Текст завершено

(1) НАЦІОНАЛЬНА ПОЛІТЕХНІЧНА ШКОЛА. ХІМІЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ І АГРОПРОМИСЛОВІСТЬ. ВИВЧЕННЯ КОНСИСТИВНОСТІ ТА СТАБІЛЬНОСТІ ПРИ ХОЛОДЖЕННІ КЛЕМАТИЗОВАНОГО СОЛОДКОГО КРОХМАЛУ (Ipomoea batatas L.), ВИКОРИСТОВАНОГО В якості загусника в суміші з іншими складовими ПОПЕРЕДНІЙ ПРОЕКТ ОТРИМАННЯ ЗВАННЯ ІНЖЕНЕРА АГРОПРОМИСЛОВОСТІ. ЕСТЕФАНІ ЖОЗЕТЕ НАРВАЕЗ ГАРЗОН [email protected]. ДИРЕКТОР: ING. НЕЛЛІ ЛАРА ВАЛДЕЗ, магістр [email protected]. СУРІЖНИК: ING. СІЛЬВІЯ ВАЛЕНСІЯ ЧАМОРРО, к.т.н. [email protected]. Кіто, червень 2013 р.

вивчення

(3) ДЕКЛАРАЦІЯ. Я, Естефані Йозете Нарваес Гарзон, заявляю, що описана тут робота є моєю власною; який раніше не подавався на будь-який ступінь або професійну кваліфікацію; і що я проглядав бібліографічні посилання, включені до цього документа. Національна політехнічна школа може скористатися правами, що відповідають цій роботі, встановленими Законом про інтелектуальну власність, його Положеннями та чинними інституційними нормативними актами. _______________________________ Естефані Йосете Нарваес Гарсон.

(4) СЕРТИФІКАЦІЯ. Ми підтверджуємо, що ця робота була розроблена Естефані Йозете Нарваесом Гарсоном під нашим керівництвом. _________________________ Інж. Неллі Лара Вальдес, магістр ДИРЕКТОР ПРОЕКТУ. _________________________ Інж. Сільвія Валенсія Чаморро, доктор філософії Співрежисер проекту.

(5) СПОНСОРСТВО. Це дослідження було фінансовано фінансуванням проекту PIN08-0007 "Інновації для підприємництва маніоки та солодкої картоплі в галузі продовольчої безпеки та суверенітету та ринкових можливостей для малих підприємців-виробників Манабі", який проводився у відділі харчування та якості Національний автономний інститут сільськогосподарських досліджень. Робота стала можливою в рамках контракту про професійне навчання, підписаного між студентом з підготовки технічних робіт та керівництвом експериментальної станції Санта-Каталіна.

(7) Моєму другові Андресу Аревало за те, що він був чудовим радником, вислухав мене, підтримав, не дав мені впасти в одних випадках, а в інших за допомогу піднятися. Дякую за вашу справжню дружбу. Каміло за те, що він навчив мене простій стороні життя і показав, що всього запропонованого можна досягти, йдучи шляхом щастя.

(8) ПОСВІТЛЕННЯ. Моїм батькам, Ненсі та Флавіо Моїм сестрам, Сенді та Мішель За те, що ви були мотором мого життя, я люблю тебе всім серцем!.

(9) i. ПОКАЗНИК ЗМІСТУ. РЕЗЮМЕ ВСТУП. СТОРІНКА xii xiv. 1. ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА. 1. 1.1. Огляд солодкої картоплі 1.1.1 Походження та розподіл 1.1.2 Таксономічний опис та класифікація 1.1.3 Ботанічний опис 1.1.4 Хімічний та харчовий склад 1.1.5 Важливість та використання. 1 1 1 2 3 4. 1.2. Загальні ознаки крохмалю 1.2.1 Вступ 1.2.2 Характеристики крохмальних гранул 1.2.3 Хімічна структура 1.2.3.1 Основні компоненти крохмалю 1.2.3.1.1 Амілоза 1.2.3.1.2 Амілопектин 1.2.3.1.3 Амілоза та амілопектин у гранулах нативного крохмалю 1.2.3.2 Незначні компоненти крохмалю 1.2.4 Функціональні властивості крохмалю 1.2.4.1 Потужність набухання, розчинність та здатність водопоглинання 1.2.4.2 Клейстеризація 1.2.4.3 Формування пасти 1.2.4.4 Желювання 1.2.4.4.1 Ретроградація 1.2.4.5 Перехід склоподібного тіла 1.2.5 Комерційне застосування та джерела 1.2.6 Крохмаль із солодкої картоплі. 5 5 6 8 8 9 10 11. Послідовність та синерезис 1.3.1 Послідовність 1.3.1.1 Вступ 1.3.1.2 Визначення 1.3.1.3 Консистометр Боствіка 1.3.1.4 Обладнання для аналізу текстури TA-XT2i, з аксесуаром…. 1.3.2 Синерезис. 26 26 26 28 28 30. МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ. 35. 1.3. 2. 14 15 16 17 18 20 20 22 22 24. 33.

