شماره راهنما :
1971 دكتري
پديد آورنده :
ميرزاآقايي كياكلايي، مرضيه
عنوان :
بررسي ويژگي‌هاي فيزيكوشيميايي نشاسته ذرت مومي اصلاحشده با اسيدكلريدهاي چرب اشباع از طريق واكنش استريفيكاسيون به منظور توليد يك نوع امولسيفاير خوراكي
گرايش تحصيلي :
علوم و صنايع غذايي (تكنولوژي مواد غذايي)
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 95ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
علي نصيرپور، جواد كرامت
استاد مشاور :
محمد ديناري، اميرحسين گلي
توصيفگر ها :
استريفيكاسيون , اسيد كلريدهاي چرب , اصلاح شيميايي , امولسيون روغن در آب , پايداري , تنش محيطي , درجه جايگزيني
استاد داور :
مهدي كديور، عليرضا نجفي، مهران اعلمي
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/08/22
رشته تحصيلي :
مهندسي كشاورزي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/08/22
چكيده فارسي :
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.
چكيده انگليسي :
In the current study, the physicochemical and emulsifying properties of modified waxy maize starch obtained through a new environmentally friendly method of esterification were evaluated. The starch modification was carried out in NaOH solution with different levels of octanoyl, myristoyl, and stearoyl chlorides. In the next step, native and different fatty acid-esterified waxy maize starches (octanoate, myristoate, and stearoate), as well as an OSA- potato starch (as an industrial emulsifier) were used to prepare sunflower oil-in-water emulsion. The effect of emulsifier type and concentration were evaluated on the properties of emulsions in terms of mean droplet size, droplet size distribution, and creaming index. The results showed that increasing the fatty acid chlorides concentration led to the degree of substitution increment, while reaction efficiency and yield decreased. Based on fourier transform infrared spectroscopy results, the presence of two new bands of carbonyl (1740-1750 cm-1) and carboxyl (1570 cm-1) groups in the ester bond confirmed the successful starch esterification process. The level of 0.1 mL fatty acid chlorides/g of starch demonstrated the highest emulsifying properties. Upon esterification, the crystalline structure of amylopectin was destroyed, indicating no gelatinization features. The emulsifier to oil ratios of 1.25 and 0.5 for octanoate and industrial emulsifier were selected as the optimum formulations, regarding the lowest creaming index (2.63 and 0%, respectively). The influence of various pHs and ionic strengths on droplet size and span was similar for both emulsions. The emulsions stored at 25 °C were more stable with the lowest global turbiscan stability index than that of temperatures 4 and 37 °C. Therefore, using the fatty acid chlorides in an alkaline condition could be suggested as a feasible way to modify waxy maize starch toward hydrophobicity increment with desirable properties. This fatty acid-esterified starch could be suggested as a promising environmentally friendly alternative for industrial emulsifiers (OSA starches).
استاد راهنما :
علي نصيرپور، جواد كرامت
استاد مشاور :
محمد ديناري، اميرحسين گلي
استاد داور :
مهدي كديور، عليرضا نجفي، مهران اعلمي
