Effect of moisture content and temperature, on the rheological, microstructural and thermal properties of masa (dough) from a hybrid corn (Zea mays sp.) variety



Document title: Effect of moisture content and temperature, on the rheological, microstructural and thermal properties of masa (dough) from a hybrid corn (Zea mays sp.) variety
Journal: Revista mexicana de ingeniería química
Database: PERIÓDICA
System number: 000384980
ISSN: 1665-2738
Authors: 1
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Institutions: 1Universidad de Guadalajara, Departamento de Ingeniería Química, Guadalajara, Jalisco. México
2Universidad de Guadalajara, Departamento de Farmacobiología, Guadalajara, Jalisco. México
3Universidad de Guadalajara, Departamento de Ciencias Tecnológicas, Ocotlán, Jalisco. México
4Universidad de Guadalajara, Departamento de Ciencias Básicas, Ocotlán, Jalisco. México
5Universidad de las Américas, Departamento de Ingeniería Química, Alimentos y Ambiental, Cholula, Puebla. México
6Instituto Politécnico Nacional, Centro de Desarrollo de Productos Bióticos, Yautepec, Morelos. México
Year:
Season: Ago
Volumen: 13
Number: 2
Pages: 429-446
Country: México
Language: Inglés
Document type: Artículo
Approach: Experimental, aplicado
Spanish abstract Se reporta el efecto del contenido de humedad (55, 60 y 65% en peso) y la temperatura (30, 40 y 50 °C) en la difracción de rayos X (DRX), curvas de formación de pasta y las propiedades microestructurales, térmicas y reológicas de masa de una variedad híbrida de maíz (Zea mays sp.). Se realizó una serie completa de pruebas reológicas que incluyeron barridos de temperatura y frecuencia y barridos de velocidad de corte en estado estacionario y transitorio, con el fin de obtener información detallada sobre variables de procesamiento de alimentos. El proceso de nixtamalización afecto significativamente (P < 0.05) a las propiedades microestructurales y térmicas de la masa. Por medio de Microscopía de luz polarizada y DRX se mostró que la cristalinidad de los gránulos de almidón de la masa disminuyó; mientras que por medio de Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), se observaron gránulos hinchados y dispersos sobre una superficie plastificada de almidón. Por otra parte, por medio de calorimetría diferencial de barrido (DSC), la entalpía de gelatinización (ΔHgel) de la masa mostró diferencias significativa (P < 0.05), donde esta aumentó con el contenido de humedad de 6.7 ± 0.84 J/g para 55% en peso a 10.2 ± 0.4 J/g para 60% en peso. Los barridos de frecuencia mostraron un comportamiento predominantemente elástico, donde el módulo de almacenamiento (G') fue mayor al módulo de pérdida (G''), y fueron afectados (P < 0.05) significativamente en un intervalo pequeño de contenido de humedad y la temperatura. Los barridos de velocidad de corte en estado estacionario exhibieron adelgazamiento al corte y siguieron la ley de la potencia, donde el índice de comportamiento de flujo (n), disminuyó cuando la temperatura y el contenido de humedad aumentaron. El efecto de la temperatura sobre la viscosidad de corte (η) fue bien descrito por la ecuación de Arrhenius, exhibiendo valores de energía de
English abstract The effect of the moisture content (55, 60 and 65% (w/w)) and temperature (30, 40 and 50 oC) on the X-ray diffraction (XRD), microstructural, pasting, thermal and rheological properties of nixtamalized dough (masa) from a corn hybrid variety (Zea mays sp.) is reported. A complete set of rheological tests including temperature and frequency sweeps, steady shear and transient shear flow was performed in order to get detailed information on the food processing issues. The nixtamalization process affected significantly (P < 0.05) the microstructural and thermal properties of masa. Polarized Light microscopy and XRD showed that crystallinity in starch granules decreased for the masa; whereas, Scanning Electron Microscopy (SEM), showed swollen granules dispersed into aplasticized surface. Moreover, Differential Scanning Calorimetry (DSC) showed significant (P < 0.05) differences on the gelatinization enthalpy (ΔHgel) of masa, where it increased with increasing the moisture content from 6.7 ± 0.84 J/g for 55% (w/w) to 10.2 ± 0.4 J/g for 60% (w/w). Frequency sweeps showed a predominant elastic behavior where the storage modulus (G') was higher than the loss modulus (G'') and they were significantly (P < 0.05) affected by the moisture content and temperature into a small range. The steady shear data exhibited a shear-thinning flow behavior and followed a power law equation, where the power law index (n) decreased when the temperature and the moisture content increased. The effect of temperature on the shear-viscosity (η) was well described by the Arrhenius equation, exhibiting energy activation energy (Ea) values in the range from 25.52 to 59.35 KJ/mol. For transient shear test, all masas presented a stress overshoot at high shear rate before reaching a steady state. It was found that the amplitude of this overshoot depends on the shear rate. On the other hand, the stress relaxation test, which gives the main relaxation
Disciplines: Química
Keyword: Química de alimentos,
Masa de maíz,
Nixtamal,
Contenido de humedad,
Calorimetría,
Reología,
Almidón,
Microestructuras,
Curvas de formación de pasta
Keyword: Chemistry,
Food chemistry,
Corn dough,
Nixtamal,
Moisture content,
Calorimetry,
Rheology,
Starch,
Microstructures,
Pasting curves
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