Skip to main content
SUPERVISOR
Milad Fathi,Nafiseh Soltanizadeh
میلاد فتحی (استاد راهنما) نفیسه سلطانی زاده (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammadreza Barkhordari naghani
محمدرضا برخورداری ناغانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Production of chitin nanocrystal from prawn shell and it application for emulsion stability
In recent years increasing demands for consumption of seafood leads to an increase in production of huge amount of waste. In thThe purpose of this research was extracting chitin from shrimp shells and application of acidicand mechanical treatments for production of chitin nanocrystal. Chitin is one of the most abundant semi-crystalline polysaccharides in nature. By removing amorphous regions under specific terms, nanocrystals are formed. Due to the different benefits of nanocrystal chitin, including easy access, non-toxicity, biodegradability and low density,, their use in various fields of the food industry has attracted the attention of researchers. In this research, for the production of chitin nanocrystals, pure chitin was first extracted by alkaline treatments to remove protein, acidic treatments for removal of minerals, and then bleaching. Acid hydrolysis with hydrochloric acid was used at different times (60, 120 and 180 min) at 80 ° C under hydrothermal conditions and nanocrystals with the highest degree of crystallinity were produced. Hydrochloric acid concentration of 3 M for 120 minutes was selected as the optimum conditions for the production of chitin nanocrystals with a degree of crystallinity of 88%. Also, to investigate the effect of the mechanical stage on the properties of nanocrystals, ultrasonic process in different powers and times were used. The images obtained from scanning electron microscopy showed that optimum conditions for the production of nanoparticles were using ultrasonic power of 300 and a time of 4 minutes. The images of transmitted electron microscopes represent the production of spherical nanoparticles with a size of 49.7 nm. Results of Fourier transform infrared spectroscopy indicated removal of proteins and minerals, maintaining the structure of chitin in all treatments and increasing the degree of crystallinity. The present data from differential scanning calorimetry showed that produced nanocrystals exhibited less resistance to the destruction of crystalline structure than pure chitin. The charts of thermal weights indicated the reduction of the chitin stability nanocrystals after acid and alkaline treatments against fragmentation. Nanocrystalline chitin was used to stabilize 10% oil-in-water emulsion. The results showed that with increasing nanocrystal chitin concentration (0.1 to 1.5%), the stability of the emulsions increases to heat, stress and storage time. In order to investigate the size of oil particles in emulsions with different concentrations of nanocrystals, an optical microscope was used which showed that increasing the concentration of nano-crystals decreases the size of the oil droplets. It was also found that a stabilized emulsion by chitin nanocrystal had lower oil particles and more stability during storage in comparison to emulsion stabilized with similar concentration of lecithin.. Keywords : Chitin Nanocrystal, Emulsion, Suspension, Ultrasonic, Acid Hydrolysis
افزایش تقاضا برای مصرف غذاهای دریایی در سال‌های اخیر موجب افزایش ضایعات قسمت‌های غیرخوراکی شده است. در این پژوهش هدف استخراج ماده ارزشمند کیتین از پوسته میگو ببری و انجام هیدرولیز اسیدی و عملیات مکانیکی با دستگاه فراصوت به‌منظور تهیه نانو کریستال کیتین است. کیتین از فراوان‌ترین پلی ساکاریدهای نیمه بلورین موجود در طبیعت است. با حذف قسمت بی شکل کیتین تحت شرایط خاص، بلورهایی در مقیاس نانو حاصل می‌شوند که اصطلاحاً به آن نانو کریستال کیتین گفته می‌شود. به دلیل دارا بودن مزایای زیاد نانوکریستال کیتین ازجمله دسترسی آسان، غیر سمی بودن، زیست‌تخریب‌پذیری و دانسیته پایین در طی سال‌های اخیر استفاده از آن‌ها درزمینه های مختلف صنعت غذا موردتوجه محققین قرارگرفته است. در این پژوهش برای تولید نانو کریستال‌های کیتین، ابتدا کیتین خالص با انجام تیمارهای قلیایی به‌منظور حذف پروتئین، تیمارهای اسیدی برای حذف مواد معدنی و پس ‌از آن مرحله سفید کردن و رنگ بری استخراج گردید بعدازآن از هیدرولیز اسیدی با هیدروکلریک اسید استفاده گردید. HCl در زمان‌های مختلف (60، 120 و 180 دقیقه) در دمای 80 درجه سلسیوس تحت شرایط هیدروترمال به‌کاربرده شد و نانو کریستال‌هایی با بیش‌ترین درجه کریستالی تولید گردد. هیدروکلریک اسید در غلظت 3 مولار و به مدت 120 دقیقه به‌عنوان شرایط بهینه برای تولید نانو کریستال کیتین با درجه کریستالی 88 درصد انتخاب شد. همچنین برای بررسی تأثیر مرحله مکانیکی بر خواص نانو کریستال‌های تولیدشده از فرآیند فراصوت در توان‌ها و زمان‌های مختلف استفاده گردید. تصاویر حاصل از میکروسکوپ‌های الکترونی نشان داد که شرایط بهینه برای تولید نانوذرات استفاده از فراصوت با توان 300 و زمان 4 دقیقه بود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان دهنده تولید نانوذرات کروی با ابعاد 7/ 49 نانومتر بود. نتایج طیف‌سنجی مادون‌قرمز تبدیل فوریه، حذف پروتئین و موادمعدنی و حفظ ساختار کیتین در تمامی تیمارها و افزایش درجه کریستالی را نشان داد و داده های حاصل از کالریمتری روبشی افتراقی نشان داد که نانو کریستال‌های تولیدی مقاومت کمتری در برابر از بین رفتن ساختار بلوری نسبت به کیتین خالص دارند. نمودارهای حاصل از وزن سنجی حرارتی مبین کاهش پایداری نانو کریستال‌های کیتین پس از تیمارهای اسیدی و قلیایی در برابر تجزیه بود. از نانو کریستال کیتین تولیدشده برای پایدار نمودن امولسیون 10% روغن در آب استفاده گردید. نتایج حاصل نشان داد با افزایش غلظت نانو کریستال کیتین (از 1/0 تا 5/1%)، پایداری امولسیون‌ها به حرارت، تنش و زمان نگهداری افزایش می یابد. به‌منظور بررسی اندازه ذرات روغن در امولسیون‌ها با غلظت‌های مختلف نانو کریستال از میکروسکوپ نوری استفاده گردید که نتایج نشان داد با افزایش غلظت نانو کریستال اندازه گویچه‌های چربی کاهش می‌یابد. همچنین مشخص شد امولسیون پایدار شده‌ با نانو کریستال کیتین نسبت به امولسیون پایدار شده با غلظت مشابه لسیتین دارای ذرات روغن کوچک‌تر و پایداری بیش‌تری در طی زمان نگهداری است. کلمات کلیدی: نانوکریستال کیتین، امولسیون، سوسپانسیون، فراصوت، هیدرولیز اسیدی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی