Effect of saccharose and artificial sweeteners on the selected rheological properties of commercial modified starches

Współczesne technologie produktów niskokalorycznych przewidują wykorzystanie skrobi modyfikowanych do celów spożywczych oraz zastąpienie sacharozy innymi substancjami słodzącymi. W związku z tym wydaje się konieczne prowadzenie badań modelowych preparatów skrobi modyfikowanych z sacharozą i jej zamiennikami. Celem niniejszej pracy była ocena wpływu sacharozy i jej zamienników na wybrane właściwości reologiczne preparatów skrobiowych. Materiał badawczy stanowiły handlowe modyfikowane skrobie ziemniaczane: skrobia utleniona żelująca (E 1404), fosforan diskrobiowy (E 1412), acetylowany fosforan diskrobiowy (E 1414) i acetylowany adypinian diskrobiowy (E 1422) produkowane przez Wielkopolskie Przedsiębiorstwo Przemysłu Ziemniaczanego S.A. w Luboniu oraz sacharoza, sorbitol, acesulfam K, aspartam. Wymienione skrobie przebadano pod względem zdolności wiązania wody i rozpuszczalności w wodzie w temperaturze 25 i 60 °C, wyznaczono również krzywe płynięcia przy użyciu reometru rotacyjnego Rheolab MC1. Do wyznaczenia krzywych płynięcia przygotowano 5 % kleiki skrobiowe w wodzie, w roztworze sacharozy lub jej zamienników. Stężenie sacharozy było dobrane zgodnie ze stężeniem sugerowanym przez producentów budyniów spożywczych, natomiast pozostałe roztwory słodzików sporządzono tak, by stopień słodkości był porównywalny ze słodkością roztworu sacharozy. Kleiki bezpośrednio po przygotowaniu umieszczono w elemencie pomiarowym reometru rotacyjnego i wykonano pomiar w temperaturach 25 ± 0,5 °C, 40 ± 0,5 °C i 60 ± 0,5 °C. Wykreślono krzywe płynięcia, a do ich opisu zastosowano model Herschela-Bulkley`a.Under the contemporary technologies, modified starches will be used in food products, and saccharose will be replaced with other sweeteners. Thus, it seems indispensable to conduct model studies on preparations of modified starches containing saccharose and its substitutes. The objective of this paper was to assess the effect of saccharose and its substitutes on some selected rheological properties of starch preparations. The investigation materials were commercial, modified potato starches: oxidized gelating starch (E1404), distarch phosphate (E1412), acetylated distarch phosphate (E1414), and acetylated distarch adipate (E1422) produced by the ‘Wielkopolskie Przedsiebiorstwo Przemysłu Ziemniaczanego S.A.’ Joint Stock Co. in Luboń, as well as saccharose, sorbitol, acesulfame K, and aspartame. The above indicated starches were analyzed with regard to the water binding capacity and water solubility at 25 °C and 60 °C. Furthermore, flow curves were determined using a Rheolab MC1 rheometer. For the purpose of determining those flow curves, 5 % starch gels were prepared in water, saccharose solution, or in solutions of the saccharose substitutes. The saccharose concentration was chosen so as to comply with the concentration suggested by manufacturers of blancmanges, and the other solutions of sweeteners were prepared to make their sweetness comparable to the sweetness of the saccharaose solution. The ready made gels were immediately placed in the measuring element of rotational rheometer and the measurements were taken at a temperature of 25 ± 0.5 °C, 40 ± 0.5 °C, and 60 ± 0.5 °C. Flow curves were drawn up and described using a Herschel-Bulkley model

Effect of microwave irradiation on rheological properties of starch hydrolysate solutions showing different degree of depolymerization

