منابع و ماخذ پایان نامه ژلاتینه، تولید، خشک

حاصل از فرآیندهای آنزیمی با توجه به نوع آنزیم بکار رفته و زمان و شرایط استفاده شده ، ساختار ها و خصوصیات متفاوتی دارند که برای مثال می توان از مالتودکسترین ها نام برد که محصول عمل آنزیم آلفا آمیلاز هستند یا زمانی که هدف تولید شربت های با درصد گلوکز بالا باشد می توان از مخلوطی از آنزیم های مختلف مانند آلفا آمیلاز، بتا آمیلاز و ژلوکوآمیلاز استفاده کرد. در نتیجه محصولات فرآیندهای آنزیمی می توانند خصوصیات متفاوتی از نظر حلالیت ، ویسکوزیته ، قدرت تشکیل ژل ، قابلیت جذب آب و شیرینی داشته باشند [9] .
شکل 2-26- چگونگی تاثیر انواع آنزیمهای موثر بر نشاسته و محصول عمل آنها [9]
2-3-4- اصلاح فیزیکی
اصلاح نشاسته به کمک روشهای فیزیکی و بدون کاربرد مواد شیمیایی امروزه طرفداران زیادی پیدا کرده است. از انواع این نشاسته می توان نشاسته فوری (پیش ژلاتینه شده) را نام برد که در زیر به آن اشاره می شود:
2-3-4-1- نشاسته فوری یا پیش ژلاتینه (پری ژل) ، تولید ، خواص و کاربردهای آن
برای تولید این نشاسته ها ابتدا نشاسته ژلاتینه و سپس سریع آن را خشک و پودر می کنند. در اثر ژلاتینه شدن ، زنجیره های آمیلوز و آمیلوپکتین از یکدیگر دور شده و آب بین آنها قرار می گیرد. در اثر خشک شدن سریع ، آب بین زنجیر ها به سرعت تبخیر شده و در نتیجه مولکولهای آمیلوز و آمیلوپکتین نمی توانند کریستالیزه شوند و به همان صورت باقی مانده و تولید یک ماده با حالت شیشه ای می کنند که به محض قرار گرفتن در آب می توانند آب را به درون ساختار خود جذب کرده و ویسکوزیته بالایی ( مانند وقتی که نشاسته ژلاتینه می شود) ایجاد کنند (شکل 2-27). در طی فرآیند تولید نشاسته پری ژل معمولا ساختار گرانول از بین می رود. این نشاسته ها تحت عنوان نشاسته فوری نیز شناخته می شوند.
شکل2-27- منحنی تغییرات ویسکوزیته نشاسته پیش ژلاتینه ب گذشت زمان در اثر حرارت دهی [9]
بعضی فرآیندهای تولید نشاسته های فوری ساختار گرانول را تخریب نمی کنند. این نوع نشاسته های پیش ژلاتینه، تحت عنوان نشاسته های گرانولی قابل تورم در آب سرد (GCWS) شناخته می شوند و ویسکوزیته بالاتری نسبت به نشاسته پیش ژلاتینه معمولی دارند. از نشاسته های فوری می توان در غذاهایی که به حرارت حساس اند استفاده کرد. روشهایی که برای تولید نشاسته های پیش ژلاتینه استفاده می شوند شامل موارد زیر می باشند:
2-3-4-2- استفاده از خشک کن غلطکی برای تولید نشاسته پیش ژلاتینه
این روش یکی از متداول ترین روش های تولید نشاسته پیش ژلاتینه می باشد. در این روش می توان از دو نوع خشک کن غلطکی استفاده کرد که شامل خشک کن تک غلطکی و خشک کن دوغلطکی می باشد. در این روشها مخلوط 30-10% نشاسته و آب روی غلطک ریخته شده و آنگاه بعد از حرارت دیدن توسط غلطک و ژلاتینه شدن و خشک شدن ، توسط یک کاردک از سطح غلطک جدا می شوند. معمولا روشهای دوغلطکی تنشهای مکانیکی کمتری به محصول وارد کرده و فیلم تشکیل شده نیز نازک تر است و نشاسته هایی که با سیستم های دو غلطکی بدست می آیند معمولا ویسکوزیته بالاتری نسبت به سیستم های تک غلطکی دارند. تحقیقات نشان داده اند که غلظت نشاسته ، دما و سرعت چرخش غلطکهای خشک کن بر کیفیت نشاسته پری ژل حاصل موثر می باشند. شکل شماره (2-28) نمایی از خشک کن تک غلطکی و دو غلطکی رانشان می دهد [9] .
