینی تکه های میوه در نتیجه ورود محلول اسمزی به میوه .[۴۱]

کاهش تماس مواد غذایی با اکسیژن هوای محیط، که از چروکیدگی و و کاهش ارزش تغذیهای محصول جلوگیری میکند .[۴۱] مصرف انرژی بسیار کم و کاهش هزینههای عملیاتی . [۴۲]
به علت جذب مواد جامد چگالی جامد افزایش می یابد که در به دست آوردن محصول با کیفیت در خشک کردن انجمادی بسار مناسب می باشد .[۴۳]

در صورت استفاده از نمک به عنوان عامل اسمزی، ظرفیت جذب آب بالاتر می رود .[۴۳] کیفیت بافت محصول بهتر است .[۴۳]

عمر انبارداری محصول تا حد زیادی افزایش می یابد.[۴۳] استفاده از تجهیزات ساده برای فرآیند .[۴۳]
۳

معایب آبگیری اسمزی

سطح اسیدیته برخی تولیدات را کاهش می دهد که می توان با اضافه کردن اسید میوه به محلول این مشکل را حل کرد. [۴۳]

پوشش شکر در برخی از محصولات مطلوب نیست و باعث چسبناک شدن محصول میشود که با آبکشی سریع میتوان آن را برطرف کرد .[۴۱]

دربرخی از محصولات ممکن است aw افزایش یابد .[۴۳] یک فرآیند زمان بر است .[۴,۵,۶]