منبع پایان نامه ارشد با موضوع (2004)، کائور، استخلاف، فعالسازی

دانلود پایان نامه ارشد

تورم بودند. نتایج آزمون دانکن نیز نشان داد که بین میانگین میزان قدرت تورم هر سه نشاسته در طی فرایند حرارتی، تفاوت معنی دار آماری وجود دارد (05/0p). کائور و همکاران (2004) به مطالعه قدرت تورم نشاسته سیب زمینی پرداختند و بیان کردند که با هیدروکسی پروپیله کردن نشاسته سیب زمینی میزان قدرت تورم آن افزایش می یابد، به طوریکه بین درصد هیدروکسی پروپیله کردن و میزان قدرت تورم نشاسته ارتباط مستقیمی وجود دارد. چوی و کر (2003) با استفاده از تکنیک H1 NMR دریافتند که میزان جذب آب در نشاسته های هیدروکسی پروپیله گندم بیشتر از نشاسته های طبیعی است، بطوریکه این میزان با افزایش درصد جانشینی گروه هیدروکسی پروپیل افزایش می یابد. سینگ و همکاران (2007) دلیل اصلی این افزایش قدرت تورم در نتیجه هیدروکسی پروپیله کردن را در کاهش نیروی تجمع کننده مولکول های نشاسته و در نتیجه حضور بیشتر مولکول های آب با افزایش دما در پیوند با این مولکول ها دانستند. البته باید اذعان کرد که بزرگ بودن استخلاف هیدروکسی پروپیل و وجود گروه هیدروکسیل در این مولکول نیز به این کاهش نیروی تجمعی کمک می کند. بر اساس روش جانسون (1969) میزان درصد استخلاف هیدروکسی پروپیل در نشاسته اصلاح شده گندم 106/2 درصد تعیین شد. مقایسه قدرت تورم بدست آمده (32/9 درصد) نشاسته گندم با این میزان استخلاف با نمونه مشابه نشاسته سیب زمینی در دمای 90 درجه سانتیگراد (8/33 درصد) که توسط کائور و همکاران (2004) تعیین شد، نشان می دهد که قدرت تورم نشاسته هیدروکسی پروپیله سیب زمینی بیشتر از نشاسته گندم بوده است. چوی و کر (2003) بیان کردند که به دلیل وجود اتصالات قوی بین شاخه های نشاسته فسفریله، قدرت تورم این نشاسته ها پائین تر از سایر نشاسته های اصلاح شده می باشد. همچنین ایناگاکی و سیب (1992) گزارش کردند که میزان قدرت تورم نشاسته جو مومی با افزایش میزان اتصالات عرضی ناشی از فسفریله کردن نشاسته، کاهش می یابد. کائور و همکاران (2004) گزارش دادند که فسفریله کردن نشاسته سیب زمینی میزان قدرت تورم نشاسته را از 28-30 درصد به 20-25 درصد کاهش می دهد. کو و همکاران (2010) بیان کردند که با افزایش میزان معرف های اتصال عرضی ساز STMP و STPP از 0 تا 12 درصد، میزان قدرت تورم در دماهای مختلف کاهش می یابد. میرمقتدایی و همکاران (2009) نیز این مساله را در مورد نشاسته جو تائید کردند. ون هانگ و موریتا (2005) میزان قدرت تورم نشاسته گندم هیدروکسی پروپیله با 7/4 درصد درجه جانشینی در دمای 80 درجه سانتیگراد را حدود 18 درصد بیان کردند که تقریباً دو برابر میزان بدست آمده (56/9 درصد) در این تحقیق برای نشاسته هیدروکسی پروپیله با 106/2 درصد درجه جانشینی بود. این مقایسه به خوبی تاثیر مثبت افزایش درصد جانشینی این استخلاف را در افزایش قدرت تورم نشاسته گندم نشان می دهد. مقایسه نتایج به دست آمده توسط لیو و همکاران (1998) و سینگ و کائور (2004) با نتایج این تحقیق به خوبی نشان می دهد که نشاسته های طبیعی و هیدروکسی پروپیله گندم در مقایسه با نمونه های مشابه از نشاسته های سیب زمینی و برنج دارای قدرت تورم کمتری بوده و قدرت تورم آن ها در حدود نشاسته ذرت طبیعی می باشد. ون هانگ و موریتا (2005) بیان کردند که تغییرات قدرت تورم نشاسته طبیعی گندم با دما افزایشی است، اما برای نشاسته هیدروکسی پروپیله گندم تا دمای 70 درجه افزایشی و پس از آن کاهشی گزارش شد. آنها همچنین تغییرات قدرت تورم نشاسته هیدروکسی پروپیله-فسفریله با دما را تقریبا خطی (مستقل از دما) بیان کردند. میلان و همکاران (2009) تغییرات قدرت تورم نشاسته های لوبیای مانگ73، سیب زمینی شیرین74 و برنج را افزایشی با دما در محدوده 30 تا 90 درجه سانتیگراد گزارش کردند و افزودند که این تغییرات در دماهای بالاتر از 60 درجه سانتیگراد شدید تر است.

شکل 4-5. قدرت تورم نشاسته های طبیعی و اصلاح شده در دماهای مختلف (غلظت 2 درصد).

در این تحقیق وابستگی دمایی قدرت تورم در آب انواع نشاسته گندم با معادله آرینیوس-ایرینگ (معادله 3-5) مورد بررسی قرار گرفت. با ملاحظه جدول 4-1 می توان دریافت این مدل کارایی مطلوب برای توصیف تابعیت قدرت تورم با دما را برای انواع نشاسته داشته است (بالا بودن میزان ضریب تبیین (R2) و پائین بودن مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE)).
جدول4-1. تابعیت دمایی (انرژی فعالسازی) قدرت تورم انواع نشاسته های گندم بر اساس مدل آرینیوس-ایرینگ
نوع نشاسته
Ea (kJ/mol)
R2
RMSE
نشاسته طبیعی
111/46
932/0
141/0
نشاسته هیدروکسی پروپیله
603/26
890/0
100/0
نشاسته فسفریله
660/34
995/0
162/0

از آنجایی که پارامتر انرژی فعالسازی (Ea) در معادله آرینیوس-ایرینگ نشان دهنده تغییرات هر پارامتر (در اینجا قدرت تورم) با دما می باشد، بر اساس انرژی فعالسازی های به دست آمده برای هر نوع نشاسته (جدول 4-1) می توان نتیجه گرفت که فاکتور قدرت تورم نشاسته طبیعی به دما حساسیت بیشتری داشته است (111/46 Ea =) بطوریکه پس از این نشاسته، نشاسته های فسفریله و هیدروکسی پروپیله قرار دارند. ون هانگ و موریتا (2005) بیان کردند که قدرت تورم نشاسته های هیدروکسی پروپیله و هیدروکسی پروپیله-فسفریله در دماهای بالاتر از 70 درجه سانتیگراد به دلیل تجزیه و افزایش حلالیت این نشاسته ها در آب کاهش می یابد، که البته در این تحقیق این رفتار در دمای بالاتر از 80 درجه سانتیگراد مشاهده گردید. می توان گفت که دلیل اصلی کاهش حساسیت دمایی بدست آمده برای نشاسته هیدروکسی پروپیله (603/26 Ea =) نیز همین کاهش قدرت تورم در دمای 90 درجه سانتیگراد بوده است.

4-6. میزان حلالیت
شکل 4-6 میزان حلالیت هر یک از نشاسته های گندم را در دماهای مختلف نشان می دهد. همانطور که مشاهده می شود، حلالیت نشاسته ها با افزایش دما افزایش می یابد، به طوریکه نشاسته فسفریله شده دارای کمترین و نشاسته هیدروکسی پروپیله دارای بیشترین میزان حلالیت در تمام دماهای مورد آزمایش بودند. نتایج آزمون دانکن نشان داد که بین میانگین میزان حلالیت هر سه نشاسته در طی فرایند حرارتی، تفاوت معنی دار آماری وجود دارد (05/0p).

