Nghiên cứu các thông số công nghệ của quá trình chuyển hóa tạo isomaltooligosaccharide (imo) từ tinh bột khoai lang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu thông số công nghệ trình chuyển hóa tạo Isomaltooligosaccharide (IMO) từ tinh bột khoai lang NGUYỄN THỊ HỒNG GẤM gam.nthcb190020@sis.hust.edu.vn Ngành: Công nghệ thực phẩm Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Lương Hồng Nga Viện: Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm HÀ NỘI, 12/2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu thông số cơng nghệ q trình chuyển hóa tạo Isomaltooligosaccharide (IMO) từ tinh bột khoai lang NGUYỄN THỊ HỒNG GẤM gam.nthcb190020@sis.hust.edu.vn Ngành: Công nghệ thực phẩm Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Lương Hồng Nga Chữ ký GVHD Viện: Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm HÀ NỘI, 12/2021 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Nguyễn Thị Hồng Gấm Đề tài luận văn: Nghiên cứu thông số công nghệ q trình chuyển hóa tạo Isomaltooligosaccharie (IMO) từ tinh bột khoai lang Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số SV: CB190020 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 21/12/2021 với nội dung sau: Bổ sung Lời mở đầu (Trang v) Sửa lỗi tả luận văn, cách viết tên vi sinh vật theo tiêu chuẩn, chữ số thập phân đồng dùng dấu chấm, khớp số thự tự Hình Bảng liệu đưa phần thảo luận Xóa bỏ phương pháp nghiên cứu không đưa số liệu vào luận văn: Phương pháp định tính thành phần oligosaccharide sắc ký mỏng (TLC); Phương pháp loại bỏ đường không mong muốn nấm men Saccharomyces cerevisiae Bổ sung thông tin nguyên liệu nghiên cứu: mục 3.1 Tính chất tinh bột khoai lang Hoàng Long Tài liệu tham khảo: Bổ sung tài liệu tham khảo nước, thông tin tên tạp chí cịn thiếu số báo khoa học, sửa lỗi viết tên vi sinh vật Kết luận: bổ sung thông số DE thành phần oligosaccharide hỗn hợp thủy phân sau giai đoạn dịch hóa đường hóa Ngày 24 tháng 01 năm 2022 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn PGS TS Lương Hồng Nga Nguyễn Thị Hồng Gấm CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS Tô Kim Anh LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân quý đến giảng viên hướng dẫn PGS TS Lương Hồng Nga tận tình hướng dẫn, bảo tạo điều kiện tốt cho em suốt trình học tập nghiên cứu trường Em chân thành cảm ơn Nghiên cứu sinh Dương Hồng Quân thành viên nhóm nghiên cứu đồng hành giúp đỡ em nhiều để hồn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm giảng dạy góp ý cho em q trình học tập để em cải thiện trưởng thành sau hai năm học Em cảm ơn quan tâm đến từ gia đình, bạn bè thành viên phịng thí nghiệm ln gửi lời động viên lời chúc để em có thêm động lực tiếp tục cố gắng giai đoạn khó khăn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 24 tháng 01 năm 2021 Học viên Nguyễn Thị Hồng Gấm LỜI MỞ ĐẦU Trong xã hội phát triển, số lượng bệnh nhân mắc tiểu đường, béo phì, cholesterol cao ngày gia tăng, bên cạnh đó, nhận thức vấn đề sức khỏe việc sử dụng thực phẩm chức người tiêu dùng ý nhiều Isomaltooligosaccaride (IMO) hỗn hợp oligosaccaride có số đường huyết (GI) thấp phân loại prebiotics Ngày có nhiều nghiên cứu cung cấp chứng khoa học tác động có lợi việc tiêu thụ IMO đến sức khỏe người Một số chức biết đến IMO cải thiện sức khỏe đường ruột, khả hấp thụ khoáng chất, điều hòa cholesterol, miễn dịch phòng ngừa chống lại bệnh khác