Effects of freezing rate and fluctuating storage temperature on quality of frozen bread dough and applications of artificial neural network for quality prediction

ผลของอัตราการแช่เยือกแข็งและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิการเก็บรักษาต่อคุณภาพของขนมปังพร้อมอบที่แช่เยือกแข็งและการประยุกต์เครือข่ายประสาทเทียมในการทำนายคุณภาพ

Name: Yuthana Phimolsiripol

LCSH: Frozen foods

LCSH: Bread

LCSH: Bread -- Preservation

LCSH: Dough -- Preservation

LCSH: Neural networks (Computer science)

Abstract: This study investigated the effects of freezing rates, storage temperature and temperature fluctuations during frozen storage on frozen dough and bread quality. Quality changes were quantified by measuring dough weight loss, CO2 production rate, yeast viability, dough rheological properties, dough microstructure, dough water mobility (NMR), bread specific volume, bread crumb firmness and bread crumb characteristic. Two sets of quality kinetic data were measured at constant storage temperatures (-10oC, -15oC, -20oC and -25oC and -8oC, -13oC, -18oC and -23oC). Fluctuating storage regimes represented constant conditions (±0.1oC) good (±1.0oC), poor (±3.0oC) and very poor (±5oC) storage temperature control. Another regime mimiced temperature changes likely to be experienced in the cold chain (increases by up to 10oC). Both freezing rate and subsequent frozen storage had a significant deteriorative effect on all quality parameters. Slow freezing gave significantly better dough and bread quality than fast freezing. All quality parameters deteriorated further with increasing storage duration. Weight loss, CO2 production and bread specific volume were the most useful indicators of overall quality (low variability and correlated to sensory measures). Weight loss and decline in CO2 production during storage were adequately described by zero-order reaction kinetics. Weight loss during constant temperature storage was proportional to water vapor pressure consistent with the standard theory for evaporative weight loss from packaged foods. Large temperature fluctuations during frozen storage of ±3 to ±5oC and intermittent storage at higher temperatures resulted in significantly more rapid loss of dough and bread quality than storage at constant and/or lower temperatures. It is recommended that temperature variations should be less than ±3oC. An artificial neural network achieved a good fit (R2>0.98) between experimental and predicted data for weight loss prediction and seem to be promising for predicting bread specific volume loss (R2>0.7) but gave a poor fit (R2<0.5) for CO2 production and requires training data across the full range of conditions of interest.

Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาผลของอัตราการแช่เยือกแข็ง อุณหภูมิการเก็บรักษา และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิระหว่างการเก็บรักษาของโดและขนมปังพร้อมอบแช่เยือกแข็ง และการประยุกต์ใช้เครือข่ายประสาทเทียมในการทำนายคุณภาพ โดยมีคุณภาพที่ศึกษาได้แก่ การสูญเสียน้ำหนัก อัตราการสร้างแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ จำนวนยีสต์ที่เหลือรอด วิทยากระแสของโด โครงสร้างของโด การเปลี่ยนแปลงน้ำในโด ปริมาตรของขนมปัง ความแน่นเนื้อของขนมปัง และลักษณะโครงสร้างของขนมปัง โดยศึกษาการเก็บรักษาที่อุณหภูมิคงที่ต่างกัน 2 ชุดการทดลอง (-10, -15, -20 และ -25 องศาเซลเซียส และ -8, -13, -18 และ -23 องศาเซลเซียส) และอุณหภูมิการเก็บรักษาที่จำลองภาวะการเก็บรักษาที่อุณหภูมิคงที่ (±0.1 องศาเซลเซียส) ดี (±1 องศาเซลเซียส) ไม่ดี (±3 องศาเซลเซียส) และไม่ดีมากที่สุด (±5 องศาเซลเซียส) รวมถึงช่วงอุณหภูมิที่จำลองการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นจริงในระหว่างการเก็บรักษาและจัดจำหน่าย (เพิ่มขึ้นถึง 10 องศาเซลเซียส) จากผลการทดลองพบว่า ทั้งอัตราการแช่เยือกแข็งและการเก็บรักษาในภาวะแช่แข็งมีผลทำให้คุณภาพของโดและขนมปังลดลง อัตราการแช่เยือกแข็งที่ช้ามีผลทำให้คุณภาพโดและขนมปังที่ได้ดีกว่าอัตราการแช่เยือกแข็งที่เร็ว คุณภาพของโดและขนมปังลดลงเมื่อระยะเวลาการเก็บรักษาเพิ่มขึ้น การสูญเสียของน้ำหนักโด การสร้างแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ และปริมาตรของขนมปังสามารถใช้เป็นดัชนีบ่งชี้คุณภาพโดยรวมของโดและขนมปัง (มีความแปรปรวนน้อยและสัมพันธ์กับการวัดค่าทางประสาทสัมผัส) การสูญเสียของน้ำหนักโด และความสามารถในการสร้างแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ระหว่างการเก็บรักษาสามารถอธิบายด้วยสมการจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาลำดับศูนย์ การสูญเสียน้ำหนักของโดในระหว่างการเก็บรักษาที่อุณหภูมิคงที่เป็นสัดส่วนกับความดันไอของน้ำ ซึ่งสอดคล้องกับทฤษฎีการระเหยของน้ำที่มีผลต่อการสูญเสียน้ำหนักในอาหารที่หีบห่อ อุณหภูมิการเก็บรักษาที่มีช่วงการเปลี่ยนแปลงมาก (±3 ถึง ±5 องศาเซลเซียส) และการเก็บในภาวะที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิขึ้นๆ ลงๆ มีผลทำให้คุณภาพของโดและขนมปังลดลงมากกว่าการเก็บที่อุณหภูมิคงที่ หรือที่อุณหภูมิต่ำกว่า ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิการเก็บรักษาควรน้อยกว่า ±3 องศาเซลเซียส เครือข่ายประสาทเทียมสามารถทำนายการสูญเสียน้ำหนักได้ดี (R2>0.98) โดยสามารถทำนายการลดลงของปริมาตรของขนมปังได้ค่อนข้างดี (R2>0.7) แต่สามารถทำนายการลดลงของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ได้ไม่ดี (R2<0.5) และต้องการข้อมูลในการฝึกหัดให้ครอบคลุมทุกภาวะที่ศึกษา

Chulalongkorn University. Office of Academic Resources

Address: BANGKOK

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Ubonrat Siripatrawan

Role: advisor

Name: Cleland, Donald John

Role: advisor

Name: Vanan Tulyathan

Role: advisor

Created: 2007

Modified: 2014-02-12

Issued: 2014-02-12

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Food Technology

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Yuthana_Ph.pdf	4.81 MB	76	2024-09-12 18:35:03

ใช้เวลา

0.039608 วินาที