بررسی محتوی نشاسته، آمیلوز و آمیلوپکتین سه واریته گندم ایرانی (الوند، بک‌کراس روشن، سیروان) و تأثیر اعمال تیمار اصلاحی فیزیکی (امواج اولتراسوند) و شیمیایی (اپی کلروهیدرین) بر ویژگی های کیفی آنها
محورهای موضوعی : میکروبیولوژی مواد غذایی
هاجر قاسمی
1
(دانش آموخته کارشناسی ارشد گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران)
هاجر عباسی
2
(استادیار گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران)
مهشید جهادی
3
(استادیار گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران)
کلید واژه: امواج اولتراسونیک, اتصالات عرضی, خواص فیزیکوشیمیایی, نشاسته اصلاح شده,
چکیده مقاله :
مقدمه: نشاسته و مشتقات آن کاربردهای متنوعی در صنعت غذا و صنایع دیگر مانند داروسازی دارند.تغییر ویژگی های ساختاری نشاسته، تأثیر چمشگیری بر خصوصیات فیزیکوشمیایی و کاربردی آن ها در صنعت دارد. مواد و روش ها: در این پژوهش،پس ازتعیین محتوی نشاسته، آمیلوز و آمیلوپکتین سه واریته گندم ایرانی (الوند، بک کراس روشن و سیروان)، اصلاح ویژگی های آنها با ایجاد اتصالات عرضی توسط ماده شیمیایی اپی کلروهیدرین در سه سطح (w/v %5/0، %3/0، %1/0) و اصلاح فیزیکی آنها با استفاده از امواج اولتراسونیک در فرکانس25 کیلوهرتزدردو زمان 15 و30 دقیقه و در دمای C°20 صورت گرفت. ویژگیهای کیفی نمونه ها مانند شفافیت خمیر، ظرفیت نگهداری آب، ویسکوزیته، حلالیت، قدرت تورم و پایداری در برابر انجماد و رفع انجماد (میزان سینرسیس) نمونه های نشاسته شاهد و اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این پژوهش در قالب طرح کاملا تصادفی- آزمون فاکتوریل مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت و میانگین ها برمبنی حداقل تفاوت معنی‌دار بایکدیگر مقایسة شدند. یافته ها: نتایج نشان می دهد حلالیت، قدرت تورم، شفافیت خمیر، ظرفیت نگهداری آب نشاسته حاصل از تیمارهای فیزیکی هر سه واریته نسبت به گرانول های نشاسته معمولی افزایش می یاید. درحالیکه اصلاح نشاسته با اپی کلروهیدرین منجر به کاهش حلالیت و قدرت تورم نشاسته های تیمار شده می شود. تغییرات شفافیت خمیر و ظرفیت نگهداری آب نمونه های اصلاح شده شیمیایی در مقایسه با شاهد در واریته های مختلف متفاوت است. ویسکوزیته تمام نمونه های تغییریافته در مقایسه با شاهد، کاهش و میزان سینرسیس آنها افزایش یافت. نتیجه گیری: اعمال تیمارهای اصلاحی در تغییر بسیاری از خصوصیات کیفی نشاسته مؤثر است و تأثیرپذیری نشاسته ارقام مختلف نسبت به تیمارهای فیزیکی و شیمیایی به علت متفاوت بودن خصوصیات ژنتیکی نشاسته در آنها باهم متفاوت است.
Introduction: Starch and its derivatives have several applications in food and other industries. Changes in the structural properties of starch affect their physico-chemical and functional properties. Materials and Methods: In this study, after determination of starch, amylose and amylopectin contents of three Iranian wheat varieties (Alvand, light bak kras and Sirvan), modification of their characterizations were accomplished with cross linking creation with “epichlorohydrin” in (0.1%, 0.3%, 0.5% v/w) level and physical modification by ultrasounic waves in 28 KHz frequencies in two times (15 and 30 minutes) at 20 °C. Qualitative properties of the samples such as paste clarity, water binding capacity, viscosity, solubility, swelling power and freezing thawing stability (Syneresis) of native and modified samples were examined.The results were analyzed in a completely randomized design-factorial test and the means were compared based on the least significant difference. Results: The results indicated the solubility, swelling power, paste clarity and water binding capacity of physically treated starch varieties were increased as compared to the native granules. Whiles, starch modification with epichlorohydrin decreased solubility and consistency of treated starches. The changes of paste clarity and water binding capacity in chemical modified starch in comparison to the native samples are different in varieties. Viscosity of all modified samples in comparison to the native form was decreased and their synersis were increased. Conclusion: Modification treatments are effective in many qualitative properties of starch and effectiveness of different starch varieties on physical and chemical treatments are different due to difference in genetic characteristics of starch.
