Starch Technology Lecture 2

Uploaded from authorPOINTLite
Views:
 
Category: Education
     
 

Presentation Description

No description available.

Comments

By: pangbenzzz (17 month(s) ago)

thak ค่ะ

By: binggo (17 month(s) ago)

thankyou

Presentation Transcript

Starch technology: 

Starch technology Lecture 2: Starch behaviour Starch analysis and determination

สมบัติของแป้ง: 

สมบัติของแป้ง native stage ธัญพืช (cereals/grains) - เม็ดแป้ง (granules) round to irregular 1 -100 ไมครอน semi crystalline โมเลกุลของอะไมโลสและอะไมโลเพกทินจัดเรียงตัวในเม็ดแป้งเป็นชั้นๆ Amylopectin branching ทำให้เม็ดแป้งมีลักษณะเป็นชั้นๆ internal hydrogen bond ทำให้ดูดน้ำได้น้อย และละลายน้ำได้ยาก

Native stage: 

Native stage

สมบัติของแป้ง: 

สมบัติของแป้ง starch granule ลักษณะเป็น spherocrystal ชั้นโมเลกุลของแป้งจะเรียงกันในแนวรัศมีเป็นชั้นๆ เนื้อเยื่อชั้นแรกเจริญมาจากจุดศูนย์กลางของเม็ดแป้ง เรียกว่า hilum มีลักษณะเป็นกากบาท - cross เม็ดแป้งยังมีคุณสมบัติทำให้เกิดการบิดระนาบแสงโพลาไรซ์ (birefringence) เม็ดแป้งจะไม่ละลายในน้ำเย็น แต่สามารถพองตัวได้เล็กน้อย เมื่อทำให้แห้งจะสามารถหดกลับจนมีขนาดเท่าเดิมได้ และมีความเสถียร (consistency)

สมบัติของแป้ง: 

สมบัติของแป้ง Gelatinization การเกิดเจล เมื่อละลายแป้งลงในน้ำที่มีปริมาณมากพอ และให้ความร้อนโดยค่อยๆ เพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้น เม็ดแป้งจะเริ่มพองตัว บริเวณที่เป็น hilum ของเม็ดแป้งจะเริ่มจางหายไป critical temperature เป็นจุดที่เม็ดแป้งสูญเสียความสามารถในการบิดระนาบแสงโพลาไรซ์ polarization cross หายไป น้ำแป้งมีความหนืดและความใสเพิ่มขึ้น (starch paste) อุณหภูมิที่สารละลายเกิดความหนืดเรียกว่าอุณหภูมิเริ่มเจลาทิไนซ์

Gelatinization: 

Gelatinization

Gelatinization – corn starch: 

Gelatinization – corn starch

Viscosity vs. temperature: 

Viscosity vs. temperature

ช่วงอุณหภูมิในการเกิดเจลาทิไนซ์ของแป้ง: 

ช่วงอุณหภูมิในการเกิดเจลาทิไนซ์ของแป้ง

ช่วงอุณหภูมิในการเกิดเจลาทิไนซ์ของแป้ง: 

ช่วงอุณหภูมิในการเกิดเจลาทิไนซ์ของแป้ง

Gelatinized starch: 

Gelatinized starch dry gelatinized starch – มีคุณสมบัติเปลี่ยนไป สามารถดูดน้ำได้อย่างรวดเร็ว มีคุณสมบัติเป็นกาว (smooth paste) ได้ในน้ำเย็น นิยมนำไปใช้เป็น สารเพิ่มความข้นหนืดให้กับอาหาร (thickener) กาวติดกระดาษ เช่น แสตมป์ (stamp) ปรับสภาพของกระดาษ ความหนาของกระดาษเป็นแกรม (sizing for cloth/paper)

Pre-gelatinized starch: 

Pre-gelatinized starch Roll drying ฉีดน้ำแป้งลงไปบนผิวลูกกลิ้ง เมื่อน้ำแป้งได้รับความร้อนจะเริ่มสุก จึงใช้มีดตัดแป้งออกมาแล้วนำไปทำแห้ง Spray drying สารละลายน้ำแป้งจะถูกพ่นขึ้นไปในอากาศ ที่มีความร้อนมาก น้ำแป้งจะได้รับความร้อนและสุกตกลงมา จึงจะนำไปทำให้แห้งต่อไป Extrusion drying ผ่านน้ำแป้งเข้าไปในเครื่อง extruder ซึ่งมีสกรู 2 อันเสียดสีกันจนเกิดความร้อน เมื่อน้ำแป้งผ่านเข้าไปจะได้รับความร้อนและทำให้แป้งสุก ก่อนจะนำไปทำแห้งต่อไป

