Physicochemical properties, modifications and applications of starches from different botanical sources

Present trends towards technologies and processes that increase the use of residues make starchy vegetal biomass an important alternative material in various applications due to starch’s versatility, low cost and ease of use when its physicochemical properties are altered. Starch is increasingly used in many industrial applications and as a renewable energy resource. Starch can be modified to enhance its positive attributes and eliminate deficiencies in its native characteristics. In this article, the state of knowledge on conventional and unconventional starches and their properties, characteristics, modifications and applications are reviewed.

Influence of heat treatment on the sensory and physical characteristics and carbohydrate fractions of french-fried potatoes (Solanum tuberosum L.)

AbstractThe aim of this study was to analyze the impact that heat treatment with salts and freezing processes on the sensory, instrumental, and physico-chemical characteristics of fried potatoes of the Monalisa cultivar. The potatoes were blanched in distilled water (P); sodium chloride solution (B1); calcium chloride solution (B2), and a solution with both of these salts (B3). They were then pre-cooked and frozen for 24 hours and for 30 days. After frying, sensory characteristics were analyzed (color, texture, flavor, oiliness), along with overall preference and instrumental determinations of texture, color, and oil content. Further tests were conducted on the sample with the best results in the sensory analysis (B1), along with sample P as a control, to determine granule microstructure, carbohydrate fractions, glycemic index, and glycemic load. Blanching B3, despite reducing oil absorption and providing less oiliness, obtained lesser overall preference. Freezing for 30 days increased the lightness, except for when sodium chloride was used, which intensified the color yellow. The use of sodium chloride did not interfere with the type of starch granules, nor with the formation of resistant starch; however, longer freezing time reduced the glycemic index and concentrated the dietary fiber content. All samples exhibited low glycemic index and moderate glycemic loads.

Sensory acceptability and fatty acid profile of fish crackers made from Carassius gibelio

Abstract In this study, our aim was to consider the production of fish crackers using Carassius gibelio and to investigate the fatty acid profile and sensory quality of the fish crackers. Fish cracker mixture with a ratio 3.5:1.5 (minced fish/wheat starch) was obtained. Based on the total minced fish and starch level, 1.75% salt, 0.25% black pepper, 2% sunflower oil, 1% baking powder and 10% cold water (4 °C) were added and stirred until a homogenous mixture was obtained. The mixture was compressed in an extractor and baked. The moisture content of minced fish (CMF), cracker dough (CD) and crackers (CCr) was 77.73 ± 0.14%, 63.10 ± 2.18% and 7.95 ± 0.67% respectively. The n6/n3 ratio of crackers was 2.61 ± 0.20, PUFA/SFA ratio 2.28 ± 0.06 and DHA/EPA ratio 1.81 ± 0.01. The overall acceptability score obtained by the sensory evaluation of panelists was very high (8.09 ± 0.25).

Chemical, morphological, and thermogravimetric of Terminalia catappa Linn

The objective of this study is to evaluate the chemical composition, morphology, and the thermogravimetric behavior of the pulp of Terminalia catappa, also known as tropical almond. The analytical results show, based mainly on its lipid content, that this fruit has a considerable energy value. Its fiber content contributes to enhance the functional properties of the fruit. Morphological characteristics show a spongy-like structure with dispersion of starch granules and high concentration of fiber bundles, confirming the results of the chemical composition analysis. The thermogravimetric behavior exhibited by this fruit pulp when submitted to progressive temperature increase under dynamic air atmosphere shows that this raw material has great potential for industrial use due to its high absorption rate of water soluble and/or lipid-based compounds, allowing its use as a dietary complement or supplement ingredient in food products.

Variation of some chemical and functional properties of Bambara groundnut (Voandzeia Subterranean L. Thouars) during sort time storage

Abstract The storage susceptibility of Bambara groundnut (B. G.) (Voandzeia Subterranean (L.) Thouars) to Callosobruchus maculatus and chemical and functional properties of 11 varieties form Far-North of Cameroon were investigate using standard analytical methods. Storage susceptibility shown that, after five months within treatment, C. maculatus destroy 10 to 50% of grains. The chemical characteristics of none attack grains of 11 varieties were range to 18.64 at 21.08%, 6.85 at 7.44%, 49.75 at 52.68% and to 6.05 at 7.55% respectively for protein, fat, starch and free carbohydrate. These chemical characteristics significantly (p < 0.05) decreases form attacks varieties. For the functional parameters, the none attacks grains was range of 130 at 135%, 19.15 at 20.91%, 18.20 at 21.13%, 2.76 at 3.21% and of 8.54 at 10.14% respectively for water capacity absorption, solubility index, gel length, ash and humidity. The results of this study indicated that storage susceptibility, chemical and functional properties of B. G. be dependant to the varieties.

Reserve mobilization during imbibition of stored Gliricidia sepium (Jacq.) Steud. (Leguminosae - Papilionoideae) seeds

Gliricidia sepium is a drought-tolerant species, easily multiplied by seeds, and has been exploited by farmers as a source of forage in the semi-arid region of northeast Brazil. The objective of the present study was to evaluate the effect of seed storage on the mobilization of reserves during imbibition of "Gliricidia" seeds. Freshly-harvested seeds were packed in kraft paper bags and stored for three and six months in the laboratory under ambient conditions (25 º C ± 3 T and 75% ± 3 RH). Cotyledons were isolated from imbibed seeds and macerated for the extraction and quantification of total soluble sugars, reducing sugars, sucrose and starch, as well as of proteins, amino acids and for amylase activity. Storage under these conditions resulted in an increase in seed water content although germination remained at relatively high levels (86%). Seed macromolecule levels showed significant variation with the storage period and imbibition and these variations were associated with a loss in seed viability due to inadequate storage conditions.

A preliminary study of the MDH variability in Lemna minor - Lemna turionifera /

Lemna minor is a small aquatic polyploid angiosperm which reproduces apomictically and has a worldwide distribution. This study was vmdertaken to characterize the extent and nature of phenotypic variability. The techniques of starch gel electrophoresis were used in this investigation and. MDH phenotypes of several populations from Ontario, USA and Africa were examined and compared. Heat stability, molecular weight and cell fractionation analyses were also done to identify locus specific MDH bands. The results of the population surveys suggest that there is little genetic variability present both within and between Lemna minor/Lemna turionifera . Evidence of correlation of physiological and seasonal variation patterns was found.

Frequency-dependent selection at the amylase locus in Drosophila melanogaster

A. strain of Drosophila melanog-aster deficient in null amylase activity (Amylase ) was isolated from a wild null population of flies. The survivorship of Amylase homozygous flies is very low when the principal dietary carbohydrate source is starch. However, the survivorship of the null Amylase genotype is comparable to the wild type when the dietary starch is replaced by glucose. In addition, the null viability of the amylase-producing and Amylase strains is comparable v and very lm<] f on a medium with no carbohydrates . Furthermore, amylase-producing genotypes were shovm to excrete enzymatically active amylase protein into the food medium. The excreted amylase causes the external breakdown of dietary starch to sugar. These results led to the following null prediction: the viability of the A.mvlase genotype (fed on a starch rich diet) might increase in the presence of individuals which were amylase-producing. It was shown experimentally that such an increase in viability did in fact occur and that this increase v\Tas proportional to the number of mnylase..::producing fli.es present. These results provide a unique example of a non-"competi ti ve inter-genotype interaction, and one where the underlying physio~ logical and biochemical mechanism has been fully understood.