sâu răng… Thành phần thực phẩm chức nhận nhiều quan tâm từ giới khoa học nhà sản xuất công nghiệp Sản phẩm IMO thương mại sản xuất phương pháp biến tính tinh bột sử dụng enzyme Trên giới, quy trình tạo IMO từ nhiều nguồn tinh bột khác báo cáo nhiều nhóm nhà khoa học Tuy nhiên, số lượng nghiên cứu tiến hành tinh bột khoai lang cịn hạn chế Bên cạnh đó, thành phần chức chưa nhận nhiều quan tâm từ nhóm nghiên cứu nước Nguyên liệu để nghiên cứu sản xuất IMO phần lớn tinh bột Thêm vào đó, Việt nam lại nước có lượng khoai lang lớn top 10 giới Vì vậy, nghiên cứu khoai lang đưa tiềm lớn cho ngành nông nghiệp Việt Nam để gia tăng giá trị kinh tế Trong nước có đề tài nghiên cứu thủy phân tinh bột khoai lang tạo sản phẩm từ tinh bột khoai lang Từ đó, nhóm nghiên cứu hướng đến đề tài: “Nghiên cứu thông số cơng nghệ q trình chuyển hóa tạo Isomaltooligosaccharide (IMO) từ tình bột khoai lang.” TĨM TẮT LUẬN VĂN Các thành phần thực phẩm có lợi cho sức khỏe nói chung prebiotic nói riêng ngày mở rộng thị trường khơng tồn giới mà cịn quốc gia phát triển Việt Nam Isomaltooligosaccharide (IMO) số tên công nhận prebiotic nhận nhiều quan tâm từ giới nghiên cứu nhà sản xuất công nghiệp nhờ lợi ích to lớn mà mang lại Mục tiêu nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất IMO từ nguyên liệu tinh bột khoai lang Hoàng Long phương pháp enzyme Sau trình nghiên cứu, lựa chọn thơng số cơng nghệ cho trình tổng hợp IMO gồm ba bước dịch hóa, đường hóa gắn nhánh Trong bước đầu tiên, tinh bột khoai lang trải q trình dịch hóa chế phẩm enzyme α- amylase chịu nhiệt Spezyme Xtra với thông số: nồng độ dịch tinh bột 25% w/v (tính theo chất khơ), nhiệt độ 80°C, pH= 5,8, nồng độ enzyme 1.0 CU/g thời gian dịch hóa 60 phút Mức độ thủy phân (DE) sau giai đoạn dịch hóa đạt 18.75 Tiến hành vơ hoạt enzyme α- amylase thực q trình đường hóa điều kiện nhiệt độ 50°C, pH= 6.0, bổ sung enzyme β-amylase nồng độ U/g pullulanase nồng độ 0.8 U/g trì đường hóa Dịch thủy phân sau giai đoạn đường hóa có DE đạt 35.68 Cuối cùng, diệt enzyme đường hóa tiến hành trình gắn nhánh enzyme transglucosidase nhiệt độ 60°C, pH= 5,0, nồng độ enzyme transglucosidase 15 U/g thời gian gắn nhánh 12 Hàm lượng IMO sản phẩm tính tổng hàm lượng isomaltose (IMO2), isomaltotriose (IMO3) isomaltotetraose (IMO4) đạt 56.10 ± 0.25 g/l Từ khóa: khoai lang, tinh bột, isomaltooligosaccharide, IMO, enzyme MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI ISOMALTOOLIGOSACCHARIDE Định nghĩa cấu trúc isomaltooligosaccharide Tính chất chức isomaltooligosaccharide Sự phát triển isomaltooligosaccharide giới Quy trình sản xuất isomaltooligosaccharide từ tinh bột NGUYÊN LIỆU TINH BỘT KHOAI LANG TRONG SẢN XUẤT ISOMALTOOLIGOSACCHARIDE 10 Đặc điểm hình thái khoai lang tình hình sản xuất 11 Cấu tạo thành phần hóa học củ khoai lang 11 Đặc điểm tinh bột khoai lang 12 Các cơng trình nghiên cứu sản xuất isomaltooligosaccharide từ tinh bột 14 KẾT LUẬN TỔNG QUAN 15 Mục tiêu đề tài 15 Nội dung nghiên cứu 15 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 17 Nguyên liệu tinh bột 17 Chế phẩm Enzyme 17 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 18 Nghiên cứu ảnh hưởng mức độ thủy phân đến hiệu tổng hợp isomaltooligosaccharide 18 Nghiên cứu thông số q trình dịch hóa sử dụng enzyme α-amylase 19 Nghiên cứu thông số q trình đường hóa sử dụng enzyme βamylase pullulanase 21 Nghiên cứu thông số trình