مدل سازی درصد چربی جامد و نقطه ذوب چربی های اینتراستریفیه شده به روش آنزیمی : پایان نامه ارشد صنایع غذایی

مدل سازی درصد چربی جامد و نقطه ذوب چربی های اینتراستریفیه شده به روش آنزیمی : پایان نامه ارشد صنایع غذایی

استفاده حداکثری از ظرفیت های موجود در تولیدات غذایی ،امری بسیار حیاتی و ضروری برای هر جامعه ای میباشد و این امر لزوم تربیت کارشناسان نخبه در صنایع غذایی را بیان مینماید. گرایش علوم و صنایع غذایی از مهمترین شاخه های فنی مهندسی میباشد که اتفاقا علاقه مندان بسیاری در کشورمان دارد . مسترداک با معرفی پایان نامه های بسیار جدیدی از رشته مهندسی صنایع غذایی در مقطع کارشناسی ارشد در خدمت کاربران گرامی خود می باشد. پایان نامه حاضر با عنوان ” مدل سازی درصد چربی جامد و نقطه ذوب چربی های اینتراستریفیه شده به روش آنزیمی ” با فرمت WORD (قابل ویرایش) به حضور شما عزیزان معرفی میگردد.

 

چکیده مدل سازی درصد چربی جامد و نقطه ذوب چربی های اینتراستریفیه شده به روش آنزیمی:

مخلوط­های دوتایی پالم اولئین کاملاً هیدروژنه و روغن سویا (FHPO:SBO) در نسبت­های ۱۵:۸۵، ۲۵:۷۵، ۳۵:۶۵، ۴۵:۵۵، ۵۵:۴۵، ۶۵:۳۵، ۷۵:۲۵، ۸۵:۱۵، ۹۵:۵ و ۱۰۰:۰، همراه با ۶ درصد وزنی از آنزیم لیپاز تثبیت شده (لیپوزیم TLIM) در دمای ℃۷۰ و سرعت چرخشی ۱۷۰ دور در دقیقه به مدت ۶ ساعت در دستگاه انکوباتور شیکردار به روش آنزیمی اینتراستریفیه شدند. خصوصیاتی نظیر ساختار اسید چرب، نقطه ذوب لغزشی (SMP)، محتوای چربی جامد (SFC)، اسید چرب آزاد (FFA)، نمودارهای هم جامد و خصوصیات رئولوژیکی مخلوط­ها، قبل و بعد از اینتراستریفیکاسیون موررد ارزیابی قرار گرفتند. بعد از انجام واکنش به مدت ۶ ساعت، کاهش SMPمخلوط­ها از (℃۸۰/۵۹-۷۰/۴۶) به (℃۱۵/۵۶-۶۵/۲۴) مشاهده شد. مخلوط­های اینتراستریفیه شده نسبت به مخلوط­های اولیه، کاهش SFC را در تمامی دماها نشان دادند. کاهش SFC در مخلوط­های ۱۵:۸۵، ۲۵:۷۵ و ۳۵:۶۵ قابل توجه بود. نمودار همجامدمخلوط­های اینتراستریفیه نسبت به مخلوط­های اولیه منحنی­های خطی­تری را از خود نشان دادند.

با این وجود در هر دو سیستم مخلوط­های اولیه و اینتراستریفیه، رفتار منوتکتیک مشاهده شد. مدول الاستیک (G’) و مدول ویسکوز(G”) مخلوط­ها تحت تأثیر واکنش استری و نسبت FHPO قرار گرفتند. بطور کلی پارامترهای G’ و G” مخلوط­های اینتراستریفیهاز مقدار کمتری نسبت به مخلوط­های اولیهبرخوردار بودند.در این تحقیق مدل­های توسعه یافته­­ای به منظور جلوگیری از انجام آنالیزهای پر هزینه و زمانبر، با بکارگیری توابع رگرسیونی جهت پیش بینیSFC و SMP مخلوط­های دوتایی اینتراستریفیه شده آنزیمیFHPO و SBO، ارائه شدند.

