การศกษาคณลกษณะของสตารชขาวทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชน รวมกบวธเชอมขาม

Characterization of Hydroxypropylated and Crosslinked Rice Starch

มาญดา เกษตรกาลาม Mayeeda Kasetkala

วทยานพนธนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตรปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต

สาขาวชาเทคโนโลยอาหาร มหาวทยาลยสงขลานครนทร

A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science in Food Technology

Prince of Songkla University 2552

ลขสทธของมหาวทยาลยสงขลานครนทร (1)

ชอวทยานพนธ การศกษาคณลกษณะของสตารชขาวทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซ โพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม

ผเขยน นางสาวมาญดา เกษตรกาลาม สาขาวชา เทคโนโลยอาหาร

อาจารยทปรกษาวทยานพนธหลก คณะกรรมการสอบ ................................................................... ......................................................ประธานกรรมการ (ดร.ปยรตน ศรวงศไพศาล) (ดร.เถวยน บวตม) ...................................................................กรรมการอาจารยทปรกษาวทยานพนธรวม (ดร.ปยรตน ศรวงศไพศาล) ................................................................... ...................................................................กรรมการ (ดร.เสาวคนธ วฒนจนทร) (ดร.เสาวคนธ วฒนจนทร) ...................................................................กรรมการ (ดร.เกอกล ปยะจอมขวญ)

บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยสงขลานครนทร อนมตใหนบวทยานพนธฉบบนเปน สวนหนงของการศกษา ตามหลกสตรปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยอาหาร

................................................................ (รองศาสตราจารย ดร.เกรกชย ทองหน) คณบดบณฑตวทยาลย

(2)

ชอวทยานพนธ การศกษาคณลกษณะของสตารชขาวทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซ- โพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม

ผเขยน นางสาวมาญดา เกษตรกาลาม สาขาวชา เทคโนโลยอาหาร ปการศกษา 2551

บทคดยอ

การดดแปรสตารชขาวดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขามเปนการใชวธการดดแปรรวมเพอปรบปรงสมบตเชงหนาทของสตารชขาวใหมความเหมาะสมตอการประยกตใชงาน โดยในขนแรกเปนการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนโดยใชสารโพรพลนออกไซดทระดบความเขมขนรอยละ 6-12 จากนนทาการดดแปรดวยวธเชอมขามโดยใชชนดและอตราสวนของสารเชอมขามทแตกตางกน ไดแก โซเดยมไตรเมตาฟอสเฟต (STMP) รอยละ 2 (C1) สารผสมของ STMP รอยละ 2 รวมกบสารโซเดยมไตรโพลฟอสเฟต (STPP) รอยละ 5 (C2) และสารผสมของ STMP รอยละ 12 รวมกบ STPP รอยละ 0.1 (C3) จากการศกษาสมบตทางเคมและสมบตเชงหนาทของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C1 และC3 พบวาเมอความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดเพมขน สงผลใหระดบการแทนท (DS) และการแทนทโมลาร (MS) คาการบบนาออกจากเจล และคาดรรชนพฤตกรรมการไหล (n) ม

คาเพมขนอยางมนยสาคญ (P<0.05) ขณะทคากาลงการพองตว ความใส คา breakdown คา setback

ความหนดปรากฏ (η110) และคาความแขงแรงของเจล (G′ ) มแนวโนมลดลงอยางมนยสาคญ (P<0.05) นอกจากนนพบวาสตารชขาวทผานการดดแปรรวมนมความคงทนตอสภาวะกรดไดด สาหรบสตารชขาวทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C2 พบวาระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดไมมผลตอการเปลยนแปลงสมบตเชงหนาทของสตารชขาวดดแปร (P>0.05) โดยพบวาคากาลงการพองตว setback และ η110 มคาสง และมความคงทนตอสภาวะกรด สามารถเกดโครงขายรางแหของเจลไดด และมคารอยละของการบบนาออกจากเจลตา จากการศกษาเปรยบเทยบผลอตราสวนของสารเชอมขาม พบวาสตารชขาวทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C2 มคากาลงการพองตว ความหนดสงสด (peak viscosity) breakdown setback และ η110 สงกวาของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C1 และ C3 แตมคาอณหภมในการเกดเจลาตไนซทตากวา และจากการเปรยบเทยบสมบตทางเคมและสมบตเชงหนาทของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมกบสตารชมนสาปะหลงทผานการดดแปรรวมทางการคา พบวาคากาลงการพองตว ความใส ความหนดสงสด setback และ η110 ของสตารชขาวทดดแปรรวมในทกสภาวะมคาตากวาของสตารชมนสาปะหลงทดดแปรรวมทางการคา นอกจากนนพบวาสตารชมนสาปะหลงดดแปรทางการคามคาความแขงแรงของเจล ( G′ ) ทใกลเคยงกบสตารชขาวทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C2 (ทระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดรอยละ 6) ขณะทคาความคงตวตอการแช

(3)

แขงและการละลายมคาทคาใกลเคยงกบสตารชขาวทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C1 หรอ C3 (ทระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดรอยละ 10-12)

(4)

Thesis Title Characterization of Hydroxypropylation and crosslinked rice starch Author Miss Mayeeda Kasetkala Major Program Food Technology Academic Year 2008

ABSTRACT

Dual-modification, hydroxypropylation and cross-linking were conducted to improve functional properties of native rice starch for suitable applications. The first stage of modification was hydroxypropylation using propylene oxide at levels ranging from 6 to 12%. This was followed by crosslinking using three types at different ratios of crosslinking agents: 2% sodium trimetaphosphate (STMP)(C1), a mixture of 2% sodium tripolyphosphate (STMP) and 5%STPP (C2) and a mixture of 12% STMP and 0.1% STPP (C3). The chemical and functional properties of dual-modified rice starch using crosslinking reagents: C1 and C3 were investigated. The results showed that increasing in

concentration of propylene oxide significantly increased (P<0.05) degree of substitution (DS), molar substitution (MS), syneresis and flow behavior index (n). In contrast, swelling power, clarity, breakdown, setback, viscosity at shear rate 110 s-1(η110)

and storage modulus (G′ )significantly decreased (P<0.05). In addition, high acid resistance was observed for these dual modified rice starches. No effect of propylene oxide concentration on functional properties of dual modified rice starches using crossinking reagent: C2. However, these dual modified rice starches exhibited high swelling power, setback, η110 and acid resistance, good forming gel network as well as low syneresis. A comparison the effect of crosslinking reagent ratios on functional properties of dual-modified rice starches was studied. It was found that dual modified rice starches using crosslinking reagent: C2 gave higher swelling power, peak viscosity, setback and η110 but lower gelatinization temperature than that of using crosslinking reagent C1 and C3. Chemical and functional properties of dual modified rice starches were also compared with commercial dual modified tapioca starch. The results showed that swelling power, clarity, setback and η110 of dual modified rice starch were lower than those of commercial dual modified tapioca starch. G' of commercial dual modified tapioca starch was similar to that of dual modified rice starch using 6% propylene oxide and crosslinking reagent: C2, while its freeze-thaw stability was similar to that of dual midified rice starch using 10%-12% propylene oxide and crosslinking reagent: C1 or C3.

(5)

กตตกรรมประกาศ วทยานพนธฉบบนสาเรจลลวงไดดวยด ขาพเจาตองขอขอบพระคณ ดร.ปยรตน ศรวงศไพศาล อาจารยทปรกษาวทยานพนธ และ ดร.เสาวคนธ วฒนจนทร อาจารยทปรกษาวทยานพนธรวม ทกรณาใหคาปรกษาแนะนาในการคนควาวจยและตรวจทานแกไขการเขยนวทยานพนธใหถกตองสมบรณ ขอขอบพระคณ ดร.เถวยน บวตม ประธานกรรมการสอบและ ดร.เกอกล ปยะจอมขวญกรรมการสอบทตรวจทานและใหคาแนะนาในการแกไขวทยานพนธฉบบนใหสมบรณยงขน ข อ ข อ บ พ ร ะ ค ณ ค ณ ะ อ ต ส า ห ก ร ร ม เ ก ษ ต ร แ ล ะ บ ณ ฑ ต ว ท ย า ล ย มหาวทยาลยสงขลานครนทร ทใหทนสนบสนนการวจยและคาใชจายระหวางการศกษา ขอบคณบรษทกรงเทพสตารชอนดสเทรยล จากด ทใหความอนเคราะหสตารชขาวเพอใชเปนวตถดบในการวจยในครงน ขอขอบคณบคลากรและเจาหนาทคณะอตสาหกรรมเกษตรทกทานทใหความชวยเหลอในการทดลองทงเครองมอเครองใช รวมทงการใหคาแนะนาในการปฏบตงาน ขอกราบขอบพระคณ คณพอ คณแม คณปา คณลง และนองชายทเปนกาลงใจในการศกษา ขอบคณพๆ เพอนๆและนองๆ ทกคนทคอยใหความชวยเหลอ คาแนะนา และกาลงใจในระหวางการทาการทดลองและการเขยนวทยานพนธจนสาเรจ มาญดา เกษตรกาลาม

(6)

สารบญ

หนา สารบญ……………………………………………………………………………………………… (7) รายการตาราง……………………………………………………………………………………….. (9) รายการภาพประกอบ………………………………………………………………………………... (10) รายการตารางภาคผนวก…………………………………………………………………………….. (13) บทท 1 บทนา…………………………………………………………………………………………… 1 บทนาตนเรอง……………………………………………………………………………… 1 ตรวจเอกสาร.……………………………………………………………………………… 2 1. ขาว……………………………………………………………………………….. 2 2. สตารชขาว………………………………………………………………………... 3 องคประกอบทางเคมและโครงสรางของสตารชขาว……………………………….. 3 สมบตเชงหนาทของสตารชขาว……………………………………………………. 7 3. การดดแปรสตารชดวยวธทางเคม……………………………………………… 11 การดดแปรสตารชดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชน…………………………………… 12 การดดแปรสตารชดวยวธวธเชอมขาม……………………………………………… 14 การดดแปรสตารชโดยใชวธการไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม……….. 16 วตถประสงค……………………………………………………………………………………….. 21 2 วสดอปกรณ และวธการ……………………………………………………………………….. 13 1.วสดและอปกรณ…………………………………………………………………………….. 22 2.วธการดาเนนงานวจย………………………………………………………………………… 16

2.1 ศกษาองคประกอบทางเคมของสตารชขาวหอมมะล………………………………. 23 2.2 การดดแปรสตารชขาวหอมมะลดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชน

รวมกบวธเชอมขาม………………………………………………………………… 23 2.3 การตรวจหาปรมาณของฟอสฟอรส………………………………………………… 24 2.4 การตรวจหาปรมาณของไฮดรอกซโพรพล…………………………………………. 24 2.5 การคานวณระดบการแทนทและคาการแทนทโมลารของสตารชขาวหอมมะลทผาน

การดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม………………………. 25

(7)

สารบญ (ตอ)

หนา 2.6 การศกษาลกษณะทางโครงสรางของสตารชขาวหอมมะลทผานการดดแปรดวยวธ

ไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม………………………………………….. 25 2.7 การศกษาสมบตเชงหนาทของสตารชขาวหอมมะลทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซ

โพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม…………………………………………………….. 26 2.8 การศกษาเปรยบเทยบสมบตเชงหนาทของสตารชขาวทผานการดดแปรดวยวธ

ไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขามกบสตารชดดแปรทางการคา……………. 28 3 ผลและวจารณผลการทดลอง 1. องคประกอบทางเคมของสตารชขาวขาวดอกมะล 105……………………………………. 29 2. ผลของระดบความเขมขนของโพรพลนออกไซดและสารเชอมขามตอระดบ การแทนทและการแทนทโมลารของสตารชขาวทผานการดดแปร………………………… 29 3. ผลของระดบความเขมขนของโพรพลนออกไซดและสารเชอมขามตอ สมบตเชงหนาทของสตารชขาวทผานการดดแปร…………………………………………. 31 3.1 กาลงการพองตวและความใส……………………………………………………….. 31 3.2 สมบตทางความรอน………………………………………………………………… 34 3.3 สมบตทางรโอโลย…………………………………………………………………... 38 3.3.1 สมบตทางความหนดของสตารชเพสท…………………………………….. 38 3.3.2 พฤตกรรมการไหล…………………………………………………………. 45 3.3.3 สมบตวสโคอลาสตกและโครงสรางของเจลสตารช……………………….. 50 3.4 ความคงตวตอการแชแขงและการละลาย……………………………………………. 59 3.5 ศกษาเปรยบเทยบสมบตเชงหนาทของสตารชขาวทผานการดดแปรดวย

วธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขามกบสตารชมนสาปะหลง ทผานการดดแปรรวมทางการคา.................................................................................. 61

บทท 4 สรป………………………………………………............................................................... 68 เอกสารอางอง……………………………………………….............................................................. 70 ภาคผนวก……………………………………………….................................................................... 73 ก การวเคราะหองคประกอบทางเคม………………………………………...................................... 74 ข การวเคราะหผลทางสถต………………………………………………......................................... 80 ประวตผเขยน……………………………………………….............................................................. 86

(8)

รายการตาราง

Table Page 1. Chemical composition of starch from Khao Dawk Mali 105 rice. ...................................... 29 2. Phosphorus content degree of substitution (DS) hydroxypropyl content and molar

substitution (MS)of native and dual-modified rice starches. ............................................... 31 3. Swelling power and paste clarity of native and dual-modified rice starches. ...................... 34 4. Gelatinisation parameters of native and dual-modified rice starches. ................................. 38 5. Pasting charcteristics at pH 7.0 of native and dual-modified rice starches. ........................ 44 6. Pasting characteristics at pH 3.5of native and dual-modified rice starches. ....................... 45

7. Appearent viscosity at shear rate of 110 s-1 (η110) consistency coefficient (k) and flow behavior index (n) of native and dual-modified rice starches. ............................. 49

8. Storage modulus (G′ ) of native and dual-modified rice starches. All samples were measured at 25 oC and frequency range 0.1–100 Hz. ................................................. 55

9. Percent of syneresis of native and dual-modified rice starches . ......................................... 61 10. Phosphorus content degree of substitution (DS) hydroxypropyl content

and molar substitution (MS) of commercial modified tapioca starch. ................................ 62 11. Swelling power paste clarity and percent of syneresis of commercial

modified tapioca starch. ...................................................................................................... 63 12. Pasting characteristic at pH 7.0 and pH 3.5 of commercial modified

tapioca starch. ...................................................................................................................... 63

(9)

รายการภาพประกอบ

Figure Page 1. Relationship of between shear stress and shear rate of newtonian fluids and non-

Newtonian fluids. ................................................................................................................ 8 2. Hydroxyalkylation reaction of between starch and propylene oxide. ............................... 13 3. Reaction of between starch and Cross-linking reagent. ....................................................... 16 4. Thermogram of native and dual-modified rice starches hydroxypropylated with

propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP (C1). ......................................................................................... 36

5. Thermogram of native and dual-modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with the mixture of 2% STMP and 5 % STPP (C2). ......................................... 37

6. Thermogram of native and dual-modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with the mixture of 12% STMP and 0.1% STPP(C3). ...................................... 37

7. Pasting profiles at pH 7 (a) and pH 3.5 (b) of native and dual-modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP(C1). ................................ 41

8. Pasting profiles at pH 7 (a) and pH 3.5 (b) of native and dual-modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with the mixture of 2% STMP and 5 % STPP (C2). .... 42

9. Pasting profiles at pH 7 (a) and pH 3.5 (b) of native and dual-modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with the mixture of 12% STMP and 0.1% STPP (C3). . 43

10. Relationship of apparent viscosity and shear rate of dual-modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10%(HP10),and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP (C1) starch paste at 4%concentration. All samples were measured at 60oC. ........................................................................................................ 47

(10)

รายการภาพประกอบ (ตอ)

Figure Page 11. Relationship of apparent viscosity and shear rate of dual-modified rice starches

hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10), and 12% (HP12) and crosslinked with the mixture of 2% STMP and 5% STPP (C2) starch paste at 4% concentration . All samples were measured at 60 oC . ................... 48

12. Relationship of apparent viscosity and shear rate of dual-modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with the mixture of 12% STMP and 0.1% STPP (C3) starch paste at 4% concentration. All samples were measured at 60 oC. . ................... 48

13. Effect of frequency on G′ (a) and G ′′ (b) of native (NS) and dual-modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP (C1) starch paste at 8% concentration. All samples were measured at 25oC and frequency range 0.1–100 Hz. . ........................................................................................................................ 52

14. Effect of frequency on G′ (a) and G ′′ (b) of native (NS) and dual-modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with the mixture of 2% STMP and 5% STPP (C2) starch paste at 8% concentration. All samples were measured at 25oC and frequency range 0.1–100 Hz. ............................................................................ 53

15. Effect of frequency on G′ (a) and G ′′ (b) of native and dual-modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with the mixture of 12% STMP and 0.1% STPP (C3) starch paste at 8% concentration. All samples were measured at 25oC and frequency range 0.1–100 Hz. . ............................................................................................. 54

16. SEM micrograph (X5000) of native (a) and dual-modified rice starches gel hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6) (b), 8% (HP8) (c), 10% (HP10) (d) , and 12% (HP12) (e) and crosslinked with 2% STMP (C1). . ................. 56

(11)

รายการภาพประกอบ (ตอ)

Figure Page 17. SEM micrograph (X5000) of native (a) and dual-modified rice starches gel

hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6) (b), 8% (HP8) (c), 10% (HP10) (d), and 12% (HP12) (e) and crosslinked with the mixture of 2% STMP and 5 % STPP(C2). . ...................................................................................... 57

18. SEM micrograph (X5000) of native (a) and dual-modified rice starches gel hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6) (b), 8% (HP8) (c), 10% (HP10) (d) , and 12% (HP12) (e) and crosslinked with the mixture of 12% STMP and 0.1% STPP (C3). . ................................................................................ 58

19. Percent of syneresis of gel native and dual-modified rice starches hydroxypropylate with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP (C1), the mixture of 2 % STMP and 5% STPP (C2), and the mixture of 12 % STMP and 0.1% STPP (C3)……………………………………………………………………..... 60

20. Pasting profiles at pH 7 and pH 3.5 of commertial modified tapioca starch........................ 64 21. Pasting profiles at pH 7 and pH 3.5 of dual-modified rice starch (HP6C2)......................... 64 22. Relationship of apparent viscosity and shear rate of commertial modified

tapioca starch paste at 4% concentration . This samples was measured at 60 oC............... 65 23. Relationship of apparent viscosity and shear rate of dual-modified rice starch paste

(HP6C2) at 4% concentration . This samples was measured at 60 oC.................................. 65 24. Effect of frequency on G′ of commertial modified

tapioca starch paste at 8% concentration. It was measured at 25 oC and frequency range 0.1–100 Hz…………………………………………………………... 66

25. Effect of frequency on G′ of dual-modified rice starch paste (HP6C2) at 8% concentration. It was measured at 25 oC and frequency range 0.1–100 Hz ……….. 66

26. SEM micrograph (X5000) of commercial modified tapioca starch (a)and dual-modified rice starch (HP6C2) (b)at 8% concentration. ……………………………………………… 67

(12)

รายการตารางภาคผนวก

Table appendix Page B.1. Analysis of variance of degree of substitution (DS)

and molar substitution (MS) of native and hydroxypropylated and cross-linked rice starches. ………………………………………………………………. 80

B.2. Analysis of variance of swelling power and paste clarity of native and hydroxypropylated and cross-linked rice starches…………………………………………... 80

B.3. Analysis of variance of onset temperature (To) peak temperature (Tp)

conclusion temperature (Tc) and enthalpy (ΔH) of native and hydroxypropylated and cross-linked rice starches. …………………………………………. 81

B.4. Analysis of variance of pasting properties at pH 7.0 of native and hydroxypropylated and cross-linked rice starches. …………………………………………. 82 B.5. Analysis of variance of pasting properties at pH 3.5 of native and hydroxypropylated and cross-linked rice starches. …………………………………………. 83 B.6. Analysis of variance of appearent viscosity at shear rate of 110 s-1 (η110) …………………. 84 B.7. Analysis of variance of storage modulus (G′ ), loss modulus (G ′′ ) and loss

tangent (tan δ) of native and hydroxypropylated and cross-linked rice starches. …………..85 B.8. Analysis of variance of percent of syneresis of native and hydroxypropylated and cross-linked rice starches. …………………………………………………………………... 85

(13)

1

บทท 1

บทนา

บทนาตนเรอง

ในปจจบนสตารชขาวไดเขามามบทบาทในวงการอตสาหกรรมอาหารและอตสาหกรรมตางๆมากมายโดยเปนวตถดบทใชในกระบวนการแปรรปตางๆ เชน เปนสารใหความขนหนดในผลตภณฑซปกระปอง เกรว อาหารเดกออน พดดง ซงสตารชทาหนาทเปนสารใหความขนหนด กลาวคอเพมความเหนยวและความหนดและใหความคงตวแกผลตภณฑ อกทงยงเปนสารททาใหเกดเจลและชวยปรบปรงเนอสมผสอาหารใหดขน ทงนขาวทไดรบความนยมจากผบรโภคเปนอยางมากคอขาวหอมมะล เนองจากเมอผานการหงสกจะมลกษณะคอนขางรวนไมแขง ใหเนอสมผสทนมคอนขางเหนยวและมความหอมนารบประทาน ดวยเหตนคาดวาหากนาสตารชขาวหอมมะลมาประยกตใชกบอตสาหกรรมอาหารอาจจะเปนอกหนทางหนงในการเพมมลคาใหกบขาวหอมมะลไดมากยงขน แตทงนสตารชขาวทยงไมไดผานการดดแปรยงมขอจากดในการใชกบผลตภณฑอาหารตางๆ เชน สงผลตอเนอสมผสทไมด ไมทนตอความรอน แรงเฉอน และกรด เมอผานกระบวนการผลตอาหาร ดวยเหตนจงจาเปนตองมการดดแปรสตารชขาวเพอใหมคณสมบตทเหมาะสมกบความตองการและการใชงาน การดดแปรรวมทางเคมโดยวธการไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม จงเปนอกวธการหนงทชวยปรบปรงคณสมบตบางประการของสตารชขาวใหมความหลากหลายในการใชงานมากยงขน อกทงยงเปนการลดคณลกษณะทไมพงประสงคบางอยางของสตารชขาวทไมไดผานการดดแปร ทงนการดดแปรสตารชขาวดวยวธ ไฮดรอกซโพรพเลชนสามารถชวยปรบปรงคณสมบตความคงตวตอการแชแขงและการละลาย เพมความคงตวตอการเกบในทเยน ใหแปงเปยกทมความใสและเนอสมผสทด เหมาะสาหรบใชกบอาหารทตองเกบในสภาวะทแชเยน ในขณะทการดดแปรสตารชขาวดวยวธเชอมขามเปนการเพมความแขงแรงแกโครงสรางของสตารชใหมความคงทนตอการถกทาลายจากความรอน แรงเฉอน และกรด แตไมสามารถใชในผลตภณฑทตองมการแชแขงและทาละลายได เพราะจะเกดรโทเกรเดชนไดด ดงนนการดดแปรสตารชขาวโดยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขามจงเปนการรวบรวมคณสมบตทดของการดดแปรแตละแบบเขาดวยกน อกทงยงเปนการเพมขอบเขตในการใชงานของสตารชขาวดดแปรใหมากขน แตทงนการทดดแปรสตารชขาวใหมความเหมาะสมตอการประยกตใชงานดานตางๆนน ขนอยกบสภาวะการผลตซงจะสงผลตอโครงสรางและสมบตเชงหนาทของสตารชดดแปร ดงนนงานวจยนจงสนใจทาการศกษาผลของความเขมขนของสารโพรพลนออกไซด อตราสวนของสารเชอมขามตอลกษณะทางโครงสรางและสมบตเชงหนาทของสตารชขาวดดแปร เพอเปนแนวทางในการผลตสตารชขาวดดแปรและนาไปประยกตใชงานตอไปในอนาคต

2

ตรวจเอกสาร

1. ขาว

ขาว หมายถง เมลดของพชพวกหญาในวงศ Graminease ใช เปนอาหารสาคญ ปลกในประเทศรอนโดยมาก มชนดใหญ 2 ชนด คอ ขาวเจาและขาวเหนยว โดยขาวหมายถงเมลดของธญพช หรอ ขาวเปลอก ซงเปนธญชาตชนดหนงทไดมาจากธญพช อาจกลาวไดวาขาวเปนธญชาตชนดหนง ซงไดมาจากเมลดของธญพชพวกหญา วงศแกรมนอ (Graminease) (อรอนงค นยวกล, 2539) โดยพนธขาวของไทยทมการเพาะปลกในปจจบนพฒนามาจากขาวปาในตระกล Oryza gramineae สนนษฐานวา พชสกล Oryza มถนกาเนดในเขตรอนชนของทวป Gondwanaland กอนผนดนจะเคลอนตวและเคลอนออกจากกนเปนทวปตางๆ เมอ 230-600 ลานปมาแลวจากนนกระจายจากเขตรอนชนของแอฟรกา เอเชยใต เอเชยตะวนออกเฉยงเหนอ ออสเตรเลย อเมรกากลางและอเมรกาใต โดยขาวเอเชยจดเปนขาวลกผสมทเกดจาก Oryza sativa กบขาวปา ซงมถนกาเนดบรเวณประเทศอนเดย บงคลาเทศ และเอเชยตะวนออกเฉยงใต ปลกกนอยางแพรหลายตงแตอนเดยตอนเหนอของบงคลาเทศบรเวณดนแดนสามเหลยมระหวางพมา ไทย ลาว เวยดนาม และจนตอนใต

สายพนธขาว ขาวเอเชยแบงออกเปนสามสายพนธดงน 1.1 สายพนธ Senica หรอ Japonica ปลกบรเวณแมนาเหลองของจน แพรไปยงเกาหลและญปน เมอประมาณ 300 ปกอนครสตศตวรรษ เปนขาวเมลดปอม 1.2 สายพนธ Indica เปนขาวเมลดยาวปลกในเขตรอนแพรสตอนใตของอนเดย ศรลงกา

แหลมมาลาย หมเกาะตางๆ และลมแมนาแยงซของจนประมาณครสตศกราช 200 1.3 สายพนธ Javanica หรอ ขาวชวา ปลกในอนโดนเชย ประมาณ 1,084 ปกอน

ครสตศกราช จากนนแพรไปยงฟลปปนสและญปน ขาวในเอเชยแพรเขาไปในยโรปและแอฟรกา สอเมรกาใต อเมรกากลาง เขาสสหรฐอเมรกาครงแรกประมาณครสตศตวรรษท 17 โดยนาเมลดพนธไปจากหมเกาะมาดากสกา ซงความตางทางสายพนธสงผลใหลกษณะรปรางของเมลดขาวทไดแตกตางกน อกทงยงมองคประกอบอนๆแตกตางกนดวย ซงในงานวจยนไดทาการศกษาสตารชจากขาวหอมมะล (“Thai jasmine rice” or "Thai Hom Mali") ซงเปนขาวทมคณภาพด มราคาแพง และเปนทนยมบรโภคทงในประเทศและตางประเทศ โดยมการสงออกปละกวาลานตน นาเงนตราเขาประเทศปละนบหมนลานบาท ขาวหอมมะล เปนสายพนธขาวทมถนกาเนดในไทย มลกษณะกลนหอมคลายใบเตย เปนพนธขาวทปลกทไหนในโลกไมไดคณภาพดเทากบปลกในไทย และเปนพนธขาวททาใหขาวไทยเปนสนคาสงออกทรจกไปทวโลก ซงทนยมปลกและบรโภคกนอยางแพรหลายคอพนธ ขาวดอกมะล 105 และ พนธ กข 15 แตในปจจบน พบวาขาวพนธปทมธาน 1 ใหผลผลตสงกวาขาวหอมมะล 105 โดยผลผลตตอไรเฉลย 80-100 ถง/ไร ปลกไดหลายครงตอป และสามารถปลกไดดในทลมบรเวณท

