Zastosowanie metody NMR do analizy wiązania wody w kleikach skrobiowych

• Autorzy: Hanna M. Baranowska , Marek Sikora , Magdalena Krystyjan , Piotr Tomasik , Anna Dobosz , Edyta M. Kutyła-Kupidura

Warianty tytułu

Application of NMR Method to Analyse Water Binding in Starch Pastes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

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 polimerrozpuszczalnik 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. (abstrakt oryginalny)

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. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Żywność; Jakość produktów żywnościowych; Badanie jakości

EN

Food; Quality of food products; Quality research

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 22 (2015)
• Numer: nr 6 (103)
• Strony: 64--74

Twórcy

autor

Hanna M. Baranowska

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

autor

Marek Sikora

• Uniwersytet Rolniczy w Krakowie

autor

Magdalena Krystyjan

• Uniwersytet Rolniczy w Krakowie

autor

Piotr Tomasik

• Krakowska Wyższa Szkoła Promocji Zdrowia

autor

Anna Dobosz

• Uniwersytet Rolniczy w Krakowie

autor

Edyta M. Kutyła-Kupidura

• Uniwersytet Rolniczy w Krakowie

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