منابع و ماخذ پایان نامه درجه حرارت

روش بکار رفته در تولید آنها خواص متفاوتی دارند. سه نوع متداول این فرآیندها شامل هیدرولیز اسیدی ، اکسیداسیون و دکسترینیزه کردن می باشند که در زیر به آنها اشاره می شود:
2-3-4- 6- 1- هیدرولیز اسیدی
در این فرایند از مخلوط آب و گرانولهای نشاسته استفاده می شود و سپس اسید (هیدروکلریک یا سولفوریک اسید) به آن اضافه شده و ضمن مخلوط کردن در دمای ?C 55-25 ، فرآیند تا رسیدن به درجه هیدرولیز مناسب ادامه می یابد. مقدار هیدرولیز می تواند تعیین کننده بافت و خصوصیات نهایی فرآورده باشد. در این فرآیند چون از دماهای زیر دمای ژلاتینه شدن استفاده می شود، اسید بیشتر به قسمتهای غیر کریستالی و بی شکل نشاسته حمله می کند و در نتیجه قسمتهای کریستالی باقی می ماند. بنابراین به علت از بین رفتن قسمتهای بی شکل و در نتیجه افزایش ساختار کریستالی امکان بیاتی این نشاسته افزایش می یابد. همچنین دمای ژلاتینه شدن افزایش می یابد ، ویسکوزیته کم می شود و حلالیت افزایش پیدا می کند. از این نمونه نشاسته ها تحت عنوان نشاسته رقیق جوشیده یا نشاسته رقیق شده با اسید یاد می شود. این نشاسته ها می توانند ژلهای خوبی را در غلظت های زیاد بوجود آورند. بنابراین می توان از آنها در مواردی که غلظت های زیاد نشاسته مورد نظر است اما ویسکوزیته بالا در دماهای بالامطلوب نمی باشد، مثل بعضی محصولات قنادی و انواع آبنبات های ژله ای استفاده کرد. در این محصولات مخلوطی از اجزاء سازنده در دمای بالا مخلوط می شوند. در صورت استفاده از نشاسته معمولی با افزایش دما ، ویسکوزیته بالا می رود و مخلوط کردن مواد با مشکل روبرو می شود، در حالی که در صورت استفاده از نشاسته رقیق جوشیده این مشکل ایجاد نمی شود، بعلاوه می توان از مقدار زیادی از نشاسته هم استفاده کرد. در اثر سرد نمودن ، این نشاسته ایجاد یک ژل محکم می کند و لذا بافت مطلوبی را در محصول ایجاد می کند [9].
روشهای آزمایشگاهی متعددی برای تعیین میزان تجزیه نشاسته وجود دارد که می توان به روشهای اندازه گیری وزن مولکولی ، تعیین ویسکوزیته ذاتی ، ویسکوزیته ظاهری و عدد قلیایی اشاره کرد، اما در صنعت برای راحتی کار از روش تجربی روان بودن آبی (WF) استفاده می شود. در این روش یک محدوده عددی بین صفر تا 100 تعریف می شود که در آن عدد مربوط به آب را 100 (بسیار روان) و عدد مربوط به نشاسته طبیعی در آب را صفر (بسیار غلیظ و غیر روان) در نظر می گیرند. با افزایش مقدار هیدرولیز نشاسته و شکسته شدن مولکولهای آن عدد WF بیشتر می شود. برای نشاسته های رقیق شده اسیدی معمولی این عدد 60-75 است (شکل 22-2).
شکل 22-2- مقیاس WF مورد استفاده در تعیین میزان هیدرولیز اسیدی. [9]
2-3-4- 6- 2- نشاسته اکسیده شده
دو گروه وسیع نشاسته اصلاح شده با مواد اکسید کننده وجود دارند که شامل نشاسته های رنگبری شده و نشاسته های اکسید شده یا کلرینه شده است [9].
