منابع و ماخذ پایان نامه افزایش، چربی، دمای

ه کیفیت و نیز ارزش تغذیه ای آنها می باشد. ژلاتینه شدن نشاسته تحت تاثیر سایر ترکیبات موجود در ماده غذایی و نوع نشاسته مصرفی قرار می گیرد که می بایست مورد بررسی قرار گیرد [9] .
2-2- 7- برهمکنش نشاسته با سایر ترکیبات
در حین کاربرد نشاسته در محصولات مختلف ، نشاسته با سایر ترکیبات موجود مانند چربیها ، نمک ، اسید و غیره در ارتباط می باشد.لذا بررسی امکان واکنش و تاثیر این ترکیبات بر خواص نشاسته از اهمیت خاصی برخوردار است.
2-2-7-1- تاثیر pH
مولکولهای نشاسته معمولا دارای بار الکتریکی نیستند. یک مورد استثناء نشاسته سیب زمینی است که دارای گروههای استر فسفات است. بنابراین انتظار می رود که تغییرات pH و نیز سایر یونها بر اغلب نشاسته های طبیعی بی تاثیر باشد. در مورد نشاسته سیب زمینی قدرت ژل آن بسیار وابسته به pH است و در pH خنثی بیشترین حد خود را دارد. در مورد سایر نشاسته ها مانند تاپیوکا چنین وابستگی بین قدرت ژل وpH دیده نمی شود.
بیاتی نشاسته گندم که با DSC اندازه گیری شده است در 6/5=pH بیشترین حد خود را دارد در حالی که در pH های 4/4 ، 6/7 و 4/9 حداقل است. از طرفی مولفه الاستیک در 6/5=pH در حداقل خود و در 4/9 حداکثر است، اگر چه اختلاف موجود کم است . pH های بسیار پایین باعث هیدرولیز نشاسته می شود و می تواند به عنوان یک روش در تهیه نشاسته اصلاح شده (هیدرولیز اسیدی) به حساب آید . قسمتهای بی شکل (غیر کریستالی) نشاسته اولین مکانی هستند که تحت تاثیر اسید قرار می گیرند. محدوده های pH بسیار بالا باعث ژلاتینه شدن نشاسته در دمای پایین می گردد و گرانولها دردمای اتاق متورم می شود و آمیلوز درحضور هیدروکسی سدیم محلول می گردد [9].
2-2- 7- 2- نمک ها
خواص رئولوژیکی نشاسته سیب زمینی نسبت به قدرت یونی بسیار حساس است. اگرچه هیچ برهمکنش خاصی بین یونها و نشاسته دیده نشده است و همه یونها در یک قدرت یونی خاص تاثیر مشابهی را نشان می دهند. سایر نشاسته ها غیر از نشاسته سیب زمینی تحت تاثیر یونها قرار نمی گیرند. تاثیر نمکها بر دمای ژلاتینه شدن نشاسته بستگی به نوع نمک و غلظت آن دارد. به عنوان مثال محدوده دمای ژلاتینه شدن نشاسته در حضور نمک کلرید سدیم ابتدا با افزایش غلظت نمک زیاد می شود و سپس کاهش می یابد. همچنین با افزایش غلظت نمک انتالپی ژلاتینه شدن ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد.
برای نشاسته سیب زمینی ، دمای اوج ژلاتینه شدن (Tp) با افزایش غلظت نمک کاهش می یابد، در حالی که برای نشاسته ذرت و برنج (مومی و معمولی) ابتدا افزایش و سپس کاهش مشاهده می شود.
افزایش غلظت نمک سولفات سدیم باعث افزایش دمای ژلاتینه شدن نشاسته سیب زمینی از C°62 به 80°C می شود، در حالی که برمات سدیم باعث کاهش آن تاحد 44°C می شود و تغییرات انتالپی نیز کاهش می یابد. برخی نمکها باعث ژلاتینه شدن نشاسته در دمای اتاق شوند، نمک کلرید کلسیم در غلظت M3 یکی از آنهاست [9] .