3

ราบภาคกลาง ขณะทขาวหอมมะล 105 นนจะใหผลผลตตอไรเพยง 30-40 ถง/ไร และปลกไดดในบางพนทเทานน ทงนความหอมของขาวหอมมะล เกดจากสารระเหยชอ 2-acetyl-1-pyroline ซงเปนสารทระเหยหายไปได การรกษาความหอมของขาวหอมมะลใหคงอยนานนนจงควรเกบขาวไวในทเยน อณหภมประมาณ 15 องศาเซลเซยส เกบขาวเปลอกทมความชนตา รอยละ 14-15 โดยลดความชนขาวเปลอกทอณหภมไมสงเกนไป ซงขาวหอมมะลไทยมลกษณะเปนขาวเมลดยาว โดยความยาวเฉลยของขาวเตมเมลดทไมมสวนใดหกตองไมตากวา 7.0 มลลเมตร ทงนอตราสวนความยาวเฉลยตอความกวางเฉลยของเมลดขาวเตมเมลดทไมมสวนใดหกตองไมตากวา 3.0 มลลเมตร ทงนมาตรฐานขาวหอมมะลไทยตองมปรมาณอะมโลสไมตากวารอยละ 13.0 และไมเกนรอยละ 19.0 (หรอในชวงรอยละ 12.0-19.0) ทระดบความชนรอยละ 14.0 (กระทรวงพาณชย, 2541)

2. สตารชขาว

สตารชขาว (rice starch) หมายถง ผลตภณฑทไดจากการนาเอาฟลาวรขาวมาผานกระบวนการททาใหไดสตารชทบรสทธ โดยกาจดสวนขององคประกอบทางเคมอนทรวมตวอยกบสตารชออกไป เมอทาการขดสขาวพบวาองคประกอบทางเคมของขาวมสตารชเปนองคประกอบอยมากทสด ทงนพบวาสตารชขาวจะมปรมาณโปรตนนอยกวารอยละ 0.5 โดยนาหนกแหง และมปรมาณของไขมนตา (นอยกวารอยละ 0.1) และปรมาณของสตารชขาวทกพนธทไดมคามากกวารอยละ 95 โดยนาหนกแหง รงนภา และคณะ(2546) ทาการศกษาองคประกอบทางเคมของสตารชขาวพนธตางๆ ทงน พบวาในสตารชขาวหอมมะลประกอบดวยรอยละของปรมาณสตารช 99.73 ความชนรอยละ 12.51 ปรมาณโปรตนรอยละ 0.02 ปรมาณไขมนรอยละ 0.02 ปรมาณเถารอยละ 0.25

2.1 องคประกอบทางเคมและโครงสรางของสตารชขาว 2.1.1 องคประกอบทางเคมของสตารชขาว

สตารช (starch) เปนสารประกอบคารโบไฮเดรตทพบมากทสดในเนอของเมลดขาวไดจากการสงเคราะหแสงของพชในธรรมชาตทเกดขน ซงประกอบดวย คารบอน ไฮโดรเจน และออกซเจน ในอตราสวน 6 : 10 : 5 มสตรทางเคมโดยทวไป (C6H10O5)n ซงสตารชจดเปนพอลเมอรของกลโคส ประกอบดวยหนวยของนาตาลกลโคสเชอมตอกนดวยพนธะกลโคสดก (glucosidic linkage) ทคารบอนตาแหนงท 1 บรเวณปลายสายพอลเมอรมหนวยกลโคสทมหมแอลดไฮด (aldehyde group) ณ บรเวณนเรยกวา ปลายรดวซง โดยโมเลกลของสตารชรวมตวกนเปนเมดสตารช (starch granule) สตารชของขาวจะอยรวมกบองคประกอบอนซงเปนลกษณะทวไปของสตารชในธญพช ทมกมองคประกอบของสารอนทรยอนทสาคญ ไดแก โปรตน และไขมนรวมอยดวย โครงสรางทางเคมของสตารชจะประกอบดวยโมเลกล 2 ชนดไดแก อะมโลส (amylose) และอะมโลเพคตน (amylopectin) ซงอตราสวนของอะมโลสและอะมโลเพคตนของสตารชจากแหลงตางกนกจะแตกตางกนไป และจะมผลตอสมบต

4

และการนาไปใชประโยชนของสตารชดวย ซงมรายงานพบวาอตราสวนของอะมโลสและอะมโลเพคตนทแตกตางกนของขาว จะสงผลตอเนอสมผสทาใหจดประสงคในการนามาใชประโยชนตางกน

2.1.1.1 อะมโลส (amylose) เปนพอลเมอรเชงเสนทประกอบดวยกลโคสประมาณ 2,000

หนวย เชอมตอกนดวยพนธะกลโคซดก (glucosidic linkage) ชนดแอลฟา-1,4 (α-1,4)) ซงประกอบดวยนาตาลกลโคสจดเรยงตวเปนพอลเมอรเชงเสน (linear chain) ดวยพนธะแอลฟา 1,4 ซงมความยาวของสายโซประมาณ 200-20,000 Anhydro Glucose Unit (AGU) มโซกง (brance chain) อยประมาณ 3-4 กง ซงแตละกงประกอบดวยกลโคสประมาณ 15-25 AGU ตอกนดวยพนธะแอลฟา 1,6 เมอยอยดวยเอนไซม บตา- อะมโลเลส ไดสวนทเหลอจากการยอยประมาณรอยละ78-81 และมระดบชนของ พอลเมอไรเซชน (degree of polimerization) เฉลย 1,000-1,100 มความยาวของสายเฉลย 3.4-4.0 และมโมเลกลทเปนกงกานรอยละ 31-49 (อรอนงค นยวกล, 2547)

รงนภา พงศสวสดมานต และคณะ (2546) ทาการศกษาปรมาณอะมโลส ของขาวไทยพนธตางๆ ดวยวธการตกตะกอนอะมโลเพคตนดวย concanavalin-A หรอ Con A (Amylose/Amylopectin assay kit, Magazyme อางโดยรงนภา พงศสวสดมานต และคณะ, 2546) ทงนสามารถจาแนกสตารชขาวออกไดเปน 3 กลมใหญตามปรมาณอะมโลสดงน ขาวพนธทมปรมาณ อะมโลสตาซงมปรมาณอะมโลสปรากฎ (Apparent amylose) ประมาณรอยละ 3.80 ไดแก พนธกข 6 และพนธขาวเหนยวสนปาตอง กลมท 2 เปนขาวทมปรมาณอะมโลสปานกลาง ซงมปรมาณอะมโลส ปรากฎประมาณรอยละ 12.88 ถง 18.00 ไดแก พนธขาวดอกมะล 105 พนธพษณโลก 1 พนธปทมธาน 1 พนธกข 15 และพนธสงขหยดและกลมสดทายเปนกลมทมปรมาณอะมโลสสงซงมปรมาณอะมโลส ปรากฎประมาณรอยละ 20.31 ถง 26.68 ไดแก ขาวพนธพษณโลก 2 พนธสพรรณบร 90 พนธเหลอง ประทว 123 พนธสพรรณบร 1 พนธชยนาท 1 พนธขาวหารอย พนธกข 23 พนธเฉยงพทลง และพนธเจกเชย นอกจากนยงไดทาการวเคราะหปรมาณอะมโลสในสตารชขาวโดยใชวธการเกดสกบไอโอดน พบวาการเกดสกบไอโอดนจะใหคาปรมาณอะมโลสปรากฎทสงกวาวธการวเคราะหการตกตะกอน อะมโลเพคตนดวย Con A ซงพบวารอยละความแตกตางระหวางคาปรมาณอะมโลสทไดจากการวเคราะหทงสองวธจะอยในชวงตงแตนอยกวา 10 จนถง 50 Noosuk และคณะ (2003) ไดทาการศกษาปรมาณอะมโลสของขาวไทย ดวยการตกตะกอนอะมโลเพคตนดวย Concanavalin-A หรอ Con A ซงเปนวธทสามารถวเคราะหปรมาณ อะมโลสทแทจรงโดยไมมอทธพลของอะมโลเพคตนเขามาเกยวของ อกทงไดมการตรวจสอบปรมาณ อะมโลส และ long-B chain amylopectin โดยแสดงเปนปรมาณเทยบเทาอะมโลส (amylose equivalent, AE) จากการทดลองพบวาปรมาณอะมโลสทละลายนาทไดมคาใกลเคยงกบปรมาณอะมโลสทหาไดจากวธ Con A และพบวาสตารชขาวไทยแบงออกเปน 3 กลม ตามปรมาณอะมโลส กลมท 1 คอสตารชขาวทมปรมาณอะมโลสตา (รอยละ 1-3) ประกอบดวยขาวพนธกข 6 และสตารชขาวเหนยว กลมท 2 คอ

5

สตารชขาวทมปรมาณอะมโลส ปานกลาง (รอยละ 14-15) ไดแกพนธขาวดอกมะล กลมท 3 คอสตารชขาวทมปรมาณอะมโลสสง (รอยละ 21-23) ไดแกขาวพนธสพรรณบร 1

2.1.1.2 อะมโลเพคตน (amylopectin) เปนพอลเมอรเชงกงของกลโคส โดยสวนทเปน

เสนตรงของกลโคสเชอมกนดวยพนธะกลโคซดก ชนด α-1,4 และสวนทเปนกงสาขาทเปนพอลเมอรกลโคสสายสน มขนาดโมเลกล(DP) อยในชวง 10 ถง 60 หนวย เชอมตอกนดวยพนธะกลโคซดกชนด

α-1,6 อะมโลเพคตนมนาหนกโมเลกลประมาณ 1,000 เทาของอะมโลส (กลาณรงค ศรรอต และ เกอกล ปยะจอมขวญ , 2546)

รงนภา พงศสวสดมานตและคณะ (2546) ทาการศกษาปรมาณอะมโลเพคตนของขาวไทยพนธตางๆ ดวยเครอง High Performance Anionic Exchange Chromatography ซงประกอบดวยดเทคเตอรแบบ Pulsed Amperometric Detector (HPAEC-PAD) และคอลมน Carbopac PA100 พบวาความยาวของกงกาน อะมโลเพคตนมรอยละการกระจายตวโดยสวนใหญอยในชวง DP 13-14 รองลงมาคอ DP 6-12 เมอพจารณาคารอยละการกระจายตวของกงกานของอะมโลเพคตน โดยจดกลมตามปรมาณอะมโลส ซงสามารถแบงออกไดเปน 3 กลมคอ กลมทมปรมาณอะมโลสตา (อะมโลสรอยละ 3.8) ไดแก ขาวพนธกข 6 และเหนยวสนปาตอง พบวารอยละของกระจายตวของความยาวกงกานทเปนองคประกอบซงสามารถแบงออกเปน 4 ชวงคอ DP 6-12, DP 13-24, DP 25-36 และ DP มากกวาหรอเทากบรอยละ 37 มการกระจายของความยาวกงกานของสายอะมโลเพคตนทคลายคลงกน สาหรบสตารชขาวทมปรมาณอะมโลสปานกลาง (อะมโลสรอยละ 12.88-18.00) พบวาขาวพนธปทมธานและสงขหยดมคารอยละของการกระจายตวของกงกานสายอะมโลเพคตนของ DP 6-12 อยในชวง 26-27 ซงมคานอยกวาพนธขาวดอกมะล 105 พนธพษณโลก1 พนธพษณโลก 2 และพนธกข 15 ซงมรอยละการกระจายตวของ DP 6-12 อยในชวง 33-34 ในขณะทขาวพนธขาวดอกมะล 105 พนธพษณโลก 1 พนธพษณโลก 2 และพนธกข 15 มรอยละการกระจายตวของ DP 13-24 อยในชวง 52-55 เมอเปรยบเทยบแลวนอยกวาสตารชทมอะมโลสปานกลาง ซงมรอยละการกระจายตวสงถง 59 หากพจารณาความยาวของกงกานของสายอะมโลเพคตนในชวงทมความยาวมาก (DP มากกวา 37) สามารถจาแนกขาวออกไดเปน 2 กลม คอขาวขาวดอกมะล 105 พนธกข 15 และพนธสงขหยดทมรอยละการกระจายตวเทากบ 4 ในขณะทขาวอก 3 พนธ ไดแกพนธพษณโลก 1 พนธปทมธานและพนธพษณโลก 2 มรอยละการกระจายตวเทากบ 5 สาหรบขาวในกลมสดทายทจดวามปรมาณอะมโลสสง (อะมโลสรอยละ 20.31-26.68) สามารถจาแนกขาวออกไดเปน 2 กลม โดยกลมแรกจะมรอยละของการกระจายตวของความยาวกงกานของสายอะมโลเพคตนสายสนซงม DP 6-12 มากกวา DP 13-24 ไดแก พนธสพรรณบร 90 และพนธชยนาท 1 สาหรบขาวกลมทสองมรอยละการกระจายตวของ DP 6-12 นอยกวา DP 13-24 ไดแก ขาวพนธเหลองประทว 123 พนธสพรรณบร 1 พนธขาวหารอย พนธกข 23 พนธเฉยงพทลงและพนธเจกเชย

6

2.1.2 โครงสรางของสตารชขาว 2.1.2.1 ขนาดและรปราง

โดยทวไปพบวาเมดสตารชมขนาด และ รปราง และลกษณะแตกตางกนออกไปขนอยกบแหลงของสตารชนนๆ เมดสตารชขาวเจามลกษณะแบน และมหลายเหลยม มขนาดเสนผานศนยกลางอยในชวง 3-5ไมครอน (Manigat and Seib, 1992) สตารชขาวมขนาดอนภาคเลกทสดในบรรดาสตารชธญพช

รงนภา พงศสวสดมานตย และคณะ (2546) ศกษารปรางและขนาดของสตารชขาวไทยพนธตางๆ พบวา สตารชขาวทกพนธมขนาดและรปรางของเมลดทคลายคลงกน โดยมขนาดอยในชวง 3-12 ไมโครเมตร มรปรางแบบเหลยม ผวหนาของเมดสตารชมลกษณะเรยบและไมมการปนเปอนจากองคประกอบ และมขนาดเสนผานศนยกลางเฉลย 3-5 ไมโครเมตร

Noosuk และคณะ (2003) ศกษารปรางขนาด และการกระจายตวของขนาดของเมดสตารช พบวาสตารชขาวมโครงสรางผลกแบบ A เมดสตารชขาวมรปรางคลายหกเหลยม โดยมขนาดเสนผาศนยกลางโดยเฉลยในชวง 4-6 ไมโครเมตร และมการกระจายตวของขนาดแบบ bimodal 2.1.2.2 โครงสรางผลก

ทงนเนองจากเมดสตารชมโครงสรางเปนแบบกงผลก (semi-crystalline) โดยโมเลกลทเปนสายยาวของอะมโลสเกาะเกยวกบโมเลกลทเปนกงกานสาขาของอะมโลเพคตนดวยพนธะไฮโดรเจน ซงการเกาะกนสงผลใหเกดโครงสรางทเปนผลก (crystallite) และสวนอสณฐาน (amorphus หรอ gel phase) สลบกนอยางเปนระเบยบ

รงนภา พงศสวสดมานตย และคณะ (2546) ศกษาโครงสรางผลกของสตารชขาวไทย 16 สายพนธ พบวาสตารชขาวทกพนธมโครงสรางผลกแบบ A เมอพจารณาคารอยละความเปนผลกของสตารชขาว 3 กลม พบวาสตารชขาวกลมทไมมปรมาณอะมโลส (waxy type) มคารอยละความเปนผลกสงสดอยในชวง 24-26 สตารชขาวกลมทมปรมาณอะมโลสปานกลาง มรอยละความเปนผลกอยในชวง 17-23 ในขณะทสตารชขาวกลมทมปรมาณอะมโลสสงมรอยละของความเปนผลกอยในชวง 17-23 ซงชใหเหนวาขาวกลมทมปรมาณอะมโลสปานกลางและสงนน ไมมความแตกตางกนอยางชดเจนในสวนของคารอยละความเปนผลก ทงนปรมาณผลกบงชถงปรมาณของอะมโลเพคตน

Noosuk และคณะ (2003) ทาการศกษาโครงสรางผลกของสตารชจากขาวไทย 3 สายพนธ ไดแก พนธสพรรณบร 1(อะมโลสสง) พนธขาวดอกมะล (อะมโลสปานกลาง) และขาวเหนยวกข 6 (อะมโลสตา) พบวามโครงสรางผลกแบบ A ซงปรมาณผลกของสตารชขาวมคาลดลงแบบ

เชงเสน (R2 = 0.85, p ≤ 0.01) เมอปรมาณอะมโลสเพมขน ทงนสตารชกลมทมปรมาณอะมโลสตา (รอยละ 1-3) มปรมาณผลกอยในชวงรอยละ 33-34 สตารชทมปรมาณอะมโลสปานกลาง (รอยละ 14-15) มปรมาณผลกอยในชวงรอยละ 22-28 สตารชทมปรมาณอะมโลสสง (รอยละ 21-23) มปรมาณผลกอยในชวงรอยละ 23-24

7

2.2 สมบตเชงหนาทของสตารชขาว 2.2.1 การเกดเจลาตไนเซชน (Gelatinization )

เมอสตารชไดรบความรอน เมดสตารชเกดการพองตวอยางรวดเรว รางแหระหวาง ไมเซลลภายในเมดสตารชออนแอลง เนองจากพนธะไฮโดรเจนถกทาลาย เมดสตารชเกดการดดนามาก และเกดการพองตวแบบผนกลบไมได เรยกวาการเกดเจลาตไนเซชน ความหนดของสารละลายสตารชเพมขนอยางรวดเรว

รงนภา พงศสวสดมานต และคณะ (2546) ไดทาการศกษาการเกดเจลาตไนเซชนของสตารชขาวไทยพนธตางๆ ดวยเรอง DSC พบวาอณหภมในการเกดเจลาตไนเซชนของสตารชขาวใหผลทสอดคลองกบอณหภมในการเปลยนแปลงความหนด (pasting temperature) เมอตรวจสอบดวยเครอง Rapid Visco Analyzer (RVA) โดยอณหภมเรมตน (Onset temperature) ของการเกดเจลาตไนเซชนชองสตารชขาวทมปรมาณอะมโลสตา (รอยละ 3.8) และสตารชขาวพนธทมปรมาณอะมโลสสง (รอยละ 18.00-25.10) อยในชวงอณหภม 65.84 ถง 72.75 และ 73.85 ถง 77.15 องศาเซลเซยส ตามลาดบ ซงพบวาสตารชในกลมทมปรมาณอะมโลสสงเกดเจลาตไนเซชนทอณหภมสงกวาคาพลงงานทใชในการ

เกดเจลาตไนเซชน (enthalpy, ΔH) อยในชวงระหวาง 11.86 ถง 13.40 J/g สาหรบสตารชขาวพนธทมปรมาณอะมโลสตา และ 13.56 ถง 16.91 J/g สาหรบสตารชขาวพนธทมปรมาณอะมโลสสง

Noosuk และคณะ (2003) ศกษาพฤตกรรมการเกดเจลาตไนเซชนของสตารชขาวไทย 3 สายพนธโดยใชเครอง Differenccial Scanning Carlorimetry (DSC) พบวาการเกด เจลาตไนเซชนของสตารชขาวเปนกระบวนการทตองการความรอนระหวางกระบวนการหลอมละลายของโครงสรางผลกในเมด สตารช สมบตเชงความรอนของสตารชทสาคญระหวางเกดเจลาตไนเซชน ไดแก อณหภมเรมตน (T0) อณหภมทจดสงสด (Tp) และอณหภมสดทาย (Te) ของการเกดเจลาตไนเซชนและพลงงานของการเกดเจลาตไนเซชน พบวาสตารชขาวเหลานสามารถแบงออกไดเปน 2 กลมตามคาอณหภมเรมตนของการเกดเจลาตไนเซชน ไดแก สตารชขาวทมปรมาณอะมโลสตาและปานกลาง ซงมคา T0 ในชวงอณหภม 61–63 องศาเซลเซยส สวนสตารชขาวทมปรมาณอะมโลสสงมคา T0 ในชวงอณหภม 72-73 องศาเซลเซยส

2.2.2 สมบตทางความหนด (Viscosity Properties) ความหนดเปนสมบตเฉพาะตวของสตารช เกดจากการเปลยนแปลงทางกายภาพ โดย

ปจจยทสาคญทมผลตอความหนดของสตารช ไดแก ชนดของสตารชและแหลงทมา โดยสตารชแตละชนดมคณสมบตดานความหนดทแตกตางกนออกไป โดยเมดสตารชทมกาลงการพองตวสง เชน สตารช มนฝรง แปงขาวฟาง แปงจากธญพช เมอใหความรอนแกสตารช เมดสตารชจะมกาลงการพองตวสง ทาใหแรงยดกนภายในโมเลกลออนตวลง เมดแปงเกดการกระจายตวออกเมอไดรบแรงเฉอน ลกษณะกราฟความหนดจะสงชนและลดลงอยางรวดเรวในระหวางกระบวนการตมสก ในขณะทเมดสตารชทมกาลงการพองตวปานกลาง เชนสตารชจากธญพชตางๆ เมดแปงไมพองตวมากถงขนกระจายตวออก

8

ความหนดทไดนอยกวา และเมดแปงเกดการแตกตวระหวางการตมสกนอยกวา ในขณะทเมดสตารชจากถวมการพองตวนอย และสตารชทมปรมาณของอะมโลสสง เชน สตารชขาวโพดอะมโลเมสซงมอะมโลสรอยละ 50-80 เมดสตารชมกาลงการพองตวนอยมาก (กลาณรงค ศรรอต และ เกอกล ปยะ-จอมขวญ, 2546)

รงนภา พงศสวสดมานต และคณะ (2546) พบวาลกษณะการเปลยนแปลงความหนดของสตารชขาวจะแตกตางตามพนธขาว โดยพบวาอณหภมทสารละลายเรมเปลยนแปลงความหนด (pasting temperature) ของสตารชขาวทมปรมาณอะมโลสสงมคาสงกวาพนธทมปรมาณอะมโลสตา ซงอยในชวงอณหภม 69.2-76.5 และ 60.5-67.7 องศาเซลเซยส ตามลาดบ และพบวาคาความหนดสงสด (peak viscosity) ของสตารชในกลมทมปรมาณอะมโลสตา ไดแก ขาวพนธขาวดอกมะล105 พษณโลก1 ปทมธาน 1 กข15 และสงขหยด จะแนวโนมใหคาสงกวาสตารชกลมทมปรมาณอะมโลสสง

2.2.2.1 พฤตกรรมการไหล (Flow behavior) พฤตกรรมการไหลของอาหารสามารถแบงตามลกษณะความสมพนธของระหวางความเคนเฉอนและอตราการเฉอนไดเปน 2 ประเภท ไดแก ของไหลนวโตเนยนและของไหลนอนนว-โตเนยน ของไหลนวโตเนยนมความสมพนธระหวางความเคนกบอตราเฉอนคงท ดง Figure 1

Figure1. Relationship of between shear stress and shear rate of newtonian fluids and non- newtonian fluids.

ทมา : ดดแปลงจาก Singh and Heldman (1993) ความเคนเฉอน (shear stress) ของไหลนวโตเนยน (Newtonian Fluids) เพมขน

อยางเปนสดสวนกบอตราเฉอน (shear rate) คาความชนทจดกราฟตางๆนเรยกวา ความตานทานการ

ไหลหรอความหนด (viscosity, η) สวนของไหลนอนนวโตเนยน (Non-Newtonian Fluids) พบในอาหารทเปนของไหลประกอบดวยโมเลกลขนาดใหญทละลายได (dissolved macromolecules) และอนภาคแขวนลอย (suspended particle) ทาใหพฤตกรรมการไหลแตกตางจากของไหลนวโตเนยนเปนอยางมาก คอความสมพนธระหวางความเคนเฉอนและอตราการเฉอนของของไหลนวโตเนยนไมเปน

9

เสนตรงออกจากจดกาเนด พฤตกรรมการไหลของของไหลนอนนวโตเนยนไมสามารถแสดงออกมาเปนคาๆเดยว ซงแตกตางจากกรณของของไหลนวโตเนยน และเนองจากอตราสวนระหวางความเคนเฉอนตออตราเฉอนของของไหลนอนนวโตเนยนไมคงทจงเรยกวาความหนดปรากฏ (apparent viscosity) ของไหลนอนนวโตเนยนแบงตามพฤตกรรมการไหล ได 2 แบบ คอ ของไหลนอนนวโตเนยนทไมขนกบเวลา ไดแก Pseudoplastic (shear thinning), Dialatant (shear thickening), Bingham plastic, Quasipastic และของไหลนอนนวโตเนยนทขนกบเวลา ไดแก Thixotropic, Rheopectic

ความหนดปรากฏของของไหลนอนนวโตเนยนเปนขอมลสาคญในการนาไปประยกตใชในทางวศวกรรมและเทคโนโลย สามารถหาคาความหนดปรากฏจากสมการของของไหลนอนนวโตเนยนและสมการ power law ของไหลนอนนวโตเนยนเปนดงสมการท (1)

1−•

=n

a k γμ

เมอ aμ = appearance viscosity (Pa.s) k = consistency coefficient / index (Pa.sn) n = flow behavior index (dimensionless)

•

γ = shear rate (1/s)

Noosuk และคณะ (2003) ศกษาพฤตกรรมการเกดความหนดของสตารชขาวขณะไดรบความรอน พบวาความสมพนธระหวางอตราการเฉอนและความเคนเฉอนสาหรบสตารชขาวไทยทมความเขมขนในชวงรอยละ 1–8 (โดยนาหนก) และทอตราการเฉอนในชวง 50–1000 (s-1) เปนไปตามสมการกฎกาลง (power law equation) โดยมพฤตกรรมการไหลแบบซโดพลาสตก (Pseudoplastic หรอ shear thinning)

2.2.3 กาลงการพองตวและความสามารถในการละลาย (Swelling power and Solubility) โดยปกตสตารชดบไมสามารถละลายในนาทมอณหภมตากวาอณหภมในการเกดเจลาต

ไนซ เนองจากมพนธะไฮโดรเจนซงเกดจากหมไฮดรอกซลของโมเลกลสตารชทอยใกลๆกน หรอ water bridge แตเมออณหภมของสารผสมนาสตารชเพมสงกวาอณหภมในการเกดเจลาตไนซ เปนผลใหพนธะไฮโดรเจนจะถกทาลาย โมเลกลของนาจะเขามาจบกบหมไฮดรอกซลทเปนอสระ เมดสตารชเกดการพองตว สงผลใหการละลาย ความหนด และความใสเพมขน คณสมบตการเกด birefrigence จะหมดไป Noosuk และคณะ (2003) ศกษากาลงการพองตว (swelling power) และดชนการละลาย (solubility index) ในขาวไทยททาการศกษาพบวาสตารชขาวทมปรมาณอะมโลสตามคากาลงการพองตวสงทสด (รอยละ 33.54-34.92) และมคาดชนการละลายตาสด (รอยละ 6.00-8.50) เมอเปรยบเทยบกบสตารชจากขาวชนดอน นอกจากนพบวากาลงการพองตวของสตารชขาวเหลานลดลงแบบเชงเสนเมอ

(1)

10

ปรมาณอะมโลสมคาเพมขน ขณะทดชนการละลายมคาลดลงเมอปรมาณอะมโลสมคาเพมขน การพองตวของเมดแปงเปนผลเนองมาจากการพนธะไฮโดรเจนในโครงสรางผลกของเมดแปงถกทาลาย และจากนนโมเลกลของนาเขามาจบกบหมไฮดรอกซลทเปนอสระ การทมอะมโลสปรมาณมากในสตารชขาวจะชวยเสรมใหอนตรกรยาระหวางโมเลกลภายในเมดแปงมความแขงแรงยงขน ซงจะทาใหการจบกนระหวางโมเลกลของนากบหมไฮดรอกซลทเปนอสระในสายโมเลกลของสตารชมคาลดลงและทาใหกาลงการพองตวของเมดแปงมคาลดลง แตอยางไรกตามสตารชทมปรมาณอะมโลสสงกจะมปรมาณ อะมโลสทละลายออกมา (amylose leaching) จากเมดแปงสงดวย 2.2.4 สมบตการเกดเจล (Gelation Properties) หลงจากเกดเจลาตไนเซชนของสตารชกบนา และใหความรอนจนถงจดทสวนผสมมความขนหนดสงสด ซงความขนหนดจะมมากหรอนอย ทงนขนอยกบปรมาณของสตารชในนาทผสม โดยถามปรมาณสตารชมากจงจะมความขนหนดสง และเมอทงไวใหเยนจะมลกษณะยดหยน กงของแขงเกดเปนเจล (gel) ทงนการเกดเจลจะขนอยกบสดสวนของอะมโลสและอะมโลเพคตนในเมดสตารช ซงลกษณะดงกลาวจะสงผลใหเจลของสตารชทไดมความแขงแรงและมความขนใสแตกตางกน เมอบมเจลทไดจากแปงสาล ณ อณหภม 25 องศาเซลเซยส นาน 24 ชวโมง พบวาเจลแปงสาลมความแขงแรงมากกวาแปงขาวโพดทความเขมขนรอยละ 6 เนองจากแปงสาลมสดสวนของอะมโลสทสงและมขนาดโมเลกลทใหญกวา (Hizukuri, 1988 อางโดย กลาณรงค ศรรอต และ เกอกล ปยะจอมขวญ, 2546)

