RU2810087C1 - Method for producing high amylose potato starch - Google Patents
Method for producing high amylose potato starch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2810087C1 RU2810087C1 RU2023124779A RU2023124779A RU2810087C1 RU 2810087 C1 RU2810087 C1 RU 2810087C1 RU 2023124779 A RU2023124779 A RU 2023124779A RU 2023124779 A RU2023124779 A RU 2023124779A RU 2810087 C1 RU2810087 C1 RU 2810087C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- starch
- minutes
- temperature
- amylose
- potato starch
- Prior art date
Links
- 229920000856 Amylose Polymers 0.000 title claims abstract description 19
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 44
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 44
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 23
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 229920001685 Amylomaize Polymers 0.000 abstract description 3
- 229920000294 Resistant starch Polymers 0.000 description 11
- 235000021254 resistant starch Nutrition 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 description 7
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 239000004368 Modified starch Substances 0.000 description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 3
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 3
- MJYQFWSXKFLTAY-OVEQLNGDSA-N (2r,3r)-2,3-bis[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methyl]butane-1,4-diol;(2r,3r,4s,5s,6r)-6-(hydroxymethyl)oxane-2,3,4,5-tetrol Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O.C1=C(O)C(OC)=CC(C[C@@H](CO)[C@H](CO)CC=2C=C(OC)C(O)=CC=2)=C1 MJYQFWSXKFLTAY-OVEQLNGDSA-N 0.000 description 2
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 2
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 2
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 235000004426 flaxseed Nutrition 0.000 description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 2
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 2
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 2
- 230000002641 glycemic effect Effects 0.000 description 2
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 2
- 102000013142 Amylases Human genes 0.000 description 1
- 108010065511 Amylases Proteins 0.000 description 1
- 206010009944 Colon cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000001333 Colorectal Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- 229920000715 Mucilage Polymers 0.000 description 1
- 240000008790 Musa x paradisiaca Species 0.000 description 1
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 description 1
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 235000019418 amylase Nutrition 0.000 description 1
- 229940025131 amylases Drugs 0.000 description 1
- 230000003625 amylolytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 235000021015 bananas Nutrition 0.000 description 1
- 150000004648 butanoic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 235000013325 dietary fiber Nutrition 0.000 description 1
- 102000038379 digestive enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108091007734 digestive enzymes Proteins 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 210000002429 large intestine Anatomy 0.000 description 1
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 210000000813 small intestine Anatomy 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к пищевой промышленности, а более конкретно к способам получения модифицированных крахмалов с увеличенной долей содержания амилозной фракции на основе ультразвукового воздействия.The invention relates to the food industry, and more specifically to methods for producing modified starches with an increased proportion of amylose fraction based on ultrasonic exposure.
Настоящее изобретение может использоваться в качестве способа получения функционального ингредиента, в технологиях пищевых систем (кондитерских, хлебобулочных, молочных, мясных и прочих).The present invention can be used as a method for obtaining a functional ingredient in food system technologies (confectionery, bakery, dairy, meat and others).
Известна обобщенная схема процесса выделения крахмала из крахмалосодержащего сырья, представленная на фиг. A generalized scheme of the process of isolating starch from starch-containing raw materials is known, shown in Fig .
Модификация крахмалов, используемых для пищевой промышленности, осуществляется с применением известных способов: химических, физических и ферментативных, которые, как правило, по-разному изменяют технологические свойства и потребительские характеристики (вязкость, желатинизация, текстура, гидрофильные свойства).Modification of starches used for the food industry is carried out using known methods: chemical, physical and enzymatic, which, as a rule, change the technological properties and consumer characteristics (viscosity, gelatinization, texture, hydrophilic properties) in different ways.
Как правило, в большинстве используемых подходов, не прослеживаются изменения в свойствах фракционного состава, в частности, присутствия доли резистентного (устойчивого крахмала). Данная фракция определяет функциональные свойства пищевых систем.As a rule, in most of the approaches used, changes in the properties of the fractional composition, in particular, the presence of the proportion of resistant starch, are not observed. This fraction determines the functional properties of food systems.
