સ્ટાર્ચ ગ્રાન્યુલ્સ સ્લરીઝનું અલ્ટ્રાસોનિક ફેરફાર
બટાકા, મકાઈ અથવા મકાઈ જેવા મૂળ સ્ત્રોતમાંથી સ્ટાર્ચ સરળતાથી મેળવી શકાય છે. ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોને સુધારવા માટે સ્ટાર્ચમાં ફેરફાર જરૂરી છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટર સ્ટાર્ચના ભૌતિક, રાસાયણિક અને એન્ઝાઈમેટિક ફેરફારને પ્રોત્સાહન આપે છે જે ખોરાક અને બિન-ખાદ્ય ઉદ્યોગોમાં ઉપયોગ માટે વધુ સારી કાર્યાત્મક ગુણધર્મો તરફ દોરી જાય છે.
મોટાભાગની વ્યાપારી એપ્લિકેશનો માટે સ્ટાર્ચને રાસાયણિક અથવા ભૌતિક રીતે તેમના હકારાત્મક લક્ષણોને વધારવા અથવા તેમની ખામીઓને ઘટાડવા માટે સંશોધિત કરવી આવશ્યક છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન એ સ્ટાર્ચના ભૌતિક, રાસાયણિક અને એન્ઝાઈમેટિક ફેરફાર માટે અત્યંત અસરકારક માધ્યમ છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણો અત્યંત તીવ્ર અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોને સ્ટાર્ચ સ્લરીમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે. પરિણામી અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ પ્રોત્સાહન આપે છે:
- ડિગગ્લોમેરેશન અને વિખેરવું
- યાંત્રિક અધોગતિ અને વિક્ષેપ
- ગ્રાન્યુલ ઘૂંસપેંઠ અને સોજો
- સામૂહિક ટ્રાન્સફર
- આમૂલ રચના
- રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા
- ગરમી
સ્ટાર્ચનું રાસાયણિક ફેરફાર
સ્ટાર્ચ ગ્રાન્યુલમાં પ્રવાહી પ્રવેશ માટે ઉચ્ચ સુવિધા સાથે સંકળાયેલ ગ્રાન્યુલના અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશનલ વિક્ષેપ એસ્ટેરિફિકેશન, ઇથેરિફિકેશન, હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલેશન અથવા સ્ટાર્ચ પોલિમરના ઓક્સિડેશન અને એસિડ ફેરફાર માટે પ્રતિક્રિયા ગતિશાસ્ત્રમાં સુધારા તરફ દોરી જાય છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટર સતત ઇનલાઇન પ્રક્રિયા માટે રચાયેલ છે. ઉચ્ચ પ્રતિક્રિયા દર પ્રતિક્રિયા કેટલ ક્ષમતામાં વધારો તરફ દોરી જાય છે.
આલ્કલાઇન સ્ટાર્ચ ફેરફાર
ઘણા વ્યવસાયિક સ્ટાર્ચ ડેરિવેટિવ્ઝના ઉત્પાદન માટે, ક્ષાર અને તાપમાનને નિયંત્રિત કરતી વખતે જલીય સ્ટાર્ચ સ્લરીમાં પ્રતિક્રિયાશીલ, કાર્બનિક રીએજન્ટ ઉમેરવામાં આવે છે. સ્ટાર્ચનું એસ્ટરિફિકેશન સામાન્ય રીતે pH 7 થી 9 પર કરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે 11 થી 12 નું pH સ્ટાર્ચના ઈથરીકરણ માટે વપરાય છે. લાક્ષણિક પ્રક્રિયા તાપમાન આશરે 60 ° સે છે. સોનિકેશન વિના, વ્યાપારી સ્ટાર્ચની અવેજીની ડિગ્રી ઘણીવાર 0.2 કરતા ઓછી હોય છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન વધુ ઠંડા-પાણી-દ્રાવ્ય સ્ટાર્ચમાં પરિણમે છે.