شکل 2-28- نمایی از خشک کن تک غلطکی (سمت راست) و دو غلطکی (سمت چپ) در تولید نشاسته پری ژل[9]
در این روش ترکیبات غذایی دیگر مانند انواع صمغها ، شیرین کننده ها ، ترکیبات فعال سطحی ، نمک و مواد طعمی هم ممکن است به مخلوط آب و نشاسته قبل از فرآیند اضافه شوند. ممکن است از نشاسته های اصلاح شده با روشهای شیمیایی به عنوان یک پیش فرآیند قبل از خشک کن غلطکی برای تولید نشاسته فوری استفاده شود. اندازه ذرات نشاسته بدست آمده بعد از خشک کردن و در فرآیند پودر کردن می تواند تاثیر زیادی روی بافت و خصوصیات نهایی محصول داشته باشد. نشاسته های فوری با اندازه ذرات خیلی ریز می توانند یک بافت نرم را ایجاد کنند امام قابلیت پراکندگی آنها در آب کم است. ذرات درشت تر یک بافت پالپی را می توانند ایجاد کنند و قابلیت پراکندگی آنها در آب زیادتر است [9].
2-3-4-3- استفاده از خشک کن پاششی برای تولید نشاسته پیش ژلاتینه
برای تولید نشاسته های پیش ژلاتینه با این روش ابتدا نشاسته را ژلاتینه کرده و سپس آنرا به نازلهای خشک کن پاششی پمپ کرده و آنگاه در محفظه دستگاه خشک می شود. این روش بعلت تنش های مکانیکی زیادی که به نشاسته ژلاتینه وارد می کند باعث از بین رفتن ساختار گرانول می شود.
در روش دیگر مخلوط آب و گرانولهای نشاسته را به نازل پمپ کرده و در نازل بخار آب داغ درون مخلوط تزریق شده و سپس بعد از پاشش ، فرآیند ژلاتینه شدن و خشک شدن انجام می شود. در این فرآیند بعلت اینکه تنشهای مکانکی قبل از ژلاتینه شدن به نشاسته وارد می شود (نشاسته به شکل گرانولی و پیش از ژلاتینه شدن به دستگاه پمپ می شود) این نشاسته ها ساختار گرانولی خود را حفظ می کنند واین نوع نشاسته می تواند بعنوان نشاسته گرانولی قابل تورم در آب سرد (GCWS) مطرح باشد و کیفیت بالاتری دارد [9] .
2-3-4-4- استفاده از اکسترودر برای تولید نشاسته پیش ژلاتینه
اگرچه این روش بعنوان یک روش کم هزینه در تولید نشاسته های فوری بیان می شود اما مقایسه با روشهای قبلی کاربرد زیادی در تولید نشاسته ها ندارد. در این فرآیند در اثر فشار بالا و تنشهای مکانیکی و برشی زیاد و دمای بالا ساختار گرانول از بین می رود و حتی مولکولهای آمیلوپکتین هم ممکن است تا حدی شکسته شوند. بعد از خروج مخلوط از اکسترودر بعلت اختلاف فشار محصول پف کرده ای بدست می آید که در نهایت خشک شده و پودر می شود. خصوصیات نشاسته بدست آمده می تواند تحت تاثیر شرایط اکسترودر مانند سرعت چرخش ، شکل هندسی ، دما و فشار دستگاه و مقدار رطوبت باشد [9].