(11) iii. 3.5.1 Кореляція вимірювань текстурометра TA-XT2i та консистенція Босвіка 3.5.2 Кореляція вимірювань текстурометра TA-XT2i проти відсотка синерезису. 76. 3.6. Оцінка можливих застосувань солодкого картопляного крохмалю як загусника. 90. 4. ВИСНОВКИ І РЕКОМЕНДАЦІЇ. 92. 4.1. Висновки. 92. 4.2. Рекомендації. 93. БІБЛІОГРАФІЧНІ ДОДАТКИ. 89. 95 107.

(14) vi. солодкої картоплі, змішаної з іншими інгредієнтами при 0, 24 і 48 год зберігання в холодильнику Таблиця AXIV.1 . ADEVA відсотка синерезису желатинизованого крохмалю солодкої картоплі, змішаного з іншими інгредієнтами при зберіганні в 0, 24, 48 і 72 год в охолодження. 131. Таблиця AXIV.2 . Відсоток синерезису желатинизованого крохмалю солодкої картоплі, змішаного з іншими інгредієнтами, при 0, 24, 48 і 72 год зберігання в холодильнику. 132.

(18) х. Малюнок 3.22 . Кореляція стійкості TA-XT2i з послідовністю Босвіка в обробках генотипу аррехо протягом трьох часів зберігання. 87. Рисунок 3.23 . Кореляція консистенції TA-XT2i з послідовністю Боствіка в обробках генотипу аррехо протягом трьох періодів зберігання. 87. Рисунок 3.24 . Кореляція когезійності TA-XT2i з послідовністю Босвіка в обробках генотипу аррехо протягом трьох часів зберігання. 88. Рисунок 3.25 . Кореляція індексу в’язкості TA-XT2i з послідовністю Босвіка при обробці генотипу аррехо. 88. Рисунок AIV.1. Фотографія обладнання для вимірювання текстури, текстурометр TA-XT2i з аксесуаром для задньої екструзійної установки. 115. Рисунок AV.1. а) Проект створений, б) використовувані параметри та в) використаний макрос; для визначення консистенції TA-XT2i. 121.

(19) xi. ІНДЕКС ДОДАТОК СТОРІНКА ДОДАТОК I Характеристика інгредієнтів, що використовуються у суспензії крохмалю із солодкої картоплі 108 ДОДАТОК II Склад очищених коренів двох генотипів солодкої картоплі. 112. ДОДАТОК III Приготування желатинованих суспензій крохмалю та зберігання в холодильнику. 113. ДОДАТОК IV Умови експлуатації текстурометра TA-XT2i. 115. ДОДАТОК V Визначення консистенції TA-XT2i з аксесуаром для задньої екструзійної установки. 120. ДОДАТОК VI Результати, отримані в ході випробувань, проведених на обладнанні аналізатора текстури TA-XT2i із додатковим аксесуаром для екструзійного обладнання. 122. ДОДАТОК VII Результати, отримані на основі послідовності Босвіка. 124. ДОДАТОК VIII Стабільність зберігання суспензій крохмалю із солодкої картоплі. 125. ДОДАТОК IX Аналіз дисперсії твердості TA-XT2i. 126. ДОДАТОК X Аналіз дисперсії консистенції TA-XT2i. 127. ДОДАТОК XI Аналіз дисперсії когезійності TA-XT2i. 128. ДОДАТОК XII Аналіз дисперсії індексу в'язкості TA-XT2i. 129. ДОДАТОК XIII Аналіз дисперсії консистенції Боствіка. 130. ДОДАТОК XIV Аналіз дисперсії та тест Тукі відсотка синерезису. 131.

(20) xii. АНОТАЦІЯ У цій роботі клейстеризований крохмаль із двох генотипів солодкої картоплі був використаний як загусник для декількох композиційних систем. Параметри консистенції TA-XT2i, консистенція Боствіка та відсоток синерезису желатинизованого крохмалю солодкого картоплі як у суміші з іншими інгредієнтами (гранульована панель (17%), білий цукор (17%), сіль (2%), розчинне какао (3%), лимонна кислота (pH 3), сік ожини (pH 3) і сік маракуї (pH 3)). Водно-желатинизовану крохмальну систему (3,25% на сухій основі) використовували як орієнтир, щоб дізнатись про ефект додавання інших інгредієнтів. Всі інструментальні параметри (TA-XT2i та Bostwick) вимірювали через 0, 24, 48 год, а відсоток синерезису до 72 год охолодження. Загалом, генотип, з якого було вилучено крохмаль, та додавання різних інгредієнтів суттєво вплинули (p (21) xiii. Стабільний. С. Синерезис. Значення. З. 14,16;. 14,11;. 14, 18 і 15,80% відповідно для кожного циклу Був зроблений висновок, що желатинизований крохмаль із солодкого картоплі як частина декількох системних композицій має бажані властивості як загусник і що він може сприяти стабільності харчових систем подібного складу.