Резистентный крахмал (RS) определяют, как устойчивый к процессу переваривания в тонком кишечнике человека, является типом пищевых волокон, обеспечивая пониженный гликемический индекс в продуктах его содержащих. По сути, в процессе модификации амилозная фракция крахмала увеличивается, не только количественно, но и качественно, за счет перестройки молекулы. Установлено, что RS, достигая отделов толстого кишечника, образует бутираты (масляная кислота), тем самым снижается уровень рН, уменьшаются риски возникновения воспаления, и как следствие, риск развития колоректального рака. Важным свойством RS. для технологии пищевых систем является его высокая термостабильность. Resistant starch (RS), defined as resistant to digestion in the human small intestine, is a type of dietary fiber, providing a lower glycemic index in foods containing it. In fact, during the modification process, the amylose fraction of starch increases, not only quantitatively, but also qualitatively, due to the rearrangement of the molecule. It has been established that RS, upon reaching parts of the large intestine, forms butyrates (butyric acid), thereby reducing the pH level, reducing the risk of inflammation, and, as a result, the risk of developing colorectal cancer. An important property of RS. for food systems technology is its high thermal stability.
Все резистентные (устойчивые крахмалы) систематизированы с учетом степени их доступности для переваривания на пять типов:All resistant (resistant starches) are systematized, taking into account the degree of their availability for digestion, into five types:
1. RS1 - физически недоступен для переваривания, главным образом потому, что он окружен клеточными стенками или другими тканями, которые предотвращают контакт и реакцию с ферментами. RS1 нестабилен, и тонкий помол или глубокая обработка разрушают его структуру; обычно он содержится в частично размолотых зернах, семенах или клубнях.1. RS1 - is not physically available for digestion, mainly because it is surrounded by cell walls or other tissues that prevent contact and reaction with enzymes. RS1 is unstable, and fine grinding or deep processing destroys its structure; it is usually found in partially ground grains, seeds or tubers.
2. RS2 относится к нативному крахмалу с компактной структурой, гранулы которого относительно обезвожены. RS2 плотно упакован радиально в гранулах необработанного крахмала, ограничивая доступ пищеварительных ферментов и большинства амилаз. RS2 содержится в сыром картофеле, горохе и зеленых бананах.2. RS2 refers to native starch with a compact structure, the granules of which are relatively dehydrated. RS2 is densely packed radially within raw starch granules, limiting access to digestive enzymes and most amylases. RS2 is found in raw potatoes, peas and green bananas.
3. RS3 состоит из ретроградных крахмалов, которые в основном представляют собой перекристаллизованную амилозу, полученную после приготовления и охлаждения крахмалистых продуктов. RS3 относится к физически модифицированным крахмалам, которые в основном образуются в процессе желатинизации и ретроградации во время обработки и производства пищевых продуктов.3. RS3 consists of retrograde starches, which are basically recrystallized amylose obtained after cooking and cooling starchy foods. RS3 refers to physically modified starches, which are mainly formed through the process of gelatinization and retrogradation during food processing and production.
4. RS4 обычно относится к химически модифицированному крахмалу с измененной молекулярной структурой, который содержит новые химические связи, а не α-(1-4)- или α-(1-6)-гликозидные связи и, таким образом, проявляет повышенную устойчивость к амилолитическим ферментам.4. RS4 generally refers to a chemically modified starch with an altered molecular structure that contains new chemical linkages rather than α-(1-4)- or α-(1-6)-glycosidic linkages and thus exhibits increased resistance to amylolytic enzymes.
5. RS5 представляет собой комплекс амилозы и липидов, который образует спиральную структуру, предотвращающую расщепление амилозы Липиды связываются с амилозой в грануле крахмала, предотвращая ее расширение и обеспечивая устойчивость к ферментативному гидролизу. Такие амилозо-липидные комплексы обычно образуются из крахмалов с высоким содержанием амилозы.5. RS5 is an amylose-lipid complex that forms a helical structure that prevents the breakdown of amylose. Lipids bind to the amylose in the starch granule, preventing its expansion and providing resistance to enzymatic hydrolysis. Such amylose-lipid complexes are usually formed from starches with high amylose content.
Для усиления резистентности крахмалов, добавляют различные вещества, которые богаты липидами, что позволяет сформировать комплекс амилозы с липидами, образуя структуру, к которой относится тип RS5 резистентного крахмала.To enhance the resistance of starches, various substances that are rich in lipids are added, which allows the formation of a complex of amylose with lipids, forming a structure that includes the RS5 type of resistant starch.
