स्टार्च Granules घोल के अल्ट्रासोनिक संशोधन
स्टार्च देशी स्रोतों, जैसे आलू, मक्का या मक्का से आसानी से निकाला जा सकता है। भौतिक और रासायनिक गुणों में सुधार के लिए स्टार्च का संशोधन आवश्यक है। Hielscher अल्ट्रासोनिक रिएक्टर स्टार्च के भौतिक, रासायनिक और एंजाइमेटिक संशोधन को बढ़ावा देते हैं जो खाद्य और गैर-खाद्य उद्योगों में उपयोग के लिए बेहतर कार्यात्मक गुणों की ओर जाता है।
अधिकांश वाणिज्यिक अनुप्रयोगों के लिए, स्टार्च को उनके सकारात्मक गुणों को बढ़ाने या उनके दोषों को कम करने के लिए रासायनिक या शारीरिक रूप से संशोधित किया जाना चाहिए। अल्ट्रासोनिकेशन स्टार्च के भौतिक, रासायनिक और एंजाइमेटिक संशोधन के लिए एक अत्यधिक प्रभावी साधन है। Hielscher अल्ट्रासोनिक उपकरणों स्टार्च slurries में अत्यधिक तीव्र अल्ट्रासोनिक तरंगों स्थानांतरण। परिणामस्वरूप अल्ट्रासोनिक cavitation को बढ़ावा देता है:
- Deagglomeration और फैलाव
- यांत्रिक गिरावट और व्यवधान
- ग्रेन्युल प्रवेश और सूजन
- बड़े पैमाने पर स्थानांतरण
- कट्टरपंथी गठन
- रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता
- तापन
स्टार्च का रासायनिक संशोधन
स्टार्च ग्रेन्युल में तरल प्रवेश के लिए उच्च सुविधा से जुड़े ग्रेन्युल के अल्ट्रासोनिक कैविटेशनल व्यवधान से एस्टरीफिकेशन, ईथरीकरण, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइलेशन या ऑक्सीकरण और स्टार्च पॉलिमर के एसिड संशोधन के लिए प्रतिक्रिया कैनेटीक्स में सुधार होता है। Hielscher अल्ट्रासोनिक रिएक्टरों एक सतत इनलाइन प्रसंस्करण के लिए डिज़ाइन कर रहे हैं। उच्च प्रतिक्रिया दर से प्रतिक्रिया केतली क्षमता में वृद्धि होती है।
क्षारीय स्टार्च संशोधन
कई वाणिज्यिक स्टार्च डेरिवेटिव के उत्पादन के लिए, प्रतिक्रियाशील, कार्बनिक अभिकर्मकों को क्षारीयता और तापमान को नियंत्रित करते हुए जलीय स्टार्च घोल में जोड़ा जाता है। स्टार्च का एस्टरीफिकेशन आमतौर पर पीएच 7 से 9 पर किया जाता है। स्टार्च के ईथरीकरण के लिए आमतौर पर 11 से 12 का पीएच उपयोग किया जाता है। विशिष्ट प्रक्रिया तापमान लगभग 60 डिग्री सेल्सियस है। सोनिकेशन के बिना, वाणिज्यिक स्टार्च के प्रतिस्थापन की डिग्री अक्सर 0.2 से कम होती है। अल्ट्रासोनिकेशन प्रतिस्थापन की सहायता करता है जिसके परिणामस्वरूप अधिक ठंडे-पानी में घुलनशील स्टार्च होता है।
अम्लीय स्टार्च संशोधन
40 से 60 डिग्री सेल्सियस पर पतला हाइड्रोक्लोरिक या सल्फ्यूरिक एसिड के साथ एक दानेदार स्टार्च घोल की प्रतिक्रिया तरलता स्टार्च या पतले स्टार्च की ओर ले जाती है। ये आंशिक रूप से डिपोलीमराइज्ड स्टार्च ऐसे उत्पादों का उत्पादन करते हैं जो कम चिपचिपाहट उत्पन्न करते हैं। स्टार्च ऑक्टेनिलसुकिनेट्स को आंशिक रूप से डीपोलीमराइज़ किया जाता है ताकि इनकैप्सुलेटेड उत्पादों के स्प्रे सुखाने के दौरान उच्च ठोस सामग्री का उपयोग किया जा सके। हल्के एसिड हाइड्रोलिसिस के दौरान अल्ट्रासोनिकेशन हाइड्रोलिसिस के दौरान बनने वाले नैनोपार्टिकल समुच्चय को अलग कर सकता है। इससे स्टार्च नैनोकणों की उपज बढ़ जाती है।
एमाइलोपेक्टिन अणु
स्लरी न्यूट्रलाइजेशन
