ارزيابي اثر فراصوت و دما بر ويژگي هاي كريستالي و ميكروسكوپي گرانول هاي نشاسته برنج معلق در آب به روش سطح پاسخ (RSM)

Effect of Ultrasound and Temperature on Crystallinity and Microscopic Properties of Rice Starch Granules Suspended in Water Using Response Surface Methodology (RSM)

نشاسته منبع اصلي انرژي در رژيم انسان است. اصلاحات فيزيكي، شيميايي و آنزيمي مي تواند باعث تغييراتي گردد كه در نشاسته هاي طبيعي تجاري موجود، قابل دسترس يا قابل كنترل نيست لذا در اين تحقيق از فراصوت براي بررسي اثر روش هاي فيزيكي بر خصوصيات كريستالي و خميري نشاسته برنج استفاده شد. در اين تحقيق، به ديسپرسيون نشاسته برنج (8 درصد) فراصوت داده شد و براي مطالعه تغييرات ريخت شناسي برنج ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و ميكروسكوپ نوري مورد استفاده قرار گرفت. براي بررسي بخش هاي كريستالي نشاسته ها، نمونه هاي خشك شده با استفاده از پراش اشعه ايكس (XRD) آناليز شدند. براي ارزيابي تاثيرات سه متغير دماي فرآيند (65-45 درجه سلسيوس)، مدت زمان (300-10 ثانيه) و دامنه فراصوت (100-0 درصد) بر خصوصيات كريستالي و ميكروسكوپي نشاسته برنج، از روش سطح پاسخ (RSM) استفاده شد. يافته ها نشان داد كه فراصوت تغييري در الگوي پراش اشعه ايكس (نوع A) ايجاد نمي‌كند و با افزايش دما و زمان، درجه كريستالي روند كاهشي به خود مي‌گيرد. در دماها و دامنه هاي فراصوت بالا تمايل براي كاهش درجه كريستالي نشاسته برنج مشاهده شد. افزايش هم زمان دما، زمان و دامنه فراصوت، و ايجاد سوراخ و شكاف در سطح گرانول ها احتمالاً به واكنش گرها اجازه نفوذ راحت تر مي‌دهند و باعث افزايش سرعت واكنش هاي شيميايي مي شوند.

Starch is a major source of energy in the human diet. Physical, chemical, and enzymatic modifications provide changes that are not available or controllable in commercially available native starches. The effect of one physical treatment, ultrasound, was investigated on the crystallinity and microscopic properties of rice starch. In this research, rice starch despersions (8%) were sonicated and scanning electron microscopy and light microscopy were used to study the morphological changes to the rice starch granules. The dried samples were analyzed using x-ray diffraction to evaluate the crystalline fraction of the starches. Response surface methodology was used to evaluate the effects of temperature (45-65 °C), time (10-300 s), and amplitude (0%-100%) on the crystallinity and microscopic properties of rice starch granules. The results showed that ultrasound did not change the x-ray diffraction pattern (A type) and that crystallinity decreased as the temperature and time increased. Higher temperatures and amplitudes decreased the degree of crystallinity in rice starch. When temperature, time, and amplitude increased simultaneously, some granules started to lose their polyhedral shapes, and pores and fissures were detected on the surface of the granules.