نتایج تحقیقات انجام شده توسط دستگاه DSC نشان داده است که در حضور کلرید سدیم ، بیاتی نشاسته گندم کاهش می یابد. آنیونهای زیر به ترتیب باعث افزایش سرعت بیاتی می شوند:
I´Br´CI´, F و کاتیونهای زیر به ترتیب باعث کاهش سرعت بیاتی نشاسته می شوند:
K+ Li+ Na+
2-2- 7- 3- قندها
افزایش قندها باعث افزایش دمای شروع ژلاتینه شدن (To) می شود. حضور قندها در محیط به این معنا است که آب کمتری در اختیار نشاسته قرار می گیرد و لذا اثر نرم کنندگی آب کاهش می یابد. در نتیجه دمای ذوب کریستالهای نشاسته افزایش می یابد. وقتی نشاسته در مقدار آب کم، ژلاتینه شود در منحنی DSC دو قله دیده می شود. در صورت اضافه کردن قند این دو قله به یک قله تبدیل می شود. بنابراین قندها باعث کاهش محدوده دمای ژلاتینه شدن می شوند. ویسکوزیته مخلوط 1:1:1 نشاسته ، آب و قند پایینتر از مخلوط 1:1 نشاسته و آب است. قدرت تورم گرانولهای نشاسته گندم با افزایش غلظت قند تا حد 10% افزایش و سپس کاهش می یابد. بعلاوه افزایش غلطت قند باعث می شود که افزایش قطر گرانولهای نشاسته در دمای بالاتری اتفاق افتد.
خواص رئولوژیکی ژل نشاسته – آب – قند با ژل نشاسته – آب متفاوت است. ویسکوزیته ظاهری نشاسته ژلاتینه شده با افزایش غلظت قند تا حد معینی افزایش و سپس کاهش می یابد. بررسیهای انجام شده به کمک آمیلوگراف نشان داده است که ویسکوزیته نشاسته گندم با افزایش دما و غلظت قند افزایش می یابد.
تحقیقات نشان داده اند که قندهای دی ساکاریدی تاثیر بیشتری نسبت به قندهای منوساکاریدی بر خواص نشاسته ذرت دارند. همچنین تحقیقات نشان داده اند که افزودن قندهای منوساکاریدی مانند ریبوز ، زایلور و فروکتوز باعث تغییر در کریستاله شدن ژل نشاسته می شود. ریبوز و زیلوز قادرند از رشد کریستالهای آمیلوپکتین جلوگیری کنند [9] .
2-2- 7- 4- چربی ها
چربی های قطبی مانند منوگلیسیریدها ، اسیدهای چرب و ترکیبات مشابه با آمیلوز ایجاد کمپلکس می کنند (کمپلکس آمیلوز – چربی). دو نوع از این کمپلکس شناخته شده است : نوع I که غیر کریستالی است و نوع II که کریستالی است و توسط پراش اشعه ایکس قابل مطالعه است . این کریستال در دمای حدود C°120-100 ذوب می شود.
برای ایجاد کمپلکس آمیلوز با چربی حداقل 8-4 کربن در زنجیره چربی لازم است و بهترین طول زنجیره آن بین 12 تا 18 کربن است. در مورد چربی های با طول زنجیره کمتر از 9 پایداری کمپلکس بسیار کم خواهد بود. چربیهای اشباع نسبت به چربی های غیر اشباع در ایجاد کمپلکس با آمیلوز موثرتر می باشند. بعلاوه فرم ترانس چربی ها کمپلکس پایدارتری ایجاد می کند.