2-3-4- 6- 3- نشاسته های رنگبری شده
این نوع نشاسته ها با درصد بسیار کمی مواد اکسید کننده مانند پراستیک یا هیدروژن پراکسید به مقدار حداکثر 45/0 % اکسیژن فعال ، هیپوکلریت سدیم در حداکثر 82/0 % کلر قابل دسترس ، کلریت سدیم به مقدار حداکثر 5/0 % ، پرمنگنات سدیم به میزان حداکثر 2/0% یا پرسولفات آمونیوم به مقدار حداکثر 075/0% واکنش می دهند. سازمان جهانی غذا و دارو همچنین استفاده از کلسیم هیپوکلریت را به میزان 036/0% وزن نشاسته خشک مجاز اعلام نموده است. در این مقادیر نقش مواد اکسید کننده ، رنگبری و سفید کردن نشاسته است. اگرچه ممکن است مقدار ناچیزی از نشاسته نیز دچار تغییراتی شوند [9].
2-3-4- 7- نشاسته اکسید شده یا کلرینه شده
لازم به ذکر است که اصطلاح کلرینه شده به غلط در مورد نشاسته های اکسید شده به کار می رود زیرا این نشاسته ها تنها با هیپوکلریت سدیم اکسیده شده اند. برای تولید این نشاسته ها هیپوکلریت سدیم به مقدار حداکثر 5/5% کلر قابل دسترس به آرامی به مخلوطی از گرانولهای نشاسته در آب اضافه می شود، البته مقدار مذکور بسته به عملکرد مورد نظر نشاسته حاصل دارد. معمولا محلول هیپوکلریت استفاده شده قلیایی ، خنثی یا اسیدی می شود یا در دمای بالا به کار می رود تا تبدیل هیپوکلریت به کلرات را تسریع کند. پس از افزودن تمامی هیپوکلریت و رسیدن به مقدار مورد نظر از نشاسته تبدیل شده ، pH محصول خنثی یا کمی اسیدی می شود و مقادیر اضافی هیپوکلریت با افزودن یک ماده احیاء کننده مانند بی سولفیت از بین می رود. گرانولهای نشاسته سپس شسته ، آبگیری و خشک کی شوند [9] .
از آنجا که اکسید کردن یک فرآیند گرمازا است لذا بایستی از افزایش بیش از حد درجه حرارت جلوگیری کرد، خصوصاً وقتی نشاسته ای به روش اکسیده تولید می شود. زیرا ممکن است که افزایش دما تا حدی باشد که نشاسته تا حدی محلول یا متورم شود و باعث بروز مشکلاتی در مراحل شستشو و آبگیری نشاسته گردد. به این منظور بهتر است مخلوط نشاسته در آب اولیه در دمای پایین باشد.
مقدار pH که در آن نشاسته اکسیده می شود عامل تعیین کننده نحوه اکسید شدن است. در شرایط اسیدی و خنثی معمولا اکسیداسیون برخی گروههای هیدرکسیل به گروههای کیتونی صورت می گیرد و در شرایط قلیایی گروههای کربوکسیلی تولید می شوند(شکل 23-2).
بر اساس کاهش غلظت مواد اکسید کننده با زمان ، سرعت اکسیداسیون با افزایش pH از 5/7 به 10 کاهش می یابد، اما در pH بالاتر از 10 سرعت اکسیداسیون ثابت می ماند. غلظت نشاسته ، ساختار گرانولی ، دما و نوع نشاسته بر سرعت از بین رفتن هیپوکلریت تاثیر می گذارند. گروههای عملکردی که در طی اکسیداسیون بوجود می آیند در سراسر گرانول پخش می شوند و این امر نشان می دهد که هیپو کلریت در عمق گرانولها نفوذ می کند و به طور تصادفی مولکولهای نشاسته را مورد حمله قرار می دهند.
