Response surface optimization of manufacturing dietary starch products

• Autorzy: Le T.-B. J. , Bialas W. , Lewandowicz G.

Warianty tytułu

PL

Optymalizacja procesu wytwarzania dietetycznych produktow skrobiowych metoda plaszczyzny odpowiedzi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Background. The development of food ingredients that beneficially affect the human organism has attracted much interest recently. Especially important seems to be resistant starch i.e. starch fraction which resists hydrolysis catalysed by amylases present in the gut. Although research on starches resistant to amylolytic enzymes began in 1990s, there is still lack of cheap and easy methods of its production. The aim of the work was to optimize the process of high pressure homogenization of potato starch pastes in order to reduce their digestibility to the utmost. Material and methods. The optimization of the homogenization process was examined by means of the commercial software STATISTICA. Homogenisation was performed for the pastes of the concentration of 5%. Digestibility of the obtained starch samples was evaluated by the amount of glucose formed after 16 h of hydrolysis with the mixture of pancreatic alpha-amylase and glucoamylase. Results. It was found that high pressure homogenization of starch pastes provides products of digestibility reduced up to 50%. Moreover, it was proved that at low temperatures, it is necessary to apply high pressure and low number of passages. At high temperatures, it is necessary to apply low pressure and high number of passages. Medium values of all of parameters did not provide low values of digestibility. Conclusions. The application of the response surface methodology (RSM) for development of dietary starch products allows a quick identification of important process factors (such as temperature, pressure or numbers of passages) and shows interactions between them

PL

Wprowadzenie. W ostatnich latach obserwuje się rosnące zainteresowanie żywnością wywierającą pozytywny wpływ na organizm człowieka, wykraczającą poza typowy efekt odżywczy. Wśród tego typu produktów szczególne zainteresowanie budzi skrobia oporna na enzymy amylolityczne. Pomimo iż badania nad skrobiami opornymi na enzymy amylolityczne trwają od początku lat dziewięćdziesiątych ubiegłego stulecia, dotychczas nie opracowano nieskomplikowanych i tanich technologii otrzymywania tego typu produktów. Celem pracy była optymalizacja procesu otrzymywania skrobi modyfikowanej fizycznie w drodze wysokociśnieniowej homogenizacji kleików skrobiowych w aspekcie maksymalnego zmniejszenia strawności produktu. Materiał i metody. Optymalizację procesu wysokociśnieniowej homogenizacji prowadzono z wykorzystaniem programu STATISTICA. Homogenizację prowadzono dla kleików o stężeniu 5%. Strawność otrzymanego produktu oznaczano jako ilość glukozy wydzielonej po 16-godzinnej inkubacji z α-amylazą trzustkową i glukoamylazą. Wyniki. Stwierdzono, że zastosowanie optymalnych warunków procesu pozwala na obniżenie strawności o 50%. Zastosowanie średnich wartości parametrów obróbki nie zapewnia zadowalającego zmniejszenia strawności. W niskiej temperaturze jest konieczne zastosowanie wysokiego ciśnienia i małej liczby pasaży; w wysokiej temperaturze konieczne jest zastosowanie niskiego ciśnienia i dużej liczby pasaży. Wnioski. Zastosowanie metody płaszczyzny odpowiedzi (RSM) w celu otrzymania dietetycznych produktów skrobiowych pozwala na szybkie rozpoznanie warunków prowadzenia procesu (takich, jak temperatura, ciśnienie czy liczba pasaży) oraz wskazuje na wzajemne interakcje pomiędzy badanymi czynnikami

Słowa kluczowe

EN

response surface methodology; optimization; manufacturing; dietary product; starch product; starch modification; homogenization; digestibility

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Technologia Alimentaria
• Rocznik: 2009
• Tom: 08
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.51-62,fig.,ref.

Twórcy

autor

Le T.-B. J.

• Institute of Agricultural and Food Biotechnology in Warsaw, Warsaw, Poland

autor

Bialas W.

autor

Lewandowicz G.

Bibliografia

• Akerberg A.K.E., Liljeberg H.G.M., Granfeldt Y.E., Drews A.W., Björck I.M.E., 1998. An in vitro method, based on chewing, to predict resistant starch content in foods allows parallel determination of potentially available starch and dietary fiber. J. Nutr. 128 (3), 651-660.
• Bauer B.A., Knorr D., 2005. The impact of pressure, temperature and treatment time on starches: pressure induced starch gelatinisation as pressure time temperature indicator for high hydrostatic pressure processing. J. Food Eng. 68, 329-334.
• Błaszczak W., Fornal J., Kiseleva V.I., Yuryev V.P., Sergeev A.I., Sadowska J., 2007. Effect of high pressure on thermal, structural and osmotic properties of waxy maize and HYLON VII starch blends: Carbohydr. Polym. 68, 387-396.
• Buckow R., Heinz V., Knorr D., 2007. High pressure phase transition kinetics of maize starch. J. Food Eng. 81, 469-475.
• Champ M., Martin L., Noah L., Gratas M., 1999. Analytical methods for resistant starch. In: Complex carbohydrates in foods. Eds S.S. Cho, L. Prosky, M. Dreher. Marcel Dekker New York, 169-187.
• Champ M., Kozlowski F., Lecannu G., 2001. In-vivo and in-vitro methods for resistant starch measurement. In: Advanced dietary fibre technology. Eds V. Mc Cleary, L. Prosky. Backwell Science London, 106-119.
• Derringer G., Suich R., 1980. Simultaneous optimization of several response variables. J. Qual. Techn. 12, 214-219.
• Englyst H.N., Kingman S.M., Cummings J.H., 1992. Classification and measurement of nutritionally important starch fractions. Eur. J. Clin. Nutr. 46 (Suppl. 2), S33-S50.