পরিবর্তিত স্টার্চ কী? এর কাজ, প্রকারভেদ এবং প্রয়োগ।

ভূমিকা

পরিবর্তিত স্টার্চ খাদ্য, কাগজ, ঔষধশিল্প এবং নির্মাণ শিল্পে একটি বহুমুখী উপাদান। এটি পরিবর্তন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্রাকৃতিক স্টার্চ থেকে তৈরি করা হয়। বিভিন্ন পরিবর্তন পদ্ধতির অধীনে, এটি কর্মক্ষমতা উন্নত করে এবং প্রাকৃতিক স্টার্চের বৈশিষ্ট্যকে ছাড়িয়ে যায়, এবং এটি বহুকার্যকরী হতে পারে। এটি বিভিন্ন খাতে ব্যবহৃত একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হিসেবে কাজ করে।

স্টার্চ কী?

শ্বেতসার প্রকৃতিতে ব্যাপকভাবে বিস্তৃত এবং এটি উদ্ভিদের একটি সাধারণ উপাদান, সেইসাথে শর্করা সঞ্চয়ের প্রধান মাধ্যম। এটি খাদ্যের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হওয়ার পাশাপাশি নবায়নযোগ্য এবং জৈব-বিয়োজনযোগ্যও। এই কারণে শ্বেতসার ঔষধশিল্প এবং শিল্পক্ষেত্রে একটি প্রধান কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

তবে, আধুনিক ফর্মুলেশনে নির্দিষ্ট কার্যকারিতার চাহিদা মেটাতে প্রাকৃতিক স্টার্চে কিছু মৌলিক পরিবর্তন আনতে হয়।

স্টার্চের প্রকারভেদ

বাস্তব জীবনে আমরা সাধারণত স্টার্চের প্রকারভেদকে চারটি শ্রেণীতে ভাগ করি:

শস্য: ভুট্টা, গম, চাল, ইত্যাদি।

শস্যজাতীয় স্টার্চের শিল্পক্ষেত্রে সহজলভ্যতা বেশি এবং এতে অ্যামাইলোজের অনুপাত সুষম থাকে।

কন্দজাতীয় উদ্ভিদ: মিষ্টি আলু, কাসাভা, আলু, ইত্যাদি।

কন্দজাতীয় শস্য থেকে প্রাপ্ত স্টার্চ উচ্চতর সান্দ্রতা এবং মসৃণতর গঠন প্রদান করতে পারে।

শিম জাতীয় ফসল: শিম, মুগ ডাল, মটরশুঁটি ইত্যাদি।

ডালজাতীয় শস্যে উচ্চ পরিমাণে প্রোটিন থাকে, যা শিল্পে খুব কমই ব্যবহৃত হয়।

অন্যান্য: উদ্ভিদের ফল, শাঁস, সেইসাথে কিছু ব্যাকটেরিয়া এবং শৈবাল।

শিল্প স্টার্চ উপাদান

শিল্পক্ষেত্রে ব্যবহারের জন্য, কাঁচা স্টার্চ সরাসরি ফর্মুলেশনে যোগ করা যায় না। এর কারণগুলো হলো:

• প্রাকৃতিক স্টার্চ শিয়ারের অধীনে অস্থিতিশীল।
• জমাট বাঁধা ও গলে যাওয়ার প্রতিরোধ ক্ষমতা দুর্বল
• সিমেন্টভিত্তিক সিস্টেমের সাথে কম সামঞ্জস্যতা
• পশ্চাদপসরণ সমস্যা

এবং আপনার জানা উচিত যে, বিভিন্ন উদ্ভিদের জেলাটিনাইজেশন তাপমাত্রা এবং সান্দ্রতার আচরণে ভিন্নতা থাকে। তাই, যদিও শ্বেতসারযুক্ত অনেক ধরণের কৃষি পণ্য রয়েছে, তার সবগুলোই বৃহৎ পরিসরের শিল্প উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত নয়।

বৃহৎ পরিসরে স্টার্চ উৎপাদনের কাঁচামাল হিসেবে নিম্নলিখিত শর্তগুলো অবশ্যই পূরণ করতে হবে:

