Διεργασίες μεταφοράς μάζας μικροσυστατικών της διατροφής σε βιοπολυμερή

Abstract

In this study, an attempt was made to enrich rice with antioxidants, using herbal extracts. Firstly, white rice was fortified with antioxidant compounds, coming from spearmint aqueous extract, using a conventional rice cooking process. The results showed that total polyphenol content and most of individual phenolic compounds’ concentration detected in white rice samples significantly increased after 20 min of cooking in spearmint extract. Furthermore, spearmint leaves’ aqueous extract exhibited great thermal stability concerning its polyphenol content during 40 min of boiling. In addition, the concentration of aqueous extracts in diluted solids had a strong effect on the total adsorption of antioxidants inside rice grains. The calculation of effective diffusion coefficients of 8 different phenolic acids in rice indicated that D was mainly influenced by the chemical affinity between rice macroconstituents and phenolic compounds. In another study, the diffusion of phenolics in rice during fortified rice rehydration was examined and the retention of these compounds in rehydrated rice was found to be at least 24% of their amount in dry fortified rice. This indicated that a significant amount of antioxidants was not released even after intense thermal processing in excess water and this may be a result of strong interactions between rice macromolecules and phenolic compounds, which were examined using DSC and H-NMR techniques. The results showed that phenolics could probably be embedded into starch-water matrix during heating and also that there were several different hydroxyl-groups in rice starch molecule which presented evidence of H-bond formation with hydroxyl-groups contained in phenolics.

Στην παρούσα διατριβή έγινε προσπάθεια εμπλουτισμού αμυλούχων τροφίμων με βιοδραστικά μικροσυστατικά βοτάνων. Αρχικά, παρασκευάστηκαν υδατικά εκχυλίσματα βοτάνων, τα οποία βρέθηκαν να είναι πλούσια σε φαινολικά-αντιοξειδωτικά συστατικά, ενώ παρουσίασαν πρακτικά αμελητέα υποβάθμιση έπειτα από παρατεταμένη θέρμανσή τους στους 100°C. Το εύρημα αυτό αξιοποιήθηκε για παρασκευή εμπλουτισμένου ρυζιού με υγροθερμική επεξεργασία εντός υδατικού εκχυλίσματος δυόσμου. Ο εμπλουτισμός κρίθηκε επιτυχής, καθώς το τελικό εμπλουτισμένο προϊόν έδειξε ότι υπερτερούσε, σε σχέση με το λευκό ρύζι, σε όλες τις κατηγορίες συστατικών που μελετήθηκαν, τα οποία φάνηκε να είχαν προσροφηθεί μέσω του εκχυλίσματος δυόσμου με την αύξηση του χρόνου υγροθερμικής επεξεργασίας. Επίσης, φάνηκε ότι η συγκέντρωση του εκχυλίσματος είχε καθοριστικό ρόλο στην προσροφησιμότητα κάθε συστατικού στο ρύζι. Η σύγκριση μεταξύ των συντελεστών διάχυσης που προέκυψαν για κάθε μελετούμενο συστατικό στα πειράματα εμπλουτισμού έδειξε ότι ο συντελεστής διάχυσης επηρεάζεται κατά κύριο λόγο από τη χημική συγγένεια των φαινολικών με τα μακροσυστατικά του ρυζιού. Σε άλλη μελέτη, η εκρόφηση αντιοξειδωτικών συστατικών κατά την ενυδάτωση ξηρού εμπλουτισμένου ρυζιού έφθασε σε ισορροπία, ενώ παράλληλα η κατακράτηση ουσιών εντός των κόκκων παρέμεινε σε ικανοποιητικά επίπεδα. Το γεγονός αυτό φανέρωσε ότι πιθανότατα υπήρξε ανάπτυξη ισχυρών αλληλεπιδράσεων μεταξύ των φαινολικών συστατικών και των μακρομορίων του ρυζιού κατά την υγροθερμική επεξεργασία, οι οποίες μελετήθηκαν με μεθόδους DSC και H-NMR. Από τα αποτελέσματα φάνηκε μια τάση ένταξης των φαινολικών στο πλέγμα αμύλου-νερού που προκάλεσε μεταβολή στη θερμική σταθερότητα του αμύλου, καθώς επίσης ότι υπήρξαν αρκετές διαφορετικές περιοχές στο μόριο του αμύλου ρυζιού που εμφάνισαν σαφείς ενδείξεις δημιουργίας δεσμών Η με αντίστοιχα τμήματα των φαινολικών μορίων.