مدل­های پیش بینی کننده SFC، دارای R2 بزرگتر از ۹۸/۰ و میانگین خطای مطلق (MAE) کمتر از %۰۵/۱ بودند که قدرت بالای مدل را نشان می­دادند. ارزیابی صحت مدل SFCf(T,SFA)، توانایی بالای مدل را در پیش بینی SFC مخلوط­های دوتایی و سه تایی اینتراستریفیه شدهحاوی پالم اولئین و یا سویای کاملاً هیدروژنهتأیید کرد. علاوه بر مدل سازی،مشتق دوم توابع SFCf(T)(برابر با نقطه عطف توابع) محاسبه شد. مقدار نقطه عطف منحنی­ها برابر با مقدار c(ضریب رگرسیون حاصل از مدل سیگموئیدی گمپرتز) است. این مقدار همواره کمتر از SMPمخلوط مربوطهاست. برازش منحنی SMPبه صورت تابعی از نقطه عطف توابع SFCf(T)با استفاده ازرگرسیون خطی و با R2برابر با ۹۳/۰ انجام شد. علاوه بر این پیش بینی مقدارSMPمخلوط­های اینتراستریفیه با استفاده از مدل گمپرتزبه صورت تابعی از SFAنیز انجام شد. مدل SMPf(SFA) دارای R2برابر با ۹۹/۰ و MAE برابر با ℃۳۰/۰ بود که نشان دهنده قدرت خوب مدل در پیش بینی مقادیر SMPمخلوط­های اینتراستریفیه است.نتایج ارزیابی صحت مدل SMPf(SFA) نشان داد که این مدل می­تواند برای پیش بینی مقادیر SMP،مخلوط­های حاوی پالم اولئین به کار رود(۹۴/۰R2>). مدل­های ارائه شده می­تواند نیاز به دستگاه­های پیشرفته را مرتفع سازد و در فرمولاسیون محصولات جدید مفید واقع شود.

 

کلیات تحقیقات تجربی

روغن­ها و چربی­های طبیعی، دارای الگوی توزیع اسید چرب خاصی در مولکول­های تری آسیل گلیسرول خود هستند.این الگوی توزیع اسید چرب موجب محدودیت دامنه کاربرد آنها شده است (نُرآینی، ۱۹۹۴).به منظور گسترش استفاده از آنها، فرآیندهای فیزیکی نظیر جزء به جزء کردن و فرآیندهای شیمیایی نظیر هیدروژناسیون و اینتراستریفیکاسیون و یا ترکیبی از آنها به کار گرفته می­شود

در هیدروژناسیون کامل با افزایش درجه هیدروژناسیون، با وجود کاهش محتوای اسیدهای چرب ترانس، کاهش مالش پذیریمحصول و یا کاهش ذوب پذیری چربی در دهان دیده می­شود. علاوه بر این، خطرات ناشی از افزایش میزان اسیدهای چرب اشباع به دلیل افزایش میزان کلسترول تام، هم وجود دارد (خاتون و ردی، ۲۰۰۵). همچنین در هیدروژناسیون نسبی، علیرغم حصول خصوصیات مالش پذیری مطلوب در محصول، محتوای اسیدهای چرب ترانس افزایش می­یابد.

جزء به جزء کردن، فرآیندی جهت تفکیک جزء جامد روغن از جزء مایع می­باشد. این روش کمتر به صورت یک فرآیند مستقل به کار می­رود و بیشتر به صورت قسمتی از فرآیندهای پیچیده عمل می­کند. با وجود کاربرد بالای جزء به جزء کردن، این روش، برخلاف اینتراستریفیکاسیون، نمی­تواند خصوصیات فیزیکی روغن یا چربی را تغییر دهد (ابراهیمی و فرمانی، ۱۳۹۱).

روغن­های اصلاح نژاد شدهبه طور کلی شامل سه گروه ۱- روغن با محتوای بالای اسید اولئیک۲- روغن با محتوای متوسط اسید لینولئیک ۳- روغن با محتوای کم لینولنیک اسید می­باشند. این روش اصلاحی به دلیل گران بودن و همچنین تولید روغن­هایی با محتوای بالای اسید اولئیک که در دمای اتاق مایع اند، کاربرد کمتری نسبت به سایر روش­ها دارد (هایومن، ۱۹۹۴).

در سال­های اخیر، كشورهايپيشرفتهصنعتي،با توجه بهآثارنامطلوباسيدهاي چربترانس حاصل از هیدروژناسیون نسبی که باعث بروز بیماریهای قلبی عروقی، اختلال در رشد و تکامل جنین، افزایش کلسترول [۴]LDL،کاهش کلسترول HDL[5]و کاهش تشکیل پروستاگلاندین­ها[۶]می­شوند، اقدام به توليدچربي­هاي تجاری بدون ترانس که عمدتاًازطريق فراينداستري كردن انجام می­ شود،کرده­ اند (اروموغان و همکاران، ۲۰۰۸).با استفاده ازاینتراستريفيكاسيون علاوه برتوليدفرآورده ­های بدون اسيدهاي چرب ترانس، امکان استفاده ازمنابع روغني كه بنابه دلايلي، محدودیت دراستفاده ازآنهادرصناي غذايي وجود داشته

