نوامبر 26, 2020

بررسی اثر اسانس مرزه بر خواص فیزیکوشیمیایی، مکانیکی و عبوردهی فیلم نشاسته- قسمت …

1 min read

رنگ و شفافیت فیلمهای خوراکی یکی از شاخصهای بسیار مهم در افزایش میزان بازار پسندی محصول است که به طور کلی امروزه از آنها به عنوان یکی از فاکتورهای اصلی در بستهبندی های محصولات غذایی مختلف یاد میشود. رنگ نتیجه فرآیندی پیچیده شامل پدیدههای فیزیکی انتقال، تجزیه، جذب و پراکنش است. مراحل اصلی ایجاد رنگ فیزیکی است اما مراحل بعدی آن علائم شیمیایی را در بر میگیرد که به پاسخهای عصبی تغییر شکل یافته و توسط مغز به شکل رنگ تفسیر خواهد شد از اینرو، با توجه به اهمیت بسیار زیاد رنگ به خصوص در فرآوردههای غذایی و در افزایش میزان بازار پسندی محصول ضروری به نظر میرسد (مشکانی و همکاران، ۱۳۸۹).
گلیسرول ترکیبی شفاف و بی رنگ است و باعث افزایش میزان شفافیت میشود از طرفی به خاطر تاثیر حرارت ژلاتینه شدن تا حدودی میزان رنگ گلیسرول افزایش مییابد و در نتیجه، باعث کاهش کمی در میزان رنگ فیلم میشود (فاضل و همکاران، ۱۳۹۰).
 
 
پلاستی سایزرها[۶۵]
فیلمهای پروتئینی و پلی ساکاریدی به علت بر هم کنش بین پیوندهای بین مولکولی در درون پلیم، اغلب سخت و شکننده هستند به همین علت و برای کاهش شکنندگی پلیمر از پلاستی سایزرهایی مانند گلیسرول استفاده میشود. افزودن پلاستیسایزر، بر هم کنش در ساختار پلیمر، دمای انتقال شیشهای افزایش مقاومت به کشش، مدول الاستیک و ممانعت کنندگی در برابر انتقال رطوبت، اکسیژن، آروما و روغن را کاهش و میزان کشش پذیری را افزایش میدهد و باعث بهبود انعطاف پذیری فیلم میشود. پلاستیسایزرها با تخریب پیوندهای هیدروژنی درون و بین مولکولی، پیوندهای هیدروژنی بین زنجیرههای آمیلوز و آمیلوپکتین را کاهش میدهند و برهم کنش بین آنها را کم میکنند در نتیجه فاصله بین مولکولهای پلیمر و حرکات مولکولی زیاد میشود و انعطاف پذیری پلیمر افزایش مییابد با کاهش برهم کنش بین زنجیرههای پلیمر، مقاومت به کشش و مدول الاستیک کاهش و میزان کشش پذیری افزایش مییابد (فاضل و همکاران، ۱۳۹۰).
نشاسته در عدم حضور نرمکننده فیلمی بسیار سخت و شکننده تولید میکند. بنابراین استفاده از نرمکننده در تولید فیلم نشاسته امری ضروری است. رایج ترین نرمکننده مورد استفاده در تولید فیلمهای نشاستهای گلیسرول است با افزودن گلیسرول خواص مکانیکی فیلم نشاسته تا حدود زیادی اصلاح میشود اما مشابه فیلمهای پروتئینی، خواص بازدارندگی فیلم نشاسته نیز با افزودن نرمکننده دچار تغییر شده و تا حدودی تضعیف میشود (قنبرزاده و همکاران، ۱۳۸۸).
۲-۸-۵-۱- مقایسه پلاستی سایزرهای مورد استفاده
سوربیتول به علت تمایل کمتر به اتصال با آب، نسبت به گلیسرول بازدارندگی بهتری را در برابر بخار آب ایجاد می کند. متأسفانه پلاستیسایزرهای افزوده شده، با گذشت زمان مهاجرت می کنند و خواص فیلم را تحت تأثیر قرار میدهند و موجب سختتر و شکنندهتر شدن فیلم میشوند. این پدیده تقریباً غیرقابل اجتناب است و فرآیندی طبیعی است. یک تفاوت مهم بین پلاستیسایزرهای گلیسرول و سوربیتول این است که سوربیتول در اثر مهاجرت بر روی سطح فیلم کریستالیزه می شود و موجب ظاهر نامطلوب می شود ولی مهاجرت گلیسرول به آسانی قابل تشخیص نیست چون گلیسرول بر خلاف سوربیتول در دمای اتاق بصورت کریستالیزه نبوده و مایعی شفاف است. معمولاً اولین نشانههای مربوط به کریستالیزاسیون سوربیتول بعد از چندین ما هظاهر میشود.
علاوه برافزودن پلاستیسایزر، روش دیگری که میتواند برای افزایش انعطاف پذیری فیلم استفاده شود، کاهش وزن مولکولی و در نتیجه کاهش نیروهای بین مولکولی در امتداد زنجیر و افزایش فضاهای آزاد در پلیمر است. این کار توسط هیدرولیز محدود انجام میشود که موجب کاهش نیاز به استفاده از غلظت های بالای پلاستیسایزر میشود و در نتیجه نفوذپذیری نسبت به بخار آب و اکسیژن کاهش مییابد و همچنین موجب افزایش حلالیت و امولسیونه شدن و بهبود هضم پذیری فیلمهای میگردد (ایران منش، ۱۳۸۸).
در تحقیقی که اثر پلاستیسایزرها را روی ویژگی های گرمایی و پایداری حرارتی فیلم های نشاسته ساگو بررسی نمود، فیلم های نشاسته ساگو با سوربیتول، گلیسرول یا ترکیبی از سوربیتول/گلیسرول (با نسبت های ۱:۱، ۱:۳، ۳:۱) تثبیت شدند و سپس ویژگی های گرمایی و پایداری حرارتی فیلم ها مورد بررسی قرار گرفت. تثبیت سوربیتول نسبت به تثبیت کننده گلیسرول اهمیت کمتری دارد. همه فیلمها عایق گرمایی بودند اما فیلم های تثبیت شده با سوربیتول پایداری حرارتی بهتری نسبت به گلیسرول نشان دادند. بالاترین قدرت عایق با ترکیب ۳:۱ سوربیتول/گلیسرول بدست آمد (محمدی نافچی و همکاران[۶۶]، ۲۰۱۱).
فصل سوم
مواد و روش ها
 
