Studio completo sulla gelatinizzazione dell'amido di riso mediante spettroscopia ATR-FTIR e diffrazione di raggi X, evidenziando il ruolo protettivo dell'amilosio nell'integrità strutturale.

Lo spettrometro infrarosso a trasformata di Fourier a riflessione totale attenuata è stato utilizzato per tracciare e misurare il processo di gelatinizzazione di diverse varietà di amido di riso. Allo stesso tempo, rispetto alla cristallinità dell'amido misurata mediante diffrattometro a raggi X, sono stati studiati i dettagli dei cambiamenti nella struttura cristallina dei granuli di amido durante il processo di gelatinizzazione. Situazione. Lo spettrometro a infrarossi è stato utilizzato per calcolare il rapporto tra l'intensità del picco di assorbimento dell'infrarosso dell'amido di riso naturale e i suoi due picchi di assorbimento dell'infrarosso a 1047 cm-1, che rappresenta le caratteristiche della regione cristallina, e 1022 cm-1, che rappresenta le caratteristiche di la regione amorfa, in ogni fase del processo di gelatinizzazione. I risultati mostrano che, L'area cristallina dell'amido naturale è formata principalmente dalla struttura a doppia elica delle catene laterali dell'amilopectina; la struttura cristallina dell'amido viene distrutta durante il processo di riscaldamento e quanto maggiore è il contenuto di amilosio, tanto più lentamente viene distrutta la struttura cristallina durante il processo di gelatinizzazione. Ciò dimostra che l'amilosio può inibire la distruzione della struttura cristallina dell'amido. Il diffrattometro a raggi X è stato utilizzato per misurare la cristallinità in ogni fase del processo di gelatinizzazione dell'amido di riso, verificando ulteriormente la perdita della struttura cristallina dell'amido durante il processo di gelatinizzazione. Sebbene. Due I metodi di misurazione hanno diverse definizioni di “cristallinità”, ma la determinazione del grado di cristallizzazione dell'amido è rilevante e comparabile e può fornire utili informazioni supplementari per studiare il comportamento di gelatinizzazione dell'amido.

Introduzione all'analisi della gelatinizzazione dell'amido

Lo studio delle transizioni strutturali dell'amido durante la gelatinizzazione è fondamentale per comprenderne le proprietà fisico-chimiche, cruciali per varie applicazioni nell'industria alimentare e non solo. Uno studio completo che utilizza uno spettrometro ATR-FTIR (Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared) insieme a un diffrattometro a raggi X ha fornito dettagli approfonditi sul processo di gelatinizzazione dell’amido di riso di diverse varietà. Questa ricerca mira a chiarire i dettagli intricati delle alterazioni strutturali nei granuli di amido, concentrandosi in particolare sull'aspetto della cristallinità, che gioca un ruolo significativo nel dettare la funzionalità dell'amido in diverse applicazioni.

Metodologia: Spettroscopia ATR-FTIR e Diffrazione di raggi X

La gelatinizzazione, un processo che comporta la rottura della struttura granulare che porta alla solubilizzazione dell'amido, è influenzata dal contenuto di amilosio e amilopectina all'interno dell'amido. Lo spettrometro ATR-FTIR è stato abilmente utilizzato per monitorare e misurare questi cambiamenti calcolando il rapporto tra l'intensità del picco di assorbimento dell'infrarosso a due lunghezze d'onda: 1047 cm^-1, indicativa delle regioni cristalline, e 1022 cm^-1, rappresentativa delle regioni cristalline. regioni amorfe. Queste misurazioni sono state effettuate meticolosamente in varie fasi del processo di gelatinizzazione, offrendo un resoconto dettagliato dei cambiamenti strutturali dinamici che l’amido di riso subisce dopo il riscaldamento.

Risultati: ruolo dell'amilosio nell'integrità strutturale

I risultati dell'analisi ATR-FTIR hanno rivelato che le aree cristalline all'interno dell'amido naturale sono prevalentemente costituite dalla struttura a doppia elica delle catene laterali dell'amilopectina. È stato osservato che la struttura cristallina dell'amido inizia a disintegrarsi durante il processo di riscaldamento, con una velocità di degradazione inversamente proporzionale al contenuto di amilosio. Ciò suggerisce che l’amilosio svolge un ruolo protettivo, inibendo la rapida rottura della struttura cristallina dell’amido durante la gelatinizzazione. Questo aspetto del contributo dell'amilosio alla stabilità della struttura dell'amido ha profonde implicazioni per l'industria alimentare, in particolare nello sviluppo di prodotti che richiedono proprietà strutturali e reologiche specifiche.

Analisi comparativa e implicazioni per l'industria

Parallelamente, l’uso di un diffrattometro a raggi X per misurare la cristallinità nelle varie fasi del processo di gelatinizzazione ha convalidato la perdita della struttura cristallina dell’amido, fornendo una prospettiva corroborante ai risultati dell’ATR-FTIR. Nonostante le differenze intrinseche nella definizione di “cristallinità” tra i due metodi analitici, la congruenza nei risultati sottolinea la rilevanza e la comparabilità di queste tecniche nella valutazione del grado di cristallizzazione dell’amido. Un'analisi così completa non solo migliora la comprensione della gelatinizzazione dell'amido, ma apre anche la strada all'ottimizzazione delle condizioni di lavorazione per ottenere le caratteristiche del prodotto desiderate.

In conclusione, l’uso integrato della spettroscopia ATR-FTIR e della diffrazione dei raggi X offre un potente quadro analitico per lo studio dettagliato del processo di gelatinizzazione nell’amido di riso. Lo studio evidenzia il ruolo fondamentale dell’amilosio nel modulare l’integrità strutturale dell’amido durante la lavorazione termica, offrendo preziose informazioni che possono informare la progettazione di prodotti a base di amido con proprietà su misura. Questa ricerca non solo fa avanzare le conoscenze scientifiche sulla gelatinizzazione dell’amido, ma ha anche significative implicazioni pratiche, fornendo una base per future innovazioni nella scienza e nella tecnologia alimentare.

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La ricerca originale è stata condotta da LI Yue, ZHONG Fang, MA Jianguo, GU Xiaohong, Li Yue, Zhong Fang, Ma Jianguo, Gu Xiaohong

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