એસિડિક સ્ટાર્ચ ફેરફાર
40 થી 60 ° સે તાપમાને પાતળું હાઇડ્રોક્લોરિક અથવા સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે દાણાદાર સ્ટાર્ચ સ્લરીની પ્રતિક્રિયા પ્રવાહી સ્ટાર્ચ અથવા પાતળા સ્ટાર્ચ તરફ દોરી જાય છે. આ આંશિક રીતે ડિપોલિમરાઇઝ્ડ સ્ટાર્ચ એવા ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન કરે છે જે ઓછી સ્નિગ્ધતા પેદા કરે છે. સ્ટાર્ચ ઓક્ટેનિલસ્યુસિનેટ્સને આંશિક રીતે ડિપોલિમરાઇઝ કરવામાં આવે છે જેથી ઇન્કેપ્સ્યુલેટેડ ઉત્પાદનોને સ્પ્રે સૂકવતી વખતે ઉચ્ચ ઘન સામગ્રીનો ઉપયોગ કરી શકાય. હળવા એસિડ હાઇડ્રોલિસીસ દરમિયાન અલ્ટ્રાસોનિકેશન નેનોપાર્ટિકલ એગ્રીગેટ્સને અલગ કરી શકે છે જે હાઇડ્રોલિસિસ દરમિયાન રચાય છે. આ સ્ટાર્ચ નેનોપાર્ટિકલ્સની ઉપજમાં વધારો કરે છે.

એમીલોપેક્ટીન પરમાણુ
સ્લરી ન્યુટ્રલાઇઝેશન
પ્રક્રિયા પછી, પ્રતિક્રિયા સ્લરીને તટસ્થ કરવામાં આવે છે, દા.ત. આલ્કલાઇન પ્રક્રિયા પછી હાઇડ્રોક્લોરિક અથવા સલ્ફ્યુરિક એસિડ ઉમેરીને.
સ્ટાર્ચ ધોવા
જળ ધોવાણ, જેમ કે હાઇડ્રોસાયક્લોન્સમાં કાઉન્ટરકરન્ટ વોશિંગ, સંશોધિત સ્ટાર્ચ સ્લરીના તટસ્થીકરણને અનુસરે છે. આ તબક્કે, અલ્ટ્રાસોનિકેશન વ્યક્તિગત સ્ટાર્ચ કણોને ધોવા અને કોગળા કરવામાં મદદ કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિક પોલાણ સ્ટાર્ચ ગ્રાન્યુલ એગ્લોમેરેટ્સને વિખેરી નાખે છે અને સ્ટાર્ચ ગ્રાન્યુલ્સ અને જલીય તબક્કા વચ્ચેના બાઉન્ડ્રી લેયર પર માસ ટ્રાન્સફરને વધારે છે.
સ્ટાર્ચ ગાળણ અને સૂકવણી
Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણોનો ઉપયોગ અલ્ટ્રા-ફિલ્ટરેશન અથવા નેનો-ફિલ્ટરેશન પ્રક્રિયાઓ તેમજ અનુગામી સ્પ્રે સૂકવણી માટે થાય છે.
સ્ટાર્ચનું ભૌતિક ફેરફાર (યાંત્રિક)
સ્ટાર્ચના ભૌતિક ફેરફારમાં રસાયણોનો ઉપયોગ સામેલ નથી. છતાં, અલ્ટ્રાસોનિકેશન સ્ટાર્ચ મોલેક્યુલર સ્ટ્રક્ચરમાં ફેરફારમાં પરિણમે છે અને ત્યારબાદ ભૌતિક રાસાયણિક ગુણધર્મો અને કાર્યક્ષમતામાં ભિન્નતા આવે છે. હિંસક કેવિટેશનલ શીયર ફોર્સ સ્ટાર્ચ ગ્રાન્યુલ્સમાં સ્ફટિકીય પ્રદેશને વિકૃત કરે છે. તૂટતા માઇક્રોબબલ્સની નજીકની પોલિમર સાંકળો ઉચ્ચ ગ્રેડિયન્ટ શીયર ફીલ્ડમાં પકડાય છે જે મેક્રોમોલેક્યુલર CC બોન્ડના તૂટવા તરફ દોરી જાય છે અને લાંબી સાંકળ રેડિકલની રચના કરે છે. સોનિકેટેડ સ્ટાર્ચ ગ્રાન્યુલ્સના SEM ચિત્રો યાંત્રિક નુકસાન દર્શાવે છે, જેમ કે ફિશર, ડિપ્રેશન અને પિટિંગ. આના પરિણામે ઉચ્ચ જળ શોષણ ક્ષમતા, ઉચ્ચ સોજો શક્તિ અને દ્રાવ્યતા વધે છે. આ અસર ઉચ્ચ sonication કંપનવિસ્તાર માટે વધુ સારી છે. તેથી, બાથ પ્રકારના સોનિકેશન કરતાં સ્ટાર્ચમાં ફેરફાર કરવા માટે પ્રોબ સોનિકેશન વધુ અસરકારક છે. તીવ્ર અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસિંગ જ્યારે મૂળ અથવા હીટ-ટ્રીટેડ સ્ટાર્ચ સાથે સરખામણી કરવામાં આવે ત્યારે વધુ વિક્ષેપિત ગ્રાન્યુલ્સ દર્શાવે છે.
