Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää vehnän vesiliukoisten arabinoksylaanien (WEA), gluteenin ja tärkkelyksen vuorovaikutuksia, määrittää WEA/vesiliuoksen tiladiagrammi ja selvittää WEA:n molekyylipainon vaikutus tiladiagrammiin sekä tutkia taikinan käyttäytymistä pakastuksen ja sulatuksen aikana differentiaalisella skanningkalorimetrialla (DSC), dynaamis-mekaanisella analyysillä (DMA) dielektrisellä analyysillä (DEA).Tutkimusmateriaaleina käytetään vehnäjauhoa sekä sokeria, suolaa ja askorbiinihappoa. Lisäksi tutkimuksessa käytetään vehnästä eristettyä gluteenia, tärkkelystä ja vesiliukoisia arabinoksylaaneja. Jokaisesta vehnätaikinasta,joihin yksitellen lisätään sokeria, suolaa, askorbiinihappoa ja arabinoksylaania, määritellään fysikaaliset muutokset taikinan rakenteessa em. laitteilla jäähdyttämällä näytteet -150oC nopeudella 1 oC/min ja sen jälkeen lämmittämällä näytteet lämpötilaan 20oC nopeudella 1 oC/min. Määritetään gluteenille, denaturoidulle gluteenille, tärkkelykselle, g elatioidulle tärkkelykselle, pakkaskuivatulle taikinalle ja arabinoksylaaneille tiladiagrammit ja sorptioisotermit. Selvitetään myös tutkimusmateriaaleihin lisätyn arabinoksylaanien vaikutukset tiladiagrammiin ja sorptioisotermiin. Matemaattisiin BET- ja GAB- malleihin sovitetaan sorptioisotermien tulokset. Tutkimus on osa EU:n FAIR- ohjelman (CT97-3609) rahoittamaa suurempaa kokonaisuutta "Use of Wheat Water Extractable Arabinoxylans (WEA) to Improve Stability of Froze Doughs and Quality of Bread".
Tulokset
Arabinoksylaanien ja gluteiinin vuorovaikutuksia tutkittiin valmistamalla näytteitä, jotka sisälsivät 1, 2, 3, 4, 5 ja 10 % arabinoksylaania gluteiinin painosta. Näytteitä säilytettiin 75,4 % suhteellisessa ilmankosteudessa (RH %) vakuumieksikkaattorissa, kunnes näytteet olivat saavuttaneet tasapainokosteuden. Näytteet analysoitiin dielektrisellä analysaattorilla (DEA) käyttäen taajuuksia 0,1,9,5, 1, 5, 10, 50, 100 ja 1000 Hz. Gluteenille, denaturoidulle gluteenille, tärkkelykselle, gelatinoidulle tärkkelykselle ja pakkaskuivatulle taikinalle, sekä eri valmistajien arabinoksylaaneille määritettiin sorptioisotermit säilyttämällä tutkimusmateriaaleja tunnetuissa suhteellisissa ilmankosteuksissa vakuumieksikkaattoreissa. Eksikaattoreihin saatiin aikaan haluttu suhteellinen ilmankosteus kylläisten suolaliuosten avulla. Näytteiden saavutettua tasapainokosteus laskettiin painonmuutoksien avulla niiden sisältämää vesimäärä (g vettä/100 g kuiva-ainetta). Veden aktiivisuuksien ja kosteuspi toisuuksien avulla piirrettiin sorptioisotermit. Sorptioisotermien tuloksiin sovitettiin matemaattiset BET ja GAB-mallit, joista GAB-malli soveltuu useimmiten käytettäväksi laajalla veden aktiivisuusalueella. BET-malli soveltuu sorption kuvaamiseen vain veden aktiivisuuden ollessa välillä 0-0,5. gluteenia, denaturoitua gluteenia, gelatinoitua tärkkelystä ja eri valmistajien arabinoksylaaneja säilytettiin em. suhteellisissa ilmankosteuksissa vakuumieksikkaattoreissa lämpötilassa 25oC. Näytteistä määritettiin lasisiirtymälämpötilat differentiaalisella skanningkalorimetrilla (DSC). Tiladiagrammissa kuvataan lasisiirtymä vesipitoisuuden funktiona. Lasisiirtymäkäyrä saatiin sovittamalla matemaattinen Gordon-Taylor-yhtälö kokeellisiin tuloksiin. Vehnäjauhosta ja vedestä valmistettiin taikinoita 10 g taikinasekoittajan avulla. Taikinoista määritettiin sulamisen alkulämpötila DSC:n avulla jäähdyttämällä näytteet lämpötilaan -80oC nopeudella 5oC/min, jonka jälkeen näytteeet lämmitetttiin nop e udella 5oC/min lämpötilaan +20oC. Jauho-vesitaikinaan lisättiin sokeria ja tehtiin em. määritys samalla tavalla kuin jauho-vesitaikinalle. Näin saatiin seeelville sokerin vaikutus taikinassa olevan veden sulamisen alkulämpötilaan. Samoinlisättiin taikinaan yksitellen suolaa, askorbiinihappoa sekä arabinoxylaania ja tehtiin em. määritys. Määrittäessä taikinan dynaamis-mekaanisia (DMA) ja dielektrisiä (DEA) ominaisuuksia taikinat (em. koostumukset) jäädytettiin 2-3oC taikinan sulamispisteen alapuolelle. Taikinoita pidettiin kyseisessä lämpötilassa noin 20 minuuttia, jotta varmistuttiin , että näytteet olivat maksimaalisesti jäähdytyskonsentroituneet. Tämän jälkeen näytteet jäähdytettiin lämpötilaan -150oC nopeudella 1oC/min. Näytteet lämmmitettiin nopeudella 1oC/min lämpötilaan +20oC. Saaduista käyristä voitiin määrittää muutokset dynaamis-mekaanisissa ja dielektrissa ominaisuuksisa, jotka korreloivat molekyylien liikkeessä tapahtuvien muutoksien kanssa.
Vastaava tutkija
Roos Yrjö, Helsingin yliopisto, Elintarviketeknologian laitos, Elintarviketeknologia Hankkeen kesto 1997 - 2000
Asiasanat
dielektrinen analyysi (DEA), dynaamis-mekaaninen analyysi (DMA), differentiaalinen skanningkalorimetria (DSC), lasisiirtymä, sorptio
Hankkeen vaihe: päättynyt
HUOM! Tämä tutkimushankekuvaus on tuotettu Hankehaaviin Helsingin yliopiston TUHTI-tutkimustietojärjestelmästä, jota ei enää ylläpidetä. Tarkista ajantaiset tutkimushanketiedot Helsingin yliopiston TUHAT-järjestelmästä.
|