การหาสภาวะที่เหมาะสมของกระบวนการผลิตน้ำลูกหว้าเข้มข้นด้วยการระเหยสุญญากาศโดยใช้วิธีการทางพื้นผิวตอบสนองOptimization of Concentrated Jambulan (Syzygium cumin) Juice Production Process by Vacuum Evaporation Using Response Surface Methodology

Abstract

น้ำลูกหว้ามีปริมาณน้ำสูงซึ่งทำให้อายุการเก็บสั้นและเพิ่มต้นทุนในการขนส่ง งานวิจัยนี้ใช้วิธีการทางพื้นผิวตอบสนอง (Response Surface Methodology; RSM) ตรวจสอบผลของตัวแปรสภาวะในการทำระเหยด้วยเครื่องระเหยสุญญากาศ ได้แก่ อุณหภูมิและเวลา ต่อคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของน้ำลูกหว้าเข้มข้น ประเมินคุณภาพของน้ำลูกหว้าเข้มข้นโดยการวิเคราะห์ค่า pH ปริมาณของแข็งที่ละลายได้ ค่าความหนืด ค่าสี Hunter L* a* b* และการทดสอบทางประสาทสัมผัส หารูปแบบความเหมาะสม (Fit) ของตัวแปรอิสระและตัวแปรตอบสนองโดยใช้สมการพหุนามกำลังสอง ผลที่ได้แสดงให้เห็นว่าทั้งอุณหภูมิและเวลาในการทำระเหยส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ (p<0.05) ต่อคุณภาพโดยรวมและการยอมรับของผลิตภัณฑ์ อุณหภูมิในการระเหยที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้ค่า pH ลดลง ปริมาณของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมดและความหนืดมีค่าเพิ่มขึ้น (p<0.05) เมื่ออุณหภูมิในการทำระเหยเพิ่มขึ้น ค่าความสว่างของสี Hunter L* ได้รับอิทธิพลจากตัวแปรอุณหภูมิของกระบวนการ ส่วนระยะเวลาในการระเหยส่งผลต่อค่าสี Hunter a* และ b* ของน้ำลูกหว้าเข้มข้น ส่วนคะแนนการทดสอบทางประสาทสัมผัสจากผู้ทดสอบชิมพบว่าได้รับอิทธิพลต่อบางคุณลักษณะ สภาวะที่เหมาะสมในกระบวนการผลิตน้ำลูกหว้าเข้มข้นด้วยเครื่องระเหยสุญญากาศ คือปฏิบัติการระเหยที่อุณหภูมิ 83.58 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 50 นาที เพื่อให้ได้น้ำลูกหว้าเข้มข้นที่มีคุณภาพเหมาะสม สำหรับการทดสอบความแม่นยำของแบบจำลอง ได้นำค่าที่ได้จากการทดลองเปรียบเทียบกับค่าที่ได้จากการทำนายเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลอง พบว่าค่าที่ได้จากการทดลองสอดคล้องกับค่าที่ได้จากการทำนาย นั่นแสดงให้เห็นว่าแบบจำลองมีความเหมาะสมในการนำไปใช้ทำนายคุณภาพผลิตภัณฑ์น้ำลูกหว้าเข้มข้นโดยใช้วิธีการทางพื้นผิวตอบสนองสำหรับหาสภาวะที่เหมาะสมเพื่อให้ได้รับคุณสมบัติทางเคมีกายภาพและคุณภาพทางประสาทสัมผัสที่ดีของผลิตภัณฑ์น้ำลูกหว้าเข้มข้น

Jambolan juice has high water content which limits the storage duration and increases the transportation cost. Response surface methodology (RSM) was used to investigate the effect of the two vacuum evaporating parameters namely temperature and time on the physicochemical properties of concentrated jambolan (Syzygium cumini (L.) Skeels) juice. The quality of concentrated jambolan juice was assessed by determining pH, total soluble solids, viscosity, Hunter L*, a*, b* values and hedonic test. The responses as function of independent variables studied were fitted to the second-order polynomial equations. The results indicated that both temperature and time of evaporation significantly (p<0.05) affected the overall quality and acceptability of final product. The pH decreased when evaporating temperature was increased. Total soluble solids and viscosity considerably (p<0.05) increased with increasing evaporating temperature. Hunter L* value is influenced by temperature while evaporating time affected the Hunter a* and b* value of concentrated jambolan juice. The optimum vacuum evaporating process performed at 83.58 °C temperature for 50 minutes time was recommended to provide concentrated jambolan juice with optimum quality. For validation of the models, the experimental values were compared with predicted values to check the adequacy of the models. The experimental values were found to be in agreement with those predicted, thus indicating suitability of the models employed using response surface methodology (RSM) for optimizing the physicochemical properties and sensory qualities of the concentrated jambolan juice product.