Еще одним способом увеличения резистентности нативных крахмалов является добавление к нативному крахмалу веществ клеточной стенки, при этом получается резистентность RS1 типа.Another way to increase the resistance of native starches is to add cell wall substances to native starch, resulting in RS1 type resistance.
Данные известные способы получения резистентного крахмалопродукта описаны авторами патента RU 2759286 C1. Где в качестве вещества, увеличивающего резистентность нативных крахмалов, применяются семена льна и/или порошок льняного семени, и/или экстракт слизи льняного семени. При этом осуществляют механическое смешивание в течение 1-5 минут при 1000-3000 об/мин. С последующей однократной экструзионной обработкой на одно- или двухшнековой экструзионной установке при температуре 100-140°С, частоте вращения шнеков 50-100 об/мин., диаметре фильеры - 1-6 мм, с последующим дроблением на молотковой дробилке до частиц размером 0,1-1,0 мм, просеиванием через сито с отверстиями не более 1,0 мм и проведением магнитной сепарации с использованием постоянных магнитов, при этом толщина слоя продукта составляет 6-8 мм, а скорость прохождения слоя через магниты - не более 0,5 м/с. Данное изобретение позволяет разработать крахмалопродукт резистентный. Недостатком данного способа является изменение пищевой ценности крахмалопродукта, в связи с использованием вспомогательных веществ.These known methods for producing resistant starch products are described by the authors of patent RU 2759286 C1. Where flax seeds and/or flaxseed powder and/or flaxseed mucilage extract are used as a substance that increases the resistance of native starches. In this case, mechanical mixing is carried out for 1-5 minutes at 1000-3000 rpm. With subsequent single extrusion processing on a single- or twin-screw extrusion unit at a temperature of 100-140°C, screw rotation speed 50-100 rpm, die diameter - 1-6 mm, followed by crushing in a hammer crusher to particles of size 0. 1-1.0 mm, sifting through a sieve with holes no more than 1.0 mm and carrying out magnetic separation using permanent magnets, while the thickness of the product layer is 6-8 mm, and the speed of passage of the layer through magnets is no more than 0.5 m/s. This invention makes it possible to develop a resistant starch product. The disadvantage of this method is the change in the nutritional value of the starch product due to the use of excipients.
Известен еще один способ получения резистентного фосфорилированного крахмала (RU 2771048 C1), который включает обработку крахмала триполифосфатом натрия. Навеску образца крахмала 50 г диспергируют в дистиллированной воде путем перемешивания в течение 60 мин при температуре 25°С. Затем в перемешиваемую суспензию вносят по каплям водный раствор триполифосфата натрия 2 мл, доводят раствором НСl 0,5 н до рН 6 и перемешивают еще в течение часа. После седиментации суспензию четырежды промывают от кислоты дистиллированной водой и один раз этанолом. Надосадочную суспензию центрифугируют с помощью настольной центрифуги при 7000 об/мин в течение минуты и полученный осадок сушат до постоянной массы при 40°С. Изобретение направлено на разработку фосфорилированного крахмала с низким гликемическим индексом продуктов, который характеризует постепенное высвобождение глюкозы на протяжении длительного времени. Недостатком данного способа можно считать применение химических веществ при модификации крахмала, что сказывается на экологичности данного продукта, что также ограничивает его применение в некоторых продуктах, в том числе специализированного и функционального назначения.Another known method for producing resistant phosphorylated starch (RU 2771048 C1), which involves treating starch with sodium tripolyphosphate. A 50 g sample of starch is dispersed in distilled water by stirring for 60 minutes at a temperature of 25°C. Then an aqueous solution of sodium tripolyphosphate (2 ml) is added dropwise to the stirred suspension, adjusted with a 0.5 N HCl solution to pH 6 and stirred for another hour. After sedimentation, the suspension is washed from acid four times with distilled water and once with ethanol. The supernatant suspension is centrifuged using a benchtop centrifuge at 7000 rpm for one minute and the resulting precipitate is dried to constant weight at 40°C. The invention is aimed at developing phosphorylated starch with a low glycemic index of products, which characterizes the gradual release of glucose over a long time. The disadvantage of this method can be considered the use of chemicals when modifying starch, which affects the environmental friendliness of this product, which also limits its use in some products, including specialized and functional ones.