Sélection des substrats lors de l’exercice prolongé avec ingestion de glucides : études par traçage au 13C

Les principaux substrats oxydés à l’exercice, soit les glucides, les lipides et les pro- téines ne contribuent pas tous au même niveau à la fourniture d’énergie lors de l’effort prolongé. De plus, le glucose peut provenir de différentes sources endogènes (muscle, foie) et exogènes. Plusieurs facteurs peuvent influencer leur contribution respective incluant : la masse musculaire impliquée et l’entraînement préalable, le sexe, l’état nutritionnel et les conditions environnementales. L’utilisation d’isotopes stables, tels que le carbone 13 (13C), combinée à la calorimétrie indirecte respiratoire corrigée pour l’excrétion d’urée dans l’urine et la sueur, permet de différencier les substrats endogènes et exogènes et d’évaluer la contribution de leur oxydation à la fourniture d’énergie. Ces méthodes d’investigation permettant d’apprécier la sélection des substrats lors de l’exercice prolongé avec ingestion de glucose ont permis d’effectuer les comparaisons qui ont fait l’objet des trois études de cette thèse. Dans la première étude, la sélection des substrats au cours d’un effort prolongé effectué avec les membres inférieurs ou les membres supérieurs a été comparée avec et sans ingestion de glucose. Une différence modeste fut observée entre la sélection des substrats selon le mode d’exercice avec l’ingestion d’eau, celle-ci favorisant légèrement l’oxydation des glucides lors de l’effort avec les membres supérieurs. La quantité de glucose exogène oxydée était plus faible lors de l’exercice avec les membres supérieurs qu’avec les membres supérieurs, mais sa contribution plus importante, conséquence d’une dépense énergétique plus faible. Dans la deuxième étude, on a comparé la sélection des substrats chez des sujets mas- culins et féminins et les effets d’une alimentation enrichie en glucides ou de l’ingestion de glucose, au cours d’un exercice prolongé d’une durée de deux heures. On reconnaît généralement que, pour une même puissance relative, les femmes utilisent moins de glucides et davantage de lipides que les hommes. Les effets séparés d’une alimentation riche en glucides ou de l’ingestion de glucose pendant l’exercice sur la sélection des substrats furent pourtant similaires chez les deux sexes. L’effet combiné des deux procédures de supplémentation est toutefois plus important chez la femme que chez l’homme, soutenant l’hypothèse qu’un léger déficit en glucides soit présent chez les femmes. Dans la troisième étude, l’oxydation des substrats et particulièrement celle d’amidon exogène au cours d’une marche prolongée à une faible puissance de travail a été décrite. Les individus qui pratiquent des activités physiques prolongées à des intensités faibles (< 40 %VO2max) sont encouragés à ingérer des glucides et de l’eau pendant l’effort, mais la contribution de leur oxydation à la fourniture d’énergie est relativement peu connue. Nous avons montré que, contrairement aux observations précédemment effectuées à jeun sans ingestion de glucides pendant l’effort, les glucides (incluant de source exogène) peuvent fournir une très grande partie de l’énergie lorsqu’ils sont ingérés à des intervalles réguliers au cours de l’exercice prolongé. Dans l’ensemble, les résultats des études expérimentales présentées dans cette thèse montrent que les glucides ingérés peuvent fournir une grande proportion de l’énergie pendant l’exercice prolongé. Toutefois, le mode d’exercice, le sexe et la puissance de travail mènent à des variations qui sont en grande partie liées à une dépense énergétique variable selon les conditions et les groupes d’individus ayant des caractéristiques différentes.

Study of the diffusion in polymer solutions and hydrogels by NMR spectroscopy and NMR imaging

