برچسب پایدارسازی امولسیون های روغن

شماره	عنوان شکل	صفحه
2-1	تصویر میکروسکوپی از یک امولسیون روغن درآب ( چاشنی مخصوص سالاد) شامل قطرات روغن پراکنده شده در محیط آبی	15
2-2	تصویری شماتیک از انواع ساز و کار های ناپایداری امولسیون ها	18
2-3	نمایی شماتیک از تولید امولسیون روغن در آب	26
2-4	تفاوت بین پایداری سینتیکی و ترمودینامیکی	28
2-5	*تصویری از الف) گیاه گون ب) صمغ کتیرای مفتولی (آستراگالوس گوسیپینوس)* ج) صمغ کتیرا خرمنی(آستراگالوس فلاکوسوس)**	40
3-1	تصویری از دستگاه اندازه گیری اندازه ذرات (Cilas 1090 particle size analyzer (Orleans)به همراه میکروسکوپ نوری	63
3-2	تصویری دستگاه اندازه گیری کشش سطحی وبین سطحی (آلمان،Krüss GmbH-Hamburg Model K100)	64
3-3	تصویری از دستگاه رئومتر چرخشی (Physica MCR 301 (Anton Paar، اتریش)	65
4-1 الف	*تاثیر غلظت (1/0-5/0 % وزنی/وزنی) صمغ کتیرا گونه اصفهان (آستراگالوس گوسیپینوس)* براندیس پایداری (ESI) امولسیون های روغن در آب (10 % وزنی/وزنی) طی 35 روز در دمای 25 درجه سانتی گراد**	72
4-1 ب	امولسیون های روغن در آب (10 % وزنی/وزنی بعد از 35 روز تحت شرایط سکون در دمای 25 درجه سانتی گراد (به ترتیب از راست به چپ غلظت های 1/0 تا 5/0 % وزنی/وزنی)	73

4-2 الف	*تاثیر غلظت (1/0-5/0 % وزنی/وزنی) صمغ کتیرا گونه شاهرود (آستراگالوس فلاکوسوس)* براندیس پایداری (ESI) امولسیون های روغن در آب (10 % وزنی/وزنی) طی 35 روز در دمای 25 درجه سانتی گراد**	74
4-2 ب	امولسیون های روغن در آب (10 % وزنی/وزنی بعد از 35 روز تحت شرایط سکون در دمای 25 درجه سانتی گراد (به ترتیب از راست به چپ غلظت های 1/0 تا 5/0 % وزنی/وزنی)	74
4-3 الف	امولسیون های روغن در آب (10 % وزنی/وزنی بعد از 35 روز تحت شرایط سکون در دمای 25 درجه سانتی گراد (به ترتیب از راست به چپ غلظت های 35/0تا 5/0 % وزنی/وزنی)	75
4-3 ب	امولسیون های روغن در آب (10 % وزنی/وزنی بعد از 35 روز تحت شرایط سکون در دمای 25 درجه سانتی گراد (به ترتیب از راست به چپ غلظت های 35/0تا 5/0 % وزنی/وزنی)	75
4-4 الف	تاثیر غلظت (1/0-5/0 % وزنی/وزنی) جزء محلول صمغ کتیرا گونه اصفهان براندیس پایداری (ESI) امولسیون های روغن در آب (10 % وزنی/وزنی) طی 35 روز در دمای 25 درجه سانتی گراد	76
4-4 ب	امولسیون های روغن در آب (10 % وزنی/وزنی) بعد از 35 روز تحت شرایط سکون در دمای 25 درجه سانتی گراد(به ترتیب از راست به چپ غلظت های 35/0تا 5/0 % وزنی/وزنی)	76
4-5	تاثیر افزودن AG ,AGB, AGTوAF غلظت 5/0% وزنی/وزنی طی زمان برکاهش کشش سطحی در دمای 25 درجه سانتی گراد- علائم : AG(●)،AGB (▲)،AGT (■)، AF(∆) و آب دیونیزه بدون صمغ (O)	77
4-6	تاثیر افزودن AG ,AGB, AGTو AF غلظت 5/0% وزنی/وزنی طی زمان برکاهش کشش بین سطحی در دمای 25 درجه سانتی گراد. علائم : AG(●)،AGB (▲)،AGT (■)، AF(∆) و آب دیونیزه و روغن بدون صمغ (ᴏ)	77
4-7	میانگین کشش بین سطحی برای امولسیون های روغن در آب حاوی غلظت 5/0% وزنی/وزنی ازAG ، AG،AGT و AF در دمای 25 درجه سانتی گراد. A) AGB ، B) AGT، C) AF، D) AG و E)نمونه شاهد (آب و روغن بدون صمغ)	78
4-8	مقایسه توزیع اندازه ذرات بر مبنای حجم، سطح و تعداد ذرات در امولسیون های حاوی 5/0 درصد وزنی/وزنی صمغ کتیرا نوع اصفهان (AG) بلافاصله بهد از تهیه امولسیون با اولتراتوراکس در 13500(rpm) به مدت 15 دقیقه در دمای 25 درجه سانتی گراد	81
4-9	مقایسه تاثیر افزودنAG , AGB, AGT و AF در غلظت 5/0 % وزنی/وزنی بر توزیع اتدازه ذرات ( بر مبنای حجم) -علائم: AG (♦)، AF (●)، AGB (■)، AGT (▲)امولسیون های روغن در آب	81
4-10	مقایسه توزیع اندازه ذرات دیسپرسیون و امولسیون های حاوی 5/0 % وزنی/وزنی	82
4-11	مقایسه توزیع اندازه ذرات (بر اساس حجم و تعداد) امولسیون های حاوی 5/0 % وزنی/وزنی	83
4-12	تصاویر میکروسکوپی از نمونه های امولسیونی حاوی 5/0 % وزنی/وزنی از صمغ های تعیین شده بلافاصله بعد از تهیه امولسیون ها	83
4-13	تاثیر غلظت و نوع صمغ مورد استفاده بر نمودار گرانروی ظاهری-آهنگ برش در دمای 25 درجه سانتی گراد، علائم :(●) 0.5%, (■) 0.4 %,(▲) 0.3 %, ( ♦ *) 0.2%, (Ο) 0.1 and () 1%**.	85
4-14	تغییرات مدول ذخیره تابع کرنش برای امولسیون های حاوی غلظت 5/0% وزنی/وزنی از(●) AG, (▲) AGB(■) AGT و (♦) AF در فرکانس 1 هرتز در دمای 25 درجه سانتی گراد	88
4-15	تغییرات مدول ذخیره و افت تابع فرکانس برای امولسیون های حاوی غلظت 5/0 % وزنی از صمغ گونه اصفهان (AG) (●)، جزء محلول حاصل از گونه اصفهان (AGT) (■)،جزء نامحلول حاصل از گونه اصفهان (AGB)(▲) و صمغ گونه شاهرود (AF) (♦) در کرنش ثابت 1 % و دمای 25 درجه سانتی گراد	90
4-16	تغییرات کمپلکس ویسکوزیته تابع فرکانس برای امولسیون های حاوی حاوی غلظت 5/0 % وزنی از صمغ گونه اصفهان (AG) (●)، جزء محلول حاصل از گونه اصفهان (AGT) (■)، جزء نامحلول حاصل از گونه اصفهان (AGB)(▲) و صمغ گونه شاهرود (AF) (♦) در کرنش ثابت 1 % و دمای 25 درجه سانتی گراد	90
4-16	تغییرات کمپلکس ویسکوزیته تابع فرکانس برای امولسیون های حاوی حاوی غلظت 5/0 % وزنی از صمغ گونه اصفهان (AG) (●)، جزء محلول حاصل از گونه اصفهان (AGT) (■)، جزء نامحلول حاصل از گونه اصفهان (AGB)(▲) و صمغ گونه شاهرود (AF) (♦) در کرنش ثابت 1 % و دمای 25 درجه سانتی گراد	90