Еще один способ получения крахмала, обогащенный устойчивым крахмалом (патент RU 2544058 C2), предусматривает воздействие на богатый амилозой крахмал с содержанием амилозы 40 % или более кислотной обработкой в водном растворе неорганической кислоты. При этом кислотная обработка проводится при реакционных условиях, заданных выражениями соотношения. Недостаток данного способа в сложности процесса, а также в применении химических веществ.Another method for producing starch enriched with resistant starch (patent RU 2544058 C2) involves treating amylose-rich starch with an amylose content of 40% or more by acid treatment in an aqueous solution of inorganic acid. In this case, the acid treatment is carried out under reaction conditions specified by the ratio expressions. The disadvantage of this method is the complexity of the process, as well as the use of chemicals.
Наиболее близким по сущности является способ получения модифицированного крахмала, который был запатентован учеными Тюревым Е.П., Зверевым С.В., Цыгулевым О.В. (патент № RU 2078087). Данный способ получения крахмала включает предварительную обработку нативного крахмала и формирование крахмала-экструдера, при этом предварительную обработку ведут раствором крахмального клейстера или желатина, а крахмал-экструдер подвергают вторичному нагреву с использованием в качестве источника тепла ИК-излучатель. При этом используют 0,3 - 0,7 %-ный водный раствор крахмального клейстера или желатина, а вторичный нагрев осуществляют при температуре 15-18°С. Однако, технологические параметры данного способа не позволяют обеспечить повышение резистентных свойств нативных крахмалов.The closest in essence is the method for producing modified starch, which was patented by scientists E.P. Tyurev, S.V. Zverev, O.V. Tsygulev. (patent No. RU 2078087). This method of producing starch includes pre-treatment of native starch and the formation of a starch extruder, wherein the pre-treatment is carried out with a solution of starch paste or gelatin, and the starch extruder is subjected to secondary heating using an IR emitter as a heat source. In this case, a 0.3 - 0.7% aqueous solution of starch paste or gelatin is used, and secondary heating is carried out at a temperature of 15-18 ° C. However, the technological parameters of this method do not allow increasing the resistant properties of native starches.
Технической задачей и техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение арсенала способов получения высокоамилозного крахмала, обладающего повышенной степенью резистентности за счет ультразвукового воздействия, который может использоваться в технологиях пищевых систем (кондитерских, хлебобулочных, молочных, мясных и прочих).The technical task and technical result of the proposed invention is to expand the arsenal of methods for producing high-amylose starch, which has an increased degree of resistance due to ultrasonic exposure, which can be used in food system technologies (confectionery, bakery, dairy, meat and others).
Техническая задача и результат предлагаемого способа достигается за счет того, что способ получения высокоамилозного картофельного крахмала, включает приготовление водной суспензии из нативного картофельного крахмала и ее ультразвуковую обработку, при этом из крахмала готовят 4% водную суспензию при температуре 34-37°С, полученную суспензию перемешивают в течение 3 минут и обрабатывают ультразвуковым воздействием с частотой 22 ± 1,65 кГц мощностью 409,5 Вт в течение 10 минут при температуре 34-37°С, затем ее центрифугирут при скорости 6000 об/мин в течение 10 минут и сушат при температуре 30-40°С до влажности 17-20%.The technical problem and result of the proposed method is achieved due to the fact that the method for producing high-amylose potato starch includes the preparation of an aqueous suspension from native potato starch and its ultrasonic treatment, while a 4% aqueous suspension is prepared from starch at a temperature of 34-37 ° C, the resulting suspension stirred for 3 minutes and treated with ultrasound with a frequency of 22 ± 1.65 kHz and a power of 409.5 W for 10 minutes at a temperature of 34-37 ° C, then it is centrifuged at a speed of 6000 rpm for 10 minutes and dried at temperature 30-40°C to humidity 17-20%.
На основе применения низкочастотного ультразвукового воздействия (УЗВ) для модификации крахмала при вариациях по продолжительности и мощности наблюдаются кавитационные эффекты, которые обусловливают эрозию и образование пор на поверхности гранул крахмала, а это в свою очередь приводит к разрушению α-1,6-связей, при этом происходит увеличение содержания амилозной фракции, которое напрямую связано с количеством резистентного крахмала.Based on the use of low-frequency ultrasound (USV) to modify starch, with variations in duration and power, cavitation effects are observed, which cause erosion and the formation of pores on the surface of starch granules, and this in turn leads to the destruction of α-1,6 bonds, while there is an increase in the content of the amylose fraction, which directly related to the amount of resistant starch.
