Gıdanın önemli bir bileşeni olan nişasta, insan vücuduna temel enerji sağlamakla kalmaz, aynı zamanda nişastalı gıdaların dokusu, ağızda bıraktığı his ve kabul edilebilirliği gibi kalite özelliklerini de etkiler. Nişastalı gıdaların çoğu, nişastanın suyu emmesi ve belirli bir viskoziteye sahip bir macun sistemi oluşturmak üzere genişlemesiyle sonuçlanan bir tür işleme veya pişirme işleminden geçer, ancak soğutma ve depolama sırasında nişasta molekülleri, nişasta yaşlanması veya yeniden büyümesi olarak bilinen bir fenomen olan düzenli ve kararlı bir jel yapısı oluşturmak için uzamsal konformasyonlarında yeniden düzenlemeye uğrar.

Nişasta yaşlanması genellikle nişastalı gıdaların raf ömrünü kısaltan ve tüketiciler tarafından kabul edilebilirliğini azaltan dokunun bozulması, şeffaflığın azalması, tat pürüzlülüğü gibi nişastalı gıda kalitesinin bozulmasına yol açar. Örneğin, buharda pişirilmiş çörekler, ekmekler ve hamur işlerinde, yüksek nişasta içeriği nedeniyle, depolama süresinin uzamasıyla birlikte, yumuşaktan serte, gevşek organizasyona ve lezzet kaybına dönüşeceklerdir.

Bununla birlikte, nişastanın yaşlanma davranışı, nişastanın yaşlanmasının ürünün yapısal ve duyusal özelliklerini değiştirebildiği ve dirençli nişasta oluşumuna yol açabildiği kahvaltılık tahıllar ve kurutulmuş patates püresi üretimi gibi bazı işleme uygulamalarında da istenmektedir. Bu bağlamda, nişastanın yaşlanma derecesinin rasyonel bir şekilde nasıl düzenleneceği ve sistemin yaşlanma özelliklerinin nasıl inceleneceği, hem nişastalı gıdaların işlenmesi hem de yeme kalitesinin iyileştirilmesi açısından önemlidir.

Nişasta yaşlanmasının kısa tanımı ve mekanizması

Nişasta yaşlanması, kısmen veya tamamen yapıştırılmış nişasta moleküllerinin kademeli olarak yüksek enerjili düzensiz durumdan düşük enerjili düzenli duruma dönüştüğü, yani nişasta moleküler zincirlerinin molekül içi veya moleküller arası hidrojen bağı yoluyla birleştirildiği, hizalandığı ve kümelendiği, kümelenmiş yapıların düzenli bir düzenlemesini oluşturduğu termodinamik bir denge sürecidir.

Nişastanın yaşlanma süreci kısa süreli yaşlanma ve uzun süreli yaşlanma olarak ikiye ayrılabilir. Bunlar arasında, kısa süreli yaşlanma, düz zincirli nişasta moleküllerinin sızıntısının üç boyutlu bir ağ yapısı oluşturmak için yönlü göçe maruz kaldığı nişasta yapıştırmadan sonraki ilk aşamada meydana gelir; Öte yandan, uzun süreli yaşlanma, esas olarak dallı zincirli nişastanın polimerizasyon sırasında güçlü inhibisyona maruz kalan yüksek dallı bir yapıya sahip olması ve yaşlanma sürecinin daha yavaş olması nedeniyle genellikle birkaç haftadan fazla sürer. Uzun süreli yaşlanma, tüm nişasta yaşlanma sürecinde önemli bir rol oynar ve nişasta sistemlerindeki kalite değişikliklerinin ana nedenidir.

Mumsu olmayan nişastalar için yaşlandırma, nişasta hamurunun üç boyutlu ağ yapısına sahip sert bir jele dönüşmesine yol açarken, mumsu nişastalar için yaşlandırma, agregatlar içeren ancak üç boyutlu ağ yapısı olmayan yumuşak bir jel oluşumuna yol açar.

Genellikle, nişasta jellerinin mukavemeti düz zincirli nişasta içeriği ile ilgilidir. Düz zincirli nişastanın ağ yapısı nişasta jellerine esneklik ve deformasyona karşı dayanıklılık sağlarken, sadece agregat içeren yumuşak jeller daha iyi geçirgenlik, daha güçlü viskozite ve kohezyon gösterir. Düz zincirli nişasta molekülleri arasındaki hidrojen bağlarının kullanılabilirliğinin azalması, yumuşak jellerdeki uzun menzilli etkileşimleri bozarak daha az yapışkan bir ağ yapısına yol açar.

Nişasta yaşlanması, başlangıçta düz zincirli nişasta moleküllerinin hızlı yeniden kristalleşmesini ve ardından dallı zincirli nişasta moleküllerinin yavaş yeniden kristalleşmesini içeren sürekli bir süreçtir. Düz zincirli nişastaların yaşlanması, nişasta jelinin başlangıçtaki sertliğinin yanı sıra nişastalı gıdaların viskozitesini ve sindirilebilirliğini belirler. Ekmek ve keklerin yaşlanması, depolama süresi ve nişasta kristalitesi ile ilgilidir ve esas olarak dallı zincirli nişastaların yaşlanmasından kaynaklanır.

Katkı maddeleri ve nişasta yaşlanma karşıtı düzenleme

Depolama sırasında nişasta içeren gıdaların yaşlanması kaçınılmazdır, şu anda dünya gıda yaşlanması sorununu tamamen çözmemiştir ve yaşlanma tamamen engellenemez, ancak etkili teknik önlemlerle geciktirilebilir. Nişastanın yaşlanma mekanizmasına ve bunu etkileyen faktörlere göre, yaşlanmayı yavaşlatmak için aşağıdaki ilgili kontrol teknolojisi kullanılabilir.

I. Enzim hazırlama ekleyin
Amilaz ve proteaz nişastalı gıdalarda yaygın olarak kullanılır ve amilaz α-amilaz, β-amilaz, fungal amilaz ve benzeri olarak ayrılır. Bunlar arasında en iyi yaşlanma karşıtı etki α-amilazdır. Pişirme sırasında düşük moleküler ağırlıklı dekstrin üretmesi nedeniyle α-amilaz, dallı zincirli nişastanın yaşlanma sürecine müdahale ederek nişastanın uzun süreli yaşlanmasını engeller. Bununla birlikte, aşırı miktarda α-amilaz nişastalı gıdaları yapışkan hale getirebilir, dokuyu etkileyebilir ve yapıyı çökertebilir.

Palacios ve arkadaşları pirince α-amilaz uygulamış, bu da dallanmış nişastanın kısa yan zincirinin artması nedeniyle pirincin yaşlanmasını engellemiştir. Chen Qiuping ve arkadaşları buharda pişirilmiş çöreklere uygun miktarda bakteriyel α-amilaz eklemiş, bu da sadece buharda pişirilmiş çöreklerin duyusal kalitesini iyileştirmekle kalmamış, aynı zamanda depolama sırasında buharda pişirilmiş çöreklerin yaşlanma olgusunu da engellemiştir.Dang ve arkadaşları Rami yapraklarından ekstrakte ettikleri β-amilazın da amiloz gıdalar üzerinde yaşlanmayı geciktirici bir etkisi olmuştur.

G4 amilaz, nişasta dallı zincirini kısa kesebilen ve tetrasakkarit üretebilen, böylece dallı nişasta yan zincirinin uzunluğunu azaltan yeni bir amilaz türüdür. Kina ve arkadaşları buğday nişastasını G4 amilaz ile muamele etmiş ve önemli bir yaşlanma karşıtı etki bulmuşlardır. Ek olarak, enzimi glüten veya glüten proteinini vb. ayrıştırmak için de kullanabilirsiniz, ayrışma ürünü nişastalı yiyeceklere eklenecektir, ayrıca iyi bir yaşlanma karşıtı etki de oynayabilir.

Emülgatör ekleyin
Gıdalara emülgatör eklemek sadece nişastanın yaşlanmasını geciktirmekle kalmaz, aynı zamanda tazeliğin korunmasında da rol oynar. Düz zincirli nişasta moleküllerinin hamurundan sonra çift sarmal yapı vardı, şu anda iç kısmı hidrofobiktir, emülgatörün hidrofobik grupları iç kısmına, çözünmeyen inklüzyon kompleksinin oluşumu, düz zincirli nişastanın yeniden kristalleşmesini inhibe ederek dolaylı olarak inhibe edilebilir dallı zincirli nişasta yeniden kristalleşmesi ve böylece yaşlanma karşıtı etkide rol oynar.

Emülgatörler ayrıca gıdadaki su dağılımını doğrudan etkileyerek yaşlanmayı geciktirebilir. Prakaywatchara ve arkadaşları glutensiz gıdaya dört emülgatör eklemiş, bunların hepsi nişasta yaşlanmasını engellemiş ve en düşük yaşlanma entalpisi 1% gliserol monoester ve gliserol içeren örneklerde bulunmuştur.

Fadda ve arkadaşları, emülgatörlerin hamurun su emme ve kabarma kabiliyetini azaltarak, proteinlere daha fazla su aktarılmasını sağlayarak ve hamuru kabarık ve yumuşak hale getirerek nişastanın yaşlanmasını dolaylı olarak engellediği sonucuna varmıştır.

Yu ve arkadaşları buğday nişastasına stearik asit ve sodyum aljinat eklemiş, bu da ilk yapıştırma sıcaklığını artırmış ve nişastanın yaşlanmasını etkili bir şekilde engellemiştir.

Li Lihua ve arkadaşları, iki emülgatörün, sodyum stearoil laktat ve β-siklodekstrinin, taze ıslak eriştenin yaşlanmasını önleme üzerindeki etkilerini araştırmış ve düz zincirli nişasta-emülgatör-lipit kompleksinin taze ıslak eriştenin yaşlanmasını önlediği sonucuna varmıştır.

Hidrokolloid ekleyin
Hidrokolloidler çoğunlukla suda çözünebilen doğal polisakkarit makromoleküller ve bunların türevleridir ve belirli koşullar altında tamamen hidratlandıklarında viskoz çözeltiler veya jeller oluşturabilirler ve bu özellik onların gıda maddelerinde doku iyileştirme ve su kontrolü gibi özel bir rol oynamalarını sağlar. Yaygın gıda hidrokolloidleri arasında guar sakızı, ksantan sakızı, karragenan vb. bulunur.

Genel olarak, hidrokolloidler kısa vadeli yaşlanmayı teşvik eder ve esas olarak düz zincirli nişasta-düz zincirli nişasta ve dallı zincirli nişasta-dallı zincirli nişasta arasındaki etkileşimleri etkileyerek uzun vadeli yaşlanmayı geciktirir ve hidrokolloidler tarafından nişasta yaşlanmasının engellenmesi büyük ölçüde hidrokolloid konsantrasyonunun boyutuna bağlıdır.

He Chengyun ve arkadaşları, ksantan sakızı, sodyum aljinat ve karragenanın buharda pişirilmiş ekmek üzerindeki yaşlanma karşıtı etkilerini araştırmış ve ortogonal deney ile optimum bileşik oranı elde edilmiştir.

Ai ve arkadaşları, pirinç keklerine enzim, emülgatör ve hidrokolloid olmak üzere üç tür katkı maddesi eklemiş ve karşılaştırma, sodyum aljinatın depolama sırasında pirinç keklerinin sertleşme oranını önemli ölçüde azaltan tek katkı maddesi olduğunu ortaya koymuştur.

Liu Haiyan ve arkadaşları, orta düzeyde kolloid ilavesinin ekmeğin spesifik hacmini önemli ölçüde artırabileceği, ekmeğin tekstürel özelliklerini iyileştirebileceği ve ekmeğin yaşlanmasını etkili bir şekilde önleyebileceği sonucuna varmıştır. Bununla birlikte, hidrofilik kolloidlerin nişasta yaşlanması üzerindeki etkisi hakkında genel bir sonuç çıkarılmamıştır.

