رفتن به محتوای اصلی
x
بررسی ویژگی‌های فیزیكوشیمیایی نشاسته ذرت مومی اصلاح‌شده با اسیدكلریدهای چرب اشباع از طریق واكنش استریفیكاسیون به منظور تولید یك نوع امولسیفایر خوراكی
تاریخ دفاع
استاد

علي نصيرپور

دانشکده
مهندسی كشاورزی

نشاسته علی‌رغم مزایای زیاد از جمله فراوانی و در دسترسبودن، قیمت کم، قابلیت هضم پذیری، سازگاری زیستی و عدم سمیت، در حالت خنثی و طبیعیدارای خواص عملکردی و امولسیفایری نسبتا ضعیفی است. از اینرو در چند دهه اخیر روش‌هایاصلاح فیزیکی و شیمیایی گوناگونی برای بهبود این خصوصیات مورد استفاده قرار گرفته‌اند.در پژوهش پیش‌رو، از یک روش استریفیکاسیون جدید، دوستدار محیط‌زیست و بدون نیاز بهحلال آلی برای اصلاح شیمیایی نشاسته ذرت‎مومی استفاده شد و سپس خصوصیاتفیزیکوشیمیایی و امولسیفایری نشاسته اصلاح‎شده‌ حاصل مورد ارزیابی قرار گرفت.اصلاح نشاسته در محلول سدیم‌هیدروکسید و با استفاده از سه نوع اسید کلرید چرب شاملاکتانوئیل، میریستوئیل و استئاروئیل کلرید (با غلظت‌های 1/0، 5/0، 1 و 5/1 میلی‌لیتراز هر یک از اسید کلریدهای چرب به ازای هر گرم نشاسته) انجام شد. در مرحله بعدنشاسته های خنثی، استری‌شده با اسید کلریدهای چرب (شامل اکتانوئات، میریستوئات واستئاروئات) در غلظت بهینه (1/0 میلی لیتر به ازای هر گرم نشاسته) و همچنین نشاستهسیب‌زمینی اصلاح‌شده با اکتنیل سوکسینیک انهیدرید (به عنوان یک نوع امولسیفایرصنعتی رایج) برای تولید امولسیون روغن آفتابگردان در آب مورد استفاده قرار گرفتند.اثر نوع و غلظت امولسیفایر (نسبت‌های امولسیفایر به روغن 5/0، 75/0، 1، 25/1 و5/1) بر روی خصوصیات امولسیون‌های تولیدی از نظر اندازه، توزیع اندازه قطرات(اسپن) و شاخص خامه‌ای‌شدن بررسی گردید. در مرحله بعد، خصوصیات فیزیکوشیمیایی،رئولوژیکی و پایداری امولسیون‌های تولیدی با فرمولاسیون بهینه در برابر تنش‌هایمحیطی گوناگون (مقادیر مختلف pH برابر با 3، 5، 7 و 9 و قدرت‌های یونی معادل با صفر تا 500 میلی‌مولار از نمکسدیم‌کلرید) مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که افزایش غلظت اسید کلرید چرب (از1/0 به 5/1 میلی‌لیتر) منجر به افزایش میزان درجه‌جایگزینی شد، در حالیکه کاراییفرایند و راندمان واکنش کاهش یافتند. از اینرو، صرف‎نظر از نوع اسید کلرید چرب، غلظت 1/0 میلی‌لیتر اسید کلرید چرب بهازای هر گرم نشاسته، کمترین میزان درجه جایگزینی (027/0، 017/0 و 012/0 به ترتیببرای اکتانوئیل، میریستوئیل و استئاروئیل کلرید) و بیشترین میزان کارایی فرایند وراندمان را داشت. براساس نتایج آزمون طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه، حضور دونوار جذبی جدید مربوط به گروه کربونیل ( در محدوده 1750- 1740 بر سانتی‌متر) وگروه کربوکسیل (1570 بر سانتی‌متر) پیوند استری، انجام موفقیت آمیز فراینداستریفیکاسیون را بین گروه کربوکسیل اسید کلریدهای چرب و گروههیدروکسیل نشاسته تایید کرد. سطح اصلاح 1/0 میلی‌لیتر از اسید کلریدهای چرببه ازای هر گرم نشاسته، بیشترین میزان خصوصیات امولسیون‌کنندگی (یعنی شاخص فعالیتامولسیون‌کنندگی و شاخص پایداری امولسیون) را نشان دادند. سطح بهینه اسید کلریدهایچرب برای اصلاح نشاسته براساس بیشترین مقدار راندمان و شاخص‌های فعالیت امولسیون‎کنندگی وپایداری امولسیون مشخص شدند. بنابراین، آنالیزهای بعدی بر روی نشاسته خنثی، نمونهکنترل (نمونه کنترل از نشاسته خنثی به روش استریفیکاسیون مشابه با نشاسته اصلاح‎شده و بدونافزودن اسید کلرید چرب تهیه شد) و نشاسته اصلاح‌شده با فرمولاسیون بهینه (1/0 میلی‎لیتر اسید کلرید چرب بهازای هر گرم نشاسته) انجام شدند. خصوصیات ژلاتینه‌شدن، بلورینگی و مورفولوژینشاسته‎های اصلاح‎شده به ترتیب توسط دستگاه گرماسنج روبشی افتراقی، دستگاه پراش اشعه ایکس ومیکروسکوپ الکترونی روبشی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که طیفرایند استریفیکاسیون نشاسته ذرت‌مومی از طریق اسید کلریدهای چرب در محلول سود بهعنوان محیط واکنش، ساختار بلورین آمیلوپکتین تخریب شد و نشاسته ذرت‌مومی خنثی باساختار بلوری نوع آ (A)، تبدیل به حالت بی‎شکل یا آمورفشد، که بیانگر عدم وجود خصوصیات ژلاتینه‎شدن در نشاسته اصلاح‌شده است. در رابطهبا اثر نوع و غلظت امولسیفایر، غلظت 25/1 از اکتانوئات و 5/0 از امولسیفایر صنعتیدارای کمترین شاخص خامه‌ای‌شدن (به ترتیب 63/2 و صفر درصد) بودند و بنابراین بهعنوان فرمولاسیون بهینه انتخاب شدند و آزمون های بعدی بر روی این امولسیون‎ها انجام شد.اثر تنش‌های محیطی مختلف بر روی اندازه، توزیع اندازه قطرات و بار سطحی هر دو نوعامولسیون یکسان بود. هر دو امولسیون در دامنه سرعت برشی 1 تا 600 بر ثانیه،رفتارغیر نیوتونی (سودوپلاستیک رقیق شونده با برش) نشان دادند. امولسیون‌های ذخیره‌شدهدر دمای 25 درجه‎سلسیوس دارای پایداری بیشتری در مقایسه با امولسیون‌های نگهداری شده در دودمای 4 و 37 درجه‎سلسیوس بودند. به طوریکه، کمترین شاخص پایداری توربی اسکن برای امولسیون‌هایپایدارشده با اکتانوئات و امولسیفایر صنعتی در دمای 25 درجه‌سل

تحت نظارت وف ایرانی