از دیگر روشهای فیزیکی جهت تولید نشاسته اصلاح شده استفاده از تیمار حرارتی ، انیلینگ و فرآیند حرارتی – رطوبتی است. این روشها در کل آسان و کم هزینه می باشند که در زیر به آنها اشاره می شود:
2-3-4-5- تیمار حرارتی نشاسته
در این روش که چندان هم متداول نیست ، گرانولهای نشاسته تحت شرایط کنترل شده تحت تاثیر فرآیند حرارتی قرار می گیرند و سپس به همان فرم گرانولی بازیافت می شود. در این روش ضمن حفظ ساختار گرانولی ، تغییر در ساختار فیزیکی و کریستالی نشاسته ایجاد می شود. فرآیند حرارتی با دو روش اعمال می شود:
2-3-4-6- انیلینگ
در این روش نشاسته در دمایی پایین تر از دمای ژلاتینه شدن ، در دمای ?C55-50 به مدت چند روز حرارت داده می شود. نشاسته بدست آمده دارای ویسکوزیته و دمای ژلاتینه شدن بیشتری نسبت به نشاسته اولیه می باشد.
2-3-4-7- فرآیند حرارتی – رطوبتی
در این فرآیند نشاسته در دمایی بالاتر از دمای ژلاتینه شدن (?C130-70)، حرارت داده می شود اما به علت استفاده از رطوبت کم (%35-15) از ژلاتینه شدن نشاسته جلوگیری می شود. مدت زمان انجام فرآیند هم می توانند 72-1 ساعت باشد. محصول بدست آمده دارای دمای ژلاتینه شدن و ویسکوزیته بالاتری می باشد. شکل (2-29) تغییرات ویسکوزیته یک نوع نشاسته تیمار حرارتی شده را در مقایسه با نشاسته طبیعی نشان می دهد [9] .
به دلیل محبوبیت بیشتر و آسان بودن نسبی تولید نشاسته های اصلاح شده به روشهای فیزیکی امروزه انواع مختلفی از این روشها مورد توجه قرار گرفته است. به عنوان مثال استفاده از امواج UV ، ماکروویو و حرارت دهی توسط اتوکلاو از جمله این روش ها است.
زمان حرارت دهی (دقیقه)
شکل2-29- ویسکوآمیلوگرام های مربوط به نشاسته تیمار حرارتی شده در مقایسه با نشاسته طبیعی [9]
2-3-5- اصلاح ژنتیکی
توسط روشهای به نگادی و هیبریداسیون یا تغییر ساختار ژنتیکی گیاهان می توان خواص مطلوب و مورد نظر را بصورت طبیعی در نشاسته ایجاد کرد، برای مثال نسبت آمیلوز به آمیلوپکتین را تغییر داد یا اندازه مولکولهای آمیلوز را افزایش داد که عمل می تواند باعث کاهش بیاتی و بهبود خواص مکانیکی و تشکیل ژل شود. همچنین می توان مقدار چربی و فسفولیپیدها را کاهش داد و در نتیجه شفافیت نشاسته را بهبود بخشید . بعلاوه می توان گروههای فسفات را که بطور به مقدار کم در ساختار وجود دارند را زیاد کرد و در نتیجه نشاسته فسفاته تولید کرد [9] .
2-3-6- روشهای ترکیبی
در تولید نشاسته ای اصلاح شده به منظور تامین یا بهبود خواص مورد نظر ، می توان دو روش اصلاح را بر روی یک نشاسته انجام داد. برای مثال می توان از نشاسته با اتصالات عرضی برای تولید نشاسته پیش ژلاتینه استفاده کرد یا هم جایگزینی با هیدروکسی پروپیل و هم اتصالات عرضی را بر روی یک نشاسته انجام داد. بکار بردن دو روش با هم حتی ممکن است باعث تشدید اثرات هرکدام از روشها شود.
