ATR-FTIR 分光法と X 線回折を使用した米デンプンの糊化に関する包括的な研究。構造完全性におけるアミロースの保護的役割を強調しています。

減衰全反射フーリエ変換赤外分光計を使用して、さまざまな種類の米デンプンの糊化プロセスを追跡および測定しました。同時に、X線回折装置で測定した澱粉の結晶化度と比較し、糊化過程における澱粉粒の結晶構造の変化の詳細を検討した。状況。天然米澱粉の赤外吸収ピーク強度と、結晶領域の特徴を表す1047cm-1と米の特徴を表す1022cm-1のXNUMXつの赤外吸収ピークの比を赤外分光計を用いて算出した。糊化プロセスの各段階における非晶質領域。結果は、天然デンプンの結晶領域は主にアミロペクチン側鎖の二重らせん構造によって形成されることを示しています。デンプンの結晶構造は加熱プロセス中に破壊され、アミロース含量が高いほど、糊化プロセス中に結晶構造が破壊されるのが遅くなります。これは、アミロースがデンプンの結晶構造の破壊を抑制できることを示しています。 X線回折計を使用して米デンプンの糊化プロセスの各段階での結晶化度を測定し、糊化プロセス中にデンプンの結晶構造が失われることをさらに検証しました。それでも。 XNUMX 測定方法によって「結晶化度」の定義は異なりますが、デンプンの結晶化度の測定は関連性があり、比較可能であり、デンプンの糊化挙動を研究するための有益な補足情報を提供できます。

でんぷん糊化分析の概要

糊化中のデンプンの構造変化の研究は、デンプンの物理化学的特性を理解する上で極めて重要であり、食品産業やその他の分野におけるさまざまな用途にとって重要です。 X 線回折装置と併用した全反射減衰フーリエ変換赤外 (ATR-FTIR) 分光計を使用した包括的な研究により、さまざまな品種の米デンプンの糊化プロセスについて洞察に富む詳細が得られました。この研究は、さまざまな用途でデンプンの機能性を決定する際に重要な役割を果たす結晶化度の側面に特に焦点を当て、デンプン顆粒の構造変化の複雑な詳細を解明することを目的としています。

方法論: ATR-FTIR 分光法と X 線回折

デンプンの可溶化につながる顆粒構造の破壊を含むプロセスである糊化は、デンプン内のアミロースとアミロペクチンの含有量の影響を受けます。 ATR-FTIR分光計は、1047つの波長(結晶領域を示す1cm^-1022と結晶領域を表す1cm^-XNUMX)における赤外吸収ピーク強度の比を計算することにより、これらの変化を監視および測定するために適切に使用されました。アモルファス領域。これらの測定は糊化プロセスのさまざまな段階で細心の注意を払って行われ、米のでんぷんが加熱時に受ける動的構造変化の詳細な説明を提供します。

調査結果: 構造の完全性におけるアミロースの役割

ATR-FTIR 分析の結果から、天然デンプン内の結晶領域は主にアミロペクチン側鎖の二重らせん構造によって構成されていることが明らかになりました。デンプンの結晶構造は加熱プロセス中に崩壊し始め、その分解速度はアミロース含有量に反比例することが観察されました。これは、アミロースが保護的な役割を果たし、糊化中のデンプン結晶構造の急速な破壊を阻害することを示唆しています。デンプン構造の安定性に寄与するアミロースのこの側面は、食品産業、特に特定の質感およびレオロジー特性を必要とする製品の開発に重大な影響を及ぼします。

比較分析と業界への影響

並行して、X 線回折計を使用して糊化プロセスのさまざまな段階での結晶化度を測定することで、デンプンの結晶構造の損失が検証され、ATR-FTIR の発見を裏付ける視点が得られました。 2 つの分析方法間の「結晶化度」の定義には本質的な違いがあるにもかかわらず、それらの結果の一致は、デンプンの結晶化度の評価におけるこれらの技術の関連性と比較可能性を強調します。このような包括的な分析は、デンプンの糊化についての理解を深めるだけでなく、望ましい製品特性を達成するために加工条件を最適化する道も開きます。

結論として、ATR-FTIR 分光法と X 線回折の統合使用は、米デンプンの糊化プロセスを詳細に研究するための強力な分析枠組みを提供します。この研究は、熱加工中にデンプンの構造的完全性を調節する際のアミロースの重要な役割を強調しており、カスタマイズされた特性を備えたデンプンベースの製品の設計に役立つ貴重な洞察を提供します。この研究は、デンプンの糊化に関する科学的知識を進歩させるだけでなく、食品科学および技術における将来の革新の基礎を提供する重要な実践的意義ももたらします。

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オリジナルの研究は、LI Yue、ZHONG Fang、MA Jianguo、GU Xiaohong、Li Yue、Zhong Fang、Ma Jianguo、Gu Xiaohong によって行われました。

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