تولید آئروژل بر پایه پروتئین سفیده تخممرغ و صمغ زانتان و كاربرد آن در بسته بندی سینه مرغ به عنوان عایق حرارتی
تاریخ دفاع
استاد
ميلاد فتحي
دانشکده
مهندسی كشاورزی
بسیاری از محصولات غذایی با ارزش مانند گوشت مرغ بدلیل رطوبت و پروتئین بالا، در دمای یخچال از ماندگاری پایینی برخوردار می¬باشند. بنابراین کنترل زنجیره سرما در حین حمل و نقل و فروش این نوع محصولات یک امر اجباری برای جلوگیری از ضرر¬های اقتصادی تولیدکنندگان و اطمینان از ایمنی و کیفیت غذا برای مصرف¬کنندگان می¬باشد. برای این منظور، استفاده از بسته¬بندی¬های عایق حرارتی نقش بسیار مهمی را در محافظت از محصولات غذایی در برابر عوامل خارجی به خصوص دما به عنوان یکی از مهمترین فاکتورهای مؤثر بر کنترل کیفیت، ایفا می¬کند. از جمله مواد عایق پیشرفته آئروژل¬ها هستند که بدلیل تخلخل بالا هدایت حرارتی بسیار کمی دارند. امروزه آئروژل¬ها بر پایه پروتئین، بدلیل زیست سازگاری بیشتر مورد توجه قرار گرفته¬اند. پودر سفیده تخممرغ به دلیل سهولت حمل و نقل، نگهداری راحت و سازگاری با محیط زیست در مقایسه با تخممرغهای تازه، در سالهای اخیر با افزایش شدید تقاضا در مقیاس جهانی روبرو بوده است. با این حال پودر سفیده تخم¬مرغ هیدراته شده دارای خاصیت انحلالپذیری کم و تجمع است که استفاده از آن را محدود می¬کند. در این پژوهش فراصوت با شدت بالا و پلاسمای تخلیه سد دیالکتریک به عنوان فناوری¬های جدید و غیرحرارتی برای اصلاح پروتئین سفیده تخممرغ استفاده گردیدند. آئروژل¬های بدست آمده از پروتئین سفیده تخم¬مرغ اندازه منافذ بزرگی دشتند. در نتیجه در این پژوهش تشکیل کمپلکس¬ از طریق برهمکنش¬های الکتروستاتیکی مورد مطالعه قرار گرفت. در زمینه بهبود خواص آئروژل¬های حاصل از کمپلکس¬ها، هیدروکلوئیدها نقش کلیدی دارند که از جمله پرکاربردترین¬ها صمغ زانتان می-باشد. پروتئین سفیده تخم¬مرغ با استفاده از امواج فراصوت با شدت بالا با توان¬های 100، 200 و 300 وات، و پلاسما تخلیه سد دیالکتریک با شدت¬های 16، 18 و 20 کیلوولت اصلاح گردید. سپس اثرات تیمارها بر تغییرات ساختاری، خواص فیزیکوشیمیایی و ویژگی¬های عملکردی پروتئین مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. الگوهای الکتروفورز پروتئین شاهد و تیمار شده نشان داد که تمامی نمونهها حاوی اووترانسفرین، اوواینهیبیتور و اووآلبومین بودند. طیفسنجی رنگ تابی دورانی نشان داد که تیمارها ساختار دوم پروتئین سفیده تخممرغ را تغییر دادند. درصد مارپیچ آلفا و چرخش بتا کاهش، در حالی که صفحه بتا و مارپیچ تصادفی افزایش یافتند. در آنالیز طیف سنجی فرابنفش شدت پیکهای نمونههای تیمار شده در نتیجه باز شدن پروتئین و حرکت سطحی تیروزین و تریپتوفان، نسبت به نمونه شاهد بیشتر بود. شدت فلورسنس ذاتی پروتئین تیمار شده در نتیجه تغییر ساختار سوم، کاهش یافت. برای بررسی گروههای عاملی پروتئین سفیده تخممرغ قبل و بعد از پیش تیمار، از طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه استفاده شد. با توجه به تغییرات ساختاری که در پروتئین رخ داد، حلالیت، پتانسیل زتا و آبگریزی سطح افزایش یافت و اندازه ذرات و کشش سطحی کاهش یافت. تغییرات ساختاری و خواص فیزیکوشیمیایی منجربه بهبود خواص کف کردن و امولسیونکنندگی نمونه¬ها گردید. پروتئین سفیده تخم¬مرغ تیمار شده با فراصوت در توان 300 وات و پلاسما در شدت 20 کیلوولت با غلظت 10% به عنوان بهترین نمونه¬ها برای تولید هیدروژل¬های دوجزئی با استفاده از صمغ زانتان 5/0% در نسبت های مختلف (5:0، 4:1، 3:2، 2:3، 1:4و 0:5) انتخاب شدند. تجزیه و تحلیل خواص رئولوژیکی هیدروژل¬ها نشان داد که تیمارهای فراصوت و پلاسما ویسکوزیته ظاهری محلول¬ها را کاهش و مدول ذخیره¬ای هیدروژل¬ها را افزایش دادند. علاوه بر این، تیمارها باعث افزایش ظرفیت نگهداری آب و سفتی نمونهها شدند. این درحالی بود که افزایش نسبت صمغ منجربه افزایش ویسکوزیته محلول¬ها، افزایش مدول افت، افزایش ظرفیت نگهداری آب و کاهش سفتی هیدروژل¬ها گردید. پس از بررسی خواص هیدروژل¬ها، با استفاده از روش خشک¬کن انجمادی آئروژل¬ها بدست آمدند و ویژگی¬هایی نظیر دانسیته توده¬ای، دانسیته واقعی، تخلخل، هدایت حرارتی، مقاومت مکانیکی و مورفولوژی آن¬ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در اثر تیمارهای فراصوت، پلاسما و با افزایش نسبت صمغ زانتان دانسیته، هدایت حرارتی، اندازه منافذ و مدول الاستیسیته کاهش و تخلخل افزایش می¬یابد. بر اساس تجزیه و تحلیل با استفاده از روش سطح پاسخ نمونه پروتئین سفیده تخم¬مرغ تیمار شده با پلاسمای 20کیلوولت و نسبت پروتئین به صمغ 4/6:4/0 به عنوان آئروژل بهینه انتخاب شد و علاوه بر ویژگی¬های فیزیکی، مورفولوژیکی و ساختار شیمیایی، ویژگیهای جذب بخار آب، سطح ویژه، میانگین اندازه خلل و فرج، پایداری حرارتی، رفتار حرارتی آن نیز بررسی گردید. همچنین قابلیت آئروژل بهینه در سیستم واقعی برای بستهبندی سینه مرغ به عنوان عایق حرارتی ارزیابی شد و ن

