Effect of starch retrogradation on molecular dynamics of cooked rice by quasi-elastic neutron scattering

中性子準弾性散乱による炊飯米の分子ダイナミクスに対する老化の影響

平田 芳信*; 中川 洋   ; 山内 宏樹   ; 金子 耕士   ; 萩原 雅人   ; 山口 秀幸*; 大元 智絵*; 勝野 那嘉子*; 今泉 鉄平*; 西津 貴久*

Hirata, Yoshinobu*; Nakagawa, Hiroshi; Yamauchi, Hiroki; Kaneko, Koji; Hagihara, Masato; Yamaguchi, Hideyuki*; Omoto, Chie*; Katsuno, Nakako*; Imaizumi, Teppei*; Nishizu, Takahisa*

結晶化度は食品や材料の機械的性質に反映される。結晶化度は澱粉の構造ダイナミクスと関係しているはずである。本研究では、中性子準弾性散乱(QENS)を用いて、炊飯澱粉の老化に伴う分子ダイナミクスの変化を調べた。測定されたQENSの幅は老化に伴い狭くなった。また、弾性非干渉散乱構造因子(EISF)は増加し、老化現象に伴い分子ダイナミクスが空間的に抑制されることが示された。低移動度と高移動度をそれぞれ結晶相と非晶質相に対応させた2値分布の連続拡散モデルを用いてEISFを解析したところ、低移動度成分の割合が老化によって増加することが示された。

Crystallinity is reflected in the mechanical properties of foods and materials. Crystallinity should be related to the structural dynamics of starch. In this study, we used quasi-elastic neutron scattering (QENS) to investigate changes in the molecular dynamics of cooked rice starch during retrogradation. The width of the measured QENS narrowed with retrogradation. The elastic incoherent structure factor (EISF) increased, which indicated that the molecular dynamics are spatially suppressed upon retrogradation. Analysis of EISF with a bimodal continuous diffusion model, where low and high mobilities are assumed to correspond to crystalline and amorphous phases, respectively, showed that the fraction of the low-mobility component increases with retrogradation.