Экспериментально установлено, что:It has been experimentally established that:
- при УЗВ более 10 минут (при мощности 409,5 Вт) происходит разрушение α-1,6-связей и разрушение кристаллической структуры, при этом меняется размер крахмальных гранул, так как часть выделившейся амилозы переходит в раствор, здесь будет иметь место эффект микронизации;- with ultrasonic treatment for more than 10 minutes (at a power of 409.5 W), α-1,6-bonds are destroyed and the crystal structure is destroyed, and the size of starch granules changes, since part of the released amylose goes into solution, a micronization effect will take place here ;
- при УЗВ менее 10 минут (при мощности 409,5 Вт) не дает эффекта увеличения крахмального зерна в объеме, при этом α-1,6-связи не разрушаются, структурных изменений в крахмальном зерне не наблюдается, поэтому является не целесообразным.- with USV for less than 10 minutes (at a power of 409.5 W) it does not give the effect of increasing the starch grain in volume, while α-1,6-bonds are not destroyed, no structural changes are observed in the starch grain, therefore it is not advisable.
Технология реализации данного способа состоит в следующем. Из картофельного крахмала готовят 4,0 % водную суспензию температурой 34-37°С. Далее полученные суспензии обрабатывались ультразвуком в охладительной рубашке (для предотвращения нагревания водных суспензий выше указанных температур и набухания крахмальных зерен) в течение 10 минут при мощности 409,5 Вт, на акустическом источнике упругих колебаний - ультразвуковом приборе «Волна», модель УЗТА-0,63/22-ОМ, работающем на частоте 22 ± 1,65 кГц и выходной мощности не более 630 Вт. В качестве контрольного образца для сравнения свойств полученного при реализации предлагаемого способа получения высокоамилозного крахмала, была взята 4,0 %-ая водная крахмальная суспензия без обработки УЗВ. В таблице 1 приведены параметры модификации картофельного крахмала, полученного предлагаемым способом.The technology for implementing this method is as follows. A 4.0% aqueous suspension at a temperature of 34-37°C is prepared from potato starch. Next, the resulting suspensions were treated with ultrasound in a cooling jacket (to prevent heating of aqueous suspensions above the specified temperatures and swelling of starch grains) for 10 minutes at a power of 409.5 W, on an acoustic source of elastic vibrations - an ultrasonic device "Volna", model UZTA-0.63/22-OM, operating at a frequency of 22 ± 1.65 kHz and an output power of no more than 630 W. A 4.0% aqueous starch suspension without RAS treatment was taken as a control sample to compare the properties of the proposed method for producing high-amylose starch. Table 1 shows the modification parameters of potato starch obtained by the proposed method.
Пример 1. 4,0 грамма нативного картофельного крахмала помещают в сосуд, заливают 100 мл подготовленной (очищенной) воды при температуре 34-37°С и механически перемешивают в течение 3 минут. Полученную 4,0 % водную суспензию обрабатывают ультразвуком на приборе «Волна» модель УЗТА-0,63/22-ОМ, на частоте 22 ± 1,65 кГц при мощности 409,5 Вт в течение 10 минут с контролем температуры - 34-37°С (для предотвращения нагревания водных суспензий и набухания крахмальных зерен). Обработанные УЗВ суспензии центрифугировали при 6000 об/мин в течение 10 мин. Далее высушивались при температуре 30 - 40°С, до влажности 17-20 %, влажности товарного продукта. Для изучения влияния УЗВ из полученного модифицированного крахмала выделяли амилозу методом дифференциальной сканирующей спектрофотометрии (табл.1).Example 1. 4.0 grams of native potato starch is placed in a vessel, 100 ml of prepared (purified) water is poured at a temperature of 34-37 ° C and mechanically stir for 3 minutes. The resulting 4.0% aqueous suspension is treated with ultrasound on a Volna device, model UZTA-0.63/22-OM, at a frequency of 22 ± 1.65 kHz with a power of 409.5 W for 10 minutes with temperature control - 34-37 °C (to prevent heating of aqueous suspensions and swelling of starch grains). RAS-treated suspensions were centrifuged at 6000 rpm for 10 min. Then they were dried at a temperature of 30 - 40 ° C, to a moisture content of 17-20%, the moisture content of a commercial product. To study the effect of RAS, amylose was isolated from the resulting modified starch using differential scanning spectrophotometry (Table 1).
