O efeito da maltagem sobre os cristalitos e microestrutura no cultivo de cevada Grega usando difração de raios-x e análise microscópica.

Autores

  • Adriana Skendi Alexander Technological Educational Institute of Thessaloniki (ATEITh), Greece http://orcid.org/0000-0002-7995-4741
  • Maria Papageorgiou Alexander Technological Educational Institute of Thessaloniki (ATEITh), Greece
  • Efthimios Papastergiadis Alexander Technological Educational Institute of Thessaloniki (ATEITh), Greece

DOI:

https://doi.org/10.29352/mill0207.06.00203

Palavras-chave:

cevada, amido, malte;, XRD, microscopia

Resumo

Introdução: A maltagem era geralmente usada para produzir açúcares a partir do amido e consequentemente permitir a fermentação alcoólica. A variação na microestrutura e cristalinidade do amido afeta sua solubilização de água e a sua hidrólise pelas enzimas.

Objetivos: A microestrutura do amido é explorada para entender e possivelmente modificar o processo de maltagem, se necessário, de uma variedade de cevada grega. Para resolver o problema, foram utilizados uma combinação de métodos de microscopia e de inspeção de difração de raios-X para avaliar a variação da morfologia dos grânulos e o grau de cristalinidade do amido.

Métodos: O efeito da maltagem na microestrutura do amido de cevada foi investigado para uma cultivar de cevada grega (Seirios). As sementes de cevada foram fornecidas pelo ELGO-DEMETER, Instituto de Criação de Plantas e Recursos Genéticos (Thessaloniki, Grécia). A maceração foi realizada a 14 ° C (vários círculos de imersão e arejamento) até a cevada atingir o teor de humidade desejado. Então a cevada mergulhada foi deixada a germinar a 15 ° C. A germinação foi interrompida por secagem a 40-45 ° C, durante pelo menos 20 h (malte seco). O malte foi obtido por secagem durante 6 horas a 100 ° C. A cevada, malte seco e malte foram moídos para passar por uma tela de 0,8 mm antes de serem analisados. As fotografias de microscopia confocal com coloração vermelha do Congo foram usadas para identificar a variação na morfologia dos grânulos de amido. Além disso, foi realizada a análise de difração de raios-x da farinha de cevada, malte seco e moagem de malte. Finalmente, a análise dos difractogramas de raios-X foi realizada para calcular a cristalinidade relativa e o tamanho dos cristalitos de amido.

Resultados: Os resultados demonstraram variações na morfologia dos grânulos de amido. As fotografias de microscopia confocal revelaram que os grânulos de amido na cevada eram redondos, maiores, lisos e granulares, e que o malte seco e o malte pareciam menores e mais alongados com arranhões na superfície. As fotografias coradas da microscopia confocal mostraram o início dos danos na superfície dos grânulos do amido. Os difractogramas de Raios-X revelaram que a cristalinidade do amido de cevada aumentou durante a produção de malte seco e depois diminuiu durante a secagem, mas permaneceu maior do que o amido de cevada nativa.

Conclusões: A maltagem sob as condições especificadas afetou a morfologia dos grânulos de amido da variedade Seirios, bem como a cristalinidade do mesmo, sugerindo a degradação parcial do amido durante o período de maceração e germinação, bem como durante a secagem.

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Referências

Ao, Z., & Jane, J.-l. (2007). Characterization and modeling of the A- and B-granule starches of wheat, triticale, and barley. Carbohydrate Polymers, 67(1), 46-55. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2006.04.013

Bathgate, G. N. (2016). A review of malting and malt processing for whisky distillation. 122(2), 197-211. https://doi.org/10.1002/jib.332

Benmoussa, M., Suhendra, B., Aboubacar, A., & Hamaker, B. R. (2006). Distinctive Sorghum Starch Granule Morphologies Appear to Improve Raw Starch Digestibility. Starch - Stärke, 58(2), 92-99. https://doi.org/10.1002/star.200400344

Brennan, C. S., Amor, M. A., Harris, N., Smith, D., Cantrell, I., Griggs, D., & Shewry, P. R. (1997). Cultivar Differences in Modification Patterns of Protein and Carbohydrate Reserves during Malting of Barley. Journal of Cereal Science, 26(1), 83-93. https://doi.org/10.1006/jcrs.1996.0103

Chmelík, J., Krumlová, A., Budinská, M., Kruml, T., Psota, V., ohac enko, I., . . . ydrov , H. (2001). omparison of i e Characterization of Barley Starch Granules Determined by Electron and Optical Microscopy, Low Angle Laser Light Scattering and Gravitational Field-Flow Fractionation. Journal of the Institute of Brewing, 107(1), 11-17. https://doi.org/10.1002/j.2050-0416.2001.tb00074.x

Chu, S., Hasjim, J., Hickey, L. T., Fox, G., & Gilbert, R. G. (2014). Structural Changes of Starch Molecules in Barley Grains During Germination. 91(5), 431-437. https://doi.org/10.1094/CCHEM-09-13-0174-R

olonna, P., uléon, A., & Lemarié, F. (1988). Action of acillus subtilis α-amylase on native wheat starch. Biotechnology and Bioengineering, 31(9), 895-904. https://doi.org/10.1002/bit.260310902

Dürrenberger, M. B., Handschin, S., Conde-Petit, B., & Escher, F. (2001). Visualization of Food Structure by Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM). LWT - Food Science and Technology, 34(1), 11-17. https://doi.org/10.1006/fstl.2000.0739

Gao, J., Vasanthan, T., & Hoover, R. (2009). Isolation and Characterization of High-Purity Starch Isolates from Regular, Waxy, and High-Amylose Hulless Barley Grains. Cereal Chemistry, 86(2), 157-163. https://doi.org/10.1094/CCHEM-86-2-0157

Gilbertson, J. A. (2018). Amyloid. In K. S. Suvarna, C. Layton, & J. D. Bancroft (Eds.), Bancroft's Theory and Practice of Histological Techniques (8th ed.) (pp. 231-253): Elsevier Limited.