Noosuk และคณะ (2005) ศกษาการคบ (creep study) สาหรบเจลของสตารชขาวทมปรมาณอะมโลสตางกนทมความเขมขนรอยละ 6-15 (โดยนาหนก) หลงจากลดอณหภมเปน 6 องศาเซลเซยส และเกบรกษาไวเปนเวลา 12 ชวโมง พบวาสตารชขาวอะมโลสตา (รอยละ 1-3) ความเขมขนรอยละ 6 แสดงพฤตกรรมการไหลแบบนอนนวโตเนยนโดยมคาความหนด 16.4 Pa.s สวนสตารชขาวทมปรมาณ อะมโลสปานกลาง (รอยละ 14-15) และปรมาณอะมโลสสง (รอยละ 21-23) แสดงพฤตกรรมการไหลแบบวสโคอลาสตก ซงสามารถอธบายดวยแบบจาลอง 4-element Burger model พบวาคา G0 (instantaneous elastic modulus), G1 (retard elastic modulus), η1, และ ηN มคาเพมขนเมอปรมาณ อะมโลสและความเขมขนของอะมโลสของสตารชขาวเพมขน ซงอธบายไดวาเมอความแขงแรงของเมดสตารชเพมมากขนเนองมาจากปรมาณอะมโลสและความเขมขนสงขนจะสงผลใหเกดอนตรกรยาระหวางเมดสตารชเพมขนจงทาใหโครงสรางของเจลมความแขงแรงขน และจากผลการทดลองพบวา

สตารชขาวทมปรมาณอะมโลสปานกลางและอะมโลสตามคา retard time (τ1) ใกลเคยงกน แตสาหรบ

สตารชขาวทมปรมาณอะมโลสสงมคา τ1 ทตากวาอยางมนยสาคญ ซงเกดจากผลของความแขงแรงของสตารชเชนกน

2.2.5 สมบตการเกดรโทรเกรเดชน (Retrogradation properties) เมอปลอยใหสตารชทเกดเจลาตไนซเยนตวโมเลกลของอะมโลสทอยใกลกนจะเกดการจดเรยงตวกนใหมดวยพนธะไฮโดรเจนระหวางโมเลกล เกดเปนรางแหสามมต ซงโครงสรางใหมน

11

สามารถอมนาและไมมการดดนาเขามาอก มความหนดคงตวมากขน เกดลกษณะเจลเหนยวคลายฟลมหรอผลก เมอลดอณหภมใหตาลงไปอกลกษณะการจดเรยงตวของโครงสรางจะแนนมากขน โมเลกลอสระของนาทอยภายในโครงสรางจะถกบบออกมานอกเจล ซงเรยกวา syneresis เรยกปรากฎการณนวา การเกดรโทรเกรเดชน (retrogradation) (Smith, 1979 อางโดย กลาณรงค ศรรอต และ เกอกล ปยะจอมขวญ, 2546) โดยปรากฎการณทเกดขนนสงผลใหเจลมลกษณะขาวขนและมความหนดเพมขน ทงนการคนตวของสตารชขนอยกบปจจยหลายประการ ไดแก ชนดของแปง ความเขมขนของสตารช อณหภม ระยะเวลา ความเปนกรด-เบสของสารละลาย ปรมาณและขนาดของอะมโลส อะมโลเพคตน และองคประกอบทางเคมอนๆ (กลาณรงค ศรรอต และ เกอกล ปยะจอมขวญ, 2546)

Noosuk และคณะ (2005) ศกษาอตราการเกดรโทรเกรเดชนของสตารชขาวไทย ทมปรมาณอะมโลสแตกตางกน โดยตดตามการเปลยนแปลงคา G′ และอตราสวน short-range molecular order ระหวางการเกบรกษาทอณหภม 25 องศาเซลเซยส เปนเวลา 100 ชวโมง พบวาสามารถใชสมการ Avrami ทานายอตราการเกดรโทรเกรเดชนของสตารชขาวได โดยอตราการเกดรโทรเกรเดชนของสตารชขาวทมปรมาณอะมโลสสง มคาเทากบ 0.44-0.57 (kPa/h) และ 0.001-0.002 (h-1) ตามลาดบ (ซงคานวณจากคา G′ และคา short-rang molecular order) สาหรบสตารชขาวทมปรมาณอะมโลสปาน กลางและปรมาณตานนไมพบการเปลยนแปลงในระหวางการเกบรกษา 70 ชวโมง ดงนนจงไมพบการเกดรโทรเกรเดชนของสตารช ทงนเนองจากสตารชขาวทงสองมปรมาณอะมโลสและสดสวนของความยาวสายของอะมโลเพคตนท DPn 12-14 ตา ทาใหโมเลกลของสตารชไมสามารถเกดอนตรกรยาตอกนเพอเกดเปนเจลทมโครงรางตาขายสามมต นอกจากนนพบวาสตารชขาวอะมโลสตาและอะมโลสสงมสดสวนของอะมโลเพคตนสายสน (DPn 3-11) สง ซงสามารถยบยงการเกดรโทรเกรเดชนของเจลได

3. การดดแปรสตารชดวยวธทางเคม

การดดแปรดวยวธการทางเคมมหลายรปแบบ ทงนขนกบปฏกรยาเคมทนามาใชในแตละปฏกรยาเพอใหไดผลตภณฑทมคณสมบตเฉพาะตรงกบความตองการ Rutenberg (1980 อางโดย จาเรญ อจฉราพทกษ, 2537) แบงการดดแปรทางเคมออกเปน 2 ประเภท คอ การแตกตวอยางมการควบคม (controlled degradation) และการเกดอนพนธ (derivatization) สตารชดดแปรทไดจากการเกดอนพนธ เรยกวา อนพนธของสตารช (starch derivative) ซงแบงชนดของปฏกรยาออกเปน 3 ชนด คอ อเทอรฟเคชน (etherification) เอสเทอรฟเคชน (esterification) และแบบเชอมขาม (cross-linking)

โดยอเทอรรฟเคชนเกดการแทนทในโมเลกลเดยวของแปงโดยแขนของอเทอร สวนเอสเทอรรฟเค-ชนเกดการแทนทในโมเลกลเดยวของแปงโดยแขนของเอสเทอร ทงสตารชอเทอร (starch ether) และสตารชเอสเทอร (starch ester) จดเปนสตารชสเตบไลซ สามารถละลายไดในนาเยนไดด แปงเปยกมความใส มแนวโนมในการเกดเจลและคนตวไดนอยลง มความหนดสง ซงสารโพรพลนออกไซด (propylene oxide) และโซเดยมไตรพอลฟอสเฟต (sodiumtripolyphosphate; STPP) สามารถใชในการ

12

ดดแปรสตารชสเตบไลซ แตการเกดพนธะเชอมขาม เกดจากปฏกรยาอเทอรหรอเอสเทอร โดยขนอยกบชนดของสารเคมทใช ซงสามารถทาปฏกรยากบหมไฮดรอกซลของโมเลกลแปงไดมากกวา 1 หม โดยการเกดพนธะเชอมขามจะชวยเสรมใหพนธะไฮโดรเจนแขงแรงมากขน ชวยลดการพองตวของเมดแปง เพมความตานทานตอสภาวะทเปนกรด ความรอน และแรงเฉอน ซงสารโซเดยมไตรเมตาฟอสเฟต (sodiumtrimetaphosphate; STMP) สามารถใชในการดดแปรสตารชเชอมขาม (กลาณรงค ศรรอต และ เกอกล ปยะจอมขวญ, 2546)

3.1 การดดแปรสตารชดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชน (hydroxypropyration)

การดดแปรสตารชดวยวธการไฮดรอกซโพรพเลชนเปนการดดแปรสตารชทางเคมแบบอเทอรรฟเคชน (etherification) เกดจากการทาปฏกรยาระหวางสตารชกบสารโพรพลนออกไซด (propylene oxide)ในสภาวะเบส ทงนการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนตองไมใหเมดสตารชเกดการเจลาตไนซ (Whistler, 1964) โดยปฏกรยาเกดขนภายในเมดสตารชกบสารทเขาทาปฏกรยาภายใตสภาวะเบส ซงระดบการแทนทของปฏกรยาไฮดรอกซโพรพเลชนอนญาตใหใชไดในระดบ DS 0.02-0.2 หรอไมเกน

0.2 (DS≤0.2) (Whistler and BeMiller, 1997) ซงการแทนทดวยหมฟงกชน 1 หมภายในโมเลกลของสตารชอเทอร สงผลใหโครงสรางของเมดสตารชเปลยนแปลงไปโดยไปยบยงการคนตวของเมดสตารชสงผลใหเมดสตารชมความหนดคงตว ซงผลตภณฑทไดเรยกวาสตารชอเทอร จดเปนสตารชสเตบไลซ (stabilized starch) (Whistler and BeMiller, 1997) เนองจากการแทนทดวยหมไฮดรอกซโพรพลในเมดสตารช ทาใหความแขงแรงของพนธะในเมดสตารชลดลง สามารถพองตวไดในนาเยน ไดแปงเปยก (paste) ทมความใส มความเหนยวมากขน และเนอสมผสทด สงผลใหแปงทไดจะมความคงตวตอการแชแขงและการละลาย ซงเหมาะสาหรบใชกบอาหารทตองเกบรกษาไวในสภาวะทเยน Tuschhoff (1986 อางโดย กลาณรงค ศรรอต และ เกอกล ปยะจอมขวญ, 2546)

สารเคมสาหรบใชในการดดแปร

สารเคมทใชในการทาปฏกรยาชนดนโดยทวไปแลวสามารถใชไดทงเอทลนออกไซดหรอ โพรพลนออกไซด แตสวนใหญนยมใชโพรพลนออกไซด เนองจากสารโพรพลนออกไซดเปนสารทคอนขางใชงานไดงายและปลอดภย โดยในปฏกรยานมการเตมโซเดยมไฮดรอกไซดและโซเดยมคลอ-ไรดลงไปในสตารชกอนการเตมสารโพรพลนออกไซด ทงนเนองจากโซเดยมไฮดรอกไซดทาใหเมดสตารชสามารถพองตวไดดขนและสามารถดบซบสารเคมไดมาก ดวยเหตนการทาปฏกรยาในสภาวะเบสสงผลใหสตารชสามารถเกดปฏกรยาไดเพมมากขน ในขณะทโซเดยมคลอไรดไปชวยลดการพองตวของเมดสตารชทมากเกนไปจนอาจทาใหเกดการเจลาตไนซได

ปฏกรยาเคมของการดดแปร ปฏกรยาเคมทเกดขนของวธการไฮดรอกซโพรพเลชน เกดระหวางสตารชกบสารโพรพลนออก-

ไซด ในสภาวะเบส โดยสวนใหญเกดการแทนทตรงหมไฮดรอกซลทคารบอนตาแหนงทสอง โดยหมทเขาแทนทภายในโมเลกลของเมดสตารชเปนหมไฮดรอกซโพรพล ซงผลตภณฑทไดเปนไฮดรอกซ-

13

โพรพลสตารช Pal และคณะ (2002) พบวาหมไฮดรอกซโพรพลทเขาทาปฏกรยาในสายโซของสตารชสามารถทาลายพนธะไฮโดรเจนทอยระหวางโมเลกลและภายในโมเลกลของสตารช สงผลใหโครงสรางของเมดสตารชออนตวลง ทาใหเมดสตารชสามารถดดซบนาไดเพมขน นอกจากผลของหมไฮดรอกซ-โพรพลแลวการแทนทสามารถทาใหเมดสตารชสามารถดดซบนาไดงาย เนองมาจากการทมหมทชอบนาภายในโมเลกลของสตารช ซงทงสองปจจยมผลใหสตารชทผานการดดแปรดวยวธการไฮดรอกซ- โพรพเลชนมกาลงการพองตวสงกวาเมอเปรยบเทยบกบสตารชทยงไมไดผานการดดแปร ซงสตารชทผานการดดแปรจะมลกษณะของแปงเปยกทใสขนเมอเปรยบเทยบกบสตารชทไมไดผานการดดแปร โดยขอเทจจรงหมไฮดรอกซโพรพลโดยทวไปมสมบตเปนหมทชอบนาดวยเหตนจงสงผลใหโมเลกลของนาสามารถผานเขาไปภายในโครงสรางโมเลกลของเมดสตารชซงงายตอการเกดเจลของสตารช ดง Figure 2

O OH St – O- + -CH2 CH - CH St – CH2 – CH – CH3

Propylene oxide 2-hydroxypropyl ether starch (hydroxypropyl starch)

St – OH St - O- + H2O

Figure 2. Hydroxyalkylation reaction of between starch and propylene oxide. ทมา : Sanders, 1996 อางโดย กลาณรงค ศรรอต และ เกอกล ปยะจอมขวญ, 2546

Pal และคณะ (2002) ไดทาการศกษาผลของระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดตอสมบตการเกดแปงเปยกของสตารชขาวโพดและสตารชรากสาคทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซ- โพรพเลชน โดยใชระดบการแทนทโมลาร (MS) ตางกน 5 ระดบจาก 0.025-0.13 จากผลการตรวจสอบหากาลงการพองตวของสตารชทงสองชนด พบวากาลงการพองตวของสตารชรากสาคและสตารชขาวโพดทผานการดดแปรมกาลงการพองตวเพมขนเมอเปรยบเทยบกบสตารชทไมไดผานการดดแปร ทงนเมอคา MS เพมขนกาลงการพองตวของสตารชทงสองชนดกเพมขนดวย ทงนเมอทาการวดรอยละของการสองผาน พบวาสตารชขาวโพดและสตารชรากสาคทผานการดดแปรคาความใสเพมขนเมอเปรยบเทยบกบสตารชทไมไดผานการดดแปร และเมอคา MS เพมขนคาความใสของสตารชทงสองชนดกเพมขนดวย เมอทาการตรวจสอบคณลกษณะทางความหนดดวยเครอง Brabender พบวาเมอคา MS เพมขนสตารชดดแปรทงสองชนดแสดงอณหภมในการเกดเจลาตไนเซชนมคาลดลง คาความหนดสงสดของสตารชขาวโพดดดแปรมคาสงกวาสตารชทไมไดผานการดดแปร โดยคาความหนดสงสดทคา MS 0.05 และ 0.075 มคาเพมขนจากสตารชทไมไดผานการดดแปร ในขณะทสตารชดดแปรทมคา MS 0.10 มคาความหนดสงสดลดลง ทงนเนองจากโครงสรางของเมดสตารชมความออนแอลงอยางมาก ซงเหมาะแกการเกดอนตรกรยากบหมไฮดรอกซโพรพลไดสงขน จากคา Breakdown ของสตารช พบวา

14

เมอสตารชขาวโพดดดแปรมคา MS เทากบ 0.1 ไมแสดงการเกด Breakdown เมอคงอณหภม 95 องศาเซลเซยส เมอทาการเปรยบเทยบความคงตวตอการแชแขงและการละลาย พบวาทงสตารชขาวโพดและสตารชรากสาคทไมไดผานการดดแปรแสดงการบบนาออกจากโครงสรางตงแตรอบท 1 และ 2 ตามลาดบ ทงนเมอทาการดดแปรสตารชทงสองชนดโดยวธไฮดรอกซโพรพเลชน โดยคา MS ทเพมขนสงผลใหสตารชมความคงตวตอการแชแขงและการทาละลายเพมขน ทงนสตารชรากสาคทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนทมคา MS 0.10–0.13 ไมเกดการแยกตวของชนนาเมอทาการแชแขงและการละลาย 21 และ 22 รอบ ในขณะทสตารชขาวโพดทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนทมคา MS 0.13 แสดงการบบนาออกจากโครงสรางหลงจากผานการแชแขงและการละลายนาน 9 รอบ

3.2 การดดแปรสตารชดวยวธวธเชอมขาม (cross-linking)

การดดแปรสตารชโดยใชวธวธเชอมขามทาการดดแปรดวยวธเชอมขาม (cross-liking) เรยกวาสตารชครอสลง (cross-linked starch) เปนสตารชดดแปรทไดจากปฏกรยาระหวางสตารชกบสารเคมทมหมฟงชนมากกวา 1 หม (multifunctional reagent) เรยกสารเคมนนวา crosslinking reagent หรอ inhibiting reagent เกดจากปฏกรยาเอสเทอรฟเคชนหรออเทอรฟเคชน ทงนขนกบชนดของสารเคมทใช ซงสามารถทาปฏกรยากบหมไฮดรอกซลของโมเลกลแปงไดมากกวา 1 หม ทาใหเกดการสรางพนธะเชอมขามระหวางโมเลกลของเมดสตารชในสภาพแขวนลอย โดยพนธะโควาเลนตจะชวยเสรมพนธะ ไฮโรเจนทยดโครงสรางของเมดสตารชไวมความแขงแรงมากยงขน สงผลใหอตราการพองตวของเมด สตารชลดตาลง เพมความแขงแรงของเมดสตารชโดยการลดอตราการพองตวของเมดสตารช ทาใหเมดสตารชทนตอสภาวะทเปนกรด ความรอน และแรงเฉอน เพมความหนดของแปงเปยกทรอน ทาใหแปงเปยกมลกษณะคลายขผง เพมความเหนยวใหแกเมดสตารชทพองตว ซงสารเชอมขามมคณสมบตเปนสารเพมความขนทมความหนดสง ชวยปรบปรงคณสมบตของเมดสตารช เหมาะแกการหงตม โดยเมอเพมระดบของสารเชอมขามสงผลใหเพมความแขงแรงของเมดสตารช (Rutenberg and Solarek, 1984 อางโดย กลาณรงค ศรรอต และ เกอกล ปยะจอมขวญ, 2546) โดยในอตสาหกรรมอาหารมเกณฑกาหนดและลกษณะบงชของสตารชทผานการดดแปรดวยวธเชอมขาม คอ ปรมาณฟอสเฟต (คานวณเปนฟอสฟอรส) ไมเกนรอยละ 0.14 สาหรบแปงดดแปรทมาจากแปงมนฝรงหรอแปงขาวสาล และไมเกนรอยละ 0.04 สาหรบแปงจากพชชนดอนๆ (มาตรฐานอตสาหกรรม, 2535 อางโดย กลาณรงค ศรรอต และ เกอกล ปยะจอมขวญ, 2546) นอกจากนมาตรฐานของประเทศสหรฐอเมรกาอนญาตใหสตารชดดแปรกลมเอสเทอร มระดบการแทนท (DS) ไมเกน 0.002 และสตารชอเทอรม DS ไมเกน 0.2(Whistler and BeMiller, 1997) สารเคมสาหรบใชในการดดแปร

สารเคมทนามาใชในกระบวนการดดแปรสตารชดวยวธวธเชอมขามมอยดวยกนหลายชนด ไดแก โซเดยมไตรเมตาฟอสเฟต (STMP), โซเดยมไตรโพลฟอสเฟต (STPP) (สารชนดนเปนฟอสเฟตโมโนเอสเทอร (phosphate monoester) ใชในการดดแปรแบบแทนท (substitution) ไมไดใชสาหรบการดด

15

แปรดวยวธเชอมขามแตใชรวมกนกบสารเชอมขาม),ฟอสฟอรสออกซคลอไรด (phosphorusoxychloride) และอพคลอโรไฮดรน (epichlorohydrin) และสารผสมระหวางกรดอะดพกแอนไฮดราย (adepic anhydry acid) และกรดอะซตรกแอนไฮดราย (acetric anhydry acid) ซงสามารถจะทาปฏกรยากบหมไฮดรอก ซลของโมเลกลแปงไดมากกวา 1 หม ทาใหเกดพนธะเชอมขาม (crosslink หรอ bridge) ระหวางโมเลกลของแปงในสภาพแขวนลอย โดยอณหภมทใชในการทาปฏกรยาอยในชวงอณหภม 25-50 องศาเซลเซยส (77–122 องศาฟาเรนไฮน) และระยะเวลาทใชในการทาปฏกรยาอาจทาไดหลายๆชวงเวลาตงแต 30 นาท ถง 24 ชวโมง ทงนขนอยกบขอกาหนดเมอหลงจากทาปฏกรยาอยางสมบรณแลว จากนนนาสตารชทไดไปปรบพเอชใหเปนกลาง ทาการกรอง ลางนา แลวนาไปอบแหง(กลาณรงค ศรรอต และ เกอกล ปยะจอมขวญ, 2546)

โดยสารเคมทเลอกใชในการทดลอง คอ โซเดยมไตรเมตาฟอสเฟต (STMP) และ โซเดยมไตร โพลฟอสเฟต (STPP) โดยสาร STMP เปนสารฟอสเฟตในกลมคอนเดนสฟอสเฟต (condensed phosphate) ซงมการจดเรยงตวเปนวงแหวน (สทธวฒน เบญจกล, 2548) จดเปนสารเชอมขามโดยตรง มลกษณะเปนผงผลกสขาว สามารถละลายนาไดด (เมอละลายแลวคาพเอชไมเปลยนแปลง) เมอนามาใชในการดดแปรแปง จะทาใหสมบตของแปงดดแปรทไดมความแขงแรง ทนทานตอกรด ความรอน และแรงเฉอน นอกจากนพบวาสาร STMP แมวาเตมลงไปในปรมาณนอย แตสงผลใหเกดการเชอมขามไดด ขณะทสาร STPP จดเปนสารในกลมฟอสเฟตโมโนเอสเทอร ซงเปนสารฟอสเฟตในกลมออโทฟอสเฟต (orthophosphate) ประกอบดวยฟอสฟอรส 3 อะตอม (สทธวฒน เบญจกล, 2548) มลกษณะเปนผงผลกสขาว สามารถละลายนาไดดกวา STMP (เมอละลายแลวคาพเอชไมเปลยนแปลง) ทงนเนองจากโมเลกลของสารมการจดเรยงตวเปนโซยาว (long chain) เมอนามาในการดดแปรแปงจะเกดปฏกรยาการแทนทภายในโมเลกลของสตารช ทาใหสมบตของแปงดดแปรทไดมคาอณหภมเรมตนในการเกดความหนดตาลง แปงเปยกทไดมความใส เหนยว และขนหนดสง และยงชวยลดการเกดรโทรเกรเดชน (retrogradation) ของแปงเมอเกบรกษาทอณหภมตา ซงจากสมบตของสาร STPP ทกลาวมาในขางตน จะเหนไดวามสมบตทคลายคลงกบสารโพรพลนออกไซด (Solarek, 1986; Whisler and BeMiller, 1997) ทงนจะเหนไดวาทง STMP และ STPP เมอละลายแลวคาพเอชไมเปลยนแปลง แต STPP สามารถในการละลายไดดกวา STMP เนองจากขนาดโมเลกลทจดเรยงตกนเปนโซยาว ซงตางกนกบ STMP ซงมการจดเรยงตวเปนวงแหวน

ปฏกรยาเคมของการดดแปร เนองจากสตารชเชอมขามเกดจากการทาปฏกรยาระหวางสตารชในสภาวะเบส (พเอช 7.5-12)

ทมความเขมขน (รอยละ 30–45 ของของแขง) กบสารเชอมขาม โดยสารเชอมขามจะไปปรบคณสมบตสารแขวนลอยของเมดสตารชในสภาวะเบส ซงทาใหเกดพนธะอเทอรหรอเอสเทอรเชอมหมไฮดรอก -ซลสงผลใหสตารชสามารถตานทานตอการเปลยนแปลงคาพเอช และแรงเฉอนทางกลได ดง Figure 3

16

NaOH O 2 StOH + POCl3 StO – P - Ost + NaCl ONa

Starch + Phosphorus Distarch + Salt oxychloride phosphat NaOH O

2 StOH + Na3P3O9 StO – P - Ost + Na2H2P2O7 ONa Starch + Sodium Distarch + Sodium dihydrogen trimetaphosphate phosphat Syrophosphate

NaOH 2 StOH + CH2-CH-CH2-Cl StO – CH2-CH-OSt + NaCl

O OH Starch + Epichlorohydrin Distarch glycerol + Salt

Figure 3. Reaction of between starch and Cross-linking reagent. ทมา : Rutenberg และ Solarek, 1984 อางโดย กลาณรงค ศรรอต และ เกอกล ปยะจอมขวญ

3.3 การดดแปรสตารชโดยใชวธการไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม

การดดแปรสตารชโดยใชวธการไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม เปนการใชวธการดดแปรรวมเพอทาใหสตารชทไดมความเหมาะสมแกการนามาใชงาน ทงนเนองจากสมบตของแปงอเทอร ซงจดเปนแปงสเตบไลซ (stabilized starch) (Whistler and BeMiller, 1997) เนองจากการแทนทดวยหมไฮดรอกซโพรพลในเมดสตารช ทาใหความแขงแรงของพนธะในเมดสตารชลดลง สามารถพองตวไดในนาเยน ไดแปงเปยก (paste) ทมความใส มความเหนยวมากขน และเนอสมผสทด สงผลใหแปงทไดจะมความคงตวตอการแชแขงและการละลาย ซงเหมาะสาหรบใชกบอาหารทตองเกบรกษาไวในสภาวะทเยน (Tuschhoff, 1986 อางโดย กลาณรงค ศรรอต และ เกอกล ปยะจอมขวญ, 2546) และสมบตของแปงเชอมขามมอตราการพองตวของเมดสตารชลดตาลง เพมความแขงแรงของเมดสตารช สงผลใหเมดสตารชทนตอสภาวะทเปนกรด ความรอน และแรงเฉอน เพมความหนดของแปงเปยกทรอน ทาใหแปงเปยกมลกษณะคลายขผง เพมความเหนยวใหแกเมดสตารชทพองตว ซงสารเชอมขามชวยปรบปรงสมบตของเมดสตารชเหมาะแกการหงตม โดยเมอเพมระดบของการเชอมขามสงผลใหเพมความแขงแรงของเมดสตารช Rutenberg and Solarek (1984 อางโดย กลาณรงค ศรรอต และ เกอกล ปยะจอมขวญ, 2546) จากสมบตของการดดแปรทงสองวธ เมอทาการดดแปรสตารชรวมกนจงสงผลใหไดสตารชทมคณสมบตเหมาะแกการใชงานไดอยางกวางขวาง ไมวาจะเปนดานอตสาหกรรมอาหาร สงทอ อนๆเปนตน

17

3.3.1 โครงขายของเจลสตารชทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม

Yeh และ Yeh (1993) ทาการศกษาโครงสรางของเมดสตารชขาวจากเครอง Scanning Electron Microscope พบวาการดดแปรสตารชขาวไมสามารถเปลยนแปลงขนาดของเมดสตารชได แตมการเปลยนแปลงทางโครงขายของเจลสตารช ซงสตารชทผานการดดแปรรวมระหวางวธไฮดรอกซ- โพรพเลชนกบวธเชอมขามมลกษณะโครงตาขายทด ขณะทเจลสตารชทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอก-ซโพรพเลชนเพยงอยางเดยวไมเกดเปนโครงรางตาขาย

3.3.2 ผลของชนดของสารเชอมขามตอสมบตเชงหนาทของสตารชทผานการดดแปรดวยวธ ไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม Woo และ Seib (1997) ไดทาการศกษาสตารชขาวสาลทผานการดดแปรแบบรวม โดยผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชน โดยใชสารโพรพลนออกไซด จากนนทาการดดแปรดวยวธเชอมขาม โดยศกษาถงชนดของสารเชอมขามโดยใชสารฟอสฟอรสออกซคลอไรด และโซเดยมไตร- เมตาฟอสเฟต พบวาเมอระดบของการเชอมขามเพมขน ปรมาณของฟอสฟอรสกมคาเพมมากขน การใชโซเดยมไตรเมตาฟอสเฟตเปนสารเชอมขาม สงผลใหสตารชมคาความหนดตา และเมอศกษาการเกดแปงเปยกของสตารชทผานการดดแปรแบบรวมทระดบของการเชอมขามปานกลางภายใตสภาวะกรด (pH=3.5) พบวาสตารชทผานการดดแปรโดยการใชโซเดยมไตรเมตาฟอสเฟตเปนสารเชอมขามมคา breakdown สงกวาสตารชดดแปรทใชสารฟอสฟอรสออกซคลอไรดเปนสารเชอมขาม ทงนเนองจากการดดแปรดวยโซเดยมไตรเมตาฟอสเฟต เกดพนธะเชอมขามแบบ pyrophosphate สตารชสามารถเกดการแตกตวได โดยกรดเขาไปยอยพนธะ P-O-P ในขณะทการดดแปรดวยสารฟอสฟอรสออกซคลอไรด มความคงตวตอสภาวะทเปนกรดมากกวา เนองจากเกดพนธะเชอมขามแบบ orthophosphate นอกจากนพบวาสตารชขาวสาลทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนและทาการเชอมขามโดยใชโซเดยมไตรเมตาฟอสเฟตทระดบความเขมขนตาๆ โดยใชระยะเวลาในการทาปฏกรยานาน เปนผลใหแปงเปยกทไดมความคงตวสงกวาการใชโซเดยมไตรเมตาฟอสเฟตทความเขมขนสงแตระยะเวลาในการทาปฏกรยาสนๆ Wattanachant และคณะ(2003) ไดทาการศกษาผลของชนดของสารเชอมขามตอสตารชสาคทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม ซงทาการเลอกชนดของสารเชอมขาม โดยในขนตอนแรกไดทาการดดแปรสตารชสาคดวยวธการไฮดรอกซโพรพเลชนโดยใช สารโพรพลนออกไซดทระดบความเขมขนรอยละ 8 (นาหนกแปงแหง) จากนนนามาดดแปรดวยวธเชอมขามโดยใชสารฟอสฟอรสออกไซด (POCl3) ความเขมขนรอยละ 0.075 อพคลอโรไฮดรล รอยละ 0.075 และสารผสมของเกลอฟอสเฟตระหวางโซเดยมไตรเมตาฟอสเฟตรอยละ 2 รวมกบโซเดยมไตรโพล-ฟอสเฟต รอยละ 5 เมอทาการเปรยบเทยบระหวางสตารชสาคดบและสตารชสตารชสาคทผานการดดแปรรวม พบวาสตารชสาคทผานการดดแปรรวมแสดงคาความหนดสงสดมากกวาสตารชสาคดบ และ

18

การดดแปรโดยใชสารผสมของเกลอฟอสเฟตสงผลใหสตารชสาคมระดบการแทนท (DS) เพมขน สงผลใหมคาความหนดสงสด ในขณะทคา breakdown และคา set back มคาตาสด การเกดพนธะเชอมขามของสตารชสามารถพจารณาไดจากคาความใสของแปงเปยกทลดลง โดยพบวาสตารชสาคดบแสดงคาความใสของแปงเปยกสงทสดเทากบ 52.6 และสตารชสาคทผานการดดแปรรวมโดยใชสารเชอมขาม POCl3 , อพคลอโรไฮดรล และสารผสมของเกลอฟอสเฟต มคาความใสของแปงเปยกเทากบ 22.5, 21.9, และ 20.0 เมอทาการตรวจวดคารอยละของการสองผานทคาความยาวคลน 650 นาโนเมตร (% Transmittance, T650) ตามลาดบ โดยการใชสารเชอมขามของสารผสมเกลอฟอสเฟตแสดงคาความใสของแปงเปยกนอยทสด ทงนเนองจากคาการแทนทโมลาร (MS) และปรมาณฟอสฟอรสทเพมขน เมอทาการศกษาความสามารถในการแชแขงและการละลายของสตารชสาค จานวน 6 รอบ พบวา สตารชสาคดบมปรมาณรอยละของการบบนาออกจากเจลสงสดเมอเปรยบเทยบกบทกตวอยางของสตารชสาคทผานดดแปรรวม และพบวาสตารชสาคทผานการดดแปรรวม โดยใชสารผสมของเกลอฟอสเฟตเปนสารเชอมขาม (HPST) แสดงรอยละการบบนาออกจากเจลตาทสด แสดงถงมความคงตวตอการแชแขงและการละลายสงสดเมอเปรยบเทยบกบตวอยางอนของสตารชสาคดดแปรรวม

3.3.3 ผลของความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดตอสมบตเชงหนาทของสตารชทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนและวธเชอมขาม

Yeh และ Yeh (1993) ไดทาการศกษาสมบตเชงหนาทของสตารชขาวทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนและวธเชอมขาม โดยทาการเปรยบเทยบประสทธภาพในการเกดปฏกรยา ไฮดรอกซโพรพเลชนกอนและหลงการเชอมขาม ทงนในสภาวะแรกไดทาการเชอมขามโดยใชสารฟอสฟอรสออกซคลอไรดทมระดบการแทนท (DS) เทากบ 3.51x10-4 นาน 60 นาท จากนนจงทาการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรเลชนโดยใชสารโพรพลนออกไซดรอยละ 5 (DX351-H5) และ 4 (DX351-H4) นาน 24 ชวโมง และสภาวะทสอง ไดทาการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรเลชนโดยใชสารโพรพลน-ออกไซดรอยละ 5 และ 4 นาน 120 นาท จากนนทาการเชอมขามโดยใชสารฟอสฟอรสออกซคลอไรดทมความเขมขนรอยละ 0.1 นาน 60 นาท (DH5- X) และ (DH4-X) ตามลาดบ ทาการตรวจสอบการเกด เจลาตไนเซชนดวยเครอง Differencial Scanning Calorimetry (DSC) พบวาสตารชทผานการดดแปรรวมโดยใชสารโพรพลนออกไซดทเขมขนสงกวา มคาอณหภมเรมตน (To), อณหภมสงสด (Tp), และอณหภมสดทาย (Tc)ในการเกดเจลาตไนเซชนของสตารชลดลงมากกวา และพบวามคาพลงงานในการ

เกดเจลาตไนซ (ΔH) ตากวาดวย โดยคาΔH ของ DX351-H5 และ DX351-H4 เทากบ 10.55 และ

11.35 J/g ตามลาดบ ซงสอดคลองกบคาΔH ของ DH5-X ซงมคานอยกวา DH4-X เชนกน เมอทาการเปรยบเทยบความหนดของแปงเปยกสตารช พบวาสตารชทผานการดดแปรดวยวธเชอมขามกอนการ ไฮดรอกซโพรพเลชน (DX351-H5 และ DX351-H4) มความคงตวมากกวาสตารชทไมไดผานการดดแปร แตในทางตรงกนขามการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนกอนการเชอมขามจะชวยสงผลในการเกดพนธะเชอมขามไดงายขนและเมอระดบความเขมขนของไฮดรอกซโพรพเลชนทเพมขน (DH5-X)

19

สงผลใหเกดการเชอมขามเพมขน ทาใหแปงเปยกทไดมความหนดทคงตวมากกวา จากการตรวจสอบจานวนรอบความคงตวตอการแชเยอกแขงและการละลาย พบวาสตารชทผานการดดแปรรวม DH5-X และ DH4-X มความคงตว โดยไมเกดการแยกตวของชนนาระหวางการแชเยอกแขงและการละลายจานวน 20 รอบและการดดแปรแบบรวม DX351-H5 และ DX351-H4 มคาความคงตวตอการแชแขงและการละลายมากกวาสตารชทผานการเชอมขามเพยงอยางเดยว Yook และ คณะ (1993) ไดทาการศกษาคณลกษณะในการเกดเจลาตไนเซชนและการเกดรโทรเกรเดชนของขาวทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนและวธเชอมขาม โดยใชระดบของสารโพรพลนออกไซดทแตกตางกน 3 ระดบ คอ รอยละ 2.5, 5.0, และ 10.0 และใชสารอพคลอโร-ไฮดรนทระดบความเขมขนรอยละ 0.25 เปนสารเชอมขามทใชในการศกษา โดยการดดแปรดวยวธ ไฮดรอกซโพรพเลชนกอนการเชอมขาม ทาการตรวจสอบคณสมบตทางความรอนของขาวโดยใช Differential Scanning Carlorimetry (DSC) ทงนการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบการเชอมขามสงผลใหอณหภมในการเกดเจลาตไนเซชนลดลงทอณหภม 50 องศาเซลเซยส ซงคาตากวาขาวทไมไดผานการดดแปร และพบวาอณหภมเรมตน (To), อณหภมสงสด (Tp), และอณหภมสดทาย

(Tc)ในการเกดเจลาตไนเซชน และคาพลงงานในการเกดเจลาตไนซ (ΔH) ของขาวทระดบของสาร โพรพลนออกไซด 0.25 ไมมความแตกตาง เมอเปรยบเทยบกบขาวทไมไดผานการดดแปร แตเมอระดบ

ความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดเพมขน พบวา To, Tp, Tc และคา ΔH ของขาวดดแปรรวมมคาลดลง โดยทระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดรอยละ 10.0 มคาลดลงมากกวาทระดบรอยละ 5.0 ทงนเมอทาการตรวจสอบการเกดรโทรเกรเดชนของขาวดดแปรรวม โดยทาการบมขาวทผานการเจลาตไนเซชนทอณหภม 4 องศาเซลเซยสเปนระยะเวลา 5 วน แลวทาการตรวจสอบทางความรอนดวย DSC อกครง พบวา To, Tp, และTc ของขาวทผานการดดแปรรวมโดยใชสารโพรพลนออก

ไซดทระดบความเขมขนรอยละ 5.0 และ 10.0 แสดงคาทใกลเคยงกน แตทงนคาΔH ของขาวดดแปร

รวมทใชสารโพรพลนออกไซดทระดบความเขมขนรอยละ 5.0 มคา ΔH ลดลงจาก 1.24 เปน 0.58

cal/g โดยทระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดรอยละ 10.0 มคา ΔH ลดลงจาก 12.4 เปน 0.22 cal/g เมอตรวจสอบความสามารถในการดดซบนาของขาวทผานการดดแปรรวม พบวาขาวทผานการดดแปรรวมมความสามารถในการดดซบนาเพมขนเมอเปรยบเทยบกบขาวทไมไดผานการดดแปร และทระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดรอยละ 2.5 และ 5.0 พบวาคาความสามารถในการดดซบนามคาใกลเคยงกน แตทระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดรอยละ 10.0 คาการดดนาเปน 0.63 ซงมคาเพมขนสงสด Wattanachant และคณะ (2003) ทาการศกษาหาระดบไฮดรอกซโพรพเลชนทเหมาะสมในการทาการดดแปรรวม โดยในขนตอนแรกทาการดดแปรสตารชสาค รอยละ 40 โดยใชสาร โพรพลนออกไซดทความเขมขนรอยละ 6-12 จากนนทาการดดแปรดวยวธเชอมขามโดยใชสารผสมของเกลอฟอสเฟต (รอยละ 2 ของ STMP และรอยละ 5 ของ STPP) พบวาคาการแทนทโมลาร (MS)

20

ระดบของการแทนท (DS) และปรมาณของฟอสฟอรสของสตารชสาคมคาเพมขนเมอระดบของสาร โพรพลนออกไซดเพมขน โดยเฉพาะทระดบของสารโพรพลนออกไซดสง (รอยละ10-12) ในขณะทคาความใสของแปงเปยก กาลงการพองตว และความสามารถในการละลายมคาลดตา พรอมทงไดทาการศกษาการคงตวตอความรอนของสตารชสาคดบและสตารชสาคทผานการดดแปรรวมทใชระดบของสารโพรพลน ออกไซดทแตกตางกนทพเอช 6.5 พบวาทกตวอยางของสตารชสาคทผานการดดแปรรวมไมแสดงพคของความหนด และทระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดสง (รอยละ10-12) พบวาคาความหนดมคาเพมขนเมอลดอณหภมลง แตเมอทาการศกษาความคงตวตอความรอนและกรด (พเอช 3.5) ของสตารชสาคทผานดดแปรรวม เมอใชระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดทแตกตางกน พบวาความหนดสตารชสาคดบและสตารชสาคดดแปรทระดบของสารโพรพลนออกไซดตา (รอยละ 6-8) แสดงพคของความหนด กลาวคอเมอมการใหความรอนแกสตารช สงผลใหเมดสตารชสาคเกดการพองตวและเกดเจลาตไนเซ (เมดสตารชไมทนตอความรอน) ในขณะเดยวกน พบวาสตารชสาคดดแปรรวมทระดบของสารโพรพลนออกไซดสง (รอยละ10-12) ไมแสดงพคของความหนด นอกจากนยงทาการศกษาความแขงแรงของเจลของสตารชสาคทผานดดแปรรวม ทอณหภม 4 และ 25 องศาเซลเซยส พบวาสตารชสาคทผานการดดแปรทระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดตา(รอยละ6-8) เกดเจลทมความแขงแรงสงใกลเคยงกบสตารชสาคดบ ในขณะเดยวกนทระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดสง (รอยละ10-12) คาความแขงแรงของเจลมคาตามาก และเมอทาการแชแขงและการละลายสตารชสาคจานวน 6 รอบ พบวาสตารชดบแสดงคารอยละของการบบนาออกจากเจลตงแตรอบแรกททาการแชแขงและการละลาย และมปรมาณรอยละของการบบนาออกจากเจลสงสดเมอเปรยบเทยบกบทกตวอยางของสตารชสาคดดแปรรวม และเมอเปรยบเทยบระหวางสตารชสาคดดแปรรวมจะเหนไดวาสตารชสาคทผานการดดแปรรวมทระดบของสารโพรพลนออกไซดสง (รอยละ 10-12) แสดงรอยละการบบนาออกจากเจลตาทสด กลาวคอเมอระดบของสารโพรพลนออกไซดเพมสงขนสงผลใหพนธะไฮโดรเจนภายในโมเลกลของเมดสตารชออนแอลง สงผลใหเกดการดดแปรดวยวธเชอมขามไดดยงขน เมดสตารชจงมความแขงแรงเพมขน และมความคงตวตอการแชแขงและการละลายสงสดเมอเปรยบเทยบกบของสตารชสาคดบและสตารชสาคดดแปรรวมทระดบของสารโพรพลนออกไซดตา (รอยละ6-8) 3.3.4 ผลของขนาดเมดสตารชตอสมบตเชงหนาทของสตารชทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอก-ซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม Fortuna และคณะ (2001 อางโดย Hung and Morita, 2005) พบวาเมดสตารชขาวโพดทมขนาดเลกกวาสามารถเกดฟอสโฟรเลทไดมากกวาเมดสตารชทมขนาดใหญ ในขณะทเมดสตารชขาวสาลทมขนาดใหญจะสามารถเขารวมตวกบฟอสฟอรสไดดกวาเมดสตารชทมขนาดเลก ดวยเหตนขนาดของเมดสตารชจงมผลตอการดดแปร

21

Hung และ Morita (2005) ไดทาการศกษาคณสมบตทางเคม-กายภาพของสตารชขาวสาลชนด A (เมดสตารชทมขนาดใหญ) และ B (เมดสตารชทมขนาดเลก) ทผานการดดแปรดวยวธการ ไฮดรอกซโพรเลชนรวมกบวธเชอมขาม โดยสารทใชในการดดแปรดวยวธการไฮดรอกซโพรพเลชนใชสารโพรพลนออกไซด (รอยละ10) และทาการดดแปรดวยวธเชอมขามใชสารผสมของเกลอฟอสเฟตระหวางโซเดยมไตรเมตาฟอสเฟตและโซเดยมไตรโพลฟอสเฟตเฟต (99:1 โดยนาหนก) พบวาจานวนของหมไฮดรอกซโพรพลในเมดสตารชขาวสาลดดแปรชนด A มปรมาณมากกวาชนด B อยางมนยสาคญในสภาวะการดดแปรเดยวกน ซงเปนการบงชวาเมดสตารชขาวสาลชนด A สามารถทาปฏกรยากบสารโพรพลนออกไซดไดงายกวาสตารชขาวสาลชนด B จากการศกษากาลงการพองตวของ สตารขาวสาลชนด A และ B ทผานการดดแปรรวม พบวาการดดแปรรวมโดยใชสารเชอมขามซงเปนสารผสมของเกลอฟอสเฟต สตารชจากขาวสาลชนด A มกาลงการพองตวสงกวาชนด B นอกจากนไดทาการศกษาความคงตวตอความรอนของสตารชขาวสาลชนด A และ B ทผานการดดแปรรวม ซงพบวาสตารชขาวสาลชนด A และ B ทผานการดดแปรรวมไมแสดงพคความหนดสงสด คาความใสของสตารชขาวสาลดดแปรมคาลดลงเมอเปรยบเทยบกบสตารชดบ จากการศกษาปรมาณของนาทถกบบออกจากเจล (syneresis) พบวาสตารชขาวสาลชนด A ทผานการดดแปรรวมมปรมาณของนาทถกบบออกจากเจลนอยกวาสตารชขาวสาลชนด B จากสมบตเชงหนาทดงกลาวขางตนแสดงถงสตารชขาวสาลชนด A จงมประสทธภาพในการดดแปรสงทสด เนองจากเมดสตารชมขนาดใหญจงสามารถเกดการพองตวไดด สงผลใหสารเคมสามารถเขาทาปฏกรยาภายในโมเลกลของสตารชไดมากขน

วตถประสงค

1. ศกษาการดดแปรสตารชขาวหอมมะลดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม 2. ศกษาผลของความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดและอตราสวนของสารเชอมขามตอสมบต

เชงหนาทของสตารชขาวหอมมะลทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม

3. ศกษาเปรยบเทยบสมบตเชงหนาทของสตารชขาวหอมมะลทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซ-โพรพเลชนรวมกบวธเชอมขามกบสตารชทผานการดดแปรรวมทางการคา

บทท 2

วสดอปกรณ และวธการ

1.วสดและอปกรณ

1.1 วสดและสารเคม -สตารชขาวหอมมะล (บรษทกรงเทพสตารช อนดสเทยล จากด -สารเคมสาหรบวเคราะหโปรตน -สารเคมสาหรบวเคราะหไขมน -สารเคมสาหรบวเคราะหเยอใย -สารเคมสาหรบวเคราะหปรมาณอะมโลส -สารโพรพลนออกไซด (Propylene oxide) -เกลอโซเดยมซลเฟต (Na2SO4) -โซเดยมไฮดรอกไซด (NaOH) -กรดไฮโดรคลอรก (HCl) -กรดอะซตรก (CH3COOH) -โซเดยมไตรเมตาฟอสเฟต(STPM) -โซเดยมไตรโพลฟอสเฟต (STPP) -กรดซลฟวรก (H2SO4) -สารวานาเดทโมลบเดท (vanadate-molydate) -สารแอมโมเนยมโมลบเดท (ammonium molybdate [(NH4)6MO7O24.4H2O]) -สารแอมโมเนย (ammonia) -กรดไนตรก (nitric acid) -สารโพแทสเซยมไดไฮโดรเจนฟอสเฟต (KH2PO4) -สารนนไฮดรน (ninhydrin) -สารโพรพลนไกลคอล (propylene glycol) 1.2 อปกรณและเครองมอสาหรบการวเคราะหทางดานเคมและกายภาพ -อปกรณวเคราะห ความชน เถา โปรตน และ ไขมน -เครองเขยาควบคมอณหภม ยหอ LMS รน Vs-8480SR-L ประเทศเกาหล

-เครองวดความหนด (Rapid Visco Analyzer) ยหอ Newport Sciencetific รน RVA-4 ประเทศออสเตรเลยเครองวดพเอช ยหอ Sartorius ประเทศเยอรมน

22

23

-เครองชงทศนยม 2 ตาแหนง ยหอ Precisa รน 1000C ประเทศสหรฐอเมรกา -เครองชงทศนยม 4 ตาแหนง ยหอ Mettler Toledo รน AL204 ประเทศสหรฐอเมรกา -เครองกวน (magnetic Stirrer) ยหอ Fisher Scientific รน LR 49683C ประเทศองกฤษ -เครองสเปกโทรโฟโตมเตอร ยหอ ThermoSpectronic รน G-20 ประเทศองกฤษ -อางควบคมอณหภม รน W350 ยหอ Memmert ประเทศเยอรมน -นาฬกาจบเวลา -กลองจลทรรศนแบบสองกราด (Scanning Electron Microscopy) ยหอ SEM รน JSM-5800LV

ประเทศญปน -เครองวดความหนด (rheometer) ยหอ Haake รน RheoStressRS75 ประเทศเยอรมน -เครอง Differential Scanning Caloremeter ยหอ Perkin Elmer รน DSC7 ประเทศสหรฐอเมรกา

2. วธการดาเนนงานวจย

2.1 ศกษาองคประกอบทางเคมของสตารชขาวหอมมะล 1.1 วเคราะหหาความชน ของสตารชขาวหอมมะล (A.O.A.C. ,2000) 1.2 วเคราะหหาปรมาณเถา ของสตารชขาวหอมมะล (A.O.A.C. ,2000) 1.3 วเคราะหหาปรมาณโปรตน ของสตารชขาวหอมมะล (A.O.A.C. ,2000) 1.4 วเคราะหหาปรมาณไขมน ของสตารชขาวหอมมะล (A.O.A.C. ,2000) 1.5 วเคราะหหาปรมาณอะมโลสของสตารชขาวหอมมะล (Sombhagya และ Bhattacharya, 1979

; Shanthy et al., 1980) 2.2 การดดแปรสตารชขาวหอมมะลดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม ทาการดดแปรสตารชขาวหอมมะลดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนโดยนาตวอยางสตารชขาวหอมมะลความเขมขนรอยละ 40 (โดยนาหนกแหงของสตารช) จากนนเตมเกลอโซเดยมซลเฟต(Na2SO4) ปรมาณรอยละ 15 (โดยนาหนกแหงของสตารช) ทาการกวน และเตมโซเดยมไฮดรอกไซด (NaOH) เขมขนรอยละ 5 เพอปรบพเอชของสารละลายสตารชใหเทากบ 10.5 เตมสารโพรพลนออกไซดโดยผนแปรระดบความเขมขนเปน 4 ระดบ ไดแก รอยละ 6 8 10 และ 12 (โดยนาหนกแหงของสตารช) แลวนาไปเขยาทความเรว 200 รอบตอนาท ทอณหภมหองนานประมาณ ครงชวโมง และนาไปบมทอณหภม

40±2 องศาเซลเซยสนาน 24 ชวโมง (ดดแปลงจาก Suwanliwong, 1998; Wattanachant et al., 2003 และ Hung and Morita, 2005) จากนนนาสตารชขาวหอมมะลไปทาการดดแปรดวยวธเชอมขาม โดยทาการผนแปรชนดและความเขมขนของสารเชอมขาม 3 สภาวะดงน โซเดยมไตรเมตาฟอสเฟต (STMP) ความเขมขนรอยละ2 (โดยนาหนกแหงของสตารช) สารผสมของ STMP และโซเดยมไตรโพลฟอสเฟต (STPP) ทอตราสวนรอยละ 2 และรอยละ 5 (โดยนาหนกของสตารชแหง)ตามลาดบ และสารผสมของ STMP และ STPP ทอตราสวนรอยละ 12 และ รอยละ 0.1 (โดยนาหนกของสตารชแหง) ตามลาดบ โดย

24

การเตมสารเชอมขามแตละสภาวะลงในสารละลายสตารชแลวนาไปบมทอณหภม 40±2 องศาเซลเซยส นาน 120 นาท จากนนปรบพเอชใหมคาเทากบ 5.5 ดวยกรดไฮโดร-คลอรกเขมขนรอยละ 10 เพอยตปฏกรยา แลวนามากรองดวยเครองกรองสญญากาศผานกระดาษกรองเบอร 4 ลางดวยนากลนปรมาตร 100 มลลลตร จานวน 5 ครง และอบแหงในตอบไฟฟาทอณหภม 45 องศาเซลเซยส เพอใหไดความชนสดทายรอยละ 10-12 (ดดแปลงจาก Woo and Seib, 1997; Suwanliwong, 1998; Wattanachant et al., 2003 และ Hung and Morita, 2005) 2.3 การตรวจหาปรมาณของฟอสฟอรส

ชงสตารชขาวทผานการดดแปร 1 กรม (โดยนาหนกแหงของสตารช) จากนนนามาเผาใหเปนเถา แลวนาเถาทไดมาตมดวยกรดไฮโดรคลอรกเขมขนปรมาตร 5 มลลลตร ทาการลางสารละลาย ดวยนากลนปรมาตร 100 มลลลตร แลวกรอง จากนนเตมแอมโมเนย 2-3 หยดแลวเตมกรดไนตรกความเขมขนรอยละ 30 (w/w) เตมสาร vanadate molybdate ปรมาตร 25 มลลลตร เจอจางดวยนากลนเพอปรบปรมาตร แลวทาการผสม หลงจากนนทงไว 10 นาท ทาการตรวจวดคาการดดกลนแสงของสารละลายทความยาวคลน 420 นาโนเมตร (Egan et al., 1981 อางโดย Suwanliwong, 1998) ทาการเตรยมสารละลายมาตรฐาน โดยการเตมสารละลายฟอสเฟตมาตรฐาน(โพแทสเซยม ไดไฮโดรเจนฟอสเฟต (KH2PO4)) 0, 2.5, 5, 10, 20, 30, 40, และ 50 มลลลตร ลงใน volumetric flask ปรมาตร 100 มลลลตร แลวทาการเจอจางดวยนากลน 50-60 มลลลตร (=0-5 มลลกรมของ P2O5) จากนนเตมสารละลายแอมโมเนยลงไป 2-3 หยด ทาใหเปนกรดดวยกรดไนตรกความเขมขนรอยละ 30 (w/w) เตมสาร vanadate molybdate 25 มลลลตร เจอจางดวยนาเพอปรบปรมาตร แลวทาการผสม หลงจากนนทงไว 10 นาท ทาการวดคาการดดกลนแสงของสารแตละความเขมขนทความยาวคลน 420 นาโนเมตร จากนนนาไปสรางกราฟมาตรฐาน คานวณรอยละของฟอสฟอรส (%P) โดยใชสมการท (1) ดงน

%P = ฟอสฟอรส (มลลกรม) (จากกราฟมาตรฐาน) x ปรมาตรทงหมดของสารละลายเถา x 100 (1) ปรมาตรของสารละลายเถาทใช x นาหนกแหงของสตารชทผานการดดแปร x 1000

2.4 การตรวจหาปรมาณของไฮดรอกซโพรพล ชงสตารชขาวทผานการดดแปร 0.05-0.1 กรม (โดยนาหนกแหงของสตารช) เตมกรดซลฟวรกเขมขน 1 นอรมอล ปรมาตร 25 มลลลตร จากนนนาไปวางในอางนาเดอดจนกระทงสตารชละลายหมด แลวทาใหเยนและเจอจางดวยนากลนเพอปรบปรมาตร ทาการปเปตสารละลาย 1 มลลลตร ลงในหลอดทดลองขนาด 25 มลลลตรและปดฝาดวยกบ glass stopper แลวจมหลอดลงในนาเยน เตม 8 มลล ลตรของกรดซลฟวรก ผสมใหเขากนดในหลอดทดลองแลวนาไปวางในอางนาเดอด 3 นาท จากนนนาหลอดทดลองไปแชในอางนาเยนอยางรวดเรว เมอสารละลายเยนตวลงเตมสารนนไฮดรน (ninhydrin) ปรมาตร 0.6 มลลลตร และเขยาโดยเรว จากนนนาหลอดทดลองไปวางในอางนาทม

25

อณหภม 25 องศาเซลเซยส นาน 100 นาท แลวปรบปรมาตรในแตละหลอดใหเทากบ 25 มลลลตรดวยกรดซลฟวรกเขมขน จากนนเทสวนทเปนสารละลายอยางรวดเรวลงในเซลลใสสารขนาด 1 เซนตเมตร หลงจาก 5 นาทผานไป ทาการวดคาการดดกลนแสงทความยาวคลน 590 นาโนเมตร (Johnson, 1969 อางโดย Suwanliwong, 1998) ทาการเตรยมสารละลายมาตรฐานปรมาตร 1 มลลลตร ของสารละลายโพรพลนไกลคอล (propylene glycol/ml) ความเขมขน 10, 20, 30, 40 และ 50 ไมโครกรมตอมลลลตร ทาการวดคาการดดกลนแสงของสารละลายโพรพลนไกลคอลแตละความเขมขนทความยาวคลน 590 นาโนเมตร จากนนนาไปสรางกราฟมาตรฐาน คานวณรอยละของไฮดรอกซโพรพล (% HP) โดยใชสมการท (2) ดงน

% HP = จานวนของโพรพลนไกลคอล (ไมโครกรม) x 0.7763 x 100 x 100 (2) 106 x นาหนกแหงของสตารชทผานการดดแปร

2.5 การคานวณระดบการแทนท (degree of substitution, DS) และคาการแทนทโมลาร (molar substitution, MS) ของสตารชขาวหอมมะลดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม

ระดบการแทนท (DS) และคาการแทนทโมลาร (MS) ของสตารชขาวหอมมะลทผานการ ดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม สามารถคานวณไดจากปรมาณของฟอสฟอรส(ขอ 2.3) และปรมาณของไฮดรอกซโพรพล (ขอ 2.4) ของสตารชทผานการดดแปร โดยใชสมการท (3) และ (4) ตามลาดบ (Paschall, 1964; Rutenburg and Solarek 1984 อางโดย Suwanliwong, 1998)

DS = 162P (3) (Disodium salt) 3100 – 124P

เมอ ; P = % ฟอสฟอรส (โดยนาหนกแหงของสตารช)

MS (hydroxypropylated starch) = จานวนโมลของไฮดรอกซโพรพเลชน (HP) (4) จานวนโมลของหนวยแอนไฮโดรกลโคส = % HP x 162

59.08 (100 - % HP)

2.6 การศกษาลกษณะทางโครงสรางของสตารชขาวหอมมะลดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม

2.6.1 ศกษาลกษณะรปราง และ ขนาดของเมดสตารช ศกษาลกษณะรปรางของเมดสตารชขาวหอมมะลทผานการดดแปรหลงการไดรบความ

รอน (ความเขมขนของสตารชรอยละ 8) ทอณหภม 90 องศาเซลเซยส เปนเวลา 30 นาท ดวยเครอง

26

Scanning electron microscope (Yeh และ Yeh, 1993) ทาการเปรยบเทยบผลกบสตารชขาวหอมมะลทไมผานการดดแปร 2.7 การศกษาสมบตเชงหนาทของสตารชขาวหอมมะล ทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเล-ชนรวมกบวธเชอมขาม

2.7.1 กาลงการพองตว (swelling power ) ศกษากาลงการพองตวและความสามารถในการละลายของสตารชขาวหอมมะลทผานการ

ดดแปรและทไมผานการดดแปร โดยการเตรยมสตารชใหมความเขมขนรอยละ 0.7 (โดยนาหนกแหงของสตารช) จากนนนาไปใหความรอนทอณหภม 95 องศาเซลเซยส เปนเวลา 30 นาท แลวนาไปเหวยงทความเรวรอบ 2200 รอบตอนาท เปนเวลา 15 นาท ทาการดดสวนละลายสวนใสออก สาหรบแปงเปยกทเหลอคางในหลอดนามาชงเปนนาหนกสตารชทพองตวเพอนามาคานวณกาลงการพองตว (สมการท 5) (ดดแปลงจาก Schoch, 1964 และ Eliasson, 1985 อางโดย Suwanliwong, 1998)

กาลงการพองตว = นาหนกสตารชทพองตว (กรม) (5) นาหนกแหงของสตารช (กรม)

2.7.2 สมบตการเกดเจลาตไนเซชน (gelatinization properties) ศกษาสมบตการเกดเจลาตไนเซชนของสตารชขาวหอมมะลทผานการดดแปรและทไมผานการดดแปร โดยการเตรยมตวอยางสารแขวนลอยของสตารชในนาดวยอตราสวน1:3 โดยนาหนก จากนนตงทงไวใหเกดสมดลเปนเวลา 12 ชวโมง แลวนาตวอยางไปใหความรอนดวยเครอง Differential Scanning Calorimetry (DSC) ทอตรา 10 องศาเซลเซยสตอนาท ทชวงอณหภม 30-95 องศาเซลเซยส ทาการบนทกคาอณหภมเรมตน (T0) อณหภมทจดสงสด (Tp) และอณหภมสดทาย (Te) ของการเกดเจลาตไนเซชน และคาเอนทลปของการเกดเจลาตไนเซชน 2.7.3 สมบตทางความหนดของสตารชเพสท (pasting viscosity) ตรวจวดสมบตทางความหนดของเพสทสตารชขาวหอมมะลทผานการดดแปรและทไมผานการดดแปรดวยเครอง Rapid Visco Analyzer (RVA Newport Scientific, Warrieswood, NSW, Australia) โดยชงสตารชขาว 2.5±0.01กรม (เมอสตารชมความชนรอยละ 14) เตมนากลนลงไปใหไดนาหนกทงหมดเปน 25 กรม โดยปรบพเอชของนากลนใหเทากบ 7 โดยใชสารละลายกรดอะซตรกเขมขนรอยละ 30 และ สารละลายเบสโซเดยมไฮดรอกไซดเขมขน 0.1 โมลาร จากนนนาสารละลายสตารชไปหมนเหวยงดวยความเรว 960 รอบตอนาท นาน 5 วนาท และหมนเหวยงดวยความเรว 160 รอบตอนาท นาน 10 วนาท จากนนใหความรอนจากอณหภม 50 องศาเซลเซยส นาน 1 นาท และใหความรอนตอไปจนถง 95 องศาเซลเซยส นาน 4.42 นาท คงอณหภมท95 องศาเซลเซยส นาน 2.30 นาท จากนนทาใหแปงเปยกสตารชเยนจากอณหภม 95 ถง 50 องศาเซลเซยส และคงอณหภมเอาไวจนกระทง

27

ถงนาทท 11 ทาการตรวจวดอณหภมเรมตนของการเกดความหนด ความหนดสงสดระหวางทใหความรอน ความหนดหลงจากคงอณหภมท 95 องศาเซลเซยส และความหนดหลงจากทาใหเยนทอณหภม 50 องศาเซลเซยส 2.7.4 ความคงตวตอกรด (acid resistance) ศกษาความคงตวของสตารชดดแปรและสตารชทไมไดผานการดดแปรตอสภาวะทเปนกรด (pH = 3.5) โดยทาการปรบพเอชโดยใชสารละลายกรดอะซตรกเขมขนรอยละ 30 จากนนทาการตรวจวดดวยเครอง Rapid Visco Analyzer (RVA Newport Scientific, Warrieswood, NSW, Australia) ซงวธการตรวจวดความคงตวตอกรดของแปงเปยกของสตารชขาว โดยทาตามวธการศกษาคณสมบตทางความหนดของแปงเปยก (ขอ 2.7.3) 2.7.5 ความใสของแปงเปยก (paste clarity)

ศกษาความใสของแปงเปยกสตารชทผานการดดแปรและทไมผานการดดแปร โดยเตรยมแปงเปยกสตารชขาวใหมความเขมขนรอยละ 1 (โดยนาหนกแหงของสตารช) จากนนนาไปใหความรอนในอางนาเดอด นาน 30 นาท และตงทงไวใหเยน ณ อณหภม 25 องศาเซลเซยส นาน 1 ชวโมง จากนนตรวจหาคาความใสของแปงเปยกสตารชจากคารอยละของการสองผานทความยาวคลน 650 nm (% Transmittance, T650) โดยใชนากลนเปน blank Kerr and Cleveland (1959 อางโดย Suwanliwong, 1998) 2.7.6 พฤตกรรมการไหล (flow behavior) ศกษาคณสมบตการไหลของสตารชขาวหอมมะลทผานการดดแปรและทไมผานการดดแปรดวยเครองรโอมเตอร (RheoStress, HAKKE, Germany) ซงตอกบหววดชนด Coaxial cylinder โดยเตรยมสตารชใหมความเขมขนรอยละ 4 (โดยนาหนกแหงของสตารช) แลวนาไปใหความรอนทอณหภม 95 องศาเซลเซยส เปนเวลา 15 นาท นาไปทาใหเยนลงจนกระทงอณหภมลดลงเปน 60 องศาเซลเซยส แลวนาไปวดคาความเคนเฉอนทอตราการเฉอนในชวง 10-1000 s-1 ทาการศกษาความสมพนธระหวางคาความหนดและความเคนเฉอน กบอตราการเฉอน ในรปแบบสมการคณตศาสตร คานวณคาสมประสทธความคงตว (consistency coefficient) และคาดชนพฤตกรรมการไหล (flow behavior index) 2.7.7 สมบตวสโคอลาสตก (viscoelastic properties) ศกษาสมบตวสโคอลาสตกของสตารชขาวทผานการดดแปรดวยวธหอมมะลทผานการดดแปรและทไมผานการดดแปรดวยเครองรโอมเตอร (RheoStress, HAKKE, Germany) โดยเตรยมสตารชขาวทผานการดดแปรดวยความรอนชนความเขมขนรอยละ 8 โดยนาหนก แลวนาไปใหความรอนทอณหภม 95 องศาเซลเซยส เปนเวลา 10 นาท และคงอณหภมไวทอณหภม 95 องศาเซลเซยส เปนเวลา 30 นาท นาไปทาใหเยนลงจนกระทงอณหภมลดลงเปน 25 องศาเซลเซยส เกบรกษาทอณหภม 25

องศาเซลเซยส นาน 24 ชวโมง (Morikawa and Nishinari, 2000) แลวนาไปวดคา Storage modulus (G′)

28

Loss modulus (G′′) และคา Loss tangent (tan δ) ทชวงความถ 0.1-100 s-1 ดวยเครองรโอมเตอร (RheoStress, HAKKE., Germany) ซงตอกบหววดชนด Cone and Plate โดย cone มขนาด 35 มลลเมตร และ plate ทามม 4 องศา (Noosuk et. al., 2005) พจารณาสมบตการเกดเจล (Gelation properties) ของสตารช ทาการเปรยบเทยบผลกบสตารชขาวทไมผานการดดแปร 2.7.8 ความคงตวตอการแชแขงและการละลาย (freeze-thaw stability) เตรยมสารละลายสตารชขาวหอมมะลทผานการดดแปรและไมผานการดดแปรความเขมขนรอยละ 8 (โดยนาหนกแหงของสตารช) ใหความรอนทอณหภม 95 องศาเซลเซยส เปนเวลา 15 นาท แลวทาใหเยนลงทอณหภม 50 องศาเซลเซยส จากนนนาไปแบงใสหลอดทดลอง แลวนาไปบมทอณหภม 4 องศาเซลเซยส นาน 24 ชวโมง จากนนนาไปแชแขงทอณหภม -20 องศาเซลเซยส นาน 24 ชวโมง นามาทาละลายทอณหภม 30 องศาเซลเซยส นาน 2 ชวโมงโดยทาการศกษาการแชแขงและการละลายจานวน 6 รอบ จากนนทาการวดการแยกตวของนาออกจากเจลโดยการหมนเหวยงท 3000 รอบตอนาท นาน 15 นาท (ดดแปลงจาก Takahashi et al., 1989; Wu and Seib, 1990 และ Suwanliwong, 1998) 2.8 ศกษาเปรยบเทยบสมบตเชงหนาทของสตารชทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขามกบสตารชดดแปรทางการคา ศกษาเปรยบเทยบสมบตเชงหนาท(ความหนดของสตารชเพสทในสภาวะทเปนกลางและสภาวะทเปนกรด คากาลงการพองตว ความใส พฤตกรรมการไหล สมบตวสโคอลาสตก ลกษณะโครงขายของเจล และความคงตวตอการแชแขงและการละลาย) ของสตารชขาวหอมมะลทผานการดดแปรดวยวธ ไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขามทสภาวะตางๆ (ขอ 2.2) กบสตารชทผานการดดแปรดวยวธ ไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขามทางการคาทผลตขนเพอใชประโยชนทางอตสาหกรรมอาหารหรอในอตสาหกรรมดานอนๆ

3. วเคราะหผลการทดลองทางสถต

วางแผนการทดลองแบบสมอยางสมบรณ (Completely Randomized Design, CRD) โดยจดชดการทดลองแบบแฟคทอเรยล (Factorial Experimental Design) โดยมระดบความเขมขนของสารโพรพลน-ออกไซด 4 ระดบ และการใชสารเชอมขาม 3 สภาวะ โดยนาขอมลทไดมาวเคราะหความแปรปรวนแบบ Analysis of variance (ANOVA) และวเคราะหความแตกตางทางสถตโดยใช Duncan ‘s Multiple Range Test (DMRT)

29

บทท 3

ผลและวจารณผลการทดลอง

1. องคประกอบทางเคมของสตารชขาวขาวดอกมะล 105

องคประกอบทางเคมของสตารชขาวขาวดอกมะล 105 แสดงดง Table 1 พบวามปรมาณความชนรอยละ 11.69 (โดยนาหนกเปยก) เถารอยละ 0.16 (โดยนาหนกเปยก) โปรตนรอยละ 0.34 (โดยนาหนกเปยก) และไขมนรอยละ 0.47 (โดยนาหนกเปยก) ซงแสดงใหเหนวาสตารช มความบรสทธสง และจากการวเคราะหปรมาณอะมโลสของสตารชขาวขาวดอกมะล 105 พบวามคารอยละ 14.58 (โดยนาหนกแหง) ซงมคาใกลเคยงกบปรมาณอะมโลสของสตารชขาวขาวดอกมะล 105 ททาการวเคราะหโดยวธการตกตะกอนอะมโลเพคตนดวย Concanavalin A (Con A) ซงมคาเทากบรอยละ 15.14 (Noosuk และคณะ, 2003) Table 1. Chemical composition of starch from Khao Dawk Mali 105 rice.

Chemical composition Percentage

Moisture content (%wb) Ash (%wb)

Protein (%wb) Fat (%wb)

Amylose (%db)

11.69 ± 0.14 0.16 ± 0.01 0.34 ± 0.00 0.47 ± 0.02 14.58 ± 0.62

Note: Each value is mean of triplicate ± SD.

2. ผลของระดบความเขมขนของโพรพลนออกไซดและสารเชอมขามตอระดบการแทนท (DS) และการแทนทโมลาร (MS) ของสตารชขาวทผานการดดแปร

จากการวเคราะหความแปรปรวนโดยพจารณาจาก F-value (Table Appendix B.1) พบวาสารเชอมขามมอทธพลตอการเปลยนแปลงคาระดบการแทนท (DS) มากกวาระดบความเขมขนของสารโพรพลน-ออกไซด โดยสงผลใหคา DS มคาเพมขนอยางมนยสาคญทางสถต(P<0.05) ขณะทระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดมอทธพลตอการเปลยนแปลงคาการแทนทโมลาร (MS) มากกวาสารเชอมขาม โดยสงผลใหคา MS มคาเพมขนอยางมนยสาคญทางสถต (P<0.05) นอกจากนนพบวาปฏสมพนธระหวางระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดและสารเชอมขามทใชในการดดแปรมผลตอการเปลยนแปลงคา DS และ MS อยางมนยสาคญทางสถต (P<0.05) แตอยางไรกตาม F-value ของ

30

ปฏสมพนธระหวางระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดและสารเชอมขาม (CXHP) ทใชในการดดแปรกยงมคานอยกวาอทธพลของระดบสารโพรพลนออกไซดหรอสารเชอมขามเพยงอยางเดยว ทงนการใชสารโพรพลนออกไซดทระดบความเขมขนรอยละ 6 ถง 12 ของสารเชอมขามเปนเกลอฟอสเฟตเพยงชนดเดยว (STMP รอยละ 2) หรอสารผสมของเกลอฟอสเฟต (STMP รอยละ 2 รวมกบ STPP รอยละ 5) และ (STMP รอยละ 12 รวมกบ STPP รอยละ 0.1) พบวาระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดมผลใหปรมาณของฟอสฟอรส ปรมาณของไฮดรอกซโพรพล คา DS และ MS ของสตารชขาวมคาเพมขนอยางมนยสาคญ (P<0.05) แสดงดง Table 2 ทงนเนองจากเมอระดบของสารโพรพลนออกไซดมเพมมากขนสงผลใหมปรมาณหมไฮดรอกซโพรพลทสามารถเขาไปแทนทหมไฮดรอกซล (-OH) ภายในโมเลกลของเมดสตารชมากขน คา MS จงสงขน และสงผลใหพนธะไฮโดรเจนระหวางสายโมเลกลของสตารชออนแอลง และเมอเตมสารเชอมขามลงไป สงผลใหหมฟอสเฟตทเปนอนพนธของสารเชอมขามสามารถเขาไปแทนทไฮโดรเจนของหมไฮดรอกซลในสตารช ทาใหเกดปฏกรยาการเชอมขามระหวางสายโมเลกลของสตารชไดมากขน จงทาใหปรมาณฟอสฟอรส และระดบการแทนท (DS) มคาเพมขน (Suwanliwong., 1998) ซงสอดคลองกบผลการทดลองของ Morikawa และ Nishinari (2000) ซงทาการดดแปรสตารชมนฝรงดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม โดยพบวาเมอปรมาณสารโพรพลนออกไซดเพมขนจากรอยละ 0.61 เปน2.51 สงผลใหคา DS มคาเพมขนจากรอยละ 0.015 เปน 0.097 จากการศกษาผลของสารเชอมขาม พบวาสตารชทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม STMP รอยละ 2 เพยงชนดเดยว (C1) มปรมาณฟอสฟอรสและคา DS สงสดททกระดบความเขมขนของสารโพรพ-ลนออกไซด รองลงมาคอสตารชทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขามทเปนสารผสมของ STMP รอยละ 12 รวมกบ STPP รอยละ 0.1 (C3) และสารเชอมขามทเปนสารผสมของ STMP รอยละ 2 รวมกบ STPP รอยละ 5 (C2) ตามลาดบ ทงนอาจเนองจากสารเชอมขาม C2 และ C3 ประกอบดวยสาร STPP ซงอาจสงผลใหมหมฟอสเฟตแทนทหมไฮดรอกซลภายในโมเลกลของสตารชทาใหเกดเปนสตารชโมโนฟอสเฟตเอสเทอรขน (Rutenberg and Solarek, 1984; Solarek, 1986) จากการเปรยบเทยบสารเชอมขามทมสดสวนของ STMP และ STPP ทแตกตางกน (C2 และ C3) พบวาสตารชทผานการดดแปรรวมโดยใชสารเชอมขามทมสดสวนของ STMP ทสงกวา (C2) มปรมาณฟอฟอรสและคา DS มากกวา ดงTable 2 ซงแสดงถงการเกดปฏกรยาเชอมขามไดดกวา

31

Table 2. Phosphorus content degree of substitution (DS) hydroxypropyl content and molar substitution (MS) of native and dual-modified rice starches.

Starch

Phosphorus content (%)

Degree of substitution (DS)

Hydroxypropyl content (%)

Molar substitution (MS)

Native 0.0154i±0.0002 - - -

HP6C1 0.1167f±0.0249 0.0061f±0.0013 0.4396f±0.0418 0.0121f±0.0012 HP8C1 0.1915d±0.0089 0.0101d±0.0005 0.5602e±0.0000 0.0154e±0.0000 HP10C1 0.2646c±0.0121 0.0140c±0.0006 1.0313b±0.0045 0.0285b±0.0015 HP12C1 0.4784a±0.0077 0.0255a±0.0004 1.3026a±0.00568 0.0361a±0.0016

HP6C2 0.0408h±0.0006 0.0021h±0.0003 0.2925g±0.0937 0.0080g±0.0026 HP8C2 0.0530h±0.0015 0.0028h±0.0000 0.5567e±0.0034 0.0153e±0.0001 HP10C2 0.0767g±0.0025 0.0040g±0.0001 0.8471d±0.0073 0.0234d±0.0002 HP12C2 0.0829g±0.0090 0.0043g±0.0005 0.9327bc±0.0102 0.0258bc±0.0003

HP6C3 0.0828h±0.0023 0.0043h±0.0001 0.3215g±0.1030 0.0088g±0.0028 HP8C3 0.1612e±0.0043 0.0085e±0.0002 0.6211e±0.0111 0.0171e±0.0003 HP10C3 0.2594c±0.0088 0.0137c±0.0005 0.7967d±0.0101 0.0220d±0.0003 HP12C3 0.2833b±0.0072 0.0150b±0.00004 0.9729b±0.0068 0.0269b±0.0002

Note: Dual- modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10), and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP (C1), the mixture of 2 % STMP and 5% STPP (C2), and the mixture of 12 % STMP and 0.1% STPP (C3). Each value is mean of triplicate ± SD. The different superscripts in each column denote the significant differences (P<0.05).

3. ผลของระดบความเขมขนของโพรพลนออกไซดและสารเชอมขามตอสมบตเชงหนาท

3.1 กาลงการพองตวและความใส (swelling power and paste clarity) ผลการศกษาพบวากาลงการพองตวและความใสของสตารชขาวมคาลดลงหลงผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขามแสดงดง Table 3 และจากการวเคราะหความแปรปรวนโดยพจารณาจาก F-value (Table Appendix B.2) พบวาสารเชอมขามและระดบความเขมขนของสาร โพรพลนออกไซดมอทธพลตอการเปลยนแปลงคากาลงการพองตว และความใสมากกวาระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซด โดยสงผลใหคากาลงการพองตว และความใสมแนวโนมลดลงอยางมนยสาคญทางสถต(P<0.05) นอกจากนนพบวาปฏสมพนธระหวางระดบความเขมขนของสารโพรพลน-

32

ออกไซดและสารเชอมขาม(CXHP)ทใชในการดดแปรมผลตอการเปลยนแปลงคากาลงการพองตว และความใสอยางมนยสาคญทางสถต (P<0.05) แตอยางไรกตาม F-value ของปฏสมพนธระหวางระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดและสารเชอมขามทใชในการดดแปร (CXHP) กยงมคานอยกวาอทธพลของระดบสารโพรพลนออกไซดหรอสารเชอมขามเพยงอยางเดยว ทงนระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดทเพมขนมผลใหคากาลงการพองตวและความใสมแนวโนมลดลงอยางมนยสาคญ (P<0.05) สาหรบสตารชขาวทผานการดดแปรรวมโดยใชสารสารเชอมขาม STMP รอยละ 2 เพยงชนดเดยว (C1) และสารเชอมขามทเปนสารผสมของเกลอฟอสเฟตระหวาง STMP รอยละ 12 รวมกบ STPP รอยละ 0.1 (C3) ทงนเนองจากการดดแปรสตารชดวยวธ ไฮดรอกซโพรพเลชนเปนผลใหสารเชอมขามสามารถทจะเขาไปเกดปฏกรยาการแทนทภายในโมเลกลของเมดสตารชไดดยงขน โดยอนพนธของสารเชอมขามสามารถเขาไปเสรมความแขงแรงของพนธะไฮโดรเจนทอยภายในสายโมเลกลของสตารชใหมความแขงแรงมากขน สงผลใหการแทรกตวของนาภายในโมเลกลเกดขนไดนอยกาลงการพองตวจงเกดขนอยางจากด (Wattnachant, et al., 2003) และจากผลการทดลองของ Wu and Seib (1990) ไดรายงานวาเมอดดแปรสตารชขาวโพดขาวเหนยวดวยวธ ไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบสารเชอมขามโดยใชสาร ฟอสฟอรสออกซคลอไรด (POCl3) พบวาเมอระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดเพมขนจากรอยละ 4.2 และ 4.7 สงผลใหกาลงการพองตวของสตารชขาวโพดขาวเหนยวทผานการดดแปรรวมมคาลดลงจากรอยละ 19.5 เปน 15.4 (g/g) และคาความใสลดลงจาก 28 เปน 24.5 นอกจากนผลการทดลองของ Wattanachant และคณะ (2003) กมแนวโนมเดยวกนซงไดทาการดดแปรสตารชสาคดวยวธการดดแปรรวมโดยใชสารผสมของเกลอฟอสเฟต (STMP รอยละ 2 รวมกบ STPP รอยละ 5) พบวาเมอระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดเพมขนจากรอยละ 6 เปน 12 สงผลใหกาลงการพองตวและความใสมคาลดลงอยางมนยสาคญทางสถต (P<0.05) แตอยางไรกตามสาหรบสตารชขาวทผานการดดแปรรวมโดยใชสารเชอมขามเปนสารผสมของเกลอฟอสเฟต STMP รอยละ 2 รวมกบ STPP รอยละ 5 (C2) พบวาระดบความเขมขนของสาร โพรพลนออกไซด ไมสงผลตอคากาลงการพองตวและคาความใสของสตารช ทงนอาจเปนผลเนองจากสารเชอมขาม C2 มปรมาณสาร STPP ในสดสวนทสง จงสามารถเกดปฏกรยาการแทนทภายในโมเลกลของสตารช นอกจากนโมเลกลของสาร STPP มลกษณะเปนโซตรงความสามารถในการละลายจงดกวาสาร STMP ทมโครงสรางของโมเลกลเปนวงแหวน สงผลใหการเกดปฏกรยาการเชอมขามลดลง จงทาใหอทธพลของปฏกรยาการเชอมขามไมสงผลอยางมนยสาคญเมอระดบความเขมขนของสารโพรพลน- ออกไซดทเพมขน โดยสอดคลองกบผลการศกษาดง Table 1 ซงพบวา DS มคาตาและมแนวโนมไมแตกตางกนตามระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดทเพมขน และจากการวเคราะหความแปรปรวน (Table Appendix B2) พบวาปฏสมพนธระหวางระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดและสารเชอมขาม (CXHP) มผลตอการเปลยนแปลงคากาลงการพองตวและคาความใสอยางมนยสาคญทางสถต (P<0.05)

33

โดยจากการศกษาผลของสารเชอมขาม พบวาสตารชทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C1 มคากาลงการพองตวและคาความใสตากวาการดดแปรดวยสารเชอมขาม C2 และ C3 ททกระดบความเขมขนของสารโพพลนออกไซด ทงนเนองจากสารเชอมขาม C1 ประกอบดวยสาร STMP เพยงชนดเดยวซงไมมผลของสาร STPP เขามาเกยวของทาใหการเกดปฏกรยาระหวางสารเชอมขามกบสายโมเลกลของสตารชสามารถเกดไดสง โดยสาร STPP สามารถเกดปฏกรยาฟอสโฟรเลชนกบสายโมเลกลของสตารชเกดเปนสตารชฟอสเฟตโมโนเอสเทอร สงผลใหความใสมคาสงขน (Lim and Seib, 1993; Whisler and BeMiller, 1997; Thomas and Atwell, 1999) และกาลงการพองตวมคาเพมขน (ศภวรรณ อนเวชศรเกยรต และคณะ, 2536) ทงนเนองจากประจลบของหมฟอสเฟตของสตารชดดแปรทาใหเกดแรงผลกระหวางสายโมเลกลของสตารชทใกลชดกน การเขารวมของสายสตารชเกดขนนอยลง สงผลใหโมเลกลของนาสามารถผานเขาไปไดมากขน จากรายงานวจยของ Lim และ Seib (1993) ซงทาการดดแปรสตารชขาวสาลและสตารชขาวโพดดวยวธฟอสโฟรเลชนทคาพเอชเทากบ 10 พบวาการดดแปรดวยสารผสมของ STMP รอยละ 2 และ STPP รอยละ 5 สงผลใหคาความใสของสตารชมคาเพมขนเมอเปรยบเทยบกบการใชสาร STMP รอยละ 2 เพยงชนดเดยว เมอเปรยบเทยบผลของสารเชอมขามทมสดสวนสารผสมของเกลอฟอสเฟตทแตกตางกน พบวาสตารชทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C3 ซงมอตราสวนของสาร STMP ทสงกวา (12%) และสาร STPP ทตากวา (0.1%) สามารถเกดปฏกรยาการเชอมขามไดดกวา สงผลใหคากาลงการพองตวตากวาสตารชทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C2 ซงมสดสวนของสาร STMP ทตากวา (2%) และสาร STPP ทสงกวา (5%)

34

Table 3. Swelling power and paste clarity of native and dual-modified rice starches.

Starch Swelling power (g/g)

Paste clarity (%T650)

Native 26.64a±0.22 21.07a±0.21

HP6C1 14.94e±3.11 8.37e±0.06 HP8C1 13.32f±0.57 7.30f±0.10 HP10C1 11.50h±1.15 5.60h±0.20 HP12C1 10.65h±1.62 5.40h±0.10

HP6C2 17.58bc±0.28 9.17d±0.06 HP8C2 17.97b±0.16 9.20d±0.17 HP10C2 17.18c±0.42 9.33d±0.06 HP12C2 17.66bc±0.25 9.23d±0.15

HP6C3 17.44bc±0.22 10.37b±0.06 HP8C3 15.76f±1.29 9.93d±0.12 HP10C3 13.35g±0.61 6.03g±0.15 HP12C3 12.72g±0.15 5.33h±0.15

Note: Dual- modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10), and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP (C1), the mixture of 2 % STMP and 5% STPP (C2), and the mixture of 12 % STMP and 0.1% STPP (C3). Each value is mean of triplicate ± SD. The different superscripts in each column denote the significant differences (P<0.05).

3.2 สมบตทางความรอน (thermal properties) การศกษาสมบตทางความรอนของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบการเชอมขามดวยเครอง Differential Scanning Carlorimetry (DSC) พบวาสตารชขาวทงกอนและหลงการดดแปรรวมแสดงพคทมลกษณะดดความรอน (endotherm) ซงแสดงถงการใชพลงงานในการหลอมละลายผลกของสตารช (Figure 4- Figure 6) สาหรบคาอณหภมเรมตนของการเกดเจลาตไนเซชน (To) อณหภมสงสดในการเกดเจลาตไนเซชน (Tp) อณหภมสดทายของการเกดเจลาตไนเซชน (Tc) และ

พลงงานในการเกดเจลาตไนเซชน (ΔH) ของสตารชขาวแสดงดง Table 4 จากการวเคราะหความแปรปรวนโดยพจารณาจาก F-value (Table Appendix B.3) พบวาระดบความเขมขนของสารโพรพลน-ออกไซดมอทธพลตอการเปลยนแปลงคา To Tp และ Tc มากกวาสารเชอมขามโดยสงผลใหมคาลดลง

35

อยางมนยสาคญทางสถต(P<0.05) นอกจากนนพบวาปฏสมพนธระหวางระดบความเขมขนของสาร โพรพลนออกไซดและสารเชอมขามทใชในการดดแปรมผลตอการเปลยนแปลงคา To Tp และ Tc อยางมนยสาคญทางสถต (P<0.05) แตอยางไรกตาม F-value ของปฏสมพนธระหวางระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดและสารเชอมขาม (CXHP) ทใชในการดดแปรกยงมคานอยกวาอทธพลของระดบสาร

โพรพลนออกไซดหรอสารเชอมขามเพยงอยางเดยว สาหรบคา ΔH พบวาอทธพลของสารเชอมขามเทานนทมผลตอการเปลยนแปลงอยางมนยสาคญทางสถต (P<0.05) โดยเมอเปรยบเทยบสตารชขาวทผานการดดแปรรวม พบวาเมอระดบความเขมขนของสาร โพรพลนออกไซดมคาเพมขนสงผลใหคา To Tp และ Tc ของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมโดยใชสารเชอมขาม STMP รอยละ 2 (C1) และสารผสมของเกลอฟอสเฟต STMP รอยละ 12 รวมกบ STPP รอยละ 0.1 (C3) มแนวโนมลดลง ซงสอดคลองกบผลการทดลองของ Yook และคณะ (1993) ททาการศกษาสมบตการเกดเจลาตไนเซชนของขาวทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม โดยใชสารโพรพลนออกไซดทระดบความเขมขนรอยละ 2.5 ถง 10.5 รวมกบการใชสารฟอสฟอรสออกซคลอไรดความเขมขนรอยละ 0.25 พบวาคา To ลดลงจาก 62 เปน 50 oC ทงนเปนผลจากการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชน โดยหมไฮดรอกซโพรพลทเขาไปแทนทสงผลใหความแขงแรงพนธะภายในโครงสรางของสตารชลดลง Yeh และ Yeh (1993) ทาการศกษาสมบตการเกดเจลาตไนเซ-ชนของสตารชขาวทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม โดยใชสาร โพรพลนออกไซดทระดบความเขมขนรอยละ 4 และ 5 รวมกบการใชสารฟอสฟอรสออกซคลอไรดความเขมขนรอยละ 0.1 ซงพบวาคา To Tp Tc มแนวโนมลดลงเมอระดบของสารโพรพลนออกไซดมคาเพมขน นอกจากนพบวาระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดไมมผลตอคาอณหภมการเกดเจลาตไนเซชน สาหรบสตารชขาวทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขามเปนสารผสมของเกลอฟอสเฟต STMP รอยละ 2 รวมกบ STPP รอยละ 5 (C2) (Table 4 ) ทงนเนองจากสารเชอมขาม C2 ประกอบดวยสาร STPP ในปรมาณทสง ซงสามารถเกดปฏกรยาแทนทภายในโมเลกลของสตารชไดเชนเดยวกบสารโพรพลนออกไซด จงทาใหอทธพลของปฏกรยาการเชอมขามไมสงผลตอสตารชทผานการดดแปรรวมอยางมนยสาคญเมอระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดทเพมขน (Whisler and BeMiller, 1997) และจากการวเคราะหความแปรปรวน (Table Appendix B.3) พบวาปฏสมพนธระหวางระดบความเขมขนของสาร โพรพลนออกไซดและสารเชอมขามมผลตอการเปลยนแปลงอณหภมการเกดเจลาตไนเซชน (To Tp และ Tc ) อยางมนยสาคญทางสถต (P<0.05) ดงนนระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดเพยงอยางเดยวไมไดมผลตอการเปลยนแปลงคาอณหภมการเกดเจลาตไนเซชน ซงสอดคลองกบผลการทดลองของ Morikawa และ Nishinari (2000) ซงไดทาการศกษาสมบตการเกดเจลาตไนเซชนของสตารชมนฝรงทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเล-ชนรวมกบวธเชอมขาม พบวาเมอปรมาณสารไฮดรอกซโพรพลเพมขนจากรอยละ 0.61 เปน 2.51 คา To ไมแตกตางกนอยางมนยสาคญ

36

ทงนจากการศกษาผลของสารเชอมขาม พบวาสตารชทผานการดดแปรดวยสารเชอมขาม C1

และ C3 มคาอณหภมการเกดเจลาตไนเซชน และ ΔH ใกลเคยงกนททกระดบความเขมขนของสารโพร-พลนออกไซด แมวา C3 มปรมาณของสาร STMP มากกวา C1 กตาม ซงอาจเปนไปไดวาปรมาณสาร STMP ใน C3 มมากเกนพอจนไมสามารถทจะเกดปฏกรยาเชอมขามกบสตารชไดหมด และยงพบวาสารเชอมขาม C3 นนประกอบดวยสาร STPP ทมความสามารถในการละลายทดกวาสาร STMP การเกดปฏกรยาการเชอมขามจงลดลง แตอยางไรกตามสาหรบสตารชขาวทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอม

ขาม C2 พบวา To มคาตากวา และ ΔH มคาสงกวาสตารชทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C1 และ C3 ทงนเนองจากผลของสาร STPP ซงมปรมาณสงอาจเขามามบทบาทโดยเกดปฏกรยาการแทนท ทาใหความแขงแรงของโครงสรางภายในเมดสตารชลดลง ทงนพบวาผลดงกลาวมความสอดคลองกบคากาลงการพองตวและความใสของสตารชขาวทผานการดดแปรแบบรวม (Table 3)

30 40 50 60 70 80 90 100 110

Temperature (oC)

Endo

ther

mic H

eat F

low

HP12C1

HP10C1

HP8C1

HP6C1Native

Figure 4. Thermogram of native and dual-modified rice starches hydroxypropylated with propylene

oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP (C1).

37

30 40 50 60 70 80 90 100 110Temperature (oC)

Endo

ther

mic H

eat F

low

Native

HP6C2

HP12C2

HP10C2

HP8C2

Figure 5. Thermogram of native and dual-modified rice starches hydroxypropylated with propylene

oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with the mixture of 2% STMP and 5 % STPP (C2).

30 40 50 60 70 80 90 100 110

Temperature (oC)

Endo

ther

mic H

eat F

low

Native

HP6C3

HP8C3

HP10C3

HP12C3

Figure 6. Thermogram of native and dual-modified rice starches hydroxypropylated with propylene

oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with the mixture of 12% STMP and 0.1% STPP(C3).

38

Table 4. Gelatinisation parameters of native and dual-modified rice starches.

Tempeature (°C) Starch

To Tp Tc ΔH (J/g) Native 60.44a±0.42 66.28a±0.35 71.01a±0.32 11.93abc±1.18 HP6C1 60.44a±0.21 65.94ab±0.25 70.49ab±0.65 9.40c±2.46 HP8C1 59.56abc±0.19 65.17cd±0.17 69.84bc±0.44 9.97bc±1.64 HP10C1 59.49abc±1.66 63.78gh±0.69 69.15cd±0.18 10.74abc±0.30 HP12C1 58.11d±0.90 64.17fg±0.44 68.99d±0.81 9.61bc±0.54 HP6C2 58.62cd± 0.33 64.39ef±0.19 69.64cd± 0.46 13.15a± 2.16 HP8C2 58.19 d± 0.12 64.22fg±0.19 69.26cd± 0.11 12.39ab± 0.89 HP10C2 58.29 d±0.12 63.56h±0.35 68.22e±0.38 10.41abc±1.02 HP12C2 58.62cd±0.10 63.28h±0.25 68.63ef±0.21 11.79abc±1.99 HP6C3 60.20a±0.30 66.00ab±0.00 70.80a±0.30 10.98abc±2.25 HP8C3 60.09ab±0.37 65.55bc±0.35 70.84a±0.44 10.47abc±1.31 HP10C3 59.09bcd±0.17 64.88de±0.10 69.80bcd±0.48 11.05abc±1.16 HP12C3 57.21e±0.21 63.28i±0.25 68.63e±0.21 10.61abc±0.34

Note: Dual- modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10), and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP (C1), the mixture of 2 % STMP and 5% STPP (C2), and the mixture of 12 % STMP and 0.1% STPP (C3). Each value is mean of triplicate ± SD. The different superscripts in each column denote the significant differences (P<0.05).

3.3 สมบตทางรโอโลย (rheological properties) 3.3.1 สมบตทางความหนดของสตารชเพสท (pasting properties) สมบตทางความหนดเปนสมบตทเกดจากการเปลยนแปลงทางกายภาพของสตารชในสภาวะของสารละลายและมการเปลยนแปลงของอณหภมเขามาเกยวของ ทงนการวเคราะหความหนดดวยเครอง Rapid Visco Analyzer (RVA) เปนอกวธการหนงในการประเมนและตดตามสมบตทางความหนดในขณะทสารละลายไดรบความรอนรวมไปถงความคงตวของสารละลายสตารชเมอใหความเยนในชวงการลดอณหภม จากผลการศกษาพบวาอณหภมเรมตนในการเกดความหนด (pasting temperature) ความหนดสงสด (peak viscosity) ความแตกตางของความหนดสงสดและความหนดตาสด (breakdown)

39

และความแตกตางของความหนดสดทายและความหนดตาสด (setback) ของสตารชขาวมคาลดลงหลงผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม แสดงดง Figure 7-Figure 9 และTable 5 จากการวเคราะหความแปรปรวนโดยพจารณาจาก F-value ในสภาวะทเปนกลาง (pH 7.0) และสภาวะทเปนกรด (pH 3.5) (Table Appendix B.4 และTable Appendix B.5) พบวาในสภาวะทเปนกลางสารเชอมขามมอทธพลตอการเปลยนแปลงคา pasting temperature breakdown และsetback มากกวาระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซด โดยสงผลใหมคาลดลงอยางมนยสาคญทางสถต (P<0.05) ขณะทระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดมอทธพลตอการเปลยนแปลงคา peak viscosity มากกวาสารเชอมขาม โดยสงผลใหมคาลดลงอยางมนยสาคญทางสถต (P<0.05) สวนในสภาวะทเปนกรดสารเชอมขามมอทธพลตอการเปลยนแปลงคา pasting temperature และsetback มากกวาระดบความเขมขนของสาร โพรพลนออกไซด โดยสงผลใหมคาลดลงอยางมนยสาคญทางสถต (P<0.05) ขณะทระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดมอทธพลตอการเปลยนแปลงคา peak viscosity และbreakdown มากกวาสารเชอมขาม โดยสงผลใหมคาลดลงอยางมนยสาคญทางสถต (P<0.05) นอกจากนนพบวาปฏสมพนธระหวางระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดและสารเชอมขามทใชในการดดแปรมผลตอการเปลยนแปลงคา pasting temperature (pH 3.5) peak viscosity breakdown และsetback อยางมนยสาคญทางสถต (P<0.05) แตอยางไรกตาม F-value ของปฏสมพนธระหวางระดบความเขมขนของสาร โพรพลนออกไซดและสารเชอมขาม (CXHP) ทใชในการดดแปรกยงมคานอยกวาอทธพลของระดบสารโพรพลนออกไซดหรอสารเชอมขามเพยงอยางเดยว ทงนการเกดปฏกรยาการแทนทของหมไฮดรอกซโพรพลภายในโมเลกลของเมดสตารชทาใหพนธะภายในเมดสตารชหลงผานการดดแปรเกดการออนตวลงสงผลใหเมดสตารชสามารถพองตวเกดความหนดไดเรวขน ทงนพบวาผลของการเกดปฏกรยาการแทนทเปนผลใหสารเชอมขามสามารถทจะเขาไปเกดปฏกรยาภายในโมเลกลของสตารชไดดยงขน ชวยเสรมความแขงแรงระหวางสายโมเลกลของสตารชใหมความแขงแรงมากขน สงผลใหสตารชทนตอความรอนไดมากขน ดงจะเหนไดจากความหนดสงสด และbreakdown มคาลดตาลงเมอสตารชขาวผานการดดแปรรวม เมอระดบของสารโพรพลนออก-ไซดเพมขน สงผลใหคาความหนดสงสด breakdown และsetback ของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมโดยใชสารเชอมขาม STMP รอยละ 2 (C1) และสารผสมของเกลอฟอสเฟต STMP รอยละ 12 รวมกบ STPP รอยละ 0.1 (C3) มแนวโนมลดลงอยางมนยสาคญ (P<0.05) เนองจากระดบการเกดปฏกรยา ไฮดรอกซโพรพเลชนในการดดแปรชวงแรกสงเสรมใหเกดปฏกรยาเชอมขามไดเพมขน ซงสอดคลองกบปรมาณของฟอสฟอรสทเพมขน (Table 1) แตอยางไรกตามพบวาสตารชขาวทผานการดดแปรดวยสาร โพรพลนออกไซดทระดบความเขมขนสงรวมกบการใชสารเชอมขาม C1 (HP10 และ HP12) และ C3 (HP12) นนไมพบคาความหนดสงสด คา breakdown และ setback นอกจากนยงพบวาความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดไมมผลตออณหภมเรมตนในการเกดความหนดของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C2 (สารผสมของเกลอฟอสเฟต STMP รอยละ 2 รวมกบ STPP รอยละ 5) แต

40

สาหรบการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C1 และ C3 พบวาอณหภมเรมตนในการเกดความหนดของมแนวโนมลดลงอยางมนยสาคญทางสถต (P<0.05) เมอระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดเพมขนเปนรอยละ 12 แสดงดง Table 5 ทงนจากการศกษาผลของสารเชอมขาม พบวาสตารชทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C1 ใหคาความหนดสงสด breakdown และsetback ตากวาการดดแปรดวยสารเชอมขาม C2 และ C3 (Table 5) ทงนเนองจากสารเชอมขาม C1 ประกอบดวยสาร STMP เพยงชนดเดยว ซงสามารถเกดปฏกรยาการเชอมขามทรนแรงกวา มผลใหเมดสตารชมความแขงแรงเพมขน ความสามารถในการพองตวของเมดสตารชมคาลดลง และสตารชมความคงตวตอความรอนไดมากขน (Whisler and BeMiller, 1997; Thomas and Atwell, 1999) เมอเปรยบเทยบสตารชขาวทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C2 และ C3 ซงเปนสารผสมของเกลอฟอสเฟต STPP และ STMP พบวาสตารชขาวทผานการดดแปรดวยสารเชอมขาม C2 มคาความหนดสงสด คา breakdown และ setback สงกวาสตารชทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C3 ทงนเนองจากสารเชอมขาม C2 มสดสวนของสาร STPP ทสงกวาและ STMP ทตากวาสารเชอมขาม C3 จงสามารถเกดปฏกรยาการเชอมขามไดนอยกวา ซงสอดคลองกบผลของระดบการแทนท(DS) ทมคาตากวา (Table 1) เมอทาการศกษาสมบตทางความหนดของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมทสภาวะเปนกรด (พเอช 3.5) พบวาทงอณหภมเรมตนในการเกดความหนด ความหนดสงสด คา breakdown และsetback มคาใกลเคยงกบทสภาวะเปนกลาง (พเอช 7.0) ททกระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดและทกชนดของสารเชอมขาม (Table 6) ซงแสดงใหเหนวากรดไมสามารถเขาไปทาลายโครงสรางภายในเมดสตารชทผานการดดแปรรวมนไดอยางสมบรณ ซงสงผลใหความหนดสงสด และคา breakdown ของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมททกสภาวะลดลง แสดงใหเหนวาสตารชขาวทผานการดดแปรรวมททกสภาวะในการทดลองนสามารถทนตอความเปนกรดไดเปนอยางด

41

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Time (mins)

Visco

sity (

mPa.s

)

0

20

40

60

80

100

120Temperature ( oC)

HP6C1

HP8C1

HP10C1HP12C1

Temperature Profile

Native

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Time (mins)

Visco

sity (

mPa.s

)

0

20

40

60

80

100

120

Temperature ( oC)HP10C1

HP12C1

HP6C1

HP8C1

NativeTemperature Profile

Figure 7. Pasting profiles at pH 7 (a) and pH 3.5 (b) of native and dual-modified rice starches

hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP(C1).

(a)

(b)

42

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 2 4 6 8 10 12 14 16Time (mins)

Visco

sity (

mPa.s

)

0

20

40

60

80

100

120Temperature ( oC)

HP6C2

HP8C2

HP10C2

HP12C2

Native

Temperature Profile

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Time (mins)

Visco

sity (

mPa.s

)

0

20

40

60

80

100

120

Temperature ( oC)

Native

HP6C2

HP12C2

HP8C2

HP10C2

Temperature profile

Figure 8. Pasting profiles at pH 7 (a) and pH 3.5 (b) of native and dual-modified rice starches

hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with the mixture of 2% STMP and 5 % STPP (C2).

(b)

(a)

43

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Time(mins)

Visco

sity(m

Pa.s)

0

20

40

60

80

100

120Temperature( oC)

HP6C3

HP8C3

Temperature profile

HP10C3HP12C3

Native

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 2 4 6 8 10 12 14 16Time (mins)

Visco

sity (

mPa.s

)

0

20

40

60

80

100

120

Temperature ( oC)

Native

HP6C3HP8C3

HP10C3

HP12C3

Temperature Profile

Figure 9. Pasting profiles at pH 7 (a) and pH 3.5 (b) of native and dual-modified rice starches

hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with the mixture of 12% STMP and 0.1% STPP (C3).

(b)

(a)

44

Table 5. Pasting charcteristics at pH 7.0 of native and dual-modified rice starches.

Viscosity (mPa.s) Starch

Pasting

temperature(°C) Peak Breakdown Setback Native 68.55a±0.00 2950.00a±49.50 1097.50a±58.69 879.00e±1.41 HP6C1 66.91b±0.88 1491.25ef±64.29 59.25h±21.12 636.50f±194.66 HP8C1 66.10b±0.07 1238.75g±36.09 10.25i±4.11 476.75g±37.66 HP10C1 66.35b±0.45 - - - HP12C1 64.72c±0.43 - - - HP6C2 66.10b±0.07 1769.00c±14.14 265.00d±18.38 1430.00ab±33.94 HP8C2 66.37b±0.46 1709.33c±13.61 307.33c±9.07 1476.67a±32.72 HP10C2 66.10b±0.07 1553.50de±48.79 185.50f±3.54 1121.00d±9.90 HP12C2 66.95b±0.04 1624.50d±4.95 218.00e±7.07 1286.00c±0.00 HP6C3 66.19b±1.17 1983.75b±70.30 347.17b±39.58 1346.83bc±138.75 HP8C3 66.63b±0.62 1422.00f±96.35 138.17g±21.02 557.20fg±57.12 HP10C3 66.77b±0.81 542.25h±87.14 26.25i±1.50 131.25h±13.65 HP12C3 64.41c±1.00 - - -

Note: Dual- modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10), and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP (C1), the mixture of 2 % STMP and 5% STPP (C2), and the mixture of 12 % STMP and 0.1% STPP (C3). Each value is mean of triplicate ± SD. The different superscripts in each column denote the significant differences (P<0.05).

45

Table 6. Pasting characteristics at pH 3.5of native and dual-modified rice starches.

Pasting Viscosity(mPa.s)

Starch temperature(°C) Peak Breakdown Setback

Native 68.57a±0.13 3203.33a±32.58 934.33a±55.14 701.67c±22.12

HP6C1 67.43bc±0.97 1235.00e±28.28 78.50ef±0.71 405.50d±9.19 HP8C1 67.47bc±0.45 - - - HP10C1 66.10e±0.07 - - - HP12C1 65.65ef±0.64 - - -

HP6C2 65.28f±0.03 1676.00c±221.94 154.33cd±46.97 1116.33a±129.22 HP8C2 65.27f±0.03 1663.33c±7.37 181.33c±5.51 1121.67a±4.04 HP10C2 65.30f±0.00 1570.00cd±8.49 115.50de±4.95 995.00b±11.31 HP12C2 66.35de±0.43 1681.00c±43.49 179.67c±17.79 1092.67a±11.59

HP6C3 67.70b±0.00 1863.33b±26.27 328.00b±32.79 975.67b±24.58 HP8C3 66.95cd±0.05 1502.67d±66.03 50.67f±7.64 759.67c±38.08 HP10C3 66.12e±0.03 - - - HP12C3 64.47g±0.06 - - -

Note: Dual- modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10), and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP (C1), the mixture of 2 % STMP and 5% STPP (C2), and the mixture of 12 % STMP and 0.1% STPP (C3). Each value is mean of triplicate ± SD. The different superscripts in each column denote the significant differences (P<0.05).

3.3.2 พฤตกรรมการไหล (flow behavior) จากการศกษาความสมพนธระหวางความเคนเฉอนและอตราการเฉอนของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมทกสภาวะ พบวาเปนไปตามกฎสมการยกกาลง (power law) ดงสมการท 6 โดยมคาสมประสทธสหสมพนธทสง (R2 ≥ 0.99, P < 0.05)

•

= nk γσ (6)

เมอ σ คอความเคนเฉอน (Pa), •

γ คออตราการเฉอน (s-1), k คอคาสมประสทธความคงตว (consistency coefficient) (Pa.sn) และ n คอดรรชนพฤตกรรมการไหล (flow behavior index)

46

จาก Figure 10 - Figure 12 พบวาคาความหนดปรากฏของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมมคาลดลงเมออตราการเฉอนเพมขน และจาก Table 7 พบวาคาความหนดปรากฎทอตราการเฉอน

110 s-1 (η110) และคา k ของสตารชขาวหลงผานการดดแปรรวมมคาลดตาลง ขณะทคา n มคาเพมขนเมอเปรยบเทยบกบสตารชขาวกอนการดดแปร แตอยางไรกตามสตารชขาวกอนและหลงการดดแปรรวมมคา n นอยกวา 1 ซงแสดงพฤตกรรมการไหลแบบ shear-thinning (pseudoplastic) (Morikawa and Nishinari, 2000; Dubois et al., 2001) ทงนจากการวเคราะหความแปรปรวนโดยพจารณาจาก F-value

(Table Appendix B.6) พบวาสารเชอมขามมอทธพลตอการเปลยนแปลงคา η110 และคา n มากกวาระดบ

ความเขมขนของสารโพรพลนออกไซด โดยสงผลให η110 มคาลดลง และ n มคาเพมขนอยางมนยสาคญทางสถต(P<0.05) นอกจากนนพบวาปฏสมพนธระหวางระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซด

และสารเชอมขามทใชในการดดแปรมผลตอการเปลยนแปลงคา η110 และคา n อยางมนยสาคญทางสถต (P<0.05) แตอยางไรกตาม F-value ของปฏสมพนธระหวางระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดและสารเชอมขาม (CXHP) ทใชในการดดแปรกยงมคานอยกวาอทธพลของระดบสารโพรพลนออกไซดหรอสารเชอมขามเพยงอยางเดยว สาหรบคา k พบวาระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดและสารเชอมขามไมมอทธพลตอการเปลยนแปลงอยางมนยสาคญทางสถต(P≥0.05) ทงนเมอระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดมคาเพมขนสงผลใหคา n ของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมโดยใชสารเชอมขาม STMP รอยละ 2 (C1) และสารเชอมขามซงเปนสารผสมของ STMP รอยละ 12 รวมกบ STPP รอยละ 0.1 (C3) มแนวโนมเพมขนอยางมนยสาคญทาง

สถต(P<0.05) และมคาเขาใกล 1 ซงแสดงถงพฤตกรรมการไหลแบบ shear-thining ทลดลง กลาวคอสตารชดดแปรรวมในสภาวะดงกลาวมความคงตวตอแรงเฉอนมากขน ทงนเนองจากการดดแปรแบบรวมสงผลใหเมดสตารชมความแขงแรงขน ซงเปนผลมาจากอทธพลของสารเชอมขาม ทาใหสตารชดดแปรสามารถทนตออตราการเฉอนไดมากขน โดยพบวาระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดทเพมขนมสวนชวยสงเสรมการเกดพนธะเชอมขามภายในเมดสตารชไดดยงขน (Wattanachant et al., 2003) ซงสอดคลองกบปรมาณฟอสฟอรส และระดบการแทนท (DS) ทมคาเพมขน (Table 2) สาหรบสตารชขาวทผานการดดแปรรวมโดยใชสารเชอมขามเปนสารผสมของ STMP รอยละ 2 รวมกบ STPP รอยละ 5 (C2) พบวาระดบของสารโพรพลนออกไซดทเพมขนไมมผลตอการเปลยนแปลงคา n อยางมนยสาคญทางสถต (P≥0.05) ทงนเนองจากสารเชอมขาม C2 ประกอบดวยสาร STPP ในปรมาณทสง ซงสามารถเกดปฏกรยาแทนทภายในโมเลกลของสตารชไดเชนเดยวกบสารโพรพลนออกไซด จงทาใหอทธพลของปฏกรยาการเชอมขามไมสงผลอยางมนยสาคญเมอระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดทเพมขน (Whisler and BeMiller, 1997) จากการศกษาผลของสารเชอมขาม พบวาสตารชทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C1 คา n มคาสงกวาการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C3 และ C2 ตามลาดบ ทระดบของสารโพรพลน-

47

ออกไซดเดยวกน ทงนเนองจากสารเชอมขาม C1 ประกอบดวยสาร STMP เพยงชนดเดยว ซงสามารถเกดปฏกรยาการเชอมขามทรนแรงกวา มผลใหเมดสตารชมความแขงแรงเพมขน (Whisler and BeMiller, 1997; Thomas and Atwell, 1999) ซงตางกบสภาวะของสารเชอมขาม C3 และ C2 ทมอทธพลของสาร STPP เขาไปเกยวของ โดยสาร STPP มความสารมารถในการละลายไดดกวาสาร STMP สงผลใหการเกดพนธะเชอมขามไดนอยกวาการใชสาร STMP เพยงอยางเดยว เปนผลให n มคาตา และเมอเปรยบเทยบผลของสารเชอมขามทมสดสวนสารผสมของเกลอฟอสเฟตทแตกตางกน พบวาสตารชทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C3 ซงมอตราสวนของสาร STMP ทสงกวา (12%) และสาร STPP ทตากวา (0.1%) สามารถเกดปฏกรยาการเชอมขามไดดกวา สงผลใหคา n สงกวาสตารชทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C2 ซงมสดสวนของสาร STMP ทตากวา (2%) และสาร STPP ทสงกวา (5%) ดง Table

7 แตอยางไรกตาม พบวาการใชสารเชอมขามทง C1 C2 และ C3 ไมมผลตอการเปลยนแปลงคา η110 และคา k (P≥0.05) ททกระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซด

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

10 100 1000log Shear rate (1/s)

Visco

sity (

Pa.s)

HP6C1HP8C1HP10C1HP12C1

Figure 10. Relationship of apparent viscosity and shear rate of dual-modified rice starches

hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10), and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP (C1) starch paste at 4%concentration. All samples were measured at 60oC.

48

0.000

0.015

0.030

0.045

0.060

0.075

10 100 1000log Shear rate (1/s)

Visco

sity (

Pa.s)

HP6C2HP8C2HP10C2HP12C2

Figure 11. Relationship of apparent viscosity and shear rate of dual-modified rice starches

hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with the mixture of 2% STMP and 5% STPP (C2) starch paste at 4% concentration . All samples were measured at 60 oC .

0.000

0.015

0.030

0.045

0.060

0.075

10 100 1000log Shear rate (1/s)

Visco

sity (

Pa.s)

HP6C3HP8C3HP10C3HP12C3

Figure 12. Relationship of apparent viscosity and shear rate of dual-modified rice starches

hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with the mixture of 12% STMP and 0.1% STPP (C3) starch paste at 4% concentration. All samples were measured at 60 oC .

49

Table 7. Appearent viscosity at shear rate of 110 s-1 (η110) consistency coefficient (k) and flow behavior index (n) of native and dual-modified rice starches.

Starch

η at 110 s-1 (Pa.s)

k (Pa.sn)

n

Native 0.207a±0.021 3.345a±0.612 0.411j±0.017 HP6C1 0.014e±0.001 0.037b±0.005 0.807e±0.012 HP8C1 0.011e±0.001 0.026b±0.008 0.838d±0.020 HP10C1 0.007e±0.001 0.009b±0.001 0.952b±0.015 HP12C1 0.006e±0.000 0.006b±0.000 0.982a±0.003 HP6C2 0.035bcd±0.01 0.160b±0.012 0.680h±0.008 HP8C2 0.038bc±0.001 0.225b±0.013 0.626i±0.006 HP10C2 0.030cd±0.002 0.130b±0.010 0.700g±0.004 HP12C2 0.039bc±0.000 0.234b±0.007 0.622i±0.006 HP6C3 0.042b±0.004 0.241b±0.036 0.634i±0.013 HP8C3 0.025d±0.001 0.098b±0.009 0.720f±0.012 HP10C3 0.007e±0.000 0.011b±0.001 0.907c±0.012 HP12C3 0.009e±0.001 0.013b±0.000 0.909c±0.010

Note: Dual- modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10), and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP (C1), the mixture of 2 % STMP and 5% STPP (C2), and the mixture of 12 % STMP and 0.1% STPP (C3). Each value is mean of triplicate ± SD. The different superscripts in each column denote the significant differences (P<0.05).

50

3.3.3 สมบตวสโคอลาสตกและโครงสรางของเจลสตารช (viscoelastic properties and gel starch structure)

การวเคราะหสมบตวสโคอลาสตกแบบการสนทางพลวต (dynamic oscillation) เปนการวเคราะหการตอบสนองตอความเคน (stress) หรอความเครยด (strain) ภายใตการเคลอนทแบบสนของวสดวสโคอลาสตก โดยพารามเตอรททาการศกษา ไดแก storage modulus (G′ ), loss modulus (G ′′ ) และ loss tangent (tan δ) โดยการวเคราะหสมบตวสโคอลาสตกนเปนการศกษา frequency sweep test ในชวงความถ 0.1 – 100 Hz ทอณหภม 25 องศาเซลเซยส ของเจลสตารชขาวทมความเขมขนรอยละ 8 จากการวเคราะหพารามเตอรวสโคอลาสตกของสตารชขาวกอนและหลงการดดแปรดวยวธไฮดรอกซ -โพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม พบวาสตารชขาวทงกอนและหลงการดดแปรรวมทกสภาวะมคา G′ สงกวาคา G ′′ ซงเปนคณลกษณะของเจล (Figure 13 – Figure 15 และ Table 8) จากการวเคราะหความแปรปรวนโดยพจารณาจาก F-value (Table Appendix B.7) พบวาสารเชอมขามมอทธพลตอการเปลยนแปลงคา G′ และมากกวาระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซด โดยสงผลใหมคาลดลงอยางมนยสาคญทางสถต(P<0.05) นอกจากนนพบวาปฏสมพนธระหวางระดบความเขมขนของสาร โพรพลนออกไซดและสารเชอมขามทใชในการดดแปรมผลตอการเปลยนแปลงคา G′ และG ′′ อยางมนยสาคญทางสถต (P<0.05) แตอยางไรกตาม F-value ของปฏสมพนธระหวางระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดและสารเชอมขาม (CXHP) ทใชในการดดแปรกยงมคานอยกวาอทธพลของระดบสารโพรพลนออกไซดหรอสารเชอมขามเพยงอยางเดยว และพบวาเมอระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดเพมขน สงผลใหคา G′ ของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมโดยใชสารเชอมขาม C1 (STMP รอยละ 2) และสารเชอมขาม C3 (สารผสมของ STMP รอยละ 12 รวมกบ STPP รอยละ 0.1) มแนวโนมลดลง ทงนเนองจากระดบของสารโพรพลนออกไซดทเพมขนสงเสรมสายโมเลกลของสตารชเกดพนธะเชอมขามไดมากขน ทาใหเมดสตารชมความแขงแรงเพมขน และเมอไดรบความรอนทาใหการพองตวของเมดสตารชเกดขนไดอยางจากด สายโมเลกลของอะมโลสหลดออกมาอยในสารละลายไดนอยลง สงผลใหการเกดเปนโครงขายรางแหของเจลไดไมด จงทาใหความแขงแรงของเจลจงมคานอยลง โดยสอดคลองกบผลการทดลองของ Morikawa และ Nishinari (2000) และ Wattanachant (2003) ซงพบวาเมอระดบความเขมขนของสาร โพรพลนออกไซดเพมขนสงผลใหสตารชทผานการดดแปรรวมดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขามมความแขงแรงของเจลลดลง สาหรบการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C2 (สารผสมของ STMP รอยละ 2 รวมกบ STPP รอยละ 5) พบวาระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดไมมผลตอการเปลยนแปลงคา G′ ของสตารชขาวอยางมนยสาคญทางสถต และพบวามคาใกลเคยงกบคา G′ ของสตารชขาวกอนการดดแปร (Figure 14 และ Table 8) จากการตรวจสอบลกษณะโครงสรางเจลของสตารชขาวดวยเครอง Scanning Electron Microscope (SEM) พบวาโครงขายรางแหของเจลจากของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอม

51

ขาม C1 และ C3 เกดไดไมดเมอระดบของสารโพรพลนออกไซดเพมขนเปนรอยละ 10 และ 12 (Figure 16 และ Figure 18) เชนเดยวกนกบลกษณะของตวอยางเจลสตารช (C1 และ C3 (HP10-HP12) ) ทมสขนและเนอสมผสของเจลคลายของไหลหนดกอนทจะนาตวอยางสตารชเขาไปผานกระบวนการทาแหงแบบการแชเยอกแขง ซงสอดคลองกบคาความแขงแรงของเจลทมคาลดตาลง ดง Table 8 สาหรบการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C2 พบวาสามารถเกดโครงขายรางแหของเจลไดดททกระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซด และมลกษณะคลายคลงกบโครงขายรางแหของเจลสตารชขาวทไมไดผานการดดแปร (Figure 17) ซงสอดคลองกบลกษณะของเจลทมความคงรปไดด เนอสมผสมความ เรยบลน และเนอเจลมความใส จากผลการศกษาของ Yeh และ Yeh (1993) พบวาการดดแปรรวมดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม เปนผลใหโครงขายรางแหของเจลสตารชขาวเกดขนไดด ซงการเกดโครงขายรางแหของเจลมความจาเปนตอลกษณะเนอสมผสทดของผลตภณฑอาหารบางชนด

52

10

100

1000

10000

0.1 1 10 100 1000

log frequency (Hz)

log G

' (Pa

)

Native HP6C1 HP8C1HP10C1 HP12C1

1

10

100

1000

10000

0.1 1 10 100 1000log frequency (Hz)

log G

" (Pa

)

Native HP6C1 HP8C1HP10C1 HP12C1

Figure 13. Effect of frequency on G′ (a) and G ′′ (b) of gel from native (NS) and dual-modified rice

starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP (C1) starch paste at 8% concentration. All samples were measured at 25oC and frequency range 0.1–100 Hz.

(a)

(b)

53

10

100

1000

10000

0.1 1 10 100 1000log frequency (Hz)

log G

' (Pa

)

NS HP6C2 HP8C2HP10C2 HP12C2

1

10

100

1000

10000

0.1 1 10 100 1000

log frequency (Hz)

log G

" (Pa

)

Native HP6C2 HP8C2HP10C2 HP12C2

Figure 14. Effect of frequency on G′ (a) and G ′′ (b) of gel from native (NS) and dual-modified rice

starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with the mixture of 2% STMP and 5% STPP (C2) starch paste at 8% concentration. All samples were measured at 25oC and frequency range 0.1–100 Hz.

(a)

(b)

54

10

100

1000

10000

0.1 1 10 100 1000

log frequency (Hz)

log G

' (Pa

)

Native HP6C3 HP8C3HP10C3 HP12C3

1

10

100

1000

10000

0.1 1 10 100 1000

log frequency (Hz)

log G

" (Pa

)

Native HP6C3 HP8C3HP10C3 HP12C3

Figure 15. Effect of frequency on G′ (a) and G ′′ (b) of gel from native and dual-modified rice

starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with the mixture of 12% STMP and 0.1% STPP (C3) starch paste at 8% concentration. All samples were measured at 25oC and frequency range 0.1–100 H

(a)

(b)

55

Table 8. Storage modulus ( G′ ) of native and dual-modified rice starches. All samples were measured at 25 oC and frequency range 0.1–100 Hz.

Starch

G'

(Pa) G"

(Pa) Tan δ Native 522.33ab±22.90 79.07a±7.51 0.16a±0.01 HP6C1 477.00b±7.00 35.03def±7.44 0.07e±0.01 HP8C1 468.67b±9.50 38.90de±6.15 0.08de±0.01 HP10C1 314.33d±25.58 30.67ef±2.16 0.10cde±0.01 HP12C1 310.00d±61.73 39.17de±11.05 0.13abc±0.05 HP6C2 466.33b±31.18 63.60b±1.73 0.14ab±0.01 HP8C2 507.67ab±38.44 61.03b±6.00 0.12abcd±0.02 HP10C2 524.00ab±7.55 61.13b±10.43 0.12abcd±0.02 HP12C2 563.33a±39.31 54.80bc±6.35 0.10bcde±0.02 HP6C3 483.67b±23.67 57.27bc±9.81 0.12abcd±0.02 HP8C3 405.67c±28.67 45.60cd±3.64 0.11bcd±0.01 HP10C3 273.33d±43.25 33.00ef±2.33 0.12abc±0.02 HP12C3 189.67e±8.33 26.35f±0.39 0.14ab±0.01

Note: Dual- modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10), and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP (C1), the mixture of 2 % STMP and 5% STPP (C2), and the mixture of 12 % STMP and 0.1% STPP (C3). Each value is mean of triplicate ± SD. The different superscripts in each column denote the significant differences (P<0.05).

56

(a)

(b) (c)

(d) (e)

Figure 16. SEM micrograph (X5000) of native (a) and dual-modified rice starches gel hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6) (b), 8% (HP8) (c), 10% (HP10) (d) , and 12% (HP12) (e) and crosslinked with 2% STMP (C1).

57

(a)

(b) (c)

(d) (e)

Figure 17. SEM micrograph (X5000) of native (a) and dual-modified rice starches gel hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6) (b), 8% (HP8) (c), 10% (HP10) (d), and 12% (HP12) (e) and crosslinked with the mixture of 2% STMP and 5 % STPP (C2).

58

(a)

(b) (c)

(d) (e)

Figure 18. SEM micrograph (X5000) of native (a) and dual-modified rice starches gel hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6) (b), 8% (HP8) (c), 10% (HP10) (d) , and 12% (HP12) (e) and crosslinked with the mixture of 12% STMP and 0.1% STPP (C3).

59

3.4 ความคงตวตอการแชแขงและการละลาย (freez-thaw stability) ความสามารถในการคงตวตอการแชแขงและการละลายของสตารชบงบอกถงการเกด

โทรเกรเดชน (retrogradation) ของสตารชในขณะทเยนตวลงเมอทาการเกบรกษาในอณหภมตา หลงจากทสตารชไดรบความรอนจนถงอณหภมในการเกดเจลาตไนเซชน ซงเปนวธการในการประเมนและตดตามความสามารถในการอมนาภายในโครงขายเจลและความคงตวของสารละลายสตารชในระหวางการเกบรกษาทอณหภมตา โดยการลดลงของอณหภมสงผลใหการจดเรยงตวของโครงสรางสตารชแนนมากขน โมเลกลของนาทอยภายในจะถกบบออกมานอกเจล ซงเรยกวา syneresis (กลาณรงค ศรรอต และ เกอกล ปยะจอมขวญ, 2546) การทดลองนไดทาการศกษาความคงตวตอการแชแขงและการละลายของสตารชขาวกอนและหลงการดดแปรรวมจานวน 6 รอบ จากผลการศกษา พบวาสตารชขาวทผานการดดแปรรวมมคารอยละของการบบนาออกจากเจลตากวาสตารชขาวกอนการดดแปร ดง Figure 19 และ Table 9 ซงสอดคลองกนกบผลการศกษาของ Hung และ Morita (2005) ซงพบวาสตารชขาวสาลทผานการดดแปรรวมโดยใชสารโพรพลนออกไซด (รอยละ 10) รวมกบการใชสารผสมของเกลอฟอสเฟต STMP (รอยละ 12) รวมกบ STPP (รอยละ 0.1) มคาความคงตวตอการแชแขงและการละลาย โดยพบวารอยละของการบบนาออกจากเจลสตารชหลงจากการเกบรกษานาน 24-96 ชวโมง มคาตาเมอเปรยบเทยบกบสตารชขาวสาลกอนการดดแปร ทงนจากการวเคราะหความแปรปรวนโดยพจารณาจาก F-value (Table Appendix B.8) พบวาสารเชอมขามมอทธพลตอการเปลยนแปลงคารอยละของการบบนาออกจากเจลมากกวาระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซด โดยอทธพลของสารเชอมขามสงผลใหคารอยละของการบบนาออกจากเจลมคาเพมขนอยางมนยสาคญทางสถต(P<0.05) นอกจากนนพบวาปฏสมพนธระหวางระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดและสารเชอมขาม (CXHP) ทใชในการดดแปรมผลตอการเปลยนแปลงคารอยละของการบบนาออกจากเจลอยางมนยสาคญทางสถต (P<0.05) แตอยางไรกตาม F-value ของปฏสมพนธระหวางระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดและสารเชอมขามทใชในการดดแปรกยงมคานอยกวาอทธพลของระดบสารโพรพลนออกไซดหรอสารเชอมขามเพยงอยางเดยว

จาก Table 9 พบวาสตารชทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C1 (สารเชอมขาม STMP รอยละ 2) และสารเชอมขาม C3 (สารผสมของ STMP รอยละ 12 รวมกบ STPP รอยละ 0.1) คารอยละของการบบนาออกจากเจลมแนวโนมสงขนอยางมนยสาคญ (P<0.05) เมอระดบของสารโพรพลนออกไซดเพมขน ทงนเนองจากอทธพลของสารเชอมขามทสามารถเขามาเกดอนตรกรยาไดมากขน โดยการเกดพนธะเชอมขามเปนผลมาจากสาร STMP ทเขาไปเสรมความแขงแรงของพนธะไฮโดรเจนภายในโมเลกลของสตารช ซงเปรยบเสมอนเปนสะพานระหวางโมเลกล สงผลใหความแขงแรงของเมดสตารชมคาเพมขน (กลาณรงค ศรรอต และ เกอกล ปยะจอมขวญ, 2546) แตขอดอยของความแขงแรงของเมดสตารชทเกดขนจากปฏกรยาการเชอมขามสงผลใหสายโมเลกลของสตารชไมสามารถอมนาไวภายในโครงขายสามมตได เนองจากในสภาวะดงกลาวเมดสตารชมความแขงแรง และเมอไดรบความรอนในการเกดเจลาตไนเซชนทาใหปรมาณของสายอะมโลสทหลดออกจากเมดสตารชมนอย ทาใหโครงขายของเจล

60

เกดขนไดนอยเมออณหภมลดลง เปนเหตใหเกดปรากฏการณการบบนาออกจากเจลมากขน สาหรบสตารชทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขามซงเปนสารผสมของ STMP รอยละ 2 รวมกบ STPP รอยละ 5 (C2) พบวาคารอยละของการบบนาออกจากเจลมคานอยมาก และระดบความเขมขนของสาร โพรพลนออกไซดไมมผลตอคารอยละของการบบนาออกจากเจล ดง Figure 22 และ Table 8 ทงนเนองจากในสภาวะดงกลาวอาจเกดจากอทธพลของสารเชอมขาม STPP ซงมอยในสดสวนทสง ซงอนพนธของสาร STPP สามารถเกดอนตรกรยากบสายโมเลกลสตารชโดยการแทนทเชนเดยวกนกบสารโพรพลนออกไซด ซงทาหนาทลดการเขาใกลกนของสายโมเลกลสตารชในขณะทเยนตวลงเมอทาการเกบรกษาในอณหภมตา ทาใหเจลสตารชจงมคงตวตอการแชแขงและการละลาย (Solarek, 1986; Whisler and BeMiller, 1997) ซงผลดงกลาวมความสอดคลองกบผลการทดลองของ Wattanachant และคณะ (2003) ซงทาการศกษาความคงตวตอการแชแขงและการละลายของสตารชสาคทผานการดดแปรรวมโดยใชสารโพรพลนออกไซดรวมกบการใชสารผสมของเกลอฟอสเฟต STMP (รอยละ 2) และ STPP (รอยละ 5) โดยทาการศกษาการแชแขงและการละลายจานวน 6 รอบ พบวาทระดบความเขมขนของสาร โพรพลนออกไซดรอยละ 8-12 การบบนาออกจากเจลเกดขนไดนอยและไมมความแตกตางกนอยางมนยสาคญ

0

5

10

15

20

25

NS HP6 HP8 HP10 HP12

% Sy

nere

sis

C1 C2 C3

Figure 19. Percent of syneresis of gel native and dual-modified rice starches hydroxypropylated with

propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10) , and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP (C1), the mixture of 2 % STMP and 5% STPP (C2), and the mixture of 12 % STMP and 0.1% STPP (C3) .

61

Table 9. Percent of syneresis of native and dual-modified rice starch gels.

Starch Syneresis(%)

Native 19.54a±0.42 HP6ST1 7.74d±0.54 HP8ST1 8.84d±0.76 HP10ST1 17.51b±2.11 HP12ST1 17.09b±0.77 HP6ST2 1.80e±0.05 HP8ST2 1.99e±0.06 HP10ST2 2.08e±0.02 HP12ST2 2.45e±0.17 HP6ST3 2.29e±0.21 HP8ST3 7.75d±1.07 HP10ST3 14.34c±1.01 HP12ST3 17.75b±0.30

Note: Dual- modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% (HP6), 8% (HP8), 10% (HP10), and 12% (HP12) and crosslinked with 2% STMP (C1), the mixture of 2 % STMP and 5% STPP (C2), and the mixture of 12 % STMP and 0.1% STPP (C3). Each value is mean of triplicate ± SD. The different superscripts in each column denote the significant differences (P<0.05).

3.5 ศกษาเปรยบเทยบสมบตเชงหนาทของสตารชขาวทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเล-ชนรวมกบวธเชอมขามกบสตารชมนสาปะหลงทผานการดดแปรรวมทางการคา จากการศกษาสมบตทางเคมของสตารชมนสาปะหลงทผานการดดแปรรวมทางการคา พบวาคาระดบการแทนท (DS) และการแทนทโมลาร (MS) เทากบ0.0021 และ 0.0095 ตามลาดบ ดง Table 10 ซงมคาใกลเคยงกบคาของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมในสภาวะ HP6C2 แสดงดง Table 10 เมอทาการเปรยบเทยบสมบตเชงหนาท พบวาคากาลงการพองตว ความใส ความหนดสงสด (peak viscosity) และคา setback ของสตารชมนสาปะหลงทผานการดดแปรรวมทางการคามคาสงกวาของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C2 (ทระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดรอยละ 6 (HP6C2)) (Table 11, Table 12 และ Figure 20) ทงนเนองจากสตารชทางการคาเปนสตารชทไดจากมนสาปะหลง

62

สมบตทางความหนดและคา setback จงมคาสงกวาสตารชขาว เนองจากสตารชขาวมความแขงแรงทางโครงสรางสงกวาสตารชมนสาปะหลง นอกจากนนพบวาคา breakdown ของสตารชมนสาปะหลงดดแปรทางการคามคาตา (87 mPa.s) ซงแสดงถงการความคงทนตอความรอนและสภาวะความเปนกรดไดดพอสมควร ดง Table 12 เชนเดยวกบสตารชขาวทผานการดดแปรรวมของ HP6C2 จากการเปรยบเทยบพฤตกรรมการไหล (flow behavior) พบวาทงสตารชดดแปรทงสองชนดแสดงพฤตกรรมการไหลแบบ shear thinning (Figure 21) แตพบวาคาความหนดปรากฎทอตราการเฉอน 110 s-1 (η110) และคาสมประสทธความคงตว (k) ของสตารชมนสาปะหลงดดแปรทางการคามคาสงกวาของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมของ HP6C2 แตพบวาคาดรรชนพฤตกรรมการไหล (n) มคาตากวา ซงแสดงใหเหนวาสตารชมนสาปะหลงดดแปรทางการคามความคงทนตอแรงเฉอนไดนอยกวาสตารชขาวดดแปรของ HP6C2 จากการเปรยบเทยบสมบตวสโคอลาสตก (viscoelastic properties) พบวาสตารชมนสาปะหลงดดแปรทางการคามคา G′ สงกวาคา G ′′ ซงเปนคณลกษณะของเจล ดง Figure 24 โดยมคาความแขงแรงของเจล ( G′ )ใกลเคยงกบสตารชขาวทผานการดดแปรรวมของ HP6C2 นอกจากนเมอทาการตรวจสอบลกษณะโครงสรางของเจลสตารชดวยเครอง SEM พบวาเจลของสตารชมนสาปะหลงทผานการดดแปรรวมทางการคามลกษณะโครงขายรางแหทด ดง Figure 26 ซงมความสอดคลองกบลกษณะการคงรปของเจลไดดของสตารชมนสาปะหลงทผานการดดแปรรวมทางการคาในการทดลองกอนทจะนาตวอยางสตารชเขาไปผานกระบวนการทาแหงแบบการแชเยอกแขง แตอยางไรกตามพบวาสตารชมนสาปะหลงดดแปรทางการคามคารอยละของการบบนาออกจากเจลรอยละ 17.97 ดง Table 11 ซงแสดงถงการมความคงตวตอการแชแขงและการละลายทตากวาสตารชขาวทผานการดดแปรรวมของ HP6C2 แตมคาใกลเคยงกบสตารชขาวทผานการดดแปรรวมดวยสารเชอมขาม C1 และ C3 ทระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดรอยละ 10-12 Table 10. Phosphorus content degree of substitution (DS) hydroxypropyl content and molar

substitution (MS) of commercial modified tapioca starch.

Chemical properties Commercial modified

tapioca starch HP6C2 P(T≤t) two-tail

Phosphorus content (%) 0.0393±0.0004 0.0408±0.0006 0.2074

Degree of substitution (DS) 0.0021±0.0000 0.0021±0.0003 0.4236

Hydroxyproply content (%) 0.3446±0.0126 0.2925±0.0937 0.2378

Molar substitution (MS) 0.0095±0.0004 0.0080±0.0026 0.3657

63

Table 11. Swelling power paste clarity and percent of syneresis of commercial modified tapioca starch.

Functional properties Commercial modified

tapioca starch HP6C2 P(T≤t) two-tail

Swelling power (g/g) 20.38±0.10 17.58±0.28 0.00***

Paste clarity (% T650) 25.47±0.25 9.17±0.06 0.00***

Syneresis (%) 17.97±0.76 1.8±0.05 0.00***

*** Significant at P <0.001 Table 12. Pasting characteristic at pH 7.0 and pH 3.5 of commercial modified tapioca starch.

Pasting Properties Commercial modified

tapioca starch HP6C2 P(T≤t) two-tail

Pasting temperature (oC) 71.82±0.06 66.10±0.07 0.00***

Peak viscosity (mPa.s) 2812.67±5.03 1769.00±14.14 0.00***

Breakdown viscosity (mPa.s) 87.00±1.73 265.00±18.38 0.00*** pH 7.0

Setback viscosity (mPa.s) 1844.00±24.58 1430.00±33.94 0.00***

Pasting temperature (oC) 71.10±0.08 65.28±0.03 0.00***

Peak viscosity (mPa.s) 2769.33±3.51 1676.00±221.94 0.00***

Breakdown viscosity (mPa.s) 332.33±7.51 154.33±46.97 0.00*** pH 3.5

Setback viscosity (mPa.s) 1318.33±3.79 1116.33±129.22 0.00***

*** Significant at P <0.001

64

0

1000

2000

3000

4000

5000

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Time (mins)

Visco

sity (

mPa.s

)

0

20

40

60

80

100

120Temperature ( oC)

pH 7.0

pH 3.5

Temperature Profile

Figure 20. Pasting profiles at pH 7 and pH 3.5 of commertial modified tapioca starch.

0

1000

2000

3000

4000

5000

0 2 4 6 8 10 12 14 16Time (mins)

Visco

sity (

mPa.s

)

0

20

40

60

80

100

120

Temperature ( oC)

pH 7.0

pH3.5

Temperature Profile

Figure 21. Pasting profiles at pH 7 and pH 3.5 of dual-modified rice starches hydroxypropylated with propylene oxide of 6% and crosslinked with 2% STMP and 5% STPP.

65

0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

10 100 1000 10000log Shear rate (1/s)

Visco

sity (

Pa.s)

Figure 22. Relationship of apparent viscosity and shear rate of commertial modified tapioca starch

paste at 4% concentration . This sample was measured at 60 oC.

0.000

0.015

0.030

0.045

0.060

0.075

10 100 1000 10000log Shear rate (1/s)

Visco

sity (

Pa.s)

Figure 23. Relationship of apparent viscosity and shear rate of paste (4% concentration) from dual-

modified rice starch hydroxypropylated with propylene oxide of 6% and crosslinked with 2% STMP and 5% STPP. This sample was measured at 60 oC.

66

10

100

1000

10000

0.1 1 10 100 1000log frequency (Hz)

log G

' (Pa

)

Figure 24. Effect of frequency on G′ of commercial modified tapioca starch paste at 8% concentration. This sample was measured at 25 oC and frequency range 0.1–100 Hz.

10

100

1000

10000

0.1 1 10 100 1000log freguency (Hz)

log G

' (Pa

)

Figure 25. Effect of frequency on G′ of paste (8% concentration) from dual-modified rice starch hydroxypropylated with propylene oxide of 6% and crosslinked with 2% STMP and 5% STPP. This sample was measured at 25 oC and frequency range 0.1–100 Hz.

67

(a) (b) Figure 26. SEM micrograph (X5000) of commercial modified tapioca starch (a) and dual-modified

rice starch hydroxypropylated with propylene oxide of 6% and crosslinked with 2% STMP and 5% STPP (b).

68

บทท 4

สรป

ระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดและสดสวนของสารเชอมขามมผลตอ

สมบตทางเคมและสมบตเชงหนาทของสตารชขาวทผานการดดแปรดวยวธไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม โดยพบวาการใชสารเชอมขาม STMP รอยละ 2 (C1) และสารผสมของ STMP รอยละ 12 รวมกบ STPP รอยละ 0.1 (C3) เมอระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดเพมขน สงผลใหระดบการแทนท (DS) และการแทนทโมลาร (MS) ของสตารชขาวทผานการดดแปรรวมมคาเพมขนอยางมนยสาคญ และพบวาคากาลงการพองตว ความใส คา breakdown คา setback คาความหนดปรากฏ (η110) และคาความแขงแรงของเจล (G′ ) มคาลดลงอยางมนยสาคญ ขณะทคารอยละของการบบนาออกจากเจล และคาดรรชนพฤตกรรมการไหล (n) มคาเพมสงขน นอกจากนนพบวาสตารชขาวทผานการดดแปรรวมนมความคงทนตอสภาวะกรดไดด แตอยางไรกตามการดดแปรดวยสารเชอมขาม C1 และ C3 ไมเกดความแตกตางของสมบตเชงหนาทของสตารชขาวดดแปรอยางชดเจน สาหรบสตารชขาวทผานการ ดดแปรรวมโดยใชสารเชอมขามซงเปนสารผสมของ STMP รอยละ 2 รวมกบ STPP รอยละ 5 (C2) พบวาระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดไมสงผลตอการเปลยนแปลงสมบตเชงหนาทของสตารช และพบวาคากาลงการพองตว setback และ η110 มคาสง มความคงทนตอสภาวะกรด และสามารถเกดโครงขายรางแหของเจลไดด โดยพบวาคารอยละของการบบนาออกจากเจลมคาตามาก

จากสมบตเชงหนาทดงกลาวขางตน พบวาสตารชขาวทผานการดดแปรรวมโดยใชสารเชอมขาม C1 (ทระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดรอยละ 6-12) และสารเชอมขาม C3 (ทระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดรอยละ 8-12) นาจะเหมาะแกการนาไปประยกตใชกบอตสาหกรรมอาหารกระปอง หรออาหารทมความเปนกรดสง เนองจากมความคงทนตอความรอน กรด และความเคนเฉอนไดด แตไมเหมาะในการประยกตใชในอตสาหกรรมอาหารแชเยอกแขงเนองจากเกดการบบนาออกจากเจลในปรมาณสง ขณะทสตารชขาวทผานการดดแปรรวมโดยใชสารเชอมขาม C2 (ทระดบความเขมขนของสารโพรพลนออกไซดรอยละ 6-12) นาจะเหมาะแกการนาไปประยกตใชในอตสาหกรรมอาหารแชเยอกแขง หรออาหารทมความเปนกรดสง เนองจากมคาการบบนาออกจากเจลในปรมาณตา และมความคงทนตอสภาวะความเปนกรดไดด

69

ขอเสนอแนะ

1. เพอใหเกดความหลากหลายในการประยกตใชสตารชขาวทผานการดดแปรรวมดวยวธ ไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขาม ควรทาการศกษาสมบตเชงหนาทอนๆ เพมเตม อาทเชน ความสามารถในการถกยอยดวยเอนไซม และความสามารถในการถกยอยดวยกรด และควรทาการศกษาเพมเตมถงการนาไปประยกตใชกบผลตภณฑอาหารประเภทตางๆ ไดแกผลตภณฑอาหารกระปอง อาหารทมความเปนกรดสง หรออาหารแชเยอกแขง เปนตน

2. ควรศกษาระดบความเขมขน หรอสดสวนของสารเคมทใชในการดดแปรวธ ไฮดรอกซโพรพเลชนรวมกบวธเชอมขามทเหมาะสม เพอควบคมใหคาทางเคม ไดแก ปรมาณฟอสฟอรส คาระดบการแทนท (DS) หรอคาการแทนทโมลาร (MS)ไมใหเกนเกณฑทกาหนดไวในมาตรฐานผลตภณฑอาหาร ทงนเพอความปลอดภยของผบรโภค

70

เอกสารอางอง

กระทรวงพาณชย. 2541. มาตรฐานขาวไทย พ.ศ. 2540 / กระทรวงพาณชย. กรงเทพฯ : กระทรวงพาณชย.142 หนา.

กลาณรงค ศรรอต และ เกอกล ปยะจอมขวญ. 2546. เทคโนโลยของแปง. มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. 303 หนา.

รงนภา พงศสวสดมานต และคณะ. 2546. การศกษาคณสมบตของแปงขาวพนธตางๆ ในประเทศไทยเพอเปนกลยทธในการสรางผลตภณฑมลคาเพม. สานกงานคณะกรรมการวจยแหงชาต. 160 หนา.

สทธวฒน เบญจกล. 2548. เคมและคณภาพสตวนา. สานกพมพโอเดยนสโตร. กรงเทพมหานคร. 344 หนา.

ศภวรรณ อนเวชศรเกยรต, อจรฉรยา แกวมวง, และปารฉตร หงสประภาส. 2535. การดดแปรแปงมนสาปะหลงดวยโซเดยมไตรโพลฟอสเฟต. วารสารวทยาศาสตร. 9 (1) : 41-47.

อรอนงค นยวกล. 2547. ขาว : วทยาศาสตรและเทคโนโลย. ภาควชาวทยาศาสตรและเทคโนโลยการอาหาร. คณะอตสาหกรรมเกษตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. 330หนา.

A.O.A.C. 2000. Official method of analytical chemists.13thed. The association of official analytical chemists, Inc. Arlingtion, Verginia : Arlingtion.

BeMiller, J.N. 1997. Starch modification : challenges and prospects. Starch/Starke. 49 : 127-131. Caplin, C. 2004. Amylose and Amylopectin (Online). Available :

http://www.lsbu.ac.uk/water/hystah.html [2000, December 15] Dubois, I., Picton, L., Muller, G., Audibert-Hayet, A. and Doublier, J.L. 2001. Structure/Rheological

properties relation of crosslinked potato starch suspensions. Journal of Applied Polymer Science. 81: 2480-2489.

Eliasson, A.-C. 1983. differential scanning calorimetry studies on wheat starch-gluten mixtures. II. Effect of gluten and sodium stearoryl lactylate on starch crystallization during aging of wheat starch gels. J. Cereal Sci. 1 : 207-213.

Hung, P.V. and Morita, N. 2005. Physicochemical Properties of Hydroxypropylated and cross-linked starches from a-type and b-type wheat starch granules. Carbohydrate Polym. 59 : 239-246 .

Lim, S. and Seib, P.A. 1993. Preparation and pasting properties of wheat and corn starch phosphate. Cereal Chem. 70(2): 137-144.

Maningat, C. C., and Seib, P. A. 1992. Starch : Occurrence, isolation, and properties of starch granules. In AACC Short Course-“Structure, Properties, and Food use” December 3-4, 1992. Chicago.

71

Morikawa, K. and Nishinari, K. 2000. Rheological and DSC studies of gelatinization of chemically modified starch heated at various temperatures. Carbohydrate Polym. 43 : 241-247.

Noosuk, P., Hill, S. E., Pradipasena, P. and Mitcheli J. R. 2003. Structure-viscosity relationships for thai rice starches. Starch/Starke. 55: 337-344.

Noosuk, P., Hill, S. E., Farhat, I. A., Pradipasena, P. and Mitcheli J. R. 2005. Relationship between viscoelastic properties and starch struture in rice from Thailand. Starch. 57: 587-598.

Pal, J., Singhal, R.S., Kulkarni, P.R. 2002. Physicochemical properties of hydroxypropyl derivative from corn and amaranth starch. Carbohydrate Polym. 48 : 49-53.

Rutenberg, M.W., and Solarek, D. 1984. Starch derivatives : Production and uses. In Starch : Chemistry and technology.2nd ed.(Whisler, R.L., BeMiller, J.N. and Paschall, E.F., ed.). p. 349-354. Academic Press. New York.

Singh, R. P. and Heldman, D. R. 1993. Introductions to Food Engineering. Second Edition. Academic Press. New York. Solarek, D.B. 1986. Phosphorylated starches and miscellaneous Inorganic esters. In Modified starches :

Properties and uses. 3rd ed. (Wurzburg, O.B. and M.S., ed.). p. 98-108. CRC press. Florida.

Sombhagya, C. M. and Bhattacharya, K. R. 1979. Simplified determination of amylose in milled rice. Starch/Starke. 31 : 159-163. Suwanliwong, S. 1998. Preparation and characterization of hydroxypropylated crosslinked sago

starch for application in acid, frozen and canned foods. Food Science and Biotechnology University Putra Malaysia. 183 p.

Takahashi, S., Maningat.C.C. and Seib.P.A. 1989. Acetylated and hydroxypropylated wheat starch ; Paste and gel properties compared with modified maize and tapioca starch. Cereal Chem. 66 (6) : 499-506.

Thomas, D.J. and Atwell, W.A. 1999. Starches.American association of cereal chemist.USA. Wattanachan, S., Muhammad, S.K.S., Mat Hashim, D. and Rahman.R.A. 2003. Effect of crosslinking

and hydroxypropylation levels on dual-modified sago starch properties. J. Food Chem. 80: 463-471.

Whistler, R.L., Smith, R.J., BeMiller, J.N. and Wolfrom, L.M. 1964. Starch : Carbohydrate Chem. Academic press Inc., New York and London.

72

Whistler, R.L. and BeMiller, J.N. 1997. Cabohydrate Chemistry for food Scientists. Egagam press st Paul, Minnesota, USA.

Woo, K. and Seib, P.A. 1997. Cross-linking of wheat starch and hydroxypropylated wheat starch in alkaline slurry with sodium trimetaphosphate. Cabohydrate Polym. 33 : 263-271.

Wu, Y., and Seib, P. 1990. Acetylated and hydroxypropylated distarch phosphates waxy barley : paste properties and freez-thaw stability. Cereal Chem. 67 (2) : 202-208.

Yeh, I.A. and Yeh, S.L. 1993. Some characteristics of hydroxypropylated and cross-linked rice starch. Cereal Chem. 70 (5) : 596-601.

Yook, C., Pek, U., and Park. K. 1993. Gelatinization and retrogradation characteristics of hydroxypropylated and cross-linked rices. J. Food Sci. 58 (2) : 405-407.

74

ภาคผนวก ก การวเคราะหองคประกอบทางเคม

1. การวเคราะหปรมาณความชน (A.O.A.C, 2000)

เครองมอและอปกรณ 1. ตอบลมรอน (hot air oven) 2. เครองชงไฟฟาทศนยม 4 ตาแหนง 3. เดซเคเตอร (desicator) 4. ภาชนะอะลมเนยมมฝาปด (moisture can)

วธการ 1. อบภาชนะสาหรบหาความชนในตอบไฟฟาทอณหภม 105±2oC เปนเวลา 3 ชวโมง นา

ออกจากตอบใสในโถดดความชน ปลอยทงไวจนกระทงอณหภมของภาชนะลดลงเทากบอณหภมหองแลวชงนาหนก

2. ทาซากบขอท 1 จนไดผลตางของนาหนกทชง 2 ครงตดตอกนไมเกน 1- 3 มลลกรม 3. ชงตวอยางทตองการใหไดนาหนกทแนนอน ประมาณ 1– 2 ใสลงในภาชนะหาความชนซง

ทราบนาหนกแลว 4. นาไปอบในตไฟฟาทอณหภม 105±2oC เปนเวลาประมาณ 5–6 ชวโมง นาออกจากตอบใส

ในโถดดความชน ปลอยทงไวในอณหภมของภาชนะลดลงเทากบอณหภมหองแลวชงนาหนก จากนนนากลบไปเขาตอบอกครง

5. ทาซาเชนขอท 4 จนไดผลตางของนาหนกทชงสองครงตดตอกนไมเกน 1–3 มลลกรม 6. คานวณปรมาณความชนจากสตร

ปรมาณความชน (รอยละโดยนาหนก) =

กาหนดให W1 คอ นาหนกตวอยางกอนอบ (กรม) W2 คอ นาหนกตวอยางหลงอบ (กรม)

2. การวเคราะหปรมาณไขมน (A.O.A.C, 2000)

เครองมอและอปกรณ 1. อปกรณชดสกดไขมน (soxhlet apparatus) ประกอบดวยขวดกลม (สาหรบใสตวทาละลาย)

ซอคเลต (soxhlet) อปกรณควบแนน (condenser) และเตาใหความรอน (heating mantle) 2. หลอดใสตวอยาง (extraction thimble)

(W1 – W2) x 100 W1

75

3. สาล 4. ตอบไฟฟา 5. เครองชงไฟฟา 6. โถดดความชน (desiccator

สารเคม 1. ปโตรเลยมอเทอร (petroleum ether)

วธการ 1. อบขวดกลมสาหรบหาปรมาณไขมน ซงมขนาดบรรจ 250 มลลลตร ในตอบไฟฟาท

อณหภม 105±2 oC เปนเวลา 3 ชวโมง นาออกจากตอบใสไวในโถดดความชนปลอยทงไวจนกระทงอณหภมของขวดกลมลดลงเทากบอณหภมหองแลวชงนาหนก

2. ทาซาเชนขอท 1 จนไดผลตางของนาหนกทชงสองครงตดตอกนไมเกน 1 – 3 มลลกรม 3. ชงตวอยางบนกระดาษกรองททราบนาหนกประมาณ 1 - 2 กรม หอใหมดชด แลวใสลงใน

หลอดสาหรบใสตวอยาง คลมดวยสาลเพอใหสารตวทาละลายมการกระจายอยางสมาเสมอ 4. นาหลอดตวอยางใสลงในซอคเลต เตมสารตวทาละลายปโตรเลยมอเทอรลงในขวดหาไขมน

ประมาณ 150 มลลลตร แลววางบนเตาใหความรอน 5. ทาการสกดไขมนเปนเวลา 14 ชวโมง โดยปรบเตาความรอนใหหยดของสารทาละลายกลน

ตวจากอปกรณควบแนนดวยอตรา 150 หยดตอนาท 6. เมอครบ 14 ชวโมงแลว นาหลอดใสตวอยางออกจากซอคเลต และกลนเกบสารทาละลาย

จนเหลอสารทาละลายในขวดกลมเพยงเลกนอยดวยเครองระเหยสญญากาศ 7. นาขวดหาไขมนอบในตอบไฟฟาทอณหภม 80-90 oC จนแหงใชเวลาประมาณ 30 นาท นา

ออกจากตอบใสไวในโถดดความชน ปลอยทงไวจนกระทงอณหภมของขวดกนกลมลดลงเทากบอณหภมหองแลวชงนาหนก

8. ทาซาเชนขอท 7 จนกระทงผลตางของนาหนกสองครงตดตอกนไมเกน 1- 3 มลลกรม 9. คานวณหาปรมาณไขมนจากสตร

ปรมาณไขมน (รอยละโดยนาหนก) =

กาหนดให W1 คอ นาหนกตวอยางเรมตน (กรม) W2 คอ นาหนกไขมนหลงอบ (กรม)

3. การวเคราะหโปรตนโดยวธ Kjeldahl Method (AOAC, 2000)

เครองมอและอปกรณ 1. ขวดยอยโปรตน ขนาด 200 มลลลตร

W2 x 100 W1

76

2. อปกรณใหความรอน 3. อปกรณกลนโปรตน (Semi-microdistillation) 4. ขวดรปชมพ (Erlenmeyer flask) ขนาด 125 มลลลตร 5. ขวดวดปรมาตร (Volumetric flask) ขนาด 100 มลลลตร 6. ปเปต ขนาด 5, 10 มลลลตร 7. บวเรตต 8. ตดดควน 9. เครองชงไฟฟาทศนยม 4 ตาแหนง 10. ลกแกว (Glass bead) 11. เตายอย (VELP DK6) 12. เครองดกจบไอกรด (scrubber)

สารเคม 1. กรดซลฟรกเขมขน (conc.H2SO4) 2. ตวเรงผสม (Catalyst) ระหวาง CuSO4 กบ K2SO4 อตราสวน (Cu : K2SO4) คอ 1 : 10 3. โซเดยมไฮดรอกไซดเขมขน 40 % 4. กรดไฮโดรคลอรกททราบความเขมขนแนนอน (HCl 0.1 N) 5. กรดบอรกเขมขน 4 % 6. โพแทสเซยมไฮโดรเจนพธาเลต 7. อนดเคเตอรผสม (Mixed indicator ระหวาง Methylene blue 0.1 กรม กบ Methyl red 0.2

กรม ละลายในแอลกอฮอล 90 % 100 มลลลตร) วธการ การทามาตรฐานสารละลายกรดไฮโดรคลอรกมาตรฐาน

1. การเตรยมสารละลายมาตรฐานปฐมภมโพแทสเซยมไฮโดรเจนพธาเลต 1.1 ชงโพแทสเซยมไฮโดรเจนพธาเลตทผานการอบแหง (อณหภม 120 °C เปนเวลา 2

ชวโมง) ใหไดนาหนกอยในชวง 2.0 – 2.2 กรม โดยเครองชงละเอยดบนทกนาหนกทชง 1.2 นามาละลายดวยนากลน ปรบปรมาตรดวยขวดปรบปรมาตรขนาด 100 มลลลตร เขยา

ขวดใหสารละลายเปนเนอเดยวกน 1.3 คานวณหาความเขมขนทแนนอน

2. การเตรยมสารละลาย 0.1 M HCl จากกรดเกลอเขมขน 2.1 รนกรดเกลอเขมขนจากขวดลงในบกเกอรขนาด 50 มลลลตร (ทาในตควน)

77

2.2 ตวงกรดเกลอเขมขนใหมปรมาตร 4.0 - 4.5 มลลลตร ดวยกระบอกตวงขนาด 10 มลลลตร

2.3 เทกรดเกลอเขมขนทตวงแลวลงในนากลนปรมาตร 500 มลลลตรทบรรจอยในบกเกอรขนาด 600 มลลลตร คนใหสารละลายเขากนด

2.4 สารละลาย HCl ทเตรยมขนนมความเขมขนประมาณ 0.1 M ถายเกบในขวดแกวเพอเกบสารละลายนไวใชตอไป

3. การทามาตรฐานสารละลายกรดเกลอ 3.1 ปเปตสารละลายกรดเกลอมา 25 มลลลตร ใสลงในขวดรปกรวยขนาด 250 มลลลตร เตม

สารละลาย 3.2 ฟนอลฟทาลน 2-3 หยด เขยาสารละลายในขวดใหเขากน 3.3 ไทเทรตดวยสารละลายมาตรฐานทตยภมโซเดยมไฮดรอกไซด จนกระทงสารละลายใน

ขวดเปลยนเปนสชมพออน บนทกปรมาตรโซเดยมไฮดรอกไซด 3.4 ไทเทรตซา 2 ครง 3.5 คานวณหาความเขมขนทแนนอนของสารละลายกรดเกลอ

วธการ 1. ชงตวอยางใหไดนาหนกแนนอน ประมาณ 1-2 กรม ใสลงในขวดยอยโปรตน 2. การยอย

2.1. เตมตวเรงผสม (Catalyst) ระหวาง CuSO4 กบ K2SO4 (CuSO4 0.5 กรม และ K2SO4 5 กรม) ในขวดยอยโปรตน เพอเรงปฏกรยาการยอย

2.2. เตมกรดซลฟรกเขมขน 20 มลลลตร (คอยๆไหลตามขางขวด) เขยาเบาๆจนแปงไมจบเปนกอน ปดปากขวดดวยกระเปาะแกวกลม

2.3. ยอยบนอปกรณใหความรอนออนๆ จนไดสารละลายสเขยวใส 2.4. ปลอยทงใหเยน

3. การกลน 3.1. เมอสารละลายมอณหภมลดลงแลว จงเตมนากลน 20 มลลลตร และเตมสารละลาย

โซเดยมไฮดรอกไซดเขมขน 40 % 3.2. จดอปกรณกลน 3.3. เตมกรดบอรกเขมขน 4 % ปรมาตร 25 มลลลตร ลงในขวดรปชมพ แลวหยด อนดเค

เตอร 5-6 หยด นาไปรองรบของเหลวรองรบสารละลายทกลนได โดยใชอปกรณควบแนนจมในสารละลายกรดบอรก

3.4. กลนจนกระทงไมมแอมโมเนยเหลอ ใหไดสารละลายทกลนไดประมาณ 150 มลลลตร 4. การไทเทรต

78

4.1. ไทเทรตสารละลายทกลนไดดวยกรดไฮโดรคลอรกททราบความเขมขนแนนอน สงเกตสของสารละลายจะเปลยนจากสเขยวเปนสมวงออน จดปรมาตรของกรดไฮโดรคลอรกทใช

4.2. ทา blank โดยใสสารเคมและขนตอนการวเคราะหเชนเดยวกบตวอยาง แตไมใสตวอยาง สตรคานวณ ปรมาณโปรตน (รอยละ) = 1.4007 x N x (A-B) x F W โดย A = ปรมาตรกรดไฮโดรคลอรกทใชในการไทเทรตกบตวอยาง B = ปรมาตรกรดไฮโดรคลอรกทใชในการไทเทรตกบ blank W = นาหนกตวอยาง N = ความเขมขนของกรดไฮโดรคลอรก (นอรมอล) F = แฟกเตอรเทากบ 5.95

4. การวเคราะหปรมาณเถา (AOAC, 2000)

เครองมอและอปกรณ 1. ถวยครซเบล 2. เตาไฟฟา 3. เตาเผา 4. เครองชงละเอยด 4 ตาแหนง 5. เดซเคเตอร

วธการ 1. เผาครซเบลเพอหานาหนกทแนนอน 2. ชงตวอยางประมาณ 5 กรมใสครซเบล นาไปเผาบนเตาไฟฟาจนควนหมด 3. นาไปเผาจนไดตอในเตาไฟฟาทอณหภม 550 องศาเซลเซยส นานประมาณ 2-3 ชวโมง

จนกระทงไดเถาสขาวหรอสเทา 4. จากนนนามาใสเดซเคเตอร ทงใหเยนทอณหภมหองแลวนาไปชง เผาตวอยางซานานครงละ

30 นาท จนไดนาหนกตางกนไมเกน 1 มลลกรม สตรคานวณ

ปรมาณเถา (รอยละของนาหนก) = โดย W = นาหนกของครซเบล (กรม) W1 = นาหนกของครซเบลและตวอยางกอนเผา (กรม)

(W2-W1) x 100 (W1-W)

79

W2 = นาหนกของครซเบลและตวอยางหลงเผาจนนาหนกคงท (กรม) 5. การวเคราะหหาปรมาณอะมโลส เครองมอและอปกรณ

1. อางนา 2. เครองชงละเอยด 4 ตาแหนง

สารเคม 1. เอทานอล 2. กรดไฮโดรคลอรกเขมขน 1 นอรมอล 3. โซเดยมไฮดรอกไซดเขมขน 1 นอรมอล 4. สารละลายไอโอดนเขมขน 0.2 % 5. กระดาษกรองเบอร 4 6. เครองวดคาการดดกลนแสง

วธการ 1. ปรมาณอะมโลสทละลายได (soluble amylose)

1.1. ชงสตารช 100 mg นาไปละลายในเอทานอล 1 ml และนากลน 50 ml 1.2. ใหความรอนแกสตารชทอณหภม 95 องศาเซลเซยส นาน 20 นาท ทงใหเยนท

อณหภมหอง 1.3. ปรบปรมาตรดวยนากลนใหเปน 100 ml แลวกรองดวยกระดาษกรองเบอร 4 1.4. ดดสารละลายสตารชจากขอ (1.3) มา 5 ml เตมนากลน 50 ml และปรบใหเปนกลางดวย

กรดไฮโดรคลอรก 1 นอรมอล 1.5. เตมสารละลายไอโอดน 2 ml ปรบปรมาตรเปน 100 ml และตงทงไว 20 นาท แลวนาไปวด

คาการดดกลนแสงท 630 nm คานวณคาปรมาณเทยบเทาอะมโลสดวยสมการท (1) สตรคานวณปรมาณอะมโลสทละลายได AE = R x a x 20 (1) A x r โดย AE = ปรมาณอะมโลสเทยบเทา/ปรมาณอะมโลสทละลายได R = คาการดดกลนแสงของตวอยาง A = คาการดดกลนแสงของ Standard amylose r = นาหนกตวอยาง (db) a = นาหนกของ Standard amylase

80

ภาคผนวก ข การวเคราะหผลทางสถต

Table Appendix B.1. Analysis of variance of degree of substitution (DS) and molar substitution (MS) of native and hydroxypropylated and cross-linked rice starches.

Source df Mean Square F calculate

Cross-linking(C) 2 0.00034 1273.82* Hydroxypropylation (HP) 3 0.00021 796.18*

CxHP 6 0.00005 181.91*

DS Error 26 0.00000

Cross-linking(C) 2 0.00006 35.46* Hydroxypropylation (HP) 3 0.00048 292.03*

CxHP 6 0.00001 8.59*

MS

Error 13 0.00000 * Significant at P <0.05 Table-Appendix B.2. Analysis of variance of swelling power and paste clarity of native and

hydroxypropylated and cross-linked rice starches.

Source df Mean Square F calculate Cross-linking(C) 2 116.319 593.886*

Hydroxypropylation (HP) 3 26.605 135.836* CxHP 6 7.579 38.696*

Swelling power Error 57 0.196 -

Cross-linking(C) 2 19.858 1304.251* Hydroxypropylation (HP) 3 15.547 1021.139*

CxHP 6 5.411 355.419*

Paste clarity

Error 26 0.015 - * Significant at P <0.05

81

Table-Appendix B.3. Analysis of variance of onset temperature (To) peak temperature (Tp) conclusion temperature (Tc) and enthalpy (ΔH) of native and hydroxypropylated and cross-linked rice starches.

Source df Mean Square F calculate Cross-linking(C) 2 2.983 8.943*

Hydroxypropylation (HP) 3 4.071 12.205*

CxHP 6 2.782 8.341*

To Error 26 0.334 -

Tp Cross-linking(C) Hydroxypropylation (HP) CxHP Error

2 3 6 26

1.802 6.751 1.028 0.099

18.245* 68.339* 10.405*

-

Tc Cross-linking(C) Hydroxypropylation (HP) CxHP Error

2 3 6 26

1.987 5.666 0.817 0.188

10.563* 30.123* 4.343*

-

Cross-linking(C) 2 12.364 5.494*

Hydroxypropylation (HP) 3 0.908 0.403

CxHP 6 2.370 1.053

ΔH

Error 26 2.251 - * Significant at P <0.05

82

Table-Appendix B.4. Analysis of variance of pasting properties at pH 7.0 of native and hydroxypropylated and cross-linked rice starches.

Source df Mean Square F calculate

Cross-linking(C) 2 1.800 3.780* Hydroxypropylation (HP) 3 1.085 2.278

CxHP 3 1.393 2.924 Pasting temperature

Error 20 0.476 -

Cross-linking(C) 2 518401.507 137.167* Hydroxypropylation (HP) 3 657888.193 174.075*

CxHP 3 342346.958 90.584*

Peak viscosity

Error 20 3779.333 - Cross-linking(C) 2 126486.745 309.158*

Hydroxypropylation (HP) 3 32208.786 78.724* CxHP 3 13351.265 32.633*

Breakdown

Error 20 409.133 - Cross-linking(C) 2 1754447.343 267.817*

Hydroxypropylation (HP) 3 437737.903 66.821* CxHP 3 172315.866 26.304*

Setback

Error 20 6550.929 - * Significant at P <0.05

83

Table-Appendix B.5. Analysis of variance of pasting properties at pH 3.5 of native and hydroxypropylated and cross-linked rice starches.

Source df Mean Square F calculate

Cross-linking(C) 3 4.283 129.836* Hydroxypropylation (HP) 4 1.126 34.149*

CxHP 1 0.403 12.227* Pasting temperature

Error 12 0.033 -

Cross-linking(C) 3 143219.556 14.931* Hydroxypropylation (HP) 4 683715.525 71.279*

CxHP 1 90828.000 9.469*

Peak viscosity

Error 12 9592.167 - Cross-linking(C) 3 15719.197 25.582*

Hydroxypropylation (HP) 4 153360.146 249.580* CxHP 1 69464.083 113.047*

Breakdown

Error 12 614.472 - Cross-linking(C) 3 268560.792 84.693*

Hydroxypropylation (HP) 4 28268.167 8.915* CxHP 1 36741.333 11.587*

Setback

Error 12 3170.986 - * Significant at P <0.05

84

Table-Appendix B.6. Analysis of variance of appearent viscosity at shear rate of 110 s-1 (η110) consistency coefficient (k) and flow behavior index (n) of native and hydroxypropylated and cross-linked rice starches.

Source df Mean Square F calculate

Cross-linking(C) 2 0.002 57.093* Hydroxypropylation (HP) 3 0.000 12.154*

CxHP 6 0.000 6.442*

η at 110 s-1 Error 26 0.000 -

Cross-linking(C) 2 0.085 2.933 Hydroxypropylation (HP) 3 0.015 0.534

CxHP 6 0.014 0.486

k (Pa.sn) Error 26 0.029 -

Cross-linking(C) 2 0.171 1247.220* Hydroxypropylation (HP) 3 0.051 369.511*

CxHP 6 0.017 123.238*

n Error 26 0.000 -

* Significant at P <0.05

85

Table-Appendix B.7. Analysis of variance of storage modulus ( G′ ), loss modulus (G ′′ ) and loss tangent (tan δ) of native and hydroxypropylated and cross-linked rice starches.

Source df Mean Square F calculate

Cross-linking(C) 2 98933.528 102.913* Hydroxypropylation (HP) 3 34263.806 35.642*

CxHP 6 24207.528 25.181*

G′ Error 26 961.333 -

Cross-linking(C) 2 1918.171 44.436* Hydroxypropylation (HP) 3 285.559 6.405*

CxHP 6 184.054 4.128*

G ′′ Error 26 44.585 -

* Significant at P <0.05

Table Appendix B.8. Analysis of variance of percent of syneresis of native and hydroxypropylated and cross-linked rice starches.

Source df Mean Square F calculate

Cross-linking(C) 2 380.820 596.528* Hydroxypropylation (HP) 3 149.858 234.742*

CxHP 6 38.174 59.798*

Syneresis (%)

Error 26 0.638 -

* Significant at P <0.05

ประวตผเขยน ชอ สกล นางสาวมาญดา เกษตรกาลาม รหสประจาตวนกศกษา 4782043 วฒการศกษา

วฒ ชอสถาบน ปทสาเรจการศกษา วทยาศาสตรบณฑต มหาวทยาลยราชภฏนครศรธรรมราช 2546 (เคม) การตพมพเผยแพรผลงาน Kasetkala, M., Whattanachant, S., and Sirivongpaisal, P. 2007. Effect of hydroxypropylation level on

swelling and pasting properties of dual-modified Jasmine rice starch. Poster Presentation of

10th ASEAN FOOD CONFERENCE 2007: Food for Mankind-Contribution of Science and

Technology. August 21-23, Kuala Lumpur, Malaysia. Kasetkala, M., Whattanachant, S., and Sirivongpaisal, P. 2008. Effect of crosslinking Agents on paste

viscosity of dual-modified rice starch. Poster Presentation of 9thTHE INTERNATIONAL

HYDROCOLLOIDS CONFERENCE, June 15-19, Singapore.

86