بررسی اثر نوع تجمع زنجیره‌ای بر خصوصیات بافتی ژل مخلوط کاپا- یوتا کاراگینان

نشریه پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 5، دوره 14، شماره 4 - شماره پیاپی 52، مهر و آبان 1397، صفحه 543-559   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.v14i4.66898

نویسندگان

امیر جاجرمی¹؛ بهاره عمادزاده^{* 1}؛ رسول کدخدایی²

¹گروه نانوفناوری مواد غذایی، مؤسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی، ایران.

²موسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی

چکیده

کاراگینان از دسته پلی ساکارید‌های دریایی است که به واسطه حضور گروهای سولفیتی در زنجیره‌ دارای خصوصیات عملگرایی ویژه‌ای می‌باشد. در این پژوهش تاثیر تجمع زنجیره‌ای در نتیجه حضور یون های پتاسیم و کلسیم بر خصوصیات بافتی ژل مخلوط کاپا- یوتا کاراگینان بررسی گردید. خصوصیات بافتی در آزمون سوراخ کردن جهت مطالعه خصوصیات بافتی ژل های تشکیل شده شامل سختی، سفتی، مدول تغییر شکل پذیری، ارتجاعیت ، نقطه تسلیم، محدوده رفتار خطی و آزمون رهایش تنش جهت بررسی تاثیر نوع تجمع زنجیره‌ای و نسبت بیوپلیمری بر خصوصیات تنزل تنش در نتیجه نوع شبکه تشکیل شده انجام پذیرفت. نتایج نشان دهنده اثر مطلوب یون پتاسیم بر شبکه کاپا کاراگینان، ایجاد تجمع های درون زنجیره‌ای و در نتیجه، افزایش پارامترهای فوق الذکر می‌باشد. از سوی دیگر، ساختار ایجاد شده در حضور یون کلسیم، دارای مدول تغییر شکل پذیری بالاتر در نتیجه ایجاد تجمعات بین زنجیره‌ای در شبکه است که این امر موجب کاهش پارامتر‌های سفتی، ارتجاعیت و نقطه تسلیم می گردد. در خصوص تغییر در نسبت بیوپلیمری در ژل های مورد بررسی، نتایج نشان دهنده افزایش پارامتر‌های ارتجاعیت و نقطه تسلیم با افزایش سطح یوتا کاراگینان در ژل ها به واسطه غالب شدن ساختار با درجه بالا از انعطاف پذیری زنجیره‌ای می‌باشد. نتایج آزمون رهایی تنش نشان داد که زمان تنزل تنش اولیه در ژل‌های حاوی یون پتاسیم بیشتر از ژل‌های تشکیل شده در حضور یون کلسیم است. همچنین روند تغییرات در مدول تغییر شکل پذیری محاسبه شده با استفاده از مدل پلگ- نورمند دارای مشابهت با نتایج آزمون سوراخ کردن است.

کلیدواژه‌ها

تجمع زنجیره ای؛ ژل مخلوط کاراگینان؛ خصوصیات بافتی؛ آزمون سوراخ کردن؛ آزمون تنش آرامیدگی

مراجع

Amici, E., A. H. Clark, V. Normand and N. B. Johnson (2002). "Interpenetrating Network Formation in Agarose− κ-Carrageenan Gel Composites." Biomacromolecules 3(3): 466-474.

Dumitriu, S. (2004). Polysaccharides: structural diversity and functional versatility, CRC press.

Gamero, M., S. Fiszman and L. Duran (1993). "Stress relaxation of fruit gels. Evaluation of models and effects of composition." Journal of food science 58(5): 1125-1128.

Gunasekaran, S., & AK, M. M. (2002). Cheese rheology and texture. CRC press.

Gregson, C. M., Hill, S. E., Mitchell, J. R., & Smewing, J. (1999). Measurement of the rheology of polysaccharide gels by penetration. Carbohydrate polymers, 38(3), 255-259.

Hermansson, A.-M., E. Eriksson and E. Jordansson (1991). "Effects of potassium, sodium and calcium on the microstructure and rheological behaviour of kappa-carrageenan gels." Carbohydrate Polymers 16(3): 297-320.

Imeson, A. (2011). Food stabilisers, thickeners and gelling agents, John Wiley & Sons.

Lai, V., P. L. Wong and C. Y. Lii (2000). "Effects of Cation Properties on Sol‐gel Transition and Gel Properties of κ‐carrageenan." Journal of food science 65(8): 1332-1337.

Lau, M., J. Tang and A. Paulson (2000). "Texture profile and turbidity of gellan/gelatin mixed gels." Food Research International 33(8): 665-671.

Li, L., R. Ni, Y. Shao and S. Mao (2014). "Carrageenan and its applications in drug delivery." Carbohydrate polymers 103: 1-11.

Liu, S. and L. Li (2016). "Thermoreversible gelation and scaling behavior of Ca 2+-induced κ-carrageenan hydrogels." Food Hydrocolloids 61: 793-800.

MacArtain, P., J. Jacquier and K. Dawson (2003). "Physical characteristics of calcium induced κ-carrageenan networks." Carbohydrate Polymers 53(4): 395-400.

Mao, R., J. Tang and B. Swanson (20. Texture properties of high and low acyl mixed gellan gels." Carbohydrate polymers 41(4): 331-338.

MOHSENIN, N. N. (1970). "Application of engineering techniques to evaluation of texture of solid food materials." Journal of Texture Studies 1(2): 133-154.

Montero, P. and M. Perez-Mateos (2002). "Effects of Na+, K+ and Ca 2+ on gels formed from fish mince containing a carrageenan or alginate." Food Hydrocolloids 16(4): 375-385.

Morris, E. R. (1990). Mixed polymer gels. Food gels, Springer: 291-359.

Morris, E. R., D. A. Rees and G. Robinson (1980). "Cation-specific aggregation of carrageenan helices: domain model of polymer gel structure." Journal of molecular biology 138(2): 349-362.

Morris, V. and P. Belton (1982). "Influence of the cations sodium, potassium and calcium on the gelation of iota-carrageenan." Progress in food and nutrition science.

Norziah, M., S. Foo and A. A. Karim (2006). "Rheological studies on mixtures of agar (Gracilaria changii) and κ-carrageenan." Food Hydrocolloids 20(2): 204-217.

Parker, A., G. Brigand, C. Miniou, A. Trespoey and P. Vallee (1993). "Rheology and fracture of mixed ι-and κ-carrageenan gels: Two-step gelation." Carbohydrate Polymers 20(4): 253-262.

Peleg, M. and M. Normand (1983). "Comparison of two methods for stress relaxation data presentation of solid foods." Rheologica Acta 22(1): 108-113.

Phillips, G. O. and P. A. Williams (2009). Handbook of hydrocolloids, Elsevier.

Saha, D. and S. Bhattacharya (2010). "Hydrocolloids as thickening and gelling agents in food: a critical review." Journal of food science and technology 47(6): 587-597.

Thrimawithana, T., S. Young, D. Dunstan and R. Alany (2010). "Texture and rheological characterization of kappa and iota carrageenan in the presence of counter ions." Carbohydrate Polymers 82(1): 69-77.

Wang, M., X. Qiu and X. Zhang (2007). "Mechanical properties of super honeycomb structures based on carbon nanotubes." Nanotechnology 18(7): 075711.

Gunasekaran, S., & AK, M. M. (2002). Cheese rheology and texture. CRC press.

Gregson, C. M., Hill, S. E., Mitchell, J. R., & Smewing, J. (1999). Measurement of the rheology of polysaccharide gels by penetration. Carbohydrate polymers, 38(3), 255-259