4-17	تغییرات تانژانت افت تابع فرکانس برای امولسیون های حاوی حاوی غلظت 5/0 % وزنی از صمغ گونه اصفهان (AG) (●)،جزء محلول حاصل از گونه اصفهان (AGT) (■)، جزء نامحلول حاصل از گونه اصفهان (AGB)(▲) و صمغ گونه شاهرود (AF) (♦) درکرنش ثابت 1 % و دمای 25 درجه سانتی گراد	92
4-18	تاثیر نسبت سدیم کازئینات به صمغ کتیرا گونه اصفهان (آستراگالوس گوسیپینوس) (1/1، 1/2، 1/3، 1/5 و 1/9) در غلظت کل بیو پلیمر ثابت 9/0 % وزنی براندیس پایداری (ESI) امولسیون های روغن در آب (10 % وزنی/وزنی) طی 35 روز در دمای 25 سانتی گراد	93
4-19	تاثیر pH براندیس پایداری (ESI) امولسیون های روغن در آب (10 % وزنی/وزنی) حاوی نسبت سدیم کازئینات به صمغ کتیرا گونه اصفهان (آستراگالوس گوسیپینوس) 1/1 در غلظت کل بیو پلیمر ثابت 9/0 % وزنی طی 35 روز در دمای 25 درجه سانتی گراد	94
4-20	تاثیر افزودن غلظت 45/0 % وزنی جزء محلول گونه اصفهان (AGT)، جزء نا محلول گونه اصفهان (AGB)، کل صمغ گونه اصفهان (AG)، گونه شاهرود (AF) - سدیم کازئینات به تنهایی (غلظت 45/0 % وزنی) سدیم کازئینات + صمغ گونه اصفهان بر کاهش کشش سطحی ( نسبت 1 به 1 ، غلظت کل بیوپلیمر 9/0 % وزنی/وزنی (25 درجه سانتی گراد)	94
4-21	تاثیر افزودن غلظت 45/0 % وزنی جزء محلول گونه اصفهان (AGT)، جزء نا محلول گونه اصفهان (AGB)، کل صمغ گونه اصفهان (AG)، گونه شاهرود (AF) - سدیم کازئینات به تنهایی (غلظت 45/0 % وزنی) سدیم کازئینات + صمغ گونه اصفهان بر کاهش کشش بین سطحی ( نسبت 1 به 1 ، غلظت کل بیوپلیمر 9/0 % وزنی/وزنی (25 درجه سانتی گراد)	95
4-22	مقایسه تاثیر افزودن الف) صمغ کتیرا گونه اصفهان (AG) (در غلظت 45/0 % وزنی/وزنی) و سدیم کازیئنات و صمغ کتیرا گونه اصفهان (AG) ( نسبت 1 به 1 و غلظت کل پلیمر 9/0 % وزنی ب) صمغکتیرا گونه اصفهان (AG) (در غلظت 3/0 % وزنی/وزنی) و سدیم کازیئنات و صمغ کتیرا گونه اصفهان (AG) ( نسبت 2 به 1 و غلظت کل پلیمر9/0% وزنی ) دمای 25 درجه سانتی گراد	96
4-23	مقایسه توزیع اندازه ذرات بر مبنای حجم، سطح و تعداد ذرات در امولسیون های حاویسدیم کازئینات و صمغ کتیرا نوع اصفهان (AG) ( نسبت 1 به 1 و غلظت کل پلیمر 9/0 % وزنی ) دمای 25 درجه سانتی گراد	97
4-24	مقایسه تاثیر افزودن الف) صمغ کتیرا گونه اصفهان (AG) (در غلظت 45/0 % وزنی/وزنی) و سدیم کازیئنات و صمغ کتیرا گونه اصفهان (AG) ( نسبت 1 به 1 و غلظت کل پلیمر 9/0 % وزنی بر توزیع اندازه ذرات ( بر مبنای تعداد ذرات) امولسیون های روغن در آب	97

4-25	تغییرات مدول ذخیره و افت تابع فرکانس برای امولسیون های نسبت های مختلف بیوپلیمر (غلظت کل بیوپلیمر 9/0 % وزنی)7 pH (●) نسبت 1 به 1، (■) نسبت 2 به 1، (▲) نسبت 5 به 1 و (♦) نسبت 1 به 1 در کرنش ثابت 1 % و دمای 25 درجه سانتی گراد	100
4-26	تاثیر pHبر کمپلکس ویسکوزیته در امولسیون های حاویسدیم کازئینات و صمغ کتیرا نوع اصفهان (AG) ( نسبت 1 به 1 و غلظت کل پلیمر 9/0 % وزنی ) دمای 25 درجه سانتی گراد	101

فهرست جداول

صفحه	عنوان جدول	شماره
11	جدول متغیرها	5-1
36	مطالعات مربوط به تاثیر افزودن پلی ساکارید ها در پایدارسازی امولسیون های روغن	2-1
37	مطالعات مربوط به تاثیر افزودن توام پلی ساکارید و پروتئین ها در پایدارسازی امولسیون های روغن	2-2
41	مهمترین گونه های مولد کتیرا	2-3
44	جدول آنالیز شیمیایی دو گونه صمغ کتیرایی ایرانی	2-4
45	توزیع اندازه ذرات موجود در پراکنش های دو گونه صمغ کتیرا	2-5
70	ترکیب شیمیایی صمغ کتیرا نوع اصفهان، دو جزء آن و نوع شاهرود	4-1
80	پارامترهای توصیف کننده اندازه ذرات در امولسیون های روغن در آب 10% وزنی/وزنی با افزودن غلظت های متفاوت از صمغ کتیرا نوع اصفهان (AG)، جزء نامحلول از صمغ کتیرا نوع اصفهان (AGB)، جزء محلول از صمغ کتیرا نوع اصفهان (AGT)و صمغ کتیرا نوع شاهرود (AGF) بلافاصله بعد از تولید و در روز 35 بعد از تولید در صورت دو فاز نشدن امولسیون های روغن در آب	4-2
86	تاثیر غلظت و نوع صمغ مورد استفاده بر پارامترهای بدست آمده از نمونه های امولسیون مدل قانون توان	4-3
87	گرانروی ظاهری امولسیون های روغن در آب 10 % وزنی در پنج نرخ برشی متفاوت	4-4
89	مقادیر قدرت ساختاری (G _LVEو , ( G LVEتانژانت افت در ناحیه ی ویسکوالاستیک خطی و مقادیر γ_LVE(مقدارکرنشی را در آن تغییرات برگشت پذیر انجام می شود ) در امولسیون های حاوی غلظت 5/0% وزنی/وزنی از AG, AGB, AGT و AF در فرکانس 1 هرتز در دمای 25 درجه سانتی گراد	4-5
91	مقادیر انحراف معیار پارامترهای قانون توان بدست آمده از نتایج حاصل از آزمون روبش فرکانس در نمونه های امولسیون روغن در آب	4-6
95	داده های حاصل از اندازه گیری کشش سطحی و بین سطحی غلظت 5/0 % وزنی/وزنی 25 درجه سانتی گراد	4-7
98	پارامترهای توصیف کننده اندازه ذرات در امولسیون های روغن در آب 10% وزنی/وزنی حاوی نسبت سدیم کازئینات به کتیرا و pHهای متفاوت	4-8
99	تاثیر نسبت پروتئین به پلی ساکارید و pH مورد استفاده بر پارامترهای بدست آمده از قانون توان بر نمونه های امولسیون روغن در آب	4-9
101	میانگین و انحراف معیار پارامترهای قانون توان بدست آمده از نتایج حاصل از آزمون روبش فرکانس در نمونه های امولسیون روغن در آب حاوی نسبت پروتئین به پلی ساکارید	4-4

چکیده

سابقه و هدف: امولسیونها جزء مهمیاز اغلبسیستمهایغذایی،داروییوآرایشیهستند که به علت خصوصیات رئولوژیک و فیزیکوشیمیایی خاص خود، در صنایع مختلف اهمیت فراوانی دارند. اما محدودیت اصلی این سیستمها ناپایداری ترمودینامیکی آنها می باشد که سبب جدایش فازی طی زمان می شود. در این تحقیق، تاثیر استفاده از صمغ کتیرای ایرانی به عنوان یک هیدروکلوئید طبیعی و سدیم کازئینات به عنوان یک امولسیفایر طبیعی در پایدارسازی امولسیون های روغن در آب (10% وزنی) و برخی ویژگیهای فیزیکی و فیزیکوشیمیایی این سیستمها بررسی شد.

مواد و روش ها: در بخش اول مطالعه، پایداری سیستمهای امولسیونی با بررسی تاثیر غلظتهای متفاوت کتیرای حاصله از دو گونه گون آستراگالوس گوسیپینوس (AG) و آستراگالوس فلاکوسوس (AF) و با در نظر گرفتن نقش و غلظت جزء محلول و نامحلول طی سی و پنج روز پایش، تعیین گردید. سپس در فاز دوم مطالعه، تاثیر نسبتهای متفاوت از سدیم کازئینات به کتیرا (1/1، 1/2، 1/3، 1/5 و 1/9) در غلظت کل دو بیو پلیمر ثابت و 9/0% وزنی و pHهای متفاوت (7، 6، 5، 5/4 و 8/3) بر پایداری و خواص فیزیکوشیمیایی امولسیون ها طی 35 روز تعیین گردید. سپس جهت یافتن سازوکارهای مربوط به پایدارسازی، آنالیز قندی صمغ با HPAEC-PAD، ویژگی‌های رئولوژیک نمونه‌های امولسیون روغن در آب با دستگاه رئومتر ، توزیع اندازه ذرات با استفاده از تکنیک تفرق نور لیزر،کشش بین سطحی با دستگاه تنسیومتر بررسی شد.

یافته ها : نتایج نشان داد AF در غلظت 5/0 % وزنی کشش سطحی و بین سطحی را بیشتر از بقیه نمونه ها کاهش می دهند در حالی که AG پایدار ترین امولسیون ها در غلظت 5/0 % وزنی ایجاد می کند. بنظر می رسد علت پایدارسازی بالاتر AG حضور توام جزء محلول با نقش امولسیفایری و جزء نامحلول با تاثیر بر گرانروی فاز پیوسته سبب پایداری امولسیونهای حاوی AGمی باشد.

نتیجه گیری: نسبت مشخص از جزء محلول به نامحلول، ساختار شیمیایی ( درجه متیلاسیون، استیلاسیون، محتوی اسید اورونیک و ترکیب قندی) کل صمغ و دو جزء تشکیل دهنده آن باعث توانایی مناسب امولسیون کنندگی AG شده است. افزودن توام سدیم کازئینات و کتیرا تاثیر آنتاگونیستی بر پایداری امولسیون ها داشت و امولسیون های حاوی این دو بیوپلیمر سریع ناپایدار شدند.

