تغييرات خواص فيزيكوشيميايي و ساختار مولكولي نشاسته گندم تحت تأثير دما و فشار تنشي بالا

Changes in Molecular Structure and Physicochemical Properties of Wheat Starch Affected by High Temperature and Shear

در اين تحقيق تأثير دو فرايند حرارتي متداول در پخت مواد غذايي شامل اتوكلاو و اكستروژن بر خواص فيزيكوشيميايي و ساختارمولكولي نشاسته گندم بررسي شده است. نتايج نشان داد كه فرايند پخت با اتوكلاو باعث افزايش حلاليت و كاهش ويسكوزيته نسبي نمونه‌ها مي‌‌شود كه خود دليلي بر احتمال شكستگي مولكول‌هاي نشـاسته مي‌باشد. به‌علاوه ثابت ماندن ضريب ته‌نشين شدن (s-value) آميلوز و كاهش s-value آميلوپكتين نمونه‌ها با افزايش دما تأكيدي بر تجزيه مولكولي نشاسته خصوصا˝ آميلوپكتين بود، درحالي‌كه ساختار آميلوز بدون تغيير باقي ماند. نتايج نشان داد كه كاهش آب مصرفي در تهيه نمونه‌ها جهت فرايند اكستروژن باعث افزايش نيروي برش و فشار لازم جهت اين فرايند گرديد كه خود باعث تغييراتي در ساختار نشاسته شد كه شامل تخريب گرانول‌هاي نشاسته، ايجاد اتصال آميلوز با چربي و نيز تجزيه آميلوپكتين بود كه با مشاهده كاهش در s-value آميلوپكتين مشخص گرديد. هم‌چنين با كاهش آب مصرفي پف‌كردگي محصول نهايي افزايش ولي ويسكوزيته آب سرد و نهايي آنها كاهش يافت. اين مشاهدات مي‌تواند دليلي بر تأثير خواص مولكولي نشاسته بر بعضي خواص فيزيكي محصول نهايي باشد كه خود اهميت مطالعات مولكولي را براي توجيه خواص فيزيكي محصولات آشكار مي‌سازد .

In this research the effects of two common cooking processes of foods, namely, autoclave and extrusion cooking on the molecular and physicochemical properties of wheat starch were investigated. The results showed that the solubility of the autoclaved samples increased with increasing the temperature while their relative viscosity decreased. These findings indicated that the molecular degradation of starch could occur during autoclave cooking. Moreover, constant sedimentation coefficient (s-value) of amylose and decreasing the s-value of amylopectin with increasing the temperature further confirmed degradation of amylopectin in particular. The results of the extruded samples showed that reduction in water content may increase the shear and pressure produced during extrusion cooking, which in turn could cause several changes in starch properties including degradation of starch granules, formation of amylose-lipid complex and degradation of amylopectin (as determined by reduction of the s-values). Also, reduction in water content could increase the puffiness of the final products and reduce the cold-water and final viscosities of the extruded samples. These observations may indicate the importance of the molecular studies of starch for better interpretation of physical changes of the final products.