ปัจจัยที่มีผลต่อการเจลาทิไนซ์ของแป้ง: 

ปัจจัยที่มีผลต่อการเจลาทิไนซ์ของแป้ง อุณหภูมิ ปริมาณความร้อนหรือแรงที่ทำให้เกิดความร้อน แหล่งที่มาของแป้งหรือชนิดที่มาของแป้ง อัตราส่วนของน้ำต่อแป้งในส่วนผสมของสารละลายที่ใช้ทำ ปริมาณโปรตีนที่เป็นองค์ประกอบของแป้ง ปริมาณไขมันที่เป็นองค์ประกอบของแป้ง

สมบัติของแป้ง: 

สมบัติของแป้ง Retrogradation หลังจากเกิด gelatinization แล้วให้ความร้อนต่อไป เม็ดแป้งพองตัวเพิ่มขึ้นจนถึงจุดที่พองตัวเต็มที่และแตกออก ความหนืดลดลง ทิ้งไว้ให้เย็นโมเลกุลของอะไมโลสจะตกตะกอน ได้เจลที่มีลักษณะคล้ายแป้งเปียก ความหนืดและความคงตัวมากขึ้น ลักษณะขุ่นขาวทึบแสง สูญเสีย consistency

Retrogradation: 

Retrogradation สมบัติของแป้งเปลี่ยนไป ละลายน้ำได้ยากขึ้น ทำการย่อยสลายหรือ hydrolyze ด้วยเอนไซม์ได้ยากขึ้น แป้งที่ได้มักไม่ทำปฏิกิริยากับสารละลายไอโอดีน แป้งที่มีสัดส่วนของอะไมโลสสูงจะมีโอกาสเกิดการคืนตัวได้สูง - starch-starch bonding

การตรวจวิเคราะห์แป้ง: 

การตรวจวิเคราะห์แป้ง Intact starch granule แป้ง > 50% วิธีตรวจวิเคราะห์ Microscope Staining ด้วย iodine หรือ dye อื่นๆ Enzyme technique Vertical identification

Microscope: 

Microscope ศึกษาการเปลี่ยนแปลงของ cross ร่วมกับการใช้เทคนิคอื่นๆ วัตถุประสงค์ เพื่อแบ่งกลุ่ม จัดประเภท ศึกษาขนาดและโครงสร้างของเม็ดแป้ง เพื่อจะบอกแหล่งที่มาของแป้งในผลิตภัณฑ์- botanical source การปนเปื้อน

Microscope: 

Microscope เทคนิคและอุปกรณ์ที่ใช้ Light microscope เป็นกล้องจุลทรรศน์ทั่วไป หรือกล้อง Polarized light เพื่อใช้ศึกษา birefringence Dry straining microscopy ย้อมสีเม็ดแป้งด้วยเกล็ดไอโอดีนภายใต้กล้องจุลทรรศน์ Scanning electron microscope ลักษณะโมเลกุลของเม็ดแป้ง สิ้นเปลืองเวลาและค่าใช้จ่ายสูง

Staining: 

Staining Iodine staining Cation dyed - methylene blue dyed

Iodine staining: 

Iodine staining วัตถุประสงค์ เพื่อตรวจสอบอย่างง่ายว่ามีแป้งเป็นองค์ประกอบหรือไม่ Botanical origin แหล่งที่มาของแป้งจากขนาดและลักษณะของเม็ดแป้ง Amylose/Amylopectin ratio ดูจากสีน้ำเงิน/สีม่วงแดง กระบวนการผลิตแป้งที่นำมาตรวจสอบว่าเป็น การผลิตแบบแห้ง (Dry milling) หรือ ผลิตแบบเปียก (Wet milling) ความเสียหายของเม็ดแป้ง ปริมาณอะไมโลสหลุดออกมาจากเม็ดแป้ง

Cation dyed: 