وزیری، ح. (1388). شناخت آسیابانی. تهران: طرح و نشر هامون، 560 صفحه.
میرمقتدایی، ل.، کدیور، م. و شاهدی، م.) 1387.( بررسی اثر تعدیل های شیمیایی ایجاد اتصال عرضی و استیله کردن بر خصوصیات فیزیکوشیمیایی نشاسته یولاف. هجدهمین کنگره ملی علوم وصنایع غذایی.
Arachichige, H., Wickramasinghe, M., Miura, H., Yamauchi, H. & Noda, T. (2005). Comparison of the starch properties of Japanese wheat varieties with those of popular commercial wheat classes from the USA, Canada and Australia. Journal of Food Chemistry, 93, 9-15.
Ackar, D., Babica, J., Subaric, D., Kopjar, M. & Milicevic, B. (2010). Isolation of starch from two wheat varieties and their modification with epichlorohydrin. Journal of Carbohydrate Polymers, 81, 76-82.
Chung, K.M., Moon, T. W., Kim, H. & Chun, J.K. (2002). Physicochemical Properties of Sonicated Mung Bean, Potato, and Rice Starches. Cereal Chemistry, 79, 631-633.
Chong, W.T., Uthumporn, U., Karim, A.A. & Cheng, L.H. (2013). The influence of ultrasound on the degree of oxidation of hypochlorite-oxidized corn starch. Food Science and Technology 50, 439-443.
Díaz, A., Dini, C., Vina, S.Z. & García, M.A. (2016). Starch extraction process coupled to protein recovery from leguminous tuberous roots (Pachyrhizus ahipa). Carbohydrate Polymers, 152, 231–240.
Eliasson, A. Ch. (2004). Starch in food, Structure, function and applications. H. Cornell, Chapter 7, the functionality of wheat starch. RMIT University, Australia: Published by Woodhead Publishing Limited, 224-253.
Hirsch, J. B. & Kokini, J. L. (2002). Understanding the mechanism of cross-linking agents (POCl3, STMP and EPI) through swelling behavior and pasting properties of cross-linked waxy maize starch. Cereal chemistry, 79,102-107.
Hung, P. V. & Morita, N. (2005). Physicochemical properties of hydroxypropylated and cross-linked starches from A-type and B-type wheat starch granules. Carbohydrate. Carbohydrate Polymers, 59(2), 239-246
Hu, G., Burton, Ch. & Yang, Ch. (2010). Efficient measurement of amylose content in cereal grains. Journal of Cereal Science, 5, 35–40.
Jyothi, A.N.N., Moorthy, S. N. & Rajasekharan, K. N. (2006). Effect of cross linking with epichlorohydrin on the properties of cassava (Manihot esculenta Crantz) starch. Starch/ Stärk. 58, 292-299.
Jambrak, A. R., Herceg, Z., Subaric, D., Babic, J., Brncic, M., Brncic, S. R., Bosiljkov, T., Cvek, D., Tripalo, B. & Gelo, J. (2010). Ultrasound Effect on Physical Properties of Corn Starch.Carbohydrate Polymer, 79, 91-100.
Karimi, M., Poor Azarang, H. & Nasiri, M. (2008). The Effect of Ultrasound on Some Properties of Potato and Wheat Starches. Journal Agriculture Engineering Research, 1, 95-108.
Kang, I. L., Jun Byun, M. W., Yook, H. S., Bae, Ch., Lee, H. S., Kwon, J. H. & Chung, C. K. (1999). Production of modified starches by gamma irradiation. Radiation Physics and Chemistry, 54, 425-430.
Kaur, L., Singh, J. & Singh, N. (2006). Effect of cross linking on some properties of potato (Solanum tuberosum L.) starches. Journal of Science Food Agriculture, 86, 1945-1954.
