بررسی اثر پیش‌فرآوری فراصوت و آنزیم آلفا-آمیلاز بر تولید نشاسته متخلخل از نشاسته‌های گندم و ذرت و بررسی میزان توانایی جذب یون آهن

مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 9، دوره 17، شماره 2 - شماره پیاپی 68، خرداد و تیر 1400، صفحه 329-338   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.2020.39269

نویسندگان

سمیه قندهاری علویجه؛ مهران اعلمی^* ؛ یحیی مقصودلو؛ علیرضا صادقی ماهونک

گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.

چکیده

نشاسته‌های متخلخل به گروهی از نشاسته‌های فرآوری‌شده اطلاق می‌شوند که به‌عنوان یک جاذب پرقدرت، ترکیبات حساس به نور، حرارت و اکسیداسیون را در خود جای ‌می‌دهند و علاوه‌بر نقش حامل به‌عنوان محافظ نیز محسوب ‌می‌شوند. تولید نشاسته‌های متخلخل امروزه با به‌کارگیری فناوری‌های نوین مانند امواج فراصوت و آنزیم‌ها روبه‌گسترش است. در این پژوهش نشاسته گندم و ذرت با توان 350 وات به‌مدت 10 دقیقه طی فرآیند فراصوت قرارگرفتند. مراحل افزودن آنزیم آلفا-آمیلاز (آنزیم باکتریایی از باسیلوس سوبتیلیس) در غلظت 1/0 درصد به‌صورت قبل، هم‌زمان و پس از اعمال عملیات فراصوت صورت گرفت. به نشاسته‌های گندم و ذرت‌ متخلخل تولیدشده یون آهن (آمونیوم سولفات آهن (II)) در غلظت‌های ppm 40، 60 و 80 افزوده شد. نشاسته‌های متخلخل پس از تولید، به‌وسیله میکروسکوپ الکترونی مشاهده و توانایی آن‌ها در جذب آب و روغن موردبررسی قرار گرفت. سپس میزان یون آهن جذب‌شده و نوع پیوندهای شکل‌گرفته بین نشاسته‌ها و یون آهن به‌ترتیب توسط دستگاه پلاسمای جفت‌شده القایی (ICP) و طیف‌سنج مادون قرمز (FTIR) تعیین شدند. در کلیه مراحل نشاسته ذرت و گندم با یکدیگر مقایسه شدند. تصاویر SEM نشان دادند که نشاسته‌های گندم و ذرت که ابتدا تحت عملیات فراصوت و سپس آنزیم قرار گرفتند (گروه اول) دارای شکل منظم‌تری از تخلخل‌ها هستند. همچنین قابلیت جذب آب و روغن در نشاسته‌های گروه اول تفاوت معنا‌داری با نشاسته‌های گروه دوم (عملیات هم‌زمان فراصوت و آنزیم) و سوم (ابتدا عملیات آنزیم‌زنی و سپس فراصوت) ندارند. مقادیر موردآزمون در نشاسته ذرت در کلیه مراحل بالاتر از نشاسته گندم بود. جذب یون آهن در نشاسته‌های متخلخل نسبت به نشاسته‌های معمولی افزایش یافته و با افزایش غلظت یون آهن، میزان جذب آن توسط نشاسته‌ها افزایش یافت. همچنین این نشاسته‌ها قادر به تشکیل پیوندهای آهن-اکسیژن بودند و در طول موج cm^-1 575 پیک‌های متفاوتی با نمونه‌های شاهد مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها

نشاسته متخلخل؛ نشاسته گندم؛ نشاسته ذرت؛ آنزیم آلفا-آمیلاز؛ فراصوت

مراجع

اعلمی، م. 1394، مبانی دانش و فرآوری غلات، نشریه جهاد دانشگاهی مشهد، شماره 524، صفحات 33-21.

فاطمی، ح. 1392، شیمی مواد غذایی، شرکت سهامی انتشار تهران، 480، صفحات 180-179.

