Genotype and Environmental effects on functional properties of wheat starch

Nhan Minh Tri * and Les Copeland

* Corresponding author (nhanmtri@ctu.edu.vn)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Received: 17 Jan 2013
Accepted: 20 Jun 2013
Published: 24 Jul 2013
Title: Genotype and Environmental effects on functional properties of wheat starch
Views
181
Downloads
81
How to Cite
Trí, N. M., & Copeland, L. . (2013). Genotype and Environmental effects on functional properties of wheat starch. CTU Journal of Science, (26), 155-161. Retrieved from https://ctujsvn.ctu.edu.vn/index.php/ctujsvn/article/view/109
Issue
No. 26 (2013)
Section
Animal and Veterinary

Abstract

Starch is a macro-constituent of many foods and the major source of energy in the human diet. Functional properties of starch are highly variable due to genotype and environment, resulting in unpredictability of its functional performance in food processing and food quality. Aim of research seeks to fill critical knowledge gaps about how environmental factors during crop growth affect functional properties of wheat starch that are important for food processing and food quality. Starch was isolated from grain harvested from five commercial Australian wheat varieties that were grown in five different climate regions of Australia in the season 2008. Analyses were performed on the isolated starch to examine the extent to which genotype, growth location and season influenced variability of functional properties including: thermal properties (gelatinization temperatures and enthalpy change) and pasting properties. Statistical analysis indicated genotype mainly affected starch viscosities, gelatinization temperature and pasting temperature. Growth location was the major contributor to variance of enthalpy of starch gelatinization and breakdown viscosity. Strong correlations (p < 0.001) were indicated between growing conditions (nutrients, rainfall and temperature) and thermal properties and pasting properties of starch.
Keywords: Genotype, environment, functional properties, gelatinization, viscosity

Tóm tắt

Tinh bột là thành phần chủ yếu trong nhiều thực phẩm và là nguồn năng lượng chính trong khẩu phần dinh dưỡng của người. Tính chất chức năng của tinh bột thay đổi theo giống và môi trường, đưa đến kết quả là khó dự đoán được quá trình chế biến thực phẩm và chất lượng thực phẩm. Mục tiêu của nghiên cứu là bổ sung kiến thức về sự ảnh hưởng của môi trường đến tính chất chức năng của tinh bột trong quá trình trồng trọt, mà các tính chất này có ảnh hưởng đến quá trình chế biến và chất lượng thực phẩm. Tinh bột được trích ly từ năm giống lúa mì thương mại được trồng ở năm vùng khí hậu khác nhau ở úc trong mùa vụ  năm 2008. Tinh bột được phân tích các tính chất chức năng như nhiệt độ hồ hóa và độ nhớt hồ tinh bột. Kết quả thống kê cho thấy giống ảnh hưởng chủ yếu đến độ nhớt hồ tinh bột, nhiệt độ hồ hóa và nhiệt độ dịch hóa. Địa điểm trồng trọt ảnh hưởng mạnh đến enthalpy hồ hóa và sự giảm độ nhớt. Có mối tương quan chặt chẽ (p < 0,001) giữa điều kiện môi trường (thổ dưỡng, lượng mưa và nhiệt độ) với tính chất nhiệt và độ nhớt của tinh bột.
Từ khóa: Giống, môi trường, tính chất chức năng, hồ hóa, độ nhớt

Article Details

References

Baik, B.-K., Park, C. S., Paszczynska, B., and Konzak, C. F. 2003. Characteristics of Noodles and Bread Prepared from Double-Null Partial Waxy Wheat. Cereal Chemistry 80(5): 627-633.

Bao, J. S., Shen, S. Q. and Xia, Y. W. 2006. Analysis of Genotype × Environment Interaction Effects for Starch Pasting Viscosity Characteristics in Indica Rice. Acta Genetica Sinica 33(11): 1007-1013.

Bao, J., Sun, M. and Corke, H. 2007. Analysis of genotypic diversity in starch thermal and retrogradation properties in nonwaxy rice. Carbohydrate Polymers 67(2): 174-181.

Guo, G., Jackson, D. S., Graybosch, R. A. and Parkhurst, A. M. 2003. Asian Salted Noodle Quality: Impact of Amylose Content Adjustments Using Waxy Wheat Flour1. Cereal Chemistry 80(4): 437-445.

Jane, J., Chen, Y. Y., Lee, L. F., McPherson, A. E., Wong, K. S., Radosavljevic, M. and Kasemsuwan, T. (1999). Effects of Amylopectin Branch Chain Length and Amylose Content on the Gelatinization and Pasting Properties of Starch1. Cereal Chemistry 76(5): 629-637.

Konik, C. M., Miskelly, D. M., and Gras, P. W. 1993. Starch Swelling Power, Grain Hardness and Protein: Relationship to Sensory Properties of Japanese Noodles. Starch - Stärke 45(4): 139- 144.

Ng, K. Y., Pollak, L. M., Duvick, S. A. and White, P. J. 1997. Thermal Properties of Starch from 62 Exotic Maize (Zea mays L.) Lines Grown in Two Locations. Cereal Chemistry 74(6): 837-841.

Ragaee, S. Abdel-Aal, and E. S. M. 2006. Pasting properties of starch and protein in selected cereals and quality of their food products. Food Chemistry 95(1): 9-18.

Takahiro, N., Takuji, T., Shozo, T., and Ikuo, S. 2001. Relationship Between Physicochemical Properties of Starches and White Salted Noodle Quality in Japanese Wheat Flours. Cereal Chemistry 78(4): 395-399.

Tester, R. F. and Karkalas, J. 2001. The Effects of Environmental Conditions on the Structural Features and Physico-chemical Properties of Starches. Starch - Stärke, 53(10): 513-519.

Van Hung, P., Maeda, T. and Morita, N. 2006. Waxy and high-amylose wheat starches and flours characteristics, functionality and application. Trends in Food Science & Technology 17(8): 448-456.

Vignaux, N., Doehlert, D. C., Elias, E. M., McMullen, M. S., Grant, L. A. and Kianian, S. F. 2005. Quality of Spaghetti Made from Full and Partial Waxy Durum Wheat. Cereal Chemistry 82(1): 93-100.

Yamamori, M. and Quynh, N. T. (2000). Differential effects of Wx-A1, -B1 and -D1 protein deficiencies on apparent amylose content and starch pasting properties in common wheat. TAG Theoretical and Applied Genetics 100(1): 32-38.

Reports of wheat crops grown in NVT http://nvtonline.com.au/reports, assessed on 15/8/2011.

Climate Data Online in Bureau of Meteorology, http://www.bom.gov.au/climate/data/?ref=ftr, assessed on 20/8/2011.