Cation dyed วัตถุประสงค์ เพื่อใช้ตรวจสอบแป้งที่ถูกดัดแปลงทางเคมี unmodified potato starch จะมีประจุลบจาก PO4 – Modified potato starch มีการเติมหมู่ carboxyl color intensity มีความสัมพันธ์กับdegree of substitution

Enzyme technique: 

Enzyme technique วัตถุประสงค์ เพื่อจำแนกชนิดของตัวอย่างที่ไม่สามารถศึกษาได้ด้วยวิธีอื่นๆ อยู่ในสารละลายข้นหนืดเช่น น้ำเชื่อมกลูโคส (glucose syrup) สารแขวนลอยในกลีเซอรอล หรือในน้ำมันแร่ (light mineral oil) -amylase ย่อยสลายผลิตภัณฑ์ที่มีแป้งอยู่ เก็บส่วนที่ไม่ละลายน้ำโดยการกรอง แล้วจึงนำไปตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ต่อไป วิธีนี้นิยมใช้กับผลิตภัณฑ์ที่มาจากโรงงานผลิตน้ำเชื่อมกลูโคส

Vertical identification: 

Vertical identification วัตถุประสงค์ แยกแป้งที่มีเฉพาะอะไมโลเพกทิน (waxy starch) ออกจากแป้งที่มีอะไมโลสผสม (non-waxy starch) แป้งที่ต้องการศึกษามีแหล่งที่มาเดียวกัน เช่น ผลิตจากข้าวโพด ย้อมเม็ดแป้งด้วยสารละลายโอดีนบนสไลด์ ตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ นับเม็ดแป้งที่ย้อมติดสีน้ำเงิน (amylose) เม็ดแป้งที่ติดสีแดง (amylopectin) แล้วนำค่าที่ได้มาหาสัดส่วนของอะไมโลสและอะไมโลเพกทิน

การวิเคราะห์คุณสมบัติของแป้ง: 

การวิเคราะห์คุณสมบัติของแป้ง Gelatinization วัตถุประสงค์ ศึกษาการเกิดเจลาทิไนเซซันของแป้ง ความหนืด ความสามารถในการอุ้มน้ำ การเป็นแป้งเปียก (aqueous starch paste) จำลองสภาพการนำแป้งไปใช้งานจริงในกระบวนการผลิตอุตสาหกรรม

Gelatinization: 

Gelatinization Hot stage microscope /‘Kofler’ light microscope ศึกษาการพองตัวของเม็ดแป้งในช่วงที่แป้งเกิดเจลาทิไนเซซัน เป็นกล้องจุลทรรศน์ที่มีแหล่งกำเนิดความร้อนใต้ฐานรองสไลด์ ส่องผ่านกล้องจุลทรรศน์ เตรียมแป้งผสมน้ำ (starch slurry) ใส่บนสไลด์

Gelatinization: 

Gelatinization Viscograph / Brabender viscoamylograph วัดความหนืด กวนสารแขวนลอยและวัดความหนืด มีแหล่งให้ความร้อนแก่สารละลายข้อมูลที่ได้จะถูกสร้างเป็นกราฟ viscosity, temp, time ใช้ปริมาณแป้งผสมน้ำค่อนข้างมาก หากมีตัวอย่างจำกัดจะไม่สามารถวัดได้

Viscograph: 

Viscograph

Gelatinization: 

Gelatinization Rapid visco analyzer (RVA) หรือ Brookfield Mixed Viscometer System (MVS) วัดความหนืดของแป้งผสมน้ำ อุณหภูมิ และเวลา ปริมาณตัวอย่างที่ใช้จะน้อยกว่า แต่บางรุ่นไม่สามารถบอกอุณหภูมิได้

RVA graph: 

RVA graph

Gelatinization: 

Gelatinization Differential Scanning Colorimeter (DSC) หาปริมาณความร้อนที่ต้องให้กับแป้งผสมน้ำเพื่อให้เกิดเจลาทิไนเซซันอย่างสมบูรณ์ DSC thermogram ชนิดของแป้งที่ทดสอบ อัตราส่วนของแป้งต่อน้ำที่ใช้ในการศึกษา ชนิดของแป้ง อัตราส่วนแป้ง: น้ำ ศึกษาแป้งที่อยู่ในอาหารและปัจจัยที่เกี่ยวข้อง หาแป้งชนิดที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกันมาทดแทน