Желатинизация кукурузного крахмала с помощью электрического поля: влияние на физико-химические свойства

Кукурузный крахмал, жизненно важный углевод в рационе человека, состоит из двух биополимеров D-глюкозы: амилозы и амилопектина. Нативный крахмал имеет промышленные ограничения, такие как низкая растворимость и водопоглощение. Желатинизация, обычно достигаемая автоклавированием, улучшает эти свойства. Однако автоклавирование потребляет избыточное количество воды и имеет плохую тепловую диффузию. В данной статье исследуется альтернативный метод с использованием электрических полей.

Применение электрического поля — это новая технология, предлагающая высокую энергоэффективность и превосходную тепловую однородность. Она позволяет достигать температур желатинизации, превышающих температуры традиционных методов. Данное исследование изучает влияние желатинизации, индуцированной электрическим полем, при температурах от 100°C до 150°C на вязкость, индекс водопоглощения и растворимость кукурузного крахмала.

В эксперименте использовался кукурузный крахмал с содержанием амилозы 30%. Десять граммов крахмала с влажностью 10% подверглись процессу варки с использованием электрических полей при скорости нагрева 6°C/мин. Были оценены шесть температур: 80, 100, 110, 120, 130, 140 и 150°C. После достижения целевой температуры обработка прекращалась, а материал обезвоживался, измельчался и просеивался для последующей оценки.

Анализировались индекс водопоглощения (IAA) и индекс растворимости в воде (ISA) крахмалов, обработанных электрическими полями при различных температурах. Были выявлены значительные различия (p<0,05) по сравнению с нативным крахмалом. IAA значительно увеличивался с повышением температуры обработки, значения варьировались от 4,46±0,52 до 8,40±0,54 г геля/г муки. Аналогично, ISA также значительно увеличивался с температурой, варьируясь от 4,38±0,72 до 7,49±0,14.

Профили вязкости желатинизированных крахмалов показали общий температурный эффект. При обработке электрическим полем наблюдалось значительное снижение максимальной вязкости. Значения максимальной вязкости составили 3295, 3084, 2151, 1587, 2148 и 2097 сП для обработок при 100, 110, 120, 130, 140 и 150°C соответственно. Начальная вязкость увеличивалась с температурой обработки, в то время как минимальная и конечная вязкости снижались.

Исследование показало, что повышение температуры значительно (p<0,05) увеличивало начальную вязкость и снижало максимальную, минимальную и конечную вязкости. Крахмал, обработанный при 150°C, демонстрировал наивысшее водопоглощение, что коррелировало с более высокими значениями начальной и максимальной вязкости. Это предполагает, что обработка электрическим полем при более высоких температурах способствует желатинизации и образованию макромолекулярных перестроек, увеличивая способность к водопоглощению.

Применение электрического поля позволяет осуществлять желатинизацию кукурузного крахмала при температурах до 150°C при низком уровне влажности. Эта обработка напрямую влияет на профиль вязкости в зависимости от используемой температуры. Желатинизация с помощью электрических полей увеличивает начальную вязкость и снижает максимальную вязкость, улучшая водопоглощение и растворимость. Это функциональное свойство имеет решающее значение для крахмалов, используемых в качестве загустителей.

Здесь перечислены ссылки из оригинальной статьи.