H επίδραση του σχηματισμού συμπλοκών αμυλόζης – λιπαρών οξέων στα δομικά και φυσικοχημικά χαρακτηριστικά συστημάτων αμύλου
Authors: Μαρινοπούλου Άννα 
Published: September 2021

Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η διερεύνηση της επίδρασης της θερμοκρασίας παρασκευής των συμπλόκων αμυλόζης και συστημάτων αμύλου με διάφορα λιπαρά οξέα καθώς και η επίδραση του μήκους αλυσίδας και του βαθμού ακορεστότητας των φιλοξενούμενων μορίων στα δομικά χαρακτηριστικά, στις θερμικές ιδιότητες και στα μορφολογικά χαρακτηριστικά των συμπλόκων. Επίσης, σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η in vitro μελέτη των προϊόντων αυτών αναφορικά με τη βιοδιαθεσιμότητά τους, καθώς και η μελέτη της θερμοκρασιακής και οξειδωτικής σταθερότητας των συμπλεγμένων λιπαρών οξέων κάτω από δυσμενείς συνθήκες που συνήθως επικρατούν στη βιομηχανία, ώστε να διαπιστωθεί αν αυτά τα λιπαρά οξέα προστατεύονται επαρκώς με τη μορφή συμπλόκων. Για την παρασκευή των συμπλόκων, χρησιμοποιήθηκε αμυλόζη που παραλήφθηκε από άμυλο αρακά, προζελατινοποιημένο άμυλο φυσικού καλαμποκιού και άμυλο καλαμποκιού με υψηλό ποσοστό αμυλόζης (~70%), ενώ τα κορεσμένα και τα ακόρεστα λιπαρά οξέα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν το δεκανοϊκό οξύ (C10:0), το μυριστικό οξύ (C14:0), το παλμιτικό οξύ (C16:0), το στεατικό οξύ (C18:0) το ελαϊκό οξύ (C18:1) και το συζευγμένο λινελαϊκό οξύ (C18:2). Ως θερμοκρασία παρασκευής των συμπλόκων επιλέχτηκαν οι θερμοκρασίες 30, 50 ή 70oC. Τέλος, μελετήθηκε η συμπλοκοποίηση σε πιλοτική βιομηχανική κλίμακα, με τη χρήση αμύλου ταπιόκας, προζελατινοποιημένου αμύλου καλαμποκιού και αμύλου φυσικού καλαμποκιού με λιπαρά οξέα σε ξηραντήριο με εκνέφωση (spray drier).Tα φάσματα περίθλασης ακτίνων Χ κατέδειξαν ότι όλα τα σύμπλοκα εμφάνιζαν ημικρυσταλλική δομή, ενώ στην περίπτωση της συμπλοκοποίησης των αμύλων με τα λιπαρά οξέα, η παρουσία της αμυλοπηκτίνης παρεμπόδιζε τη δημιουργία των κρυστάλλων. Ο βαθμός κρυσταλλικότητάς των συμπλόκων ήταν ανάλογος της θερμοκρασίας παρασκευής τους. Η θερμοκρασία διάσπασης των συμπλόκων αυξήθηκε με αύξηση του μήκους αλυσίδας του λιπαρού οξέος. Η ενδόθερμη κορυφή διάσπασης των συμπλόκων ήταν ευρεία.. Η μελέτη συμπλοκοποίησης της αμυλόζης με τα λιπαρά οξέα με την τεχνική της φασματοσκοπίας υπερύθρου επιβεβαίωσε τον επιτυχή σχηματισμό των συμπλόκων. Η συνεστιακή μικροσκοπία με ακτίνες λέιζερ έδειξε ομοιογενή κατανομή των λιπαρών οξέων σε όλη τη μήτρα της αμυλόζης που αποτελεί ένδειξη επιτυχούς συμπλοκοποίησης της αμυλόζης με τα λιπαρά οξέα. Σύμφωνα με την ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης, η μορφολογία της επιφάνειας των συμπλόκων παρουσίασε διατεταγμένη δομή με τη εμφάνιση ραβδώσεων και σφαιρικών εξάρσεων. Ο εγκλεισμός των λιπιδίων στην έλικα της αμυλόζης τα προστάτευσε αποτελεσματικά έναντι της οξείδωσης σε συνθήκες θέρμανσης. Το ποσοστό των συμπλεγμένων λιπαρών οξέων που παραλήφτηκε με εκχύλιση με υπερκρίσιμο CΟ2 ύστερα από ενζυμική υδρόλυση των συμπλόκων, κυμαινόταν μεταξύ 88-95%. Η ηλεκτροφορητική κινητικότητα της αμυλόζης, των αμύλων και των αντίστοιχων συμπλόκων με τα λιπαρά οξέα σχετίζονται με τη διαμόρφωση των μορίων στο χώρο. Η αύξηση της επιφανειακής τάσης των συμπλόκων αμυλόζης με τα λιπαρά οξέα απέδειξε ότι τα λιπαρά οξέα εγκλείονται στο εσωτερικό της έλικας της αμυλόζης, Η παραγωγή συμπλόκων σε πιλοτική κλίμακα σε ξηραντήριο με εκνέφωση οδήγησε στη δημιουργία συμπλόκων με χαμηλό βαθμό κρυσταλλικότητάς