2-3-7- تطابق نوع نشاسته اصلاح شده با کاربرد عملی آن
چنانکه اشاره شد نشاسته های حاصل از منابع مختلف و نیز نشاسته های اصلاح شده دارای خواص منحصر به فرد می باشند، برای مثال نشاسته طبیعی سیب زمینی و تاپیوکا دارای اتصالات بین مولکولی ضعیفی است که در اثر اعمال نیروی برشی و در اثر مخلوط کردن حتی در حد متوسط به سرعت شل می شود. نشاسته سیب زمینی ، خمیری شفاف با ویسکوزیته بالا ایجاد می کند که معمولا در تهیه غلات اکسترود شده و فرمولاسیون پودرسوپها و کیک های آماده به کار می رود. نشاسته تاپیوکا خمیری شفاف و متراکم دارد که با گذشت زمان به آرامی ژل می دهد. خمیر حاصل از نشاسته های ذرت ، برنج و گندم کدر است و کمی طعم غلات مربوطه را دارد. نشاسته ذرت آمیلوزی ژل کدر و محکم می دهد که معمول در تهیه آبنبات های ژله ای استفاده می شود. نشاسته ذرت مومی ایجاد یک خمیر شفاف و متراکم می کند . خواص خمیر و ژل نشاسته های اصلاح شده بسته به نوع تغییرات ایجاد شده در ساختار آنها متفاوت می باشد. لذا انتخاب صحیح نشاسته پیش از کاربرد آن باعث صرفه جویی در زمان و هزینه ها می شود و تولید محصولی با کیفیت را به دنبال دارد. در انتخاب نشاسته بایستی موارد زیر در نظر گرفته شود:
خواص حسی محصول (مانند بافت ، رنگ ، طعم و مزه)، pH محصول ، فرمولاسیون محصول (وجود چربی ، قند ، نمک ، پروتئین و سایر هیدروکلوئیدها)، شرایط فرآیند (استفاده از حرارت بالا ، دمای یخچال یا انجماد، استفاده از نیروی برشی و مخلوط کردن) ، شرایط پس از تولید و حین مصرف توسط مصرف کننده.
عوامل مذکور می توانند تا حد زیادی بر خصوصیات نشاسته تاثیر گذار باشند. لذا بایستی در نظر گرفته شوند. در این راستا برخی تولید کنندگان نشاسته خصوصا نشاسته اصلاح شده معمولا موارد مصرف ، مقدار و شرایط مناسب نشاسته را ذکر می کنند. اگر چه اینگونه اطلاعات می تواند تا حدی در انتخاب نوع نشاسته مفید باشد ، اما باید در نظر داشت که این اطلاعات به صورت مطلق نیستند و بسته به شرایط ممکن است نشاسته کارایی مورد نظر را از خود نشان ندهد. جدول (2-4) خلاصه ای از خواص و کاربردهای ممکن را برای برخی انواع نشاسته اصلاح شده ارائه می دهد [9] .
2-3-8- قوانین موجود در استفاده از انواع نشاسته
تمامی تولید کنندگان ترکیبات و افزودنی های غذایی موظف می باشند اطلاعات دقیق راجع به مواد موجود و مقدار آن در محصول خود را ارائه دهند. جدول (2-5) شامل لیست برخی از انواع نشاسته اصلاح استو نشان می دهد برخی نشاسته ها به عنوان ترکیب غذایی و برخی به عنوان افزودنی غذایی می باشند. از آنجا که اکثر نشاسته های اصلاح شده به روشهای شیمیایی از نظر

مطلب مشابه :  دانلود پایان نامه ارشد درموردشبیه سازی، فنیل آلانین، شبیه‌سازی