واژگان کلیدی: امولسیون روغن در آب، پایداری، صمغ کتیرا، اندازه ذرات، رئولوژی و کشش بین سطحی

فصل اول

مقدمه و کلیات

1- مقدمه و کلیات

1-1- بیان مسئله

امولسیونها از جمله سیستمهای کلوئیدی هستند که در محصولاتطبیعی و نیز در فرایند تولید طیف وسیعی از محصولات غذایی، دارویی و آرایشی به صورت یک بخش حضور داشته و یا اساسا کل ساختار محصول نهایی را تشکیل می دهند. بنابر یکی از تعاریف ارائه شدهدر منابع علمی، امولسیونها عبارتند از سیستمهایی کلوِئیدی و هتروژن ( ناهمگون) که شامل دو مایع غیر قابل امتزاج (معمولا آب و روغن) بوده، به طوریکه یکی از فازها به صورت قطراتی با قطر بیش از 1/0میکرون (فاز پراکنده) در مایع دیگر (فاز پیوسته) پراکنده است. امولسیونها برحسب وضعیت پراکنشهای فاز روغنی و آبی به دو دسته ی تکی (Single) (مستقیم،وارونه وچند لایه) وچند تایی (Multiple) تقسیم بندی می شوند. از جمله محدودیتهای این سیستمها، ناپایداری ترمودینامیکی آنها می باشد. در واقع به علت مثبت بودن انرژی آزاد گیبس، وجود نیروی کشش بین سطحی و اختلاف دانسیته بین دو فاز تماس آب و روغن نامطلوب بوده و سامانه امولسیونیبه راحتی و با گذر زمان شکسته شده و دو فاز می شود. از جمله سازوکارهای عمده دخیل در ناپایداری فیزیکی امولسیونها (شکستن) می توان به مواردی مثل: خامهای شدن (Creaming)، انبوهش(Flocculation)، الحاق (Coalescence)، الحاق جزیی (Partial coalescence) و وارونگی فاز(Phase inversion) اشاره نمود (1-2). با وجود این معمولا با استفاده از امولسیفایرها و پایدار کننده ها امکان تولید امولسیون هایی که از نظر کینتیکی پایدارند(متااستیبل)، وجود دارد (3-5). در سالیان گذشته تمایل به استفاده از امولسیفایرها و ترکیبات فعال سطحی، سورفاکتانتهایسنتزی دارای وزن مولکولی پایین و حتی فسفولیپیدها (به عنوان ترکیباتی که با جذب برسطح قطرات روغن و نیز کاهش کشش بین سطحی موجب افزایش پایداری می شوند) بسیار زیاد شده است. اما امروزه به دلیل افزایش سطح آگاهی مصرف کنندگان و عدم تمایل آنها به استفاده از مواد غذایی حاوی افزودنیهای غیر طبیعی، بررسی قابلیت استفاده از بیوپلیمرهای طبیعی (پروتئین و پلی ساکاریدها) در پایدارسازی امولسیونها بخش عمده ای از مطالعات را به خود اختصاص داده است. هیدروکلوئیدها بیوپلیمرهای آبدوست با وزن مولکولی بالا هستند که در صنایع غذایی جهت کنترل و بهبود بافت، طعم و افزایش پایداری بکار می روند،آن ها دسته ای از پلی ساکاریدها و پروتئینها هستند که در صنعت استفاده وسیعی دارند (5-6). معمولا هیدروکلوئید ها با کنترل رفتار آب در گسترده وسیعی از مواد غذایی بهبود بافت، خواص مربوط به جاری شدن، کنترل آزاد سازی طعم، چسبندگی، غلیظ کنندگی، ژل سازی محلولهای آبی، پایداری کفها، امولسیونها و دیسپرسیونها، ممانعت از تشکیل کریستال یخ و شکر و بهبود احساس دهانی را امکان پذیر می سازد(7).