Luo, Z., Fu, X., He, X., Luo, F., Gao, Q. & Yu, S. (2008). Effect of Ultrasonic Treatment on the Physicochemical Properties of Maize Starches Differing in Amylose Content. Starch/Stärke, 60, 646-653.
Leach, H. W. & Schoch, T. J. (1962). Structure of starch granule: Solubilities of granular starches in Dimethyl sulfoxide. Cereal Chemistry, 39, 318-327.
Majzoobi, M., Radi, M., Farahnaky, M. & Jamalian, J. (2009). Physico-chemical Properties of Phosphoryl Chloride Crosslinked Wheat Starch, Iranian Polymer Journal, 18, 491-499.
Majzoobi, M., Radi, A., Farahnaky, M., Jamalian, J., Tongdang, T. & Mesbahi, Gh. (2011). Physicochemical Properties of Pre-gelatinized Wheat Starch Produced by a Twin Drum Drier, Journal of Agricultural Science and Technology, 13, 193-202.
Monika, S. & Jerzy, J. (2013). Ultrasound-treated starch: SEM and TEM imaging, and functional behavior. Journal of Food Hydrocolloids, 31, 413-419.
Ozturk, S., Koksel, H., Kahraman, K. & Perry K. W. (2009). Effect of debranching and heat treatments on formation and functional properties of resistant starch from high-amylose corn starches. Journal of Europe Food Research Technology, 229,115–125.
Raina, C. S., Singh, S., Bawa, A. S. & Saxena, D. C. (2006). Some characteristics of acetylated, cross-linked and dual-modified Indian rice starches. Europe Food Research Technology, 223, 561–570.
Sujka, M. & Jamroz, J. (2013). Ultrasound-treated starch: SEM and TEM imaging, and functional behavior. Journal of Food Hydrocolloids, 31, 413-419.
Woo, K. S. & Seib, P. A. (2002). Cross-linking resistant starch: Preparationand properties. Cereal Chemistry, 79, 819–825.
Wu, Y., Du, X., Ge, H. & Lu, Z. (2011). Preparation of microporous starch by glucoamylase and ultrasound. Starch/Starke, 63, 217-225.
Zhou, J., Song, J. & Parker, R. (2006). Structure and properties of starch-based foams prepared by microwave heating from extruded pellets. Journal of Carbohydrate Polymers, 63, 466–475.
_||_وزیری، ح. (1388). شناخت آسیابانی. تهران: طرح و نشر هامون، 560 صفحه.
میرمقتدایی، ل.، کدیور، م. و شاهدی، م.) 1387.( بررسی اثر تعدیل های شیمیایی ایجاد اتصال عرضی و استیله کردن بر خصوصیات فیزیکوشیمیایی نشاسته یولاف. هجدهمین کنگره ملی علوم وصنایع غذایی.
Arachichige, H., Wickramasinghe, M., Miura, H., Yamauchi, H. & Noda, T. (2005). Comparison of the starch properties of Japanese wheat varieties with those of popular commercial wheat classes from the USA, Canada and Australia. Journal of Food Chemistry, 93, 9-15.
Ackar, D., Babica, J., Subaric, D., Kopjar, M. & Milicevic, B. (2010). Isolation of starch from two wheat varieties and their modification with epichlorohydrin. Journal of Carbohydrate Polymers, 81, 76-82.
Chung, K.M., Moon, T. W., Kim, H. & Chun, J.K. (2002). Physicochemical Properties of Sonicated Mung Bean, Potato, and Rice Starches. Cereal Chemistry, 79, 631-633.
Chong, W.T., Uthumporn, U., Karim, A.A. & Cheng, L.H. (2013). The influence of ultrasound on the degree of oxidation of hypochlorite-oxidized corn starch. Food Science and Technology 50, 439-443.
Díaz, A., Dini, C., Vina, S.Z. & García, M.A. (2016). Starch extraction process coupled to protein recovery from leguminous tuberous roots (Pachyrhizus ahipa). Carbohydrate Polymers, 152, 231–240.
Eliasson, A. Ch. (2004). Starch in food, Structure, function and applications. H. Cornell, Chapter 7, the functionality of wheat starch. RMIT University, Australia: Published by Woodhead Publishing Limited, 224-253.