(25) 2. Таблиця 1.1. Систематична класифікація або систематика сімейства солодких картопляних. Convolvulaceae. Плем'я. Іпомеї. Стать. Іпомея. Піджанр. Квамокліт. Розділ. Ямс. Види. Ipomoea batatas (L) Lam . Джерело: Huamán, 1992, с. 5. 1.1.3 БОТАНІЧНИЙ ОПИС Щодо морфології, культивовані види солодкої картоплі містять дуже мінливі рослини. Солодка картопля має різноманітні форми та кольори, від жовтувато-білого до помаранчевого, червоного або фіолетового відповідно до сорту (Grabowski, 2005, p. 7). Приклади мінливості кольорів, які проявляє І. солодкий картопля, проілюстровані на рисунку 1.1. Кольорова солодка картопля (ферми Накашима, 2012, с. 1). Батат - трав’янистий і багаторічний тип рослини. Основний об'єкт вирощування знаходиться в кореневій системі, тому він вважається найбільш значущою частиною рослини (Tique et al., 2009, с. 152). На відміну від картоплі, яка є бульбою; солодка картопля - це не зріджений, м’ясистий і крохмалистий корінь, який досить товстий; називається резервним коренем, як показано на малюнку 1.2 (Chacón and Reyes, 2009, с. 48; FAO, 2006, с. 1).

(30) 7. Пшениця. Жита. Ячмінь. Кукурудза Вівсянка. Рис Тато. Тапіока. Рисунок 3. Мікроскопічний вигляд гранул крохмалю з різних джерел (Kirk et al., 2002).

(31) 8. Характеристиками, які найбільше впливають на функціональні властивості крохмалю, коли його використовують у різноманітних харчових продуктах для модифікації його текстури та консистенції, є розмір та розподіл частинок (Генкіна, Вассерман, Нода, Тестер та Юр’єв, 2004, с. 1093) . 1.2.3 ХІМІЧНА СТРУКТУРА 1.2.3.1. Основні компоненти крохмалю. Крохмаль інтегрований у різних пропорціях амілозою та амілопектином, двома полісахаридами з різною структурою, як показано на малюнку 1.4. Амілоза та амілопектин разом становлять 98-99% сухої маси природного крохмалю (Dona, Pages, Gilbert and Kuchel, 2010, p. 2). Амілоза Амілопектин. Малюнок 1.4. Хімічна будова компонентів крохмалю (Tester et al., 2004, с. 153). Фізична організація та відповідні кількості цих двох полісахаридів надають певні фізико-хімічні властивості та функціональні характеристики різним крохмалям (Singh et al., 2003, p. 221). Поки амілопектин є.

(32) 9. розчинні у воді, амілоза та крохмальні гранули не розчиняються в холодній воді (Van der Maarel et al., 2002, с. 138) . 1.2.3.1.1. Амілоза Зазвичай амілоза міститься у невеликих кількостях у самородному крохмалі (Парада та Агілера, 2011, с. 188). Зміни вмісту амілози в гранулах крохмалю відносять до ботанічного джерела; так само це може бути пов'язано з ферментативною активністю під час біосинтезу крохмалю (Singh et al., 2003, p. 221). Амілоза складається з одиниць D-глюкози, зв'язаних α (1 → 4) зв'язками. Однак повідомляється про наявність деяких розгалужених α (1 → 6) зв’язків у деяких крохмалях. Він поводиться як лінійний полімер завдяки тому, що гілки трапляються рідко і знаходяться з рознесеним інтервалом (Badui, 2006, с. 81; Singh et al., 2003, с. 220). Рисунок 1.5. Гвинтова спіраль амілози (Badui, 2006, с. 86). Біологічне походження та довжина ланцюга або ступінь полімеризації (ГП) впливають на його молекулярну масу, так що вона коливається від 1'105 до 1'106.

