Degradation of Beta-Glucan Gel in Model Systems and Unfiltered Beer Due to High Hydrostatic Pressure Treatment

MBAA TQ vol. 42, no. 1, 2005, pp. 21-24  |  VIEW ARTICLE

Steffen Fischer, Winfried Russ, and Roland Meyer-Pittroff. Lehrstuhl für Energie- und Umwelttechnik der Lebensmittelindustrie, Technische Universität München, Center of Life and Food Sciences Weihenstephan, Weihenstephaner Steig 20, Freising, Weihenstephan, Bavaria 85350 Germany.

The objective of this study was to work out the mechanisms of high-pressure–induced degradation of beta-glucan gel. The first step was to investigate the state of beta-glucan after high-pressure treatment. The content and viscosity of beta-glucan gel and beta-glucan itself were measured, and nuclear magnetic resonance experiments were carried out. These determinations lead to the conclusion that dissolved molecules arise from the gel because of its decreasing viscosity and the increasing content of free water. The second step was to investigate at which phase of high-pressure treatment the degradation of the gel occurs. The content of beta-glucan was, therefore, measured on-line in an optical cell. It turned out that beta-glucan gel degrades in two different steps. The first step is independent of time but depends on the impact of deforming forces taking place during increasing pressure. The second step is dependent on time after reaching a certain pressure plateau because of the pressure sensitivity of the bonds. The second step only occurs at pressures greater than 300 MPa.
Keywords: beta-glucan gel, filterability, high-pressure treatment, polymeric chemistry


El objetivo de este estudio fue elucidar los mecanismos de la degradación del gel de beta-glucano inducida por altas presiones. Primero se investigó el estado en que se encontraba el beta-glucano después de ser tratado con presiones altas. Se midió el contenido y la viscosidad de beta-glucano y su gel, además de realizar experimentos de resonancia magnética nuclear. Los resultados llevaron a la conclusión que se producen moléculas disueltas del gel debido a la reducción de la viscosidad y el aumento del contenido de agua libre. Después se investigó en qué fase del tratamiento a presión alta ocurre la degradación del gel. Al medir el contenido de beta-glucano en una celda óptica directamente en línea, se pudo establecer que la degradación del beta-glucano ocurre en dos pasos. El primero es independiente del tiempo y depende en la magnitud del impacto de las fuerzas de deformación que ocurren durante el aumento de presión. El segundo paso depende del tiempo recorrido después de alcanzar una cierta presión, debido a la sensibilidad de los enlaces a dicha presión. Este segundo paso sólo ocurre a presiones mayores de 300 mPa.
Palabras claves: gel de beta-glucano, filtrabilidad, tratamiento a presión alta, química polimérica


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