پایان نامه: مدل سازی درصد چربی جامد و نقطه ذوب مخلوط‌های دو جزیی پالم اولئین کاملاً هیدروژنه و روغن سویای اینتراستریفیه شده به روش شیمیایی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته: علوم و صنایع غذایی

گرایش: تکنولوژی مواد غذایی

عنوان : مدل سازی درصد چربی جامد و نقطه ذوب مخلوط‌های دو جزیی پالم اولئین کاملاً هیدروژنه و روغن سویای اینتراستریفیه شده به روش شیمیایی

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد دامغان

پايان نامه کارشناسی ارشد رشته علوم و صنایع غذایی

گرایش تکنولوژی مواد غذایی

عنوان:

مدل سازی درصد چربی جامد و نقطه ذوب مخلوط‌های دو جزیی پالم اولئین کاملاً هیدروژنه و روغن سویای اینتراستریفیه شده به روش شیمیایی

استاد راهنما:

دکتر جمشید فرمانی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه. 3

1-1- مقدمه. 4

1-2- بيان مسأله. 4

1-3- اهمیت و ضرورت انجام تحقيق. 6

1-4- اهداف مشخص تحقيق (شامل اهداف آرماني، کلی، اهداف ويژه و كاربردي) 6

1-5- سؤالات تحقیق. 6

1-6- فرضيه‏هاي تحقیق. 6

1-7- جنبه نوآوری و جدید بودن تحقیق. 7

فصل دوم: مروري بر تحقيقات انجام شده 8

2-1- مقدمه. 9

2-2- فرآيندهاي روغن برای تغییر خواص آن. 9

2-2-1- مضرات روغن‌های فرآوری شده 9

2-2-1-1- اسيدهاي چرب غيراشباع  غيرطبيعي (ترانس) 11

2-2-2- اینتراستریفیکاسیون. 12

2-2-2-1- روش‌های اینتراستریفیکاسیون. 13

2-3- روغن سویا 14

2-4– روغن پالم. 15

2-4-1- خصوصيات فراکشن‌های روغن پالم. 17

2-5- مدل سازی.. 18

2-5-1- رگرسيون و روش‌هاي آن. 21

2-5-2- تابع سیگموئید. 25

2-5-3- مزایای مدل‌های بر پایه کامپیوتر. 28

2-5-4- کفایت مدل‌ها 28

2-5-5- ضریب همبستگی.. 30

2-5-5-1- رابطه رگرسیون و ضريب همبستگي.. 31

2-6- مروری بر تحقیقات انجام شده 31

فصل سوم: مواد و روش‌ها 37

3-1- مواد. 38

3-2- برنامه مطالعه. 38

3-2-1- اینتراستريفيكاسيون. 39

3-3- روش‌های آزمون. 40

3-3-1- درصد اسيدهای چرب آزاد. 40

3-3-2- صابون باقيمانده 41

3-3-3- عدد پراكسيد. 42

3-3-4- عدد يدي.. 43

3-3-5- پروفايل اسيدهای چرب.. 44

3-3-6- پایداری.. 45

3-3-7- نقطه ذوب لغزشي.. 45

3-3-8-  ميزان چربي جامد (SFC) 45

3-3-9- آنالیز آماری.. 46

فصل چهارم: نتایج و بحث.. 47

4-1- بخش اول: ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی.. 48

4-1-1-  درصد اسيدهای چرب آزاد. 48

4-1-2- صابون باقيمانده 49

4-1-3- عدد پراكسيد. 50

4-1-4- پروفايل اسيدهای چرب.. 51

4-1-5- عدد يدي.. 52

4-1-6- پایداری.. 54

4-1-7- نقطه ذوب لغزشي.. 55

4-1-8- درصد چربي جامد (SFC) 58

بخش دوم: مدل سازی ویژگی‌های فیزیکی چربی‌های اینتراستریفیه شده 61

4-2- انتخاب متغیر. 62

الف- مدل‌سازی درصد SFC چربی‌های اینتراستریفیه شده به عنوان تابعی از دما 62

ب- مدل‌سازی درصد SFC چربی‌های اینتراستریفیه شده به عنوان تابعی از SFA.. 66

ج- مدل‌سازی SFC به عنوان تابعی از دما و SFA.. 70

د- مدل سازی نقطه ذوب چربی‌های اینتراستریفیه به عنوان تابعی از اسیدهای چرب.. 75

بخش سوم: کاربرد تکنولوژیکی چربی‌های اینتراستریفیه شده 80

فصل پنجم: نتیجه‌گیری.. 85

فهرست منابع فارسي.. 89

فهرست منابع انگليسي.. 92

 