مقدار کم چربی که به طور طبیعی در نشاسته غلات وجود دارد مانند چربیهایی که به نشاسته اضافه شوند بر خواص نشاسته موثر است. این چربی ها یا در سطح گرانولها هستند و یا در داخل آنها و عمدتا شامل فسفولیپیدها یا اسیدهای چرب آزاد می باشند. تحقیقات نشان داده اند که در حین فرایند ژلاتینه شدن وقتی آمیلوز از گرانولها به بیرون تراوش می کند ، در معرض چربیها قرار می گیرد و می تواند با آنها ایجاد کمپلکس کند. این ترکیب عمدتا در سطح گرانولها باقی می ماند و لذا از ادامه جذب آب و تورم گرانولها جلوگیری می کند. در نتیجه دمای ژلاتینه شدن نشاسته افزایش می یابد. از آنجا که ایجاد کمپلکس آمیلوز با چربی یک واکنش گرمازا است ، لذا انتالپی ژلاتینه شدن نشاسته کمتر از حالت معمول تعیین می گردد.
برخی ترکیبات فعال سطحی مانند سدیم دودسیل سولفات (SDS) باعث کاهش دمای ژلاتینه شدن نشاسته می گردند [9] .
بر اساس نوع چربی ، منشا نشاسته و شرایط واکنش ، ویسکوزیته نشاسته در اثر افزودن چربی ممکن است افزایش یا کاهش یابد. در صورت وجود آب کافی ، افزودن چربی ها باعث کاهش ویسکوزیته نشاسته می شود. این امر به دلیل کاهش قدرت تورم و حلالیت نشاسته است. این تاثیر تا زمانی است که چربی بتواند بر گرانولهای نشاسته اثر کند. مثلا در دمای بالا (حدود °C 95) کمپلکس آمیلوز با چربی شروع به ذوب شدن می کند و لذا تاثیر چربی بر گرانولها و نشاسته از بین می رود. اگر چربی ها پس از حرارت دادن و ژلاتینه شدن کامل نشاسته ، اضافه شوند تاثیر آنها بر ویسکوزیته بسیار ناچیز است.
ترکیبات فعال سطحی یونی عمدتا باعث افزایش قدرت تورم و حلالیت نشاسته در حین حرارت دهی می شوند که می تواند به دلیل وجود یک گروه بسیار آبدوست در انتهای مولکول باشد. این امر باعث تسریع خروج آمیلوز از گرانولها می شود و معمولا ویسکوزیته افزایش می یابد.
در غلظت های بالای نشاسته در شرایطی که مقدار آب موجود کم می باشد عملکرد چربی ها و ترکیبات مشابه متفاوت است. در این شرایط تماس گرانولها با یکدیگر مشاهده می شود. وجود چربی ها باعث استحکام گرانولها تا رسیدن به دمای خاصی می شود. بنابراین خمیر حاصل ویسکوزیته بالاتری دارد و ژل محکمی ایجاد می کند. بعلاوه وجود چربی ، چسبناکی ژل حاصل را کاهش می دهد.
2-3- انواع نشاسته اصلاح شده ، تولید ، خواص و کاربردهای آن
2-3-1- مقدمه
نشاسته طبیعی گرفته شده از منابع مختلف گیاهی دارای خواص منحصر به فرد می باشد. اگر چه با پیشرفت صنایع تبدیلی مواد غذایی و ابداع روش های جدید فرآیند غذا، ساختار نشاسته دچار تغییر و تحولاتی می گردد که می تواند منجر به از دست رفتن بعضی خواص مطلوب آن در غذاها گردد. برای مثال در اثر فرآیند اتوکلاو کردن غذاهای حاوی نشاسته امکان شکسته شدن مولکولهای نشاسته در اثر حرارت بالا وجود دارد. در نتیجه ویسکوزیته و قوام محصول مورد نظر پایین می آید، بعلاوه در شرایط اسیدی و یا دمای انجماد، نشاسته طبیعی دچار تغییر ساختار می شود و عملکرد آن تغییر می یابد. در نتیجه نشاسته دیگر قادر به ایفای نقش خود نمی باشد. به منظور بهبود خواص عملکردی نشاسته می توان ساختار ان را به طرق مختلف تغییر داد. چنین نشاسته ای را نشاسته اصلاح شده می نامند. در برخی منابع علمی فارسی نشاسته اصلاح شده تحت عنوان نشاسته تعدیل شده یا نشاسته تغییر یافته ترجمه شده اند. در اینجا واژه انگلیسی Modified starch نشاسته اصلاح شده نامیده می شود. ایجاد تغییر در ساختار نشاسته یا به عبارتی تولید نشاسته اصلاح شده با کمک روشهای شیمیایی ، فیزیکی ، آنزیمی ، ژنتیکی و یا ترکیبی از این روشها امکان پذیر می باشد [9].
