بررسی تاثیر فرایند فراصوت بر ویژگی های فیزیکوشیمیایی و کاربردی نشاسته یولاف

سابقه و هدف:

 در سال های اخیر، استفاده از امواج فراصوت به دلیل کارایی بالا و سهولت استفاده، گسترش زیادی یافته است. امواج مکانیکی فراصوت با توان بالا، به صورت سینوسی در محیط اطراف حرکت کرده و سبب ایجاد حباب های ناپایدار خلا در محیط می شوند. در ادامه افزایش اندازه این حباب ها و ترکیدن آن ها سبب ایجاد نقاط بسیار پر فشار و با دمای موضعی بسیار بالا می گردد. مولکول ها و ذراتی که در مجاورت این نقاط قرار دارند به شدت تحت تاثیر قرار گرفته، شکسته شده و یا به اجزایی با اندازه کوچک تر خرد می شوند. در این پژوهش تاثیر امواج فراصوت در محدوده های مختلف توان و دما بر ویژگی های مختلف نشاسته یولاف مورد بررسی قرار گرفت.

نشاسته های یولاف استخراج شده با ترکیب شیمیایی معین، توسط دستگاه پروب فراصوت با فرکانس 20 کیلوهرتز، به مدت زمان 10 دقیقه تحت امواج فراصوت با توان 150 و 350 وات در دو دمای 25 و 50 درجه سانتی گراد قرار گرفت. سپس نمونه های فراصوت شده با استفاده از سانتریفیوژ بازیابی شده و خشک شدند. در ادامه ویژگی های مختلف نشاسته طبیعی و نشاسته های تیمار شده توسط امواج فراصوت اعم از قدرت تورم، حلالیت، گرماسنجی، بافت سنجی، قابلیت جذب آب و روغن و بیاتی مورد بررسی قرار گرفت.

امواج فراصوت تغییرات قابل توجهی در ویژگی های مختلف نشاسته یولاف ایجاد کرد. نتایج نشان داد که افزایش دما و توان فراصوت سبب افزایش تاثیر فرایند فراصوت بر ویژگی های مختلف نشاسته می شود. به طوری که میزان جذب آب، حلالیت شفافیت ژل و دمای ژلاتینه شدن نشاسته ها در حالت استفاده از دمای بالاتر و توان بیشتر، افزایش یافت. بررسی روند بیاتی نمونه های فراصوت شده در مقایسه با نمونه شاهد، نشان داد که اعمال دما و توان بالاتر سبب کاهش بیاتی نمونه ها می گردد. همچنین ژل نشاسته های تیمار شده توسط امواج فراصوت بافت نرم تری نسبت به نمونه نشاسته شاهد داشتند. از مهم ترین دلایل به وجود آمدن این تغییرات می توان به تخریب بخش های آمورف و بخش های کریستالی با ساختار ضعیف و شکسته شدن مولکول های بزرگ به مولکول های کوچک تر اشاره کرد.

نتایج این پژوهش نشان داد که امواج فراصوت با قابلیت بالایی سبب تغییر ویژگی های مختلف فیزیکی و شیمیایی نشاسته یولاف می شود و اعمال امواج فراصوت در توان و دمای بالاتر تاثیر شدیدتری بر ویژگی های نشاسته یولاف خواهد داشت. در پایان، با توجه به ایجاد ساختار ژله ای نرم و پایدار و کاهش میزان رتروگرید شدن و کدورت ژل طی نگهداری در نشاسته های فراصوت شده تحت توان 350 وات و دمای 50 درجه سانتی گراد، استفاده از این شرایط به منظور اصلاح نشاسته یولاف تحت فراصوت توصیه می شود.