زنجیرهی آمیلوز و آمیلوپکتین، وزن مولکولی آنها، وجود سایر ترکیبات نظیرچربی و پروتئین باعث ایجاد تفاوتهای مهمی در عملکرد و خواص نشاستههای حاصل از منابع آنها میگردد ( نارپیندر31، 2003).

2-4-2-آمیلوز
آمیلوز یک پلیمر خطی ساخته شده از اتصالات (4-1)α گلوکز میباشد و شکل فضایی این مولکول یک مارپیچ تکی میباشد. اگرچه برای سادگی این مولکول را خطی حساب میکنند. تعداد گلوکزهای سازندهی آمیلوز ( درجه ی پلیمریزاسیون32) بسته به منشاءآن 6000-1500 میباشدکه وزن مولکولی حدود 106-105 دالتون را ایجاد میکند. در قسمت داخلی این مارپیچ اتمهای هیدروژن واقع شده است و لذا این مولکول آبگریز میباشد. چنین ساختاری باعث میشود قسمت داخلی آمیلوز با اسیدهای چرب آزاد گلیسرول بعضی الکلها و ید ترکیب شود که هر یک باعث بروز خصوصیات مختلفی در نشاسته میشود ( روگر33 و همکاران، 1996).
خاصیت دیگر آمیلوز قابلیت ایجاد سریع ژل پس از پخته شدن نشاسته است. دلیل این امر ایجاد اتصالات بین رشتههای پلیمری نشاسته با یکدیگر و احاطه شدن آب در بین این رشتهها است (پشین34 ، 2001).

شکل 2- 1: ساختمان آمیلوز

2-4-3- آمیلوپکتین
آمیلوپکتین مولکولی بسیار بزرگ با ساختاری پر شاخه میباشد که مانند آمیلوز عمدتا از اتصالات(4-1)α گلوکزساخته شده با این تفاوت که وجود تعداد زیادی اتصالات(6-1)α ساختار آمیلوپکتین را بسیار شاخهای میکند. معمولا درجه پلیمریزاسیون آمیلوپکتین حدود 3000000 -300000 میباشد که وزن مولکولی حدود 109-106دالتون را ایجاد میکند. نشاستههایی که عمدتا از آمیلوپکتین تشکیل شدهاند معمولا یا ژلی ایجاد نمیکنند و یا ژل آنها چسبناک میباشد ( تومپسون35 ، 2000).

شکل 2- 2: ساختمان آمیلوپکتین

شکل 2- 1: ساختمان شيميايي نشاسته

2-4-4- ترکیبات ناچیز در نشاسته
علاوه بر آمیلوز و آمیلوپکتین نشاسته حاوی مقادیر بسیار کمی پروتئین، چربی، رطوبت و خاکستر (مواد معدنی و نمکها) میباشد. مقدار این ترکیبات به منشاء گیاهی نشاسته بستگی دارد. به عنوان مثال نشاستهی سیبزمینی و سایر گیاهان غدهای دارای مقادیر ناچیزی از پروتئین و چربی است (بولئون36 و همکاران، 1999).

