SUPERVISOR
Mohammad Shahedi bagh khandan,Hajar Shekarchi zadeh
محمد شاهدی باغ خندان (استاد راهنما) هاجر شکرچی زاده (استاد مشاور)
STUDENT
Elham Asghari varzaneh
الهام اصغری ورزنه
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
Iron is one of the most important available micronutrient in wheat that is mostly removed from flour by bran separation during milling. Food fortification is one of the best and most effective methods to recovery lack of iron. In this study, ferrous sulfate hepta hydrate which is known as cheapest and most bioavailability type of iron salt was encapsulated in gum tragacanth.by using reverse solvent method. To prepare microcapsules with highest efficiency, three variables including concentration of tragacanth (3, 4 and 5%), the amount of ferrous sulfate (10, 15 and 20%) and mixing ratio (tragacanth, ferrous sulfate and vit c) to alcohol (1:10, 1:15 and 1:20) were optimized by using response surface methodology. The highest yield of iron micro encapsulation was obtained about 60.13%, with 5% concentration of tragacanth, 22% ferrous sulfate and mix to alcohol ratio 1:11. In this study by using scanning electron microscopy, X- Ray diffraction, fourier transform infrared spectroscopy and particle size analyzer, properties of microcapsules were obtained. Also iron release from the microcapsules in simulated gastric fluid and aqueous environment during the time were evaluated. The images obtained from the outer surface of microcapsules indicated the crystalline cube into amorphous context, which this crystalline cubes and amorphous structure are related to bassorin and tragacanthin, respectively. Also the presence of crystal structure of microcapsules was confirmed by X- Ray diffraction analysis and crystallinity index of 67% were obtained. Fourier transform infrared spectroscopy indicated the electrostatic interaction between carboxylic and FeSo 4 .7H 2 o. The average size of microcapsules were obtained about 53.31µm. Release of iron from the microcapsules in simulated gastric fluid was completed and it was about 80% in water after 24h. In part of bread fortification, three treatments of control bread (T1), bread enriched with 40ppm ferrous sulfate (T2) and bread enriched with microcapsulated ferrous sulfate (T3) were used, and the statistical analysis was performed by using split plot. In this regard, the farinograph, rheofermentogram, X- Ray diffraction analysis (measurement of staling), texture profile analysis and color measurement were used. In general, the dough of treatment 3 (dough contain ferrous sulfate microcapsules) had more water adsorption ability than T1 and T2, but this difference were insignificant. Also dough extension time between T3 and T1 was similar. Dough stability time in treatment 3 was more than other treatments. Gas retention coefficient that indicates dough ability for keeping gas produced during fermentation was less in treatment3 than treatments 2 and 1. The crystallinity index that shows the staling development of bread during time, were obtained 63.91, 65.12 and 61.40 for treatments 1, 2 and 3, respectively. This parameter showed that micro encapsulated iron reduced bread staling during time. Texture profile analysis indicated that staling intensity was occurred less in treatment3 during the time. Also after 3 days of bread storage; bread chewing ability in treatment 3 was more than other treatments. Gumminess and cohesiveness properties of bread were changed less in treatment 3 than treatments 1 and 2. Although enriching bread with FeSo 4 .7H 2 o microencapsules darkened the color of the bread. This study showed that micro encapsulated FeSo 4 .7H 2 o can be used to enrich bread which can relatively reduce the bread staling. Keywords: Bread, Encapsulated, Ferrous sulfate hepta hydrate, Fortification, Gum tragacanth, Staling