gắn nhánh sử dụng enzyme transglucosidase 23 i PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 Phương pháp tách thu hồi tinh bột 24 Phương pháp xác định hàm lượng carbohydrate tổng số 25 Phương pháp xác định khối lượng đường khử 25 Phương pháp xác định đương lượng dextrose DE (dextrose equivalent) 25 Phương pháp xác định hoạt độ enzyme α-amylase 25 Phương pháp xác định hoạt độ enzyme β – amylase 26 Phương pháp xác định hoạt độ enzyme Pullulanase 27 Phương pháp xác định hoạt độ enzyme Transglucosidase 27 Phương pháp xác định hàm lượng thành phần oligosaccharides máy sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 27 Phân tích thống kê 28 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 TÍNH CHẤT TINH BỘT KHOAI LANG HOÀNG LONG 29 ẢNH HƯỞNG CỦA MỨC ĐỘ THỦY PHÂN ĐẾN HIỆU QUẢ TỔNG HỢP ISOMALTOOLIGOSACCHARIDE 29 NGHIÊN CỨU CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ CỦA Q TRÌNH DỊCH HĨA TINH BỘT KHOAI LANG SỬ DỤNG ENZYME Α-AMYLASE 30 Ảnh hưởng nồng độ tinh bột đến q trình dịch hóa 31 Ảnh hưởng nhiệt độ pH đến trình dịch hóa 31 Ảnh hưởng nồng độ enzyme α- amylase đến q trình dịch hóa 33 Ảnh hưởng thời gian đến trình dịch hóa 33 NGHIÊN CỨU CÁC THƠNG SỐ Q TRÌNH ĐƯỜNG HĨA SỬ DỤNG ENZYME Β-AMYLASE VÀ PULLULANASE 35 Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình đường hóa 35 Ảnh hưởng nồng độ enzyme β- amylase đến q trình đường hóa 37 Ảnh hưởng nồng độ enzyme pullulanase đến trình đường hóa 37 Ảnh hưởng thời gian đến q trình đường hóa 38 NGHIÊN CỨU CÁC THƠNG SỐ Q TRÌNH GẮN NHÁNH TẠO IMO SỬ DỤNG ENZYME TRANSGLUCOSIDASE 41 Ảnh hưởng pH đến trình gắn nhánh 41 Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình gắn nhánh 42 ii Ảnh hưởng nồng độ enzyme transglucosidase đến gắn nhánh 43 Ảnh hưởng thời gian đến trình gắn nhánh 44 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CHUYỂN HĨA TINH BỘT KHOAI LANG TẠO IMO 45 CHƯƠNG KẾT LUẬN 47 KẾT LUẬN 47 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI TRONG TƯƠNG LAI 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHỤ LỤC 54 iii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu trúc hóa học số thành phần hỗn hợp IMO [5] Hình 1.2: Quy trình sản xuất isomaltooligosaccharide từ tinh bột [28] Hình 1.3: Phản ứng xúc tác transglucosidase Hình 1.4: Qúa trình thủy phân (A) amylose (B) amylopectin α-amylase [29] Hình 1.6: Cơ chế gắn nhánh enzyme Transglucosidase 10 Hình 1.7: Cấu trúc Amylose 13 Hình.1.8: Mơ hình cụm cấu trúc amylopectin bao gồm chuỗi A, B C [65] 14 Hình 2.1: Bố trí thí nghiệm nghiên cứu 18 Hình 3.1 Ảnh hưởng mức độ thủy phân đến hàm lượng IMO tạo thành 30 Hình 3.2: Thành phần oligosaccharide dịch thủy phân sau giai đoạn dịch hóa 35 Hình 3.3: Ảnh hưởng thời gian đường hóa đến thành phần oligosaccharide 39 Hình 3.4: Ảnh hưởng thời gian đường hóa đến hiệu tổng hợp IMO 40 Hình 3.5: Ảnh hưởng pH gắn nhánh đến hàm lượng IMO 41 Hình 3.6: Ảnh hưởng nhiệt độ gắn nhánh đến hàm lượng IMO 42 Hình 3.7: Ảnh hưởng nồng độ enzyme transglucosidase đến gắn nhánh43 Hình 3.8: Ảnh hưởng thời gian gắn nhánh đến hàm lượng IMO 44 Hình 3.9: Quy trình đề xuất tổng hợp IMO từ tinh bột khoai lang phương pháp enzyme 45 iv [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] Effects on Serum Lipids.,” J Agric Chem Soc Japan, vol 66, no 8, pp 1211–1220, Aug 1992 T Kaneko, A Yokoyama, and M Suzuki, “Digestibility Characteristics of Isomaltooligosaccharides in Comparison with Several Saccharides Using the Rat Jejunum Loop Method,” Biosci Biotechnol Biochem., vol 59, no 7, pp 1190–1194, Jan 1995 D Grizard and C Barthomeuf, “Non-digestible oligosaccharides used as prebiotic agents: mode of production and beneficial effects on animal and human health,” Reprod Nutr Dev., vol 39, no 5–6, pp 563–588, 1999 Z Djouzi et al., “Degradation and fermentation of α-gluco-oligosaccharides by bacterial strains from human colon: in vitro and in vivo studies in gnotobiotic rats,” J Appl Bacteriol., vol 79, no 2, pp 117–127, Aug 1995 P Valette et al., “Bioavailability of new synthesised glucooligosaccharides in the intestinal tract of gnotobiotic rats,” J Sci Food Agric., vol 62, no 2, pp 121–127, 1993 T Kohmoto, F Fukui, H Takaku, Y Machida, M Arai, and T Mitsuoka, “Effect of Isomalto-oligosaccharides on Human Fecal Flora,” Bifidobact Microflora, vol 7, no 2, pp 61–69, 1988 R Palframan, G R Gibson, and R A Rastall, “Development of a quantitative tool for the comparison of the prebiotic effect of dietary oligosaccharides,” Lett Appl Microbiol., vol 37, no 4, pp 281–284, Oct 2003 Q Gu, Y Yang, G Jiang, and G Chang, “Study on the regulative effect of isomaltooligosaccharides on human intestinal flora,” Wei Sheng Yan Jiu, vol 32, no 1, pp 54–5, Jan 2003 A Santos, M San Mauro, and D M Díaz, “Prebiotics and their long-term influence on the microbial populations of the mouse bowel,” Food Microbiol., vol 23, no 5, pp 498–503, Aug 2006 H.-L Chen, Y.-H Lu, J.-J Lin, and L.-Y Ko, “Effects of IsomaltoOligosaccharides on Bowel Functions and Indicators of Nutritional Status in Constipated Elderly Men,” J Am Coll Nutr., vol 20, no 1, pp 44–49, Feb 2001 H.-F Wang, P.-S Lim, M.-D Kao, E.-C Chan, L.-C Lin, and N.-P Wang, “Use of isomalto-oligosaccharide in the treatment of lipid profiles and constipation in hemodialysis patients,” J Ren Nutr., vol 11, no 2, pp 73– 79, Apr 2001 P J Moynihan, “Update on the nomenclature of carbohydrates and their dental effects,” J Dent., vol 26, no 3, pp 209–218, Mar 1998 T Kaneko, T Matsukubo, T Yatake, Y Muramatsu, and Y Takaesu, “Evaluation of Acidogenicity of Commercial Isomaltooligosaccharides Mixture and Its Hydrogenated Derivative by Measurement of pH Response under Human Dental Plaque,” Biosci Biotechnol Biochem., vol 59, no 3, pp 372–377, Jan 1995 S.-H YOO et al., “Branched Oligosaccharides Concentrated by Yeast Fermentation and Effectiveness as a Low Sweetness Humectant,” J Food Sci., vol 60, no 3, pp 516–521, May 1995 49 [28] D Niu et al., “Highly efficient enzymatic preparation of isomaltooligosaccharides from starch using an enzyme cocktail,” Electron J Biotechnol., vol 26, pp 46–51, Mar 2017 [29] M E Smith, D G Morton, M E Smith, and D G Morton, “DIGESTION AND ABSORPTION,” Dig Syst., pp 129–152, Jan 2010 [30] R F Tester and X Qi, “β-limit dextrin – Properties and applications,” Food Hydrocoll., vol 25, no 8, pp 1899–1903, Dec 2011 [31] J F R and W J Whelan, “Amylases and their actions on starch,” in Starch and its Derivatives, Fourth., London, 1994, pp 430–475 [32] E Ben Messaoud, Y Ben Ammar, L Mellouli, and S Bejar, “Thermostable pullulanase type I from new isolated Bacillus thermoleovorans US105: cloning, sequencing and expression of the gene in E coli,” Enzyme Microb Technol., vol 31, no 6, pp 827–832, Nov 2002 [33] S L Hii, J S Tan, T