અલ્ટ્રાસોનિકલી OSA-Esterified સ્ટાર્ચ
અલ્ટ્રાસોનિકલી ઓએસએ-એસ્ટેરિફાઇડ સ્ટાર્ચ ઉચ્ચ ડિગ્રી અવેજી (DS) અને પ્રતિક્રિયા કાર્યક્ષમતા (RE) દર્શાવે છે, જેમાં નાના છતાં ફાયદાકારક મોર્ફોલોજિકલ ફેરફારો છે જે ફૂડ સિસ્ટમ્સમાં તેમની કાર્યક્ષમતાને વિસ્તૃત કરી શકે છે. Sonication સ્ટાર્ચના પરમાણુ બંધારણમાં ફેરફાર કર્યા વિના પ્રતિક્રિયા દર અને કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે, આમ ખોરાકના ઉપયોગ માટે તેના ઇચ્છનીય ગુણધર્મોને સાચવે છે.
આ પરિણામો સૂચવે છે કે અલ્ટ્રાસોનિકલી-સહાયિત એસ્ટરિફિકેશન ગ્રીન ટેક્નોલોજીનું પ્રતિનિધિત્વ કરી શકે છે, જે સ્ટાર્ચમાં ફેરફાર માટે ઊર્જા-કાર્યક્ષમ, સમય-બચત અભિગમ ઓફર કરે છે. સ્કેલિંગ સોન્સિયેશન-આસિસ્ટેડ એસ્ટરિફિકેશનની સંભવિતતા, ખાદ્ય વિજ્ઞાનમાં સ્ટાર્ચ માટે ફેરફારની પ્રક્રિયામાં ક્રાંતિ લાવી શકે છે, ટકાઉ ઉત્પાદન લક્ષ્યો સાથે સંરેખિત થઈ શકે છે અને ઉદ્યોગમાં એસ્ટરિફાઈડ સ્ટાર્ચની એપ્લિકેશનને વિસ્તૃત કરી શકે છે.
અલ્ટ્રાસોનિકલી એસ્ટેરિફાઇડ OSA-સ્ટાર્ચ વિશે વધુ વાંચો!

SEM માઈક્રોગ્રાફ આ માટે: (a) unsonicated, (b) 20min sonicated, (c) 40min. sonicated, (d) 60min sonicated ઘઉંના સ્ટાર્ચ ગ્રાન્યુલ્સ.
અભ્યાસ અને છબીઓ: ©મજ્જુબી એટ અલ., 2015
અલ્ટ્રાસોનિકેશન જિલેટીનાઇઝેશન તાપમાનની શરૂઆતને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકે છે. સોનિકેટેડ સ્ટાર્ચ ગ્રાન્યુલ્સમાંથી તૈયાર કરવામાં આવેલ સ્ટાર્ચ જેલ મૂળ સ્ટાર્ચ સાથે સરખામણી કરવામાં આવે ત્યારે ઉચ્ચ કઠિનતા અને સંલગ્નતા અને સુસંગતતાના ઉચ્ચ મૂલ્યો રજૂ કરે છે. સ્ટાર્ચના અલ્ટ્રાસોનિક ફેરફાર સાથે એડહેસિવનેસ, સંયોજકતા, સ્પ્રિંગનેસ અને ચીકણાપણું નોંધપાત્ર રીતે વધે છે.
અલ્ટ્રાસોનિકેશન પરંપરાગત સ્ટાર્ચ ફેરફાર પ્રક્રિયાઓ કરતાં ઘણી ઓછી ઊર્જા ઇનપુટ અને તણાવપૂર્ણ પ્રક્રિયા પરિસ્થિતિઓનો ઉપયોગ કરે છે. Hielscher ultrasonics વ્યાપારી પ્રક્રિયા માટે ઉચ્ચ શક્તિ અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટર સપ્લાય કરે છે.
