ผลของขนาดเม็ดสตาร์ชต่อสมบัติทางเคมีกายภาพและสมบัติเชิงหน้าที่ของสตาร์ชถั่วมะแฮะ Cajanus cajan (L.)

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสมบัติทางเคมีและกายภาพของสตาร์ชถั่วมะแฮะ และผลของขนาดเม็ดสตาร์ชต่อสมบัติทางเคมีกายภาพและสมบัติเชิงหน้าที่ พบว่า สตาร์ชถั่วมะแฮะมีคาร์โบไฮเดรต เส้น-ใยหยาบ ไขมัน เถ้า และโปรตีน เท่ากับ ร้อยละ 98.95, 0.64, 0.27, 0.10 และ 0.04 โดยน้ำหนักแห้ง ตามลำดับ และมีแอมิโลสร้อยละ 64.61 ของสตาร์ช มีค่าสี L, a, b และค่าดัชนีความขาวเท่ากับ 76.09, -0.61, 1.16 และ 76.05 ตามลำดับ เม็ดสตาร์ชถั่วมะแฮะมีรูปร่างกลมและรี มีลักษณะสภาพพื้นผิวที่เรียบ มีลักษณะของ birefringence ที่ชัดเจน โดยเม็ดสตาร์ชมีขนาดอนุภาคเฉลี่ยเท่ากับ 27.32 ไมครอน และมีโครงสร้างผลึกแบบ C มีความสามารถในการจับน้ำ 0.74 กรัมน้ำ/กรัมสตาร์ชแห้ง กำลังการพองตัว (กรัม/กรัมสตาร์ชแห้ง) และการละลาย (ร้อยละ) มีค่าเท่ากับ 2.41 และ 1.29 ตามลำดับ ที่อุณหภูมิ 70 ℃ ซึ่งเพิ่มขึ้นเป็น 10.89 และ 10.84 ตามลำดับ ที่อุณหภูมิ 95 ℃ ในการวิเคราะห์จลนศาสตร์การขยายขนาดของเม็ดสตาร์ช พบว่าอัตราการขยายขนาดของเม็ดสตาร์ชมีค่าเพิ่มมากขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มสูง ขึ้น และมีค่าพลังงานก่อกัมมันต์ของการเกิดเจลาติไน-เซชันในช่วงอุณหภูมิ 69 ℃ ถึง 79 ℃ เท่ากับ 343.76 kJ mole¯¹ จากการศึกษาสมบัติด้านการเกิดเพสต์ของสตาร์ชถั่วมะแฮะ พบว่า มีค่า pasting temperature 81.28 ℃, peak viscosity, breakdown และ setback เท่ากับ 4,106.5 1,082.5 และ 2,812.5 cP ตามลำดับ สตาร์ชถั่วมะแฮะมีช่วงอุณหภูมิในการเกิดเจลาติไนเซชันเท่ากับ 70.95-83.95℃ และมีค่า ∆H เท่ากับ 12.97 J/g เจลของสตาร์ชถั่วมะแฮะมีค่า G' มากกว่า G'' ที่ทุกความถี่ของการทดสอบ ซึ่งแสดงถึงลักษณะของความเป็นของแข็งมากกว่าความเป็นของเหลว และเมื่อจำแนกสตาร์ชถั่วมะแฮะออกเป็น 4 ขนาด โดยใช้เวลาในการตกตะกอนเท่ากับ 15, 30, 60 และมากกว่า 60 นาที ซึ่งได้สตาร์ชที่มีขนาดเฉลี่ยเท่ากับ 28.13, 26.99, 24.50 และ 20.49 ไมครอน ตามลำดับ พบว่า เม็ดสตาร์ชทั้ง 4 ขนาด มีรูปร่างกลมและรี มีลักษณะสภาพพื้นผิวที่เรียบ มีลักษณะของ birefringence ที่ชัดเจน และมีโครงสร้างผลึกเป็นแบบ C แต่มีค่าสีแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ (p ≤ 0.05) ในการวิเคราะห์จลนศาสตร์การขยายขนาดของเม็ดสตาร์ช พบว่าอัตราการขยายขนาดของเม็ดสตาร์ชที่ตกตะกอนที่เวลา 15 นาที มีค่าเพิ่มมากขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้น แต่การเพิ่มอุณหภูมิไม่ได้มีผลต่ออัตราการขยายขนาดของเม็ดสตาร์ชที่ตกตะกอน ที่เวลา 30, 60 และมากกว่า 60 นาที ขนาดของเม็ดสตาร์ชมีผลต่อสมบัติทางเคมีกายภาพและสมบัติเชิงหน้าที่ของสตาร์ช โดยปริมาณแอมิโลส การละลาย สมบัติด้านการเกิดเพสต์ ได้แก่ peak viscosity, final viscosity และ setback และสมบัติด้านความร้อน ได้แก่ ∆H มีแนวโน้มเพิ่มมากขึ้นตามขนาดเม็ดสตาร์ชที่ใหญ่ขึ้น ส่วนความสามารถในการจับน้ำ กำลังการพองตัว และสมบัติด้านการเกิดเพสต์ ได้แก่ pasting temperature มีแนวโน้มเพิ่มมากขึ้นเมื่อขนาดเม็ดสตาร์ชเล็กลง ส่วนสมบัติทางการไหลของสตาร์ชถั่วมะแฮะทั้ง 4 ขนาดนั้น มีค่าใกล้เคียงกัน