Resumen de O efeito da maltagem sobre os cristalitos e microestrutura no cultivo de cevada Grega usando difração de raios-x e análise microscópica.

Adriana Skendi, Maria Papageorgiou, Efthimios Papastergiadis

• español

  Introducción: El malteado se usaba, en general, para producir azúcares fermentables a partir del almidón a fin de permitir la fermentación alcohólica. La variación en la microestructura y cristalinidad del almidón afecta su solubilidad en agua y su degradación de las enzimas.

  Objetivos: La microestructura del almidón se explora para comprender y posiblemente modificar el proceso de malteado de una cebada griega en caso de necesidad. Para abordar el problema, se utilizó una combinación de métodos de inspección por microscopía y por difracción de rayos X para evaluar la variación de la morfología de los gránulos de almidón y el grado de cristalinidad del almidón.

  Métodos: Se investigó el efecto del malteado sobre la microestructura del almidón de cebada para un tipo de variedad de cebada griega (Seirios). Las semillas de cebada fueron provistas por ELGO-DEMETER, Instituto de Mejora Vegetal y Recursos Genéticos (Thessaloniki, Grecia). El remojo se realizó a 14 ° C (varios círculos de remojo y aireación) hasta que la cebada alcanzó el contenido de humedad deseado. A continuación, la cebada remojada se dejó germinar a 15 ° C. La germinación fue detenida aplicando una temperatura de secado a 40-45° C durante, por lo menos, 20 h (malta seca). Se obtuvo la malta horneándola durante 6 horas a 100 ° C. La cebada, la malta seca y la malta se molieron para pasar a través de una malla de 0,8 mm antes de analizarse. Para identificar la variación en la morfología de los gránulos de almidón, se utilizaron fotografías de microscopía óptica con tinción con rojo Congo. Además, se obtuvieron los análisis de difracción de rayos X de la harina de cebada, la malta seca y la molienda de la malta. Finalmente, se realizó el análisis de los difractogramas de rayos X para calcular la cristalinidad relativa y el tamaño del cristalito del almidón.

  Resultados: Los resultados demostraron variaciones en la morfología de los gránulos de almidón. Las imágenes de microscopía óptica teñida revelaron que los gránulos de almidón en la cebada eran redondos, más grandes, lisos y granulares, y los de la malta seca y de la malta parecían más pequeños y alargados con arañazos en la superficie. Las imágenes teñidas de la microscopía confocal mostraron el comienzo del daño del almidón en la superficie de los gránulos. Los difractogramas de rayos X revelaron que la cristalinidad del almidón de cebada se incrementó durante la producción de malta seca y luego disminuyó durante la cocción, pero aún permaneció mayor que el almidón de la cebada nativa.

  Conclusiones: El malteado bajo las condiciones especificadas, afectó la morfología de los gránulos de almidón de la variedad de Seirios, así como la cristalinidad del almidón, lo que sugiere la degradación parcial del almidón durante la maceración y la germinación, así como durante la cocción.

• português

  Introdução: A maltagem era geralmente usada para produzir açúcares a partir do amido e consequentemente permitir a fermentação alcoólica. A variação na microestrutura e cristalinidade do amido afeta sua solubilização de água e a sua hidrólise pelas enzimas.

  Objetivos: A microestrutura do amido é explorada para entender e possivelmente modificar o processo de maltagem, se necessário, de uma variedade de cevada grega. Para resolver o problema, foram utilizados uma combinação de métodos de microscopia e de inspeção de difração de raios-X para avaliar a variação da morfologia dos grânulos e o grau de cristalinidade do amido.

  Métodos: O efeito da maltagem na microestrutura do amido de cevada foi investigado para uma cultivar de cevada grega (Seirios). As sementes de cevada foram fornecidas pelo ELGO-DEMETER, Instituto de Criação de Plantas e Recursos Genéticos (Thessaloniki, Grécia). A maceração foi realizada a 14 ° C (vários círculos de imersão e arejamento) até a cevada atingir o teor de humidade desejado. Então a cevada mergulhada foi deixada a germinar a 15 ° C. A germinação foi interrompida por secagem a 40-45 ° C, durante pelo menos 20 h (malte seco). O malte foi obtido por secagem durante 6 horas a 100 ° C. A cevada, malte seco e malte foram moídos para passar por uma tela de 0,8 mm antes de serem analisados. As fotografias de microscopia confocal com coloração vermelha do Congo foram usadas para identificar a variação na morfologia dos grânulos de amido. Além disso, foi realizada a análise de difração de raios-x da farinha de cevada, malte seco e moagem de malte. Finalmente, a análise dos difractogramas de raios-X foi realizada para calcular a cristalinidade relativa e o tamanho dos cristalitos de amido.

  Resultados: Os resultados demonstraram variações na morfologia dos grânulos de amido. As fotografias de microscopia confocal revelaram que os grânulos de amido na cevada eram redondos, maiores, lisos e granulares, e que o malte seco e o malte pareciam menores e mais alongados com arranhões na superfície. As fotografias coradas da microscopia confocal mostraram o início dos danos na superfície dos grânulos do amido. Os difractogramas de Raios-X revelaram que a cristalinidade do amido de cevada aumentou durante a produção de malte seco e depois diminuiu durante a secagem, mas permaneceu maior do que o amido de cevada nativa.

  Conclusões: A maltagem sob as condições especificadas afetou a morfologia dos grânulos de amido da variedade Seirios, bem como a cristalinidade do mesmo, sugerindo a degradação parcial do amido durante o período de maceração e germinação, bem como durante a secagem.

• English

  Introduction: Malting was generally used to produce fermentable sugars from starch in order to permit alcoholic fermentation. Variation in the starch microstructure and crystallinity affects its water solubilisation as well as and its breakdown from the enzymes Objectives: The starch microstructure is explored in order to understand and possibly modify the malting process of a Greek barley variety if needed. To address the issue, a combination of microscopy and X-ray diffraction inspection methods were used to evaluate the variation of the starch granule morphology and the degree of crystallinity of starch.

  Methods: The effect of malting on the microstructure of barley starch was investigated for one Greek barley cultivar (Seirios). The barley seeds were provided from ELGO-DEMETER, Institute of Plant Breeding and Genetic Resources (Thessaloniki, Greece). The steeping was performed at 14°C (several soaking and aerating circles) until barley reached the desired moisture content. Then the steeped barley was allowed to germinate at 15°C. The germination was stopped by drying at 40-45°C for at least 20h (dry malt). The malt was obtained by kilning for 6 hours at 100°C. The barley, dry malt and malt were milled to pass through a 0.8mm screen before being analysed. Light microscopy photographs with Congo red staining were used to identify variation in the starch granule morphology. Moreover, the x-ray diffraction analysis of the barley meal, dry malt and malt millings were obtained. Finally, the analysis of X-ray diffractograms was performed in order to calculate relative crystallinity and the crystallite size of the starch.

  Results: The results demonstrated variations in the morphology of the starch granules. The stained light microscopy photographs revealed that the starch granules in barley were round, greater, smooth, and granular, and that of the dry malt and the malt appeared smaller and more elongated with scratches on the surface. The stained confocal microscopy photographs showed the beginning of the starch damage on the surface of the granules. X-Ray diffractographs revealed that the crystallinity of the barley starch was increased during dry malt production and then decreased during kilning but still remained greater than the native barley starch.

  Conclusions: Malting under the specified conditions, affected the morphology of the starch granules of Seirios variety as well as the crystallinity of the starch suggesting the partial degradation of the starch during steeping and germination as well as during kilning.