प्रक्रिया के बाद, प्रतिक्रिया घोल को बेअसर कर दिया जाता है, उदाहरण के लिए क्षारीय प्रसंस्करण के बाद हाइड्रोक्लोरिक या सल्फ्यूरिक एसिड जोड़कर।
स्टार्च धुलाई
पानी की धुलाई, जैसे कि हाइड्रोसाइक्लोन में काउंटरकुरेंट धुलाई, संशोधित स्टार्च घोल के बेअसर होने का अनुसरण करती है। इस स्तर पर, अल्ट्रासोनिकेशन व्यक्तिगत स्टार्च कणों की धुलाई और कुल्ला करने में सहायता करता है। अल्ट्रासोनिक कैविटेशन स्टार्च ग्रेन्युल एग्लोमेरेट्स को फैलाता है और स्टार्च कणिकाओं और जलीय चरण के बीच सीमा परत पर बड़े पैमाने पर हस्तांतरण को बढ़ाता है।
स्टार्च निस्पंदन और सुखाने
Hielscher अल्ट्रासोनिक उपकरणों अल्ट्रा निस्पंदन या नैनो निस्पंदन प्रक्रियाओं के रूप में अच्छी तरह से बाद में स्प्रे सुखाने का उपयोग किया जाता है।
स्टार्च का भौतिक संशोधन (मैकेनिकल)
स्टार्च के भौतिक संशोधन में रसायनों का उपयोग शामिल नहीं है। फिर भी, अल्ट्रासोनिकेशन के परिणामस्वरूप स्टार्च आणविक संरचना में परिवर्तन होता है, जिसके बाद भौतिक रासायनिक गुणों और कार्यक्षमता में भिन्नता होती है। हिंसक कैविटेशनल कतरनी बल स्टार्च कणिकाओं में क्रिस्टलीय क्षेत्र को विकृत करते हैं। ढहने वाले सूक्ष्म बुलबुले के पास पॉलिमर श्रृंखलाएं एक उच्च ढाल कतरनी क्षेत्र में पकड़ी जाती हैं जो मैक्रोमोलेक्यूलर सी-सी बॉन्ड के टूटने और लंबी श्रृंखला कणों के गठन की ओर ले जाती हैं। सोनिकेटेड स्टार्च ग्रैन्यूल की एसईएम तस्वीरें यांत्रिक क्षति दिखाती हैं, जैसे कि फिशर, डिप्रेशन और पिटिंग। इसके परिणामस्वरूप उच्च जल अवशोषण क्षमता, उच्च सूजन शक्ति और घुलनशीलता में वृद्धि होती है। यह प्रभाव उच्च सोनीशन आयामों के लिए बेहतर है। इसलिए, स्नान प्रकार के सोनिकेशन की तुलना में स्टार्च संशोधन के लिए जांच सोनिकेशन बहुत अधिक प्रभावी है। तीव्र अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण देशी या गर्मी-उपचारित स्टार्च की तुलना में अधिक बाधित कणिकाओं को दिखाता है।
अल्ट्रासोनिक रूप से ओएसए-एस्टरिफाइड स्टार्च
अल्ट्रासोनिक रूप से ओएसए-एस्टरिफाइड स्टार्च ने प्रतिस्थापन (डीएस) और प्रतिक्रिया दक्षता (आरई) की उच्च डिग्री का प्रदर्शन किया, जो मामूली अभी तक लाभकारी रूपात्मक परिवर्तनों के साथ मिलकर खाद्य प्रणालियों में उनकी कार्यक्षमता का विस्तार कर सकता है। सोनिकेशन स्टार्च की आणविक संरचना को बदलने के बिना प्रतिक्रिया दर और दक्षता को बढ़ाता है, इस प्रकार खाद्य अनुप्रयोगों के लिए इसके वांछनीय गुणों को संरक्षित करता है।
इन परिणामों से पता चलता है कि अल्ट्रासोनिक रूप से सहायता प्राप्त एस्टरीफिकेशन एक हरे रंग की तकनीक का प्रतिनिधित्व कर सकता है, जो स्टार्च संशोधन के लिए ऊर्जा-कुशल, समय बचाने वाला दृष्टिकोण पेश करता है। सोनसिएशन-असिस्टेड एस्टरीफिकेशन को स्केल करने की क्षमता खाद्य विज्ञान में स्टार्च के लिए संशोधन प्रक्रिया में क्रांति ला सकती है, टिकाऊ उत्पादन लक्ष्यों के साथ संरेखित हो सकती है और उद्योग में एस्टरिफाइड स्टार्च के अनुप्रयोगों को व्यापक बना सकती है।
अल्ट्रासोनिक रूप से एस्टरिफाइड ओएसए-स्टार्च के बारे में और पढ़ें!
एसईएम माइक्रोग्राफ के लिए: (ए) अनसोनिकेटेड, (बी) 20 मिनट सोनिकेटेड, (सी) 40 मिनट। सोनिकेटेड , (डी) 60 मिनट सोनिकेटेड गेहूं स्टार्च ग्रैन्यूल।
अध्ययन और चित्र: ©मजूबी एट अल।
अल्ट्रासोनिकेशन जिलेटिनाइजेशन तापमान की शुरुआत को काफी कम कर सकता है। सोनिकेटेड स्टार्च ग्रैन्यूल से तैयार स्टार्च जैल देशी स्टार्च की तुलना में उच्च कठोरता और चिपकने और सामंजस्य के उच्च मूल्य पेश करते हैं। स्टार्च के अल्ट्रासोनिक संशोधन के साथ चिपकने वाला, सामंजस्य, वसंतदारता और गमीनेस काफी बढ़ जाती है।
अल्ट्रासोनिकेशन पारंपरिक स्टार्च संशोधन प्रक्रियाओं की तुलना में बहुत कम ऊर्जा इनपुट और तनावपूर्ण प्रसंस्करण स्थितियों का उपयोग करता है। Hielscher ultrasonics वाणिज्यिक प्रसंस्करण के लिए उच्च शक्ति अल्ट्रासोनिक रिएक्टरों की आपूर्ति करता है।
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स्टार्च का उपयोग
संशोधित स्टार्च का उपयोग खाद्य और गैर खाद्य अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला में किया जाता है। स्टार्च ऑक्टेनिलसुसिनेट्स तेल-में-पानी के पायस का एक महत्वपूर्ण स्टेबलाइजर हैं। पेपरमेकिंग में धनायनित स्टार्च गीली और सूखी ताकत में सुधार करते हैं, पायस को स्थिर करते हैं और सतह को आकार देने वाले एजेंटों के रूप में कार्य करते हैं। कई गीले-अंत योजक प्रणालियों में अकार्बनिक माइक्रोपार्टिकल्स (कोलाइडल सिलिका, बेंटोनाइट) और संशोधित स्टार्च के साथ सिंथेटिक पॉलिमर शामिल हैं। अन्य उपयोगों में पॉलिमर के लिए भराव के रूप में स्टार्च, लेटेक्स फैलाव या दानेदार स्टार्च शामिल हैं।
Ultrasonically सहायता प्राप्त स्टार्च संशोधन के बारे में वैज्ञानिक लेख
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- एस. मंचन, जे. नन्थानिद, एस. लिम्मतवापिरात और पी. श्रीमोर्नसक (2012): टैपिओका स्टार्च के भौतिक गुणों पर अल्ट्रासोनिक उपचार का प्रभाव, में: उन्नत सामग्री अनुसंधान खंड 506 (2012) पीपी 294-297। [पीडीएफ]
- एनेट रेज़ेक जाम्ब्राक, ज़ोरान हर्सेग, ड्रागो सुबेरिक, जुरिस्लाव बेबिक, म्लादेन ब्रंसिक, सुज़ाना रिमैक ब्रंसिक, टॉमिस्लाव बोसिलजकोव, डोमागोज क्वेक, ब्रांको ट्रिपालो, जुरिका गेलो (2010): मकई स्टार्च के भौतिक गुणों पर अल्ट्रासाउंड प्रभाव, में: कार्बोहाइड्रेट पॉलिमर 79 (2010) 91-100।
- हर्सेग आईएल, जम्ब्राक एआर, Šubarić डी., ब्रनिक एम., ब्रनिक एसआर, बदनजक एम., ट्रिपालो बी., जेज़ेक डी., नोवोटनी डी., हर्सेग जेड (2010): अल्ट्रासोनिक रूप से उपचारित मकई स्टार्च की बनावट और चिपकाने के गुण, में: चेक जे. खाद्य विज्ञान, 28: 83-93। [पीडीएफ]
- डी. नॉर, बी. आई. ओ. एडे-ओमोवे और वी. हेंज (2002): गैर-थर्मल प्रसंस्करण द्वारा पादप खाद्य पदार्थों में पोषण संबंधी सुधार, में: प्रोसीडिंग्स ऑफ़ द न्यूट्रिशन सोसाइटी (2002), 61, 311-318। [पीडीएफ]
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
मूल स्टार्च स्रोत क्या हैं?
