Browsing by Subject "tärkkelys"

The main goal of this thesis was to examine the effect of the compaction speed on the compressional behaviour of two excipients, microcrystalline cellulose and starch, using an eccentric and rotary presses. First, the average weights of the tablets have changed due to the increasing speed, as the volume of die kept constant. They were grown, for eccentric press, or were reduced, for rotary press. Second, Compression force, needed to obtain tablets with similar strength, was increased during both tableting methods. The eccentric compaction was more stable regarding to the speed increase. Tablets were formed from all of the blends, with more or less success. Additionally, as a result of force increase, resulted tablets were denser and less porous because of speed expansions during eccentric press. However, the blends containing 80% or more starch were not able to form tablets during the rotary press, because of the very poor die filling. Furthermore, blend containing 60% starch has shown very poor tabletability at speeds over 34 rounds per minute. The elastic recovery of tablets was very sensitive to the speed rises and to the concentrations of excipients during the eccentric press. Tablets have demonstrated an increase in their elastic recovery values in all cases. However, the tablets with a higher concentrations of starch were significantly more sensitive to the increasing compaction velocity. According to these results, it can be concluded that the starch exhibit more elasticity than microcrystalline cellulose. The effect of magnesium stearate on tablets' properties, such as the weight and the porosity, and compaction parameters, such as ejection force have also examined. As it expected from boundary lubricants, magnesium stearate has significantly reduced the ejection force values, required for removing the tablet from the die, compared with unlubricated tablets. Additionally, tablets with lubricants were heavier and more porous. The compression force was adjusted according to the crushing strength values in rotary press. This was due to the fracture variations of such tablets during diametrical compression, which would give unreliable values of tensile strength. Moreover, elastic recovery, porosity, density values were not calculated for scored tablet, due to either the lack of punch displacement data from rotational machine or the relative complexity of measuring the volume of such tablets. If these values had been available for both machines, their comparison with respect to these parameters would be possible and the results of this thesis would have been more appropriate.

Kauran käyttö leivonnassa on kasvattanut suosiotaan viime vuosien aikana. Gluteenittomuuden takia 100 % kauraleivonta on kuitenkin haasteellista, sillä taikinan käsiteltävyys vaikeutuu sitkon puuttuessa. Oikeanlaisen taikinan konsistenssin saavuttamiseksi ja onnistuneen leivonnan kannalta on tärkeää tunnistaa kauran vedensidontakykyyn vaikuttavat tekijät. Tutkimuksessa tarkasteltiin eri kauralajikkeiden beetaglukaanipitoisuuden yhteyttä vedensidontaan. Tavoitteena oli myös vertailla eri kauralajikkeista tehtyjen taikinoiden konsistenssia ja valmiiden leipien rakenteellisia ja aistinvaraisia ominaisuuksia. Kokeellisessa osiossa tutkittiin viidestä eri kauralajikkeesta valmistettujen jauhojen ja hiutaleiden vedensidontaa ja siihen vaikuttavia tekijöitä. Taikinan konsistenssimittauksia ja leivontakokeita varten näytteistä valmistettiin kaksi erilaista taikinaa, joissa toisessa käytettiin pelkästään kaurajauhoja ja toisessa puolet kaurajauhoista korvattiin saman lajikkeen kaurahiutaleilla. Leivonnan onnistumiseksi taikinoissa käytettiin apuna psylliumia. Kaurajauhoista sekä kaurajauhoista ja -hiutaleista valmistettujen taikinoiden konsistenssia tutkittiin aineenkoestuslaitteella (Texture Analyzer) käänteisen ekstruusion avulla. Leivontakokeissa leivottiin palaleipiä, joiden rakenteellisten ominaisuuksien muutoksia seurattiin myös aineenkoestuslaitteen avulla (Texture Profile Analysis). Tulosten perusteella lajikkeen vaikutus kauran vedensidontakykyyn, konsistenssiin ja leivontatuloksiin oli suuri. Beetaglukaanipitoisuuden yhteys kaurajauhojen vedensidontakykyyn ei ollut selkeä, mutta kaurahiutaleiden vedensidonta suureni beetaglukaanipitoisuuden suuretessa. Kauralajikenäytteiden konsistenssi riippui monesta eri tekijästä. Suuri beetaglukaani- ja proteiinipitoisuus näkyi suurena taikinoiden konsistenssina. Kaurahiutaleita sisältävien taikinoiden konsistenssi oli suurempi kuin vain kaurajauhoja sisältävien taikinoiden. Suuri taikinan konsistenssi helpotti taikinan käsittelyä ja muokkaamista. Konsistenssin suuruudella ei ollut suoraa yhteyttä valmiiden leipien rakenteellisiin ominaisuuksiin. Muutokset leipien rakenteessa tapahtuivat kypsymisen aikana ja johtuivat todennäköisesti lajikkeiden erilaisista liisteröitymislämpötiloista ja tärkkelyksen käyttäytymisestä paiston aikana. Liisteröityneen kauran lisääminen taikinan joukkoon paransi leipien rakenteellisia ominaisuuksia ja säilymistä.