2-4-5- نشاسته ساگو
نشاسته از پالم ساگو37 یک غله مهم بومی روبه رشد در آسیای جنوبی است نشاسته ساگو تنها مثال صنعتی (غذایی و غیر غذایی) نشاسته نشات گرفته از منبع متفاوتی نسبت به نشاستههای رایج مانند غلات (برنج، ذرت)، غده ای (سیب زمینی )، ریشهای (تاپیوکا38 ) و (نخود و لوبیا) است ( محمدی39 و همکاران، 2011).
نخل ساگو یکی از گیاهان نواحی گرمسیری است که می تواند شرایط رشد در نواحی مرطوب را تحمل کند این گیاه یکی از قدیمیترین گیاهان نواحی گرمسیری است که به دلیل وجود نشاسته در ساقههای آن مورد توجه قرار گرفته است. نشاسته ساگو خوراکی در نشاستهای به شکل پودرهای نرمی تعریف میشود که از بخش های خرطومی شکل از درخت ساگو از طریق فرآیندهای استخراج و خالص سازی به دست می آید. درخت ساگو متعلق به گروه Arecales و خانواده Palmaeو زیر مجموعه Collamoideae و نوع Metroxjlon است. Metroxylonقبلاًدر زیر شانه Lepidocaroideceطبقه بندی میشده است (کریم40 و همکاران، 2008).
بعضی از گونههای مهم که به طور گستردهایی در تولید نشاستهی ساگو استفاده میشوند. عبارتند از M.longispinum ، M.sylvestre ، M.microcanthum ، M.sago، M.rumphiiاست (فسیهودین41 و همکاران، 1999).
ترکیبات کلی و خواص فیزیکوشیمیایی نشاستهی ساگو و سایر منابع چندان متفاوت نیست، جز وزن مولکولی برای بخش آمیلوز و محتوای آمیلوز. خواص نشاستهی ساگو تقریبا مشابه با نشاستههای تجاری دیگر است. ولی حدواسط غلات و نشاستهی سیب زمینی است.محتوای آمیلوز و دمای ژلاتیناسیون42 بسیار مشابه نشاستهی ذرت است در حالی که خاصیت خمیر شدن با آب داغ شبیه نشاسته سیب زمینی است (فسیهودین43 و همکاران، 1999).
پالم ساگو منبع مهمی به ویژه برای مردم در مناطق حاشیهای است چون استفادههای متنوعی از آن میشود به ویژه برای تولید نشاسته، آرد ساگو و pearlساگو (شیرینی که از ساگو تهیه میشود). ساگو میتوانداز لحاظ اقتصادی روی عملکرد و قیمت با منابع دیگر رقابت کند. مثلا عملکرد نشاسته ساگو kg/hayr 3000 – 2000 در مقایسه با کاساوا kg/hayr 2000 و ذرت kg/hayr 1000 است. یک پالم می تواند حدود kg550 – 100 آرد ساگو تولید کند. جدا از اینکه نشاسته ساگو ارزان است، ویژگیهای مهم دیگری نیز گزارش شده نظیر راحتی ژلاتینه شدن، ویسکوزیته بالا در صورت استخراج مناسب و راحتی قالب گیری و همچنین گزارش شده که سینرزیس کمی دارد (فسیهودین44 و همکاران، 1999).
نشاستهی ساگوی تجاری به متفاوت بودن در رنگ، از رنگ خاکستری تا سایههای گوناگونی از رنگ سفید مشهور است، و بدین وسیله پذیرش تجاری آن محدود میشود. قهوهای شدن پالم ساگو با فعالیت آنزیمی در ارتباط است ( آنتونی سامی45 و همکاران، 2004).
