パールミレットナノスターチの調製方法による構造と機能の関係

科学分野:

• 食品科学; 材料科学; バイオテクノロジー

背景:

• パールミレットはデンプン含有量が多い重要な穀物作物である。新規デンプンナノ材料の開発は、多様な応用につながる可能性がある。デンプン構造に対する様々な調製方法の影響を理解することは極めて重要である。

研究 の 目的:

• 2種類のパールミレット品種からデンプンナノクリスタル（SNC）およびデンプンナノ粒子（SNP）を開発すること。これらのナノスターチの特性を評価し、ネイティブスターチと比較すること。酸加水分解、超音波処理、酸支援超音波処理、およびガンマ線照射がデンプンナノ材料に及ぼす影響を評価すること。

主な方法:

• 酸加水分解（AH）、超音波処理（US）、酸支援超音波処理（AHUS）、およびガンマ線照射（GI）を用いて、デンプンナノクリスタル（SNC）およびデンプンナノ粒子（SNP）を合成した。特性評価には、粒子径、ゼータ電位、形態（SEM）、機能特性、熱安定性（DSC）、構造（XRD）、糊化（粘度測定）、およびレオロジーが含まれた。出発物質として2種類のパールミレット品種（HHB 67およびProAgro 9444）を使用した。

主要な成果:

• 粒子径の中央値は100〜200 nmの範囲で、ゼータ電位は-12〜-31.2 mVで安定していた。AHおよびAHUSは熱安定性と結晶性を向上させた（最大37.47%）。一方、USおよびGIはそれらを低下させた。糊化分析の結果、ネイティブ、US、GIサンプルはType Aの挙動を示し、AHおよびAHUSサンプルはType Dの挙動を示し、膨潤が制限されていることが示唆された。

結論:

• 選択された方法は、パールミレットデンプンナノ材料の物理的、化学的、および熱的特性に大きく影響する。AHおよびAHUS法は、結晶性の高い熱的に安定なデンプンナノクリスタルを製造する上で有望である。US-SNPはユニークな弱いゲル様の挙動を示し、特定の食品用途の可能性を示唆している。