Dördüncü olarak, modifiye nişasta ekleyin
Farklı modifiye nişasta türleri tahıl ürünlerinin kalitesinde farklı roller oynar ve uygun miktarda modifiye nişasta yaşlanmayı geciktirebilir ve ürün kalitesini artırabilir. Bazı modifiye nişastalar genellikle asetat, hidroksipropil vb. gibi modifiye hidrofilik gruplara eklenir. Bu hidrofilik gruplar sistemdeki su akışını ve eksüdasyonu kontrol edebilir; aynı zamanda nişasta molekülleri arasındaki hidrojen bağının dehidrasyonunu ve yoğunlaşmasını da engelleyerek yaşlanmayı geciktirebilir.

Buna ek olarak, bazı modifiye nişastalar (örneğin patates modifiye nişastası) iyi su tutma, büyük şişme kapasitesi, iyi düşük sıcaklık kararlılığı ve hafif tat gibi iyi işleme özelliklerine sahiptir, bu da sadece tahıl ürünlerinin yaşlanmasını geciktirmekle kalmaz, aynı zamanda kalitelerini de artırır.

Xie Shaomei ve arkadaşları, önceden jelatinleştirilmiş patates modifiye nişastasının ekmek kalitesini artırabileceğini ve ilavesinin artmasıyla yaşlanma karşıtı etkinin artma ve ardından azalma eğilimi gösterdiğini, ancak eğilimin nedeninin araştırılmadığını bulmuşlardır.

Huang Li ve arkadaşları hidroksipropil di-nişasta fosfatın (HPDSP) taze ve ıslak hazır pirinç eriştesinin uzun süreli yaşlanma özellikleri üzerindeki etkisini incelemiş ve 15% HPDSP ilaveli numune grubunun tepe sertliğinin boş grubunkine kıyasla 46,9% azaldığını; numune grubunun bağıl kristalliğinin 2.22% olup, bu değer boş grubunkinden (10.17%) çok daha düşüktür; ve numune grubunun rejenerasyon entalpisi 1.28 J/g'a düşmüştür ki bu değer boş grubunkinden 72.1% daha düşüktür, bu da HPDSP'nin ekmek kalitesini artırabileceğini göstermektedir, ancak bu eğilimin nedeni hakkında bir araştırma yapılmamıştır. 72.1%, HPDSP'nin taze ve ıslak hazır pirinç eriştelerinin yaşlanmasını önemli ölçüde geciktirebildiği görülebilir.

V. Nişasta olmayan şekerler
Nişasta olmayan şekerler, kompleks oluşturmak için nişasta molekülleriyle etkileşime girerek veya nişastanın su tutma kapasitesindeki farklılık yoluyla tahıl ürünlerinin yaşlanması üzerinde bir etkiye sahiptir.Zeng ve arkadaşları, oligofruktozun buğday nişastasının yaşlanmasını yavaşlatmak için buğday nişastasının yaşlanması üzerinde iyi bir etkiye sahip olduğunu bulmuşlardır.

Banchathanakij ve arkadaşları, farklı β-glukan kaynaklarının pirinç nişastasının yaşlanmasını geciktirebildiğini ve yaşlanmayı geciktirme mekanizmasının nişasta moleküllerinin hareketini zayıflatan suyu absorbe etmek olduğunu; farklı β-glukan kaynaklarının yaşlanmayı geciktirmedeki etkisinin farklı olduğunu ve arpa ve yulaftan elde edilen β-glukanın suda çözülebildiğini, bu da nişasta moleküllerinin hareket etmesini daha büyük ölçüde engelleyebildiğini, bu nedenle yaşlanmayı geciktirmede daha iyi bir etkiye sahip olduğunu bulmuşlardır.