1. প্রথমত, উচ্চ স্টার্চের পরিমাণ, উচ্চ ফলন এবং উপজাত পণ্যের উচ্চ ব্যবহারের হার;
2. দ্বিতীয়ত, কাঁচামাল প্রক্রিয়াজাতকরণ, সংরক্ষণ এবং বিক্রি করা সহজ;
3. তৃতীয়ত, দাম তুলনামূলকভাবে কম;
4. চতুর্থটি হলো, খাবারের জন্য অন্যদের সাথে প্রতিযোগিতা না করা।

তাই, বর্তমানে শিল্পজাত শ্বেতসারের উৎস হিসেবে ভুট্টাই সাধারণত বেশি উপযুক্ত, এবং এর পরেই রয়েছে কন্দজাতীয় ফসল। যদিও ধান ও গমের ফলন বেশি, কিন্তু এগুলো ব্যয়বহুল এবং মানুষের প্রধান খাদ্য। শিমে শ্বেতসারের পরিমাণ বেশি, ফলন কম এবং দাম বেশি।

বিভিন্ন কাঁচামাল থেকে প্রাপ্ত স্টার্চের আণবিক ওজন ভিন্ন হয়। অ্যামাইলোজ এবং অ্যামাইলোপেকটিনের অনুপাত আলাদা হওয়ায় এর ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যও ভিন্ন হয়।

অ্যামাইলোজের গঠন : নিচের চিত্র থেকে আপনি দেখতে পারেন যে, এটি মূলত একটি রৈখিক আণবিক গঠন। এটি α-১,৪ বন্ধনযুক্ত গ্লুকোজ একক দ্বারা গঠিত। সরল শৃঙ্খল আকারে থাকার কারণে অণুগুলো একে অপরের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে বিন্যস্ত হতে পারে। এই গঠনটি অ্যামাইলোজকে একটি শক্তিশালী অভ্যন্তরীণ বন্ধন প্রদান করে এবং ফিল্ম তৈরির ক্ষমতা উন্নত করে।

অ্যামাইলোপেকটিনের গঠন : ডানদিকের চিত্রে যেমন দেখানো হয়েছে, অ্যামাইলোপেকটিনের একটি অত্যন্ত শাখাযুক্ত গঠন রয়েছে, যেখানে α-1,4 চেইন এবং α-1,6 শাখা বিন্দু বিদ্যমান। এই উন্মুক্ত গঠনের কারণে পানি আরও সহজে প্রবেশ করতে পারে। ফলে জলীয় মাধ্যমে অ্যামাইলোপেকটিন দ্রুত স্ফীত হয় এবং এর সান্দ্রতাও বেশি বৃদ্ধি পায়।

সেলোটেক মডিফায়েড স্টার্চ পণ্যগুলো নির্দিষ্ট কার্যকারিতাসম্পন্ন বিশেষ স্টার্চ উপাদান দিয়ে তৈরি করা হয়।

• প্রেস্টার®১০২৭ ভুট্টা থেকে উৎপাদিত: সুষম সান্দ্রতা ও ব্যয় সাশ্রয়
• প্রেস্টার®১০২৭ কাসাভা থেকে উৎপাদিত: উচ্চ বিশুদ্ধতা ও স্থিতিশীল ঘনত্ব
• স্টারগেল®এসটি এই সিরিজটি আলু থেকে উৎপাদিত: উচ্চ সান্দ্রতা, শক্তিশালী জল ধারণ ক্ষমতা।

পরিবর্তিত স্টার্চ কী?