Пример 2. 4,0 грамма нативного картофельного крахмала помещают в сосуд, заливают 100 мл подготовленной (очищенной) воды при температуре 34-37°С и механически перемешивают в течение 3 минут. Полученную 4,0 % водную суспензию обрабатывают ультразвуком на приборе «Волна» модель УЗТА-0,63/22-ОМ, на частоте 22 ± 1,65 кГц и мощностью воздействия 630 Вт в течение 10 минут с контролем температуры - 34-37°С (для предотвращения нагревания водных суспензий и набухания крахмальных зерен). Обработанную УЗВ суспензию центрифугировали при 6000 об/мин в течение 10 мин. Далее высушивали при температуре 30-40°С, до влажности 17-20 %, влажности товарного продукта. Для изучения влияния УЗВ из полученного модифицированного крахмала выделяли амилозу методом дифференциальной сканирующей спектрофотометрии (табл.1).Example 2. 4.0 grams of native potato starch is placed in a vessel, 100 ml of prepared (purified) water is poured at a temperature of 34-37 ° C and mechanically stir for 3 minutes. The resulting 4.0% aqueous suspension is treated with ultrasound on a Volna device, model UZTA-0.63/22-OM, at a frequency of 22 ± 1.65 kHz and an exposure power of 630 W for 10 minutes with temperature control at 34-37° C (to prevent heating of aqueous suspensions and swelling of starch grains). Processed The RAS suspension was centrifuged at 6000 rpm for 10 min. Then it was dried at a temperature of 30-40°C, to a moisture content of 17-20%, the moisture content of a commercial product. To study the effect of RAS, amylose was isolated from the resulting modified starch using differential scanning spectrophotometry (Table 1).
Все заявляемые параметры процесса получения модифицированного крахмала (концентрация крахмальной суспензии, режимы УЗВ (время, мощность, температура), другие режимы выполнения способа выбраны экспериментально из условий, обеспечивающих наиболее эффективное проведение процесса модификации крахмала для получения технического результата (табл. 1).All declared parameters of the process for obtaining modified starch (concentration of starch suspension, ultrasonic treatment modes (time, power, temperature), other modes of the method were selected experimentally from the conditions that ensure the most effective implementation of the starch modification process to obtain a technical result (Table 1).
°СTemperature,
°C
мощность 630 ВтRAS time 5 min,
power 630 W
мощность 630 ВтRAS time 10 min,
power 630 W
мощность 630 ВтRAS time 15 min,
power 630 W
мощность 409,5 Вт RAS time 10 min,
power 409.5 W
Высушивают крахмал до влажности 17-20 %. Это необходимо для обеспечения оптимальных условий при хранении готового продукта. Приведенные выше примеры доказывают, что модификация крахмала предлагаемым способом с помощью УЗВ при мощности 409,5 Вт и времени воздействия 10мин. (табл.1) позволяет в три раза увеличить содержание амилозной фракции картофельного крахмала по сравнению с контрольным.The starch is dried to a moisture content of 17-20%. This is necessary to ensure optimal conditions for storing the finished product. The above examples prove that the modification of starch using the proposed method using ultrasonic ultrasound at a power of 409.5 W and an exposure time of 10 minutes. (Table 1) makes it possible to triple the content of the amylose fraction of potato starch compared to the control.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2810087C1 true RU2810087C1 (en) | 2023-12-21 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2078087C1 (en) * | 1993-10-21 | 1997-04-27 | Евгений Петрович Тюрев | Method of preparing the modified starch |
RU2159252C1 (en) * | 1999-10-20 | 2000-11-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов | Method of making modified starch |
CN107698685A (en) * | 2017-11-08 | 2018-02-16 | 西南大学 | The clean type production technology of sweet potato starch |
RU2657100C1 (en) * | 2017-04-10 | 2018-06-08 | Общество с ограниченной ответственностью "ДЖЕНЕРУС" | Device for producing potato starch with ultrasound (options) |
RU2674892C1 (en) * | 2017-10-12 | 2018-12-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ДЖЕНЕРУС" | Device for producing potato starch with ultrasound (options) |
RU2708557C1 (en) * | 2019-04-08 | 2019-12-09 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" | Modified starch production method |
RU2802377C2 (en) * | 2019-02-01 | 2023-08-28 | Сверигес Стеркельсепродусентер, Ференинг у.п.а. | Method for production of inhibited starch |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2078087C1 (en) * | 1993-10-21 | 1997-04-27 | Евгений Петрович Тюрев | Method of preparing the modified starch |
