Optimization of gel mixture formulation based on weighted value using response surface methodology

• Jiajia Dai ^[1] ; Mengru Ding ^[3] ; Jian Chen ^[1] ; Jun Qi ^[2] ; Yu Zhu ^[1] ; Zhang Li ^[2] ; Lei Zhu ^[3] ; Guodong Wang ^[3]
  1. [1] Wannan Medical College

     Wannan Medical College

     China

     
  2. [2] Anhui Agricultural University

     Anhui Agricultural University

     China

     
  3. [3] Anhui Province Key Laboratory of Active Biological Macromolecules

  Mostrar afiliaciones +
• Localización: CyTA: Journal of food, ISSN 1947-6337, ISSN-e 1947-6345, Vol. 18, Nº. 1, 2020, págs. 500-507
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Optimización de la formulación de una mezcla de gel basada en el valor ponderado utilizando la metodología de superficie de respuesta
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Las mezclas de gel desempeñan un papel importante en el procesamiento de los alimentos. En este estudio investigamos las interacciones entre tres polisacáridos, el konjac glucomanano (KGM), el κ-carragenano (κCG) y el almidón de maíz modificado (MCS). Para ello se aplicó el diseño de compuesto central de la metodología de superficie de respuesta, a fin de modelar y optimizar el valor ponderado (WV) de la capacidad de retención de agua (WHC), la dureza (H) y la elasticidad (S) de la gelificación. Utilizando análisis estadísticos determinamos la formulación óptima de la mezcla de gelatina como 6 g κCG, 8 g KGM y 9 g MCS, con un WV máximo de 0.945. El orden de influencia de cada uno de los tres polisacáridos en las propiedades del gel de la mezcla fue κCG > MCS > KGM. La microscopía electrónica de barrido reveló que KGM y κCG forman una estructura en espiral en la que los huecos son rellenados con MCS; a su vez, los tres polisacáridos forman una estructura estrechamente conectada en red. Nuestros resultados indican que la optimización de la mezcla de gel utilizando la metodología de superficie de respuesta es eficaz, en particular cuando se requiere una mezcla de gel de alta calidad.

  • English

    Gel mixtures play an important role in food processing. We investigated the interactions among three polysaccharides, konjac glucomannan (KGM), κ-carrageenan (κCG), and modified corn starch (MCS), by applying central composite design of response surface methodology to model and optimize the weighted value (WV) for water holding capacity (WHC), hardness (H), and springiness (S) of gelation. Using statistical analysis, we determined the optimum gel mixture formulation as 6 g κCG, 8 g KGM, and 9 g MCS, with a maximum WV of 0.945. The order of influence of the three polysaccharides on the gel properties of the mixture was κCG > MCS > KGM. Scanning electron microscopy revealed that KGM and κCG formed a spiral structure with the gaps filled with MCS; the three polysaccharides formed a closely networked structure. Our results demonstrated that optimizing gel mixture using response surface methodology is effective, particularly, where high-quality gel mixture is required.