اثر امواج فراصوت بر خواص فيزيكوشيميايي نشاسته گندم

Effect of Ultrasound on Physicochemical Properties of Wheat Starch

استفاده از فرايند فراصوت در صنعت غذا براي همگن‌سازي، استخراج، آنزيم بري و از بين بردن ميكروارگانيسم‌ها در حال افزايش است. نشاسته پليمري است كه به‌ طور طبيعي در بسياري از غذاها وجود دارد يا به عنوان افزودني به غذا اضافه مي‌شود. بنابراين تعيين اثر فراصوت‌دهي بر خواص نشاسته مي‌تواند در تفسير خواص محصولات حاوي نشاسته مفيد باشد. دراين پژوهش، تغييرات فيزيكوشيميايي نشاسته گندم عمل‌آوري شده با امواج فراصوت بررسي شد. بدين منظور از دستگاه فراصوت كاونده با بسامد ?? كيلوهرتز و توان ??? وات و در دماي ?? درجه سلسيوس استفاده شد. تعليقي از نشاسته (??% وزني) به مدت ?، ??، ?? و ?? دقيقه در معرض امواج فراصوت‌ قرار گرفت. نتايج نشان داد، با افزايش زمان فرايند فراصوت‌دهي انحلا‌ل‌پذيري در آب، جذب آب و شفافيت ژل نشاسته افزايش يافت. تعيين گرانروي ذاتي كه با لوله مويين اوستوالد اندازه‌گيري شد نشان داد، گرانروي ذاتي در اثر فراورش كاهش يافت. نتايج دستگاه بافت‌سنج نشان داد، با افزايش زمان فراورش استحكام ژل كاهش يافت. با استفاده از ميكروسكوپي الكتروني پويشي مشخص شد، افزايش زمان عمل آوري با امواج فراصوت باعث ايجاد تعدادي شكاف و فرورفتگي‌هايي روي سطح گرانول‌ها مي‌شود. اين تغييرات نمايانگر اثر فراصوت بر خواص نشاسته در شرايط آزمون بود. در مجموع نتيجه‌گيري شد، فراصوت‌دهي مي‌تواند از سطح گرانولي تا مولكولي نشاسته تغييراتي را ايجاد كند. برخي مولكول‌هاي نشاسته در اثر فرايند دچار شكستگي شدند. اين تغييرات با افزايش زمان فرايند تشديد شد.

Application of ultrasound process is growing in food industry for different purposes including homogenization, extraction, blanching and removal of microorganisms, etc. On the other hand, starch is a natural polymer which exists in many foods or added into the food as an additive. Therefore, determination of the effects of ultrasound on starch characteristics can be useful in interpretation of the properties of starch-containing products. The main aim of this study was to determine the physicochemical changes of wheat starch treated by ultrasound waves. Therefore, an ultrasound probe device was used which ran at 20 kHz, 100 W and 22°C. Starch suspension in distilled water (30% w/w) was prepared and treated with ultrasound for 5, 10, 15 and 20 min. The results showed that increases in processing duration led to increases in water solubility of starch, water absorption and gel clarity (as determined by spectrophotometry). Starch intrinsic viscosity as measured using an Ostwald U-tube showed lower intrinsic viscosity with increases in ultrasound time. Gel strength of the samples as determined using a texture analyzer was reduced by longer processing time. The scanning electron microscopy revealed that increasing the duration time of the ultrasound treatment could produce some cracks and spots on the surface of the granules. In total, it was concluded that the ultrasound treatment resulted in some changes from the starch granular scale to molecular levels. Some of the starch molecules were degraded upon ultrasound processing. Such changes may be observed for the starch-containing foods treated with ultrasound and they are enhanced with increases in ultrasound time intervals.