مقاله بررسی تاثیر افزودن قندها بر رفتار رئولوژیکی عسل

word قابل ویرایش
11 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

بررسی تاثیر افزودن قندها بر رفتار رئولوژیکی عسل
چکیده
عسل به عنوان یک محصول تغذیه ای ارزشمند و گران قیمت همواره در معرض انواع تقلبات مـی باشـد. در ایـن تحقیق تاثیر افزودن قندهای اصلی عسل شامل ساکارز، گلوکز و فروکتوز بر رفتار رئولوژیکی عسل مـورد بررسـی قرار گرفت . برای این منظور عسل ها و شربتهای اشباع خالص از نظر رئولوژیکی به کمک دستگاه ویسکومتر مورد بررسی قرار گرفتند. در مرحله ی بعد محلول های اشباع این قندها در درصـدهای وزنـی ٢٠، ۴٠ و ۶٠ بـه عسـل اضافه گردید و پس از اختلاط مناسب ، آزمایشات در نرخ های برشی مختلف صورت گرفتند تا ماهیت رئولـوژیکی نمونه ها مشخص شود. نتایج نشان دادند که کلیه نمونه ها رفتار نیوتونی داشته و با اختلاط آنها با یکدیگر رفتـار نیوتونی حفظ شده و تنها ویسکوزیته به تناسب میزان اختلاط تغییر می نماید. همچنین تحلیل نتایج بـه کمـک نرم افزار SPSS نشان داد که کاهش ویسکوزیته عسل در اثر افزودن شربت قندها معنی دار می باشد.
کلمات کلیدی : عسل ، رئولوژی، ساکارز، گلوکز، فروکتوز
١. مقدمه
عسل ، شهد و ماده مترشحه محتوی قند گیاهان است که توسط زنبور عسل جمع آوری شده ، تغیر حالـت داده و در شـان عسل ذخیره می گردد [١]. عسل مهم ترین منبع مواد قندی شناخته شده است و پانزده نوع قند دارد که مهم ترین آن ها فروکتـوز، گلوکز و ساکارز است . عسل به لحاظ داشتن برخی مواد تخمیری در تبادلات غذایی و کمک بـه هضـم غـذا بـالاترین مرتبـه را در میان غذاها دارد، از این دسته مواد میتوان به آمیلاز، اینورتاز، کاتالاز و پراکسیداز اشاره کرد. وزن مخصـوص عسـل حـدود ١٫۴-
١٫۴٢ و pH آن ٣٫٧ تا ۴٫۵ در تغییر است . بنابراین با وجودی که عسل یک ماده اسیدی است ، ولی به علت شیرینی خاص حالت اسیدی آن محسوس نیست .
ویژگیهای عسل تحت تاثیر فاکتورهای زیادی مانند ترکیب درصد، دما، رطوبت و میزان و سایز کریسـتال هـا مـیباشـد.
یکی از ویژگیهای مهم عسل ویسکوزیته آن میباشد. این پارامتر در فرآیندهای مهندسی در تمامی طول فرآیند تولید، از ابتـدای استخراج عسل از موم تا مراحل صاف کردن ، مخلوط کردن عسل های مختلف ، پمپ کردن ، آماده کردن و بسته بندی کـردن دارای اهمیت بالایی میباشد [٢]. دما مهمترین نقش را در ویسکوزیته عسل دارد. Munro [٣] نشان داد که تاثیر دما بـر ویسـکوزیته در دماهای پایین (پایین تر از ١۵ درجه سانتی گراد) بیشتر میباشد و در حرارت هـای بـالاتر از ٣٠ درجـه سـانتیگـراد تـاثیر آن اهمیت کمتری خواهد داشت . وابستگی دمایی ویسکوزیته ی عسل از رابطه ی آرنیوس پیروی میکند مانند آبمیوه های غلیظ شـده و شربت های شکر [۴و۵]. مدل آرنیوس به طور گسترده ای برای دما استفاده میشود، اما مـدل هـای دیگـری ماننـد -Williams (Landel-Ferry)WLF که شامل حرارت انتقال شیشه ای(glass transition temperature) به عنـوان یـک پـارامتر، بـه اثبات رسانده که به همان اندازه برای رابطه ی بین ویسکوزیته و دما برای سیستم های غذایی موثر است .
عسل یک ماده hygroscopic است ، به همین دلیل دارای ویژگی جذب بـالای آب مـیباشـد. بنـابراین ترکیـب درصـد رطوبت عسل ها با توجه به اتمسفر محیط متفاوت خواهد بود [۶]. همچنین بعد از استخراج عسـل میـزان رطوبـت بـا توجـه بـه شرایط نگهداری نیز تغییر میکند [٧]. میزان رطوبت انواع مختلف عسل بین حداقل ١٣٪ [٨] و حداکثر ٢٩٪ [٩] مـیباشـد. در یک شرایط معمولی افزایش رطوبت سبب کاهش ویسکوزیته میگردد. فاکتورهای دیگر موثر بر ویسکوزیته ی عسل ترکیب درصـد شربت قندهای آن و مقدار و نوع کلوئید موجود در عسل میباشد. اساسا عسل یک شربت قند اسـت و خاصـیت ویسـکوزیته ی آن ناشی از طول زنجیره ی مولکولی موجود در آن میباشد. قندهای عمده در عسل مونوساکاریدها ( گلـوکز و فروکتـوز ) هسـتند، در حالی که مقدار کمی از دیساکاریدها ( مانند مالتوز و ساکارز ) نیز حضـور دارنـد. در یـک محلـول بـا کسـر جرمـی مشـابه دی- ساکاریدها ویسکوزیته بیشتری نسبت به مونوساکاریدها ایجاد می کنند[١٠].
با تحقیقات صورت گرفته عموما ویسکوزیته عسل خالص بیشتر از Pa.s ٩,٩ خواهـد بـود[١١]. در اکثـر مقـالات علمـی
منتشر شده ، عسل ها به عنوان سیال نیوتنی معرفی شده اند[٩ و ١٢-١٩].
٢. کارهای آزمایشگاهی
برای این تحقیق چهار نمونه عسل بدون موم از نواحی مختلف ایران شامل مشکین شهر، خوی ، دامنه سـبلان و الیکـا (از نواحی رشته کوه البرز) انتخاب شد. قبل از تحقیق و بررسی تاثیر شربت قندهای فروکتوز، گلوکز و ساکارز بر روی رفتار رئولوژیکی عسل ها، ابتدا رفتار هر یک از عسل ها و شربت های اشباع قندها بررسی شد. در مورد عسل ها این نکته باید مورد توجه قـرار گیـرد که از جمله عوامل موثر بر ویسکوزیته ی عسل ، کریستال ها ( عامل ایجاد حالت جامد در عسل ) و حباب هـای موجـود در آن مـی- باشد. به همین دلیل برای شکستن ساختار کریستال ها قبل از انجام آزمایشات ، نمونه ها به مدت یک ساعت در حمام آب گـرم بـا دمای C°۵٠ حرارت داده شدند. این عمل حرارت دادن برای شکستن ساختار کریستال ها میباشد [١۴]. همچنـین بـرای عـاری کردن عسل از ناخالصی عسل ها از مش ۶٠ عبور داده شد.
در این تحقیق ، تاثیر قندها در حالت محلول اشباع مورد بررسی قرار گرفتـه اسـت تـا تـاثیر آب بـه عنـوان یـک کاهنـده ویسکوزیته کمترین تاثیر را داشته باشد. قندهای استفاده شده مربوط به شرکت Merck آلمان بوده و با توجه به اطلاعـات ارائـه شده توسط این شرکت میزان حلالیت هر کدام از قندها در دمای محیط بدست آمده و با توجه به این مقادیر شربت اشـباع تهیـه گردید. جهت رفع ناخالصیهای احتمالی وارد شده قبل از هر آزمایش شربت مورد نظر از کاغذ صافی عبور داده شد.
مقدار کل جامدهای محلول موجود در عسل ( Brix° ) و ضریب شکست موجـود در هـر عسـل ( RI ) توسـط دسـتگاه رفرکتومتر دیجیتال اندازه گیری شد. با استفاده از جدول مربوط به مقدار رطوبت عسل بر حسـب مقـدار RI آن [٢٠]، بـرای هـر کدام از نمونه های مورد بررسی میزان رطوبت به عنوان یکی از مشخصات عسل ارائه گردید.
پس از انجام مراحل مقدماتی برای هر کدام از عسل ها و محلول قندهای اشباع مقادیر تنش برشی در کرنش های مختلـف بدست آمد. برای انجام ایـن آزمایشـات از دسـتگاه BROOKFIELD DV-II+ Pro و اسـپیندل ۵١ اسـتفاده شـد. همـین آزمایشات برروی ترکیب هرکدام از عسل ها با هر سه محلول قند در درصدوزنیهای ٢٠٪،۴٠٪و ۶٠٪ صورت گرفـت . بـرای تهیـه ترکیبات با این درصدوزنیها، ۵ گرم از عسل مورد نظر برداشته و با توجه به موازنه ، از شربت به میزان مورد نیاز بـه نمونـه عسـل اضافه گردید. با اختلاط ترکیب را همگن کرده و میزان مورد نیاز در دستگاه قرار داده شد.
٢. نتایج و بحث
نتایج مطالعات اولیه بر روی عسل خالص مربوط به مقدار کل جامدهای محلول موجود در آنها ( Brix )، ضریب شکست
مربوطه ( RI ) در جدول ١ نشان داده شده است . همچنین در این جدول میزان رطوبت هر نمونه از عسل ها با توجه به RI
معرفی شده برای آن ها ذکر شده است .
در مرحله ی بعد با استفاده از دستگاه ویسکومتر BROOKFIELD DV-II+ Pro رفتار رئولوژیکی عسل ها به طور خالص و شربت های اشباع خالص مورد بررسی قرار گرفت . در داده های بدست آمده برای عسل ها مشاهده شد که نمودار تغییرات مقادیر تنشهای برشی (SS) در سرعت برشی های (SR) برای هر عسل با ٠٩٩=R٢ بصورت خط راست بوده و دارای شیب ثابتی است . یا به بیانی دقیق تر ویسکوزیته عسل های بررسی شده مستقل از نرخ تنش بوده و رفتار نیوتنی از خود نشان میدهند.
نمودار حاصل از این داده ها در شکل شماره ١ نشان داده شده است . به همین طریق شربت های اشباع نیز مورد مطالعه قرار گرفتند و در آن ها نیز رفتار نیوتنی مشاهده شد. داده ها مربوط به شربت ها در شکل شماره ٢ آمده است که برای هر سه شربت با
٠٩٩=R٢ نمودارهای خطی شده اند. ویسکوزیته بدست آمده برای نمونه های عسل با استفاده از این داده ها در جدول ١ و برای شربت های اشباع در جدول ٢ آمده است .