فهرست جدول‌ها

جدول 2-1- خصوصیات روغن پالم و فراکشن‌های آن 17
جدول 2-2- خصوصیات برخی از معادله‌های منحنی S شکل 26
جدول 3-1- استانداردهای متیل استر 38
جدول 3-2- اجزاء و نسبت مخلوط‌های دو جزئی 39
جدول 4-1- درصد اسیدهای چرب آزاد مخلوط‌هاي اوليه و ترانس‌استريفيه شده 48
جدول 4-2- عدد پراکسید (میلی‌اکی‌والان در کیلوگرم) مخلوط‌هاي اوليه و ترانس‌استريفيه شده 50
جدول 4-3- پروفایل اسیدهای چرب و میزان اسیدهای چرب اشباع و غیراشباع مخلوط روغن سویا و پالم اولئین کاملاً هیدروژنه با نسبت‌های مختلف 51
جدول 4-4- عدد یدی مخلوط‌هاي اوليه و ‌استريفيه شده 53
جدول 4-5- پایداری مخلوط اولیه و اینتراستریفیه شده روغن سویا و روغن پالم اولئین کاملاً هیدروژنه 54
جدول 4-6- نقطه ذوب لغزشی مخلوط اولیه و اینتراستریفیه شده روغن سویا و روغن پالم اولئین کاملاً هیدروژنه 56
جدول 4-7- درصد چربی جامد (SFC) مخلوط دوتایی روغن سویا و روغن پالم اولئین کاملاً هیدروژنه در نسبت‌های مختلف قبل و پس از اینتراستریفیکاسیون شیمیایی 59
جدول 4-8- ضرایب مدل گمپرتز که بیان کننده SFC به عنوان تابعی از دما (SFCf(T)) می‌باشد و ارزیابی قابلیت مدل 65
جدول 4-9- ضرایب مدل گمپرتز که بیان کننده SFC به عنوان تابعی از اسیدهای چرب اشباع (SFCf(SFA)) می‌باشد و ارزیابی قابلیت مدل 68
جدول 4-10- ضرایب مدل گمپرتز که بیان کننده SFC به عنوان تابعی از دما و SFA (SFC f (T,SFA)) می‌باشد و ارزیابی قابلیت مدل 70
جدول 4-11- ضرایب مدل گمپرتز که بیان کننده SMP به عنوان تابعی از اسیدهای چرب اشباع (SMPf(SFA)) می‌باشد و ارزیابی قابلیت مدل 76

