۱۸/۰±۹۹/۱۲

 

+

 

۱۲

 

 

 

* علامت های (-) و (+) به ترتیب شرایط عدم حضور و حضور بزاق را نشان می دهند.
آن ها نتیجه گرفتند که مدل بینگهام مدلی مناسب جهت مدلسازی نشاسته ی ذرت مومی فسفریله در غلظت پایین بود (۳ درصد) بود، در حالی که در غلظت ۶ درصد مدل هرشل بالکلی مدل بهتری بود. نتایج مدلسازی با مدل بینگهام نشان داد که تمام نمونه های مورد آزمایش دارای تنش تسلیم بودند. براساس نتایج، مقادیر بالاتر تنش تسلیم (_۰B) و ویسکوزیته ی بینگهام (_B) در غلظت بالاتر مشاهده شد (مخصوصاً برای نشاسته‌ی طبیعی) که این مقادیر به ترتیب در محدوده ی ۰۱/۵۴-۸۲/۱۳ پاسکال و ۱۶/۰-۱۱/۰ پاسکال ثانیه بودند. اضافه کردن بزاق سبب کاهش قابل ملاحظه ای در مقادیر تنش تسلیم و ویسکوزیته بینگهام شد، اما اثر کاهشی بیشتری در غلظت پایین تر (۸ درصد) مشاهده شد. در این غلظت بیشترین تغییرات در مقادیر تنش تسلیم و ویسکوزیته بینگهام برای نمونه های ژل نشاسته های به ترتیب هیدروکسی پروپیله (۵۶/۹۸ درصد) و فسفریله (۷۱/۸۵ درصد) مشاهده شد. لاگاریگیو و آلوارز (۲۰۰۱)، بیان کردند که نشاسته های ژلاتینه شده در سرعت های برشی پائین دارای تنش تسلیم می باشند. میزان این تنش تسلیم به غلظت (باهاتچاریا و باهاتچاریا، ۱۹۹۶) و نحوه تهیه ژل (دوبلیر و همکاران، ۱۹۸۷) بستگی دارد. جدول ۴-۱۱ پارامتر های رئولوژیکی بدست آمده به وسیله مدل هرشل بالکلی را دو غلظت ۸ و ۱۲ درصد و در شرایط حضور و عدم حضور بزاق نشان می دهد. همانطور که مشاهده می شود، افزایش غلظت نمونه ها سبب افزایش میزان تنش تسلیم (_۰H) و ضریب قوام (k_H) شد، در حالی که یک کاهش شدید در شاخص رفتار جریان (n_H) بدست آمد که نشان دهنده رفتار تضعیف شونده با برش بیشتر در غلظت بالاتر (۱۲ درصد) بود. نتایج آنالیز واریانس نشان داد که تمام پارامتر های مدل هرشل بالکلی به طور معنی داری تحت تاثیر فاکتور های مورد مطالعه و برهمکنش آن ها بودند (۰۰۵/۰p<) (جدول ۴-۱۰). بیشترین تغییرات در پارامتر های مدل هرشل بالکلی در مورد ژل نشاسته گندم اصلاح شده با هیدروکسی پروپیله کردن (نشاسته هیدروکسی پروپیله) مشاهده شد، به طوری که به ترتیب ۸۵/۲۸۵ و ۳۹۰۸ درصد افزایش در تنش تسلیم و ضریب قوام هرشل بالکلی این نشاسته بدست آمد و همچنین ۱۲/۸۲ درصد کاهش در شاخص رفتار جریان هرشل بالکلی این نشاسته محاسبه شد. اضافه کردن بزاق سبب افزایش معنی دار شاخص رفتار جریان هرشل بالکلی شد (تا ۶۴/۶۹ درصد)، در حالی که بر عکس، مقادیر تنش تسلیم و ضریب قوام هرشل بالکلی به ترتیب ۴۶/۹۹-۹۷/۹۶ و ۱۱/۹۸-۹۱/۳۶ درصد کاهش یافتند. ایوانس و هیسمن (۱۹۷۹) دریافتند که نمودار جریان نشاسته سیب زمینی ژلاتینه شده می تواند در سرعت های برشی کم به خوبی توسط مدل هرشل بالکلی توضیح داده شود. نتایج مشابهی از لحاظ کیفیت مدلسازی برای نشاسته طبیعی ذرت مومی مشاهده شد (هیمن و همکاران، ۲۰۱۴).

پارامتر های رئولوژیکی بدست آمده بر اساس مدل سیسکو در جدول ۴-۱۲ نشان داده شده است. همانطور که در جدول ۴-۱۰ مشاهده می شود، فاکتور های مطالعه شده به طور معنی داری (۰۵/۰p<) تحت تاثیر پارامتر های این مدل (η_∞، k_Sو n_S) بودند، در حالی که در مورد برهمکنش پارامتر ها، اختلاف معنی داری بین برهمکنش شرایط حضور بزاق و غلظت و همچنین برهمکنش نوع نشاسته، غلظت و شرایط حضور بزاق مشاهده نشد (۰۵/۰p>). بر اساس نتایج مدل سیسکو، ضریب قوام (k_S) و شاخص رفتار جریان سیسکو (n_S) به ترتیب برای تمام نمونه های نشاسته افزایش و کاهش یافت. شاخص رفتار جریان سیسکو نمونه ها کمتر از ۳/۰ بود که نشان دهنده طبیعت قوی تضعیف شوندگی با برش آن ها بود. بیشترین افزایش مشاهده شده برای شاخص قوام سیسکو مربوط به نشاسته هیدروکسی پروپیله بود (۰۳/۵۶۱ درصد)، در حالی که این نوع نشاسته کمترین کاهش را در شاخص رفتار جریان سیسکو از خود نشان داد (۵/۱۲ درصد). در مورد ویسکوزیته برشی بی نهایت () الگوی مشخص مشاهده نشد. اضافه کردن بزاق تاثیر خاصی بر روی مقدار شاخص رفتار جریان سیسکوی نشاسته هیدروکسی پروپیله نداشت، در حالی که حداکثر کاهش (۹۵/۹۶ درصد) در ضریب قوام سیسکو برای این نمونه در غلظت ۸ درصد مشاهده شد.
روی هم رفته، بر اساس پارامتر های رئولوژیکی بدست آمده می توان نتیجه گرفت که افزایش غلظت اثر بیشتری بر روی مشخصه های رئولوژیکی (تنش تسلیم، ضریب قوام و شاخص رفتار جریان) نشاسته هیدروکسی پروپیله نسبت به نمونه های نشاسته طبیعی و فسفریله گندم داشت. بعلاوه، اضافه کردن بزاق تاثیر بیشتری بر روی پارامتر های رئولوژیکی در غلظت پائین تر داشت. گذشته از این، نمونه های نشاسته فسفریله رفتار جریانی مشابه تر به نشاسته طبیعی در مقایسه با نشاسته هیدروکسی پروپیله داشتند (مخصوصاً در غلظت ۸ درصد)، این امر نشان داد که تغییرات مشخصه های جریان برشی نشاسته طبیعی گندم به واسطه ی هیدروکسی پروپیله کردن (۱۰۶/۲ درصد) بیشتر از فسفریله کردن (۰۹۶/۰ درصد) بود.

۴-۱۳-۲٫ خصوصیات جریان وابسته به زمان (تیکسوتروپی)

نتایج آزمایشگاهی بدست آمده از آزمون تنش برشی وابسته به زمان در دو غلظت ۸ و ۱۲ درصد (در شرایط حضور و عدم حضور بزاق) به ترتیب در شکل های ۴-۱۷ و ۴-۱۸ نشان داده شده است.

شکل ۴-۱۷٫ نمودار جریان نشاسته ها (غلظت ۸ درصد، دمای ۳۷ درجه سانتیگراد و تنش برشی ۵۰ معکوس ثانیه) (a) بدون حضور و (b) در حضور بزاق.

 

شکل ۴-۱۸٫ نمودار جریان نشاسته ها (غلظت ۱۲ درصد، دمای ۳۷ درجه سانتیگراد و تنش برشی ۵۰ معکوس ثانیه) (a) بدون حضور و (b) در حضور بزاق.

نتایج نشان داد که نشاسته های طبیعی و اصلاح شیمیایی شده ی مورد مطالعه، در هر دو غلظت چه در حضور بزاق یا عدم حضور آن خصوصیات مواد تیکسوتروپ را از خود نشان دادند. ویسکوزیته ظاهری نمونه های ژل تمام نشاسته های مورد آزمایش در غلظت ۸ درصد به سرعت در ۵۰ ثانیه اول در سرعت برشی ۵۰ معکوس ثانیه کاهش یافت و در نهایت پس از ۱۵۰ ثانیه به مقدار تعادلی خود رسید. در غلظت بالاتر (۱۲ درصد)، زمان کاهش سریع و همچنین رسیدن به وضعیت تعادلی بیشتر از غلظت پائین تر بود که این مقادیر به ترتیب ۲۵۰ و ۳۰۰ ثانیه بودند.
در مورد نمونه های حاوی بزاق در هر دو غلظت، کاهش بیشتری در ویسکوزیته ظاهری مشاهده شد، به طوری که کاهش عمده در ویسکوزیته در ۱۲-۱۰ ثانیه اول اعمال تنش روی داد و پس از ۳۰-۲۰ ثانیه به مقدار ثابت خود رسید. این مطلب نشان داد که برای همه نشاسته های مورد آزمایش، شکست ساختار در شرایط دهان شبیه سازی شده (حضور بزاق+تنش برشی ۵۰ معکوس ثانیه+دمای ۳۷ درجه سانتیگراد) با سرعت بیشتری نسبت به شرایط عدم حضور بزاق روی داد. سانز و لیوتن (۲۰۰۶) بیان کردند که اضافه کردن بزاق اثر مخرب بیشتری بر روی ساختار نشاسته کاساوا نسبت به نشاسته ذرت مومی داشت، به ویژه بعد از زمان همزدن طولانی تر (۲۰ ثانیه) در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد. چن و لولیورت (۲۰۱۱) گزارش کردند که زمان باقی ماندن مواد غذایی ژل مانند در دهان حدود ۵ ثانیه می باشد. بنابراین دو زمان همزدن متفاوت برای این مطالعه انتخاب شدند، یکی ۵ ثانیه که به منظور شبیه سازی شرایط موجود در دهان مورد استفاده قرار گرفت و دیگری زمان همزدن طولانی تر (۲۰ ثانیه) تا در این بازه زمانی
حالت تعادلی مشاهده شود (جدول ۴-۱۴).

 

 

۲۰ ثانیه اعمال تنش

 

۵ ثانیه اعمال تنش

 

غلظت (%)

 

نمونه

 

 

 

۰۴/۰±۴۸/۰bB

 

۰۵/۰±۵۳/۰bA

 

۸

 

طبیعی

 

 

 

۰۶/۰±۹۵/۰aB

 

۰۴/۰±۱۰/۱aA

 

۱۲

 

 

 

۰۲/۰±۴۲/۰bB

 

۰۲/۰±۵۱/۰bA

 

۸

 

فسفریله

 

 

 

۰۳/۰±۶۴/۰aB

 

۰۷/۰±۹۴/۰aA

 

۱۲