Traditionally, oat has been a significant animal feed source, but during the past a few years the food consumption of oats has increased. It is important to know the baking quality of different oat cultivars and the factors affecting the quality to obtain the best possible quality oats as a raw material. The aim of this study is to define factors that explain the differences in baking quality between oat cultivars and especially study the role of starch. Samples were flour, flakes and dehulled grains from three oat cultivars. The protein and beta glucan content, water binding capacity and particle size distribution of flours were measured. The water binding capacity and hectoliter weight of flakes and hardness of the groats were measured. The properties of starch were examined by Mixolab-analysis, in which the dough is gelatinized and the mixing resistance is measured during heating-cooling program, and by microscopy of starch granules. In addition, test baking of bread was done using only flour, flour and flakes, and flour and pre-gelatinized flakes. The consistency of the oat dough was measured. The size and form, drying, texture and organoleptic properties of oat breads were examined. There were differences between oat cultivar samples in water binding capacity of flour and flakes. The differences correlated with beta glucan and protein content. The minimal water binding capacity of oat flour led to small consistency. Bread made of soft oat dough spread the most during baking and were softest in texture analysis. No differences in oat starch granule structure were noticed in microscopy. Mixolab results indicated that the pasting properties of one oat cultivar sample differed from the two others. P re-gelatinization of oat flakes increased the dough consistency in baking, resulted in stiffer breads, and reduced baking loss, and eliminated differences in shape, hardness and chewiness between oat cultivar samples.

Oat starch differs from other cereal starches in morphology and composition. According to the food industry, the usage of oat in baking is restricted by the rapid staling of oat products, meaning they deteriorate in quality, seen as increased hardness and crumbliness. In baking, starch is only partly gelatinized due to restricted amounts of available water. The gelatinization and aging properties of oat starch in limited water are not yet comprehensively known. The aim of this study was to investigate how the stage of gelatinization and total water content affected the aging of gels prepared from oat flours produced by different treatments. In this study, Mixolab was used to prepare gels from oat flour and water with three different water contents (50, 60 and 70 % water) and in three different stages of gelatinization (under, optimally and over gelatinized). The aging of gels was indicated by the change in their hardness which was measured by a Texture Analyzer 1, 2 and 7 days after preparation. Other analyses from the flour samples included water retention capacity by centrifugation method, particle size distribution by laser diffraction and gelatinization behavior in excess water measured by a viscometer (RVA). Results showed that the further the gelatinization proceeded, the more the samples hardened during storage. The hardness of under gelatinized samples did not increase at all. In optimally gelatinized samples the hardness increased in the samples which had the least water. All the over gelatinized samples hardened during storage. The further the gelatinization process had proceeded, the more there probably was solubilized starch in the sample, causing the gel hardness to increase more. The bigger the water content, the softer was the sample. In the samples with the highest water contents, the hardness did not increase rapidly, probably because the solubilized starch molecules were too far apart to create crystal structures. Only minor increase in hardness was observed in gels made from non-heat treated oat flour. This could be explained by the possible enzyme activity in the flour retarding the aging, since the natural enzymes in oat were not inactivated by heat treatment. The differences between flours were explained by their different particle sizes and starch and beta glucan contents. Beta glucan increased the water retention capacity of flour in room temperature. The highest consistencies during gelatinization and hardest gels during storage were produced by the flour which had the highest starch content. It also had the smallest particle size, thus causing it to have the highest water retention capacity.