فهرست شکل‌ها

شکل 2-1- سویا 14
شکل 2-2- قسمت‌های مختلف میوه پالم 16
شکل 2-3-  تابع سیگموئید 25
شکل 2-4-  منحنی‌های گمپرتز 27
شکل 4-1- میزان چربی جامد مخلوط‌های دوتایی روغن پالم اولئین کاملاً هیدروژنه و روغن سویای اینتراستریفیه شده در دماهای مختلف؛ علامت‌ها و خطوط پررنگ به ترتیب نشان دهنده مقدار SFC آزمایشی (exp) و پیش‌بینی شده (prd) می‌باشند. 63
شکل 4-2- تأثیر مقدار اسیدهای چرب اشباع (SFA) بر مقدار درصد چربی جامد (SFC) مخلوط‌های دوتایی روغن پالم اولئین کاملاً هیدروژنه و روغن سویای اینتراستریفیه شده شیمیایی. علامت‌ها و خطوط پررنگ به ترتیب نشان دهنده مقدار SFC آزمایشی (exp) و پیش بینی شده (prd) می باشند. 67
شکل 4-3- مقادیر SFC آزمایشی و پیش بینی چربی‌های اینتراستریفیه شده مخلوط روغن سویا و پالم اولئین کاملاً هیدروژنه. علامت‌ها و خطوط پررنگ به ترتیب نشان دهنده مقدار SFC آزمایش (exp) و پیش بینی شده (prd) می‌باشند. 72
شکل 4-4- بررسی قابلیت مدل در پیش بینی مقدار SFC به عنوان تابعی از دما برای مخلوط‌های دو‌تایی پالم اولئین و روغن کلزای اینتراستریفیه شده شیمیایی. علامت‌ها و خطوط پررنگ به ترتیب نشان دهنده مقدار SFC آزمایشی و پیش بینی شده می‌باشند. 74
شکل 4-5- بررسی قابلیت مدل در پیش بینی مقدار SFC به عنوان تابعی از دما برای مخلوط‌های سه‌تایی پالم اولئین و روغن کلزا و آفتابگردان اینتراستریفیه شده شیمیایی. علامت‌ها و خطوط پررنگ به ترتیب نشان دهنده مقدار SFC آزمایشی و پیش بینی شده می‌باشند 75
شکل 4-6- SMP چربی‌های اینتراستریفیه شده شیمیایی مخلوط دوتایی روغن پالم اولئین کاملاً هیدروژنه و روغن سویا به عنوان تابعی از  SFA(SMPf(SFA))؛ exp: آزمایشی و pre: پیش‌بینی 77
شکل 4-7- بررسی قابلیت مدل در پیش بینی مقدار SMP به عنوان تابعی از SFA مخلوط‌های دوتایی روغن پالم اولئین و روغن کلزای اینتراستریفیه شده شیمیایی. علامت‌ها و خطوط پررنگ به ترتیب نشان دهنده مقدار SFC آزمایشی و پیش بینی شده می‌باشند. 78
شکل 4-8- بررسی مدل پیش بینی SMP به عنوان تابعی از SFA برای مخلوط دوتایی روغن پالم استئارین کاملاً هیدروژنه و روغن کلزای اینتراستریفیه شده شیمیایی 79
شکل 4-9- بررسی مدل پیش بینی SMP به عنوان تابعی از SFA برای مخلوط سه تایی روغن پالم اولئین، روغن کلزا و روغن آفتابگردان اینتراستریفیه شده 79
شکل 4-10- مقایسه منحنی SFC مخلوط‌های چربی اینتراستریفیه شده با منحنی SFC انواع مارگارین و شورتنینگ. 84

چكيده فارسي

اينتراستريفيكاسيون مخلوط چربي‌ها و روغن‌ها يكي از روش‌هاي جايگزين هيدروژناسيون نسبي براي توليد چربي‌هاي با کاربردهای خاص مانند انواع شورتنینگ‌ها و مارگارین مي‌باشد. در طول اين فرايند انواع جديدي از تري گليسريدها توليد مي‌شوند ولي ماهيت شيميايي اسيدهاي چرب تغییری نمی‌کند و ايزومرهاي موقعيتي و هندسي از جمله اسيدهاي چرب ترانس توليد نمي‌شوند .

در اين تحقيق تأثير واكنش اينتراستريفيكاسيون شيميايي بر روي 10 تیمار دوتایی مخلوط‌های روغن پالم اولئین کاملاً هیدروژنه و روغن سویا با نسبت‌های 15:85، 25:75، 35:65، 45:55، 55:45، 65:35، 75:25، 85:15، 95:5 و 100:0 بررسی شد. واکنش استریفیکاسیون در دمای 90 درجه سانتی‌گراد و در حضور یک درصد کاتالیزور متوکسید سدیم تحت فشار مطلق 3/0 و به مدت 45 دقیقه انجام شد. برای ختم واکنش از 2% محلول آبی اسید سیتریک 20% استفاده گردید.

پروفایل اسیدهای چرب مخلوط‌های دوجزئی قبل از اینتراستریفیکاسیون، اسیدهای چرب آزاد، عدد پراکسید، صابون، عدد یدی، پایداری (مقاومت اکسیداتیو)، نقطه ذوب و درصد چربی جامد (SFC) مخلوط‌ها قبل و پس از اینتراستریفیکاسیون اندازه‌گیری شد. میزان پایداری، نقطه ذوب و درصد SFC مخلوط‌های دوجزئی پس از اینتراستریفیکاسیون کاهش یافت (p<0.05) و در مورد بقیه فاکتورهای آزمونی مخلوط‌ها قبل و پس از اینتراستریفیکاسیون تفاوت معنی‌دار آماری مشاهده نشد.