شکل 4-6. میزان حلالیت نشاسته های طبیعی و اصلاح شده در دماهای مختلف (غلظت 2 درصد).

افزایش حلالیت شاخصی است که با میزان تمایل ماکرومولکول ها جهت ایجاد پیوندهای هیدروژنی با مولکول های آب در ارتباط است. از این رو این شاخص با قدرت تورم همبستگی دارد، به طوریکه افزایش حلالیت با افزایش قدرت تورم رابطه مستقیم داشته و همبستگی75 (R) بین این دو فاکتور برای نشاسته های طبیعی، هیدروکسی پروپیله و فسفریله به ترتیب 911/0، 870/0 و 972/0 بود. دلیل پائین تر بودن همبستگی بین حلالیت و قدرت تورم نشاسته هیدروکسی پروپیله این است که در دما های بالاتر، افزایش حلالیت سبب کاهش میزان قدرت تورم می شود که قبلاً بحث شد. یه و یه (1993) حلالیت نشاسته های اصلاح شده فسفریله و هیدروکسی پروپیله برنج را با نشاسته طبیعی آن مقایسه کردند. آن ها گزارش کردند که حلالیت نشاسته هیدروکسی پروپیله و فسفریله به ترتیب بیشتر و کمتر از نشاسته طبیعی برنج بود. تباءالدین و همکاران (1998) از سرعت گرمادهی بالاتر و همزدن (750 دور در دقیقه) برای تعیین حلالیت نشاسته طبیعی گندم استفاده کردند و در دمای 75 و 85 درجه سانتیگراد به ترتیب میزان حلالیت 7/6 و 9/34 درصد را تعیین کردند که بیشتر از مقادیر 84/4 و 32/7 درصد بدست آمده در این تحقیق برای دماهای 70 و 80 درجه سانتیگراد بود. کائور و همکاران (2004) بیان کردند که نشاسته سیب زمینی هیدروکسی پروپیله در حلال قطبی دی متیل سولفوکسید، در دمای 90 درجه سانتیگراد و طی مدت 30 دقیقه حرارت دهی، دارای حلالیت بیشتری نسبت به نشاسته طبیعی سیب زمینی می باشد. آنها بیان کردند که تمایل کمتر شاخه های نشاسته های هیدروکسی پروپیله در پیوند با یکدیگر بدلیل بزرگی این استخلاف و تمایل بالا در ترکیب شدن با مولکول های آب به دلیل وجود گروه هیدروکسیل در آن، دلیل اصلی افزایش حلالیت برای این نوع نشاسته نسبت به نشاسته طبیعی سیب زمینی بوده است. از آنجایی که حلال استفاده شده در این آزمایش (آب) نیز یک حلال قطبی بود، این نتیجه مشابه قلمداد می گردد. الیاسون و گادماندسون (1996) بیان کردند که با افزایش دما میزان حلالیت نشاسته های طبیعی گندم افزایش می یابد. ماندالا و بایاس (2004) دریافتند که افزایش دما از 60 تا 90 درجه سانتیگراد (در طی دو زمان حرارت دهی 5 و 30 دقیقه)، سبب افزایش حلالیت نشاسته گندم می شود. کو و همکاران (2010) دریافتند که تغییرات میزان حلالیت با افزایش دما برای نشاسته طبیعی ذرت افزایشی است که در دمای بالاتر از 70 درجه سانتیگراد این افزایش شدید تر بود، در حالیکه افزایش درصد فسفریله کردن نشاسته ذرت سبب تغییرات بسیار اندک حلالیت با دما شد. آنها دلیل پائین بودن حلالیت نشاسته فسفریله را به وجود اتصالات بین مولکولی قوی این نشاسته در اثر فرایند فسفریله کردن و تمایل پائین آن در واکنش با مولکول های آب بیان کردند. میلان و همکاران (2009) تغییرات حلالیت نشاسته های لوبیای مانگ، سیب زمینی شیرین و برنج را افزایشی با دما (30-90 درجه سانتیگراد) گزارش کردند.
نتایج بدست آمده از بررسی اثر دما بر میزان تغییرات حلالیت انواع نشاسته ها با استفاده از معادله آرینیوس-ارینگ (معادله 3-5)، در جدول 4-2 نشان داده شده است. همانطور که مقایسه مقادیر انرژی فعالسازی نمونه ها نشان می دهد، میزان حلالیت نشاسته طبیعی و فسفریله به ترتیب دارای بیشترین و کمترین حساسیت نسبت به تغییرات دما بودند. مقایسه انرژی فعالسازی بدست آمده برای تغییرات قدرت تورم و میزان حلالیت انواع نشاسته ها به خوبی نشان می دهد که شاخص حلالیت انواع نشاسته ها بیشتر از قدرت تورم آن ها تحت تاثیر دما بوده است. همچنین مقایسه این مقادیر به خوبی نشان می دهد که، نشاسته هیدروکسی پروپیله با 224 درصد تغییر در انرژی فعالسازی نسبت به شاخص قدرت تورم آن دارای بیشترین تغییر بوده است، این مطلب بدین معنی است که قدرت تورم کاهش یافته در دمای 90 درجه سانتیگراد برای این نشاسته، بدلیل افزایش شدیدتر حلالیت در دمای بالاتر بوده است. ماندالا و بایاس (2004) بیان کردند که عموماً میزان حلالیت نشاسته ها بیشتر از میزان قدرت تورم آن ها تحت تاثیر دما قرار می گیرد.