স্টার্চের অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে, এর কার্যকারিতা উন্নত করতে এবং প্রয়োগের পরিসর প্রসারিত করার লক্ষ্যে, ভৌত, রাসায়নিক বা এনজাইমেটিক প্রক্রিয়াকরণ ব্যবহার করে স্টার্চের প্রাকৃতিক বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করা হয়, এর কার্যক্ষমতা বৃদ্ধি করা হয়, বা নতুন বৈশিষ্ট্য সংযোজন করা হয়, যা এটিকে নির্দিষ্ট প্রয়োগের প্রয়োজনীয়তার জন্য আরও উপযুক্ত করে তোলে। এই ধরনের পণ্য, যা দ্বিতীয় পর্যায়ের প্রক্রিয়াকরণের মধ্য দিয়ে যায় এবং যার বৈশিষ্ট্য পরিবর্তিত হয়, তাকে সম্মিলিতভাবে পরিবর্তিত স্টার্চ বলা হয়।

পরিবর্তিত স্টার্চের কার্যকারিতা

প্রাকৃতিক স্টার্চ কিছু শিল্পক্ষেত্রে ব্যবহারের চাহিদা পূরণ করতে পারে না বা একই সাথে তা মেটাতে পারে না, যে কারণে আমাদের স্টার্চকে পরিবর্তন করার প্রয়োজন হয়। পরিবর্তনের মাধ্যমে, স্টার্চ আর তার প্রাকৃতিক বৈশিষ্ট্যের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে না। পরিবর্তে, নির্দিষ্ট কার্যকারিতার চাহিদা মেটাতে সেগুলোকে কার্যকরী উপাদান হিসেবে তৈরি করা যায়। এবং পরিবর্তিত স্টার্চ নতুন ব্যবহারের পথ খুলে দিতে পারে ও এর প্রয়োগের পরিধি প্রসারিত করতে পারে। পরিবর্তিত স্টার্চ থেকে আপনি নিম্নলিখিত কার্যকারিতাগুলোর মাধ্যমে সুবিধা পেতে পারেন:

১. রিওলজি পরিবর্তন

পরিবর্তিত স্টার্চ জলীয় দ্রবণে সান্দ্রতা ও প্রবাহ আচরণ নিয়ন্ত্রণে সাহায্য করতে পারে। এটি বিভিন্ন প্রক্রিয়াকরণ পরিস্থিতিতে কার্যক্ষমতা উন্নত করতে এবং মসৃণ প্রয়োগ নিশ্চিত করতে পারে।

2. জল ব্যবস্থাপনা

পরিবর্তনের পর, শিল্পজাত স্টার্চ প্রস্তুতকৃত সিস্টেমে জল ধারণ ক্ষমতা বাড়াতে এবং দ্রুত জলীয় বাষ্পের ক্ষতি কমাতে পারে। এটি প্রক্রিয়াকরণ এবং প্রয়োগের সময় স্থিতিশীল জলীয় অবস্থা বজায় রাখতে সাহায্য করে।

৩. স্থিতিশীলতা প্রভাব

দশা পৃথকীকরণ প্রতিরোধ করে এবং সুষম বিস্তার উন্নত করার মাধ্যমে, পরিবর্তিত স্টার্চ সিস্টেমটিকে স্থিতিশীল করতে পারে।

৪. চলচ্চিত্র নির্মাণ সহায়তা

এর চমৎকার দৃঢ়করণ ক্ষমতার মাধ্যমে এটি পৃষ্ঠতলের অখণ্ডতা উন্নত করতে এবং ফাটল ও গুঁড়ো হয়ে যাওয়ার সমস্যা কমাতে পারে।

৫. কার্যক্ষমতা উন্নয়ন

পরিবর্তিত স্টার্চ সামগ্রিক ব্যবহারযোগ্যতা উন্নত করতে পারে, যার ফলে মেশানো, ছড়ানো এবং প্রয়োগ আরও সামঞ্জস্যপূর্ণ ও ব্যবহারবান্ধব হয়।

৬. সামঞ্জস্যতা বৃদ্ধি

পরিবর্তিত স্টার্চ বিভিন্ন কাঁচামালের মধ্যে সামঞ্জস্য উন্নত করতে পারে। এটি বহু-উপাদান ব্যবস্থাকে আরও ভালো ভারসাম্য এবং কর্মক্ষমতার ধারাবাহিকতা বজায় রাখতে সক্ষম করে।