વધુ માહિતી માટે વિનંતી કરો!
જો તમે સ્ટાર્ચ મોડિફિકેશન રિસર્ચ કરતા વિજ્ઞાની હોવ, હાલની સ્ટાર્ચ પ્રક્રિયાઓને સુધારવાનો પ્રયાસ કરતા પ્રોસેસ એન્જિનિયર, વધુ સારી કે નવી પ્રોડક્ટ્સ તૈયાર કરનાર પ્રોડક્ટ એન્જિનિયર અથવા જો તમને સ્ટાર્ચમાં ફેરફાર કરવામાં અન્ય કોઈ રસ હોય તો: અમારો સંપર્ક કરો! અમને તમારી સાથે સ્ટાર્ચ ફેરફાર અને સ્ટાર્ચ એપ્લિકેશન માટે અલ્ટ્રાસોનિકેશનના સંભવિત અને ફાયદાઓ વિશે ચર્ચા કરવામાં આનંદ થશે. કૃપા કરીને નીચેનું ફોર્મ ભરો!
સ્ટાર્ચનો ઉપયોગ
સંશોધિત સ્ટાર્ચનો ઉપયોગ ખાદ્યપદાર્થોની વિશાળ શ્રેણી અને બિન-ખાદ્ય કાર્યક્રમોમાં થાય છે. સ્ટાર્ચ ઓક્ટેનિલસ્યુસિનેટ્સ એ તેલ-ઇન-વોટર ઇમ્યુશનનું મહત્વપૂર્ણ સ્ટેબિલાઇઝર છે. પેપરમેકિંગમાં કેશનીક સ્ટાર્ચ ભીની અને શુષ્ક શક્તિમાં સુધારો કરે છે, પ્રવાહીને સ્થિર કરે છે અને સપાટીના કદ બદલવાના એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે. ઘણી વેટ-એન્ડ એડિટિવ સિસ્ટમ્સ અકાર્બનિક માઇક્રોપાર્ટિકલ્સ (કોલોઇડલ સિલિકા, બેન્ટોનાઇટ) અને કૃત્રિમ પોલિમરને સુધારેલા સ્ટાર્ચ સાથે સમાવિષ્ટ કરે છે. અન્ય ઉપયોગોમાં સ્ટાર્ચ લેટેક્સ ડિસ્પર્સન્સ અથવા દાણાદાર સ્ટાર્ચનો પોલિમર માટે ફિલર તરીકે સમાવેશ થાય છે.
અલ્ટ્રાસોનિકલી આસિસ્ટેડ સ્ટાર્ચ ફેરફાર વિશે વૈજ્ઞાનિક લેખો
-
- S. Manchun, J. Nunthanid, S. Limmatvapirat and P.Sriamornsak (2012): ટેપિયોકા સ્ટાર્ચના ભૌતિક ગુણધર્મો પર અલ્ટ્રાસોનિક સારવારની અસર, આમાં: એડવાન્સ્ડ મટિરિયલ્સ રિસર્ચ વોલ્યુમ. 506 (2012) પૃષ્ઠ 294-297. [પીડીએફ]
- Anet Rezek Jambrak, Zoran Herceg, Drago Šubaric, Jurislav Babic, Mladen Brncic, Suzana Rimac Brncic, Tomislav Bosiljkov, Domagoj Cvek, Branko Tripalo, Jurica Gelo (2010): અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અસર, મકાઈના કાર્બોચ 9 માં ભૌતિક ગુણધર્મો પર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અસર. 2010) 91-100.
- Herceg IL, Jambrak AR, Šubarić D., Brnčić M., Brnčić SR, Badanjak M., Tripalo B., Ježek D., Novotni D., Herceg Z. (2010): અલ્ટ્રાસોનિકલી ટ્રીટેડ કોર્ન સ્ટાર્ચની રચના અને પેસ્ટિંગ ગુણધર્મો, માં: ચેક જે. ફૂડ સાય., 28: 83–93. [પીડીએફ]
- ડી. નોર, BIO એડે-ઓમોવે અને વી. હેઈન્ઝ (2002): નોન-થર્મલ પ્રોસેસિંગ દ્વારા છોડના ખોરાકમાં પોષણ સુધારણા, ઇન: પ્રોસીડિંગ્સ ઓફ ધ ન્યુટ્રીશન સોસાયટી (2002), 61, 311–318. [પીડીએફ]
વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો
મૂળ સ્ટાર્ચ સ્ત્રોતો શું છે?
સ્ટાર્ચ વિવિધ મૂળ સ્ત્રોતોમાંથી આવે છે, જેમ કે: મકાઈ, મીણની મકાઈ, ઉચ્ચ એમાયલોઝ મકાઈ, ટેપીઓકા, બટાકા, ઘઉં, ચોખા, મીણવાળા ચોખા, વટાણા (સરળ વટાણા, કરચલીવાળા વટાણા) સાબુદાણા, ઓટ, જવ, રાઈ, આમળાં, મીઠી બટાકા, ઓટ, અનાજ, ગાયની કોકલ, ક્વિનોઆ, મસૂર, નેવી બીન, જુવાર, એરોરૂટ અથવા કસાવા.
સંશોધિત સ્ટાર્ચ શું છે?
સંશોધિત સ્ટાર્ચ એ સ્ટાર્ચ છે જે ખોરાક અને ઔદ્યોગિક ઉપયોગોમાં તેની કામગીરીને વધારવા માટે શારીરિક, ઉત્સેચક અથવા રાસાયણિક રીતે બદલાયેલ છે. આ ફેરફારો ગરમી અથવા એસિડિક વાતાવરણ જેવી વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં દ્રાવ્યતા, સ્નિગ્ધતા, જિલેશન અને સ્થિરતા જેવા ગુણધર્મોને સુધારે છે. સામાન્ય રીતે મકાઈ, બટેટા અને ટેપિયોકા જેવા કુદરતી સ્ત્રોતોમાંથી મેળવેલા, સંશોધિત સ્ટાર્ચનો ઉપયોગ પ્રોસેસ્ડ ફૂડ્સ, ફાર્માસ્યુટિકલ્સ અને અન્ય ઉત્પાદનોમાં ટેક્સચર અને શેલ્ફ લાઇફને સુધારવા માટે ઘટ્ટ, સ્ટેબિલાઇઝર્સ અને ઇમલ્સિફાયર તરીકે થાય છે.
સંશોધિત સ્ટાર્ચ અને OSA-સ્ટાર્ચ વચ્ચે શું તફાવત છે?
સંશોધિત સ્ટાર્ચ એ સ્ટાર્ચનો સંદર્ભ આપે છે જે વિવિધ રીતે - ભૌતિક રીતે, એન્ઝાઈમેટિકલી અથવા રાસાયણિક રીતે - તેના કાર્યાત્મક ગુણધર્મોને સુધારવા માટે, જેમ કે જાડું થવું, જેલિંગ કરવું અથવા વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં સ્થિર થવું. આ ફેરફારો તેને ખોરાક, ફાર્માસ્યુટિકલ્સ અને ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનોમાં વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય બનાવે છે.
OSA-સ્ટાર્ચ, અથવા octenyl succinic anhydride સ્ટાર્ચ, સ્ટાર્ચ પરમાણુ સાથે octenyl succinic anhydride જૂથોને જોડીને બનાવવામાં આવેલ રાસાયણિક રીતે સંશોધિત સ્ટાર્ચનો ચોક્કસ પ્રકાર છે. આ ફેરફાર અનન્ય ઇમલ્સિફાઇંગ ગુણધર્મો પ્રદાન કરે છે, જે OSA-સ્ટાર્ચને તેલ-ઇન-વોટર ઇમલ્સનને સ્થિર કરવામાં ખાસ કરીને અસરકારક બનાવે છે. જ્યારે સંશોધિત સ્ટાર્ચ સામાન્ય રીતે સ્નિગ્ધતા અથવા સ્થિરતા જેવા મૂળભૂત ગુણધર્મોને વધારે છે, ત્યારે OSA-સ્ટાર્ચ ખાસ કરીને ઇમલ્સિફિકેશન ક્ષમતાઓ પ્રદાન કરવા માટે તૈયાર કરવામાં આવે છે, જે તેને સલાડ ડ્રેસિંગ્સ, ચટણીઓ અને પીણાં જેવા ઉત્પાદનોમાં લોકપ્રિય બનાવે છે જ્યાં સ્થિર પ્રવાહી આવશ્યક છે. અલ્ટ્રાસોનિકલી એસ્ટેરિફાઇડ OSA સ્ટાર્ચ વિશે વધુ વાંચો!