Ảnh hưởng của một số loại đường đến các tính chất lưu biến của yanang gum

MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ii LỜI CAM ĐOAN iv MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ix TÓM TẮT KHÓA LUẬN x CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu sương sâm 1.2 Polysaccharide 1.2.1 1.3 Đặc điểm chung polysaccharide Tính lưu biến thực phẩm 1.3.1 Các khái niệm 1.3.2 Các lưu chất 1.3.3 Ứng suất biến dạng lưu biến 11 1.3.4 Các phương pháp khảo sát 11 1.3.5 Vai trò đặc điểm lưu biến học 12 1.4 Tình hình nghiên cứu nước 14 1.4.1 Tình hình nghiên cứu giới sương sâm 14 1.4.2 Tình hình nghiên cứu nước sương sâm 14 CHƯƠNG 2.1 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 14 Vật liệu 15 2.1.1 Lá sương sâm 15 2.1.2 Hóa chất 15 2.2 Phương pháp nghiên cứu 15 2.2.1 Phương pháp tách chiết gum từ bột sương sâm khô 15 2.2.2 Phương pháp đo độ nhớt nội gum (intrinsic viscosity) 15 2.2.3 Xác định hàm lượng tro tổng 16 2.2.4 Xác định hàm lượng protein phương pháp KJELDAHL 16 v 2.2.5 Xác định hàm lượng đường tổng hòa tan phenol-acid sunfuric 17 2.2.6 Xác định độ ẩm 18 2.2.7 Xác định số hấp thụ nước (WAI) số hòa tan nước (WSI) 18 2.2.8 Đo màu 18 2.2.9 Xác định tính chất lưu biến 19 2.2.10 CHƯƠNG Xử lý thống kê 20 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 22 3.1 Màu sắc 22 3.2 Thành phần hóa học YG (Yanang gum) 22 3.3 Độ nhớt nội (intrinsic-vícosity) Yanang gum 23 3.4 Tính chất lưu biến Yanang gum 24 3.4.1 YG Ảnh hưởng tốc độ biến dạng đến độ nhớt biểu kiến ứng suất trượt 24 3.4.2 Ảnh hưởng nồng độ loại đường đến ứng suất trượt Yanang gum 25 3.4.3 Gum Khảo sát ảnh hưởng nồng độ loại đường lên độ nhớt biểu Yanang 26 3.4.4 Khảo sát ảnh hưởng loại đường lên G’ G’’ gum sương sâm YG 30oC………………………………………………………………………………….28 3.5 Ảnh hưởng đường đến số hòa tan (WSI) số hấp thụ nước (WAI) 33 CHƯƠNG KẾT LUẬN 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1: Biên độ dao động lưu chất Hình 2: Ứng suất trượt lưu chất Hình 3: Tốc độ biến dạng lưu chất Hình 4: Phân loại nhóm lưu chất dựa vào tốc độ biến dạng ứng suất trượt Hình 5: Độ nhớt biểu kiến lưa chất (James F Steff, 1996) 10 Hình 6: Ứng suất trượt nhóm lưu chất (James F Steff, 1996) 10 Hình 1: Lưu biến kế HAAKE RS6000 (D-76227 Karlsruhe, Germany)…………………20 Hình 2: Cảm biến cone- plate 20 Hình 1: Màu yanang gum……………………………………………………………… 22 Hình 2: Đồ thị biểu diễn độ nhớt reduce theo nồng độ mẫu Yanang gum 23 Hình 3: Mối tương quan tốc độ biến dạng độ nhớt biểu kiến,ứng suất trượt gum sương sâm 3% 30oC 24 Hình 4: Ảnh hưởng nồng độ loại đường đến ứng suất trượt mẫu gum YG (3%) có khơng bổ sung loại đường 30oC 25 Hình 5: Ảnh hưởng loại đường nồng độ đường lên độ nhớt biểu kiến Gum Yanang 3% 27 Hình 6: Biểu đồ ảnh hưởng đường fructose lên mô đun đàn hồi mô đun mất mẫu Gum 3% 29 Hình 7: Biểu đồ ảnh hưởng đường glucose lên mô đun đàn hồi mô đun mất mẫu Gum 3% 30 Hình 8: Biểu đồ ảnh hưởng đường maltose lên mô đun đàn hồi mô đun mất mẫu Gum 3% 31 Hình 9: Biểu đồ ảnh hưởng đường fructose lên mô đun đàn hồi