Application of spectrophotometric fingerprint in cluster analysis for starch origin determination - Sakač, Nikola; Karnaš, Maja; Dobša, Jasminka; Jozanović, Marija; Gvozdić, Vlatka; Kovač, Elvira; Kraševac, Marija; Šarkanj, Bojan (2020)
The botanical origin of starch is of importance in industrial applications and food pro-cessing because it may influence the properties of the final product. Current microscopic methods are time-consuming. Starch consists of an origin-dependent amylose/amylopec-tin ratio. Triiodide ions bind characteristically to the amylose and amylopectin depending on the botanical origin of the starch. The absorbance of the starch-triiodide complex was measured for wheat, potato, corn, rye, barley, rice, tapioca and unknown origin starch, and within the different cultivars. Each starch sample had specific parameters: starch-triio-dide complex peak wavelength maximum (λmax/nm), maximum absorbance change at λmax (ΔA) and λmax shift towards the unknown origin starch sample values. The visible ab-sorption spectra (500-800 nm) for each starch sample were used as a unique fingerprint, and then elaborated by cluster analysis. The cluster analysis managed to distinguish data of two clusters, a cereal type cluster and a potato/tapioca/rice starch cluster. The cereal subclusters extensively distinguished wheat/barley/rye starches from corn starches. Data for cultivars were mostly in good agreement within the same subclaster. The proposed method that combines cluster analysis and visible absorbance data for starch-triiodide complex was able to distinguish starch of different botanical origins and cultivars within the same species. This method is simpler and more convenient than standard time-con-suming methods.
Botaničko podrijetlo škroba je od velike važnosti za primjenu u industriji i proizvodnji hrane jer može bitno utjecati na svojstva krajnjeg proizvoda. Trenutno dostupne mikroskopske metode za određivanje podrijetla škroba su dugotrajne. Škrob se sastoji od amiloze i amilopektina, čiji omjer ovisi o njegovom botaničkom podrijetlu. Trijodidni ioni se obično vežu za amilozu i amilopektin, a njihovo vezivanje ovisi o podrijetlu škroba. U ovom je istraživanju mjeren apsorpcijski spektar kompleksa škrob-trijodid različitih vrsta, kao što su pšenica, krumpir, kukuruz, raž, ječam, riža, tapioka i škrob nepoznatog podrijetla, te različitih sorata iste vrste. Svaki je uzorak škroba imao specifične parametre: maksimalnu valnu duljinu pika za kompleks škrob-trijodid (λmax/nm), maksimalnu promjenu apsorbancije pri λmax (ΔA) i pomak λmax prema uzorku škroba nepoznatog botaničkog podrijetla. Vidljivi je dio apsorpcijskog spektra (500-800 nm) za svaki uzorak škroba dao jedinstveni otisak, koji je zatim obrađen klaster analizom. Tom su analizom podaci razdvojeni u dva klastera, jedan klaster žitarica i drugi klaster krumpira, tapioke i riže. Unutar klastera škrobova žitarica u podklastere su se izrazito razdvojili škrobovi pšenice, ječma i raži od kukuruznih škrobova. Podaci o sortama dobro su se grupirali unutar istog podklastera. Predložena metoda, koja kombinira klaster analizu i podatke dobivene mjerenjem apsorbancije vidljivog dijela spektra kompleksa škrob-trijodid, uspješno je razvrstala škrobove na osnovi njihove pripadnosti vrstama te sortama unutar iste vrste. Metoda je jednostavnija i praktičnija za uporabu od standardnih dugotrajnih metoda.
Bibliografija: 31 jed.
Summary ; Sažetak.
Keywords: Škrob -- Botaničko podrijetlo -- Klaster analiza -- Spektrofotometrijski otisak