حدود 85% نشاسته های اکسید شده در صنایع کاغذ سازی و نساجی استفاده می شوند. این نوع نشاسته در تهیه برخی داروها نیز کاربرد دارد. در صنایع غذایی بعلت اینکه گروههای کربوکسیل می توانند تعامل هایی را با گروههای عملکردی پروتئین ها ایجاد کنند، این نوع نشاسته ها می توانند به خوبی بعنوان مواد پوشاننده برای پوشش دادن گوشت و محصولات پروتئینی و همچنین مواد تشکیل دهنده فیلمهای خوراکی و بعنوان بافت دهنده در صنایع لبنیات مورد استفاده قرار گیرند [9] .
شکل 23-2- واکنشهایی که در اثر اکسیداسیون در نشاسته بوجود می آیند [9]
2-3-4- 8- دکسترینیزه کردن
این فرایند شامل شکسته شدن پلیمرها و تشکیل اتصالات و پلیمرهای جدید می باشد (شکل 24-2) که در اثر حرارت های بالا و در حضور و یا عدم حضور کاتالیست ها بوجود می آید. تولید صنعتی آنها توسط حرارت دهی خشک در دماهای ?C 180-110 و به مدت 24-3 ساعت انجام می شود. در این روش اسید ممکن است بر روی نشاسته اسپری شود. با توجه به شرایط واکنش مانند دما و مدت زمان بکار رفته و وجود یا عدم وجود اسید ، محصولات متنوعی از لحاظ ساختار و خصوصیات بوجود می آیند. با توجه به شرایط از نظر صنعتی ، دکسترینها را به سه دسته شامل دکسترینهای زرد ، دکسترینهای سفید و صمغهای انگلیسی تقسیم بندی می کنند که تولید هر یک دارای شرایط متفاوتی است. برخی خصوصیات آنها در جدول (2-3) آورده شده است. در این نوع نشاسته ها اتصالات جدیدی غیر از اتصالات (4-1)? و (6-1)? ممکن است بوجود آید. دکسترین ها می توانند به عنوان مواد تشکیل دهنده فیلم و پوشش های خوراکی استفاده شوند و نیز به عنوان جایگزین بعضی صمغهای گران قیمت یا به عنوان جایگزین چربیها عمل کنند [9].
جدول3-2 – شرایط واکنش تولید انواع دکسترین ها و خواص آنها
شرایط تولید
دکسترین زرد
دکسترین سفید
صمغ انگلیسی
دما (?C)
160-135
130-110
24-10
زمان حرارت دهی (ساعت)
14-8
7-3
24-10
مقدار کاتالیزور
متوسط
زیاد
کم
حلالیت
کم
کم تا زیاد
کم تا زیاد
ویسکوزیته
کم
کم تا زیاد
کم تا زیاد
رنگ
زرد تا قهوه ای تیره
سفید تا کرم
قهوه ای روشن تا تیره
نوع واکنش
هیدرولیز و تشکیل پلیمرهای جدید
بیشتر هیدرولیز
بیشتر تشکیل پلیمرهای جدید
خواص
رتروگراده شدن کم – حفظ رطوبت
چسبندگی زیاد – میزان زیاد قند احیاء کننده
پلیمر با شاخه های زیاد و وزن مولکولی بالا
شکل 24-2- تغییرات مولکولی نشاسته در اثر فرآیندهای دکسترینیزه شدن [9]
امروزه به دلیل تبلیغات بسیار بر مصرف غذاهای فاقد ترکیبات شیمیایی و افزودنی این تفکر در ذهن افراد جامعه شکل گرفته است که نشاسته های اصلاح شده به روشهای شیمیایی ممکن است برای انسان مضر باشند. لازم به ذکر است بر اساس تحقیقات انجام شده تا کنون ، با استفاده از مواد شیمیایی که کاربرد آنها در غذا مجاز باشد و رعایت حد مجاز استفاده از آنها ، نشاسته های اصلاح شده تولیدی کاملا بی ضرر گزارش شده اند ، بعلاوه مقدار باقی مانده مواد شیمیایی موجود در نشاسته اصلاح شده بسیار ناچیز می باشد [9] .
شکل (2-25) شمایی کلی از انواع روشهای متداول اصلاح نشاسته و چگونگی تاثیر آنها بر مولکولهای آمیلوز و آمیلوپکتین را نشان می دهد:
شکل 2-25 – شمایی از چگونگی تاثیر برخی انواع متداول اصلاحات شیمیایی و آنزیمی بر مولکول های نشاسته. [9]
2-3-3- اصلاح آنزیمی
معمولا از آنزیم های هیدرولیز کننده برای تغییر ساختار نشاسته استفاده می شود. آنزیمهای متداول و مورد استفاده شامل آنزیمهای آلفا-آمیلاز ، بتا- آمیلاز ، گلوکوآمیلاز ، ایزوآمیلاز ، پلولاناز و سیکلوآمیلوز گلوکوترانسفراز می باشند. این فرآیند بر روی نشاسته ژلاتینه شده انجام می شود و کنترل دما و pH مناسب ، بسیار مهم و ضروری است. آنزیم آلفا-آمیلاز می تواند اتصالات (4-1)? را به صورت تصادفی در قسمتهای داخلی مولکول تجزیه کند و در نتیجه محصول اثر این آنزیم رشته های کوتاه پلیمری یا قسمتهای شاخه دار با طول کوتاه است. آنزیم بتا-آمیلاز می تواند اتصالات (4-1)? را از انتهای غیر احیاء کننده زنجیره ها به صورت یک در میان شکسته و در نتیجه محصول این آنزیم مالتوز است. از آنجا که این آنزیم نیز شاخه ها را باقی می گذارد لذا محصول دیگر پلی ساکاریدهایی به نام دکسترین محدود بتا است. آنزیم گلوکوآمیلاز می تواند مولکولهای آمیلوز و آمیلوپکتین را از قسمت انتهای غیر احیاء کننده آنها مورد حمله قرار دهد و باندهای (4-1)? و (6-1)? را پشت سرهم شکسته و مولکولهای گلوکز را آزاد کند در نتیجه زمان کافی ، این آنزیم می تواند تمام مولکولهای نشاسته را به گلوکز تبدیل کند. آنزیم های ایزوآمیلاز و پلولاناز که تحت عنوان “آنزیم های شکننده شاخه ها” شناخته می شوند می توانند اتصالات (6-1)? را شکسته و در نتیجه پلمیرهای بدون شاخه بوجود آورند. شکل شماره (2-26) اثر چند نوع آمیلاز را بر آمیلوز و آمیلوپکتین نشان می دهد [9].
آنزیم سیکلوآمیلوز گلوکوترانسفراز می تواند زنجیره طولانی اتصالات (4-1)? را به زنجیره های 6 ،7 یا 8 واحد گلوکز بوجود می آید که تحت عنوان “آمیلوز حلقوی” یا “دکسترین حلقوی” مطرح هستند. این ساختار به علت عدم وجود انتهای غیر احیاء کننده نسبت به اگزوآنزیم ها مقاوم هستند قسمت داخلی این حلقه می تواند ترکیبات غیر قطبی موجود در محیط را در خود جا دهد، در نتیجه باعث افزایش حلالیت ترکیبات غیرقطبی می شوند. از این خاصیت در مواد غذایی ، صنایع دارویی ، صنایع شیمیایی ، مواد بهداشتی و آفت کشها استفاده می شود [9] .
برای مثال می توان از آنها برای پایدار کردن ترکیبات طعمی فرار مواد غذایی یا برای حذف کردن بعضی طعم های نامطلوب مانند طعم تلخ آب مرکبات استفاده کرد یا با آن داروها را از اکسیداسیون حفظ کرد. مواد

مطلب مشابه :  منبع پایان نامه ارشد دربارهعزت نفس، دانش آموز، استقلال عمل