Belingheri, C., Giussani, B., Rodriguez-Estrada, M T., Ferrillo, A., & Vittadini, E. (2015). Oxidative stability of high-oleic sunflower oil in a porous starch carrier. Food Chemistry. 166, 346-351.

Benavent-Gil, y., & M. Rosell, C. (2017). Morphological and physicochemical characterization of porous starches obtained from different botanical sources and amylolytic enzymes. International Journal of Biological Macromolecules. 103, 587–595.

Benavent-Gil, y., & M. Rosell, C. (2017). Performance of granular starch with controlled pore size during hydrolysis with digestive enzymes. Plant Foods for Human Nutrition, 72:353-359.

Cheetham, N. W.H., & Tao, T. (1998). Variation in crystalline type with amylose content in maize starch granules: an X-ray powder diffraction study. Carbohydrate Polymers, 36, 277–284.

Dura, A., Blaszczak, W., & M. Rosell, C. (2014). Functionality of porous starch obtained by amylase or amyloglucosidase traetments. Carbohydrate Polymers. 101, 837-845.

Dura, A and M. Rosell C. (2016). Physico-chemical properties of corn starch modified with cyclodextrin glycosyltransferase. International Journal of Biological Macromolecules. 87, 466–472.

Infante, R. A., Natal, D. I. G., Moreira, M. E. C., Bastiani, M.I. D., Oliveira Chagas, C. G., Regini Nutti, M., Queiroz, V. A. V., & Duarte Martino, H. S. (2017). Enriched sorghum cookies with biofortified sweet potato carotenoids have good acceptance and high iron bioavailability. Journal of Functional Foods. 38, 89-99.

Jung, Y., Lee, B., Yoo, S. (2017). Physical structure and absorption properties of tailor-made porous starch granules produced by selected amylolytic enzymes. Journal pone. 1-14.

Luo, Z., Cheng, W., Chen, H., Fu, X., Peng, X., Luo, F,. & Nie, L. (2013). Preparation and properties of enzymes-modified Cassava starch-zink complexes. Journal of Agriculture and Food Chemistry. 61, 4631-4638.

Luo, Z., Fu, X., He, X., Luo, F., Gao, Q., & Yu, S. (2008). Effect of ultrasonic treatment on the physicochemical properties of maize starches differing in amylose content. Starch‐Stärke, 60(11), 646-653.

Majzoobi, M., Hedayati, S., & Farahnaky, A. (2015). Functional properties of microporous wheat starch produced by α-amylase and sonication. Food Bioscience. 11, 79–84.

Santos, A. F. M., Macedo, L. J. A., Chaves, M. H., Espinoza-Castañeda, M., Merkoçi, A., A. Limac, F., & Cantanhêde, W. (2016). Hybrid Self-Assembled Materials Constituted by Ferromagnetic Nanoparticles and Tannic Acid: a Theoretical and Experimental Investigation. Journal of the Brazilian Chemical Society. 4, 727-734.

Staroszczyk, H., Janas, p. (2010). Microwave-assisted synthesis of zinc derivatives of potato starch. Carbohydrate Polymers. 80, 962–969.

Wu, y., Du, X,. Ge, H., & Lv, Z. (2011). Preparation of microporous starch by glucoamylase and ultrasound. Starch journal. 63, 217-225.

Yousif, E. I., Gadallah, M. G. E., & Sorour, A. M. (2012). Physico-chemical and rheological properties of modified corn starches and its effect on noodle quality. Annals of Agricultural Sciences, 57(1), 19–27.

Zhang, B., Cui, D., Liua, M., Gong, H., Huang,Y., & Han, F. (2012). Corn porous starch: Preparation, characterization and adsorption property. International Journal of Biological Macromolecules. 50, 250– 256.

Zhu, J., Sun, W., Meng, Z., Zhu, X., Gun, H., Gu, R., Wu, Z., &Dou, G. (2018). Preparation and characterization of a new type of porous starch microspheres (PSM) and effect of physicochemical properties on water uptake rate. Biological macromolecules. 116, 707-714.