C Ling, and A Bin Ariff, “Pullulanase: Role in Starch Hydrolysis and Potential Industrial Applications,” Enzyme Res., vol 2012, pp 1–14, 2012 [34] C Bertoldo, F Duffner, P L Jorgensen, and G Antranikian, “Pullulanase type I from Fervidobacterium pennavorans Ven5: cloning, sequencing, and expression of the gene and biochemical characterization of the recombinant enzyme.,” undefined, 1999 [35] S Z Fisher et al., “Structure of human salivary α-amylase crystallized in a C -centered monoclinic space group,” Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun., vol 62, no 2, pp 88–93, Feb 2006 [36] E Lévêque, Š Janeček, B Haye, and A Belarbi, “Thermophilic archaeal amylolytic enzymes,” Enzyme Microb Technol., vol 26, no 1, pp 3–14, 2000 [37] F Duffner, C Bertoldo, J T Andersen, K Wagner, and G Antranikian, “A new thermoactive pullulanase from Desulfurococcus mucosus: Cloning, sequencing, purification, and characterization of the recombinant enzyme after expression in Bacillus subtilis,” J Bacteriol., vol 182, no 22, pp 6331–6338, Nov 2000 [38] K Ara et al., “Purification and characterization of an alkaline amylopullulanase with both alpha-1,4 and alpha-1,6 hydrolytic activity from alkalophilic Bacillus sp KSM-1378.,” Biochim Biophys Acta, vol 1243, no 3, pp 315–24, Apr 1995 [39] T Kuriki, S Okada, and T Imanaka, “New type of pullulanase from Bacillus stearothermophilus and molecular cloning and expression of the gene in Bacillus subtilis.,” J Bacteriol., vol 170, no 4, pp 1554–9, Apr 1988 [40] M J E C van der Maarel, B van der Veen, J C M Uitdehaag, H Leemhuis, and L Dijkhuizen, “Properties and applications of starchconverting enzymes of the alpha-amylase family.,” J Biotechnol., vol 94, no 2, pp 137–55, Mar 2002 [41] F Niehaus, A Peters, T Groudieva, and G Antranikian, “Cloning, expression and biochemical characterisation of a unique thermostable pullulan-hydrolysing enzyme from the hyperthermophilic archaeon Thermococcus aggregans,” FEMS Microbiol Lett., vol 190, no 2, pp 223– 50 [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] 229, Sep 2000 M Faijes and A Planas, “In vitro synthesis of artificial polysaccharides by glycosidases and glycosynthases,” Carbohydr Res., vol 342, no 12–13, pp 1581–1594, 2007 N Kato, S Suyama, M Shirokane, M Kato, T Kobayashi, and N Tsukagoshi, “Novel α-Glucosidase from Aspergillus nidulans with Strong Transglycosylation Activity,” Society, vol 68, no 3, pp 1250–1256, 2002 A Kita, H Matsui, A Somoto, A Kimura, M Takata, and S Chiba, “Substrate specificity and subsite affinities of crystalline α-glucosidase from Aspergillus niger,” Agric Biol Chem., vol 55, no 9, pp 2327–2335, 1991 J H Pazur and D French, “The action of transglucosidase of Aspergillus oryzae on maltose,” J Biol Chem, vol 196, pp 265–272, 1952 S Chiba, T Saeki, and T Shimomura, “Substrate specificity of Saccharomyces logos α-glucosidase,” Agric Biol Chem., vol 37, no 8, pp 1831–1836, 1973 T P Frandsen and B Svensson, “Plant α-glucosidases of the glycoside hydrolase family 31 Molecular properties, substrate specificity, reaction mechanism, and comparison with family members of different origin,” Plant Molecular Biology, vol 37, no pp 1–13, 1998 Y.-C Pan and W.