ABSTRACT
Background: ß-glucans (1-3: 1-4) are soluble fibers applied to foods due to their technological properties (water binding capacity, viscosity, emulsification and stabilization) and their beneficial effects on health. The functional properties of ß-glucans can be lost during the extraction and purification processes. The high viscosity of ß-glucans is related to a high molecular weight and its physiological properties in the intestine. Therefore, to characterize the fiber after its extraction and purification is fundamental to understand its possible applications in foods. Objectives: characterize ß-glucans extracted (EßG) and compare them with three commercial ß-glucans (CßG-A, CßG-B and CßG-C) to identify its possible applications in foods and to evaluate if enzymatic purification affects molecular and structurally the ß-glucans. Methods: barley ß-glucans were extracted (EßG), characterized by chemical analyzes, rheological behavior, and color, and compared to three commercial ß-glucans samples. Then, the extract was purified and its structural and molecular characteristics were calculated. Results: EßG contained 64.38 ± 3.54% of ß-glucans, high starch contamination (12.70 ± 1.73%), high content of calcium (8894 mg/kg), pseudoplastic behavior, and dark color (L* = 52.77 ± 0.7). All commercial samples showed low starch contamination, lighter color, and Newtonian behavior. After purification starch and protein contamination decreased (0.85 ± 0.46% and 5.50 ± 0.12% respectively), increased the content of ßG (69.45 ± 0.81%) and increased brightness (L* = 92.60 ± 1.70). Purified ß-glucans (PßG) showed a molar weight of 690 ± 1.6 kDa and species with degree polymerization 3 (DP3) to 11 (DP11) were identified on the structure. Conclusions: EßG extracts before the purification presented a high viscosity and contamination. The enzymatic purification process was effective and allowed to maintain a high molar mass of PßG and its distinctive molecular structures (species with DP3 and DP4). The commercial samples CßG-A and CßG-B showed a low content of ß-glucans. Finally, CßG-C presented the best physicochemical and rheological properties for its subsequent application in food.
Antecedentes: los ß-glucanos (1-3: 1-4) son fibras solubles aplicadas a los alimentos debido a sus propiedades tecnológicas (capacidad de retención de agua, viscosidad, emulsificación y estabilización) y a sus efectos beneficiosos en la salud. Las propiedades funcionales de los ß-glucanos pueden perderse durante los procesos de extracción y purificación. La alta viscosidad de los ß-glucanos está relacionada con un alto peso molecular y con sus propiedades fisiológicas en el intestino. Por lo tanto, caracterizar la fibra después de su extracción y purificación es fundamental para comprender sus posibles aplicaciones en alimentos. Objetivos: caracterizar ß-glucanos extraídos (EßG) y compararlos con tres marcas comerciales (CßG-A, CßG-B y CßG-C) para identificar su futura aplicación en alimentos y evaluar si la purificación enzimática afecta molecular y estructuralmente los ß-glucanos. Métodos: se extrajeron ß-glucanos de cebada (EßG), caracterizados por análisis químicos, comportamiento reológico y color, y se compararon con tres muestras comerciales. Posteriormente, el extracto (EßG) se purificó y se identificaron sus características estructurales y su peso molecular. Resultados: EßG contenía 64.38 ± 3.54% de ß-glucanos, alta contaminación con almidón (12.70 ± 1.73%), alto contenido de calcio (8894 mg / kg), comportamiento pseudoplástico y color oscuro (L* = 52.77 ± 0.7). Todas las muestras comerciales mostraron una baja contaminación con almidón, color más claro y comportamiento newtoniano. Después de la purificación de EßG, la contaminación con almidón y proteína disminuyó (0.85 ± 0.46% y 5.50 ± 0.12%, respectivamente), aumentó el contenido de ßG (69.45 ± 0.81%) y aumentó su luminosidad (L* = 92.60 ± 1.70). Los ß-glucanos purificados (PßG) mostraron un peso molar de 690 ± 1,6 kDa y se identificaron en la estructura especies con grado de polimerización desde 3 (GP3) hasta 11 (GP11). Conclusiones: los EßG antes de la purificación presentaron alta viscosidad y contaminación. El proceso de purificación enzimática fue efectivo y permitió mantener una alta masa molar de la fibra y sus estructuras moleculares características (especies con GP3 y GP4). Las muestras comerciales CßG-A y CßG-B mostraron un bajo contenido de ß-glucanos. Finalmente, la CßG-C presentó las mejores propiedades fisicoquímicas y reológicas para su posterior aplicación en alimentos.