Afin d'étudier la diffusion et la libération de molécules de tailles inférieures dans un gel polymère, les coefficients d'auto-diffusion d'une série de polymères en étoile avec un noyau d'acide cholique et quatre branches de poly(éthylène glycol) (PEG) ont été déterminés par spectroscopie RMN à gradient de champ pulsé dans des solutions aqueuses et des gels de poly(alcool vinylique). Les coefficients de diffusion obtenus ont été comparés avec ceux des PEGs linéaires et dendritiques pour étudier l'effet de l'architecture des polymères. Les polymères en étoile amphiphiles ont des profils de diffusion en fonction de la concentration similaires à leurs homologues linéaires dans le régime dilué. Ils diffusent plus lentement dans le régime semi-dilué en raison de leur noyau hydrophobe. Leurs conformations en solution ont été étudiées par des mesures de temps de relaxation spin-réseau T1 du noyau et des branches. L'imagerie RMN a été utilisée pour étudier le gonflement des comprimés polymères et la diffusion dans la matrice polymère. Les comprimés étaient constitués d'amidon à haute teneur en amylose et chargés avec de l'acétaminophène (de 10 à 40% en poids). Le gonflement des comprimés, ainsi que l'absorption et la diffusion de l'eau, augmentent avec la teneur en médicament, tandis que le pourcentage de libération du médicament est similaire pour tous les comprimés. Le gonflement in vitro des comprimés d'un complexe polyélectrolyte à base d'amidon carboxyméthylé et de chitosane a également été étudié par imagerie RMN. Ces comprimés sont sensibles au pH : ils gonflent beaucoup plus dans les milieux acides que dans les milieux neutres en raison de la dissociation des deux composants et de la protonation des chaînes du chitosane. La comparaison des résultats avec ceux d'amidon à haute teneur en amylose indique que les deux matrices ont des gonflements et des profils de libération du médicament semblables dans les milieux neutres, alors que les comprimés complexes gonflent plus dans les milieux acides en raison de la dissociation du chitosane et de l'amidon.

Optimisation de la concentration en électrolytes au sein des matrices à base de HASCA pour la libération prolongée

Le sel sodique du carboxyméthylamidon à haute teneur en amylose, HASCA (Amylose 60%-amylopectine 40%), est un polymère hydrophile ionique utilisé pour obtenir des comprimés matriciels à libération prolongée. Il est caractérisé par la formation d'un hydrogel lors de la mise en contact avec le milieu de dissolution. La libération du principe actif (PA) à travers ce polymère est principalement contrôlée par la diffusion fickienne et la relaxation du réseau polymérique. De plus, la solubilité du PA est un facteur qui permet de moduler la libération, cependant, la solubilité d’un médicament dépend de la forme utilisée et du pH. Les bases ou les acides libres présentent une solubilité moins élevée que leurs sels. Nous proposons d’étudier l’effet d’une combinaison entre le sel et la forme acide ou le sel et la forme alcaline dans le même comprimé matriciel d’HASCA. Comme objectif de ce travail, nous étudions l’influence de la nature du polymère sur le profil de libération de PA dans un milieu aqueux en gradient de pH à cause de la nature des matrices à base d’HASCA caractérisées par la présence de groupement carboxyliques, ionisés ou non selon l’acidité du milieu de dissolution. Nous étudions également l’influence de la nature du PA (base libre ou son sel vs acide libre ou son sel) sur le profil de libération, ceci en sélectionnant des PAs modèles représentatifs de chaque catégorie. L’influence de changement de proportions entre la forme libre (acide ou base) et son sel sur le profil de libération est aussi investiguée. Pour ce, des comprimés à base de HASCA avec des proportions différentes de, soit le naproxène acide et le naproxène de sodium (PA acide et son sel), soit la tétracycline et le chlorhydrate de tétracycline (PA alcalin et son sel) ont été utilisés. Ceux-ci sont évalués lors des tests de dissolution dans un milieu simulant le milieu gastro-intestinal, selon les normes de l’USP (spectrophotométrie UV). Nous avons également menés des études de vitesse de dissolution intrinsèque sur les PAs purs, afin de déterminer leur solubilité et vitesse de libération dans les même pH de dissolution étudiés. Nous avons réussit d’obtenir des comprimés matriciels à base de HASCA convenables à être administrés une fois par jour en utilisant une combinaison du naproxène acide et son sel comme PA. Tandis que les résultats ont montré qu’en utilisant la tétracycline et son sel, les temps de libération étaient trop élevés pour permettre la réalisation d’une formulation convenable pour une administration quotidienne unique