آهن یکی از مهمترین ریزمغذی موجود در دانه گندم است که طی فرآیند سبوسگیری و تهیه آرد از آرد سفید حذف میشود. برای جبران کمبود آهن یکی از بهترین و مؤثرترین روشها غنیسازی میباشد. در این تحقیق فروس سولفات هفت آبه بهعنوان ارزانترین و زیست دسترسترین نوع نمک آهن با روش حلال معکوس و با استفاده از صمغ کتیرا ریزپوشینهدار شد. برای ایجاد ریزپوشینهدارهایی با بالاترین راندمان پوشش دهی، سه متغیر غلظت کتیرا (3، 4 و5 درصد)، مقدار فروس سولفات (10، 15 و20 درصد) و نسبت مخلوط (صمغ کتیرا، فروس سولفات و ویتامین ث) به الکل (1:10، 1:15 و 1:20) مورد بهینهسازی با استفاده از روش سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی قرار گرفت. بالاترین بهرهوری ریزپوشانی کردن آهن با استفاده از غلظت 5% صمغ کتیرا، 22% فروس سولفات و نسبت الکل به مخلوط 11: 1 در حدود 13/60% بدست آمد. در این تحقیق با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز پراش اشعه ایکس، آنالیز طیف سنجش مادونقرمز و دستگاه لیزری آنالیز کننده ذرات خصوصیات ریزپوشینهها موردبررسی قرار گرفت. همچنین رهایش فروس سولفات از ریز پوشینهها در محیط شبیهسازیشده اسید معده و محیط آبی طی گذشت زمان نیز ارزیابی شد. تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح خارجی ریز پوشینهها حاکی از وجود مکعبهای کریستالی درون زمینه ای از آمورف بود که این مکعبهای کریستالی بیانگر بخش باسورین کتیرا و بخش آمورف تصاویر مربوط به بخش تراگاکانتین کتیرا میباشد و وجود ساختار کریستالی در تصاویر بوسیله ی آنالیز پراش اشعه ایکس تأیید شد و درصد کریستالیزاسیون ریز پوشینه در حدود 67% بدست آمد. با استفاده از آنالیز طیف سنجش مادونقرمز وجود تعامل الکترواستاتیک بین گروه کربوکسیلیک کتیرا و فروس سولفات را نشان داد. میانگین اندازه ذرات ریز پوشینهها حدود 31/55 میکرومتر بدست آمد. همچنین رهایش فروس سولفات ریز پوشانی شده در محیط شبیهسازیشده معده بهصورت کامل و در محیط آبی و بعد از گذشت 24 ساعت حدود 80 درصد مشاهده شد. در بخش غنیسازی نان از سه تیمار نان شاهد(تیمار1)، نان غنیشده با 40 پی پیام فروس سولفات آزاد (تیمار2) و نان غنیشده با فروس سولفات ریزپوشانی شده (تیمار3) استفاده شد و تابع با طرح کرتهای خردشده طی زمان مورد تجزیه آماری قرار گرفت. در این راستا از آزمونهای فارینوگراف، رئوفرمنتوگراف، پراش اشعه ایکس (سنجش بیاتی نان)، آنالیز مشخصات بافت و رنگ سنجی استفاده شد. بهطورکلی خمیر تیمار3 (نان غنیشده با فروس سولفات ریزپوشانی شده) از قابلیت جذب آب بیشتری نسبت به خمیر تیمار1 (نان شاهد) و خمیر تیمار2 (نان غنیشده با 40 پی پیام فروس سولفات آزاد) برخوردار بود همچنین زمان گسترش خمیر بین تیمار1 و تیمار3 نیز ازلحاظ آماری یکسان بود. زمان پایداری خمیر در تیمار 3 نیز از دو تیمار دیگر بیشتر بود. ضریب حفظ گاز که توانایی خمیر را در حفظ گاز تولیدشده طی عمل تخمیر نشان میدهد در تیمار3 کمتر از تیمار1 و 2 مشاهده شد. درصد کریستالیزاسیون که در این بخش پیشرفت روند بیاتی نان را در طی زمان نشان میدهد به ترتیب برای تیمار1، تیمار2 و تیمار3، 91/63و12/65 و 40/61 بدست آمد که حاکی از آن است که فروس سولفات ریزپوشانی شده روند بیاتی نان را طی زمان کاهش داده است. در آنالیز مشخصات بافت نشان داده شد که شدت بیاتی طی گذشت زمان در تیمار3 کمتر اتفاق افتاده است همچنین بعد از گذشت سه روز نگهداری نان قابلیت جویدن نان تیمار3 بیشتر از دو تیمار دیگر بود. خاصیت چسبندگی و انسجام بافت نان نیز در تیمار 3 طی گذشت زمان نسبت به دو تیمار دیگر دستخوش تغییرات اندکی شد. غنیسازی نان با فروس سولفات ریزپوشانی شده موجب تیرهتر شدن رنگ نان شد. بهطورکلی میتوان نتیجه گرفت سولفات ریزپوشانی شده برای غنیسازی نان قابلتوصیه بوده و بیاتی نان را نسبتاً کاهش داده است. واژههای کلیدی: نان، ریزپوشانی، فروس سولفات هفت آبه، غنیسازی، صمغ کتیرا، بیاتی