پديد آورندگان :
پورمحمدي، كيانا دانشگاه فسا - دانشكده كشاورزي - گروه علوم و صنايع غذايي، فسا، ايران , عابدي، الهه دانشگاه فسا - دانشكده كشاورزي - گروه علوم و صنايع غذايي، فسا، ايران , شاد، احسان دانشگاه شيراز - دانشكده كشاورزي، شيراز، ايران
كليدواژه :
نشاسته , قند هاي پلي ال پري , ژلاتيناسيون , فراصوت
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: نشاسته اصلاح نشده (طبيعي) ممكن است براي برخي كاربردها نامناسب باشند، بنابراين بايد به‌طور فيزيكي يا شيميايي اصلاح شوند. امروزه توليدكنندگان مواد غذايي تمايل به استفاده از نشاسته‌هاي اصلاح شده با ويژگيهاي مطلوب‌‌‌‌تر دارند. اصلاح نشاسته باعث افزايش ظرفيت نگهداري آب، مقاومت به حرارت و قوام‌‌دهندگي نشاسته و كاهش آب‌اندازي آن مي‌شود. فراصوت روش اصلاح فيزيكي نشاسته است كه به دليل استفاده كمتر از مواد شيميايي، كاهش زمان فرايند و انتخاب‌‌‌‌پذيري بالا بسيار مورد توجه قرار گرفته است. توليد نشاسته پري‌ژل به‌عنوان نوعي نشاسته‌ي اصلاح شده كه از ژلاتينه شدن و خشك شدن نشاسته طبيعي بدست مي‌آيد و ويژگي قوام دهندگي به محصول را دارد، توسط فراصوت منجر به تغيير ساختار، اندازه و شكل، دانسيته، ويژگيهاي جريان‌پذيري، جذب آب و حلاليت نشاسته مي‌شود.
مواد و روش‌‌‌‌‌ها: در اين تحقيق، تاثير نوع پليال (ساكارز، ايزومالت و مالتودكسترين) و غلظت (4، 8 و 12 درصد بر ويژگيهاي ريخت‌شناسي (با ميكروسكوپ الكتروني روبشي)، بافتي (با دستگاه بافت‌سنج) و مقاومت به ذوب و انجماد (ميزان آب‌اندازي) نشاسته‌ي تاپيوكا قبل و بعد از تيمار با فراصوت (400 وات به مدت 10 دقيقه، در دماي 60 درجه سانتي‌گراد) بررسي شد و آناليز آماري نمونه‌هاي نشاسته‌ي حاوي 4 و 8 و 12٪ قند قبل و بعد از تيمار با فراصوت با استفاده از آزمون چند دامنه‌اي دانكن در سطح 05/0≥ P با استفاده از نرم‌افزار اس پي اس اس 22 در 3 تكرار انجام شد.
يافته‌ها: نتايج مربوط به ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) نشان داد، تيمار فراصوت، حفرات و منافذي در سطح گرانول نشاسته ايجاد مي‌كند كه به پلي‌ال‌ها اجازه‌ي نفوذ بيشتر و در نتيجه برهم كنش‌‌‌ها و اتصالات بيشتر را مي‌دهند. در تمام نمونه‌هاي تيمار شده با فرايند فراصوت، بدليل تخريب ساختار نشاسته (آميلوز و آميلوپكتين)، و باز شدن ساختار آن، گروه‌‌هاي هيدروكسيل بيشتري در معرض واكنش قرار مي‌گيرند، بنابراين پلي‌ال‌هاي بيشتري مي‌توانند با مولكولهاي نشاسته وارد واكنش شوند (نشاسته – پليال). نتايج مربوط به بافت‌سنجي نشان داد، در تمام نمونه‌ها، با افزايش غلظت پلي‌ال‌ها سفتي، پيوستگي و ارتجاع‌پذيري ژل نشاسته به‌طور معناداري افزايش يافت و اين تاثير در مورد اضافه شدن پليال ها بعد از فراصوت بيش از اضافه شدن آن قبل از تيمار با فراصوت بود. بعلاوه، اضافه كردن پليال ها با ايجاد اتصالات با مولكولهاي نشاسته و نقش محافظت كنندگي آن‌ها در شرايط انجماد، به‌طور قابل توجهي ميزان خروج آب از نشاسته را كاهش داد و در اين ميان اضافه شدن پليال ها پس از فراصوت تاثير بيشتري در كاهش خروج آب از نشاسته تاپيوكا داشت و تاثير غلظت 12% ايزومالت نسبت به ساير غلظت‌ها بيشتر بود.
نتيجه‌‌‌گيري: افزودن ساكارز، ايزومالت و مالتودكسترين به نشاسته‌ي تاپيوكاي پري ژلاتينه‌‌شده با فراصوت، نسبت به نشاسته‌ي طبيعي، در سطح 05/0≥ P به‌طور معناداري اثرات بيشتري بر ويژگيهاي مورفولوژيكي، بافتي و مقاومت به ذوب و انجماد نشاسته دارد. ميزان تاثير پلي‌ال‌ها بر ويژگيهاي مورفولوژيكي، بافتي و مقاومت به ذوب و انجماد نشاسته به‌صورت ايزومالت> ساكارز > مالتودكسترين است، كه مي‌تواند به دليل وجود ميزان بيشتري گروه‌‌هاي هيدروكسيل محوري در ساختار ايزومالت و يا ساختار باز آن نسبت به ساختار حلقه‌اي ساير قند‌ها باشد. همچنين افزايش غلظت قند‌ها از 4 تا 12درصد، بطور معناداري تاثير بيشتري بر ويژگيهاي بافتي و ساختاري نشاسته داشت.
چكيده لاتين :
Background and objectives: native starch might not be able to be used in some food applications, therefore it should be modified, physically or chemically. Food producers tend to use modified starch with desirable properties. Production of pregel starch as a modified starch obtained by gelatinization and drying of native starch and can be used as stabilizer in food products. Modified starch would increase water holding capacity, resistance to heat and viscosity and decrease the synersis of starch. Ultrasound treatment is one of the starch physical modifications, which is more appropriate, due to its low chemical application, low time consuming and high selectivity. Fractures, rupture of the polymer chains and mechanical damage occur in starch following ultrasound treatment, because of the disintegration of bubbles, existing high velocities of liquid layers near the starch granules, and shear forces, lead to rearrangement of intra- and inter-molecular hydrogen bonding between water and starch molecules, therefore changes in starch structure, size and shape, water absorption and solubility as well.
Materials and methods: Present research investigated the effect of different levels (4, 8 and 12%) of sucrose, isomalt and maltodextrin on the microstructural (by scanning electron microscopy (SEM)), textural properties (by texture analyzer (TA)) and freeze –thaw stability (synersis) of tapioca starch prior to and following ultrasonic-assisted pregelatinization (400 W, 10 min at 60 ºC). In a completely randomized design, the experimental data were obtained and Duncan's new multiple range test was applied (p ≤0.05). All statistical computations and analyses were carried out by SAS software Version 22 in triplicate.
Results: According to SEM analysis, the spots, deformations and cross-linking created by the polyols were more significant after ultrasound assisted pregelatinizion due to the disruption of starch granules and more permeable structures due to ultrasonic treatment, resulting in open structures and more exposed hydroxyl groups, and facilitating starch-sugar cross-linking, interactions and connections. Results from texture analysis revealed that by increasing the amount of sucrose, isomalt and maltodextrin from 4% to 12%, tapioca gel starch hardness and cohesiveness increased significantly and this affection is more obvious after ultrasound assisted pregelatinization. At all sugar levels, synersis decreased, due to the cross- linking of polyol-starch, and less amylose reassociation. On the other hand, by using polyols and ultrasonic treatment, stability to freeze-thaw increased. The rearrangement of intra- and inter-molecular hydrogen bonding between water and starch molecules resulted in the disruption of molecular orders, hence the more accessibility of hydroxyl groups.
Conclusions: the presence of polyols significantly affected the properties of starch granule. Polyol addition to tapioca starch following pregelatinization via ultrasonic process, created more obvious changes in microstructure, textural properties and freeze-thaw stability of starch gel due to the higher accessibility of hydroxyl groups, and more cross-linking and connections among the examined polyol sugars; isomalt was more efficient than sucrose and maltodextrin in manipulating all the starch properties.
Keywords: Starch, Polyol sugar, Ultrasound-assisted pregelatinization
