Kinetics of structural changes in starch retrogradation observed by simultaneous SANS/FTIR-ATR measurements

SANS FTIR-ATR測定による澱粉の老化の構造変化の速度論的解析

平田 芳信*; 金子 文俊*; Radulescu, A.*; 西津 貴久*; 勝野 那嘉子*; 今泉 鉄平*; 元川 竜平   ; 熊田 高之   ; 中川 洋   

Hirata, Yoshinobu*; Kaneko, Fumitoshi*; Radulescu, A.*; Nishizu, Takahisa*; Katsuno, Nakako*; Imaizumi, Teppei*; Motokawa, Ryuhei; Kumada, Takayuki; Nakagawa, Hiroshi

SANS/FTIR-ATR同時測定システムを用いて、逆分解過程におけるジャガイモデンプンの複数の構造変化を記録した。SANSパターンでは、肩のようなピークが時間とともに顕著になる。二重らせん構造が整然と並んだ量を示すピーク強度Imaxは時間の経過とともに増加し、レトログラデーションによってデンプンがナノスケールで整然と再構築されたことが示された。FTIR-ATRスペクトルでは、1042cmと1016cmの吸収の比率が増加し、デンプンの短距離秩序構造の量が逆行分解中に増加したことが示された。の平衡値の半分を得るまでの時間は、Imaxのそれよりも大きかった。デンプンの短距離秩序構造の変化は、ナノ構造の変化よりも先に収束することが観察された。これらの結果は、二重らせん構造がアミロペクチン側鎖によって最初に形成され、その後、これらの二重らせん構造が整然と配列することを示している。

A simultaneous measurement system of SANS/FTIR-ATR was applied to record multiple structural changes in potato starch during retrogradation. In the SANS patterns, the shoulder-like peak becomes more pronounced with time. The peak intensity, Imax, which represents the amount of orderly arranged double helical structures, increased over time, showing that starch reassembled orderly on the nanoscale upon retrogradation. In the FTIR-ATR spectra, the increase of the ratio of absorptions at 1042 cm and 1016 cm, indicating the amount of short-range ordered structure in starch increased during retrogradation. The time to obtain half of the equilibrium value for was larger than that for Imax. Changes in the short-range ordered structure of starch were observed to converge prior to changes in the nanostructure. These results indicate that the double-helix structures are initially formed by amylopectin side chains, and then these double-helical structures are arranged orderly.