स्टार्च विभिन्न देशी स्रोतों से आता है, जैसे: मक्का, मोमी मक्का, उच्च-एमाइलोज मक्का, टैपिओका, आलू, गेहूं, चावल, मोमी चावल, मटर (चिकनी मटर, झुर्रीदार मटर) साबूदाना, जई, जौ, राई, ऐमारैंथ, शकरकंद, जई, अनाज, गाय कॉकल, क्विनोआ, मसूर, नौसेना बीन, शर्बत, अरारोट या कसावा।
संशोधित स्टार्च क्या है?
संशोधित स्टार्च एक स्टार्च है जिसे खाद्य और औद्योगिक अनुप्रयोगों में अपने प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए शारीरिक, एंजाइमेटिक या रासायनिक रूप से बदल दिया गया है। ये संशोधन गर्मी या अम्लीय वातावरण जैसी विभिन्न स्थितियों के तहत घुलनशीलता, चिपचिपाहट, जेल और स्थिरता जैसे गुणों में सुधार करते हैं। आमतौर पर मकई, आलू और टैपिओका जैसे प्राकृतिक स्रोतों से व्युत्पन्न, संशोधित स्टार्च का उपयोग प्रसंस्कृत खाद्य पदार्थों, फार्मास्यूटिकल्स और अन्य उत्पादों में बनावट और शेल्फ जीवन में सुधार के लिए मोटाई, स्टेबलाइजर्स और पायसीकारी के रूप में किया जाता है।
संशोधित स्टार्च और ओएसए-स्टार्च के बीच अंतर क्या है?
संशोधित स्टार्च स्टार्च को संदर्भित करता है जिसे विभिन्न तरीकों से बदल दिया गया है - शारीरिक रूप से, एंजाइमेटिक रूप से, या रासायनिक रूप से - इसके कार्यात्मक गुणों को बेहतर बनाने के लिए, जैसे कि विभिन्न परिस्थितियों में मोटा होना, गेलिंग करना या स्थिर करना। ये संशोधन इसे खाद्य, फार्मास्यूटिकल्स और औद्योगिक उत्पादों में विविध अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं।
ओएसए-स्टार्च, या ऑक्टेनिल स्यूसिनिक एनहाइड्राइड स्टार्च, एक विशिष्ट प्रकार का रासायनिक रूप से संशोधित स्टार्च है जो स्टार्च अणु में ऑक्टेनिल स्यूसिनिक एनहाइड्राइड समूहों को जोड़कर बनाया जाता है। यह संशोधन अद्वितीय पायसीकारी गुण प्रदान करता है, जिससे ओएसए-स्टार्च तेल-इन-वॉटर इमल्शन को स्थिर करने में विशेष रूप से प्रभावी होता है। जबकि संशोधित स्टार्च आम तौर पर चिपचिपाहट या स्थिरता जैसे बुनियादी गुणों को बढ़ाता है, ओएसए-स्टार्च विशेष रूप से पायसीकरण क्षमताओं को प्रदान करने के लिए तैयार किया जाता है, जिससे यह सलाद ड्रेसिंग, सॉस और पेय पदार्थों जैसे उत्पादों में लोकप्रिय हो जाता है जहां स्थिर पायस आवश्यक होते हैं। अल्ट्रासोनिक रूप से एस्टरिफाइड ओएसए स्टार्च के बारे में और पढ़ें!