Wpływ pochodzenia botanicznego skrobi na strawność produktu dietetycznego otrzymywanego metodą wysokociśnieniowej homogenizacji

• Autorzy: Le Thanh-Blicharz J. , Mikolajewska C. , Lewandowicz G.

Warianty tytułu

EN

The effect of botanical origin of starch on the digestibility of dietary product obtained by high-pressure homogenization

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wcześniejsze badania nad wpływem wysokociśnieniowej homogenizacji kleików na właściwości skrobi wykazały, że w warunkach optymalnych (stężenie kleiku 5%, temperatura 50°C, ciśnienie 22 MPa) proces ten, zastosowany w odniesieniu do skrobi ziemniaczanej, powoduje obniżenie jej strawności do 50%. Ponieważ w przypadku skrobi innych gatunków roślin tworzących kleiki o niższej lepkości uzyskano znacznie gorsze rezultaty, postawiono tezę, że wysokociśnieniowa homogenizacja kleików powoduje obniżenie strawności skrobi jedynie wtedy gdy przyłożone naprężenia ścinające są dostatecznie duże. Celem pracy była weryfikacja powyższej tezy i ocena przydatności skrobi różnych gatunków roślin do otrzymywania dietetycznego preparatu skrobiowego w drodze wysokociśnieniowej homogenizacji kleiku. Badaniom poddano najpopularniejsze skrobie handlowe, tj. kukurydzianą, kukurydzianą woskową, pszenną, tapiokową i grochową. Zakres eksperymentu obejmował w pierwszym etapie badania reologiczne skrobi w celu wytypowania stężeń kleików różnych gatunków roślin, których obróbka wiąże się z wywołaniem takich samych naprężeń jak obróbka 5% skrobi ziemniaczanej. Następnie kleiki skrobiowe o stężeniach dobranych na podstawie rezultatów pierwszego etapu poddano homogenizacji wysokociśnieniowej, a tak otrzymane preparaty skrobi modyfikowanej fizycznie oceniono ze względu na strawność. Przeprowadzone badania wykazały, że proces wysokociśnieniowej homogenizacji kleików skrobiowych pozwala na otrzymanie preparatów o strawności zredukowanej poniżej 50% bez względu na botaniczne pochodzenie surowca. Wszystkie badane skrobie wykazują przy różnych, odpowiednio dobranych, stężeniach kleików zbliżoną odpowiedź na stres mechaniczny. Jego skutkiem jest obniżenie strawności obrabianej skrobi w podobnej skali. Efektywność wysokociśnieniowej homogenizacji kleików w obniżaniu strawności skrobi jest związana z wielkością przyłożonych naprężeń ścinających i nie wykazuje korelacji poziomem zawartości amylozy. Wybór rodzaju skrobi do procesu modyfikacji fizycznej metodą wysokociśnieniowej homogenizacji kleiku może być podyktowany wyłącznie względami ekonomicznymi lub dostępnością surowca.

EN

Previous research of the effect of high pressure homogenisation of the pastes on the properties of starch proved that at the optimal conditions (concentration of starch pastes of 5%, temperature of 50°C and pressure of 22 MPa) this process applied to potato starch causes the decrease of its digestibility of about 50%. In case of starches of other botanical origin the results were not so spectacular. Taking into consideration that pastes other starches reveal smaller values of viscosity than potato starch a thesis was put forward that this type of modification is efficient only if enough shear stress is applied. The aim of the present work was the verification of this thesis as well as the estimation of the suitability of different starches for the manufacturing of dietary stach product by high pressure homogenisation of the pastes. The most popular commercial starches i.e. normal corn, waxy corn, wheat, tapioca and pea were investigated. Rheological investigations on different starch species were made at the first stage of the experiment. As a result the concentrations of pastes of different starches, which caused the same stress under shearing as 5% potato starch pastes were found. Then, starch pastes of proper concentration were submitted to the high pressure homogenisation process. After that the digestibility of obtained products was measured. It was found that the high pressure homogenization of starch pastes provides products of digestibility reduced up to 50% irrespective of different starch origin. Moreover all the examined starches, at proper concentration, reveal similar response to mechanical stress. It causes the decrease of digestibility at the same level irrespective of starch origin. The effectiveness of the high pressure homogenisation in reducing digestibility, depends on the shear stress level and does not correlate with the amount of amylose. The selection of starch for physical modification by high pressure modification could be made only in respect to economical condition.

Słowa kluczowe

PL

gatunki roslin; homogenizacja cisnieniowa; homogenizacja wysokocisnieniowa; kleik skrobiowy; modyfikacja fizyczna; modyfikacja skrobi; produkty skrobiowe; skrobia; skrobia grochowa; skrobia kukurydziana; skrobia pszenna; skrobia z tapioki; skrobia ziemniaczana; strawnosc; zywnosc dietetyczna

EN

plant species; pressure homogenization; high-pressure homogenization; physical modification; starch modification; starch product; starch; pea starch; corn starch; wheat starch; tapioca starch; potato starch; digestibility; dietetic food

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2010
• Tom: 557
• Opis fizyczny: s.359-370,tab.,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Le Thanh-Blicharz J.

• Oddział Koncentratów Spożywczych i Produktów Skrobiowych w Poznaniu, Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego w Warszawie, ul.Starołecka 40, 61-361 Poznań

autor

Mikolajewska C.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy, Poznań

autor

Lewandowicz G.

• Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy, Poznań

Bibliografia

• Anioła J., Le Thanh J., Lewandowicz G. 2009. Ocena strawności nowego preparatu skrobi modyfikowanej fizycznie w badaniach na szczurach. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 4(65): 170-174.
• 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. of Food Eng. 68: 329-334.
• Buckow R., Heinz V., Knorr D. 2007. High pressure phase transition kinetics of maize starch. J. of Food Eng. 81: 469-475.
• Błaszczak W., Valverde S., Fornal J. 2005. Effect of high pressure on the structure of potato starch. Carbohydrate Polymers 59: 377-389.
• 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. Carbohydrate Polymers 68: 387-396.
• Che L., Wang L., Li W., Bhandari B., Ozkan N., Chen X. 2009. Starch pastes thinning during high-pressure homogenization. Carbohydrate Polymers 75: 32-38.
• Haralampu S.G. 2000. Resistant starch - a review of the physical properties and biological impact of RS 3. Carbohydrate Polymers 41: 285-292.
• Kawai K., Fukami K., Yamamoto K. 2007. Effects of treatment pressure, holding time, and starch content on gelatinisation and retrogradation properties of potato starch - water mixtures treated with high hydrostatic pressure. Carbohydrate Polymers 69: 590-596.
• Leszczyński W. 2004. Skrobia - surowiec przemysłowy, budowa i właściwości. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 500: 69-98.
• Le Thanh J., Błaszczak W., Lewandowicz G. 2007. Digestibility vs structure of food grade modified starches. EJPAU 10(3), #10. http://www.ejpau.media.pl/volume10/issue3/art-10.html
• Le Thanh J., Sip A., Burchardt A., Menclewicz J., Lewandowicz G. 2008. Skrobia modyfikowana fizycznie jako potencjalny prebiotyk. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 530: 405-418.
• Le Thanh-Blicharz J. 2009. Charakterystyka dietetycznych preparatów spożywczych otrzymywanych w procesach modyfikacji skrobi. Uniwersytet Przyrodniczy, Poznań 2009 Praca doktorska.
• Le Thanh-Blicharz J., Białas W., Lewandowicz G. 2009. Response surface optimization of manufacturing of dietary starch products. Acta Sci. Pol., Technol. Aliment. 8(4): 51-62.
• Lewandowicz G., Fornal J. 2008. Konkurencyjność skrobi ziemniaczanej w aspekcie bioróżnorodności. V Konf. Nauk. „Ziemniak spożywczy i przemysłowy oraz jego przetwarzanie", Szklarska Poręba 12-15 maja 2008. Mat. konf. „Ziemniak spożywczy i przemysłowy oraz jego przetwarzanie. Przetwórstwo ziemniaka czynnikiem wzrostu i racjonalizacji jego produkcji”.
• Lewicki P.P. 1992. Zastosowanie wysokich ciśnień w technologii żywności. Przem. Spoż. 32: 43-49.
• Oh H.E., Pinder D.N., Hemar Y., Anema S.G., Wong M. 2008a. Effect of high-pressure treatment on various starch-in-water suspensions. Food Hydrocolloids 22: 150-155.
• Oh H.E., Hemar Y., Anema S.G., Wong M., Pinder D.N. 2008b. Effect of high-pressure treatment on normal rice and waxy rice starch-in-water suspensions. Carbohydrate Polymers 73: 332-343.
• Sandhu K., Lim S. 2008. Digestibility of legume starches as influence by their physical and structural properties. Carbohydrate Polymers 71: 245-252.
• Stute R., Klinger, R.W., Bogusławski S., Knorr D. 1996. Effects of high pressures treatment on starches. Starch/Stärke 48(11/12): 399-408.