Kirjallisuustutkimuksessa käsiteltiin kauran makrokomponentteja, niiden rakenteita ja niiden ominaisuuksia viskositeetin muodostamisessa nesteessä. Lisäksi kirjallisuusosiossa perehdyttiin kasviperäisten nestemäisten elintarvikkeiden valmistusprosesseihin, reologiaan ja ilmiöihin, joita tapahtuu nestemäisissä elintarvikkeissa. Kokeellisen osuuden tavoitteena oli selvittää, voidaanko viidestä kaurajauhosta valmistaa 8 % proteiinia ja 0,4 % β-glukaania sisältävä juoma. Kokeen tarkoituksena oli myös selvittää termostabiilin α-amylaasin ja kahden mallasentsyymiuutevalmisteen kykyä nesteyttää eli pienentää kaurajauhonäytteiden viskositeettia. Kaurajauhonäytteiden liisteröitymisen loppuviskositeetit selvitettiin RVA:lla AACC:n (1997) yleisen tärkkelyksen liisteröimismenetelmän 76-21.02 mukaan ilman entsyymilisäystä ja entsyymien kanssa. Kokeen perusteella näytteiksi valikoitui kaurajauhoista kolme yhdistelmää, jotka täyttivät proteiini- ja β-glukaanipitoisuuskriteerit. Jauhoyhdistelmänäytteille tehtiin myös vertailunäytteet, joihin lisättiin termostabiilia α-amylaasia ja näytteiden loppuviskositeetit selvitettiin RVA:lla. Lisäksi näytteiden faasien erottumista varastoinnin aikana seurattiin. Näytteistä valikoitui aistinvaraiseen arviointiin yksi jauhoyhdistelmä. Näyte, joka sisälsi α-amylaasia, valittiin sen alhaisimman loppuviskositeetin takia. Aistinvaraisen arvioinnin näytteet maustettiin mustikan makuiseksi. Vain yksi jauhonäyte nesteytyi proteiinipitoisuuden ollessa 8 %. Se oli nestemäinen myös ilman entsyymiä. Alhaisen viskositeettinsa takia juomaan voitiin lisätä β-glukaanikonsentraattia, jolloin juoman β-glukaanipitoisuudeksi saatiin 0,4 %. Termostabiili α-amylaasi oli huomattavasti tehokkaampi laskemaan liuoksen viskositeettia kuin mallasentsyymiuutevalmisteet. Juoman rakenne pysyi yhtenäisenä tärkkelyksen muodostaman verkkomaisen rakenteen takia, niissä näytteissä, joissa ei ollut käytetty α-amylaasia. Aistinvaraisessa arvioinnissa α-amylaasin käyttö vähensi aistittua eltaantuneisuutta ja jälkimaun voimakkuutta. Viskositeetin vähäisyydellä ja aistitulla pinnoittavuudella oli käänteisesti yhteyttä hiekkaisuudeksi kutsuttuun ominaisuuteen.

Tiivistelmä – Referent – Abstract Mansikanviljelyn ongelmana Suomessa ovat matalat satotasot. Korotettua viljelypenkkiä käyttämällä on muilla mansikanviljelyalueilla saatu suuremmat sadot ja parempi marjan laatu. Muilla viljelyalueilla menetelmää on käytetty enemmän yksivuotisessa kuin monivuotisessa mansikanviljelyssä. Suomen ilmastossa korotetun avomaanviljelypenkin kuitenkin pelätään aiheuttavan talvivaurioita. Viimeisimmät tulokset korotetun viljelypenkin käytöstä Suomessa ovat kuitenkin rohkaisevia, talvivaurioita ei syntynyt kokeessa käytetyllä lajikkeella. Lisää tutkimusta eri lajikkeiden vasteesta korotettuun viljelypenkkiin pohjoisten olojen monivuotisessa mansikan viljelyssä kuitenkin tarvitaan. Tässä tutkimuksessa tutkittiin kolmen lajikkeen vastetta kahdella penkin korkeudella, 10 ja 20 cm, sekä kahdella maalajilla. Kokeessa käytetyt lajikkeet olivat suositut viljelylajikkeet, ’Honeyoe’ ja ’Polka’ sekä Luonnonvarakeskuksen uusi, aikainen lajike, ’Lumotar’. Tässä kokeessa selvitettiin eri korkeuksien vaikutusta kasvuun, sadon määrään ja laatuun, sekä juurakoiden tärkkelyspitoisuuteen. Marjan laadun mittareina käytettiin liukoisten kuiva-aineiden pitoisuutta sekä titrautuvien happojen määrää. Eri käsittelyt vaikuttivat mitattuihin kasvun ja sadon indikaattoreihin. 20 cm penkin korkeutta käyttämällä saatiin suurempi satopotentiaali ja se myös toteutui paremmin. Tässä tutkimuksessa korkeudella ei kuitenkaan ollut vaikutusta marjan laatuun eikä juurakon tärkkelyspitoisuuteen. Korkeamman penkin korkeuden vaikutusta tuottavuuteen pohjoisissa oloissa onkin kuitenkin edelleen selvitettävä ja lajikkeiden kastelu ja lannoitusvaatimuksia tarkennettava. Näyttää kuitenkin, että korotettu avomaanviljelypenkki kohentaa kasvuoloja molemmilla maalajeilla ja kaikilla kokeessa käytetyillä lajikkeilla mansikalle edulliseen suuntaan. Näin se lisää mansikan kasvua ja suurentaa satoa.

Kvinoa on sopeutunut elämään hyvin vaihtelevissa olosuhteissa, ja lajin sisällä geneettinen vaihtelu onkin laaja. Tämän vuoksi kvinoatärkkelysten toiminnallisissa ominaisuuksissa voi esiintyä eroja eri lajikkeiden ja populaatioiden välillä. Kvinoatärkkelys myös poikkeaa tavanomaisten viljojen tärkkelyksistä. Näiden erojen tunteminen on oleellista, jos kvinoalle halutaan löytää lisää sopivia käyttökohteita tuotekehityksessä. Kvinoan käytön lisäämistä tukevat ainakin sen sopeutuminen vaihteleviin kasvuolosuhteisiin ja ravitsemuksellinen laatu. Maisterintutkielman tavoitteena oli eristää tärkkelys eri kvinoalajikkeista ja tutkia tärkkelyksen toiminnallisia ominaisuuksia ja määrittää amyloosipitoisuus. Tämän perusteella vertailtiin kvinoatärkkelysten ominaisuuksia sekä pohdittiin kvinoan elintarvikekäytön mahdollisuuksia. Tutkittavaksi oli saatu viisi eri kvinoalajiketta: Rosada de Taraca, Real quinoa, Titicaca, Pasankalla ja Minttumatilda. Tärkkelykselle suunniteltiin erotusprosessi aiempien tutkimusten pohjalta ja erotusprosessi toteutettiin laboratoriomittakaavassa. Tärkkelyksen liisteröitymistä tutkittiin RVA- ja DSC-laitteella sekä kiteytymistä DSC-laitteella. Amyloosipitoisuus määritettiin Megazyme Amylose/Amylopectin Assay Kit-analyysisarjalla. Erotusprosessin saanto jäi pieneksi. Tähän saattoi vaikuttaa kvinoan tärkkelysjyvästen pieni koko. Kvinoatärkkelysten liisteröitymisominaisuuksissa havaittiin eroja lajikkeiden välillä. Lajikkeiden välillä oli eroja enemmän 50-prosenttisessa tärkkelyspitoisuudessa kuin 10-prosenttisessa tärkkelyspitoisuudessa, mihin saattoi vaikuttaa erilaiset menetelmät. Tärkkelyksen uuskiteytymistä kuvaavissa lämpöominaisuuksissa oli eroja kvinoatärkkelysten välillä 50-prosenttisessa pitoisuudessa. Kvinoatärkkelysten amyloosipitoisuudet olivat matalat. Tämä saattaa selittää, miksi 10-prosenttisessa tärkkelyspitoisuudessa geeleissä ei havaittu lainkaan kiteytymistä. Suomessa viljellyn kvinoapopulaation tärkkelys poikkesi sekä liisteröitymisominaisuuksiltaan että kiteymistä kuvaavilta lämpöominaisuuksiltaan muista kvinoatärkkelyksistä. Lajikkeiden välillä oli eroa toiminnallisissa ominaisuuksissa ja kvinoalajikkeen valinnalla on merkitystä kvinoan käytön kannalta. Kvinoatärkkelys poikkeaa ominaisuuksiltaan tavanomaisten viljojen tärkkelyksistä ja sille voidaan löytää omanlaisia käyttökohteita. Kvinoan käytön lisäämistä siis tukee myös kvinoatärkkelyksen ainutlaatuiset ominaisuudet.

