Nişasta Granülü Süspansiyonlarının Ultrasonik Modifikasyonu

Süspansiyonun Nötralizasyonu

İşlemden sonra reaksiyon süspansiyonu, örneğin alkali işlemden sonra hidroklorik veya sülfürik asit eklenerek nötralize edilir.

Nişastanın Yıkanması

Modifiye nişasta süspansiyonlarının nötralizasyonunu, hidrosiklonlarda ters akımlı yıkama gibi suyla yıkama işlemleri izler. Bu aşamada ultrasonik işlem, tek tek nişasta parçacıklarının yıkanmasını ve durulanmasını destekler. Ultrasonik kavitasyon, nişasta granülü aglomeratlarını dağıtır ve nişasta granülleri ile sulu faz arasındaki sınır tabakasında kütle transferini artırır.

Nişastanın Filtrasyonu ve Kurutulması

Hielscher ultrasonik cihazları, ultrafiltrasyon veya nanofiltrasyon işlemlerinde ve bunları izleyen püskürtmeli kurutmada kullanılır.

Nişastanın Fiziksel Modifikasyonu (Mekanik)

Nişastaların fiziksel modifikasyonu kimyasal kullanımını içermez. Bununla birlikte ultrasonik işlem, nişastanın moleküler yapısında değişikliklere yol açar; bunları fizikokimyasal özelliklerde ve işlevsellikte değişimler izler. Şiddetli kavitasyon kaynaklı kesme kuvvetleri, nişasta granüllerindeki kristal bölgeyi deforme eder. Çöken mikro kabarcıkların yakınındaki polimer zincirleri, makromoleküler C-C bağlarının kopmasına ve uzun zincirli radikallerin oluşmasına yol açan yüksek gradyanlı bir kesme alanına yakalanır. Sonikasyon uygulanmış nişasta granüllerinin SEM görüntüleri, çatlaklar, çöküntüler ve çukurcuklar gibi mekanik hasarlar gösterir. Bu durum, daha yüksek su emme kapasitesi, daha yüksek şişme gücü ve artan çözünürlük sağlar. Bu etki, daha yüksek sonikasyon genliklerinde daha iyidir. Bu nedenle prob sonikasyonu, nişasta modifikasyonu için banyo tipi sonikasyondan çok daha etkilidir. Yoğun ultrasonik işlem uygulanan nişastada, doğal veya ısıl işlem görmüş nişastaya kıyasla daha fazla parçalanmış granül görülür.

Ultrasonik Olarak OSA ile Esterifiye Edilmiş Nişastalar

Ultrasonik olarak OSA ile esterifiye edilmiş nişastalar, gıda sistemlerindeki işlevselliklerini genişletebilecek küçük ancak yararlı morfolojik değişikliklerle birlikte daha yüksek sübstitüsyon derecesi (DS) ve reaksiyon verimliliği (RE) göstermiştir. Sonikasyon, nişastanın moleküler yapısını değiştirmeden reaksiyon hızını ve verimliliğini artırır; böylece gıda uygulamaları için arzu edilen özelliklerini korur.
Bu sonuçlar, ultrasonik destekli esterifikasyonun, nişasta modifikasyonu için enerji açısından verimli ve zaman kazandıran bir yaklaşım sunan çevreci bir teknoloji olabileceğini düşündürmektedir. Sonikasyon destekli esterifikasyonun ölçek büyütme potansiyeli, sürdürülebilir üretim hedefleriyle uyum sağlayarak ve esterifiye nişastaların endüstrideki uygulamalarını genişleterek gıda biliminde nişastaların modifikasyon sürecinde köklü bir dönüşüm yaratabilir.

Ultrasonik olarak esterifiye edilmiş OSA nişastası hakkında daha fazla bilgi edinin!

Buğday nişastası granüllerinin SEM mikrografları: (a) sonikasyon uygulanmamış, (b) 20min sonikasyon uygulanmış, (c) 40min. sonikasyon uygulanmış, (d) 60min sonikasyon uygulanmış.
Çalışma ve görüntüler: ©Majzoobi et al., 2015

Ultrasonik işlem, jelatinizasyonun başlangıç sıcaklığını önemli ölçüde düşürebilir. Sonikasyon uygulanmış nişasta granüllerinden hazırlanan nişasta jelleri, doğal nişastaya kıyasla daha yüksek sertlik ve daha yüksek yapışkanlık ve kohezyon değerleri gösterir. Nişastanın ultrasonik modifikasyonuyla yapışkanlık, kohezyon, esneklik ve sakızımsılık önemli ölçüde artar.

Ultrasonik işlem, geleneksel nişasta modifikasyonu prosedürlerine kıyasla çok daha az enerji girdisi ve zorlayıcı işlem koşulları kullanır. Hielscher Ultrasonics, ticari işleme için yüksek güçlü ultrasonik reaktörler tedarik eder.

Daha Fazla Bilgi Talep Edin!

Nişasta modifikasyonu üzerine araştırma yapan bir bilim insanı, mevcut nişasta işlemlerini iyileştirmeye çalışan bir proses mühendisi, daha iyi veya yeni ürünler formüle eden bir ürün mühendisiyseniz ya da nişasta modifikasyonuyla başka herhangi bir şekilde ilgileniyorsanız: Bizimle iletişime geçin! Nişasta modifikasyonu ve nişasta uygulamalarında ultrasonik işlemin potansiyelini ve faydalarını sizinle görüşmekten memnuniyet duyarız. Lütfen aşağıdaki formu doldurun!

Nişastanın Kullanımı

Modifiye nişasta, çok çeşitli gıda ve gıda dışı uygulamalarda kullanılır. Nişasta oktenilsüksinatları, su içinde yağ emülsiyonları için önemli bir stabilizatördür. Kâğıt üretiminde katyonik nişastalar, yaş ve kuru mukavemeti artırır, emülsiyonları stabilize eder ve yüzey tutkallama maddesi olarak işlev görür. Birçok yaş kısım katkı sistemi, modifiye nişastayla birlikte inorganik mikroparçacıklar (kolloidal silika, bentonit) ve sentetik polimerler içerir. Diğer kullanım alanları arasında nişasta lateks dispersiyonları veya polimerler için dolgu maddesi olarak granüler nişasta bulunur.

Ultrasonik Destekli Nişasta Modifikasyonu Hakkında Bilimsel Makaleler

• • S. Manchun, J. Nunthanid, S. Limmatvapirat ve P.Sriamornsak (2012): Ultrasonik İşlemin Tapyoka Nişastasının Fiziksel Özellikleri Üzerindeki Etkisi, yayımlandığı kaynak: Advanced Materials Research Cilt 506 (2012) s. 294–297. [PDF]
  • Anet Rezek Jambrak, Zoran Herceg, Drago Šubaric, Jurislav Babic, Mladen Brncic, Suzana Rimac Brncic, Tomislav Bosiljkov, Domagoj Cvek, Branko Tripalo, Jurica Gelo (2010): Ultrasonun mısır nişastasının fiziksel özellikleri üzerindeki etkisi, yayımlandığı kaynak: Carbohydrate Polymers 79 (2010) 91–100.
  • Herceg I.L., Jambrak A.R., Šubarić D., Brnčić M., Brnčić S.R., Badanjak M., Tripalo B., Ježek D., Novotni D., Herceg Z. (2010): Ultrasonik işlem görmüş mısır nişastasının doku ve çirişlenme özellikleri, yayımlandığı kaynak: Czech J. Food Sci., 28: 83–93. [PDF]
  • D. Knorr, B. I. O. Ade-Omowaye ve V. Heinz (2002): Isıl olmayan işlemlerle bitkisel gıdaların besinsel açıdan iyileştirilmesi, yayımlandığı kaynak: Proceedings of the Nutrition Society (2002), 61, 311–318. [PDF]

Sıkça Sorulan Sorular

Doğal Nişasta Kaynakları Nelerdir?

Nişasta çeşitli doğal kaynaklardan elde edilir; örneğin: mısır, mumsu mısır, yüksek amilozlu mısır, tapyoka, patates, buğday, pirinç, mumsu pirinç, bezelye (düz taneli bezelye, buruşuk taneli bezelye), sago, yulaf, arpa, çavdar, amarant, tatlı patates, yulaf, tahıl, arap baklası, kinoa, mercimek, küçük beyaz kuru fasulye, sorgum, ararot veya manyok.

Modifiye Nişasta Nedir?

Modifiye nişasta, gıda ve endüstriyel uygulamalardaki performansını artırmak için fiziksel, enzimatik veya kimyasal olarak değiştirilmiş nişastadır. Bu modifikasyonlar, çözünürlük, viskozite, jelleşme ve ısı veya asidik ortamlar gibi çeşitli koşullardaki stabilite gibi özellikleri iyileştirir. Yaygın olarak mısır, patates ve tapyoka gibi doğal kaynaklardan elde edilen modifiye nişastalar, işlenmiş gıdalarda, farmasötik ürünlerde ve diğer ürünlerde dokuyu ve raf ömrünü iyileştirmek için kıvam artırıcı, stabilizatör ve emülgatör olarak kullanılır.

Modifiye Nişasta ile OSA Nişastası Arasındaki Fark Nedir?

Modifiye nişasta, farklı koşullarda kıvam artırma, jelleşme veya stabilize etme gibi işlevsel özelliklerini iyileştirmek için çeşitli yollarla – fiziksel, enzimatik veya kimyasal olarak – değiştirilmiş nişastayı ifade eder. Bu modifikasyonlar, onu gıdalarda, farmasötik ürünlerde ve endüstriyel ürünlerde çeşitli uygulamalara uygun hâle getirir.
OSA nişastası veya oktenil süksinik anhidrit nişastası, nişasta molekülüne oktenil süksinik anhidrit gruplarının bağlanmasıyla oluşturulan, kimyasal olarak modifiye edilmiş özel bir nişasta türüdür. Bu modifikasyon, benzersiz emülsifiye edici özellikler kazandırarak OSA nişastasını su içinde yağ emülsiyonlarının stabilizasyonunda özellikle etkili kılar. Modifiye nişasta genel olarak viskozite veya stabilite gibi temel özellikleri geliştirirken, OSA nişastası emülsifikasyon yeteneği sağlamak üzere özel olarak uyarlanmıştır; bu da onu kararlı emülsiyonların gerekli olduğu salata sosları, soslar ve içecekler gibi ürünlerde yaygın olarak tercih edilen bir bileşen hâline getirir. Ultrasonik olarak esterifiye edilmiş OSA nişastası hakkında daha fazla bilgi edinin!