Technology of synthesis of resistant starch, applicable for emulsion systems, on the basis of ultrasonic cavitation | Технология синтеза резистентного крахмала, применимого для эмульсионных систем, на основе ультразвуковой кавитации

Английский. As known, resistant starch can be used in food systems as a functional ingredient. Starch suspension treatment with low-frequency ultrasound (LFU) was applied to increase the proportion of resistant starch fractions in starch grains. The effectiveness of LFU treatments was estimated by an increase in the proportion of amylose in starch grains. The studies were carried out using 4% potato starch suspension as a reference sample (RS). The experimental sample (ES) was obtained by LFU treating a starch suspension with power of 630 W for 10 min. The structure of starch grains was determined by scanning electron microscopy; the particulate size of RS and ES and size distribution were determined using a laser diffraction analyzer Microtrak; crystal structure of RS and ES - by Fourier transformation X-ray diffraction (the wave number ratio of 1049/1022 was used to calculate the fraction of the crystal structure in starch); the amylose content - by the IRRI method based on iodine binding of an amylose solution. It was established that the proportion of size spectrum particles of 30±10 microns in the RS was 80%, and particles larger than 60 microns were absent. The LFU treatment of the suspension led to that there were no size spectrum particles of 30 ± 10 microns in the ES, and particles larger than 70 ± 10 microns accounted for 20%. The average diameter of starch granules increased from 37.64 (RS) to 49.63 microns (ES). The wave number ratio of 1049/1022 in RS was 0.95, and in ES - 0.84, which indicated an increase in the proportion of amylose in ES and a decrease in the crystallinity degree of ES as a result of its LFU treatment. This observation was confirmed by the results of amylose content determination by the IRRI method: the amylose content in ES increased about 10 times compared to RS. It is concluded that the LFU treatment of starch suspensions can effectively increase amylose content in starch grains, which will lead to an increase in the proportion of resistant starch fractions.

Русский. Как известно, резистентный крахмал может использоваться в пищевых системах в роли функционального ингредиента. Изучали эффективность обработки крахмальных суспензий низкочастотным ультразвуком (НУЗ) с целью увеличения доли фракций резистентного крахмала в крахмальном зерне. Об эффективности обработок НУЗ судили по увеличению доли амилозы в крахмальном зерне. Исследования проводили на 4%-ной суспензии картофельного крахмала (контрольный образец (КО)). Опытный образец (ОО) получали обработкой крахмальной суспензии НУЗ (мощность 630 Вт, экспозиция 10 мин). Структуру крахмальных зерен определяли методом сканирующей электронной микроскопии; размер частиц КО и ОО и их дисперсный состав - с помощью лазерного дифракционного анализатора Microtrak; кристаллическую структуру КО и ОО - методом рентгеновской дифракции с преобразованием Фурье (для расчета доли кристаллической структуры в крахмале использовали отношение волнового числа 1049/1022); содержание амилозы - методом IRRI, основанном на связывании йодом раствора амилозы. Установили, что в КО доля частиц размерного ряда 30±10 мкм составляла 80%, а частицы размером больше 60 мкм отсутствовали. Обработка суспензии НУЗ приводила к тому, что в ОО частицы размерного ряда 30±10 мкм отсутствовали, а частицы размером больше 70±10 мкм составляли 20%. Средний диаметр гранул крахмала возрастал с 37,64 (КО) до 49,63 мкм (ОО). Соотношение волнового числа 1049/1022 у КО составляло 0,95, а у ОО - 0,84, что говорило о возрастании доли амилозы в ОО и о снижении степени кристалличности ОО в результате его обработки НУЗ. Это наблюдение подтверждалось результатами определения содержания амилозы методом IRRI: содержание амилозы в ОО по сравнению с КО возрастало примерно в 10 раз. Сделан вывод, что обработка крахмальных суспензий НУЗ может эффективно увеличить содержание в крахмальных зернах амилозы, что приведет к повышению доли резистентных фракций крахмала.