-C Lee, “Production of high-purity isomaltooligosaccharides syrup by the enzymatic conversion of transglucosidase and fermentation of yeast cells.,” Biotechnol Bioeng., vol 89, no 7, pp 797– 804, Mar 2005 P Saman, C Kuancha, A Chaiongkarn, and S Moonmangmee, “Isomaltooligosaccharides production from rice flour and cassava starch,” J Food Sci Agric Technol., vol 5, pp 188–192, 2019 J Cui et al., “Production, purification and analysis of the isomaltooligosaccharides from Chinese chestnut (Castanea mollissima Blume) and the prebiotics effects of them on proliferation of Lactobacillus,” Food Bioprod Process., vol 106, pp 75–81, Nov 2017 G Tran, C Lewis Forest, and K Starr, “Sweet potato (Ipomoea batatas) tubers,” 2015 Bộ Tài Chính, “CỔNG THƠNG TIN ĐIỆN TỬ BỘ TÀI CHÍNH.” [Online] Available: https://www.mof.gov.vn/ [Accessed: 26-Mar-2021] FAOSTAT, “Area harvested, Yield and Production quantity,” Food and Agricultural Organization, 2019 [Online] Available: http://www.fao.org/faostat/en/#data/QCL [Accessed: 15-Aug-2021] L Mai, B Đ Hợi, L H Nga, and P V Hùng, “Công nghệ bảo quản lương thực.” Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2009 Bộ y tế and Viện dinh dưỡng, “Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam ,” Nhà xuất y học, 2007, p 31 Z Chen, H A Schols, and A G J Voragen, “Physicochemical Properties of Starches Obtained from Three Varieties of Chinese Sweet Potatoes,” J Food Sci., vol 68, no 2, pp 431–437, Mar 2003 R F Tester, J Karkalas, and X Qi, “Starch—composition, fine structure and 51 [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] architecture,” J Cereal Sci., vol 39, no 2, pp 151–165, Mar 2004 A.-C Eliasson, “Starch: Physicochemical and Functional Aspects,” in Carbohydrates in Food, 3rd ed., CRC Press, 2017, pp 501–600 E Bertoft, “Composition of clusters and their arrangement in potato amylopectin,” Carbohydr Polym., vol 68, no 3, pp 433–446, Apr 2007 T.-H Mu and M Zhang, “Sweet potato starch,” in Sweet Potato, Elsevier, 2019, pp 27–68 J N BeMiller, “Starches,” in Carbohydrate Chemistry for Food Scientists, Elsevier, 2019, pp 159–189 W R Morrison and J Karkalas, “Starch,” Methods Plant Biochem., vol 2, pp 323–352, Jan 1990 S Hizukuri, “Relationship between the distribution of the chain length of amylopectin and the crystalline structure of starch granules,” Carbohydr Res., vol 141, no 2, pp 295–306, Sep 1985 J Jane et al., “Effects of Amylopectin Branch Chain Length and Amylose Content on the Gelatinization and Pasting Properties of Starch,” Cereal Chem J., vol 76, no 5, pp 629–637, Sep 1999 D B Thompson, “On the non-random nature of amylopectin branching,” Carbohydr Polym., vol 43, no 3, pp 223–239, 2000 Đ T Hưng, V T Thuận, N H Phi, L T N Hoa, and N T Linh, “Xác định điều kiện thích hợp cho q trình thủy phân tinh bột thành nguyên liệu sản xuất Isomalto Oligosaccharides (IMO),” Khoa học Công nghệ, no 9, pp 39–42, 2012 M Dubois, K A Gilles, J K Hamilton, P A Rebers, and F Smith, “Colorimetric method for determination of sugars and related substances.,” Anal Chem., vol 28, pp 350–356, 1956 S Hizukuri, Y Takeda, M Yasuda, and A Suzuki, “Multi-branched nature of amylose and the action of debranching enzymes,” Carbohydr Res., vol 94, no 2, pp 205–213, 1981 O Bismark, O K Michael, O K Justice, E Otoo, N Eyram, and K D Benjamin, “Dextrose Equivalent Analysis of Acid Hydrolysed Corn and Cassava Starch Sourced from Ghana,” Sci J Chem., vol 9, no 2, pp 45– 53, 2021 S Khatoon, Y N Sreerama, D Raghavendra, S Bhattacharya, and K K Bhat, “Properties of enzyme modified corn, rice and tapioca starches,” Food Res Int., vol 42, no 10, pp 1426–1433, Dec 2009 Megazyme, “Alpha-amylase assay procedure (ceralpha method) for the measurement of plant and microbial alpha-amylases,” 2018 A Basu, S Mutturi, and S G Prapulla, “Production of isomaltooligosaccharides (IMO) using simultaneous saccharification and transglucosylation from starch and sustainable sources,” Process Biochem., vol 51, no 10, pp 1464–1471, Oct 2016 S Shanavas, G Padmaja, S N Moorthy, M S Sajeev, and J T Sheriff, “Process optimization for bioethanol production from cassava starch using novel eco-friendly enzymes,” Biomass and Bioenergy, vol 35, no 2, pp 52 901–909, 2011 [74] K S Atia, S A Ismail, M B El-Arnaouty, and A M Dessouki, “Use of Co-immobilized β-amylase and pullulanase in reduction of saccharification time of starch and increase in maltose yield,” Biotechnol Prog., vol 19, no 3, pp 853–857, 2003 [75] J H Pazur and T Ando, “The isolation and the mode of action of a fungal transglucosylase,” Arch Biochem Biophys., vol 93, no 1, pp 43–49, 1961 [76] S Ojha, S Mishra, and S Chand, “Production of isomalto-oligosaccharides by cell bound α-glucosidase of Microbacterium sp.,” LWT - Food Sci Technol., vol 60, no 1, pp 486–494, Jan 2015 53 PHỤ LỤC Phụ lục A Số liệu thí nghiệm chi tiết Phụ lục A1 Ảnh hưởng mức độ thủy phân đến hiệu tổng hợp isomaltooligosaccharide Phụ lục A2 Thành phần oligosaccharide dịch thủy phân sau giai đoạn dịch 12 Hàm lượng IMO234 (g/l) 36.36 ± 3.26a 20 38.29 ± 0.55b 26 43.58 ± 0.16c 31 48.18 ± 0.40d 36 52.32 ± 3.13e Thành phần oligosaccharide Glucose G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10 Hàm lượng (% w/w) 0.71 ± 0.01 5.13 ± 0.11 10.30 ± 0.17 3.86 ± 0.03 7.91 ± 0.31 17.45 ± 0.41 8.47 ± 0.76 3.12 ± 0.03 1.41 ± 0.01 0.71 ± 0.02 DE hóa Phụ lục A3 Thành phần oligosaccharide hỗn hợp sau đường hóa Thời gian đường hóa (giờ) 12 Thành phần oligosaccharide (% w/w) Glucose 0.71 ± 0.01a 0.76 ±0.07ab 0.81 ±0.00b 0.72 ±0.04ab 0.75 ±0.01ab 0.77 ±0.02ab G2 5.13 ±0.11a 26.86 ±0.32b 41.69 ±0.13c 43.41 ±0.33c 50.31 ±0.19d 54.34 ±4.86d G3 10.30 ±0.17a 16.43 ±0.05b 20.87 ±0.11d 19.92 ±0.03c 20.20 ±0.00c 20.77 ±0.34d G4 3.86 ±0.03b 12.94 ±0.00e 9.05 ± 0.06d 4.76 ±0.00c 0.23 ±0.01a 0.23 ±0.00a G5-G10 39.07 ±0.01e 8.58 ±0.08d 2.80 ±0.17a 2.96 ±0.05ab 7.34 ±0.08c 3.28 ±0.26b Phụ lục A4 Ảnh hưởng thời gian đường hóa đến q trình tổng hợp IMO Thời gian đường hóa (giờ) DE Hàm lượng IMO (g/l) Hàm lượng IMO2 (g/l) Hàm lượng IMO3 (g/l) Hàm lượng IMO4 (g/l) 18.76 ± 0.68a 35.26 ± 1.59a 19.94 ± 1.05a 11.18 ± 0.82a 5.26 ± 1.36ab 54 23.94 ± 1.14b 40.66 ± 0.44b 26.23 ± 0.18b 9.54 ± 0.38b 4.58 ± 0.12a 30.26 ± 0.53c 48.88 ± 0.24c 30.92 ± 0.52c 12.02 ± 0.32bc 6.12 ± 0.04bc 33.97 ± 0.62d 50.46 ± 0.59c 31.63 ± 0.60cd 13.01 ± 0.46cd 6.24 ± 0.46bc 35.68 ± 0.39e 53.38 ± 0.35d 32.93 ± 0.55de 13.22 ± 0.59cd 6.99 ± 0.39c 12 36.88 ± 1.59e 54.57 ± 0.04de 33.38 ± 0.05e 13.83 ± 0.39de 7.33 ± 0.31c 24 36.91 ± 0.73e 55.12 ± 1.67e 33.99 ± 0.84e 14.77 ± 0.66e 7.54 ± 0.17c Phụ lục A5 Ảnh hưởng pH đến trình tổng hợp IMO Hàm lượng IMO (g/l) pH IMO234 IMO2 IMO3 a a 4.0 37.83 ± 1.56 25.47 ±0.54 8.81 ±0.91a 4.5 42.65 ±1.19bc 27.73 ±0.97 a 10.60 ±0.20b 5.0 50.03 ±2.63d 31.06 ±2.28 a 12.98 ±0.36c 5.5 45.48 ±0.46c 30.06 ±0.37 a 11.05 ±0.12b 6.0 40.59 ±0.52ab 28.64 ±0.15 a 8.91 ±0.27a Phụ lục A6 Ảnh hưởng nhiệt độ đến tạo thành IMO Nhiệt độ (°C) IMO4 3.55 ±0.12b 4.32 ±0.03c 5.98 ±0.00d 4.37 ±0.03c 3.04 ±0.10a Hàm lượng IMO (g/l) IMO2 IMO3 IMO234 b b IMO4 a 3.08±0.05a 50 39.91±0.30 27.91±0.48 8.91±0.13 55 45.76±0.53c 30.25±0.25c 11.01±0.30b 4.50±0.02c 60 49.84±1.06d 30.76±0.55c 13.01±0.48c 6.07±0.02e 65 39.27±0.29b 27.14±0.06b 8.90±0.29a 3.23±0.06b 70 28.97±0.66a 14.68±0.60a 9.50±0.04a 4.79±0.10d Phụ lục A7 Ảnh hưởng nồng độ enzyme transglucosidase đến trình tổng hợp IMO Nồng độ enzyme (U/g) Hàm lượng IMO (g/l) IMO234 IMO2 b IMO3 c IMO4 b 5.98±0.14c 10 49.09±0.27 30.24±0.19 12.87±0.06 15 55.32±0.47c 32.39±0.36d 15.38±0.01c 7.55±0.13d 20 47.34±0.11b 29.90±0.20c 12.25±0.18b 5.19±0.09b 25 43.14±1.35a 24.87±0.75a 12.40±0.41b 5.86±0.19c 30 41.61±0.99a 27.26±0.34b 10.17±0.54a 4.18±0.11a Phụ lục A8: Ảnh hưởng thời gian gắn nhánh đến trình tổng hợp IMO Hàm lượng IMO (g/l) Thời gian (giờ) IMO234 IMO2 IMO3 IMO4 50.62±1.16e 29.48±0.99d 14.14±0.19e 7.00±0.03d 12 56.10±0.25f 32.73±0.49d 15.71±0.17f 7.66±0.06e 18 47.19±0.26d 30.93±0.08e 11.40±0.29d 4.86±0.05c 55 24 32.47±0.79c 24.34±0.60c 6.34±0.13c 1.79±0.07b 48 20.52±0.12b 16.38±0.09b 3.72±0.07b 0.43±0.04a 72 11.75±0.89a 9.75±0.85a 1.81±0.30a 0.18±0.26a Phụ lục B Giản đồ kết phân tích hàm lượng IMO HPLC-RID Phụ lục 1B: Ảnh hưởng pH gắn nhánh đến hàm lượng IMO (pH 4,0) Phụ lục 2B: Ảnh hưởng pH gắn nhánh đến hàm lượng IMO (pH 4,5) Phụ lục 3B: Ảnh hưởng pH gắn nhánh đến hàm lượng IMO (pH 5,0) 56 Phụ lục 4B: Ảnh hưởng pH gắn nhánh đến hàm lượng IMO (pH 5,5) Phụ lục 5B: Ảnh hưởng pH gắn nhánh đến hàm lượng IMO (pH 6,0) Phụ lục 6B: Ảnh hưởng nhiệt độ gắn nhánh đến hàm lượng IMO (50°C) 57 Phụ lục 7B: Ảnh hưởng nhiệt độ gắn nhánh đến hàm lượng IMO (55°C) Phụ lục 8B: Ảnh hưởng nhiệt độ gắn nhánh đến hàm lượng IMO (60°C) Phụ lục 9B: Ảnh hưởng nhiệt độ gắn nhánh đến hàm lượng IMO (65°C) 58 Phụ lục 10B: Ảnh hưởng nhiệt độ gắn nhánh đến hàm lượng IMO (70°C) Phụ lục 11B: Ảnh hưởng nồng độ enzyme transglucosidase đến hàm lượng IMO (10 U/g) Phụ lục 12B: Ảnh hưởng nồng độ enzyme transglucosidase đến hàm lượng IMO (15 U/g) 59 Phụ lục 13B: Ảnh hưởng nồng độ enzyme transglucosidase đến hàm lượng IMO (20 U/g) Phụ lục 14B: Ảnh hưởng nồng độ enzyme transglucosidase đến hàm lượng IMO (25 U/g) Phụ lục 15B: Ảnh hưởng nồng độ enzyme transglucosidase đến hàm lượng IMO (30 U/g) 60 Phụ lục 16B: Ảnh hưởng thời gian gắn nhánh đến hàm lượng IMO (6 giờ) Phụ lục 17B: Ảnh hưởng thời gian gắn nhánh đến hàm lượng IMO (12 giờ) Phụ lục 18B: Ảnh hưởng thời gian gắn nhánh đến hàm lượng IMO (18 giờ) 61 Phụ lục 19B: Ảnh hưởng thời gian gắn nhánh đến hàm lượng IMO (24 giờ) Phụ lục 20B: Ảnh hưởng thời gian gắn nhánh đến hàm lượng IMO (48 giờ) Phụ lục 21B: Ảnh hưởng thời gian gắn nhánh đến hàm lượng IMO (72 giờ) 62 63 ... có đề tài nghiên cứu thủy phân tinh bột khoai lang tạo sản phẩm từ tinh bột khoai lang Từ đó, nhóm nghiên cứu hướng đến đề tài: ? ?Nghiên cứu thông số công nghệ trình chuyển hóa tạo Isomaltooligosaccharide. .. VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu thông số công nghệ trình chuyển hóa tạo Isomaltooligosaccharide (IMO) từ tinh bột khoai lang NGUYỄN THỊ HỒNG GẤM gam.nthcb190020@sis.hust.edu.vn Ngành: Công nghệ thực phẩm... cứu thơng số cơng nghệ, xây dựng quy trình chuyển hóa tạo isomaltooligosaccharide (IMO) từ tinh bột khoai lang Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến giai đoạn dịch hóa