Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Starch is a naturally occurring substance in most plants and is used as energy storage. It is a component that mainly consists of amylose and amylopectin. Together they build a complex pattern which gives starch its specific properties. The proportion of amylose and amylopectin varies in different plants but generally starch consists of 25 % amylose and 75 % amylopectin. There have been discoveries of barley varieties containing 100 % amylopectin called “waxy starches” or “waxy barley” as well as varieties that have a high content of amylose, around 70 % and these are called “amylotypes”. Amylopectin as well as amylose consists of α-1, 4 linkage between α-ᴅ-glucose. The great difference between them is the degree of branching. In amylopectin, 4 to 5 % of the glycosidic bonds are α-1, -6 bonds. The average chain length is shorter than in amylose, but with more branching it is a larger molecule. With the different branching the molecule forms an intricate structure. The chains of amylopectin are believed to be organized in clusters which bind to each other with the assistance of a certain type of chains. In this study six different barley varieties were investigated according to starch structure and properties. In order to fully characterize these samples, several different methods were used in a combination. Gel Permeation Chromatography was performed to separate the amylose from the amylopectin, and then the collected fractions were analysed with the Phenol-Sulphuric acid method. The properties of the samples were examined with RapidViscoAnalyser that measures the viscosity during a temperature increase and decrease with continuous stirring. The chain length distribution of amylopectin and its φ, β-limit dextrins were studied with High Performance Anion Exchange Chromatography - Pulsed Amperometric Detection. The amylose content varied between 0.6 % and 48 % in the different starches. The RVA demonstrated that the more amylose and fibres the samples contained the higher final viscosity. The High Performance Anion Exchange Chromatography - Pulsed Amperometric Detection showed no clear indication of difference between the samples and to establish the whole structure of these six barley varieties and their properties more research is necessary.

Stärkelse är en naturligt förekommande substans i de flesta växter och det används för att lagra energi. Det är ett ämne som huvudsakligen består av amylos och amylopektin. Tillsammans bygger dessa komponenter ett komplext mönster som ger stärkelse dess specifika egenskaper. Andelen amylos och amylopektin varierar i olika växter, men i allmänhet består stärkelse av 25 % amylos och 75 % amylopektin. Det har upptäckts att det finns sorter av korn som innehåller 100 % amylopektin och kallas därför "vaxartad stärkelse" eller "vaxartad korn", men det finns även sorter som har en hög halt av amylos, ca 70 %, och dessa kallas "amylotypes". Amylopektin och amylos består av α-1, 4 bindningar mellan α-D-glukos. Den stora skillnaden mellan dem är graden av förgreningar, amylopektin har 4 - 5 % glykosidbindningar som är α-1, 6 bindningar. Den har en kortare kedjelängd än amylos, men med mer förgreningar är det en större molekyl. Med de olika förgreningarna hos molekylen bildas en komplex struktur. Kedjorna i amylopektin tros vara organiserade i kluster som binder till varandra med hjälp av en viss typ av kedjor. I denna studie undersöks sex olika korn sorters stärkelsestruktur och egenskaper. För att till fullo karaktärisera dessa prover används flera olika metoder i en kombination för att undersöka proverna så noggrant som möjligt. Gelfiltering utfördes för att separera amylos från amylopektin, och sedan undersöktes de insamlade fraktionerna med hjälp av Fenol-Svavelsyra metoden. Viskositeten undersöktes med RapidViscoAnalyser som mätte viskositeten vid en höjning och sänkning av temperatur under kontinuerlig omrörning. Slutligen genomfördes High Performance Anion Exhange Chromatography – Pulsed Amperometric Detection på både amylopektin och dess limit dextriner för att fastställa kedjelängdsfördelningen. Andelen amylos i korn sorterna varierade kraftigt mellan 0,56 % och 48 %. RapidViscoAnalyser påvisade att om provet innehöll mer amylos och fibrer uppnåddes en högre slutgiltig viskositet. Resultatet av High Performance Anion Exhange Chromatography - Pulsed Amperometric Detection visade ingen tydlig indikation på skillnader mellan proven och för att kunna strukturbestämma dessa sex kornsorter och undersöka dess egenskaper närmare är mer forskning nödvändig.