Temperature characterisation of starch and starch-protein dispersions

• Autorzy: Baranowska H M , Rezler R.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the study was to analyse changes in the parameters describing molecular dynamics of water in starch and starch-protein dispersions taking place in the process of gelation The study was performed by the nuclear magnetic resonance (NMR) method for starch dispersion samples of the concentration of 0.10g/cm3 (Triticum durum wheat starch) and starch-protein dispersion samples (gluten obtained from wheat) of the concentration c = 0.1g/cm3. NMR measurements were performed in the range of 20°- 70°C. The parameters describing molecular dynamics of water in retrograded gels obtained at 70°C and 100°C were also determined. The process of starch gelation was found to occur already at temperatures lower than 70°C. The spinlattice relaxation times were observed to decrease despite of increase in temperature. It suggested a decreased mobility of water molecules in the system studied. It would result from the formation of spatial lattice formation already in the process of gelation. In the starch-protein samples, the relaxation time, T2, slightly increased with increase in temperature over the whole range studied. In this system water mole­cules had unlimited mobility, which suggested a lack of gelation. These results were confirmed by analy­sis of the relaxation times fór both systems of retrograded gels obtained at different temperatures. For the starch gel, the relaxation times were identical at both temperatures of gelation. For starch-protein gel the relaxation times are longer for the gel obtained at 70°C than at 100°C. This observation confirmed tem­perature of 70°C was insufficient for lattice formation.

PL

Celem podjętych badań była analiza zmian parametrów określających dynamikę molekularną wody w dyspersji skrobiowej i dyspersjach skrobiowo-białkowych w trakcie procesu kleikowania. Badania przeprowadzono na próbkach dyspersji skrobiowej o stężeniu 0,10 g/cm3 (skrobia pszenicy Triticum durum) i skrobiowo-białkowych (gluten uzyskany z pszenicy) o stałym stężeniu mieszaniny c = 0,1 g/cm3. Pomiary prowadzono w zakresie temperatur 20°-70°C. Dodatkowo porównano parametry określające dynamikę molekularną wody w zretrogradowanych żelach kleikowanych w temperaturze 70°C i 100°C. Do badań wykorzystano technikę magnetycznego rezonansu jądrowego. Stwierdzono, że skrobia kleikuje w temperaturze niższej niż 70°C. Zaobserwowano spadek wartości czasu relaksacji spin-sieć mimo wzrostu temperatury. Sugeruje to, że w układzie obniżona została mobilność molekuł wody. Jest to efektem formowania się struktur przestrzennych sieci już w trakcie kleikowania. W układzie żeli skrobiowo- białkowych w całym analizowanym zakresie temperatury wartości czasów relaksacji T2 nieznacznie rosną ze wzrostem temperatury. Molekuły wody w tym układzie nie mają ograniczonej mobilności co sugeruje brak efektu kleikowania. Powyższe wyniki potwierdza analiza wartości czasów relaksacji obu układów zretrogradowanych żeli kleikowanych w różnej temperaturze. Wartości czasów relaksacji żelu skrobiowego są takie same w obu zakresach temperatury kleikowania. Czasy relaksacji żelu skrobiowo-białkowego są dłuższe w przypadku kleikowania w temperaturze 70°C niż w przypadku kleikowania w temperaturze 100°C. Potwierdza to, że temperatura 70°C jest niewystarczająca do uformowania sieci takiego układu.

Słowa kluczowe

EN

wheat starch; temperature; starch; gelation; gluten; water; starch-protein dispersion; starch gelation; starch dispersion

• Wydawca: -
• Czasopismo: Żywność Nauka Technologia Jakość. Suplement
• Rocznik: 2002
• Tom: 09
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.17-23,fig.

Twórcy

autor

Baranowska H M

• Agricultural University of Poznan, 60-637 Poznan, Wojska Polskiego 38-42, Poland

autor

Rezler R.

Bibliografia

• [1] Cherian G., Chinachoti P.: 2H and 17O nuclear magnetic resonance study water in gluten in the glassy and rubbery state. Cereal Chem., 73, 1996, 618-624.
• [2] Collison R., Chilton, W.G.: Starch gelation as a function of water content. J. Food Technol., 9, 1974, 309-315.
• [3] Erdogdu G., Czuchajowska Z., Pomeranz Y.: Wheat flour and defeated milk fractions characterised by differential scanning calorimetry. I. DSC of flour and milk fractions. Cereal Chem., 72, 1995, 70.
• [4] Erdogdu G., Czuchajowska Z., Pomeranz Y.: Wheat flour and defeated milk fractions characterised by differential scanning calorimetry. II. DSC of interaction products. Cereal Chem., 72, 1995, 76.
• [5] Jacoba M., Renkema S., van Vliet T.: Heat-induced gel formation by soy proteins at neutral pH. J. Agric. Food Chem., 50, 2002, 1569-1573.
• [6] Leach H.W.: Starch Chemistry and Technology, Vol. 1, R.L. Whistler and E.F. Paschall. Eds. Academic Press. New York, 1965, 297.
• [7] Lelievre J., Mitchell J.: A pulsed NMR of some aspects of starch gelatinization. Starch, 4, 1975, 113-115.
• [8] Renkema S., Knabben H.M., van Vliet T.: Gel formation by β-conglycinin and glycinin and their mixtures. Food Hydrocoll., 15, 2001, 407-404.
• [9] Rezler R., Baranowska H.M.: Molecular dynamics of water and polymer chains in starch protein gels during structure formation. Properties of Water in Foods, Agricultural Univ. Press. Warsaw, 2000, 7-16.
• [10] Vodovotz Y., Hallberg L., Chinachoti P.: Effect of aging and drying on thermomechanical properties of white bread as characterised by dynamic mechanical analysis (DMA) and differential scanning calorimetry (DSC). Cereal Chem., 73, 1996, 264-270.
• [11] Węglarz W., Harańczyk H.: Two-dimensional analysis of the nuclear relaxation function in the time domain: the program Crac Spin. J. Phys. D. Appl. Phys., 33, 2000, 1909-1920.