Wpływ modyfikacji hydrotermicznej typu annealing na wybrane właściwości skrobi grochu (Pisum sativum)

• Autorzy: Małgorzata Piecyk , Marta Konarzewska , Iwona Sitkiewicz

Warianty tytułu

Effect of Hydrothermal Modification of Annealing Type on Some Selected Properties of Starch Pea (Pisum Sativum)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

W pracy otrzymano preparaty ze zmielonych i obłuszczonych nasion grochu (Pisum sativum) odmiany Poa i Ramir, kóre poddawano modyfikacji hydrotermicznej (stosunek skrobia : woda 1:2) w temperaturze 60 ºC przez 24 h. Uzyskane preparaty charakteryzowały się wysoką zawartością skrobi tj. ponad 92 % w s.m. Zawartość amylozy w skrobi była na zbliżonym poziomie w obu odmianach i wnosiła odpowiednio 26,5 % w grochu odmiany Poa i 24 % w odmianie Ramir. Wodochłonność w temp. 60 ºC była na tym samym poziomie w obu odmianach, natomiast rozpuszczalność była wyższa w grochu odmiany Poa niż w odmianie Ramir i wynosiła odpowiednio 10,3 i 7,1 %. Podniesienie temperatury do 80 ºC wpłynęło na zwiększenie zarówno rozpuszczalności, jak i wodochłonności. Badane skrobie charakteryzowały się dość niską strawnością wynoszącą 44,6 % i 36,8 %, odpowiednio w przypadku odmiany Poa i odmiany Ramir. Zastosowanie modyfikacji hydrotermicznej typu annealing spowodowało dodatkowe oczyszczenie skrobi przez zmniejszenie zawartości białka i związków mineralnych oznaczonych w postaci popiołu. Stwierdzono również zmniejszenie udziału frakcji amylozy oraz zawartości fosforu, co prawdopodobnie wpłynęło na powstanie nowych obszarów krystalicznych w wyniku silniejszego związania się łańcuchów amylopektyny, a w efekcie przyczyniło się do obniżenia powierzchni właściwej ziarenek skrobi, ich wodochłonności oraz rozpuszczalności zarówno w temp. 60 ºC, jak i 80 ºC. Stwierdzono również znaczną poprawę strawności in vitro skrobi (~2-krotną) w obu preparatach. (abstrakt oryginalny)

EN

In this research study, preparations made of ground and shelled pea seeds (Pisum sativum) of Poa and Ramir variety were hydrothermally modified (the starch : water ratio was 1 : 2) at a temperature of 60 ºC, for 24 h. The preparations obtained were characterized by a high content of starch (i.e. more than 92 % in dry mass). The content of amylose in the starch was similar for the two varieties and amounted to 26.5 % (Poa) and 24 % (Ramir). The water holding capacity of starch of the two varieties was at the same level at a temperature of 60oC, whereas the solubility of Poa pea was higher than of Ramir pea and amounted to 10.3 % and 7.1 %, respectively. The increase in temperature to 80 oC caused the increase in both thesolubility and water holding capacity. The starches studied were characterized by a rather low digestibility of 44.6 % as for Poa and of 36.8 % as for Ramir. The effect of hydrothermal modification of the annealing type applied was that the pea starch was additionally purified through decreasing the content of proteins and mineral compounds determined as ash. Additionally, it was found that the amylase fraction and the content of phosphorus decreased. This probably impacted the formation of new crystalline areas as a result of stronger bonds between amylopectin chains, and, finally, was a factor causing the real surface of starch grains, their water holding capacity and solubility to decrease at a temperature of 60 ºC and of 80 ºC. A considerable improvement was also found in the in vitro digestibility (> 2-fold) of the two preparations. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Żywność funkcjonalna; Chemia spożywcza; Biochemia; Zdrowie

EN

Functional food; Food chemistry; Biochemistry; Health

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 16 (2009)
• Numer: nr 5 (66)
• Strony: 58--71

Twórcy

autor

Małgorzata Piecyk

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Marta Konarzewska

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

autor

Iwona Sitkiewicz

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

Bibliografia

• [1] Desphande S.S., Sathe S.K., Rangnekar P.D., Salunkhe D.K.: Functional properties of modified black gram (Phaseolus Mungo L.) Starch. J. Food Sci., 1982, 47, 1528-1533, 1602.
• [2] Chavan U.D., Shahidi F., Hoover R., Perera C.: Characterization of beach pea (Lathyrus maritimus L.) starch. Food Chem., 1999, 65, 61-70.
• [3] Fortuna T., Januszewska R., Wąchlewski T.: Metoda kolorymetrycznego oznaczania powierzchni właściwej skrobi różnego pochodzenia. Zesz. Nauk. AR w Krakowie. Technol. Żywności, 1996, 8, 6-9.
• [4] Galiński G., Gawęcki J., Remiszewski M.: Strawność skrobi natywnych i modyfikowanych. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2000, 3 (24), 58-68.
• [5] Galiński G., Gawęcki J., Lewandowicz G.: Strawność in vitro skrobi natywnych i modyfikowanych bez i z dodatkiem środków słodzących. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2000, 3 (24), 69-77.
• [6] Gujska E., Reinhard W., Khan K.: Physicochemical properties of Field Pea, Pinto and Navy Bean starches. J. Food Sci., 1994, 59 (4), 634-636, 651.
• [7] Hoover R., Manuel H.: Effect of heat-moisture treatment on the structure and physicochemical properties of legume starches. Food Res. Int., 1996, 29 (8), 731-750.
• [8] Hoover R., Ratnayake W.S. : Starch characteristics of black bean, chick pea, lentil, navy bean and pinto bean cultivars grown in Canada. Food Chem., 2002, 78, 489-498.
• [9] Hoover R., Sosulski F.W.: Composition, structure, functionality and chemical modification of legume starches: a review. Can. J Physiol. Pharm., 1991, 69, 79-92.
• [10] Hoover R., Vasanthan T.: The flow properties of native, heat-moisture treated and annealed starches from wheat, oat, potato and lentil. J. Food Biochem., 1994, 18, 67-82
• [11] Hoover R., Vasanthan T.: Effect of annealing on the physicochemical properties of wheat, oat, potato and lentil starches. J. Food Biochem., 1994, 17, 302-325.
• [12] Hoover R., Zhou Y.: In vitro and in vivo hydrolysis of legume starches by α-amylase and resistant starch formation in legumes - a review. Carbohyd. Polym., 2003, 54, 401-417.
• [13] Huang J., Schols H.A., van Soest J.J.G., Jin Z., Sulmann E., Voragen A.G.J.: Physicochemical properties and amylopectin chain profiles of cowpea, chickpea and yellow pea starches. Food Chem., 2007, 101, 1355-1362.
• [14] Jacobs H., Mischenko N., Koch M.H.J., Eerlingen R.C., Delcour J.A., Reynaers H.: Evaluation of the impact of annealing on gelatinisation at intermediate water content of wheat and potato starches: A differential scanning calorimetry and small angle X-ray scattering study. Carbohyd. Res., 1998, 306, 1-10.
• [15] Jacobs H., Delcour J.A.: Hydrothermal modifications of granular starch, with retention of the granular structure: a review. J. Agric. Food Chem., 1998, 46 (8), 2895-2905.
• [16] Jacobs H., Eerlingen R.C., Spaepen H., Grobet P.J., Delcour J.A.: Impact of annealing on the susceptibility of wheat, potato and pea starches to hydrolysis with pancreatin. Carbohyd. Res., 1998, 305, 193-207.
• [17] Kulp K., Lorenz K.: Heat-moisture treatment of starches. I. Physicochemical properties. Cereal Chem., 1981, 58, 46-48.
• [18] Leach H.W., Mc Cowen L.D., Schoch T.J.: Structure of the starch granule. I. Swelling and solubility patterns of various starches. Cereal Chem., 1959, 36, 534-537.
• [19] Leszczyński W.: Zróżnicowanie właściwości skrobi. Przem. Spoż., 2001, 3, 38-40.
• [20] Lewandowicz G., Grajek W.: Możliwość modyfikacji skrobi metodami inżynierii genetycznej. Przem. Spoż., 2004, 11, 16-20, 50.
• [21] Li J.-Y., Yeh A.-I.: Relationships between thermal, rheological characteristics and swelling power for various starches. J. Food Eng., 2001, 50, 141-148.
• [22] Marconi E, Ruggeri S., Cappelloni M., Leonardi D., Carnovale E.: Physicochemical, nutritional, and microstructural characteristics of chickpeas (Cicer arietinum L.) and common beans (Phaseolus vulgaris L.) following microwave cooking. J. Agric. Food Chem., 2000, 48 (12), 5986-94.
• [23] Morad M.M., Leung H.K., Hsu D.L., Finney P.L.: Effect of germination on physiochemical and bread-baking properties of yellow pea, lentil and Faba bean flours and starches. Cereal Chem., 1980, 57 (6), 390-396.
• [24] Morrison W.B., Laignelet B.: An important colorimetric procedure for determining apparent and total amylose in cereal and other starches. J. Cereal Sci., 1983, 1, 19-20.
• [25] Muhrbeck P., Svensson E.: Annealing properties of potato starches with different degrees of phosphorylation. Carbohyd. Polym, 1996, 31, 263-267.
• [26] Muir J.G., O'Dea K.: Measurment of resistant starch: factora affecting the amount of starch escaping digestion in vitro . Am. J. Clin. Nutr., 1992, 56, 123-127.
• [27] Piecyk M., Walicka R.: Wpływ modyfikacji hydrotermicznej na właściwości skrobi wyizolowanej z wybranych nasion roślin strączkowych. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2007, 5 (54), 31- 40.
• [28] Ratnayake W.S., Hoover R., Shahidi F., Perera C., Jane J.: Composition, molecular structure and physicochemical properties of starches from four field pea (Pisum sativum L.) cultivars. Food Chem., 2001, 74, 789-202.
• [29] Sandhu K.S., Lim S.-T.: Digestibility of legume starches as influenced by their physical and structural properties. Carbohyd. Polym, 2008, 71, 245-252.
• [30] Soral-Śmietana M., Wronkowska M., Lewandowicz G: Pea starch as the Basic material for physical modification by iterated syneresis. Pol. J. Food Nutr. Sci., 2003, 12/53, 74-78.
• [31] Swinkels J.J.M.: Composition and properties of commercial native starch. Starch, 1985, 37, 1-5.
• [32] Tester R.F., Debon S.J.J.: Annealing of starch - a review. Int. J. Biol. Macromol., 2000, 27, 1-12.
• [33] Wronkowska M., Juśkiewicz J., Soral- Śmietana M.: Nutritional and physiological effects of native and physically-modified starches of different origin on rats. Pol. J. Food Nutr. Sci., 2002, 52, 62-67.
• [34] Zhou Y., Hoover R., Liu Q.: Relationship between α-amylase degradation and the structure and physicochemical properties of legume starches. Carbohyd. Polym., 2004, 57, 299-31.