Transport Phenomena and Physical Changes of Shrimp during Processing and Storage

ปรากฏการณ์ถ่ายเทและการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของกุ้งระหว่างการแปรรูปและเก็บรักษา

Name: Chalida Niamnuy

Name: ชนิดา เนียมนุ้ย

keyword: Mathematical modeling

; การจำลองทางคณิตศาสตร์

Abstract: The present research project is aimed to study the whole production processes of dried shrimp, starting from boiling to storage, in detail. The main objectives of the project are to understand the effects of boiling, drying and storage conditions on the transport phenomena and physical changes of shrimp, which are directly related to the acceptability of the product by consumers. In the first part of the study the effects of boiling parameters, namely, boiling time, concentration of salt solution, mass ratio of shrimp to salt solution and size of shrimp, on various property changes, i.e., salt content, moisture content, texture, color, shrinkage, microbiological quality, cooking loss, microstructure as well as protein fraction during boiling, were studied. The results showed that higher concentration of salt solution and longer boiling time led to higher salt content of shrimp but to lower levels of moisture and protein leading to higher values of hardness, toughness, shrinkage and color changes of shrimp. However, the mass ratio of shrimp to salt solution did not significantly affect any qualities of boiled shrimp. It was found that the minimum boiling time of 3 minutes was enough to reduce the number of microorganisms to a safe level and was also enough to inactivate enzymes in boiled shrimp. The changes of cooking loss, hardness as well as microstructure were highly correlated with the changes of myofibrillar, sarcoplasmic and stroma protein contents. In the second part of the study the effects of boiling time, concentration of salt solution, inlet drying air temperature and size of shrimp on the drying behavior and kinetics of various quality changes of shrimp, i.e., texture, color, shrinkage, rehydration behavior and microstructure, during drying in a jet spouted bed dryer were investigated. In terms of the drying kinetics the boiling condition, drying temperature and size of shrimp were found to have significant effects on the rate of moisture reduction of the samples. In terms ofquality it was found that higher concentration of salt solution and longer boiling time led to more shrinkage, higher toughness and total color changes ofdried shrimp but to less rehydration ability of dried shrimp. It was found that the boiling and drying conditions that gave highest acceptance score were the use of salt concentration of 2% (w/v), boiling time of 7 minutes and drying air temperature of 120 C for small shrimp. The highest acceptance score for large shrimp resulted from the use of salt concentration of 4% (w/v), boiling time of 7 minutes and drying air temperature of 100°C. The next part of the study involved the detennination of the effects of drying temperature, storage temperature and storage atmosphere on the kinetics of astaxanthin degradation and color changes of small shrimp during l6-week storage. It was found that astaxanthin degradation and color changes of shrimp followed the first-order kinetics. Drying shrimp at 120°C led to lower level of astaxanthin degradation during storage than doing so at 100°C and 80°C. Storing dried shrimp under vacuum atmosphere at low temperatures also decreased the astaxanthin degradation of shrimp. The increase in lightness and decrease in redness and yellowness of dried shrimp correlated well with the loss of astaxanthin during storage. It is indicating that astaxanthin degradation is one of important factors that affect on the color changes of dried shrimp during storage. Finally, a three-dimensional mathematical model was developed to predict the evolutions of the moisture content and temperature as well as defonnation behavior of shrimp during drying in a jet spouted bed dryer. The model was found to be able to predict the heat and mass transfer as well as defonnation behavior well over the whole range of drying temperature studied. Moreover, the effect of defonnation of shrimp on the predictability of the model was investigated. It was found that the model with defonnation gave better prediction than the model not taking into account product defonnation.

