منابع و ماخذ پایان نامه زمان واکنش، اضافه وزن

ته [9]
برای تولید نشاسته های با اتصالات عرضب از سدیم تری متا فسفات (STMP) ، فسفورس اکسی کلراید(POCI3) یا مخلوط آدیپیک انهیرید و استیک انهیرید به عنوان عامل ایجاد کننده اتصالات عرضی استفاده می شود (اشکال 2-11، 2-12 و 2-13). به این منظور از مخلوط آب و گرانولهای نشاسته ، در 12-5/7=pH و دمای °C 50-25 به مدت 30 دقیقه تا 24ساعت استفاده می شود.سپس به حالت خنثی در می آید و نشاسته با عبور از فیلتر ، چندین بار شستشو می شود و سپس خشک و بازیافت می شود. نمکها و ترکیبات تولید شده دراثر فرآیند دراثر شستشو جدا می شوند [9].
لازم به ذکر است که شرایط تولید نشاسته با اتصالات عرضی ، بسته به نوع ترکیب ایجاد کننده اتصال عرضی متفاوت می باشد. به عنوان مثال استفاده از سدیم تری متافسفات به زمان واکنش طولانی تری نیاز دارد. بعلاوه خواص این نشاسته ها تحت تاثیر عامل ایجاد کننده اتصالات عرضی نیز قرار می گیرد. برای مثال زمانی که از واکنشگرهای سریع مانند مانند POCI3 استفاده می شود، بیشتر اتصالات عرضی در قسمتهای خارجی گرانول تشکیل می شود که این موضوع باعث کمتر شدن میزان تورم گرانول در مقایسه با مواد واکنشگر کند (که اتصالات عرضی را بطور یکنواخت تری در گرانول بوجود می آورند) می شود. استفاده از آدپیک و استیک انهیرید تولید نوعی نشاسته با اتصالات عرضی می کند که در pH های خنثی پایداری بیشتری دارند. نشاسته حاصله دارای تعدادی جایگزینی با گروههای استیل نیز می باشد.
کاربرد نشاسته با اتصالات عرضی با توجه به خصوصیات آنها در مواردی است که غذا تحت فرآیندهای حرارتی ، تنشهای مکانیکی شدید یا شرایط اسیدی قرار می گیرد. برای مثال از آنها در تولید انواع سوپها ، غذای کودک و کنسروسازی می توان استفاده کرد. از این نوع نشاسته ها در تهیه انواع پای (نوعی کیک) ، نان ، پودینگ ، سس سالاد و نیز غذاهایی که اتوکلاو می شوند استفاده می شود. همچنین این نشاسته ها در صنایع نساجی کاربرد دارند [9] .
شکل2 -11- واکنش شیمیایی فسفروس اکسی کلرید به عنوان یک ترکیب ایجاد کننده اتصالات عرضی در تولید نشاسته اصلاح شده ، =St مولکولهای نشاسته [9]
شکل 2-12- واکنش شیمیایی سدیم تری متا بی فسفات به عنوان یک ترکیب ایجاد کننده
اتصالات عرضی در تولید نشاسته اصلاح شده ، =St مولکولهای نشاسته [9]
شکل 2 – 13- واکنش شیمیایی مخلوط از آدیپیک – استیک انهیدریل به عنوان یک ترکیب ایجاد کننده
اتصالات عرضی در تولید نشاسته اصلاح شده ، =St مولکولهای نشاسته [9]
شکل 2-14 نشان می دهد که مقادیر مختلف اتصالات عرضی بوجود آمده دراثر فرآیندهای مختلف تولید نشاسته با اتصالات عرضی می تواند بر خواص رئولوژیکی محصول موثر باشد و لذا کاربردهای متفاوتی را ایجاد می کند. برای مثال یکی از کاربردهای نشاسته با اتصالات عرضی بالا درتولید محصولات کنسروی است که تحت شرایط اتوکلاو قرار می گیرند. این نوع نشاسته در دماهای پائین باعث افزایش زیاد ویسکوزیته نمی شود ، در حالی که در دمای استریلیزاسیون ویسکوزیته آن افزایش می یابد و این امر می تواند بر انتقال حرارت تاثیر مثبت داشته باشد و در نهایت ویسکوزیته بالایی را ایجاد کند [9] .
شکل2-14- ویسکوآمیلوگرامهای مربوط به نشاسته های با اتصالات عرضی متفاوت
تولید شده توسط سدیم متا بی فسفات با نشاسته طبیعی [9]
تعداد اتصالات عرضی موجود در نشاسته با اتصالات عرضی معمولا بسیار کم است. اگرچه همین مقدار کم کافی است تا تاثیرات بسزایی در خواص عملکردی نشاسته بوجود آید. دلیل کم بودن این اتصالات پایداری و استحکام بیشتر کووالانسی در مقایسه با اتصالات هیدروژنی است. تعداد اتصالات عرضی ایجاد شده در نشاسته برای مصارف غذایی و دارویی معمولا توسط مقررات حاکم بر مواد غذایی در ممالک مختلف تعیین می شود و معمولا یک اتصال عرضی به ازاء هر 30000-10 واحد گلوکز نشاسته است.
