Характеристика нативного крохмалю Dioscorea bulbifera L.
Консуело Араухо де Віскаррондо, Алісія Марієла Рінкон, Фанні Паділла
Підрозділ досліджень харчових продуктів. Фармацевтичний факультет Центрального університету Венесуели
АНОТАЦІЯ. Для оцінки нетрадиційних джерел було виділено крохмаль із цибулин Dioscorea bulbifera. Вихід 28,48 г/100 г отримували на сухій основі. Визначено його хімічний склад, фізичні, фізико-хімічні та морфологічні характеристики, а також реологічні властивості. Хімічний аналіз виявив вміст амілози 29,37%. Гранули крохмалю, згідно з мікрофотографіями, мали переважно неправильну форму, нагадуючи піраміду із закругленими вершинами, і меншою мірою вони витягнуті із закругленими краями. Крохмаль продемонстрував температуру клейстеризації 70,8 ° C і максимальну в'язкість при 88,6 ° C 435 UB, а також відносно стабільну консистенцію процесу варіння та низьку тенденцію до ретроградної, що свідчить про можливе його використання в харчових рецептурах, де необхідна розробка швидкої в’язкості та гелю стабільної консистенції.
Ключові слова: діоскорея, крохмаль, характеристика, реологічні властивості.
РЕЗЮМЕ. Характеристика природного крохмалю Dioscorea bulbifera. Було оцінено нетрадиційне джерело крохмалю, цибулини Dioscorea bulbifera. Отримавши врожай 28,48 г/100 г із сухої маси, оцінювали хімічний склад, фізичні, фізико-хімічні та морфологічні характеристики, а також його реологічні властивості. Хімічний аналіз показав вміст амілози 29,37%. Мікрографії показали, що більшість гранул крохмалю мали неправильну форму, схожу на піраміду із закругленими вершинами, а менша кількість була витягнута з гладкою поверхнею. Діоскорейний крохмаль демонстрував температуру клейстеризації 70,8 ° C та максимальну в’язкість при 88,6 ° C у 435 одиниць Брабендера (BU). Він мав відносно стабільну послідовність процесу приготування та низьку тенденцію до ретроградації; які пропонують крохмаль можливо використовувати в харчових продуктах, які потребують швидкої в’язкості та гелю зі стабільною консистенцією.
Ключові слова: діоскорея, крохмаль, характеристики, реологічні властивості.
МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ
Бульби D. bulbifera були отримані з експериментальних культур у Сан-Дієго-де-лос-Альтос, штат Міранда, Венесуела. Їх вирощували на висоті 1320 метрів над рівнем моря. Немодифікований крохмаль Zea mays (кукурудза) отримували від Sigma (США), а також Solanum tuberosum (картопля) від Lyckeby Stärkelsen, Karslshamn (Швеція). Всі використовувані реагенти були аналітичного класу. Результати випробувань є середнім значенням для трьох визначень. Бульби діоскореї очищали і очищали від шкірки вручну. З очищеної проби отримали вихід сухого крохмалю 28,42 г.
Виділення та очищення крохмалю
Крохмаль екстрагували за методом, описаним Rincón et al. (6). Частину очищених, очищених і подрібнених бульб поміщали з рівною кількістю води в блендер (Oster), перемішуючи на середній швидкості протягом однієї хвилини. Гомогенат фільтрували через мусліновий фільтр, а залишок ресуспендували у двох обсягах дистильованої води, повторюючи процедуру до отримання прозорого фільтрату, вказуючи на те, що весь крохмаль був витягнутий. Фільтрати центрифугували при 2000 об/хв. в центрифузі IEC Centra. MP4R (горизонтальний ротор 224) протягом 15 хв., Викидаючи супернатант. Залишок промивали кілька разів 10 мл дистильованої води для видалення інших присутніх складових. Екстрагований крохмаль сушили в духовці Labline Imperial при температурі 45 ° С протягом 24 годин, потім пропускали через сито 60 меш (250 мм) і зберігали у закритих вакуумом поліетиленових пакетах при кімнатній температурі у герметику для мішків VacSy. Модель VG -017 від Zepter International.
Хімічний, фізичний та фізико-хімічний аналіз
Нативний крохмаль визначали за вмістом вологи, азоту, білка (N x 6,25) та зольності офіційними методами AACC (7). Жир визначали за методикою, описаною Шохом (8). Сиру клітковину визначали в системі Tecator Fibertec System M (гарячий екстрактор 1020). Вміст амілози оцінювали за методом Джуліана (9), амілопектин отримували різницею. Кислотність та рН за методологією Сміта (10). Визначення чистоти крохмалю на сухій основі проводили шляхом різниці з урахуванням інших компонентів, що містяться в крохмалі (білок, жир, сира клітковина та зола).
Морфологію та розмір крохмальних гранул D. bulbifera визначали методом скануючої електронної мікроскопії (EBM), використовуючи модель Hitachi S-2400 при 20 кВ, згідно Rincón et al. (6). На мікрофотографіях визначали середнє значення та стандартне відхилення розміру гранули крохмалю відповідно до її максимального та мінімального діаметра; а також характеристики поверхні та форми гранули.
Сила набряклості, розчинність та водопоглинання
W1 =% крохмалю на сухій основі в суспензії
W1 = (Маса крохмалю на сухій основі (г)/Маса крохмалю на основі вологи (г) + 200) x 100
W2 = крохмаль у кожній аликвоті
Ш2 = А х Ш1/100
W3 = залишковий крохмаль в осаді кожної аликвоти
% SS (% розчинних твердих речовин (г/г крохмалю)) = (б/ш2) x 100
AA (поглинена вода г/г крохмалю) = a - W3/W3
PH (потужність набрякання) = x 100/W2 x (100 -% SS)
A = аликвотна вага (г)
a = маса осаду в пробірці
b = маса залишку в капсулі
Характеристики склеювання крохмальної суспензії
Властивості желатинізації нативних крохмалів з бульб діоскореї, картоплі та кукурудзи визначали за допомогою мікровіскоамілографа-Брабендера, модель 803220, використовуючи такі умови:
Зразок зважений: 8 (г)
Додана вода: 100 (мл)
Швидкість нагрівання: 7,5 (° C/хв)
Діапазон вимірювання: 360 (см)
Температурна програма: 25 ° C - 90 ° C - 50 ° C
90 ° C (протягом 15 хв)
50 ° C (протягом 15 хв)
Параметри, які слід було врахувати, були наступними: температура желатинізації, початкова в'язкість, максимальна в'язкість (пікова в'язкість), в'язкість в кінці періоду нагрівання (90 ° С, 15 хв), в'язкість при 50 ° С. Ці параметри, виражені в одиницях Брабендера (UB), визначали відповідно до програмного забезпечення обладнання (віскограф 2.0.12). Для цілей розрахунків максимальна в'язкість була позначена як P, в'язкість в кінці періоду нагрівання при 90 ° C як H і в'язкість при 50 ° C як C. Такі реологічні характеристики, як стабільність, розселення та консистенція, виражені в одиницях Брабендера, були інтерпретовані та розраховані відповідно до Mazur et al. (13) та Merca y Juliano (14). Розуміється як: стабільність - різниця між максимальною в'язкістю та в'язкістю в кінці періоду нагрівання (90 ° C); Спад - різниця між в'язкістю при 50 ° С і максимальною в'язкістю; Консистенція: різниця між в'язкістю при 50 ° C і в'язкістю в кінці періоду нагрівання (90 ° C).
РЕЗУЛЬТАТИ І ОБГОВОРЕННЯ
Розмір та зовнішній вигляд гранул крохмалю
На фіг.1 показані мікрофотографії нативних крохмальних гранул D. bulbifera, отримані за допомогою скануючої електронної мікроскопії. Крохмальні гранули спостерігаються здебільшого неправильної форми, що нагадують піраміду із закругленими вершинами та в невеликій кількості подовжені гранули із закругленими краями. Середні значення та стандартне відхилення для мінімального та максимального діаметра крохмальних гранул D. bulbifera (табл. 1) становлять 21,83 ± 6,38 та 35,00 ± 8,70 мм відповідно (n = 15). Діапазон значень, знайдений для крохмалю D. bulbifera, вказує на те, що гранули великі, подібні до тих, що повідомляються для інших діоскор, таких як D. alata (20? 140 мм) і D. cayanensis (10 ? 70 мм ) і більший порівняно з тим, що спостерігався для гранул крохмалю D. esculenta (1 ? 5 мм) (15). Мікрофотографії показують гранули з гладкою поверхнею D. bulbifera, без переломів та розривів, що вказує на відповідну процедуру виділення та очищення.
Мікрофотографії нативних гранул крохмалю з Dioscorea bulbifera .
Хімічний склад (сухий г/100г), фізичні, фізико-хімічні та морфологічні характеристики природного крохмалю з Dioscorea bulbifera
Особливості a
Рідний крохмаль
Крохмаль (чистота)
Білок (N x 6,25)
Жирова речовина
амілоза/амілопектин
Кислотність, що титрується (мекв/г)
Гранули: Форма
Неправильна (пірамідальна із закругленими краями) і витягнута
Діаметр (м м) n = 15
21,83 ± 6,38 ? 35,00 ± 8,70
a Результати представляють середнє значення ± стандартне відхилення трьох визначень.
Сила набухання, розчинність (у вигляді розчинних твердих речовин) та водопоглинання крохмалю
Ці значення наведені в таблиці 2. Як і очікувалось, потужність набухання зростає із збільшенням температури, оскільки при високих температурах відбувається поступове розслаблення сил зв’язування всередині гранули, що призводить до збільшення потужності набухання з підвищенням температури; це видно з 70 ° С у крохмалі D. bulbifera. Що стосується розчинності крохмалю, то вона зростає як наслідок набухання гранул і підвищення температури. І потужність набухання, і індекс розчинності вказують на ступінь існуючої асоціації (внутрішньозернисті зв'язки) між крохмальними полімерами (амілоза та амілопектин). Найвище спостережуване значення розчинності для природного крохмалю D. bulbifera відбувається при 85 ° C, це можна пояснити тим, що з підвищенням температури гранула желатинизується, що призводить до руйнування молекулярного порядку всередині гранули та солюбілізації молекул амілози. Водопоглинаюча здатність природного крохмалю D. bulbifera також збільшується із збільшенням температури, спостерігаючи відносно постійне збільшення від 5,61 до 20,64 (г води/г крохмалю) між 65ºC та 80ºC.
Фізико-хімічні властивості нативного крохмалю з Dioscorea bulbifera.