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Crystal structure changes of native and retrograded starches modified by high hydrostatic pressure: Physical dual modification
Food Hydrocolloids ( IF 11.0 ) Pub Date : 2023-02-25 , DOI: 10.1016/j.foodhyd.2023.108630
Jaime E. Dominguez-Ayala , Maria T. Ayala-Ayala , Gonzalo Velazquez , Diego G. Espinosa-Arbelaez , Guadalupe Mendez-Montealvo

The effect of high hydrostatic pressure (HHP) on the structural changes of starches with different state of organization was investigated. Starch in native state (granular - NS) and in retrograded state (granular structure not present - RetS) were adjusted to 40% (w/v) of moisture and then treated at pressures of 300 and 600 MPa for 5 min at 10 °C. The structural changes of NS and RetS were significantly and differently affected by the HHP treatment. When the pressure increased, orthorhombic unit cell of NS showed an increase in crystal parameter of c-axis and a decrease of a- and b-axes. Crystallinity, crystallite size, short-range ordered structure (DO), organization of the double helix structures (DD), and enthalpy change (ΔH) gradually decreased. After treatment at 300 MPa, the granules get aggregated while keeping their granular structure, promoting a higher viscosity. At 600 MPa, leached material, aggregated granules, destroyed, and with collapsed “ellipsoid-shape” structure were observed, which contributes to decreasing the viscosity. In RetS, the dual physical modification achieved after pressurizing the hydrothermally treated starch, resulted in a significant increase in the crystal parameters (a, b, and c) of hexagonal unit cell. Furthermore, the crystallinity, crystallite size, DD, DO, ΔH, and viscosity were improved, while a gradual decrease of the amounts of cavities was observed. Crystal structure changes in RetS showed that the double helices of unit cell were stabilized by dual modification, while the unit cell was affected after pressurization of NS. This investigation is the first evidence of the application of HHP on RetS.



中文翻译:

高静水压改性天然淀粉和凝沉淀粉的晶体结构变化:物理双重改性

研究了高静水压力 (HHP) 对不同组织状态淀粉结构变化的影响。将天然状态(颗粒状 - NS)和退化状态(不存在颗粒状结构 - RetS)的淀粉调整至 40% (w/v) 的水分,然后在 300 和 600 MPa 的压力下在 10 °C 下处理 5 分钟. NS 和 RetS 的结构变化受到 HHP 处理的显着且不同的影响。当压力增加时,NS 的正交晶胞显示出 c 轴的晶体参数增加和 a 轴和 b 轴的减小。结晶度、微晶尺寸、短程有序结构 (DO)、双螺旋结构组织 (DD) 和焓变 (ΔH) 逐渐降低。在 300 MPa 处理后,颗粒在保持颗粒结构的情况下聚集,促进更高的粘度。在 600 MPa 下,观察到浸出物、聚集颗粒、破坏和塌陷的“椭圆形”结构,这有助于降低粘度。在 RetS 中,对经过水热处理的淀粉加压后实现的双重物理改性导致六方晶胞的晶体参数(a、b 和 c)显着增加。此外,结晶度、微晶尺寸、DD、DO、ΔH和粘度得到改善,同时观察到空穴数量逐渐减少。RetS 的晶体结构变化表明晶胞的双螺旋通过双重修饰得到稳定,而晶胞在 NS 加压后受到影响。这项调查是 HHP 在 RetS 上应用的第一个证据。观察到浸出物、聚集颗粒、破坏和塌陷的“椭圆形”结构,这有助于降低粘度。在 RetS 中,对经过水热处理的淀粉加压后实现的双重物理改性导致六方晶胞的晶体参数(a、b 和 c)显着增加。此外,结晶度、微晶尺寸、DD、DO、ΔH和粘度得到改善,同时观察到空穴数量逐渐减少。RetS 的晶体结构变化表明晶胞的双螺旋通过双重修饰得到稳定,而晶胞在 NS 加压后受到影响。这项调查是 HHP 在 RetS 上应用的第一个证据。观察到浸出物、聚集颗粒、破坏和塌陷的“椭圆形”结构,这有助于降低粘度。在 RetS 中,对经过水热处理的淀粉加压后实现的双重物理改性导致六方晶胞的晶体参数(a、b 和 c)显着增加。此外,结晶度、微晶尺寸、DD、DO、ΔH和粘度得到改善,同时观察到空穴数量逐渐减少。RetS 的晶体结构变化表明晶胞的双螺旋通过双重修饰得到稳定,而晶胞在 NS 加压后受到影响。这项调查是 HHP 在 RetS 上应用的第一个证据。并观察到塌陷的“椭圆形”结构,这有助于降低粘度。在 RetS 中,对经过水热处理的淀粉加压后实现的双重物理改性导致六方晶胞的晶体参数(a、b 和 c)显着增加。此外,结晶度、微晶尺寸、DD、DO、ΔH和粘度得到改善,同时观察到空穴数量逐渐减少。RetS 的晶体结构变化表明晶胞的双螺旋通过双重修饰得到稳定,而晶胞在 NS 加压后受到影响。这项调查是 HHP 在 RetS 上应用的第一个证据。并观察到塌陷的“椭圆形”结构,这有助于降低粘度。在 RetS 中,对经过水热处理的淀粉加压后实现的双重物理改性导致六方晶胞的晶体参数(a、b 和 c)显着增加。此外,结晶度、微晶尺寸、DD、DO、ΔH和粘度得到改善,同时观察到空穴数量逐渐减少。RetS 的晶体结构变化表明晶胞的双螺旋通过双重修饰得到稳定,而晶胞在 NS 加压后受到影响。这项调查是 HHP 在 RetS 上应用的第一个证据。对经过水热处理的淀粉加压后实现的双重物理改性导致六方晶胞的晶体参数(a、b 和 c)显着增加。此外,结晶度、微晶尺寸、DD、DO、ΔH和粘度得到改善,同时观察到空穴数量逐渐减少。RetS 的晶体结构变化表明晶胞的双螺旋通过双重修饰得到稳定,而晶胞在 NS 加压后受到影响。这项调查是 HHP 在 RetS 上应用的第一个证据。对经过水热处理的淀粉加压后实现的双重物理改性导致六方晶胞的晶体参数(a、b 和 c)显着增加。此外,结晶度、微晶尺寸、DD、DO、ΔH和粘度得到改善,同时观察到空穴数量逐渐减少。RetS 的晶体结构变化表明晶胞的双螺旋通过双重修饰得到稳定,而晶胞在 NS 加压后受到影响。这项调查是 HHP 在 RetS 上应用的第一个证据。同时观察到空腔数量逐渐减少。RetS 的晶体结构变化表明晶胞的双螺旋通过双重修饰得到稳定,而晶胞在 NS 加压后受到影响。这项调查是 HHP 在 RetS 上应用的第一个证据。同时观察到空腔数量逐渐减少。RetS 的晶体结构变化表明晶胞的双螺旋通过双重修饰得到稳定,而晶胞在 NS 加压后受到影响。这项调查是 HHP 在 RetS 上应用的第一个证据。

更新日期:2023-02-25
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