2-3-2- نشاسته اصلاح شده به کمک روشهای شیمیایی
استفاده از روشهای شیمیایی قدیمی ترین و متداولترین روش اصلاح نشاسته می باشد. در این روش گروههای شیمیایی خاص نظیر گروههای استری ، یونهای خاص ، استیل و غیره روی مولکولهای نشاسته قرار می گیرد و باعث ایجاد خواص جدیدی در آن می گردد. جهت بیان میزان اصلاح شیمیایی نشاسته دو اصطلاح به کار می رود:
* درجه جایگزینی : درجه جایگزینی نشان دهنده تعداد گروههای هیدروکسیل واحدهای گلوکز است که با عامل شیمیایی مورد نظر جایگزین شده است. با توجه به اینکه 3 عامل هیدروکسیل آزاد بر روی هر واحد گلوکز در ساختار پلیمری نشاسته وجود دارد بنابراین حداکثر درجه جایگزینی برابر 3 می باشد.
* درجه جایگزینی مولی: درجه جایگزینی مولی نشان دهنده تعداد مول ماده جایگزین شونده به ازای تعداد مولهای گلوکز موجود در ساختمان نشاسته است. این اصطلاح بیشتر زمانی استفاده می شود که جایگزینی بصورت پلیمری بر روی واحدهای گلوکز انجام شود. بنابراین درجه جایگزینی مولی می تواند بیشتر از 3 باشد [9] .
2-3-3- نشاسته با اتصالات عرضی : تولید ، خواص و کابردهای آن
یکی از انواع بسیار متداول و پرکابرد نشاسته اصلاح شده به روشهای شیمیایی تولید نشاسته با اتصالات عرضی است. در این نوع نشاسته با استفاده از مواد شیمیایی دارای گروههای دوعاملی، دوشاخه از آمیلوز یا آمیلوپکتین را توسط پیوندهای استری به هم متصل می کنند و به این ترتیب مولکولها و شاخه های آمیلوز و آمیلوپکتین در کنار هم نگه داشته می شوند و در نتیجه این فرایند باعث تقویت و افزایش یکپارچگی ساختار گرانول نشاسته می شود (شکل 2-10). همچنین ساختار گرانول در طی فرایند حرارت دهی ، بهم زدن و شرایط اسیدی حفظ می شود. در نتیجه در این نوع نشاسته ها تورم گرانول به شکل کنترل شده ای انجام می شود. این نوع نشاسته ها در طی حرارت دادن ویسکوزیته خود را حفظ می کنند و می توانند مقاومت خوبی در برابر دمای بالا ، شرایط اسیدی و تنشهای مکانیکی داشته باشند. حلالیت این نوع نشاسته ها به دلیل اتصالات عرضی بوجود آمده کمتر از نشاسته طبیعی است. همچنین دمای ژلاتینه شدن در نشاسته های با اتصالات عرضی بالاتر است و رتروگراده شدن در آنها کمتر اتفاق می افتد.
شکل 2-10 نمایی از اتصالات عرضی در ساختار داخلی یک گرانول نشاسته

مطلب مشابه :  مقاله درمورد دانلودفراشناختی، دانش آموز، دانش آموزان