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Changes in the thermal and structural properties of maize starch during nixtamalization and tortilla-making processes as affected by grain hardness

Institution:	1. Programa de Posgrado en Alimentos del Centro de la República, Universidad Autónoma de Querétaro, Cerro de las Campanas S/N, Col. Las Campanas, Querétaro, Querétaro, C. P. 76010, Mexico;2. Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, Unidad Querétaro, Libramiento Norponiente, No. 2000, Fraccionamiento Real de Juriquilla, Querétaro, Querétaro, C. P. 76230, Mexico;1. Posgrado en Ciencia y Tecnología de los Alimentos, Research and Graduate Studies in Food Science, School of Chemistry, Universidad Autónoma de Querétaro, Centro Universitario, Santiago de Querétaro Qro, C.P. 76010, Mexico;2. Instituto Politécnico Nacional, CICATA-IPN Unidad Querétaro, Cerro Blanco No. 141, Col. Colinas del Cimatario, Santiago de Querétaro, Querétaro, C.P. 76090, Mexico;3. Facultad de Química, Universidad Autónoma de Querétaro, Centro Universitario, Santiago de Querétaro Qro, C.P. 76010, Mexico;1. Programa de Posgrado en Ciencia y Tecnología de Alimentos, Universidad de Sonora, Rosales y Blvd. Luis Encinas S/N. Centro, C.P. 83000, Hermosillo, Sonora, Mexico;2. Universidad de Sonora, Departamento de Investigación y Posgrado en Alimentos, Universidad de Sonora, Rosales y Blvd. Luis Encinas S/N. Centro, C.P. 83000, Hermosillo, Sonora, Mexico;3. Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C. (CIAD, A.C.), Carretera a La Victoria Km 0.6, Hermosillo, C.P. 83304, Sonora, Mexico;1. CIDESI, Centro de Ingeniería y de Desarrollo Industrial, Dirección de Ingeniería de Superficies, Av. Pie de la Cuesta 7000, Querétaro, Qro, Mexico;2. Centro de Desarrollo Materiales e Ingeniería S.A. de C.V, Querétaro, Qro, Mexico;3. Departamento de Física, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, Zacatenco, D. F. México, Mexico;4. Laboratorio de procesos de Transformación y Tecnologías Emergentes en Alimentos, Universidad Nacional Autónoma de México, FES-Cuautitlán, Edo de México, Cuautitlán Izcalli, C.P. 54714, Mexico;5. Facultad de Ingeniería, Licenciatura en Ingeniería Agroindustrial, Universidad Autónoma de Querétaro, Carretera a Chichimequillas s/n, Querétaro, C.P. 76140, Mexico;6. Departamento de Nanotecnología, Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, Universidad Nacional Autónoma de México, Campus Juriquilla, Boulevard Juriquilla No. 3001, C.P. 76230, Juriquilla, Querétaro, A.P. 1-1010, Mexico;1. Posgrado en Ciencias Químico Biológicas, Facultad de Química, Universidad Autónoma de Querétaro, Centro Universitario, C.P-76010 Querétaro, Qro., Mexico;2. Laboratorio de Investigación Química y Farmacológica de Productos Naturales, Facultad de Química, Universidad Autónoma de Querétaro, Cerro de las Campanas S/N, C.P. 76010 Querétaro, Qro., Mexico;3. Facultad de Ingeniería, Licenciatura en Ingeniería Agroindustrial, Universidad Autónoma de Querétaro, Carretera a Chichimequillas S/N, Querétaro C.P. 76140, Mexico;4. Laboratorio de procesos de Transformación y Tecnologías Emergentes en Alimentos, Universidad Nacional Autónoma de México, FES-Cuautitlán, Edo de México, Cuautitlán Izcalli C.P. 54714, Mexico;5. Departamento de Nanotecnología, Centro de Física Aplica y Tecnología Avanzada, Universidad Nacional Autónoma de México, Querétaro, Qro. C. P. 76230. Mexico;6. Cátedra Conacyt en Unidad de Investigación y Desarrollo en Alimentos, Instituto Tecnológico de Veracruz, Veracruz, Ver., C. P. 91897, Mexico;7. Departamento de Ingeniería Molecular de Materiales, Centro de Física Aplica y Tecnología Avanzada, Universidad Nacional Autónoma de México, Querétaro, Qro., C. P. 76230, Mexico;1. INIFAP-CEVAMEX, Km. 13.5 Carretera Los Reyes-Texcoco, Coatlinchan, Texcoco, Estado de México C.P. 56250, México;2. PROPAC, UAQ, Cerro de las Campanas S/N, Col. Las Campanas, Querétaro, Querétaro C.P. 76010, México;3. CICATA-IPN, Unidad Querétaro, Cerro Blanco No. 141, Col. Colinas del Cimatario, Querétaro, Querétaro C.P. 76090, México;4. INIFAP-CIRNO, Calle Norman E. Borlaug Km 12, Cd. Obregón, Sonora C. P. 85000, México;1. Instituto Politécnico Nacional, CEPROBI, Km. 6.6 Carr. Yautepec-Jojutla Col. San isidro, 62731, Yautepec, Morelos, Mexico;2. CINVESTAV-IPN Unidad Querétaro, Libramiento Norponiente 2000, Fracc. Real de Juriquilla, Querétaro, Qro, C.P. 76230, Mexico;3. Facultad de Ciencias Químico Biológicas, Universidad Autónoma de Sinaloa, Ciudad Universitaria, 80010, Culiacán, Sinaloa, Mexico;4. Whistler Center for Carbohydrate Research, Purdue University, West Lafayette, IN 47907, USA

