۱۱/۰±۰۱/۰

 

۹۴/۰-±۰۱/۰

 

 

 

فسفریله

 

۸

 

۲۲۴±۷/۲

 

۴/۴۸±۸/۰

 

۴/۳۶±۶/۰

 

۲۲/۰±۰۱/۰

 

۸۸/۰-±۰۱/۰

 

 

 

۱۲

 

۲۲۶±۹/۰

 

۱۲۲±۳/۱

 

۸/۴۰±۴/۰

 

۵۴/۰±۰۱/۰

 

۸۵/۰-±۰۱/۰

 

 

 

تمام نمونه های ژل مورد مطالعه رفتار جریان وابسته به تنش برشی را از خود نشان دادند و میزان ویسکوزیته دینامیک کمپلکس (*η) با افزایش فرکانس به صورت خطی (در مقیاس لگاریتمی دوگانه) کاهش یافت (شکل های ۴-۲۴ و ۴-۲۵). بنابراین می توان نتیجه گرفت که نمونه های ژل نشاسته ها دارای رفتار غیرنیوتونی تضعیف شونده با برش بودند. این نتایج با نتایج بیان شده در بررسی رفتار جریان برشی پایای نمونه ها مطابقت داشت. نتایج مشابهی در این زمینه در مورد سایر محلول های هیدروکلوئیدی گزارش شده است (چانگ و همکاران، ۲۰۰۱؛ کورس و همکاران، ۲۰۰۴؛ کیم و یو، ۲۰۰۶). با افزایش غلظت میزان این پارامتر برای نمونه های نشاسته ی طبیعی، فسفریله و هیدروکسی پروپیله به ترتیب ۹۷/۱۴۴، ۰۹/۱۲ و ۲۴/۳۲۲ درصد افزایش یافت، که نشان داد نشاسته هیدروکسی پروپیله بیشترین افزایش را داشته است. این تغییر ناگهانی در ویسکوزیته کمپلکس نشاسته هیدروکسی پروپیله با افزایش غلظت با نتایج بدست آمده در مورد ویسکوزیته برشی آن در تطابق کامل بود. نتایج بدست آمده نشان داد که نشاسته های مورد مطالعه پتانسیل خوبی برای کاربرد به عنوان تغلیظ کننده و پایدارکننده در سیستم های غذایی دارند.

موریس (۱۹۹۰) فرض کرد که ویسکوزیته کمپلکس با شیب نزدیک به ۷۶/۰- نشان دهنده خصوصیات “ژل ضعیف” ژل های پلی ساکاریدی است که به وسیله روی هم افتادن^[۸۵] و گیر کردن^[۸۶] زنجیره های منعطف دارای پیچش اتفاقی^[۸۷] تشکیل می شود. مقادیر بدست آمده برای شیب ویسکوزیته کمپلکس نمونه ها (۹۴/۰-۸۵/۰) حدود این مقدار(۷۶/۰-) بودند.

شکل ۴-۲۴٫ اثر فرکانس بر ویسکوزیته کمپلکس نمونه های ژل نشاسته (غلظت ۸ درصد، دما ۲۵ درجه سانتیگراد).

 

شکل ۴-۲۵٫ اثر فرکانس بر ویسکوزیته کمپلکس نمونه های ژل نشاسته (غلظت ۱۲ درصد، دما ۲۵ درجه سانتیگراد).

از نقطه نظر ساختار، در مورد ژل های حقیقی نمودار لگاریتم G′ در مقابل لگاریتم سرعت زاویه ای (ω) دارای شیب صفر است، در حالی که در مورد ژل های ضعیف و دیسپرسیون های بسیار غلیظ این نمودار دارای شیب مثبت بوده و G′ دارای مقدار بالاتری نسبت به G″ دارد (کلارک و رز-مورفی، ۱۹۸۷؛ رز-مورفی، ۱۹۸۴). بر اساس تئوری دینامیک پلیمر ها، برای سیالات مایع-مانند وابستگی به فرکانس مقادیر G′ رابطه ای قانون توانی را نشان می دهد (فری، ۱۹۸۰). بنابراین پارامتر های قانون توان استفاده شده برای مدل سازی وابستگی به فرکانس G′ بر اساس معادله ۴-۱ ارزیابی شد:
۴-۱
که در این معادله G′ مدول ذخیره، ω فرکانس نوسانی و k′ یک ثابت است. پارامتر a شیب نمودار در مقیاس لگاریتمی-لگاریتمی نمودار G′ در برابر ω می باشد. برای یک ژل کووالانت و حقیقی مقدار a برابر صفر است، در حالی که برای یک ژل فیزیکی مقدار a بالاتر از صفر می باشد. مقدار a کمتر نشان دهنده ژل های الاستیک است در حالی که مقادیر نزدیک به ۱ برای این پارامتر مربوط به سیستم های دارای رفتار ویسکوز می باشد. در مقادیر نزدیک به صفر، G′ با فرکانس تغییر نمی کند. همانطور که نتایج جدول ۴-۲۱ نشان می دهد، وابستگی به فرکانس تمام نمونه های نشاسته با افزایش غلظت کاهش یافت. کمترین مقدار پارامتر a مربوط به نمونه های ژل نشاسته هیدروکسی پروپیله با غلظت ۱۲ درصد بود (۰۶/۰) که نشان داد این ژل خصوصیاتی نزدیک به یک ژل حقیقی را داشته و دارای کمترین وابستگی به فرکانس است. مقادیر نزدیک به ۱ بدست آمده برای نمونه ها در غلظت ۸ درصد (۶۱/۱-۹۳/۰) نشان داد که تمام نمونه ها در این غلظت رفتار ویسکوز دارند، در حالی که با افزایش غلظت، رفتار ژل های الاستیک در مورد آن ها مشاهده شد (۱۸/۰-۰۶/۰a =). در مورد اثر فسفریله کردن (۰۹۶/۰ درصد) نیز برای نشاسته های فسفریله مطابق با نتایج به ترتیب کاهش ۴۲/۱۸ و ۲۲/۲۲ درصدی در وابستگی به فرکانس در غلظت های ۸ و ۱۲ درصد در مقایسه با نمونه های نشاسته طبیعی مشاهده شد.
سینگ و همکاران (۲۰۰۷) بیان کردند که ژل نشاسته فسفریله شده دارای مقاومت برشی بالاتری نسبت به ژل نشاسته طبیعی است. نتایج به دست آمده توسط سئو و توامالار (۱۹۹۳)، ووتن و ماناتساتین (۱۹۸۳)، هیرش و کوکینی (۲۰۰۲) نیز این مساله را تائید کردند. بر اساس پارامتر های k′ و k″ بدست آمده، مشاهده می شود که این دو پارامتر با افزایش غلظت افزایش یافتند، که نشان می دهد شبکه قوی تری در غلظت بالاتر تشکیل شده است (ترکووا و همکاران، ۲۰۰۴).
جدول۴-۲۱٫ پارامترهای معادله توانی برای مدول ذخیره نمونه های ژل نشاسته در غلظت های مختلف (دمای ۲۵ درجه سانتیگراد و کرنش ۵/۰ درصد)

 

 

نوع نشاسته

 

غلظت (٪)

 

G′=k′ (ω)^a

 

 

 

k′(Pa)

 

a

 

R²

 

 

 

طبیعی

 

۸