RU2159252C1 (en) * | 1999-10-20 | 2000-11-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов | Method of making modified starch |
RU2657100C1 (en) * | 2017-04-10 | 2018-06-08 | Общество с ограниченной ответственностью "ДЖЕНЕРУС" | Device for producing potato starch with ultrasound (options) |
RU2674892C1 (en) * | 2017-10-12 | 2018-12-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ДЖЕНЕРУС" | Device for producing potato starch with ultrasound (options) |
CN107698685A (en) * | 2017-11-08 | 2018-02-16 | 西南大学 | The clean type production technology of sweet potato starch |
RU2802377C2 (en) * | 2019-02-01 | 2023-08-28 | Сверигес Стеркельсепродусентер, Ференинг у.п.а. | Method for production of inhibited starch |
RU2708557C1 (en) * | 2019-04-08 | 2019-12-09 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" | Modified starch production method |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
РУСЬКИНА А.А., ПОТОРОКО И.Ю. "Возможности трансформации фракций нативного крахмала для получения сырьевых ингредиентов целевого назначения", Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии. Рубрика: Актуальные проблемы развития пищевых и биотехнологий, 3 т.10, 2022 года, 8 с., DOI: 10.14529/food220301. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mahajan et al. | Millet starch: A review | |
Park et al. | Clean label starch: production, physicochemical characteristics, and industrial applications | |
Ashogbon et al. | Recent trend in the physical and chemical modification of starches from different botanical sources: A review | |
BeMiller | Physical modification of starch | |
Zailani et al. | Functional and digestibility properties of sago (Metroxylon sagu) starch modified by microwave heat treatment | |
KR20080023674A (en) | Production of enzyme-resistant starch by extrusion | |
JP2006320325A (en) | Flour composition having increased total dietary fiber, process for producing the flour composition and use thereof | |
KR20070095206A (en) | Process tolerant starch composition with high total dietary fiber content | |
Rostamabadi et al. | Oat starch-How physical and chemical modifications affect the physicochemical attributes and digestibility? | |
Aaliya et al. | Impact of microwave irradiation on chemically modified talipot starches: A characterization study on heterogeneous dual modifications | |
Khan et al. | Preparation and characterization of resistant starch type III from enzymatically hydrolyzed maize flour | |
Wei et al. | Effect of different heat treatments on physicochemical properties and structural and digestibility of water caltrop starch | |
Zheng et al. | Co-extrusion of proanthocyanins from Chinese bayberry leaves modifies the physicochemical properties as well as the in vitro digestion of restructured rice | |
RU2810087C1 (en) | Method for producing high amylose potato starch | |
Schmiele et al. | Physical modifications of starch | |
Vidhyalakshmi et al. | Dry heat and ultrasonication treatment of pearl millet flour: effect on thermal, structural, and in-vitro digestibility properties of starch | |
KR102675586B1 (en) | Preparation of nano-sized nondigestible dextrins using debranching, alcohol precipitation and recrystallization | |
Zhang et al. | Influences of feed moisture on the structure and physicochemical properties of high amylose corn starch-flax oil complexes during extrusion | |
Zhang et al. | Effects of microwave on microscopic, hydration, and gelatinization properties of oat and its application on noodle processing | |
Zhang et al. | Water absorption behavior of starch: A review of its determination methods, influencing factors, directional modification, and food applications | |
Li et al. | High‐temperature air‐fluidization‐induced changes in the starch texture, rheological properties, and digestibility of germinated brown rice | |
Chen et al. | Effect of temperature during acetylation and heat moisture treatment on the structural and physicochemical properties and application of wheat starch | |
Li et al. | Structural characterization of different starch–fatty acid complexes and their effects on human intestinal microflora | |
Li et al. | Effects of microwave and conventional heating on physicochemical, digestive, and structural properties of debranched quinoa starch‐oleic acid complexes with different water addition | |
Chou et al. | Effects of different heating treatment and storage time on formation of resistant starch from potato starch |