Klinmalai ve arkadaşları, kitosanın pirinç eriştesinin nem içeriği üzerinde bir etkisi olmadığını, ancak pH'ını ve beyazlığını azalttığını, pirinç eriştesi jelinin sertliğinin ve viskozitesinin artmasını geciktirdiğini ve pirinç eriştesi jelinin yapışmasını ve elastikiyetini etkili bir şekilde koruduğunu bulmuştur. Ayrıca, diyet lifi tahıl ürünlerinin yaşlanmasını da geciktirebilir.

Altı, diğer nişasta yaşlanması karşıtı yöntemler
Yaşlanma karşıtı etkiyi elde etmek için geleneksel katkı maddelerinin kullanımına ek olarak, bazı fiziksel, biyolojik ve diğer yöntemler de elde edilebilir. Zhang ve arkadaşları, çay polifenolleri, çay suda çözünür ekstraktları, çay polisakkaritleri ve dört çeşit çay türevinin yeşil çay tozunun buğday nişastasının yaşlanması üzerindeki etkisini incelemiş ve sonuçlar, buğday nişastasının kısa süreli yaşlanması ve buğday nişastasının uzun süreli yaşlanması üzerindeki dört maddenin inhibisyon etkisine sahip olduğunu göstermiştir.

Chunyuan Zhang çay polisakkaritlerinin buğday nişastası üzerindeki yaşlanma etkisini incelemiş ve aynı sonuçları elde etmiştir. Niu ve arkadaşları pirinç kepeği protein hidrolizatının pirinç nişastası üzerindeki inhibitör etkisini incelemiştir. Xu Chen ve arkadaşları 5% proantosiyanidinleri mısır nişastasına ekleyerek nişastanın yaşlanmasını engellemişlerdir.

Niu ve arkadaşları, domuz plazma proteini hidrolizatının mısır nişastasının kısa süreli yaşlanması üzerinde potansiyel inhibitör etkiye sahip olduğunu elde etmiştir. Tian Yaoqi, ultra yüksek basınç teknolojisini kullanarak pirinç nişastasının yaşlanmasını engellemiştir.

Xia Wen ve arkadaşları, manyok nişastası granüllerinin yüzey yapısını yok etmek için ultra mikro öğütme teknolojisini kullanmış ve bu da kısa süreli yaşlanma üzerinde belirli bir geciktirici etkiye sahip olmuştur. Çeşitli gıda katkı maddelerinin tamamlayıcı rolünü etkili bir şekilde oynayabilen ve belirli bir tek katkı maddesinin eklenmesiyle karşılaştırıldığında, tüketiciler tarafından daha kolay kabul edilen daha iyi bir lezzet ve dokuya sahip olan bazı kompozit katkı maddeleri uygulamaları da vardır ve nişastanın yaşlanmayı geciktirme etkisi de daha iyidir.

Bu nedenle, yaşlanma karşıtı maddelerin kullanımı ve yeni yaşlanma karşıtı maddelerin araştırılması nişasta yaşlanmasını engellemek için büyük önem taşımaktadır.

Bu makale nişasta yaşlanmasına ve farklı katkı maddelerinin nişasta yaşlanmasını düzenleme üzerindeki etkisine odaklanmaktadır, nişasta yaşlanması geri dönüşü olmayan bir süreçtir ve gıda kalitesi üzerinde büyük bir etkiye sahip olacaktır, nişasta modifikasyonu çok karmaşık bir sistemdir, mevcut araştırmalar hala çok sınırlıdır ve hala geleneksel yol ve yöntemleri kullanmaktadır, zaman geçtikçe bu yöntemler gelişimin ihtiyaçlarının gelişimine ayak uyduramamaktadır, bu nedenle bazı yeni araştırmalar ve çalışmalar ortaya çıkmalıdır! .

Farklı maddeler ekleyerek nişastanın yaşlanmasını engellemenin bazı yönleri hala tartışmalıdır, bu da yaşlanma mekanizmasının daha derin bir şekilde anlaşılması için nişastanın iç yapısı üzerinde araştırma yapılmasını gerektirir ve bu da gelecekteki gelişimin yönüdür.