همچنین، در این تحقیق مدل سازی درصد SFC ترکیبات دوجزیی روغن پالم اولئین کاملاً هیدروژنه و روغن سویا به روش اینتراستریفیکاسیون شیمیایی با استفاده از مدل‎های رگرسیونی انجام شد. تحقیقات اولیه نشان داد که رابطه شدیدی بین  SFCو دما و همین‌طور بین SFC و درصد اسیدهای چرب اشباع شده (SFA) وجود دارد. منحنیSFC  چربی‌های اینتراستریفیه شده به عنوان تابعی از دما (SFCf(T)) و همین‌طور منحنیSFC  چربی‌های اینتراستریفیه شده به عنوان تابعی از SFA (SFCf(SFA)) به شکل سیگموئیدی
(S شکل) بوده است و می‌توان با استفاده از مدلی مانند گمپرتز آن را توصیف کرد. مدلSFC  تابع دما، داده‌های تجربی را با ضریب همبستگی بالا 99/0 و میانگین خطای مطلق 6/1-2/0 درصد برازش کرد که می‌توان آن را با استفاده از مدل گمپرتز توصیف کرد. همچنین، مدل SFC تابع SFA، داده‌های تجربی را با ضریب همبستگی بالا 99/0 و میانگین خطای مطلق  9/0-6/0% برازش نمود. مدلSMP  تابع SFA و یا به عبارت دیگر SMPf(SFA)، داده‌های تجربی را با ضریب همبستگی بالا 99/0 و میانگین خطای مطلق 4/0% برازش نمود. در نهایت مدل دو متغیره گمپرتز به منظور مدل سازی SFC به عنوان تابعی از دما و درصد SFA ارائه گردید. این مدل داده‌های تجربی را با ضریب همبستگی بالا 99/0 و میانگین خطای مطلق 7/1% برازش می‌سازد و می‌توان آن را با استفاده از مدل گمپرتز توصیف کرد. برای اعتبار بیشتر این مدل، از آن به عنوان پیش بینیSFC مخلوط‌های دوتایی روغن سویا کاملاً هیدروژنه و کلزا یا روغن پالم اولئین و کلزا که اینتراستریفیکاسیون شیمیایی شدند، استفاده گردید. نتایج نشان داد که این مدل قادر به پیش بینی SFC با ضریب همبستگی بالا 98/0 و میانگین خطای مطلق پایین 8/1% می‌باشد.

از مدل ارائه شده در این تحقیق می‌توان به عنوان ابزار قدرتمندی برای پیش‌بینی SFC چربی‌های اینتراستریفیه شده استفاده کرد که برای تهیه فرمولاسیون‌های جدید چربی قبل از انجام هرگونه آزمایش هزینه‌بر و وقت‌گیر، مفید و بسیار موثر است.

1-1- مقدمه

روغن‌ها از اجزای مهم غذایی انسان می باشند که به‌صورت مستقیم و یا به شکل مخلوط با اجزای دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند (کبریتی و همکاران، 1391). ايجاد بدطعمي و بوهای نامطبوع در روغن‌ها به اكسيداسيون اسيدهاي چرب غيراشباع آن‌ها مربوط مي شود (محمدی و همکاران، 1386). از سوی دیگر، آثار نامطلوب اسیدهای چرب ترانس تولید شده طی هیدروژناسیون روغنهای نباتی بر سلامتی به خوبی شناخته شده است (حیدرزاده و همکاران، 1387). نگراني‌هاي موجود درباره آثار نامطلوب اسيدهاي چرب ترانس و همچنين الزامات قانوني براي درج ميزان اسيدهاي چرب ترانس در برچسب مواد غذايی باعث توجه بيشتر محققان و صاحبان صنعت به روش‌هاي جايگزين هيدروژنه كردن شده است (اسرینیواسان[1]، 1978).

