برهمكنش محلول هاي ژلاتين و صمغ كتيرا و پايدارسازي امولسيون آب در آب حاصل از دو پليمر

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي كشاورزي

دكتري

بخش مهمي از مواد غذايي و دارويي به¬صورت سامانه¬هاي كلوئيدي چند جزيي حاوي زيست پليمرهاي طبيعي مانند پروتئين و پلي-ساكاريد هستند. خصوصيات سامانه¬هاي چند جزيي بشدت تحت تاثير برهمكنش¬هاي بين اجزاي آنهاست. دو پديده¬ي تشكيل كمپلكس و تفكيك فاز مهمترين پديده¬هايي هستند كه به ترتيب به واسطه¬ي برهمكنش¬هاي جاذبه¬اي و دافعه¬اي بين پليمرهاي موجود در سامانه رخ مي¬دهند. رخداد هر يك از اين پديده ها خواص و ويژگي¬هاي جديدي در سامانه¬ ايجاد مي¬نمايد. شناخت، پيش¬بيني و كنترل خواص سامانه¬هاي چند جزيي، مستلزم بررسي نوع، نحوه و ميزان برهمكنش¬هاست. هدف اين پژوهش بررسي برهمكنش¬هاي جاذبه¬اي و دافعه¬اي بين ژلاتين و كتيرا و پايدارسازي امولسيون آب در آب حاوي محلول¬هاي اين دو پليمر به وسيله كمپلكس حاصل از آنهاست. برهمكنش¬هاي جاذبه¬اي با تغيير pH محيط و دانسيته بار سطحي پليمرها و ايجاد بارهاي ناهمنام در سطوح مختلف تيمارهاي غلظت كل، نسبت پروتئين- پلي¬ساكاريد و غلظت نمك بررسي شد. نتايج نشان داد برهمكنش¬هاي جاذبه-اي منجر به تشكيل كمپلكس مي¬شود و pH هاي بحراني (pHC، pHopt، pHφ1و pHφ2) تحت تاثير تيمارهاي مختلف روند متفاوتي دارند. ماهيت الكتروستاتيكي پيوندها با آزمون طيف سنجي مادون قرمز تاييد شد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني نشان داد كمپلكس حاصل، ساختار شبكه¬اي دارد. گراف هاي آزمون پراش پرتو ايكس نيز تاييدي بر ساختار نيمه كريستالي پليمرها و كمپلكس حاصل از آنها بود. برهمكنش¬هاي دافعه¬اي بين محلول¬هاي ژلاتين و كتيرا در شرايط ناسازگاري ترموديناميكي در عدم حضور نمك سه رفتار متفاوت نشان داد. در غلظت هاي كم (محدوده كمتر از 6/0 كتيرا و 8 درصد ژلاتين) سامانه پايدار بود اما با افزايش غلظت پليمرها (بيشتر از 9 درصد ژلاتين و 2/0 تا 6/0 درصد كتيرا)، سامانه دچار جدايي فاز شد. در سطوح بالاتر غلظت، خصوصا بالاي 7/0 درصد كتيرا و 18 درصد ژلاتين، ويسكوزيته محيط بر نيروهاي ترموديناميكي غلبه و جدايي فاز متوقف شد. نمك بر جدايي فاز اثر افزايش دهنده داشت و ناسازگاري ترموديناميكي را تشديد كرد. تصاوير CLSM نشان داد در هر فاز غلظت يك پليمر غالب است و در حضور نمك شدت جدايي فاز افزايش يافته است. رفتار رئولوژيكي فازهاي جدا شده نيز به ماهيت پليمر غالب در هر فاز نزديك بود. G’’در فاز پايين نمونه داراي نمك و فاز بالاي نمونه بدون نمك نسبت به فازهاي مقابل¬شان يعني فاز بالاي نمونه داراي نمك و فاز پايين نمونه بدون نمك، بيشتر بود. بخش بالايي نمونه فاقد نمك و بخش بالايي نمونه داراي نمك به ترتيب بيشترين وكمترين ويسكوزيته را داشتند. نتايج پايدارسازي امولسيون حاصل از محلول¬هاي ژلاتين و كتيرا و پايدارشده با كمپلكس حاصل از آنها نشان داد؛ امولسيون حاصل طي يك هفته پايدار مي¬ماند. اثر پايداركنندگي كمپلكس كه با اعمال تيمار فراصوت بهبود بخشده شده بود از طريق تشكيل شبكه محافظ اطراف فاز پراكنده و ممانعت از الحاق آنها، نشان داده¬شد. تصاوير CLSM نشان داد ژلاتين فاز پيوسته و كتيرا فاز پراكنده امولسيون را تشكيل داده¬اند و ذرات كمپلكس بصورت ماتريكس فاز داخلي امولسيون يعني كتيرا را در برگرفته اند. رفتار نوساني ديناميكي و تغييرات ويسكوزيته ظاهري امولسيون نيز به رفتار رئولوژيكي فاز پيوسته يعني ژلاتين نزديك بود. بر اساس نتايج پژوهش حاضر، مي توان گفت با تغيير شاخص¬هاي محيطي (بويژهpH و قدرت يوني)، برهمكنش¬هاي بين محلول¬هاي ژلاتين و كتيرا تحت اثر نيروهاي بين و درون مولكولي بخصوص نيروهاي الكتروستاتيكي تغيير مي كند و در نتيجه محصولات جديدي ايجاد مي¬شود كه خواص و تبعا كاربردهاي جديدي دارند. امولسيون آب در آب حاوي محلول هاي ژلاتين و كتيرا كه به وسيله كمپلكس حاصل از اين دو پليمر پايدارشد نيز سامانه هيدروكلوئيدي جديدي است كه مي-تواند به لحاظ تغذيه¬اي حايز اهميت باشد.

212750

صنايع غذايي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان

ژاله ورشوساز، محمد ديناري، نفيسه سلطاني زاده

هاجر شكرچي زاده، اميرحسين گلي