از آنجا که انواع نشاسته ها با تعداد متفاوت اتصالات عرضی به طور تجاری یافت می شود ، بایستی خصوصیات نشاسته مطابق با کاربرد آن تعیین گردد.به عنوان مثال نشاسته با تعداد بالای اتصالات عرضی دارای عملکرد مناسبی در غذاهایی که حرارت کمی می بینند نیست.
از آنجا که تعداد اتصالات عرضی موجود در نشاسته اصلاح شده با اتصالات عرضی معمولاً بسیار کم می باشد ، تاثیر آنزیم های هضم بر روی این نوع نشاسته ها مشابه نشاسته های معمولی است. تحقیقات نشان داده اند که میزان کالری زایی آنها و تاثیر آنها بر اضافه وزن حیوانات آزمایشگاهی مشابه نشاسته های معمولی است [9] .
اگر تعداد اتصالات عرضی زیاد باشد ( این نوع نشاسته ها معمولا کاربرد غذایی ندارند) ممکن است آنزیمهای هضم نتوانند به طور کامل باعث تجزیه نشاسته گردند، لذا این نشاسته با ورود به روده بزرگ و تخمیر توسط میکرو ارگانیسمهای موجود می توانند باعث بروز نفخ گردند. برخی انواع نشاسته های با اتصالات عرضی زیاد ، به عنوان نشاسته های مقاوم معروف می باشند . به این معنا که این نشاسته ها در برابر آنزیمهای هضم مقاوت می کنند. لذا برخی محققین از آنها به عنوان نوعی فیبر رژیمی یاد کرده اند.
چنانکه قبلا نیز اشاره شد ویسکوزیته خمیر نشاسته در اثر ماندگاری یا کاهش دما افزایش می یابد که نتیجه عمل بیاتی است. به منظور تعویق یا پیشگیری از این پدیده که خصوصاً مولکولهای آمیلوز در بروز آن در زمان کوتاه نقش دارند نشاسته جایگزین تولید می شود.
به منظور تولید این نوع نشاسته از ترکیبات جایگزین شونده مختلفی می توان استفاده کرد که شامل استات ، منوفسفات ، سوکسینات ، سدیم اکتنیل سوکسینات و هیدروکسی پروپیل می باشد. این ترکیبات به جای یک گروه هیدروکسیل واحدهای گلوکز سازنده نشاسته جایگزین می شوند.
این جایگزینی بوسیله تشکیل استر یا اتر بوجود می آیدو گروههای قرار گرفته روی زنجیره های آمیلوز یا آمیلوپکتین به عنوان یک عامل ممانعت کننده فضایی عمل کرده و باعث دورنگه داشتن زنجیرها از هم می شوند (شکل 2-15). در نتیجه این نوع نشاسته ها بطور کلی دارای خواص زیر می باشند ( که با توجه به نوع جایگزین شده خواص دیگری نیز ممکن است داشته باشند) که شامل :
* پدیده بیاتی به دلیل افزایش فاصله بین شاخه های نشاسته ، کمتر اتفاق می افتد و در نتیجه در دماهای پایین تر پایدارتر هستند.
* دمای ژلاتینه شدن به دلیل نفوذ سریعتر آب بین شاخه های نشاسته کمتر است.
* قدرت جذب آب گرانولها بیشتر می باشد و در نتیجه ویسکوزیته بیشتری ایجاد می کنند.
* شفافیت ژل آنها بیشتر است.
* بعلت فضاهای بوجود آمده بین رشته ها ، وزن مخصوص آنها کمتر است.
شکل 2-15- تصویری از ساختار شیمیایی نشاسته جایگزین شده. پس از قرار گرفتن عوامل اصلاح کننده
بر ساختار نشاسته ترکیبات آبدوست یا آبگریز می توانند بر روی آن جایگزین شوند. [9]
2-3-4- انواع اصطلاحات شیمیایی متداول به روش جایگزینی در صنایع غذایی به شرح زیر است:
2-3-4- 1- نشاسته استاته
در تولید این نوع نشاسته از اسید استیک ، استیک انهیرید ، ونیل استات و اسید استیک گلاسیال بعنوان واکنشگر استفاده می شود. شکل شماره (2-16) نحوه واکنش استات را با نشاسته می دهد. برای انجام واکنش ، واکنشگر به طور تدریجی و آرام به مخلوط آب و نشاسته در 9-5/7=pH اضافه می شود. دما و فشار به کار رفته با توجه به ماده شیمیایی مورد استفاده متفاوت است. برای مثال در مورد واکنشگر استات وینیل از دمای ?C 170 و فشار psi 120 استفاده می شود. پس از اتمام واکنش مخلوط خنثی می شود و به pH معمولی می رسد و سپس شستشو و خشک می شود.
