Zastosowanie metody NMR do analizy wiązania wody w kleikach skrobiowych

• Autorzy: Baranowska H.M. , Sikora M. , Krystyjan M. , Tomasik P. , Dobosz A. , Kutyla-Kupidura E.M.

Warianty tytułu

EN

Application of NMR method to analyse water binding in starch pastes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy analizowano wpływ temperatury kleikowania na wiązanie wody w kleikach skrobi ziemniaczanej normalnej i woskowej za pomocą niskopolowego NMR. Badania prowadzono na poziomie molekularnym w kleikach o stężeniach 0,01 ÷ 0,05 g/g. Zaproponowano empiryczny model rozkładu czasów korelacji określających dynamikę molekularną frakcji wody wolnej i związanej w żelach. Model ten poszerza, na poziomie molekularnym, wiedzę na temat oddziaływań polimer-polimer i polimer-rozpuszczalnik w układach skrobiowych. Skrobia woskowa ziemniaczana w porównaniu z normalną charakteryzowała się przewagą oddziaływań polimer-polimer nad oddziaływaniami polimer-woda. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że molekuły wody w kleikach skrobi normalnej, przygotowanej w temperaturze 95 ºC, wykazywały korzystne powinowactwo do skrobi. Kleiki skrobi woskowej przygotowane w temperaturze 121 ºC najsłabiej wiązały wodę.

EN

In the research study, the effect was analysed of gelatinization temperature on water binding in native and waxy potato starch pastes using a low-field NMR field. The study was conducted at a molecular level in the pastes at concentrations between 0.01 and 0.05 g/g. An empirical distribution model was suggested of correlation times that determined the molecular dynamics of free and bound water fractions in pastes. That model broadens knowledge about the polymer-polymer and polymer-solvent interactions in starch systems. Compared to the native potato starch, the waxy potato starch was characterized by a clear lead of polymer-polymer interactions over the polymer-water interactions. Based on the results obtained, it was concluded that the water molecules had an advantageous affinity to the starch in the native starch pastes prepared at 95 °C. The pastes of waxy potato starch pasted at 121 °C bound the least water.

Słowa kluczowe

PL

kleik skrobiowy; wiazanie wody; skrobia ziemniaczana; kleikowanie skrobi; temperatura; metoda NMR; woda; dynamika molekularna

• Wydawca: -
• Czasopismo: Żywność Nauka Technologia Jakość
• Rocznik: 2015
• Tom: 22
• Numer: 6
• Opis fizyczny: s.64-74,tab.,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Baranowska H.M.

• Katedra Fizyki, Wydział Nauk o Żywności i Żywieniu, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul.Wojska Polskiego 38/42, 60-637 Poznań

autor

Sikora M.

• Katedra Technologii Węglowodanów, Wydział Technologii Żywności, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, ul.Balicka 122, 30-149 Kraków

autor

Krystyjan M.

• Katedra Technologii Węglowodanów, Wydział Technologii Żywności, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, ul.Balicka 122, 30-149 Kraków

autor

Tomasik P.

• Krakowska Wyższa Szkoła Promocji Zdrowia, ul.Krowoderska 73, 31-158 Kraków

autor

Dobosz A.

• Katedra Technologii Węglowodanów, Wydział Technologii Żywności, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, ul.Balicka 122, 30-149 Kraków

autor

Kutyla-Kupidura E.M.

• Katedra Technologii Węglowodanów, Wydział Technologii Żywności, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, ul.Balicka 122, 30-149 Kraków

Bibliografia

• [1] Almdal K., Dyre J., Hvidt S., Kramer O.: Towards a phenomenological definition of the term „gel”. Polymer Gels and Networks, 1993, 1, 5-17.
• [2] Baranowska H.M., Sikora M., Krystyjan M., Tomasik P.: Contribution to understanding gelatinization of granular starch. In: Starch recent advances in biopolymer science and technology. Ed by. M. Fiedorowicz, E. Bertoff. Wyd. Oddział Małopolski PTTŻ, Kraków 2010.
• [3] Baranowska H.M.: Charakterystyka żeli skrobiowych określona metodą niskopolowego magnetycznego rezonansu jądrowego. Wyd. UP w Poznaniu, Poznań 2012.
• [4] Baranowska H.M., Sikora M., Krystyjan M., Tomasik P.: Evaluation of the time-dependent stability of starch - hydrocolloid binary gels involving nmr relaxation time measurements. J. Food Eng., 2012, 109, 685-69.
• [5] Blennow A., Mette Bay-Smidt A., Bauer R.: Amylopectin aggregation as a function of starch phosphate content studied by size exclusion chromatography and on-line refractive index and light scattering. Int. J. Biol. Macromol., 2001, 28, 409-420.
• [6] Brosio E., Gianferri R.: Low-resolution NMR – An analytical tool in foods characterization and traceability. In: Basic NMR in Foods Characterization. Ed. by E. Brosio. Ed. Research Signpost, Karela, 2009.
• [7] Choi S.G., Kerr W.L.: ¹H NMR studies of molecular mobility in wheat starch. Food Res. Int., 2003, 36, 341-348.
• [8] Colsenet R., Mariette F., Cambert M.: NMR relaxation and water self-diffusion studies in whey protein solutions and gels. J. Agric. Food Chem., 2005, 53, 6784-6790.
• [9] Dobosz A., Sikora M., Krystyjan M.: Retrogradacja skrobi z dodatkiem i bez dodatku nieskrobiowych hydrokoloidów polisacharydowych – metody pomiaru i ich zastosowanie. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2014, 5 (96), 5-20.
• [10] Gaborieau M., Castignolles P.: Size-exclusion chromatography (SEC) of branched polymers and polysaccharides. Anal. Bioanal. Chem., 2011, 399, 1413-1423.
• [11] Hennel J.W.: Wstęp do teorii magnetycznego rezonansu jądrowego. Wyd. Inst. Fizyki Jądrowej, Kraków 1997.
• [12] Juna S., Damm M., Kappe C.O., Huber A.: Treatment of waxy corn starch dispersions in a microwave reactor and their hydrodynamic properties determined using asymmetrical flow field-flow fractionation. Starch/Stärke, 2012, 64, 652-656.
• [13] Millard M.M., Wolf W.J., Dintzis F.R., Willett J. L.: The hydrodynamic characterization of waxy maize amylopectin in 90% dimethyl sulfoxide-water by analytical ultracentrifugation, dynamic, and static light scattering. Carbohyd. Polym., 1999, 39, 315-320.
• [14] Olszewski K.J.: Nuclear magnetic relaxation dispersion studies of water in protein solutions, denatured protein gels and tissues. Roczniki AR w Poznaniu, Poznań 1994.
• [15] Raphaelides S.N., Georgiadis N.: Effect of fatty acids on the rheological behaviour of maize starch dispersions during heating. Carbohyd. Polym., 2006, 65, 81-92.
• [16] Singh N., Singh J., Kaur L., Sodhi N.S., Gill B.S.: Morphological, thermal and rheological properties of starches from different botanical sources. Food Chem., 2003, 81, 219-231.
• [17] Vorob`ew M.: Monitoring of water ordering in aqueous protein systems. Food Hydrocoll., 2007, 21, 309-312.
• [18] Węglarz W.P., Harańczyk H.: Two-dimensional analysis of the nuclear relaxation function in the time domain: The Crac-Spin program. J. Phys. D. Appl. Phys., 2000, 33, 1909-1920.

Identyfikatory

DOI

10.15193/zntj/2015/103/088