در مطالعات اخیر، معمولا تاثیر افزودن ترکیبهای پروتئین-پلی ساکارید ویا مخلوط دو یا چند پلی ساکارید با نسبتهای مشخص بر پایداری امولسیونها در قالب سیستمهای مدل و یا واقعی مورد بررسی قرار گرفته است (8-12). صمغها معمولا دارای ساختار هیدروفیل بوده و با افزایش گرانروی فازپیوسته، به دام انداختن آب در یک شبکه سه بعدی و در نهایت کاهش تحرک قطرات فاز پراکنده باعث افزایش پایداری می شوند با وجود این خاصیت فعال کنندگی سطحی (قابلیت کاهش دادن کشش بین سطحی) این ترکیبات قابل توجه نبوده و نقش عمده ای در پایدارسازی بازی نمی کند (13-14). معمولا تعداد اندکی از هیدروکلوئیدها دارای خاصیت امولسیفایری و کاهش دهندگی کشش بین سطحی هستند و توانایی قرار گرفتن در میان سطح آب و روغن را به دلیل دارا بودن گروههای عاملی کمکی (استر و متیل یا باقی مانده پروتئین) دارند از جمله این هیدروکلوئیدهای جذبی صمغ عربی، نشاسته اصلاح شده، پلیمرهای سلولز اصلاح شده، برخی از انواع پکتین، کتیرا و غیره را می توان نام برد (15-16). صمغ کتیرا،تراوهخشکشدهطبیعی حاصل از برخی گونه های آستراگالوس بوده و به عنوان یک هیدروکلوئید با کیفیت و مقاوم به اسید و حرارت در سال 1961 در لیست GRAS (Generally Recognized As Safe) قرار گرفته است (17-18). گزارشاتنشانمیدهند انواع صمغ کتیرای بدست آمده از گونههای مختلف گون به دلیل تفاوت در ساختار و ترکیب شیمیایی و میزان و محتوی ارونیک اسید و گروههای عاملی متیل دارای ویژگی های عملکردی متفاوت و منحصر به فردی هستند. صمغ کتیرا یک پلی ساکارید آنیونی، شاخه دار و هتروژن است. این صمغ از دو جزء اصلی محلول در آب (تراگاکانتین) و نامحلول در آب (باسورین) تشکیل شده است. مطالعات پیشین نشان داده اند که این دو جزء نیز از لحاظ ساختار شیمیایی، محتوی قندی و میزان ارونیک اسید و گروههای عاملی از جمله متیل متفاوت بوده و از لحاظ ویژگیهای عملکردی نیز تفاوت دارند (19-20). همانطور که گفته شد سازوکار پایدارسازی امولسیون ها توسط اکثر پلی ساکاریدها به افزایش ویسکوزیته فاز پیوسته محدود است، باوجود این مطالعات نشان داده اند که صمغ کتیرا دارای عملکرد دو گانه (Bifunctional) بوده (20). به طوریکه علاوه بر افزایش ویسکوزیته فاز پیوسته تا حدود10-1 پاسکال ثانیه (بسته به گونه و پارامترهای متفاوت) دارای ویژگی امولسیفایری مطلوب برای امولسیون های روغن در آب (HLB:11.9) (7) و نیز ایجاد دافعه استریک (با جذب بر میان سطح و ایجاد دافعه الکترواستاتیک از نزدیک شدن قطرات به هم جلوگیری کرده و پایداری امولسیون را افزایش می دهد) می باشد (21). تعیین ویژگیهای رئولوژیک امولسیونها نه تنها در محاسبات مربوط به پایداری دارای اهمیت است بلکه در مواردی مثل طراحی دستگاه ها و تجهیزات از جمله پمپها ولولهها وتعیین و شناخت تقلبات و کنترل کیفیت و فرمولاسیون تولید محصولات جدید عملگرا نقش ویژه ای ایفا می کنند (22). در این بین بررسی توزیع اندازه ذرات به دلیل تاثیر بر میانکنش بین ذرات و نیز خصوصیات رئولوژیک نمونه ها و به دنبال آن تاثیر بر پایداری و ویژگیهای فیزیکوشیمیایی امولسیونها بسیار حائز اهمیت می باشد (23). هدف اول این مطالعه، انجامیکپژوهشتجربیجهت بررسی پایدارسازی امولسیون روغن در آب با استفاده از صمغ کتیرای بدست آمده از دو گونه گون ایرانی A.gossypinus(نسبت جزء محلول به نامحلول :51/0)A.floccosus,(نسبت جزء محلول به نامحلول:51/3) می باشد. هم چنین به منظور تعیین سازوکارهای پایدارسازی و دو فاز شدن، بررسی ویژگیهایرئولوژیک،شاخصهایتوصیفکنندهاندازه ذرات ، اندازه گیری کشش بین سطحی به عنوان هدف دوم این پژوهش تعیین گردید.