شکل2-16- واکنشهای شیمیایی مربوط به تولید نشاسته جایگزین شده با استات ، St = مولکولهای نشاسته [9]
2-3-4- 2- نشاسته اکتنیل سوکسینیله
برای تولید این نوع نشاسته از اکتنیل سوکسینیک انهیرید استفاده می شود . برای انجام واکنش مخلوطی از آب و نشاسته در 9-7=pH به همراه واکنشگر به خوبی مخلوط می شود. در نتیجه گروه هیدروفوب (اکتنیل) و گروه هیدروفیل (استات) روی زنجیره های آمیلوز و آمیلوپکتین قرار می گیرد که به دلیل وجود گروههای هیدروفوب و هیدروفیل این نشاسته ها می توانند خواص امولیسفایری داشته باشند و از آنها برای پایدار کردن امولسیونها و کپسوله کردن استفاده شود. شکل شماره (2-17) واکنش شیمیایی اکتنیل سوکسینیک انهیرید با نشاسته را نشان می دهد [9] .
شکل 2-17 – نحوه واکنش اکتنیل سوکسینک آنهیرید با نشاسته ، St= مولکولهای نشاسته. [9]
2-3-4- 3- نشاسته فسفاته
نشاسته های فسفاته در حقیقت مشتقات استری فسفریک اسید هستند. برای تولید آنها از واکنشگرهایی مانند ارتوفسفات ، متافسفات ، پیروفسفات و تری پلی فسفات استفاده می شود. شکل شماره (2-18) واکنش های شیمیایی و شرایط واکنش سدیم ارتو فسفات و سدیم تری پلی فسفات با نشاسته را نشان می دهد.
شکل2-18 – نحوه واکنش شیمیایی در تولید نشاسته جایگزین شده با ارتوفسفات، St= مولکولهای نشاسته [9]
نشاسته های فسفاته نیز خواص عمومی نشاسته های جایگزین شده را دارا هستند. اما آنها بعلت وجود گروههای فسفات که در pH های خنثی دارای بار منفی هستند می توانند ویسکوزیته بالاتری ایجاد کنند ، پایداری ، شفافیت ، قابلیت جذب و نگهداری آب بهتری داشته باشند و مقاومت بیشتری در برابر بیات شدن در دمای پایین نشان دهند. این خصوصیات در pH های پایین که گروههای فسفات بار منفی خود را از دست می دهند کمتر می شوند. همچنین وجود یونهای فلزات (بعلت خنثی کردن گروههای منفی فسفات) نیز باعث کم رنگ شدن آثار ناشی از وجود بار منفی می شوند (شکل 2-19). این نوع نشاسته ها بعنوان پایدار کننده امولسیون در محصولاتی که در دمای پایین نگهداری می شوند مانند سسها و برخی شربت های دارویی استفاده می شوند.
شکل 2-19- نحوه واکنش شیمیایی در تولید نشاسته جایگزین شده با تری پلی فسفات ، St مولکولهای نشاسته. [9]
2-3-4- 4- نشاسته هیدروکسی پروپیله (E1442)
این نوع نشاسته در اثر واکنش نشاسته با پروپیلن اکساید تولید می شود و در نتیجه یک گروه هیدروکسی پروپیل با اتصال به مولکولهای گلوکز متصل می شود. برای انجام واکنش از دمای ?C 50-30 و از شرایط قلیایی شدید استفاده می شود. از این نوع نشاسته ها برای تولید محصولات غذایی با بافتی نرم ، ویسکوز ، شفاف و غلیظ مانند سس ها و پودینگ ها استفاده می شود. شکل شماره (2-20) واکنش شیمیایی پروپیلن اکسید با نشاسته و نحوه قرار گرفتن گروه هیدروکسی پروپیل را بر روی نشاسته نشان می دهد [9] .
شکل 2-20- نحوه واکنش شیمیایی تولید نشاسته هیدروکسی پروپیله ، St= مولکولهای نشاسته [9]
2-3-4- 5- نشاسته های کاتیونی و آمفوتری
نشاسته های کاتیونی در اثر جایگزین کردن گروههای هیدروکسیل گلوکز با گروههایی که خاصیت کاتیونی دارند تولید می شوند. برای تولید آنها ار موادی مثل سولفونیوم ، فسفونیوم و آمینها استفاده می شود. این نوع نشاسته ها بعلت دارا بودن بار مثبت ، مواد بهم چسباننده مناسبی برای ذرات با بار منفی می باشند. در نشاسته های آمفوتری گروههای دارای بار مثبت و بار منفی روی نشاسته قرار می گیرند. این نشاسته ها در صنایع نساجی و کاغذ سازی کاربرد زیادی دارند. شکل شماره (2-21) یک نوع نشاسته آمفوتری را نشان می دهد.
شکل 2-21 – نشاسته آمفوتری که یک گروه آمین نوع سوم و یک گروه فسفات در ساختار آن قرار گرفته است. [9]
2-3-4- 6- نشاسته تبدیل یافته
نشاسته تبدیل یافته دارای رشته های کوچکتری از آمیلوز و آمیلوپکتین می باشند. این نوع نشاسته ها باتوجه به نوع فرآیند و

مطلب مشابه :  پایان نامه ارشد با موضوعمهارت های جابه جایی، سیستم عصبی، بزرگسالان