 

اینتراستریفیکاسیون

اینتراستریفیکاسیون به فرآیندی گفته می­شود که در طی آن موقعیت اسید­های چرب در ساختمان تری آسیل گلیسرول، در حضور کاتالیست­های شیمیایی نظیر متوکسید سدیم[۱۰] و یا بیوکاتالیست­ها نظیر لیپازها[۱۱] تغییر یافته که در نتیجه­ی آن، خصوصیات فیزیکوشیمیایی روغن­ها تغییر می­کند (آسیف، ۲۰۱۱).به طور کلی اینتراستریفیکاسیون برای توصیف واکنش بین یک استر (استر اسید چرب مانند تری آسیل گلیسرول) با یک اسید چرب (اسیدولیز)[۱۲]، یا یک الکل (الکولیز)[۱۳] و یا با یک استر اسید چرب دیگر (تبادل استر-استر یا ترانس استریفیکاسیون[۱۴]) به کار می­رود.اینتراستریفیکاسیون در واقع یک راه مؤثر برای تغییر و کنترل خصوصیات ذوبی و کریستالی روغن­ها و چربی­ها بدون تغییر دادن درجه غیراشباعیت یا حالت ایزومری اسیدهای چرب می­باشد (فرمانی، ۱۳۸۴).

انواع اینتراستریفیکاسیون

اینتراستریفیکاسیون می­تواند در دماهای بالا، ℃۳۰۰ و یا بالاتر و بدون استفاده از کاتالیزور انجام گیرد. اما در چنین شرایطی زمان واکنش بسیار طولانی شده و معمولاً با تشکیل ترکیبات ناشی از تجزیه یا پلیمریزاسیون همراه است. استفاده از کاتالیزور باعث افزایش سرعت و کاهش دمای واکنش می­گردد. کاتالیزورهای اینتراستریفیکاسیون به دو گروه مواد شیمیایی و آنزیم­ها تقسیم می­شوند (فرمانی، ۱۳۸۴). بر این اساس دو نوع اینتراستریفیکاسیون شیمیایی و آنزیمی تعریف می­شود.

 

فهرست مطالب

چکیده خ

فصل اول

۱-۱٫   مقدمه و کلیات ۱

۱-۱٫مقدمه ۲

۱-۲٫  کلیات تحقیق ۳

۱-۲-۱٫کلیات تحقیقات تجربی ۳

۱-۲-۱-۱٫اینتراستریفیکاسیون ۵

۱-۲-۱-۲٫   انواع اینتراستریفیکاسیون ۵

۱-۲-۱-۲-۱٫   اینتراستریفیکاسیون شیمیایی ۶

۱-۲-۱-۲-۲٫اینتراستریفیکاسیون آنزیمی ۶

۱-۲-۱-۲-۲-۱٫مکانیسماینتراستریفیکاسیون آنزیمی ۶

۱-۲-۱-۳٫ مزایای اینتراستریفیکاسیون آنزیمی به اینتراستریفیکاسیون شیمیایی ۸

۱-۲-۱-۴٫تأثیر اینتراستریفیکاسیون آنزیمی بر ویژگی روغن­ها و چربی­ها ۹

۱-۲-۱-۴-۱٫   ساختار شیمیایی ۹

۱-۲-۱-۴-۲٫مقاومت اکسیداتیوی ۱۰

۱-۲-۱-۴-۳٫نقطه ذوب ۱۱

۱-۲-۱-۴-۴٫   محتوای چربی جامد ۱۲

۱-۲-۱-۴-۵٫   خصوصیات رئولوژیکی ۱۴

۱-۲-۲٫کلیات تحقیقات آماری ۱۵

۱-۲-۲-۱٫مدل­سازی ۱۵

۱-۲-۲-۲٫انواع مدل­های رگرسیونی ۱۶

۱-۲-۲-۲-۱٫رگرسیون خطی ساده ۱۷

۱-۲-۲-۲-۲٫  رگرسیون خطی چندگانه ۱۸

۱-۲-۲-۲-۳٫رگرسیون غیر خطی ۱۸

۱-۲-۲-۲-۴٫رگرسیون لجستیک ۱۹

۱-۲-۲-۲-۵٫رگرسیون سری زمانی ۲۰

۱-۲-۲-۳٫  آزمون­های برازندگی مدل ۲۰

۱-۲-۲-۳-۱٫   آماره F (F-value 20

۱-۲-۲-۳-۲٫p-value 21

۱-۲-۲-۳-۳٫ضریب تعیین (R2)………………21

۱-۲-۲-۳-۴٫انحراف معیار برآورد (خطای استاندارد)……………..۲۱

۱-۲-۲-۳-۵٫میانگین خطای مطلق (MAE) یا میانگین انحراف مطلق (MAD)…….22

۱-۲-۲-۳-۶٫میانگین مجذورات خطا (MSE)……………….22

۱-۲-۲-۳-۷٫ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)…………………..22

۱-۲-۲-۳-۸٫میانگین قدر مطلق خطای نسبی (MARE)…………23

فصل دوم

مروری بر منابع پیشین ۲۴

فصل سوم

۳-۱٫  مواد و روش ۳۳

۳-۱-۱٫مواد ۳۳

۳-۱-۲٫روش­های مورد استفاده ۳۴

۳-۱-۲-۱٫ تهیه مخلوط روغن­ها ۳۴

۳-۱-۲-۲٫ سازوری آنزیم ۳۴

۳-۱-۲-۳٫واکنش اینتراستریفیکاسیون آنزیمی ۳۴

۳-۱-۳٫ روش­های آزمون ۳۵

۳-۱-۳-۱٫اندازه گیری درصد اسید چرب آزاد ۳۵

۳-۱-۳-۲٫عدد یدی ۳۵

۳-۱-۳-۳٫نقطه ذوب لغزشی ۳۵

۳-۱-۳-۴٫  پروفیل اسید چرب ۳۶

۳-۱-۳-۵٫اندازه گیری میزان چربی جامد ۳۶

۳-۱-۳-۶٫بررسی خصوصیات رئولوژیکی ۳۷

 ۳-۱-۳-۷٫ساخت نمودارهای منحنی­های همجامد ۳۷

۳-۱-۴٫ آنالیزهای آماری ۳۸

۳-۱-۴-۱٫ تحلیل همبستگی ۳۸

۳-۱-۴-۲٫مدل سازی ۳۸

۳-۱-۴-۲٫ارزیابی نتایج آماری ۳۸

فصل چهارم

نتایج و بحث ۳۹

۴-۱٫بخش اول: بررسی اثر اینتراستریفیکاسیون آنزیمی بر ویژگی­های فیزیکوشیمیایی مخلوط­های چربی………..۴۰

۴-۱-۱٫درصد اسیدهای چرب آزاد ۴۰

۴-۱-۲٫عدد یدی ۴۲

۴-۱-۳٫پروفیل اسید چرب ۴۲

۴-۱-۴٫نقطه ذوب لغزشی ۴۴

۴-۱-۵٫میزان چربی جامد ۴۵

۴-۱-۶٫خصوصیات رئولوژیکی ۴۸

۴-۱-۷٫منحنی­های نمودار همجامد ۵۰

۴-۲٫ بخش دوم: مطالعات مدل سازی ۵۴

۴-۲-۱٫انتخاب متغیرها ۵۴

۴-۲-۲٫مدل­سازی ۵۶

۴-۲-۲-۱٫مدل­سازی SFCبه صورت تابعی از دما (SFCf(T)) 56

۴-۲-۲-۱-۱٫کاربرد تابع SFCf(T)در تعیین نقطه ذوب لغزشی.. ۵۹

۴-۲-۲-۲٫مدل­سازی SFCبه صورت تابعی از ساختار اسید چرب (SFCf(T)) 61

۴-۲-۲-۳٫مدل سازی SFCبه صورت تابعی از دما و SFA (SFCf(T,SFA)) 65

۴-۲-۲-۳-۱٫اعتبار سنجی مدل دو متغیره SFCf(T,SFA) 68

۴-۲-۲-۴٫مدل سازی SMPبه صورت تابعی از ساختار اسید چرب.. ۷۱

۴-۲-۲-۴-۱٫اعتبار سنجی مدل SMPf(SFA) 75

فصل پنجم

نتیجه گیری و پیشنهادات ۷۸

فصل ششم

منابع ۸۲

 

فهرست جداول

جدول ۳-۱٫ ویژگی­های لیپوزیم TLIM 33

جدول ۴-۱٫ محتوای اسید چرب آزاد مخلوط­های FHPO:SBO، قبل و بعد از اینتراستریفیکاسیون ۴۱

جدول ۴-۲٫ پروفیل اسید چرب روغن­های اولیه و مخلوط­های FHPO و SBO 43

جدول ۴-۳٫ نقطه ذوب لغزشی و محتوای چربی جامد مخلوط­های اولیه و اینتراستریفیه شده ۴۸

