Ohran laimeiden beetaglukaaniliuosten aggregoituminen ja geeliytyminen säilytyksessä

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201507292655
Title: Ohran laimeiden beetaglukaaniliuosten aggregoituminen ja geeliytyminen säilytyksessä
Author: Kiurusalmi, Mirja K.
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Food and Environmental Sciences
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2015
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201507292655
http://hdl.handle.net/10138/155751
Thesis level: Master's thesis
Discipline: Livsmedelsteknologi
Food Technology
Elintarviketeknologia
Abstract: Beta-glucan ((1-3),(1-4)-?-D-glucan) is a soluble cell wall polysachharide in the starchy endosperm and aleurone layer of cereal grains. It is able to form the viscose solution at low concentrations and it can form gels under certain conditions. The literature review focused on physicochemical properties of beta-glucan. Especially gelling properties and influencing contributors for gelling were discussed. Aim of the experimental studies was to study effects of different solubilization temperatures on solution properties of barley beta-glucan. Furthermore, alteration on structuring properties of beta-glucan during the storage was observed. The study explored how beta-glucan behaves in water solution and does it has a gelling properties at low concentration. In this study pure barley beta-glucan (Megazyme, 99,5 %) (concentration 1 % v/w) was solubilized in water at three different temperatures (37, 60 ja 85 °C). Samples were stored at room temperature (+21 °C) and in the cold (+5 °C) for one week. Viscoelastic properties of the samples were measured by the dynamic rhelogical measurement with two different probes. Samples were treated with calcofluor-reagent and imaged by fluorescencemicroscopy. Furthemore, photographs were taken in three or four different dates during the storage time. Structure forming and gelling properties of pure barley beta-glucan differed among the samples when different solubilization temperatures were used. The pure barley beta-glucan was partly solubilized and formed opaque and smooth gel-like structure when 60 °C solubilizing temperature were used. Fluorescence microscopy showed that many unsolubilized particles were remained in both room and cold stored 60 °C samples. Unsolubilized particles formed rapidly continuous network structures during storage, especially in cold stored sample. Both 60 °C samples showed viscoelastic behavior and had weak gel properties which were observed by dynamic rheological measurement. Sample which was solubilized at 37 °C had part of structures gel-like after storage. Large unsolubilized particles were observed in 37 °C sample after solubilization which was also revealed by fluorescence microscopy. Sample which was solubilized at 85 °C was well-dissolved and formed clear solution. In 85 °C sample were few and small particles and gel-like structure did not formed during storage. However, formation of particle clusters was observed by fluorescence microscopy in all samples with particle sizes and structures increasing after storage one week. The results of this study indicated that solubilization and storage temperatures effected on forming particles and structures of pure barley beta-glucan during storage. This study showed that solubilization temperature effected on gelling properties of pure barley beta-glucan at low concetration.Beetaglukaani eli (1-3),(1-4)-?-D-glukaani on rakennepolysakkaridi, jota on viljojen soluseinässä. Se voi muodostaa viskoosin liuoksen ja pystyy geeliytymään tietyissä olosuhteissa. Tutkielman kirjallisuuskatsauksessa perehdyttiin beetaglukaanin fysikokemiallisiin ominaisuuksiin, varsinkin geeliytymiseen ja siihen vaikuttaviin tekijöihin. Työn kokeellisen osion tavoitteena oli selvittää eri liuotuslämpötilojen vaikutusta ohran puhtaan beetaglukaanin liukenemiseen ja tarkastella säilytyksen aikana tapahtuvia rakenteellisia muutoksia. Työssä haluttiin selvittää miten ohran beetaglukaani käyttäytyy vesiliuoksessa ja geeliytyykö beetaglukaani alhaisessa pitoisuudessa. Tutkimuksessa valmistettiin puhtaasta ohran beetaglukaanista (99,5 %, Megazyme) vesiliuoksia (1 % w/v) kolmessa eri liuotuslämpötilassa (37, 60 ja 85 °C). Näytteitä säilytettiin huoneenlämmössä (+21 °C) ja kylmävarastossa (+5 °C) viikon ajan. Näytteet käsiteltiin calcofluorireagenssillä ja kuvattiin fluoresenssimikroskoopilla neljänä tai vähintään kolmena eri mittausajankohtana ja lisäksi kuvattiin kameralla mittauspäivinä. Dynaamisella reologisella mittauksella määritettiin viskoelastiset ominaisuudet varasto (G’) ja häviömoduulit (G”) taajuuden funktiona (Hz). Ohran puhtaasta beetaglukaanista valmistettujen näytteiden rakenteen muodostumisessa ja geeliytymisessä oli eroja käytettäessä eri liuotuslämpötiloja. Beetaglukaani liukeni osittain ja muodosti samean, tasaisen geelimäisen rakenteen viikon säilytyksen aikana käytettäessä 60 °C:n liuotuslämpötilaa. Fluoresenssimikroskopia-kuvat osoittivat, että sekä huoneenlämmössä säilytetyssä että kylmäsäilytetyssä 60 °C:n näytteessä oli runsaasti pieniä liukenemattomia partikkeleita, jotka muodostivat nopeasti verkostorakenteita säilytyksen aikana, erityisesti kylmäsäilytetyssä näytteessä. Reologia mittauksien perusteella molemmat 60 °C:n näytteet käyttäytyivät viskoelastisesti ja olivat heikkoja geelejä. 37 °C:n liuotuslämpötilassa valmistettuun näytteeseen muodostui osittain geelirakenne säilytyksen aikana. Näytteessä oli näkyviä liukenemattomia isoja partikkeleita liuotuksen jälkeen, jotka havaittiin myös fluoresenssimikroskopia-kuvissa. Sen sijaan näyte, joka valmistettiin 85 °C:n liuotuslämpötilassa, liukeni hyvin veteen muodostaen kirkkaan liuoksen ja se ei geeliytynyt säilytyksen aikana. Fluoresenssimikroskopia-kuvien perusteella 85 °C:n näytteessä oli hyvin pieniä partikkeleita ja niitä oli vähän liuoksessa. Fluoresenssimikroskopia-kuvat osoittivat, että kaikissa näytteissä havaittiin partikkelirakenteiden muodostumista ja partikkelien kokojen ja rakenteiden suurenemista säilytyksen aikana. Tulosten perusteella liuotuslämpötila ja säilytyslämpötila vaikuttivat ohran puhtaan beetaglukaanin partikkeleiden ja rakenteiden muodostumiseen säilytyksen aikana. Tutkimus osoitti, että ohran puhtaan beetaglukaanin geeliytymiseen alhaisessa pitoisuudessa vaikutti liuotuslämpötila.
Subject: Barley pure beta-glucan
fluorescence microscopy
calcofluor
solubilization temperature
storage temperature
particle
network structure
gelling
fluoresenssimikroskopia
calcofluori
liuotuslämpötila
säilytyslämpötila
partikkeli
verkostorakenne
geeliytyminen
ohran puhdas beetaglukaani


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record