بررسي ويژگي‌هاي فيزيكوشيميايي نشاسته ذرت مومي اصلاح‌شده با اسيدكلريدهاي چرب اشباع از طريق واكنش استريفيكاسيون به منظور توليد يك نوع امولسيفاير خوراكي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي كشاورزي

دكتري

در پژوهش پيش‌رو، از يك روش استريفيكاسيون جديد، دوستدار محيط‌زيست و بدون نياز به حلال آلي براي اصلاح شيميايي نشاسته ذرتمومي استفاده شد و سپس خصوصيات فيزيكوشيميايي و امولسيفايري نشاسته اصلاحشده‌ حاصل مورد ارزيابي قرار گرفت. اصلاح نشاسته در محلول سديم‌هيدروكسيد و با استفاده از سه نوع اسيد كلريد چرب شامل اكتانوئيل، ميريستوئيل و استئاروئيل كلريد (با غلظت‌هاي 1/0، 5/0، 1 و 5/1 ميلي‌ليتر از هر يك از اسيد كلريدهاي چرب به ازاي هر گرم نشاسته) انجام شد. در مرحله بعد نشاسته هاي خنثي، استري‌شده با اسيد كلريدهاي چرب (شامل اكتانوئات، ميريستوئات و استئاروئات) در غلظت بهينه (1/0 ميلي ليتر به ازاي هر گرم نشاسته) و همچنين نشاسته سيب‌زميني اصلاح‌شده با اكتنيل سوكسينيك انهيدريد (به عنوان يك نوع امولسيفاير صنعتي رايج) براي توليد امولسيون روغن آفتابگردان در آب مورد استفاده قرار گرفتند. نتايج نشان دادند كه افزايش غلظت اسيد كلريد چرب (از 1/0 به 5/1 ميلي‌ليتر) منجر به افزايش ميزان درجه‌جايگزيني شد، در حاليكه كارايي فرايند و راندمان واكنش كاهش يافتند. از اينرو، صرفنظر از نوع اسيد كلريد چرب، غلظت 1/0 ميلي‌ليتر اسيد كلريد چرب به ازاي هر گرم نشاسته، كمترين ميزان درجه جايگزيني و بيشترين ميزان كارايي فرايند و راندمان را داشت. براساس نتايج آزمون طيف سنج مادون قرمز تبديل فوريه، حضور دو نوار جذبي جديد مربوط به گروه كربونيل ( در محدوده 1750- 1740 بر سانتي‌متر) و گروه كربوكسيل (1570 بر سانتي‌متر) پيوند استري، انجام موفقيت آميز فرايند استريفيكاسيون را بين گروه كربوكسيل اسيد كلريدهاي چرب و گروه هيدروكسيل نشاسته تاييد كرد. سطح اصلاح 1/0 ميلي‌ليتر از اسيد كلريدهاي چرب به ازاي هر گرم نشاسته، بيشترين ميزان خصوصيات امولسيون‌كنندگي (يعني شاخص فعاليت امولسيون‌كنندگي و شاخص پايداري امولسيون) را نشان دادند. خصوصيات ژلاتينه‌شدن، بلورينگي و مورفولوژي نشاستههاي اصلاحشده به ترتيب توسط دستگاه گرماسنج روبشي افتراقي، دستگاه پراش اشعه ايكس و ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج نشان دادند كه طي فرايند استريفيكاسيون نشاسته ذرت‌مومي از طريق اسيد كلريدهاي چرب در محلول سود به عنوان محيط واكنش، ساختار بلورين آميلوپكتين تخريب شد و نشاسته ذرت‌مومي خنثي با ساختار بلوري نوع آ (A)، تبديل به حالت بيشكل يا آمورف شد، كه بيانگر عدم وجود خصوصيات ژلاتينهشدن در نشاسته اصلاح‌شده است. در رابطه با اثر نوع و غلظت امولسيفاير، غلظت 25/1 از اكتانوئات و 5/0 از امولسيفاير صنعتي داراي كمترين شاخص خامه‌اي‌شدن (به ترتيب 63/2 و صفر درصد) بودند و بنابراين به عنوان فرمولاسيون بهينه انتخاب شدند و آزمون هاي بعدي بر روي اين امولسيونها انجام شد. اثر تنش‌هاي محيطي مختلف بر روي اندازه، توزيع اندازه قطرات و بار سطحي هر دو نوع امولسيون يكسان بود. هر دو امولسيون در دامنه سرعت برشي 1 تا 600 بر ثانيه، رفتارغير نيوتوني (سودوپلاستيك رقيق شونده با برش) نشان دادند. امولسيون‌هاي ذخيره‌شده در دماي 25 درجهسلسيوس داراي پايداري بيشتري در مقايسه با امولسيون‌هاي نگهداري شده در دو دماي 4 و 37 درجهسلسيوس بودند. به طوريكه، كمترين شاخص پايداري توربي اسكن براي امولسيون‌هاي پايدارشده با اكتانوئات و امولسيفاير صنعتي در دماي 25 درجه‌سلسيوس (به ترتيب 19/2 و 89/1) به دست آمد. بنابراين بطور كلي مي‌توان نتيجه گرفت كه كاربرد اسيد كلريدهاي چرب در شرايط قليايي ميتواند به عنوان يك راه مناسب براي اصلاح نشاسته ذرت‌مومي به منظور افزايش خاصيت آبگريزي آن پيشنهاد شود. اين امولسيفاير توليدي ميتواند به عنوان يك جايگزين مناسب براي امولسيفايرهاي رايج صنعتي (بر پايه نشاسته) در صنعت غذا مورد استفاده قرار گيرد.

215819

علوم و صنايع غذايي (تكنولوژي مواد غذايي)

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان

محمد ديناري، اميرحسين گلي

مهدي كديور، عليرضا نجفي، مهران اعلمي

علي نصيرپور، جواد كرامت