Greenwood, C. T., & Thomson, J. (1959). A comparison of the starches from barley and malted barley. Journal of the Institute of Brewing, 65(4), 346-353. https://doi.org/10.1002/j.2050-0416.1959.tb01470.x

Jaiswal, S., Båga, M., Ahuja, G., Rossnagel, B. G., & Chibbar, R. N. (2014). Development of Barley (Hordeum vulgare L.) Lines with Altered Starch Granule Size Distribution. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 62(10), 2289-2296. https://doi.org/10.1021/jf405424x

Källman, A., Vamadevan, V., Bertoft, E., Koch, K., Seetharaman, K., Åman, P., & Andersson, R. (2015). Thermal properties of barley starch and its relation to starch characteristics. International Journal of Biological Macromolecules, 81, 692-700. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2015.08.068

Kong, X., Kasapis, S., Zhu, P., Sui, Z., Bao, J., & Corke, H. (2016). Physicochemical and structural characteristics of starches from Chinese hull-less barley cultivars. International Journal of Food Science & Technology, 51(2), 509-518. https://doi.org/10.1111/ijfs.12984

Lamb, J., & Loy, T. (2005). Seeing red: the use of Congo Red dye to identify cooked and damaged starch grains in archaeological residues. Journal of Archaeological Science, 32(10), 1433-1440. https://doi.org/10.1016/j.jas.2005.03.020

Li, W., Xiao, X., Zhang, W., Zheng, J., Luo, Q., Ouyang, S., & Zhang, G. (2014). Compositional, morphological, structural and physicochemical properties of starches from seven naked barley cultivars grown in China. Food Research International, 58, 7-14. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2014.01.053

MacGregor, A. W., & Ballance, D. L. (1980). Hydrolysis of large and small starch granules from normal and waxy barley cultivars by alpha-amylases from barley malt. Cereal Chemistry., 57(6), 397-402. Retrieved from: https://www.aaccnet.org/publications/cc/backissues/1980/Pages/Number6.aspx

Naguleswaran, S., Vasanthan, T., Hoover, R., & Bressler, D. (2013). The susceptibility of large and small granules of waxy, normal and high-amylose genotypes of barley and corn starches toward amylolysis at sub-gelatinization temperatures. Food Research International, 51(2), 771-782. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2013.01.057

Oates, C. G. (1997). Towards an understanding of starch granule structure and hydrolysis. Trends in Food Science & Technology, 8(11), 375-382. https://doi.org/10.1016/S0924-2244(97)01090-X

Pérez, S., & Bertoft, E. (2010). The molecular structures of starch components and their contribution to the architecture of starch granules: A comprehensive review. Starch - Stärke, 62(8), 389-420. https://doi.org/10.1002/star.201000013

Samim, M., Sandkuijl, D., Tretyakov, I., Cisek, R., & Barzda, V. (2013). Differential Polarization Nonlinear Optical Microscopy with Adaptive Optics Controlled Multiplexed Beams. International Journal of Molecular Sciences, 14(9), 18520. https://doi.org/10.3390/ijms140918520

Singh, V., Ali, S. Z., Somashekar, R., & Mukherjee, P. S. (2006). Nature of Crystallinity in Native and Acid Modified Starches. International Journal of Food Properties, 9(4), 845-854. https://doi.org/10.1002/star.20100001310.1080/10942910600698922

Sujka, M., & Jamroz, J. (2007). Starch granule porosity and its changes by means of amylolysis. International Agrophysics, 21(1), 107-113.

Waduge, R. N., Hoover, R., Vasanthan, T., Gao, J., & Li, J. (2006). Effect of annealing on the structure and physicochemical properties of barley starches of varying amylose content. Food Research International, 39(1), 59-77. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2005.05.008

Yangcheng, H., Gong, L., Zhang, Y., & Jane, J.-l. (2016). Pysicochemical properties of Tibetan hull-less barley starch. Carbohydrate Polymers, 137, 525-531. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.10.061

Zhu, F. (2017). Barley Starch: Composition, Structure, Properties, and Modifications. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 16(4), 558-579. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12265

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Publicado

2018-09-27

Como Citar

Skendi, A., Papageorgiou, M., & Papastergiadis, E. (2018). O efeito da maltagem sobre os cristalitos e microestrutura no cultivo de cevada Grega usando difração de raios-x e análise microscópica. Millenium - Journal of Education, Technologies, and Health, 2(7), 67–78. https://doi.org/10.29352/mill0207.06.00203

Edição

Secção

Ciências agrárias, alimentares e veterinárias