مواد
نشاسته سیب زمینی از شرکت گلوکوزان و اسانس مرزه از شرکت باریج اسانس خریداری شد. گلیسرول و سوربیتول مایع و نیترات منیزیم برای کنترل رطوبت نسبی از آلدریچ سیگما[۶۷] خریداری شد. محیط کشت نوترینت آگار[۶۸] و محیط کشت نوترینت براث[۶۹] (به ترتیب کیولب کانادا و مرک آلمان)، هود میکروبی (Beasat)، انکوباتور شرکت پارس طب نوین، سویه استاندارد میکروبی (۱۴۳۱ PTCC / ATCC 25923) استافیلو کوکوس اورئوس از آزمایشگاه مرکزی سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی و سایر مواد مورد استفاده از نوع آزمایشگاهی بوده است.
 
تهیه فیلم ها
برای آماده سازی دیسپرسیون نشاسته آبی ۳% () به کار گرفته شد. این دیسپرسیون نشاسته تا ۸۵ حرارت داده شد و سپس برای کامل کردن ژلاتیناسیون به مدت ۴۵ دقیقه نگهداری شد. یک مخلوط ۳:۱ گلیسرول –سوربیتول در۴۰% ( از نشاسته) به عنوان پلاستیسایزر اضافه شد. انتخاب این نرمکننده ها بر اساس پایداری بالاترین حرارت که در آزمایش پیشین از آن گرفته شد مبتنی بود ( الماسی و همکاران، ۱۳۸۸). هنگام سرد کردن (دمای ۴۰ درجه سانتی گراد)، اسانس مرزه در غلظتهای (۰%، ۱۰%، ۲۰% و ۳۰%) بر اساس ماده خشک و توئین۸۰ درصد به نسبتهای (۰، ۱، ۲ و ۳ درصد بر اساس ماده خشک) به فیلم خوراکی اضافه شد. پس از سرد شدن مقدار ۹۰ گرم از دیسپرسیون در پلیتها ریخته شدند. این فیلمها در یک اتاقک رشد با درجه حرارت ۲۲ و رطوبت نسبی ۵۰ به مدت ۲۰ ساعت خشک شدند. فیلمهای خشک شده از سطح پلیتها جدا شدند و در ۲ ۲۳ و با رطوبت نسبی (RH) %550 نگه داری شدند تا اینکه آزمایش شوند. تمام فیلمها (شامل کنترل) در سه مرتبه آماده شدند (شکل ۳-۱).
 
شکل ۳-۱: سمت راست، دیسپرسیون نشاسته سیب زمینی در حین آماده سازی و سمت چپ دیسپرسیون ریخته شده در پلیت
 
ضخامت فیلم ها
ضخامت فیلم با ریزسنج دستی مدل Insizeبا قدرت تفکیک۰۱/۰ میلیمتر به طور تصادفی در ۵ موقعیت تعیین و میانگین آنها برای محاسبات استفاده شد.
 
آنالیز فیلم ها
آزمونهای صورت گرفته در این تحقیق شامل اندازگیری ویژگیهای مکانیکی، ویژگیهای فیزیکوشیمیایی (حلالیت، محتوای رطوبت و میزان جذب آب)، خواص ممانعتی(نفوذ پذیری نسبت به بخار آب و اکسیژن)، بررسی رنگ، بررسی پارامترهای رشد میکروبی باکتری استافیلو کوکوس اورئوس با تغییر غلظتهای مختلف اسانس مرزه بر فیلمهای نشاسته سیب زمینی میباشد.
۳-۴-۱- ویژگی های مکانیکی
یک آزمون برای ارزیابی تغییر شکل (کششی) در سرعت ثابت در یک نمونه با ابعاد استاندارد برای اندازهگیری نیروی لازم برای پارگی مواد مورد استفاده قرار گرفت. منحنی نیرو در مقابل جابجایی این پارامترها را تعیین میکند.
تنش کششی یا استحکام کششی (Tensile Stress) که در واحد مگاپاسکال بیان میشود. نیروی لازم برای پارگی (گسیختگی) قسمتی از نمونه را اندازهگیری میکند.
بیشترین نیرویی که سبب گسیختگی جسم میشود تقسیم بر سطح مقطع نمونه، نشان دهنده قدرت کششی فیلم (مقاومت فیلم) است.
که در آنF نیرو بر حسب نیوتن و A مساحت قسمتی از فیلم که مورد آزمون قرار میگیرد (ضخامت × عرض در mm2).
کشیدگی Elongation) یا Strain) که واحد آن درصد است. که این نسبت جابجایی به طول اولیه نمونه است.
بیشترین تغییر طول به طول اولیه، انعطافپذیری فیلم را بررسی میکند (چند درصد طولش میتواند کش بیاید ولی پاره نشود).
که در آن L جابجایی(mm) و L0 طول اولیه (mm) کشیدگی در نقطه شکست به صورت درصد نسبی است که مقیاسی از انعطافپذیری فیلمها است.
مدول یانگ (Yang’s Modulus) که برابر است با شیب در ناحیه خطی منحنی تنش- کرنش (نسبتStressبه Strain) بیانگر میزان سختی فیلمها است.
ویژگیهای مکانیکی در هر شکست مشخص میشود. در هر شکستن تنش و کرنش برای هر نمونه محاسبه شد. قسمتی از آزمون که متفاوت باشد در طول اندازهگیری خیلی قابل توجه نیست. شکل منحنی تنش– کرنش رفتار خاص مواد شکننده (شکستن در محدوده الاستیک) یا انعطافپذیر (شکست در پلاستیک) را تعریف کند.
ویژگیهای مکانیکی در هر پارگی مشخص شدند. Stress و Strainپارکنندگی (σ، ε) برای هر نمونه محاسبه شد. بخش آزمایش به طور چشمگیری در طی اندازهگیریت فاوتین کرد. میتوان برای تعریف کردن رفتار خاص ماده به عنوان ترد (شکست در محدوده الاستیک) یاDuctile (شکست در محدوده پلاستیک)، از شکل منحنیهای stress-strainاستفاده کرد ( .(D882-10ASTMباتغییری (اصلاحی) برای تعیی نکردن ویژگیهای مکانیکی در شرایط استاندارد مورد استفاده قرارگرفت (ASTM, 2010). نوارهای فیلم به طول۱۰۰ mm و عرض۲۰ mm بریده شدو به مدت ۴۸ ساعت در دمای ℃ ۲۳ و رطوبت نسبی ۵۳% تنظیم شد. آنالیز بافت مجهز شده با نرم افزار Texture Exponent 32 به منظور اندازهگیری ویژگیهای مکانیکی فیلم به کار گرفته شد. جداسازی سرعت اولیه وسرعت crosshead به ترتیب۵۰mm و ۳۰ بود. Elongation وقدرت کشش در نقطه پاره شدن از تغییر شکل و نیروی داده ثبت شده توسط نرم افزار محاسبه شد. ۸ تکرار هر نمونه مورد ارزیابی قرار گرفت.
۳-۴-۲- رنگ سنجی

نوشته ای دیگر :   متن کامل - بررسی اثر اسانس مرزه بر خواص فیزیکوشیمیایی، مکانیکی و عبوردهی فیلم نشاسته

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت azarim.ir مراجعه نمایید.
Copyright © All rights reserved. | Newsphere by AF themes.