Hirsch, J. B. & Kokini, J. L. (2002). Understanding the mechanism of cross-linking agents (POCl3, STMP and EPI) through swelling behavior and pasting properties of cross-linked waxy maize starch. Cereal chemistry, 79,102-107.
Hung, P. V. & Morita, N. (2005). Physicochemical properties of hydroxypropylated and cross-linked starches from A-type and B-type wheat starch granules. Carbohydrate. Carbohydrate Polymers, 59(2), 239-246
Hu, G., Burton, Ch. & Yang, Ch. (2010). Efficient measurement of amylose content in cereal grains. Journal of Cereal Science, 5, 35–40.
Jyothi, A.N.N., Moorthy, S. N. & Rajasekharan, K. N. (2006). Effect of cross linking with epichlorohydrin on the properties of cassava (Manihot esculenta Crantz) starch. Starch/ Stärk. 58, 292-299.
Jambrak, A. R., Herceg, Z., Subaric, D., Babic, J., Brncic, M., Brncic, S. R., Bosiljkov, T., Cvek, D., Tripalo, B. & Gelo, J. (2010). Ultrasound Effect on Physical Properties of Corn Starch.Carbohydrate Polymer, 79, 91-100.
Karimi, M., Poor Azarang, H. & Nasiri, M. (2008). The Effect of Ultrasound on Some Properties of Potato and Wheat Starches. Journal Agriculture Engineering Research, 1, 95-108.
Kang, I. L., Jun Byun, M. W., Yook, H. S., Bae, Ch., Lee, H. S., Kwon, J. H. & Chung, C. K. (1999). Production of modified starches by gamma irradiation. Radiation Physics and Chemistry, 54, 425-430.
Kaur, L., Singh, J. & Singh, N. (2006). Effect of cross linking on some properties of potato (Solanum tuberosum L.) starches. Journal of Science Food Agriculture, 86, 1945-1954.
Luo, Z., Fu, X., He, X., Luo, F., Gao, Q. & Yu, S. (2008). Effect of Ultrasonic Treatment on the Physicochemical Properties of Maize Starches Differing in Amylose Content. Starch/Stärke, 60, 646-653.
Leach, H. W. & Schoch, T. J. (1962). Structure of starch granule: Solubilities of granular starches in Dimethyl sulfoxide. Cereal Chemistry, 39, 318-327.
Majzoobi, M., Radi, M., Farahnaky, M. & Jamalian, J. (2009). Physico-chemical Properties of Phosphoryl Chloride Crosslinked Wheat Starch, Iranian Polymer Journal, 18, 491-499.
Majzoobi, M., Radi, A., Farahnaky, M., Jamalian, J., Tongdang, T. & Mesbahi, Gh. (2011). Physicochemical Properties of Pre-gelatinized Wheat Starch Produced by a Twin Drum Drier, Journal of Agricultural Science and Technology, 13, 193-202.
Monika, S. & Jerzy, J. (2013). Ultrasound-treated starch: SEM and TEM imaging, and functional behavior. Journal of Food Hydrocolloids, 31, 413-419.
Ozturk, S., Koksel, H., Kahraman, K. & Perry K. W. (2009). Effect of debranching and heat treatments on formation and functional properties of resistant starch from high-amylose corn starches. Journal of Europe Food Research Technology, 229,115–125.
Raina, C. S., Singh, S., Bawa, A. S. & Saxena, D. C. (2006). Some characteristics of acetylated, cross-linked and dual-modified Indian rice starches. Europe Food Research Technology, 223, 561–570.
Sujka, M. & Jamroz, J. (2013). Ultrasound-treated starch: SEM and TEM imaging, and functional behavior. Journal of Food Hydrocolloids, 31, 413-419.
Woo, K. S. & Seib, P. A. (2002). Cross-linking resistant starch: Preparationand properties. Cereal Chemistry, 79, 819–825.
Wu, Y., Du, X., Ge, H. & Lu, Z. (2011). Preparation of microporous starch by glucoamylase and ultrasound. Starch/Starke, 63, 217-225.
Zhou, J., Song, J. & Parker, R. (2006). Structure and properties of starch-based foams prepared by microwave heating from extruded pellets. Journal of Carbohydrate Polymers, 63, 466–475.