تاثير تغييرات توام pH و نمك كلسيم بر رفتار جرياني مخلوط صمغ‌هاي زانتان و ژلان

The effect of pH and calcium salt simultaneous changes on rheological behavior of xanthan- gellan gum blends

سابقه و هدف: تاكنون، مطالعات زيادي در زمينه بررسي اثر عوامل مختلف بر رفتار جرياني صمغ‌هاي مختلف صورت گرفته است. صمغ‌ها به دليل ويژگي‌هاي عملكردي در صنايع غذايي مطرح هستند. اين ويژگي‌ها تحت تاثير شرايط فيزيكي و شيميايي محلول و تغييرات يوني قرار دارند. pH و قدرت يوني از مهم‌ترين عوامل موثر بر اين ويژگي‌ها است كه تاثير آن‌ها بر رفتار جرياني صمغ‌ها موضوع مطالعات متعدد بوده است. هدف از اين مطالعه، بررسي اثر همزمان تغييرات pH و نمك كلسيم بر رفتار ريولوژيك مخلوط صمغ‌هاي زانتان و ژلان بود. مواد و روشها: به محلول‌ مخلوط صمغ‌هاي زانتان و ژلان در pH‌هاي 7، 5 و 3 نمك كلسيم به ميزان 1 و 5 ميلي‌مولار اضافه شد. آزمون‌هاي ريولوژيكي با استفاده از ريومتر برنامه‌پذير بروكفيلد مدلLV DV III در دماي C?25 انجام گرفت. مدل ريولوژيكي هرشل بالكلي بر داده‌هاي تجربي به دست آمده برازش داده شد و تاثير عوامل مورد مطالعه بر شاخص‌هاي مدل تعيين شد. يافتهها: تغييرات pH بر جذب و ميان‌كنش‌هاي كاتيون‌ها بر رشته‌هاي صمغ موثر بود. كاهش pH تا 3 سبب كاهش تغييرات گرانروي ظاهري نمونه‌ها در اثر افزودن نمك شد. مشخص شد كه غلظت صمغ‌ها، نسبت اختلاط آن‌ها و غلظت نمك كلسيم نيز بر رفتار ريولوژيكي مخلوط صمغ‌ها موثر است. نتيجه گيري: نتايج نشان داد كه تغييرات pH و غلظت نمك بر رفتار ريولوژيكي مخلوط صمغ‌هاي زانتان و ژلان تاثير معني‌داري دارد. بنابراين، دستيابي به يك عملكرد مناسب براي مخلوط زانتان و ژلان در يك ماده غذايي تحت تاثير اثر توام pH و قدرت يوني ماتريكس غذايي است و مطالعه تاثير نمك‌ها و اسيدهاي ديگر پيشنهاد مي‌‌شود. واژگان كليدي: صمغ زانتان، صمغ ژلان، ريولوژي پايا، نمك كلسيم

Background and Objective: Many studies have been performed on the effect of various parameters on the rheological behavior of gums. Gums are used in food products because of their functional characteristics influenced by physicochemical properties and ionic strength of the solution. Ionic strength and pH are the most important factors and their effects on flow behaviour of gums have been investigated in many studies. The objective of this study was to investigate the effect of the simultaneous changes of pH and calcium salt on rheological behavior of xanthan- gellan gum blends. Materials and Methods: The salt (CaCl2, 1 and 5mM) was added to gum solutions after adjusting pH values (3, 5 and 7) and rheological measurements were carried out using Brookfield rheometer (LV DV III) at 25 ?C. Rheological behaviour of gum solutions were adjusted to Herschel–Bulkley model and the effect of the factors on rheological parameters were determined. Results: Findings showed that pH variations affect the interaction between gum and calcium cations. Adding salt, reduced slightly the apparent viscosity of mixtures with low pH values (pH=3). Gums structures, mixing ratio and salt concentration had important effects on rheological behavior of the mixtures. Conclusion: Results showed that pH variations and salt concentration affect the rheological behavior of xanthan- gellan gum blends. So the desired function of the gums in the foods is influenced by pH and ionic strength of the food matrix and investigating the effect of other salts and acids is recommended. Keywords: Xanthan gum, Gellan gum, Steady shear rheology, Calcium salt