مشخصات کیفیت نشاسته ساگو نیز توسط خواص رئولوژیکی آن اندازه گیری میشود. نشاسته ساگوی با کیفیت خوب ویسکوزیته بالایی در حین ژلاتینه شدن دارد. ویسکوزیته پایین نشان دهنده احتمال هیدرولیز آنزیمی اجزاء نشاسته است. چنین خرابی سبب تکهتکه شدن پوستهی گرانولهای نشاسته میشود و مانع انبساط آنها در حد معمول میشود ( لیم و آزودین46، 1991).
پالم ساگو یک تنهی بلند حدود 10 متر ارتفاع و75 سانتیمتر ضخامت ایجاد میکند که معمولاً در مناطق مالایی زبان رومبیا 47 نامیده میشود و دارای تاجی با برگهای بزرگ شکل پر به طول 5 متر است با برگچههای کوتاه و پایههای برگ که به ساقه قلاب شدهاند (کیو48، 1977).
ساگو میتواند از طریق جوانهزدن تکثیر شود. این گیاه در مرحلهی اول گل بوتهای از برگها تشکیل میدهد. تشکیل تنه از سومین یا چهارمین سال رشد پالم آغاز میشود تنههای ساگو ممکن است به 7 تا 15 متر طول برسند. فاز رشد در پالم ساگو 7 تا 15 سال طول میکشد که در طی آن محصول اضافی فرآیند فتوسنتز از گیاهان به تنه منتقل میشود و به صورت نشاسته ذخیره میشود. مغز میوه با نشاسته پایهی ساقه انباشته میشود، و در هنگام بلوغ تنه گیاه کاملاً تا تاج گیاه انباشته از نشاسته است (لیم49، 1991).
بعد از بلوغ، یک دورهی جوانه زدن بزرگ از بالای تنه آغاز میشود که به سمت شاخه اولیه که به شاخهی دومی و سومی تقسیم میشود ادامه پیدا میکند. گلدهی و در پی آن میوه دادن در شاخهی سوم اتفاق میافتد پس از اینکه میوههای رسیده میافتند، پالم به زودی خواهد مرد. رشد شکوفهها تا تولید میوههای رسیده حدود 2 سال طول میکشد، که در این حین برگهای باقی مانده میریزند و کربوهیدرات تولیدی در ساقه خارج میشود ( فلانچ50، 1977؛ کیو51، 1977).
به طور کلی، میتوان گفت که به نظر میرسد که پالم ساگو، نشاسته را از پایهی خود به سمت بالا انباشته میکند. بیشترین محتوای نشاسته در مرحلهی گلدهی52 رخ میدهد ، که پس از آن محتوای نشاسته رو به کاهش میگذارد. کاهش سریع محتوای نشاسته در قسمتهای بالای تنه در مرحلهی Angau Tua احتمالاً نشاندهندهی آغاز حرکت رو به بالای نشاسته از پایین به قسمتهای بالایی تنه برای تبدیل نشاسته به سایر اشکال انرژی برای ایجاد گل و میوه است. در اواخر مرحلهی Angau Tua محتوای نشاسته همچنان کاهش مییابد و آن مقداری که بلااستفاده باقی میماند احتمالاً به همراه تنه فاسد میشود. تفاوتهای منطقهای در حجم انباشته شدهی نشاسته در پالمهای ساگو که در مناطق گوناگون مالزی و اندونزی رشد می کنند، دیده شدهاست که بین 34 تا 975کیلوگرم نشاسته خشک در هر نخل و با میانگین 375 کیلوگرم در هر نخل بوده است ( لیم53، 1991؛ جانگ54 ، 1995؛ پی لانگ و همکاران55، 2006؛ یاماتو56 و همکاران، 2007).

2-4-5-1- روشهای استخراج نشاسته ساگو
روشهای استخراج دو دسته است : سنتی و مدرن.
1) روشهای سنتی برای استخراج نشاسته ساگو را میتوان به دو سطح طبقه بندی کرد. برای مثال سطح خانگی (بومی) و سطح پردازش گیاه در مقیاس کوچک. در سطح خانگی که منحصرا توسط کشاورزان انجام میشود، نخل ساگو قطع میشود و در باغ پردازش بر روی آن انجام میشود. بنابراین نیاز به حمل و نقل تنه سنگین نیست. در کارخانه فرآوری در مقیاس کوچک، تنه درخت ساگو به طولm 12/1-1 برش داده شده و حمل و نقل گیاه از طریق رودخانه یا سیستمهای آبی که توسط انسان ساخته شده است به صوت شناوری انجام میگیرد ( کریم57 و همکاران، 2008).

2) روش استخراج مدرن شامل برخی تغییرات در کارخانه فرآوری کوچک است. فن آوریهای جدید برای استخراج نشاسته که توسط کارخانههای در مقیاس بزرگ هستند به تصویب رسید. قسمت Jocm از استخر ذخیره سازی از درازا به هشت قسمت تقسیم شده، این بخشها از دستگاه برش، برش مغز از پوست تغذیه میکند در کارخانههای خاص دیگر، برای اولین بار پوست از بخشهای سیاهیهای مربوط حذف شد. هر بخش حدود 80-100cm میرسد به سایندههای مکانیکی (به صورت دیسک یا یک درام نصب شده) تغذیه میکند. مغز را به قطعات ظریفتر تقسیم بعد به آسیاب چکش از طریق یک تسمه نقاله منتقل میکند در نتیجه دوغاب نشاسته از طریق یک سری از غربالهای گریز از مرکز عبور کرده (سانتریفوز) برای جدا کردن الیاف درشت تصفیه بیشتر برای جداسازی در نازل سپراتور از میان خم کردن (خمیدگی الک) بدست میآید. شیوههای سنتی استخراج نشاسته ساگو از نرخ استخراج پایین (41-25%) و کیفیت خلوص و رنگ کمی برخوردارند. فرآیند مکانیکی در حال حاضر برای نشاسته ساگو استفاده میشود و نمیتواند برای بیرون راندن مواد نشاستهای باقی مانده در قسمت تنه کارآمد باشد. پیشنهاد شده از هیدرولیر دیواره سلولی از طریق آنزیم استفاده شود در نتیجه آن آزاد شدن دانههای نشاسته جداسازی شده در مواد دیواره تنه سلولزی میشود ( کریم58 و همکاران، 2008).

2-4-6- تولید فیلم نشاسته
فیلم نشاسته توسط دو روش زیر قابل تولید است:
روش کاستینگ59
روش ترمو پلاستیک60 (اکستروژن61 دمشی یا غلتکی )
روش کاستینگ (روش حلال): نشاسته در حالت طبیعی داخل گرانولهایی مجزا از هم میباشد. بنابراین برای اینکه بیوپلیمرهای آمیلوز و آمیلو پکتین قابلیت پلیمریزاسیون و تشکیل فیلم پیدا کنند لازم است که این ماکرومولکولها از داخل گرانولها آزاد گردند. برای این منظور، بایستی نشاسته ژلاتینه شود در واقع، در فرآیند ژلاتینه شدن، گرانولهای نشاسته در حضور آب متلاشی شده و زنجیرهای آمیلوز و آمیلو پکتین از داخل آنها آزاد میگردند. گرانولهای نیمه کریستالی نشاسته در دمای اتاق نسبت به انحلال در آب از خود مقاومت نشان میدهند. هنگامی که دیسپرسیون نشاسته در آب حرارت داده میشود و سپس سرد میشود، بسته به دما و زمان حرارت دهی چهار مرحله زیر تشخیص داده میشود ( قنبرزاده و همکاران، 1388).
ژلاتینه شدن، خمیری شدن، ترکیدن گرانولها و رتروگراداسیون.
ژلاتینه شدن: گرانولهای نشاسته در آب سرد نامحلول میباشند و آب کمی جذب میکنند. حرارت دادن مخلوط گرانولها و آب، موجب شکسته شدن پیوندهای هیدروژنی نشاسته – نشاسته و ایجاد پیوندهای نشاسته – آب در دمای ژلاتینیزاسیون میشود و در نتیجه آبگیری تسریع مییابد و آب به داخل گرانولها نفوذ میکند و موجب تورم برگشت پذیر گرانولها میشود (قابل برگشت با سرد کردن و خشک کردن)، در مرحله ژلاتینه شدن افزایش ویسکوزیته محلول ناچیز است ولی افزایش آبگیری از نشاسته را میتوان از روی کاهش شکست دوگانه نور زیر میکروسکوپ نوری پلاریزه تشخیص داد. کریستالی بودن ساختار میسلهای نشاسته موجب شکست دو گانه نور میشود.جذب آب موجب تبدیل شکل کریستالی به آمورف و کاهش شکست دو گانه نور میشود (قنبرزاده و همکاران، 1388).
خمیری شدن: گذشت زمان

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید