Green Preparation of Citric Acid Crosslinked Starch for Improvement of Physicochemical Properties of Cyperus Starch

Cyperus Nişastasının Fizikokimyasal Özelliklerinin İyileştirilmesi için Sitrik Asit Çapraz Bağlanmış Nişastanın Yeşil Hazırlanması

Christianah Yetunde ISIMI, Kokonne EKERE, Bunmi OLAYEMI, Martins EMEJE, Judith Eloyi OKOH, Ajeh JOHNSON ISAAC

Abstract

Objectives: This study was undertaken to assess the properties of Cyperus esculentus tuber starch crosslinked with citric acid from liquid substrates of orange peel derived via the natural solid-state fermentation process; a green approach. Materials and Methods: The flow properties of the prepared starches were evaluated using standard methods. Water-holding capacity, swelling capacity, moisture sorption capacity, gelatinization temperature using differential scanning calorimetry, morphology, fourier infrared spectroscopy, and pH of the starches were evaluated. Results: Results showed that the pH of the crosslinked starches were lower (3.39-4.07) than that of the native starch (5.25) and the flow profile was found to improve. The crosslinked starches’ water-holding capacity (90.67%-96.69%) were higher, whereas its emulsion capacity (15.33) was similar to that of the native starch (15.33). No change was observed in the morphology of the crosslinked starches’ granules. The infrared spectra of the native and crosslinked starches showed identical peaks; however, the enthalpy of gelatinization (ΔHgel) of the crosslinked products were found to differ from that of the native starch. Modified starches show propensity of being exploited as binding agents in food and pharmaceutical industries. Conclusion: The green modification process proved to be a valuable addition to the available starch modification processes. Key words: Cyperus esculentus tuber starch, crosslinking, citric acid, orange peel, crosslinked starch

Özet

Amaç: Bu çalışma yeşil bir yaklaşımla, doğal katı hal fermantasyon işlemi yoluyla portakal kabuğunun sıvı substratlarından elde edilen sitrik asit ile çapraz bağlanan Cyperus esculentus yumru nişastasının özelliklerini değerlendirmek için yapılmıştır. Gereç ve Yöntemler: Hazırlanan nişastaların akış özellikleri standart yöntemler kullanılarak değerlendirildi. Nişastaların su tutma kapasitesi, şişme kapasitesi, nem tutma kapasitesi, jelatinleştirme sıcaklığı, diferansiyel tarama kalorimetresi kullanılarak morfolojisi, fourier kızılötesi spektroskopisi kullanılarak değerlendirildi ayrıca pH’leri belirlendi. Bulgular: Bulgular, çapraz bağlı nişastaların pH’nin, doğal nişastanın (5,25) pH’sinden daha düşük olduğunu (3,39-4,07) ve akış profilinin iyileştiğini gösterdi. Çapraz bağlanmış nişastaların su tutma kapasitesi (%90,67-%96,69) daha yüksekti, oysa emülsiyon kapasitesi (15,33) doğal nişastanınkine (15,33) benziyordu. Çapraz bağlanmış nişasta granüllerinin morfolojisinde hiçbir değişiklik gözlenmedi. Doğal ve çapraz bağlı nişastaların kızılötesi spektrumları özdeş zirveler gösterdi; bununla birlikte çapraz bağlanmış ürünlerin jelatinleşme entalpisinin (ΔHgel) doğal nişastanınkinden farklı olduğu bulunmuştur. Değiştirilmiş nişastalar, gıda ve ilaç endüstrilerinde bağlayıcı maddeler olarak sömürülme eğilimi gösterir. Sonuç: Yeşil modifikasyon prosesinin, mevcut nişasta modifikasyon proseslerine katkı sağlayacağı kanıtlandı. Anahtar kelimeler: Cyperus esculentus yumru nişastası, çapraz bağlama, sitrik asit, portakal kabuğu, çapraz bağlı nişasta