Abstract:	The objective of this work was to evaluate the changes in the thermal and structural properties of maize starch during nixtamalization and the tortilla-making process and their relationship with grain hardness. Three maize types with varying hardness (hard, intermediate, soft) were processed by three nixtamalization processes (classic, traditional and ecological). Starch from the three maize types showed an A-type pattern and two endotherms corresponding to gelatinization and melting of the Type I amylose-lipid complexes. After cooking and steeping, in intermediate and soft grains the partial gelatinization and the annealing affected the starch properties and promoted the formation of amylose-lipid complexes. These effects were not observe in hard grains. The increase in melting enthalpy and the intensity of the peak 2θ～20° from nixtamal to tortillas demonstrated the formation of amylose-lipid complexes. A third endotherm above 114 °C in some treatments of nixtamal and tortilla starch demonstrated the transformation of some amylose-lipid complexes in a most ordered structures (Type II complexes). The V-type polymorph structure found in native starch, nixtamal, and tortilla corresponds to a coexistence of Type I and Type II complexes. Formation of amylose-lipid complexes in tortillas had a partial effect on decreasing starch retrogradation (r = ?0.47, P < 0.05).

Keywords:	Amylose-lipid complexes Maize starch Thermal properties Tortilla AACCI"} {"#name":"keyword" "$":{"id":"kwrd0035"} "$$":[{"#name":"text" "_":"American Association of Cereal Chemists International CNP"} {"#name":"keyword" "$":{"id":"kwrd0045"} "$$":[{"#name":"text" "_":"Classic Nixtamalization Process DSC"} {"#name":"keyword" "$":{"id":"kwrd0055"} "$$":[{"#name":"text" "_":"Differencial Scanning Calorimetry ENP"} {"#name":"keyword" "$":{"id":"kwrd0065"} "$$":[{"#name":"text" "_":"Ecological Nixtamalization Process ESEM"} {"#name":"keyword" "$":{"id":"kwrd0075"} "$$":[{"#name":"text" "_":"environmental scanning electron microscope FI"} {"#name":"keyword" "$":{"id":"kwrd0085"} "$$":[{"#name":"text" "_":"flotation index FE"} {"#name":"keyword" "$":{"id":"kwrd0095"} "$$":[{"#name":"text" "_":"floury endosperm gelatinization enthalpy enthalpy of melting of recrystallized amylopectin melting enthalpy of the amylose-lipid complexes Type I melting enthalpy of the amylose-lipid complexes Type II final gelatinization temperature final temperature of melting of recrystallized amylopectin final temperature of melting of the amylose-lipid complexes Type I TNP"} {"#name":"keyword" "$":{"id":"kwrd0175"} "$$":[{"#name":"text" "_":"Traditional Nixtamalization Process Onset gelatinization temperature Onset temperature of melting of recrystallized amylopectin onset temperature of melting of the amylose-lipid complexes Type I peak gelatinization temperature peak temperature of melting of recrystallized amylopectin peak temperature of melting of the amylose-lipid complexes Type I peak temperature of melting of the amylose-lipid complexes Type II VE"} {"#name":"keyword" "$":{"id":"kwrd0255"} "$$":[{"#name":"text" "_":"vitreous endosperm
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