স্টার্চ পরিবর্তনের পদ্ধতি

স্টার্চের পরিবর্তনে সাধারণত রাসায়নিক পরিবর্তন, ভৌত পরিবর্তন, জৈবিক পরিবর্তন এবং যৌগিক পরিবর্তন অন্তর্ভুক্ত থাকে। প্রতিটি পরিবর্তনের পদ্ধতি ভিন্ন এবং বর্তমানে পরিবর্তিত স্টার্চের ২০০০-এরও বেশি প্রকার ও বৈশিষ্ট্য রয়েছে। নিচে প্রধান পরিবর্তন পদ্ধতিগুলো নিয়ে আলোচনা করা হলো।

১. ভৌত পরিবর্তন

ভৌত পরিবর্তন বলতে স্টার্চের ভৌত বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করাকে বোঝায়, যার মধ্যে প্রিজেলাটিনাইজেশন, তাপীয় প্রক্রিয়াকরণ এবং এক্সট্রুশন অন্তর্ভুক্ত।

এই ধরণের স্টার্চ সরাসরি ঠান্ডা জলে দ্রবীভূত করা যায়। এবং এটি ফর্মুলেশন সিস্টেমে উন্নত হাইড্রেশন ও ব্যবহারের সুবিধা প্রদান করে।

2. রাসায়নিক পরিবর্তন

রাসায়নিক পরিবর্তনের মধ্যে ইথারিফিকেশন, এস্টারিফিকেশন, জারণ বা ক্রস-লিঙ্কিং-এর মতো প্রক্রিয়াগুলো অন্তর্ভুক্ত। রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে স্টার্চকে পরিবর্তন করে এর অণুতে নতুন কার্যকরী গ্রুপ যুক্ত করা যায়।

এই পরিবর্তন পদ্ধতিটি স্থিতিশীলতা এবং সান্দ্রতা নিয়ন্ত্রণকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে। এটি স্টার্চকে তাপমাত্রা, চাপ এবং pH-এর পরিবর্তনে প্রতিরোধী করে তুলতেও পারে।

৩. এনজাইমীয় পরিবর্তন

এনজাইমেটিক মডিফিকেশন পদ্ধতিতে জৈবিক এনজাইম ব্যবহার করে নিয়ন্ত্রিত উপায়ে স্টার্চ অণুগুলোকে আংশিকভাবে ভেঙে ফেলা হয়।

এই জৈবিক পরিবর্তন নির্দিষ্ট প্রয়োগক্ষেত্রে আণবিক ওজন বন্টন সমন্বয় করতে এবং সামঞ্জস্য ও প্রক্রিয়াকরণযোগ্যতা উন্নত করতে সাহায্য করতে পারে।

৪. যৌগিক পরিবর্তন

যৌগিক পরিবর্তন হলো ভারসাম্যপূর্ণ কর্মক্ষমতা অর্জনের জন্য উপরে আলোচিত দুই বা ততোধিক পরিবর্তন পদ্ধতির সমন্বয় করা।

এই পদ্ধতিটি একাধিক কার্যক্ষমতার চাহিদা সম্পন্ন উচ্চ-প্রয়োজনীয় সিস্টেমের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এটি একই সাথে স্থিতিশীলতা, দ্রবণীয়তা এবং সান্দ্রতা নিয়ন্ত্রণ উন্নত করতে পারে।

কার্যকরী ডেরিভেটিভ স্টার্চ

শিল্প বাজারে, পরিবর্তিত স্টার্চকে স্টার্চ ইথার বা প্রিজিলেটিনাইজড স্টার্চের মতো কার্যকরী ডেরিভেটিভে রূপান্তরিত করা হয় ।

এই পণ্যগুলি নির্মাণ সামগ্রী, আবরণ , আঠা এবং কাগজ প্রক্রিয়াকরণের মতো নির্দিষ্ট ফর্মুলেশন সিস্টেমের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে । আপনার পছন্দের জন্য সেলোটেকের দুটি ব্র্যান্ড সিরিজ রয়েছে:

Prestar® সিরিজের পণ্যটি প্রিজেলাটিনাইজড স্টার্চের অন্তর্ভুক্ত, যা ভৌত পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে গেছে;

Stargel®ST সিরিজের পণ্যটি রাসায়নিকভাবে পরিবর্তিত স্টার্চ ইথারের অন্তর্ভুক্ত।