Оценка степени пиродекстринизации крахмала методом бинарной цифровой цветометрии

Пиродекстрины, широко используемые в промышленности, получают путем термической деструкции крахмала при отсутствии катализатора. Вязкость и растворимость полученных пиродекстринов определяются степенью пиродекстринизации крахмала, которую обычно оценивают визуально по интенсивности цвета продуктов реакции. В работе обобщены сведения о механизме пиродекстринизации крахмала, рассмотрено влияние температуры и времени нагревания на интенсивность цвета получаемых декстринов. Предложено использовать метод бинарной цифровой цветометрии для измерения уровня бинаризации декстринов, на основании полученных значений с учетом ряда допущений оценивали степень пиродекстринизации крахмала. Двухфакторным дисперсионным анализом установлена значимость влияния температуры и времени нагревания на степень пиродекстринизации крахмала α₀. Методом множественной корреляции получено уравнение зависимости α₀ от данных параметров. Построена диаграмма изотермической пиродекстринизации крахмала, характеризующая условия получения декстринов с различной степенью пиродекстринизации. Результаты, приведенные в настоящей работе, могут быть использованы для контроля процесса пиродекстринизации крахмала.

1. Lei N., Chai S., Xu M., et al. Effect of dry heating treatment on multi-levels of structure and physicochemical properties of maize starch: A thermodynamic study / Int. J. Biol. Macromol. 2020. Vol. 147. P. 109 – 116. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2020.01.060

2. Gupta D., Singh A., Jaiswal R., et al. Functional characteristics, dry heating and irradiation treatment of starch — A short review / AUDJG — Food Technology. 2020. Vol. 44. P. 212 – 229. DOI: 10.35219/foodtechnology.2020.1.13

3. Bai Y., Shi Y. C. Chemical structures in pyrodextrin determined by nuclear magnetic resonance spectroscopy / Carbohydr. Polym. 2016. Vol. 151. P. 426 – 433. DOI: 10.1016/j.carbpol.2016.05.058

4. Laurentin A., Cárdenas M., Ruales J., et al. Preparation of indigestible pyrodextrins from different starch sources / J. Agric. Food Chem. 2003. Vol. 51. P. 5510 – 5515. DOI: 10.1021/JF0341518

5. Chena J., Xiao J., Wang Z., et al. Effects of reaction condition on glycosidic linkage structure, physical-chemical properties and in vitro digestibility of pyrodextrins prepared from native waxy maize starch / Food Chem. 2020. Vol. 320. 126491. DOI: 10.1016/j.foodchem.2020.126491

6. Bai Y., Cai L., Doutch J., et al. Structural Changes from Native Waxy Maize Starch Granules to Cold Water-Soluble Pyrodextrin during Thermal Treatment / J. Agric. Food Chem. 2014. Vol. 62. P. 4186 – 4194. DOI: 10.1021/jf5000858

7. Han X., Kang J., Bai Y., et al. Structure of pyrodextrin in relation to its retrogradation properties / Food Chem. 2018. Vol. 242. P. 169 – 173. DOI: 10.1016/j.foodchem.2017.09.015

8. Srivastava H. C., Parnar R. S., Dave G. B. Studies on Dextrinization. Part I. Pyrodextrinization of Corn Starch in the Absence of Any Added Catalyst / Starch. 1970. Vol. 22. N 2. P. 49 – 54. DOI: 10.1002/star.19700220204

9. Lin C. L., Lin J. H., Zeng H. M., et al. Indigestible pyrodextrins prepared from corn starch in the presence of glacial acetic acid / Carbohydr. Polym. 2018. Vol. 188. P. 68 – 75. DOI: 10.1016/j.carbpol.2018.01.087

10. Le Thanh-Blicharz J., Błaszczak W., Szwengiel A., et al. Molecular and Supermolecular Structure of Commercial Pyrodextrins / J. Food Sci. 2016. Vol. 81. N 9. P. 135 – 142. DOI: 10.1111/1750-3841.13401

11. Li H., Ji J., Yang L., et al. Structural and physicochemical property changes during pyroconversion of native maize starch / Carbohydr. Polym. 2020. Vol. 245. 116560. DOI: 10.1016/j.carbpol.2020.116560

12. Campechano-Carrera E., Corona-Cruz A., Chel-Guerrero L., Betancur-Ancona D. Effect of pyrodextrinization on available starch content of Lima bean (Phaseolus lunatus) and Cowpea (Vigna unguiculata) starches / Food Hydrocolloids. 2007. Vol. 21. P. 472 – 479. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2006.06.006

13. ГОСТ 6034–2014. Декстрины. Технические условия. — М.: Стандартинформ, 2017. — 10 с.

14. ГОСТ 7698–1993. Крахмал. Правила приемки и методы анализа. — Минск, 1995. — 40 с.

15. Иванов В. М., Кузнецова О. В. Химическая цветометрия: возможности метода, области применения и перспективы / Успехи химии. 2001. Т. 70. № 5. С. 411 – 428. DOI: 10.1070/RC2001v070n05ABEH000636

16. Шульц Э. В., Моногарова О. В., Осколок К. В. Цифровая цветометрия: аналитические возможности и перспективы использования / Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2019. Т. 60. № 2. С. 79 – 87. DOI: 10.3103/S002713141902007X

17. Ахназарова С. Л., Кафаров В. В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: учеб. пособие для хим. -технол. спец. вузов. — М.: Высшая школа, 1985. — 327 с.

18. Арасланкин С. В., Кострюков С. Г., Томилин О. Б. Современные методы технико-экономической оптимизации составов сухих строительных смесей (часть II) / ALITinform: Цемент. Бетон. Сухие смеси. 2019. № 1. С. 56 – 65.

19. Большев Л. Н., Смирнов И. В. Таблицы математической статистики. — М.: Наука, 1983. — 416 с.