Liquorice is a confection which is manufactured by cooking. Main ingredients in the liquorice usually are extract from the root of the liquorice plant, sugar, wheat flour, molasses and water. The literature review focused on the raw materials and the manufacturing process of liquorice, starch and starch gelatinization as well as quinoa. The aim of this study was to find out whether liquorice confection can be produced by organic quinoa flour instead of wheat flour. Also the effects of processing parameters (water content of the feed, mass flow and screw speed) on the water content, water activity, hardness and diameter of the liquorice was investigated. Reference sample was made from organic whole-grain speltflour. In the experimental research, liquorices were manufactured on a laboratory scale with a twin-screw extruder according to Box-Behnken design, where the variables were water content of the mass (21, 23.5, 26%) mass flow (70, 100, 130 g/min) and screw speed (40, 55, 70 rpm). The results were analysed by using PLSR (Partial Least Square Regression). Organic quinoa liquorice succeeded at all water contents used. Instead the liquorice manufactured from whole-grain speltflour succeeded only at water content of 26%. Probably the spelt flour would have needed bigger water content and higher temperature for the gelatinization of starch. Water content of the mass was the only variable which was affecting statistically significantly to the moisture content and water activity of the organic quinoa liquorice. After storage for four months water content of the mass was affecting statistically significantly to the hardness and diameter of the organic quinoa liquorice. In the PLSR model for organic quinoa liquorice, the coefficient of determination R2 was 41.9% and the coefficient of prediction Q2 was 13.8%. After four months storage the coefficient of determination R2 was 36.1% and the coefficient of prediction Q2 was 15.7%. PLSR-analysis was not made for organic spelt liquorice because there were not enough samples from different experiment points. The present study showed that liquorice can be produced from organic quinoa flour with a twin-screw extruder.

Hevosen ruoansulatuselimistö on sopeutunut käyttämään kuitupitoista ravintoa hyväkseen. Useimmiten dieetiin lisätään kuitenkin energiatäydennyksenä väkirehuja. Tutkimuksen tavoitteena oli meta-analyysiä käyttäen tutkia dieetin väkirehun osuuden ja rehujen ominaisuuksien, erityisesti solunsisällyshiilihydraattien (myöhemmin sshh) ja tärkkelyksen, vaikutusta dieetin sulavuuteen. Mukana oli 23 tutkimusta, 50 erilaista dieettien vertailua (alakoetta) ja 113 tutkimusdieettiä, joissa väkirehun osuus vaihteli 0-80 % välillä. Aineistosta tutkittiin kokonaiskeruu- tai merkkiainemenetelmällä mitattuja kuiva-aineen, raakavalkuaisen, NDF:n ja ADF:n sulavuuksia regressioanalyysillä käyttäen lineaarista ja toisen asteen sekamallia. Väkirehut luokiteltiin kolmeen tyyppiin: (1) kuitupitoiset, (2) kaurapohjaiset ja (3) muita viljoja sisältävät väkirehut. Väkirehun osuuden kasvu paransi dieetin kuiva-aineen sulavuutta, mutta positiivinen vaikutus kuiva-aineen sulavuuteen heikkeni käyräviivaisesti, kun väkirehun osuus kasvoi (p=0,04). Dieetin tärkkelyspitoisuuden kasvu paransi kuiva-aineen sulavuutta käyräviivaisesti (p=0,04). NDF:n sulavuus kuitenkin heikkeni käyräviivaisesti kun ruokintakertakohtainen tärkkelyksen saanti (g/epkg) kasvoi väkirehutyypeillä 2 (p=0,02) ja 3 (p=0,005). Sekä dieetin- (p=0,01) että karkearehun (p=0,03) sshh-pitoisuuksien kasvun todettiin heikentävän NDF:n sulavuutta käyräviivaisesti. Väkirehun NDF-pitoisuus ei vaikuttanut dieetin sulavuuteen. Kuiva-aineen sulavuuden paraneminen johtui oletettavasti lisääntyneestä entsymaattisesta sulatuksesta ohutsuolessa. Havaitut muutokset kuidun sulavuudessa osoittavat kuitenkin, että osa tärkkelyksestä ja sshh:ta voi suurina pitoisuuksina syötettäessä ohittaa ohutsuolen entsyymisulatuksen ja vaikeuttaa paksusuolen mikrobifermentaation normaalia toimintaa. Tärkkelyksen lisäksi myös sshh:n kokonaispitoisuus dieetissä tulisi ottaa huomioon ruokintaa suunniteltaessa ja sshh:n vaikutusta terveen hevosen paksusuolen mikrobifermentaatioon tulisi tutkia lisää