(33) 10. Далтон (Да). В амілозі ГП коливається від 500 до 6000 одиниць глюкози, розподілених у ряді ланцюгів від 1 до 20 (Van der Maarel et al., 2002, с. 138). Молекула амілози, представлена ​​на малюнку 1.5, має спіральну конфігурацію з 6 одиницями глюкози на оборот. Гідрогени всередині спіралі надають гідрофобну характеристику молекулі. У той же час гідроксильні групи зовні утворюють комплекси з гідрофобними молекулами, такими як йод, жирні кислоти або вуглеводи (Stick, 2001, с. 217). Утворення цих комплексів здатне запобігти ретроградації (Badui, 2006, с. 88) . 1.2.3.1.2. Амілопектин. У крохмалі амілопектин становить 70-80%, тому він вважається основним компонентом. Амілопектин був глибоко вивчений; добре; його структура, склад та частка в гранулах сприяють функціональним властивостям крохмалю (Chen, Huang, Suurs, Schols, and Voragen, 2005, p. 333). Рисунок 1.6. Представлення амілопектину (Санчо Дж., 2012, с. 1).

(35) b. c. d. Кластери 9 нм. амілопектин . г) Кристалічний лист, утворений подвійними спіралями амілопектину та аморфним листом, що складається з точок відгалуження. в) Бачення застосування кристалічних та аморфних структур . б) Напівкристалічні структури, розділені аморфними листами. а) Скануюча електронна мікроскопія гранул крохмалю . (Тестер та ін., 2004, с. 160). Малюнок 1.8. Структурна організація гранул крохмалю по відношенню до її двох кристалічних та аморфних структур . а. Кристалічна пластинка. Аморфний аркуш. 12. 12.

(42) Опалення. Вимивання амілози. Набряклі фрагменти гранул крохмалю. Охолодження. Червоний амілозний крохмальний гель. в) амілопектин залишається всередині гранули; вилужена амілоза утворює матрикс, що призводить до утворення гелю . волога викликає більший набряк; б) додана вода проникає в аморфну ​​зону, що призводить до набухання гранул крохмалю; подача тепла і. а) Рідні крохмальні гранули. Кристалічна форма . (Шрічувонг і Джейн, 2007, с. 667). Малюнок 1.12. Схематичне зображення пастообразуючих властивостей крохмалю. Крохмальні гранули. Набрякла гранула. Амілоза Крохмальна паста. 19. 19.

(43) 20. 1.2.4.4. Гелеутворення Ця властивість, отримана в результаті желатинізації крохмалю, має численні харчові та промислові застосування. Під час охолодження та зберігання пасти або пасти відбувається явище, яке називається гелеутворення. Неперервною фазою гелю є амілоза, яка утворює тривимірну структуру. У цьому явищі виділяють дві стадії: поділ фаз (включення амілопектину та амілози для утворення тривимірної мережі) та ретроградація або кристалізація (Mestres, 1996, с. 9 та 10). 1.2.4.4.1. Ретрогресія. 100. 60 Температура (ºC). 20. Малюнок 1.13. Ретроградація крохмалю (Colonna, Leloup and Buléon, 1992, с. 25). Після клейстеризації крохмальна паста або гель не є стабільними, оскільки під час зберігання та охолодження крохмальні полімери знову асоціюються через водневі містки, весь цей процес називається ретроградацією (Парада та Агілера, 2011, с. 189). Ретроградація, яка вважається явищем, протилежним желатинізації, є результатом фракціонування мережі молекул амілози (ексудати з гранули під час желатинізації), перекристалізації амілопектину та зміни консистенції; слідом за ним.

(48) 25. набухання гранул у гарячій воді, підвищена в’язкість і прозорість паст, а також зниження ретроградного ефекту (Tan et al., 2009, p. 557). Таблиця 1.4. Хімічний склад солодкої картоплі, маніоки, кукурудзи та картопляних крохмалів Компоненти (%). Солодка картопля. Юкка. Кукурудза Тато. Сирий білок. 0,22. 0,06. 0.10. 0,06. Сирий жир. 0,31. 0,20. 0,35. 0,05. Сира клітковина. 0,28. 1.01. 0,62. NR. Попіл 0,26. 0,29. 0,06. 0,40. Джерело: Hernández et al., 2008, с. 722 NR = Не повідомляється. Крохмаль із солодкої картоплі прозоріший за інші крохмалі - властивість, яка сприяє їх застосуванню в кондитерських виробах. Завдяки високій стійкості. до. зберігання. в. охолодження,. до. зберігання. в. Крохмаль із солодкої картоплі при заморожуванні та при достатній твердості може використовуватися як загущувач та стабілізуючий засіб у харчових системах, що потребують охолодження та заморожування (Hernández et al., 2008, с. 725). Рисунок 1.16. Мікроскопія поляризованого світла крохмалю із солодкої картоплі (Noda, Isono, Krivandin, Shatalova, Blaszczak and Yurvey, 2009, p. 407). За даними Choi and Yoo (2009), солодкий картопляний крохмаль містить 15 - 30% амілози, температура клейстеризації варіюється від 61 - 70 ° C і характер.