Abstract: งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาเกี่ยวกับการผลิตกุ้งแห้งตลอดทั้งกระบวนการในเชิงลึก โดยเริ่มศึกษาตั้งแต่ ขั้นตอนการต้มจนกระทั่งการเก็บรักษา โดยมีวัตถุประสงค์หลักคือความเข้าใจถึงผลของสภาวะการต้ม การอบแห้ง และการเก็บรักษาที่มีต่อปราฏการณ์ถ่ายเทและการเปลี่ยนแปลงสมบัติทางกายภาพของ กุ้งตลอดทั้งกระบวนการ ซึ่งมีความสัมพันธ์โดยตรงต่อการยอมรับผลิตภัณฑ์ของผู้บริโภค โดย งานวิจัยขั้นแรกเป็นการศึกษาของปัจจัยในการต้ม ได้แก่ เวลาในการต้ม ความเข้มข้นของ สารละลายเกลือ อัตราส่วนโดยมวลระหว่างกุ้งและสารละลายเกลือ และขนาดกุ้งที่มีต่อการ เปลี่ยนแปลงสมบัติต่างๆ ได้แก่ ปริมาณเกลือ ปริมาณความชื้น เนื้อสัมผัส สี การหดตัว คุณภาพทาง จุลชีววิทยา การสูญเสียเนื่องจากการต้ม โครงระดับจุลภาค และสัดส่วนโปรตีนของกุ้ง จาก ผลการวิจัยพบว่าความเข้มข้นของสารละลายเกลือที่สูงและเวลาในการต้มที่นานขึ้นส่งผลให้ปริมาณ เกลือในกุ้งสูงขึ้น แต่ความชื้นและปริมาณโปรตีนใหกุ้งต่ำลง ซึ่งมีผลให้ค่าความแข็ง ความเหนียว และ การเปลี่ยนแปลงสีของกุ้งมีค่าสูง อย่างไรก็ตามอัตราส่วนโดยมวลระหว่างกุ้งและสารละลายเกลือไม่มี ผลต่อคุณภาพด้านต่างๆ อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ยังพบอีกว่าการต้มกุ้งเป็นเวลาอย่างน้อย 3 นาที เพียงพอต่อการลดจำนวนจุลินทรีย์ให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย และยับยั้งเอนไซม์ในกุ้งได้ นอกจากนี้ ยังพบว่าการสูญเสียเนื่องจากการต้ม ค่าความแข็ง และโครงสร้างระดับจุลภาคมีความสัมพันธ์อย่าง มากกับปริมาณโปรตีนไมโอฟิบริลา โปรตีนซาร์โคพลาสมิค และโปรตีนสโตรมาในกุ้ง งานวิจัยในขั้นที่สองเป็นการศึกษาผลของเวลาในการต้ม ความเข้มข้นของสารละลายเกลือ อุณหภูมิ การอบแห้ง และขนาดกุ้งที่มีผลพฤติกรรมการอบแห้ง และจลนพลศาสตร์การเปลี่ยนคุณภาพ ด้านต่างๆ ได้แก่ เนื้อสัมผัส สี การหดตัว ความสามารถในการคืนรูป และโครงสร้างระดับจุลภาคของ กุงในระหว่างการอบแห้งด้วยเครื่องอบแห้งแบบเจตสเปาท์เตดเบด โดยในส่วนของพฤติกรรมการ อบแห้งพบว่าสภาวะการต้ม อุณหภูมิการอบแห้ง และขนาดกุ้งมีผลต่ออัตราการลดลงของความชื้น ของกุ้งอย่างมีนัยสำคัญ ในส่วนของคุณภาพของกุ้ง พบว่าความเข้มข้นสารละลายเกลือที่สูงและเวลา ในการต้มที่นานขึ้นทำให้การหดตัว ความเหนียว และการเปลี่ยนแปลงสีโดยรวมมีค่าสูง แต่ ความสามารถในการคืนรูปของกุ้งมีค่าต่ำ นอกจากนี้ยังพบว่าสภาวะการต้มและการอบแห้งที่ทำให้ได้ กุ้งแห้งที่ได้รับการยอมรับมากที่สุด ได้แก่ ความเข้มข้นของสารละลายเกลือ 2% (มวล/ปริมาตร) เวลา ในการต้ม 7 นาที และอุณหภูมิอบแห้ง 120 องศาเซลเซียส สำหรับกุ้งขนาดเล็ก และความเข้มข้นของ สารละลายเกลือ 4% (มวล/ปริมาตร) เวลาในการต้ม 7 นาที และอุณหภูมิอบแห้ง 100 องศาเซลเซียส สำหรับกุ้งขนาดใหญ่ งานวิจัยในขั้นถัดมาเป็นการศึกษาผลของอุณหภูมิการอบแห้ง อุณหภูมิการเก็บรักษา และสภาวะ บรรยากาศในการเก็บรักษาที่มีต่อจลนพลศาสตร์การเสื่อมสลายของแอสตาแซนทีนและการ เปลี่ยนแปลงสีของกุ้งขนาดเล็กระหว่างการเก็บรักษาเป็นเวลา 16 สัปดาห์ จากผลการวิจัยพบว่าการ เสื่อมสลายของแอสตาแซนทีนและการเปลี่ยนแปลงสีเกิดขึ้นแบบปฏิกิริยาอันดับหนึ่ง การอบแห้งที่ อุณหภูมิ 120 องศาเซลเซียสสามารถลดการเสื่อมสลายของแอสตาแซนทีนในระหว่างการเก็บรักษาได้ มากกว่าการอบแห้งที่อุณหภูมิ 100 และ 80 องศาเซลเซียส การเก็บรักษากุ้งแห้งภายใต้สภาวะ สุญญากาศ และอุณหภูมิการเก็บรักษาต่ำสามารถลดการเสื่อมสลายของแอสตาแซนทีนได้ นอกจากนี้ ยังพบว่าการเพิ่มของค่าความสว่างและการลดลงของค่าสีแดงและค่าสีเหลืองสัมพันธ์กับการ สูญเสียแอสตาแซนทีนในกุ้งในระหว่างการเก็บรักษา แสดงให้เห็นว่าการสูญเสียแอสตาแซนทีนเป็น ปัจจัยสำคัญปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงสีของกุ้งแห้งขณะเก็บรักษา ส่วนสุดท้ายของงานวิจัยเป็นการพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในสามมิติเพื่อใช้ทำนายอุณหภูมิ ความชื้น และพฤติกรรมการเสียรูปของกุ้งในระหว่างการอบแห้งด้วยเครื่องอบแห้งแบบเจตสเปาท์เตด เบด จากผลการจำลองเชิงตัวเลขพบว่าแบบจำลองดังกล่าวสามารถทำนายพฤติกรรมการถ่ายเทความ ร้อน ความชื้น และการเสียรูปของกุ้งได้เป็นอย่างดีในช่วงอุณหภูมิอบแห้งที่ได้การวิจัย นอกจากนี้ ยังได้ทำการศึกษาผลของการเสียรูปของกุ้งที่มีต่อความสามารถในการทำนายปรากฏการณ์ถ่ายเท ระหว่างการอบแห้ง จากผลการวิจัยพบว่าแบบจำลองที่มีพิจารณาการหดตัวของกุ้งสามารถทำนาย ค่าความชื้นของกุ้งได้ใกล้เคียงกับผลการทดลองมากกว่าแบบจำลองที่ไม่พิจารณาการหดตัวของกุ้ง

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library.

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Sakamon Devahastin

Role: Advisor

Name: Somchart Soponronnarit

Role: Advisor

Name: Vijaya Raghavan

Role: Advisor

Created: 2006

Modified: 2014-05-27

Issued: 2009-10-25

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: FDE506

eng

DegreeName: Doctor of Engineering

Level: Doctoral Degree

Descipline: Food Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

©copyrights King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	FDE506.pdf	2.12 MB	197	2026-08-05 16:03:43
2	FDE506ab.pdf	105.34 KB	81	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.043586 วินาที