شکل ٣– الف مربوط به رفتار رئولوژیکی ترکیب عسل خوی و درصد وزنیهای مختلف از شربت اشباع فروکتوز میباشد.
همانطوری که از منحنی ترسیم شده مشهود است در غلظت های مختلف از فروکتوز از ٢٠ تا ۶٠ درصد تغیرات تنش بر حسب کرنش خطی بوده به طوریکه فاکتور R٢ بیش از ٠٫٩٨ به دست آمده است . داده های بدست آمده از آزمایشات مشابه بر روی
عسل های دامنه سبلان ، مشکین و الیکا به ترتیب در شکل های ٣–ب تا ٣-د نشان داده شده است .

در تمامی عسل ها افزوده شدن شربت اشباع فروکتوز سبب تغییر رفتار رئولوژیکی عسل نشده و تمامی ترکیبات رفتار نیوتنی داشته اند. با استفاده از داده های به دست آمده ، مقادیر ویسکوزیته (شیب نمودارها) برای نمونه های بررسی شده در این قسمت ، در جدول ٣ آمده است .
جدول ٣ : ویسکوزیته ترکیب عسل ها با شربت اشباع فروکتوز در ترکیب درصدهای مختلف بر حسب Pa.S

نتایج نشان می دهند که افزایش شربت ، سبب کاهش ویسکوزیته عسل اولیه گردیده که این موضوع از نظر مقدار کاهش از قانون کلی پیروی نمیکند؛ ولی با بررسی داده های بدست آمده به کمک نرم افزار SPSS این کاهش ویسکوزیته در مورد ترکیب عسل ها با شربت اشباع فروکتوز برای هر سه درصد وزنی مورد بررسی معنیدار میباشد، یعنی این کاهش ویسکوزیته به طوری خواهد بود که از ویسکوزیته از رنج معمول برای عسل ها [١١] کمتر میشود. این بدین معنی است که هر چند اگر نتوان با بررسی رفتار رئولوژیکی یک عسل به وجود شربت اشباع فروکتوز پیبرد ولی با توجه به تحلیل های این نرم افزار میتوان با بررسی ویسکوزیته متوجه وجود شربت قند شد. لازم به ذکر است نتیجه ای که این نرم افزار ارائه میدهد و رفتاری که پیش بینی میکند دارای اعتبار ٩۵٪ میباشد. همچنین در این نرم افزار مقدار ویسکوزیته در درصدوزنیهای مختلف برای هر عسل مورد تحلیل قرار گرفت که نتیجه معنیداری بدست نیامد یعنی با این آزمایشات نمیتوان مقدار شربت موجود را بیان کرد. داده های خروجی این نرم افزار در جدول ۴ آورده شده است .

در مرحله بعد رفتار عسل در حالت ترکیب با شربت اشباع گلوکز تحلیل میگردد. نمودار نتایج به دست آمده برای عسل –
ها در شکل های ۴ – الف تا ۴ – د به ترتیب برای عسل های خوی ، دامنه سبلان ، مشکین و الیکا نشان داده شده است .

در مورد تاثیر شربت اشباع گلوکز رفتاری مشابه با رفتار شربت اشباع فروکتوز مشاهده شد. در این مورد نیز با توجه به داده های آزمایشگاهی بدست آمده نمودار تغییرات SS بر حسب SR با ٠٩٩-٠٩٨=R٢ بصورت خط با شیب ثابت درآمد که بیانگر نیوتنی بودن رفتار سیال مورد نظر میباشد. برای داده های بدست آمده در این مرحله از تحقیق هم روند کلی برای کاهش ویسکوزیته بدست نیامد؛ سپس داده ها توسط نرم افزار SPSS مورد تحلیل قرار گرفت که نتیجه بطور مشابه برای تمامی ترکیبات با درصد وزنیهای بررسی شده معنی دار بودن کاهش ویسکوزیته را بیان میکند. ویسکوزیته ترکیبات مورد بررسی در این قسمت در جدول ۵ ارائه شده اند.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 11 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد