اثر اسیدهای آلی بر ویسکوزیته و خصوصیات رئولوژیکی موسیلاژ دانه ریحان

سابقه و هدف: اسیدهای آلی در غذاها یا به‌صورت طبیعی وجود دارند یا برای اهداف خاصی مانند کاهش ph، شلاته کردن فلزات، افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانی، کاهش فعالیت میکروارگانیسم و افزایش زمان نگهداری اضافه می‌شوند و یا اینکه توسط میکروارگانیسم‌ها تولید می‌شوند. موسیلاژ‌ها به‌عنوان عوامل غلیظ کننده، عوامل ژل کننده و پایدارکننده برای افزایش ویسکوزیته و بهبود خواص بافتی و رئولوژیکی محصولات غذایی استفاده می‌شوند. هدف این پژوهش بررسی اثر افزودن اسیدهای آلی مختلف بر تغییر ویسکوزیته محلول آبی حاوی موسیلاژ دانه ریحان بود.مواد و روش‌ها: در این مطالعه اثر چهار اسید آلی خوراکی شامل اسید آسکوربیک، اسید سیتریک، اسید مالیک و اسید تارتاریک، در دو غلظت 0.5 و 1 درصد (وزنی/حجمی) بر ویسکوزیته و رفتار رئولوژیکی محلول موسیلاژ دانه ریحان بررسی و مدل‌سازی شد. محلول‌های موسیلاژ دانه ریحان با حل کردن پودر موسیلاژ (0.2 درصد، وزنی/حجمی) در آب مقطر و غلظت‌های مختلف اسیدهای آلی با استفاده از همزن مغناطیسی تهیه شدند. پارامترهای رئولوژیکی محلول‌های موسیلاژ دانه ریحان با استفاده از ویسکومتر (بروکفیلد، آمریکا) در دمای 20 درجه سلسیوس اندازه گیری شد. داده‌های سرعت برشی/تنش برشی نیز با استفاده از مدل‌های قانون توان، بینگهام، هرشل بالکلی و کاسون برازش شدند.یافته‌ها: یافته‌های این مطالعه نشان داد که ویسکوزیته ظاهری محلول موسیلاژ دانه ریحان با افزایش سرعت برشی کاهش یافت. علاوه بر این، ویسکوزیته ظاهری محلول موسیلاژ دانه ریحان با افزایش غلظت اسیدهای آلی کاهش یافت. بیشترین کاهش ویسکوزیته مربوط به محلول حاوی 1 درصد اسید مالیک و کمترین آن مربوط به اسید آسکوربیک با غلظت 0.5 درصد بود. مدل قانون توان بهترین مدل برای توصیف رفتار محلول‌های موسیلاژ دانه ریحان حاوی اسیدهای آلی بود. مدل قانون توان با بیشترین مقدار ضریب تبیین (0.9082<)، و حداقل مجموع مربعات خطا (0.4782>) و جذر میانگین مربعات خطا (0.1996>) برای همه نمونه‌ها، عملکرد خوبی داشت. با افزایش غلظت اسیدهای آلی، ضریب قوام محلول موسیلاژ کاهش یافت. نمونه‌های حاوی 1 درصد اسید مالیک دارای کمترین ضریب قوام و نمونه‌های حاوی 0.5 درصد اسید سیتریک دارای بیشترین ضریب قوام بودند. با افزودن اسید به محلول موسیلاژ و کاهش ph آن، مقدار تنش تسلیم مدل‌های بینگهام و کاسون کاهش یافت. مقدار ویسکوزیته پلاستیک کاسون برای محلول شاهد تهیه شده از موسیلاژ دانه ریحان، برابر 0.058 پاسکال ثانیه بود. نمونه حاوی 0.5 درصد اسید آسکوربیک دارای بیشترین (0.050 پاسکال ثانیه) و نمونه حاوی 1 درصد اسید تارتاریک کمترین (0.032 پاسکال ثانیه) مقدار ویسکوزیته پلاستیک را داشتند.نتیجه‌گیری: با افزودن اسید به محلول موسیلاژ و در نتیجه کاهش ph، مقدار شاخص رفتار جریان نمونه‌ها (مدل‌های قانون توان و هرشل بالکلی) افزایش یافت (کاهش در رفتار سودوپلاستیکی). براساس یافته‌های این تحقیق استفاده از موسیلاژ دانه ریحان در محصولات غذایی حاوی غلظت بالای اسید مالیک توصیه نمی‌شود و این اسید باعث کاهش زیاد در ویسکوزیته و قوام محصولات حاوی این موسیلاژ می‌شود.

effect of organic acids on the viscosity and rheological properties of basil seed mucilage

background and objectives: organic acids in foods are exist naturally or added for specific purposes such as reducing ph, chelating metals, increasing antioxidant activity, reducing microorganism activity, and extending shelf life, or they are produced by microorganisms. mucilages are used as thickening agents, gelling agents, and stabilizers to increase the viscosity and improving the textural and rheological properties of food products. the aim of this research was to investigate the effect of the addition of different organic acids on the viscosity changes of aqueous solution containing basil seed mucilage.materials and methods: in this study the effect of four edible organic acids include ascorbic acid, citric acid, malic acid, and tartaric acid, at two concentrations of 0.5, and 1 % (w/v), on the viscosity and rheological behavior of basil seed mucilage solution was investigated. the basil seed mucilage solutions were provided by solving the mucilage powder (0.2%, w/v) in distilled water and different concentrations of organic acids using a magnetic stirrer. the rheological parameters of basil seed mucilage solutions were measured using a viscometer (brookfield, usa) at 20°c. the shear rate/shear stress data were also fitted using power law, bingham, herschel bulkley, and casson models.results: the finding of this study showed that the apparent viscosity of basil seed mucilage solution reduced when the shear rate increased. additionally, the apparent viscosity of the basil seed mucilage solution reduced as the organic acids concentration increased. the highest decrease in viscosity was related to solution containing 1% malic acid and the lowest was related to ascorbic acid with a concentration of 0.5%. the power law model was the best one for describing the behavior of basil seed mucilage solutions containing organic acids. the power law model had a good performance with the highest correlation coefficient (>0.9082) and least sum of squared error (<0.4782) and root mean square error (<0.1996) for all samples. the consistency coefficient of the mucilage solution reduced as the acid concentration was increased. the samples containing 1% malic acid had the lowest consistency coefficient and the samples containing 0.5% citric acid had the highest consistency coefficient. by adding acid to the mucilage solution and reducing its ph, the amount of yield stress of the bingham and casson models was decreased. the casson plastic viscosity value for the control solution prepared from basil seed mucilage was equal to 0.058 pa.s. the sample containing 0.5% ascorbic acid had the highest (0.050 pa.s) and the sample containing 1% tartaric acid had the lowest (0.032 pa.s) plastic viscosity value.conclusion: by adding acid to the mucilage solution and as a result reducing the ph, the flow behavior index of the samples (power law and herschel bakli models) increased (reduction in pseudoplastic behavior). based on the findings of this research, the use of basil seed mucilage in food products containing high concentration of malic acid is not recommended, and this acid causes a great reduction in the viscosity and consistency of products containing this mucilage.