Structural, morphological, and physicochemical properties of acetylated high-, medium-, and low-amylose rice starches

AbstractThe high-, medium-, and low-amylose rice starches were isolated by the alkaline method and acetylated by using acetic anhydride for 10, 30, and 90min of reaction. The degree of substitution (DS), the Fourier-transformed infrared spectroscopy (FTIR), the X-ray diffractograms, the thermal, morphological, and pasting properties, and the swelling power and solubility of native and acetylated starches were evaluated. The DS of the low-amylose rice starch was higher than the DS of the medium- and the high-amylose rice starches. The introduction of acetyl groups was confirmed by FTIR spectroscopy. The acetylation treatment reduced the crystallinity, the viscosity, the swelling power, and the solubility of rice starch; however, there was an increase in the thermal stability of rice starch modified by acetylation

Use browning inhibitors in rice parboiling: effects on chemical and technological properties of the grains

Rice is a staple food for over the half of the world's population, mainly in developing countries. The parboiling process consists of three additional staps to the conventional rice industrialization process, which are done prior dehusking: (1) soaking, (2) pressure steaming, and (3) drying. Although parboiling improves the nutritional and technological properties of rice, compared to polished white rice, the parboiled product is dark, yellowish, which negatively affects their consumers’ acceptability. The objective of the present study was to evaluate the ability of gallic acid, glycine, reduced glutathione and L-cysteine to inhibit browning reactions during the parboiling process of the rice. The color, the proximate composition, the flour pasting properties, the molecular mass and complexation of proteins, the percentage of soluble protein, the percentage of broken, stained and damaged grains, the cooking time, the texturometric profile, the free lysine content, the mono- and disaccharides contents, and the free 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde (HMF) content were determined. The use of glycine and higher concentrations of reduced glutathione at 1.0 and 2.0% levels were able to provide a whiter color to parboiled grains. However, these treatments increased the percentage of broken grains, thr protein extractibility, and the free lysine content. Furthermore, 1.0 and 2.0% levels of glycine and reduced glutathione treatments caused a reduction in the percentage of stained grains and HMF levels. The cooking time of parboiled rice treated with glycine, independent of concentration, was similar to the cooking time of parboiled rice without anti-browning. However, reduced glutathione decreased the cooking time of rice compared to rice parboiled without anti-browning of ati-browning agent, and increased the percentage of damaged grains, except at the 2.0% concentration. Glucose content in parboiled rice with glycine and reduced glutathione increased. However, no changes were observed in fructose and sucrose levels. Thus, the use of glycine is recommended to retard the browning of the grains and improve technological properties. However, the sensorial evaluation of these grains should be considered in future studies.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESO arroz é o principal alimento para mais da metade da população mundial, principalmente nos países em desenvolvimento. O processo de parboilização consiste em três etapas adicionais ao processo convencional de industrialização do arroz, realizadas antes do descascamento: (1) encharcamento, (2) autoclavagem e (3) secagem. Embora a parboilização promova benefícios nutricionais e tecnológicos ao arroz, comparado ao arroz branco polido, o produto parboilizado é mais escuro e amarelado, o que afeta negativamente a aceitabilidade no mercado. Neste contexto, objetivou-se com o estudo avaliar a capacidade do ácido gálico, da glicina, da glutationa reduzida e da L-cisteína na inibição de reações de escurecimento em arroz parboilizado. A cor dos grãos, a composição proximal, as propriedades de pasta da farinha, a massa molecular e a complexação de proteínas, o percentual de proteína solúvel, o percentual de grãos quebrados, manchados e danificados, o tempo de cocção, o perfil texturométrico, o teor de lisina livre, o teor de mono e dissacarídeos, e o teor de 5-hidroximetil-2-furaldeído livre (HMF) foram determinados. A utilização de glicina e as concentrações de 1,0 e 2,0% de glutationa reduzida foram capazes de conferir uma coloração mais branca aos grãos parboilizados, no entanto, esses tratamentos aumentaram o percentual de grãos quebrados, a solubilidade proteica e o conteúdo de lisina livre. Além disso, estes tratamentos provocaram redução no percentual de grãos manchados e nos níveis de HMF. O tempo de cocção do arroz parboilizado tratado com glicina, independente da concentração, foi semelhante ao tempo de cocção do arroz parboilizado sem adição de inibidores. No entanto, a glutationa reduzida foi capaz de diminuir o tempo de cocção em comparação ao arroz parboilizado convencionalmente, e aumentar o percentual de grãos danificados, exceto na concentração de 2,0%. Os teores de glicose no arroz parboilizado com glicina e glutationa reduzida aumentaram, entretanto, não foram observadas alterações nos níveis de frutose e de sacarose. Desta forma, o uso de glicina é recomendável para retardar o escurecimento dos grãos e melhorar propriedades tecnológicas, no entanto, deve ser considerada em estudos futuros a avaliação sensorial destes grãos

Effects of genotypes and steaming pressures on quality parameters of parboiled rice.

In the present study, six rice genotypes were subjected to the parboiling process with different steaming pressures and evaluated for chemical, physical and technological properties. The pure (Puita INTA CL, Guri INTA CL and Irga 424 RI) and hybrid genotypes (Titan CL, Lexus CL and Inov CL) were subjected to the parboiling process with steaming pressures of 0.25, 0.50 and 0.75 kgf.cm-2. The impacts of starch characteristics and steaming conditions were evaluated on the gelatinization degree, percentage of broken grains, cooking time, hardness, crystallinity and physicochemical properties of parboiled grains, as well as the susceptibility to darkening of the genotypes through color, soluble sugars, free lysine and HMF evaluations. Among the genotypes studied, Titan CL starch (the only material with medium amylose content) showed higher values of relative crystallinity, gelatinization temperatures and average of amylopectin chain length. Gelatinized rice under severe conditions (0.75 kgf.cm-2) showed a higher gelatinization degree, a lower percentage of broken grains and greater hardness, with a consequent reduction in paste viscosity and crystallinity of the flours. In addition, the gelatinized grains at 0.75 kgf.cm-2 were less porous, more translucent, with a lower degree of whiteness and higher levels of hydroxymethylfurfural. The content of soluble sugars and free lysine in the parboiled grains appeared to be more dependent of the genotype than parboiling conditions. The results obtained allow to identify and select the appropriate processing conditions, according to the plant material characteristics, besides to supporting the practice of industrial segregation for the parboiling of rice aiming the high quality of parboiled rice.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESNo presente estudo, seis genótipos de arroz foram submetidos ao processo de parboilização com diferentes pressões de autoclavagem e avaliados quanto às propriedades químicas, físicas e tecnológicas. Os genótipos convencionais (Puita INTA CL, Guri INTA CL e Irga 424 RI) e híbridos (Titan CL, Lexus CL e Inov CL) foram submetidos ao processo de parboilização com pressões de autoclavagem de 0,25, 0,50 e 0,75 kgf.cm-2. Foram avaliados os impactos das características do amido e das condições de autoclavagem sobre o grau de gelatinização, o percentual de quebrados, o tempo de cocção, a dureza, a cristalinidade e propriedades físico-químicas dos grãos parboilizados, bem como a suscetibilidade dos genótipos ao escurecimento através das avaliações de cor, açúcares solúveis, teor de lisina livre e hidroximetilfurfural. Dentre os genótipos estudados, o amido Titan CL (único material de média amilose) apresentou maiores valores de cristalinidade relativa, temperaturas de gelatinização e comprimento médio de cadeia de amilopectina. O arroz gelatinizado em condições severas (0,75 kgf.cm-2) apresentou maior grau de gelatinização, menor percentual de grãos quebrados e maior dureza, com consequente redução das viscosidades de pasta e da cristalinidade das farinhas. Além disso, os grãos gelatinizados a 0,75 kgf.cm-2 apresentaram-se menos porosos, mais translúcidos, com menor grau de brancura e maiores teores de HMF. O teor de açúcares solúveis e lisina livre nos grãos parboilizados aparentaram ser mais dependentes do genótipo do que das condições de parboilização. Os resultados obtidos permitem identificar e selecionar as condições de processamento adequadas, de acordo com as características do material vegetal, além de dar suporte à prática de segregação industrial para a parboilização de arroz visando alta qualidade de arroz parboilizado