جدول ۴-۴٫ ضرایب همبستگی پیرسون بین SFCو ساختار اسیدهای چرب مخلوط­های دوتایی اینتراستریفیه……… آنزیمی FHPO و SBO 55

جدول ۴-۵: بررسی مدل­های سیگموئیدی در تعیین مناسب ترین مدل SFCf(T) مخلوط­های اینتراستریفیه FHPO وSBO 57

جدول ۴-۶٫ضرایب مدل گمپرتزSFCf(T)،SFCf(SFA)،SFCf(T,SFA)، SMPf(SFA)و ارزیابی نیکوئیبرازش ۵۸

جدول ۴-۷٫ نقطه ذوب لغزشی مخلوط­ها و نقطه عطف توابع SFCf(T 61

جدول ۴-۸٫بررسی مدل­های رگرسیونی در تعیین مناسب ترین مدل SFC مخلوط­های اینتراستریفیه شده FHPO و SBOبه صورت تابعی از ساختار اسید چرب ۶۳

جدول ۴-۹٫ضرایب مدل گمپرتزSFCf(SFA)و ارزیابی نیکوئی برازش ۶۴

جدول ۴-۱۰٫ضرایب مدل گمپرتزSFCf(T,SFA)و ارزیابی نیکوئی برازش ۶۷

جدول ۴-۱۱٫ بررسی مدل­های رگرسیونی در تعیین مناسب ترین مدل SMP مخلوط­های اینتراستریفیه شده FHPO و SBOبه صورت تابعی از ساختار اسید چرب ۷۳

جدول ۴-۱۲٫ضرایب مدل گمپرتزSMPf(SFA)و ارزیابی نیکوئی برازش ۷۴

 

فهرست اشکال

شکل ۱-۱٫ مراحل هیدرولیز آنزیمی روغن­ها و چربی­ها ۷

شکل ۱-۲٫ مکانیسم اینتراستریفیکاسیون آنزیمی ۸

شکل ۱-۳٫ مقایسهمنحنی­های SFC محصول اینتراستریفیه و شورتنینگ نانوائی نوع تجاری ۱۳

شکل ۱-۴٫ارتباط خطی بین دو متغیر ۱۷

شکل ۴-۱٫ نمودار SMPبه صورت تابعی از محتوای FHPO 45

شکل ۴-۲٫ منحنی SFCمخلوط­ها، قبل و بعد از اینتراستریفیکاسیون آنزیمی ۴۶
شکل ۴-۳٫ نمودارهای حاصل از آزمون روبش-فرکانس مخلوط­های اولیه و اینتراستریفیه ۵۰

شکل ۴-۴٫ منحنی­های همجامدمخلوط­ها، قبل و بعد از اینتراستریفیکاسیون آنزیمی ۵۳

شکل ۴-۵٫ تأثیر دما بر روی SFCمخلوط­های FHPO و SBO، اینتراستریفیه شده به روش آنزیمی ۵۶

شکل ۴-۶٫ نمودار نقطه ذوب لغزشی به صورت تابعی از نقطه عطف توابع SFCf(T 61

شکل ۴-۷٫ تأثیر محتوای اسید چرب اشباع بر روی SFCمخلوط­های FHPO و SBO 63

شکل ۴-۸٫ همبستگی بین ضرایب مدل­هایSFCf(T) و محتوای SFA یا ضرایب مدل­های SFCf(SFA) و دما….۶۶

شکل ۴-۹٫ نمودار سه بعدی SFC آزمایشی (نمودار پراکنش) و پیش بینی شده مخلوط­های دوتایی FHPO و SBO    ۶۷

شکل ۴-۱۰٫ اعتبارسنجی مدل SFCf(T,SFA)، مخلوط­های اینتراستریفیه شده آنزیمی ۷۰

شکل ۴-۱۱٫ اعتبارسنجی مدل SFCf(T,SFA)، مخلوط­های اینتراستریفیه شده شیمیایی ۷۱

شکل ۴-۱۲٫ تأثیر SFA بر روی نقطه ذوب مخلوط­های دوتایی اینتراستریفیه شده آنزیمی FHPO:SBO………74

شکل ۴-۱۳٫ اعتبارسنجی مدل SMPf(SFA) مخلوط­های حاوی پالم اولئین ۷۶

شکل ۴-۱۴٫ اعتبارسنجی مدل SMPf(SFA)مخلوط­های حاوی سویای کاملاً هیدروژنه ۷۷

 

 

مراحل خرید فایل دانلودی
اگر محصول را می پسندید لطفا آنرا به اشتراک بگذارید.

دیدگاهی بنویسید

0