Formulation development and characterization of liquisolid tablets containing clozapine

L’objectif de ce projet était de développer une formulation liquisolide (LS) de clozapine ayant des propriétés de dissolution améliorées et évaluer sa stabilité et ainsi que sa robustesse à la modification d’excipients. Le propylène glycol (PG), la cellulose microcrystalline (MCC) et le glycolate d’amidon sodique (SSG) ont été utilisés respectivement en tant que véhicule liquide non volatile, agent de masse et agent désintégrant pour la préparation de comprimés LS. Le dioxyde de silicium colloïdal (CSD), le silicate de calcium (CS) et l'aluminométasilicate de magnésium (MAMS) ont été choisis comme agents d’enrobage sec. La caractérisation complète des mélanges et des comprimés a été effectuée. Le taux de libération des comprimés LS était statistiquement supérieur à celui des comprimés réguliers. La surface spécifique des matériaux d’enrobage avait un effet sur les propriétés d’écoulement des mélanges et la taille des particules des matériaux d’enrobage a eu un effet sur la vitesse de dissolution. Le ratio support/enrobage du mélange de poudres (valeur de R) était un paramètre important pour les systèmes LS et devait être plus grand que 20 afin d’obtenir une meilleure libération du médicament. La formulation choisie a démontré une stabilité pour une période d’au moins 12 mois. La technique LS s’est avéré une approche efficace pour le développement de comprimés de clozapine ayant des propriétés de dissolution améliorées. Les comprimés oro-dispersibles (ODT) sont une formulation innovante qui permettent de surmonter les problèmes de déglutition et de fournir un début d'action plus rapide. Dans l’optique d’améliorer les propriétés de dissolution, un essai a été effectué pour étudier la technique LS dans la formulation des ODT de clozapine. Le PG, la MCC, le CSD et la crospovidone (CP) ont été utilisés respectivement en tant que véhicule liquide non volatile, agent de masse, agent d’enrobage sec et agent superdésintégrant pour la préparation de comprimés oro-dispersibles liquisolides (OD-LST). Le mannitol a été choisi comme agent de masse et agent édulcorant. La saccharine de sodium a été utilisée comme agent édulcorant. La caractérisation complète des comprimés a été effectuée. Le taux de libération des OD-LSTs était statisquement supérieur comparativement aux comprimés ODTs. La formulation choisie a démontré une stabilité pour une période d’au moins 6 mois. Il a été conclu que des ODT de clozapine peuvent être préparés avec succès en utilisant la technologie LS dans le but d’améliorer la désintégration et le taux de dissolution de la clozapine dans la cavité orale.

Fabrication Of Potentiometric Sensors For The Determination Of Certain Metal Ions

In this study Fabrication of Potentiometric sensors for the determination of certain metal ions, presents the synthesis and characterization of seven ionophores, their use in the fabrication of potentiometric sensors and the results and discussion of fourteen sensors developed for the determination of five transition metal ions. As part of the present investigations a total of fourteen potentiometric sensors have been developed and fabricated. A three fold approach has been taken in developing he sensors, PVC plasticized membrane sensor, carbon paste electrode and chemically modified carbon paste electrode. All the sensors are highly useful in the determination of metal ions such as manganese, nickel, copper, mercury and lead. A through analytical study has been carried out with respect to each other developed. Based on these studies, optimum conditions have been developed for the quantitative determinations of the selected metal ions using the sensors. Systematic application studies have also been carried out for all the developed sensors and the results revealed that the presently developed sensors are far superior than most of the sensors reported.

Blends of Polychloroprene and Polyvinylchloride

Blends of polychloroprene rubber and plasticized polyvinylchloride have been prepared in various compositions and their properties evaluated. The properties of the blends show that they can be used to replace polychloroprene in many applications

Investigations on the preparation of composite polysaccharide films and micro / nanoparticles for novel applications

chemical Sciences and Technology Division, National Institute for Interdisciplinary Science and Technology, CSIR