Physical and 3D Printing Properties of Arrowroot Starch Gels

Abstract

This paper aims to investigate the physical and 3D printing properties of arrowroot starch (AS), a natural biopolymer with many potential health benefits. Scanning electron microscopy images showed that AS granules had mixed spherical and elongated geometries, with average sizes of 10.5 ± 2.5 μm. The molecular weight of AS measured by gel permeation chromatography (GPC) was 3.24 × 107 g/mol, and the amylose/amylopectin ratio of AS was approximately 4:11. AS has an A-type crystal structure, with a gelatinization temperature of 71.8 ± 0.2 °C. The overlap concentration (C*) of AS in aqueous solutions was 0.42% (w/v). Temperature-dependent dynamic rheological analyses of 10% to 30% (w/v) AS fluids showed that the storage modulus (G’) reached the maximum values around the gelatinization temperatures, while the yield stress (τy) and flow stress (τf) values all increased with the increase in AS concentration. The printing accuracy of AS gels was found to be associated with the interplay between the G’ values and the restorability after extrusion, determined by the three-interval thixotropy tests (3ITT). The optimum 3D printing condition occurred at 20% (w/v) AS, the nozzle diameter of 0.60 mm, the printing speed of 100 mm/s and the extrusion speed of 100 mm/s. Our research provides a promising biopolymer to be used in the design of novel personalized functional foods.

Rheological properties, printability and microstructure of buttermilk‐mashed potatoes incorporated with chlorpheniramine maleate as a material for 3D food printing

“…The lowest potato concentration in mashed potato (potato flakes: milk = 1:6) with the lowest G ′ was not self‐supportive and gradually collapsed (Liu et al ., 2020). Controversy, the formulation with high gel strength could excellently support the materials weight and retain shape leading to avoiding the collapse of the printed layer (Wang et al ., 2018; Xu et al ., 2022). Thus, the high enough gel strength formulations, for instance BMP 1:4‐21G (2.14 ± 0.17 N), 1:4.5‐21G (1.64 ± 0.28 N) and 1:5‐21G (1.13 ± 0.12 N) exhibited better SFF values (0.97 ± 0.10, 0.96 ± 0.06, 0.95 ± 0.04, respectively) without significant differences between each other ( P > 0.05).…”

Ararot (Maranta Arundinacea L.) Ri̇zomlarinin Fi̇toki̇myasal, Tibbi̇ Ve Besi̇nsel Özelli̇kleri̇ Ve Çeşi̇tli̇ Kullanimlari

“…Ararot nişastası mide ülserinin tedavisi ve gastrointestinal sistemin korunması gibi potansiyel tıbbi özelliklere sahiptir. Bu nişastanın ülser indüksiyonundan sonra sıçan midelerini iyileştirdiği bildirilmiştir [58].Yapılan bir araştırmada 30 gün boyunca günde 4 g/gün (x3) ararot nişastası alımıyla birlikte kızarmış ve baharatlı yiyeceklerden uzak durmak, uyku düzenlemesi ve stresten sakınmak, amlapita hastalarında semptomları önemli ölçüde azaltmış ve hastalarda belirgin kilo artışı gözlenmiştir [59]. Pilor ligasyondan önce 7 gün boyunca suda 1.100 mg/kg vücut ağırlığı ararot nişastası verildiğinde pilor ligasyonuna bağlı ülserasyonu olan sıçanlarda mide sıvısında %56.81 azalma, mide asiditesinde %48.44 azalma, mide pH'ında %27.14 artış, peptik aktivitede %45.53 azalma, toplam karbonhidratta %56.44 artış ve neredeyse normal gastrik mukoza histolojisi gözlenmiş olup ararot nişastasının gastrik ülserasyonu önleme etkisi olduğu bildirilmiştir.…”

“…Bu durum dolaylı olarak kalori alımını azaltır [32]. Dirençli nişasta tüketimi azalmış vücut yağı ve anti-obezite ile ilişkilendirilir [16,58]. Dirençli nişasta tüketmenin diğer faydaları arasında safra taşlarını önleme, kilo verme ve kalsiyum, magnezyum, çinko, demir ve bakır gibi minerallerin emilimini artırma sayılabilir.…”

“…Yüksek lif içeriği ve antioksidan etkili bileşiklerin varlığı ararot ununu fonksiyonel gıdaların gelişimi için önemli bir kaynak haline getirmiştir [16]. Kolayca sindirilebildiğinden genellikle çocuklar için hazırlanan ekmek ve bisküvilerde [35] ve ayrıca kurabiye ve unlu mamullerde kullanılır [15,39,58]. Ararot unu kurabiye, bisküvi, kek, tatlı ve benzeri gıdaların yapımında kullanılan diğer malzemelerle karıştırılabilir [21]; soya veya kabak ile birlikte bebekler için tamamlayıcı gıda olarak geliştirilebilir [16].…”

“…Yüksek amiloz içeriği nedeniyle ararot nişastası, özellikle mekanik dayanıklılık ve bariyer özellikleri açısından iyi teknik özelliklere sahip filmler yapmak için kullanılabilir. Nişastadaki yüksek amiloz miktarı film çözünürlüğünü azaltır ve film bütünlüğünü geliştirir [8,14,42,48,49,58,64,65]. Böğürtlen posasının ararot nişastasına katılması ile yenilebilir filmlerin oluşturulması sağlanmıştır [14].…”