Celem niniejszej pracy była ocena wpływu ogrzewania mikrofalowego na właściwości reologiczne roztworów maltodekstryn ziemniaczanych, różniących się stopniem scukrzenia. Materiał badawczy stanowiły handlowe hydrolizaty skrobi o trzech stopniach depolimeryzacji oraz maltodekstryna laboratoryjna o średnim stopniu scukrzenia. Z badanych maltodekstryn sporządzono roztwory, które analizowano przy użyciu reometru rotacyjnego. Wykreślono krzywe płynięcia w temp. 50 °C oraz krzywe określające zależność lepkości od temperatury w zakresie od 20 do 60 °C. Do opisu krzywych płynięcia zastosowano model Herschela-Bulkley'a, Newtona, a model Arrheniusa wykorzystano do wyznaczenia parametrów krzywych zależności lepkości od temperatury. Przeprowadzone analizy dowiodły, że modyfikacja fizyczna maltodekstryn przyczyniła się do zmiany wielkości parametrów reologicznych sporządzonych z nich roztworów. Oddziaływanie polem mikrofalowym o mocy 440 W na hydrolizaty skrobiowe o średnim i wysokim stopniu depolimeryzacji spowodowało obniżenie wartości liczbowych współczynnika lepkości dynamicznej. Natomiast podwyższenie mocy mikrofalowania do 800 W przyczyniło się do wzrostu wielkości tego parametru, za wyjątkiem handlowej maltodekstryny średnio scukrzonej. Z kolei charakterystyka temperaturowa lepkości preparatów sporządzonych ze średnio i wysoko scukrzonych hydrolizatów skrobiowych nie uległa zmianie po ich ogrzewaniu mikrofalowym.The objective of this study was to assess the impact of microwave irradiation on rheological properties of potato maltodextrin solutions showing different saccharification degree. The investigation material constituted commercial potato hydrolysates with three degrees of depolymerization and a laboratory maltodextrin of a middle degree of saccharification. The maltodextrins studied were used to make solutions, which were analyzed using a rotational rheometer. Flow curves at 50 ºC were plotted as were curves determining the relation between viscosity and temperature in the range from 20 to 60 ºC. In order to describe flow curves, Herschel-Bulkley and Newton models were applied, and Arrhenius model was used to determine the parameters of viscosity-temperature curves. The analyses accomplished proved that the physical modification of maltodextrins contributed to a change in the values of rheological parameters of solutions made thereof. The impact of a 440 W microwave irradiation on the potato hydrolysates with a medium and high degree of depolimerization caused the decrease in numerical values of dynamic viscosity coefficient. The increased microwave irradiation power to 800 W caused this parameter to increase, too, except for a commercial, medium saccharified maltodextrin. On the other hand, the temperature characteristic of viscosity of preparations made of medium and highly saccharified starch hydrolisates did not change after their microwave irradiation

Effect of microwave irradiation on selected properties of potato maltodextrins

Celem pracy była ocena wpływu ogrzewania mikrofalowego na wybrane właściwości maltodekstryn ziemniaczanych o różnym stopniu depolimeryzacji. Materiał badawczy stanowiły handlowe maltodekstryny o trzech stopniach scukrzenia oraz hydrolizat otrzymany w laboratorium o średnim stopniu hydrolizy. Wszystkie maltodekstryny poddano działaniu pola mikrofalowego o mocy 440 W lub 800 W. W trakcie realizacji tematu analizowano wpływ ogrzewania mikrofalowego na wielkość równoważnika glukozowego DE, średnią masę cząsteczkową nierozgałęzionych i rozgałęzionych frakcji o długich łańcuchach bocznych oraz frakcji o rozgałęzionych krótkich łańcuchach z wykorzystaniem chromatografii żelowej (GPC), a także zmianę składu węglowodanowego hydrolizatów skrobiowych przy wykorzystaniu wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC). Ponadto badano wpływ oddziaływania pola mikrofalowego na liczbę generowanych wolnych rodników w hydrolizatach skrobiowych, wykorzystując paramagnetyczny rezonans elektromagnetyczny (EPR). Na podstawie przeprowadzonych analiz stwierdzono istotny wpływ promieniowania mikrofalowego na zmianę właściwości maltodekstryn. Wszystkie badane maltodekstryny modyfikowane w polu mikrofalowym wykazały niższą zawartość frakcji rozgałęzionych o krótkich łańcuchach bocznych. Z kolei stopień retrogradacji zależał zarówno od stopnia scukrzenia skrobi, jak i mocy mikrofal użytej do modyfikacji hydrolizatów. Przeprowadzone badania hydrolizatów skrobiowych z wykorzystaniem paramagnetycznego rezonansu elektromagnetycznego dowiodły obecności wolnych rodników we wszystkich przebadanych maltodekstrynach.The objective of the research study was to assess the effect of microwave irradiation on the selected properties of potato maltodextrins showing different depolymerization degrees. The research material consisted of commercial maltodextrins of three saccharification degrees and one hydrolysate of a medium hydrolysis degree produced in a laboratory. All the maltodextrins were irradiated using a 440 W or 800 W microwave field. While carrying out the research, the effect was analyzed of microwave irradiation on the value of glucose equivalent ‘DE’, as well as on the mean molecular mass of branched and non-branched fractions with long side chains and of the branched short chains. This effect was studied using a Gel Permeation Chromatography (GPC). Also, the change in the carbohydrate composition of starch hydrolysates was studied using a High Pressure Liquid Chromatography (HPLC). Furthermore, the impact of microwave field interaction on the number of free radicals generated in starch hydrolysates was studied using an Electron Paramagnetic Resonance (EPR). Based on the analyses accomplished, it was found that the microwave irradiation had a significant impact on the change in the properties of maltodextrins. All the maltodextrins investigated, modified in the microwave field, had a lower content of branched fractions with short side chains. On the other hand, the degree of retro-gradation depended both on the saccharification degree of starch and the power of microwaves used to modify hydrolysates. The accomplished research of the starch hydrolysates using the Electron Paramagnetic Resonance proved that free radicals were present in all the maltodextrines investigated

Protein- and polysaccharide-based edible packagings: profile and applications

Opakowania do żywności muszą spełniać wymagania mające na celu zapewnienie odpowiedniej jakości produktów spożywczych, w tym ich bezpieczeństwa zdrowotnego. Powinny zapewniać także wygodę konsumentom. Podstawową funkcją opakowań jest ochrona żywności przed zepsuciem w wyniku działania mikroflory, a także procesów chemicznych i fizycznych. Większość opakowań dostępnych na rynku to niebiodegradowalne pochodne produktów ropy naftowej. Obecnie na świecie obserwuje się trend proekologiczny mający na celu ograniczenie zużycia opakowań syntetycznych na rzecz opakowań na bazie polimerów naturalnych. Jedno z działań w tym kierunku dotyczy badań nad produkcją opakowań jadalnych. W niniejszej pracy przedstawiono charakterystykę najpopularniejszych jadalnych folii i błon na bazie białek i polisacharydów stosowanych do pakowania i powlekania żywności.Food packagings must meet some requirements in order to ensure adequate quality of food products including health safety thereof. They should also provide the convenience to consumers. The basic function of packagings is to protect food from microbial spoilage and, also, from physical and chemical processes. The majority of packagings available in the market are petroleum-based, non-biodegradable products. Presently, in the world, there is a pro-ecological trend that aims at cutting back on the utilization of synthetic packagings and at supporting natural polymers-based packagings. One of the activities towards this goal is the research into the production of edible packagings. In this paper, there are presented profiles of the most popular edible films and coatings based on proteins and polysaccharides used to pack and coat food products

Effect of microwave irradiation on selected physical and chemical properties of corn starch and corn maltodextrins showing different dextrose equivalents

Celem niniejszej pracy była ocena wpływu ogrzewania mikrofalowego na wybrane właściwości fizykochemiczne żeli skrobi kukurydzianej oraz hydrolizatów z niej otrzymanych. Materiał badawczy stanowiła skrobia kukurydziana oraz maltodekstryny kukurydziane o średnim i wysokim stopniu scukrzenia. Wszystkie próbki materiału wyjściowego poddano ogrzewaniu w polu mikrofalowym o mocy 440 W lub 800 W i oznaczono zawartość białka oraz tłuszczu, wyznaczono parametry barwy, zbadano podatność na retrogradację skrobi i jej hydrolizatów oraz wykreślono krzywe płynięcia w temp. 50 °C 2 % kleików skrobi i 40 % roztworów maltodekstryn. Dowiedziono, że modyfikacja fizyczna zarówno skrobi kukurydzianej, jak i jej hydrolizatów przyczyniła się do zmiany zawartości tłuszczu, a także wielkości parametrów barwy badanych próbek, jednak nie wpłynęła na zmianę zawartości białka. Ogrzewanie skrobi i maltodekstryn w polu mikrofalowym spowodowało obniżenie wartości turbidancji w całym okresie analiz. Natomiast podczas oznaczeń reologicznych zaobserwowano wpływ modyfikacji fizycznej na wartość naprężeń ścinających w trakcie analiz roztworów maltodestryn. Jednak mikrofalowanie skrobi i maltodekstryn kukurydzianych nie wpłynęło na zmianę wartości parametrów reologicznych uzyskanych z nich próbek.The objective of the study was to assess the impact of microwave irradiation on the selected physical and chemical properties of corn starch gels and hydrolysates produced from corn starch. The research material constituted a corn starch and corn maltodextrines showing a medium and high degree of saccharification. All samples of the initial material were heated in a 400 W or 800 W microwave oven. Next, the contents of protein and fat were determined in the samples, as were the colour parameters; the sensitivity of starch and its hydrolysates to retrogradation was analyzed; the flow curves were drawn of 2 % starch paste and of 40 % solutions of maltodextrins, at a temperature of 50 °C. It was proved that the physical modification of both the corn starch and its hydrolisates contributed to the change in the fat content and in the values of colour parameters of the samples analyzed; however, it did not impacted any change in the content of proteins. The heating of the starch and maltodextrins in a microwave field caused the turbidance value to decrease over the entire period of analyses. In contrast, when rheological determinations were performed, it was found that the physical modification impacted the value of shear stresses during the analyses of maltodextrin solutions. However, no effect was found of the microwave irradiation of the corn starch and maltodextrins studied on the change in the rheological parameters of the samples prepared from the initial material studied

Efekt dodatku maltodekstryn o różnym stopniu depolimeryzacji na wybrane właściwości tekstury i parametry barwy

Systems of potato starch and potato maltodextrins saccharified to various degrees (low, medium, or high) were investigated to understand the effect of maltodextrin addition on some rheological properties of starch pastes and on chosen textural properties and colour parameters of starch gels. The samples for the study were 10% water pastes of starch alone and starch with maltodextrin added in amounts constituting 10, 20, 30, 40 or 50% (w/w) of the starch. The rheological investigations included determination of flow curves at a temperature of 50°C. The flow curves obtained were described using the Herschel-Bulkley model. The gels were subjected to texture profile determination and to colour analysis in the CIELab space using D65 illuminant and 10° observer. It was found that maltodextrin affects the properties of starch gels even if it replaces as little as 10% of starch in the system. As the proportion of maltodextrin in the gel increases, its flow strength decreases, the thinning degree increases, and the textural parameters change. The changes, however, are not proportional either to the saccharification degree or to the proportion of maltodextrin in the gel. Maltodextrin present in starch gels, regardless of its amount, influences also the values of colour parameters in the CIELab system.Celem pracy była analiza wpływu dodatku maltodekstryn ziemniaczanych o różnym stopniu depolimeryzacji na wybrane właściwości teksturalne oraz parametry barwy układów skrobi ziemniaczanej, w których 10-50% skrobi zostało zastąpione hydrolizatami ziemniaczanymi o różnym stopniu scukrzenia. Materiał badawczy stanowiła handlowa skrobia ziemniaczana oraz handlowe ziemniaczane maltodekstryny – nisko scukrzona, średnio scukrzona i wysoko scukrzona. Do badań sporządzono 10% kleiki skrobi ziemniaczanej w wodzie oraz kleiki, w których kolejno 10, 20, 30, 40 i 50% skrobi zastąpiono hydrolizatem skrobiowym. Z tak otrzymanych kleików wyznaczono krzywe płynięcia w temperaturze 50°C, oznaczono barwę w układzie CIELab oraz wyznaczono profil tekstury. Do opisu krzywych płynięcia zastosowano model Herschel-Bulkley. Przeprowadzone analizy dowiodły, że zastąpienie skrobi już 10% maltodekstryny wpływa na zmianę właściwości żeli. Zmiany te jednak nie są proporcjonalne ani do stopnia scukrzenia maltodekstryn ani do procentowego udziału hydrolizatów w żelach. Wraz ze wzrostem udziału maltodekstryn w żelach obniża się lepkość pozorna, wzrasta ich rozrzedzenie, a także zmieniają się wartości parametrów tekstury. Również nawet 10% udział maltodekstryny w żelach, powoduje zmianę wartości parametrów barwy w układzie CIELab przy zastosowaniu iluminantu D65 i obserwatora 10°

Effect of copper ions on selected properties of starch of different botanical origin

Celem pracy była ocena wpływu wysycania skrobi różnego pochodzenia jonami miedzi na wybrane właściwości fizykochemiczne otrzymanych preparatów skrobiowych. Materiał badawczy stanowiły: skrobia ziemniaczana, pszenna oraz kukurydziana, które poddano modyfikacji przez wbudowanie jonów miedzi metodą przemywania skrobi roztworami siarczanu(VI) miedzi(II) o trzech różnych stężeniach. W skrobiach naturalnych oraz modyfikowanych chemicznie oznaczono ilość wbudowanych jonów miedzi oraz zawartość sodu, potasu, wapnia oraz magnezu metodą ASA. Ponadto oznaczono zawartość: suchej masy, amylozy, białka, tłuszczu, fosforu, a także przeprowadzono analizę zdolności wiązania wody i rozpuszczalności w temperaturze: 40, 60 i 70 °C. Przeprowadzona analiza dowiodła obecności jonów miedzi w badanych preparatach skrobi modyfikowanych i wypłukania z nich jonów sodu, potasu, wapnia i magnezu. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że modyfikacja chemiczna skrobi metodą wysycania miedzią nie wpłynęła na zawartość amylozy i białka w preparatach, ale istotnie zmniejszyła zawartość tłuszczu. Stwierdzono również wpływ wzbogacania skrobi w jony miedzi na zdolność wiązania wody i rozpuszczalność w wodzie. Zmiany te zależały zarówno od stężenia roztworu użytego podczas modyfikacji, jak również od pochodzenia botanicznego skrobi.The objective of the study was to assess the impact of copper ions-saturated starch of different origin on physical and chemical properties of the starch preparations produced. The investigation material included starches of potato, corn, and wheat. The starches analyzed were modified through incorporating copper ions; the method applied consisted in bathing the starches in copper (II) sulfate (VI) solutions of three different concentration rates. In the native and chemically modified starches determined were the contents of copper ions incorporated, as well as of sodium, potassium, calcium, and magnesium. The determination method applied was an ASA method. Moreover, the contents of dry matter, amylose, protein, fat, and phosphorus were determined. The water-binding capacity of the starches and their water solubility at temperatures of 40 °C, 60 °C and 70 °C were analyzed, too. The analysis performed proved the presence of copper ions in the modified starch preparations analyzed; it also confirmed that the ions of sodium, potassium, calcium, and magnesium were washed away from the starches. Based on the results obtained, it was found that the chemical modification of starches using the saturation with copper ions did not change the content of amylose and protein in the preparations; however, it significantly decreased the content of fat. Additionally, it was found that enriching the starches with copper ions impacted its water-binding capacity and its water solubility. Those changes depended on both the concentration rate of the solution used during the modification and the botanical origin of starch