عنوان پایان‌نامه
بهینه سازی فرمولاسیون غذا-دارو (Medical Food ) بر پایه ماست با ویژگی های کیفی مطلوب با استفاده از مدلسازی الگوریتم ژنتیک
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7208;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7208;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7208
- تاریخ دفاع
- ۲۴ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- هما بهمدی
- استاد راهنما
- محمدسعید یارمند, زهرا امام جمعه
- چکیده
- هدف از پژوهش حاضر تولید و بهینه‌یابی فرمولاسیون غذا دارو بر پایه ماست، برای مبتلایان به اختلالات خواب بود. در فرمولاسیون از پنج ماده غذایی فراسودمند طبیعی شامل: آلبالو، موز، عسل، بادام و جو دو سر به ترتیب صفر تا 40، 40، 20، 80 و 60 % و مخلوط عصاره دو گیاه دارویی سنبل‌الطیب و گل ساعتی به ترتیب 03/0 و 07/0 % استفاده شد. این مخلوط پودری به نسبت یک به ده به ماست اضافه شد. پژوهش در چهار گام متوالی اجرا شد؛ 1) پیش‌آزمون: این مرحله به‌منظور تولید نمونه‌های اولیه ماست و تعیین مقدار، نوع و شکل فیزیکی اجزای فرمول انجام شد. 2) تولید محصول، ارزیابی ویژگی‌های کیفی، بهینه‌یابی با الگوریتم ژنتیک: 44 فراورده در قالب دو سری فرمول، تولید شدند و از نظر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی (pH، اسیدیته قابل‌سنجش، مقدار رطوبت، مواد جامد محلول، ظرفیت نگهداری آب و آب‌اندازی)، بافتی (به روش اکسترود معکوس و تحلیل نیمرخ بافت)، رنگ سنجی و ویژگی های رئولوژیکی در گرانروی¬سنجی ایستا و نوسانی و همچنین ویژگی‌های حسی بررسی شدند. ترسیم نمودارهای سه‌بعدی و پریشیدگی، مدلسازی و اعتبارسنجی مدل برای تمامی شاخص‌های کیفی انجام شد. نتایج این مرحله، نشان داد مؤثرترین اجزای فرمول به ترتیب بادام، پودر آلبالو/ پودر موز، کرانچی عسل و جو دو سر بودند. ماست تولیدی نیز همانند ماست اولیه سیالی منطبق با مدل کایسون بود. از الگوریتم ژنتیک با رتبه‌بندی نامغلوب و رویکرد چندهدفی برای گزینش فرمول‌های برتر از نظر خواص تکنولوژیکی، حسی و حضور مواد مؤثره استفاده شد. دو فرمول بهینه (فرمول یک شامل 56% بادام، 11% کرانچی عسل، 16% جو دو سر، 17% پودر آلبالو و فرمول دو شامل 32% بادام، 4% کرانچی عسل، 48% جو دو سر، 16% پودر موز) انتخاب شدند. 3) تولید فرمولاسیون‌های بهینه و ارزیابی ویژگی‌های کیفی آن‌ها: دو فرمول بهینه مرحله قبل و دو فرمول جدید با افزودن عصاره گیاهان دارویی به آن‌ها، تولید شدند. علاوه بر ارزیابی ویژگی‌های کیفی، آزمون‌های حسی تکمیلی شامل آزمون‌های توصیفی درک مصرف‌کننده از ویژگی‌های حسی و آزمون رغبت سنجی نیز انجام شد. 4) آزمون‌های بالینی و اثربخشی محصول: کار آزمایی بالینی تصادفی، یک‌سر کور و کنترل‌شده با دارونما (شاهد) به مدت یک هفته روی داوطلبان مبتلا به اختلالات خواب بررسی شد. مصرف غذا دارو باعث کاهش معنی‌دار (05/0p<) شاخص شدت بی‌خوابی از 81/4±92/12 پیش از مداخله به 41/4±67/8 پس از مداخله شد. غذا دارو در مقایسه با دارونما به طور معنی‌داری باعث بهبود زمان تأخیر در به خواب رفتن (35/75 %)، کاهش دفعات بیدار شدن (68/62 %)، بهبود بازدهی خواب (83/13 %)، بهبود عمق خواب (10/66 %) و بهبود ارزیابی فردی از کیفیت خواب (35/45 %) شد. در غالب شاخص‌ها به ترتیب فرمول یک همراه با گیاهان دارویی، فرمول یک، فرمول دو همراه با گیاهان دارویی و فرمول دو به تنهایی بیشترین تأثیر را داشتند. نتایج نشان داد ماست فرموله شده در این پژوهش خواص کیفی و اثربخشی مناسبی دارد و برای بهبود اختلالات خواب قابل توصیه است.
- Abstract
- The aim of this study was to produce and optimize the yogurt based medical food formulation, to improve sleep disorders. Five natural best recognized functional foods include: Cherry, banana, honey, almond and oat, from zero to 40,40,20,80 qnd 60 % respectively and mixture of two medicinal plant extracts consisting valerian and passion flower, 0.03 and 0.07 % respectively, were used. The research work was conducted in four consecutive steps: 1) Pilot study: this step was carried out to produce prototypes and determine the amount, type and physical form components of the formula. 2) Production, evaluation of qualitative characteristics optimization using genetic algorithms: 44 products in two formula groups were produced and physicochemical properties (pH, titratable acidity, moisture content, total soluble solids, water holding capacity and syneresis), texture (texture profile analysis (TPA) and back extrusion test), color, rheological properties in stationary and oscillatory viscometry, as well as sensory properties were evaluated. The perturbation plots and 3D graphs were drawn and mathematical modeling and their validation were carried out for all indices. The results showed that the most effective formula components were almond, cherry/ banana powder, honey crunchy and oat flours, respectively. The best fitted model for illustrating the flow behavior of control and formulated yogurts was Casson model. A multi-objective Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA II) was used for formulation optimization of formulation to achieve optimal technological properties, sensory characteristics and maximum active nutrient and medicinal components. Two selected formulas were; 1) containing 56% almond, 11% honey crunchy, 16% oat, 17% cherry powder and 2)containing 32% Almond, 4% Honey Crunchy, 48% oat and 16% banana powder. 3) Production the optimal formulation and evaluation of the quality characteristics: Two selected formulas and also two new formulas by adding extracts of medicinal plants to the mentioned formulas were produced. In addition to assessing qualitative characteristics, further sensory tests such as, descriptive tests of sensory attributes and consumer perception survey were also conducted. 4) Clinical trials and investigation on the effectiveness of the products: One week randomized, single-blind, placebo controlled clinical trial was conducted among the volunteers suffering from sleep disorders. The medical food consumption decreased Insomnia Severity Index (ISI) significantly (p<0.05), from 12.92±4.81 before the intervention to 8.67±4.41 after the intervention. Formulated yogurts compared with placebo, improved sleep latency (75.35%), reduced the frequency of waking (62.68 %), increased sleep efficiency (13.83 %), developed the depth of sleep (66.10 %) and improved individual (subjective) assessment of sleep quality (45.35%) significantly. In the most indices Formula one fortified with medicinal plant, Formula one, Formula two fortified with medicinal plants and Formula two was the most effective formulas, respectively. The results showed that the yogurts formulated in this research work had appropriate quality attributes and acceptable efficiency. They were thus, advisable to improve sleep disorders.