براي تغییر خواص فیزیکی و ساختمان چربی سه نوع عملیات در صنایع روغن متداول می باشد: روش فیزیکی تبلور جزء به جزء، روش‌های شیمیایی هیدروژنه کردن و اینتراستریفیکاسیون .اینتراستریفیکاسیون مخلوط‌هاي تري گلیسرید راهی است براي صنعت روغن که بتواند چربی‌هاي دلخواه را با نقاط ذوب مناسب، براي کاربردهاي مختلف غذایی تولید کند. روغن‌هایی نظیر سویا و کانولا که ترکیبات غیراشباع زیادي دارند براي سرخ کردن مناسب نیستند. یکی از راه‌هاي مرسوم براي افزایش پایداري اکسایشی چنین روغن‌هایی مخلوط کردن آنها با روغن‌هایی است که ترکیبات غیراشباع کمتري دارند (بهمدی و همکاران، 1386).

1-2- بيان مسأله

اینتراستریفیکاسیون معمولاً با مخلوط کردن چربی‌هایی با درجه اشباع بالا مثل روغن پالم، پالم استئارین و روغن‌هاي گیاهی هیدروژنه همراه با روغن‌هاي مایع خوراکی انجام می‌شود تا چربی با خواص و ویژگی‌هاي متوسطی به‌دست آید. روغن پالم از جمله روغن‌هاي مناسب براي مخلوط کردن با روغن‌هاي حساس به شمار می‌رود. روغن پالم با مشکل دود کردن که ناشی از حضور اسیدهاي چرب کوتاه زنجیره است مواجه نیست. جزء مایع این روغن که پالم اولئین نام دارد و به‌وسیله فرآیند کریستالیزاسیون جزء به جزء کردن جدا می‌شود، مقدار کمتري اسیدهاي چرب اشباع و مواد جامد چرب[2] (SFC) دارد (کوچک یزدی وعالمزاده، 1391). بدین منظور از فرایندهای فیزیکی نظیر جزء به جزء کردن و فرآیندهای شیمیایی نظیر هیدروژناسیون و اینتراستریفیکاسیون و یا ترکیبی از آنها استفاده می شود (فازی[3] و همکاران، 2013). برخلاف هیدروژناسیون که می‌تواند تنها نقطه ذوب و SFC را افزایش دهد، اینتراستریفیکاسیون می‌تواند موجب افزایش یا کاهش نقطه ذوب و SFC ترکیبات چرب گردد. فرایند اینتراستریفیکاسیون برای اصلاح ویژگی‌های فیزیکی روغن یا ترکیب چربی از طریق آرایش مجدد گروه‌های اسید چرب در داخل و میان تری گلیسریدهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. اینتراستریفیکاسیون به دو روش شیمیایی و آنزیمی انجام می شود (فازی و همکاران، 2013؛ سوارس[4] و همکاران، 2009).

این پژوهش قصد دارد پس از اینتراستریفیکاسیون به روش شیمیایی در مقیاس آزمایشگاهی، با استفاده از مدل‌های رگرسیونی، خصوصیات فیزیکی محصول اینتراستریفیه شده را به منظور تولید چربی مطلوب پیش بینی نماید و با دستیابی به مدل مناسب برای درصد SFC به عنوان تابعی از ترکیب اسیدچرب، مدل سازی درصد SFC به عنوان تابعی از دما، مدل سازی درصد SFC به عنوان تابعی از ترکیب اسید چرب، دما و نقطه ذوب به عنوان تابعی از ترکیب اسید چرب به ارتباط بین ویژگی‌های فیزیکی روغن اینتراستریفیه و ساختار اسیدهای چرب سازنده آن پی برد.

پیشنهاد چنین مدلی می‌تواند خصوصیات فیزیکی محصول اینتراستریفیه شده به منظور تولید چربی کاربردی و مطلوب را بدون انجام آزمایشات مختلف پیش بینی نماید.  چنان چه مدل هاي رياضي در مورد مواد غذايي توسعه پيدا نمايد نياز به انجام آزمايشات اختصاصي و موردي براي غذاهايي جديد به ميزان زيادي كاهش خواهد يافت

تعداد صفحه : 110

قیمت : 14700 تومان

———–

——-

پشتیبانی سایت :               [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  --