1-2-تعریف علمی واژه ها

1-2-1- امولسیفایر(Emulsifier)

مولکول هایی آمفی فیل وسورفاکتانت هایی کوچک مولکول، که توانایی جذب بر روی یک قطره روغن را دارند (4).

1-2-2- عوامل سفت کننده (Thickening agents)

ترکیباتی که به واسطه ی افزایش ویسکوزیته ی فاز پیوسته ی امولسیون ها و به تاخیر انداختن در حرکت قطرات، نقش پایدارکنندگی دارند (7).

-12-3- امولسیون یگانه (Single emulsion)

امولسیون های یگانه شامل امولسیون روغن در آب و امولسیونهای آب در روغن (1).

1-2-4- خامه ای شدن (Creaming)

از جمله مکانسیم های فیزیکی ناپایداری در امولسیونهای روغن در آب که به آن خامه ای شدن (جدایش گرانشی) می گویند و به دلیل اختلاف وزن مخصوص بین فاز روغن وآب اتفاق می افتد.در این حالت فاز روغنی در بالای فاز دیسپرسیون قرار می گیرد و دو فاز شدن رخ می دهد (4).

1-2-5- انبوهش (Flocculation)

از جمله مکانسیمهای فیزیکی ناپایداری در امولسیونها که به دلیل مجتمع شدن قطرات روغن رخ می دهد در حالی که قطرات روغن یکپارچگی انفرادی خود را حفظ کردند (34).

1-2-6- الحاق (Coalescence)

از جمله مکانسیمهای فیزیکی ناپایداری در امولسیونها که به دلیل مجتمع شدن قطرات روغن رخ می دهد در حالی که قطرات روغن کاملا با هم الحاق پیدا کردند و ایجاد یک قطره بزرگ تر کردند.بادامه یافتن این فرایند لایهای جداگانه ازروغن در بالای نمونه ایجاد می شود که منجر به Oiling off می شود (34).

1-2-7- وارونگی فاز (Phase inversion)

فرایندی که در آن امولسیون های روغن در آب به امولسیون های آب در روغن و برعکس تبدبل می شوند (4).

1-2-8- مونو دیسپرس

اگر تمام قطرات روغن دارای اندازه ذرات یکسانی باشند و با دو فاکتور قطر قطره و شعاع مشخص می شود (34).

1-2-9- پلی دیسپرسیتی

اگر قطرات روغن دارای اندازه ذرات متفاوت باشند و بدست آوردن اندازه ذرات تمام قطرات بسیار پیچیده می باشد و یافتن دو فاکتور میانگین اندازه ذرات و پهنای توزیع ذرات کافی می باشد (1).

1-2-10- دافعه فضایی (Steric exclusion)

به دلیل حجم نسبتاً بزرگ اشغال شده به وسیله بعضی بیوپلیمرها در محلول، حجم قابل دسترس برای ملکولهای بیوپلیمری دیگر جهت اشغال کردن کاهش مییابد. در نتیجه انرژی آزاد اختلاط سیستم کاهش مییابد.

1-2-11-D(0/1):ذراتی با این قطر یا کمتر مسئول 10% حجم ذرات موجود در سامانه هستند.

1-2-12- : D(0/5) ذراتی با این قطر یا کمتر مسئول 50% حجم ذرات موجود در سامانه هستند.

1-2-13- D (0/9): ذراتی با این قطر یا کمتر مسئول 90% حجم ذرات موجود در سامانه هستند (34).

1-2-14- D (4, 3) یاVolume mean diameter(قطر میانگین حجمی)

n_iتعداد قطرات با قطر مشخصd_i (34).

1-2-15- D (2, 1) یا Surface mean diameter

این پارامتر نوعی قطر معادل می باشد. در واقع قطر این کره فرضی است که همان سطح ویژه ذره بدون شکل منظم مورد مطالعه است.

D [2, 1] =

n_iتعداد قطرات با قطر مشخصd_i (34).

1-2-16- D (1, 0) یا Number mean diameter(میانگین حسابی قطر)

D [1, 0] =

n_iتعداد قطرات با قطر مشخصd_i (34).

1-2-17- Span: اندازه پهنای نمودار توزیع اندازه ذرات را نشان می دهد هر چه این نمودار باریکتر باشد عدد Span کوچکتر و پراکندگی اطراف میانگین کمتر است. اگر پهنای توزیع اندازه ذرات خیلی باریک باشد، به این معنا است که سامانه تقریبا مونودیسپرس می باشد (34).

Span

D(0/1):ذراتی با این قطر یا کمتر مسئول 10% حجم ذرات موجود در سامانه هستند.

: D(0/5) ذراتی با این قطر یا کمتر مسئول 50% حجم ذرات موجود در سامانه هستند.

D (0/9): ذراتی با این قطر یا کمتر مسئول 90% حجم ذرات موجود در سامانه هستند.

اهداف پژوهش1-3-

1-3-1-تعیین تاثیر غلظتهای متفاوت از صمغ کتیرا بر پایداری، پارامترهای توصیف کننده اندازه ذرات، کشش سطحی و بین سطحی، ویژگیهایریزساختاری (میکروسکوپی) و ویژگیهای رئولوژیک پایا و نوسانی امولسیون های روغن در آب.

1-3-2- تعیین تاثیر نوع گونه و جزء محلول و نا محلول صمغ کتیرا بر پایداری، پارامتر های توصیف کننده اندازه ذرات، کشش سطحی و بین سطحی، ویژگیهایمیکروسکوپی و ویژگیهای رئولوژیک پایا و نوسانی امولسیون های روغن در آب.

1-3-3- تعیین اثر pHو افزودن پروتئین (سدیم کازیئنات) بر پایداری، پارامتر های توصیف کننده اندازه ذرات، کشش سطحی و بین سطحی و ویژگیهای رئولوژیک پایا و نوسانی امولسیون های روغن در آب حاوی صمغ کتیرا.

1-3-4- فراهم آوری پایه ای برای پایدار سازی امولسیون های روغن در آب با بیوپلیمرهای طبیعی و صمغهای بومی.

1-3-5- دست یابی به سازوکار پایدارسازی امولسیونها با صمغ کتیرا.

4-1-فرضیات پژوهش

1-4-1-غلظت های متفاوتپلی ساکاریدبر پایداری، پارامتر های توصیف کننده اندازه ذرات، کشش سطحی و بین سطحی، ویژگیهای میکروسکوپی و ویژگیهای رئولوژیک پایا و نوسانی امولسیون روغن درآباثرات متفاوتی دارد.

1-4-2-pH های متفاوت در نسبت معین از پروتئین به پلی ساکارید، بر پایداری، پارامترهای توصیف کننده اندازه ذرات و ویژگی های رئولوژیک پایا و نوسانی امولسیون روغن درآباثرات متفاوتی دارد. در نمونه های حاوی میزانبالاترصمغ کتیرا، پایداری و مقاومت به دو فاز شدن در طی زمان افزایش می یابد.

1-4-3- در نمونه های امولسیونی حاوی تنها صمغ با افزایش غلظتصمغ کتیرا، پایداری و مقاومت به دو فاز شدن افزایش می یابد.

1-4-4- نسبت های متفاوت از پروتئین به پلی ساکارید بر پایداری، پارامتر های توصیف کننده اندازه ذرات، کشش سطحی و بین سطحی و ویژگیهای رئولوژیک پایا و نوسانی امولسیون های روغن درآباثرات متفاوتی دارد.

1-5- جدول متغیرها

متغیر	^*نقش متغیر	^**نوع متغیر	مقیاس سنجش متغیر	اساس روش آزمون /ابزار سنجش
زمان	مستقل	کیفی چند سطحی	35 روز	-
روشتهیه امولسیون	مستقل	کیفی اسمی	3 روش	-
نسبت پروتئین به پلی ساکارید	مستقل	کمی گسسته	-	-
pH	مستقل	کمی پیوسته	AU	PH متر
گونه صمغ کتیرا	مستقل	کیفی اسمی	A.gossypinus A.fluccosus	-
نرخ برش	وابسته	کمی پیوسته	s^-1	رئومتر
مدول الاستیک (G)	وابسته	کمی پیوسته	پاسکال(Pa)	رئومتر
مدول ویسکوز (G)	وابسته	کمی پیوسته	پاسکال(Pa)	رئومتر
مدول کمپلکس (G*)	وابسته	کمی پیوسته	پاسکال (Pa)	رئومتر
ناحیه خطی ویسکوالاستیک (LVE)	وابسته	کمی پیوسته	درصد	رئومتر
ویسکوزیته ظاهری ((µ_a	وابسته	کمی پیوسته	پاسکال-ثانیه (Pa.s)	رئومتر
پارامتر مدل پاورلا (قدرت ساختار) (a )	وابسته	کمی پیوسته	Pa.s^b))	رئومتر
پارامتر مدل پاورلا (نوع ساختار)(b)	وابسته	کمی پیوسته	-	رئومتر
تنش حد متناظر با انتهای ناحیه خطی(τ_y)	وابسته	کمی پیوسته	پاسکال	رئومتر
کشش سطحی و بین سطحی	وابسته	کمی پیوسته	میلی نیوتن بر متر (mN/m)	تنسیومتر
پارامتر های توصیف کننده ی اندازه ذرات ذرات D_0.1 _، D_0.5_، D_0.9_، span میانگین حجمی قطر ، میانگین سطحی قطر	وابسته	کمی پیوسته	میکرومتر	دستگاه Particle sizer
ریز ساختار	وابسته	کیفی اسمی	-	میکروسکوپ نوری
اندیس پایداری	وابسته	کمی پیوسته	درصد	-

برای خرید و دانلود اینجا کلیک کنید

پایدارسازی امولسیون های روغن سدیم کازئینات و صمغ کتیرا word دانلود پایان نامه

زینب شنبه 1 مهر 1396 ساعت 07:26

0 نظر

فور کیا

فور کیا

پایدارسازی امولسیون های روغن در آب با استفاده از کمپلکس سدیم کازئینات و صمغ کتیرا

فور کیا

روزانه‌ها

پیوندها

ابر برجسب

جدیدترین یادداشت‌ها

بایگانی

جستجو

پایدارسازی امولسیون های روغن در آب با استفاده از کمپلکس سدیم کازئینات و صمغ کتیرا