جدول4-2. پارامتر های بدست آمده از معادله آرینیوس-ایرینگ جهت بررسی تغییرات حلالیت انواع نشاسته ها
نوع نشاسته
Ea (kJ/mol)
R2
RMSE
نشاسته طبیعی
674/77
974/0
184/0
نشاسته هیدروکسی پروپیله
618/59
989/0
135/0
نشاسته فسفریله
478/44
902/0
228/0

4-7. شفافیت خمیر
شکل 4-7 میزان شفافیت ژل نشاسته های مورد آزمایش را نشان می دهد. همانطور که مشاهده می شود، نشاسته هیدروکسی پروپیله دارای بیشترین و نشاسته فسفریله شده دارای کمترین مقدار شفافیت بودند و نشاسته طبیعی در بین این دو قرار داشت. نتایج مشابهی توسط روتنبرگ و سولارک (1984)، تاسچوف (1986) و وو و سیب (1997) گزارش شد. کو و همکاران (2010) میزان شفافیت ژل نشاسته ذرت طبیعی را 15/30 درصد تعیین کردند و بیان کردند که با افزایش میزان فسفریله کردن نشاسته ذرت این مقدار تا 86/0 کاهش می یابد.

شکل 4-7. میزان شفافیت ژل نشاسته های طبیعی و اصلاح شده گندم (غلظت 1 درصد).

مقایسه میزان شفافیت ژل نشاسته طبیعی گندم بدست آمده در این تحقیق (76/46) با نتایج کو و همکاران (2010) شفافیت بیشتر ژل نشاسته گندم را نسبت به ذرت نشان می دهد. لیم و سیب (1993) و کائور و همکاران (2006) بیان کردند که نشاسته های فسفریله شده نسبت به نشاسته های طبیعی دارای شفافیت بسیار کمتری می باشند. آن ها یکی از دلایل این کاهش شفافیت را کاهش قدرت تورم در نتیجه فسفریله کردن نشاسته ها بیان کردند که مطابق با نتایج نشان داده شده در قسمت قدرت تورم نشاسته ها بود. پس می توان دریافت که بالاتر بودن قدرت تورم نشاسته هیدروکسی پروپیله در دمای مور

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه ارشد با موضوع شبیه سازی، ناسازگاری، منطق فازی، مجموعه های فازی Next Entries منبع پایان نامه ارشد با موضوع شبیه سازی