mô đun mất mẫu Gum 3% 32 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1 :Hàm lượng số thành phần hóa học bột sương sâm khô Bảng 1: Giá trị màu sắc Yanang gum……………………………………………… 22 Bảng 2: Ảnh hưởng đường đến WSI WAI 33 viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT YG: Yanang gum (gum sương sâm) F1: mẫu gel gum sương sâm (3%) có bổ sung fructose 10% F2: mẫu gel gum sương sâm (3%) có bổ sung fructose 20% F3: mẫu gel gum sương sâm (3%) có bổ sung fructose 30% S1: mẫu gel gum sương sâm (3%) có bổ sung sucrose 10% S2: mẫu gel gum sương sâm (3%) có bổ sung sucrose 20% S3: mẫu gel gum sương sâm (3%) có bổ sung sucrose 30% G1: mẫu gel gum sương sâm (3%) có bổ sung glucose 10% G2: mẫu gel gum sương sâm (3%) có bổ sung glucose 20% G3: mẫu gel gum sương sâm (3%) có bổ sung glucose 30% M1: mẫu gel gum sương sâm (3%) có bổ sung maltose 10% M2: mẫu gel gum sương sâm (3%) có bổ sung maltose 20% M3: mẫu gel gum sương sâm (3%) có bổ sung maltose 30% ix TĨM TẮT KHĨA LUẬN Lá sương sâm (Tiliacora triandra) có nguồn gốc từ Đông Nam Á sử dụng phổ biến Thái Lan, Lào Việt Nam Yanang gum trích ly từ bột Sương sâm khơ Khóa luận nghiên cứu ảnh hưởng loại đường đến lưu biến Yanang gum từ sương sâm (Tiliacora triandra) Thành phần Yanang gum hỗn hợp gồm nhiều chất Độ nhớt nội khoảng 0.0154 ml/g Yanang gum (3%) lưu chất giả dẻo có ứng suất ngưỡng gọi lưu chất Bingham Độ nhớt biểu kiến gum ứng suất trượt tăng nồng độ đường tăng; độ nhớt biểu kiến mẫu Yanang gum bổ sung glucose > fructose > sucrose > maltose > YG tất nồng độ khảo sát Mẫu Yanang gum 3% bổ sung nồng độ đường khác cho thấy mẫu có điểm chuyển pha hoàn toàn khác Ở tần số nhỏ mẫu gum thể gel Chỉ số hấp thụ nước (WAI) tăng tăng nồng độ đường, WAI mẫu chứa sucrose > fructose > glucose > maltose > YG nồng độ đường Nhưng mặt khác, số hịa tan khơng thay đổi nhiều bổ sung loại đường ngoại trừ sucrose x CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu sương sâm Sương sâm có tên khoa học Tiliacora triandra thuộc họ Tiliacora, thường gọi Yanang Theo tự điển “Cây Thuốc Động Vật Làm Thuốc Việt Nam” Viện Dược liệu Việt nam, sương sâm Phân bổ vùng nhiệt đới Nam Á, Đơng Nam Á, phía nam Trung Quốc, Malaysia Việt Nam Nó loại dây leo mãnh, xanh thẫm, hình bầu dục, bề mặt mịn hoa màu vàng (Ptchelintsev, 2012) Trong y học cổ truyền Đông Nam Á, sương sâm sử dụng loại thuốc thảo dược để giảm sốt (Wiriyachitra & Phuriyakorn, 2001), chữa ngộ độc rượu bệnh viêm nhiễm nấm vi khuẩn Ví dụ, việc sử dụng sương sâm để chống lại Plasmodium falciparum (nguyên nhân gây bệnh sốt rét người) trình bày Pavanand cộng (1989) Phân tích hóa học cho thấy sương sâm có hàm lượng beta-carotene, chất khoáng cao, canxi sắt Một số alkaloid, đặc biệt alkaloids bisbenzylisoquinoline xác định sương sâm, bao gồm tiliacorinine, tiliacorine, nortiliacorinine (Wiriyachitra & Phuriyakorn, 2001) Bảng 1 :Hàm lượng số thành phần hóa học bột sương sâm khơ Thành phần Hàm lượng trung bình (%) Độ ẩm 9.64±0.45 Tro 6.91±0.19 Protein 14.30 Lipid 2.25 Đường tổng 1.85±0.01 Tổng Cacbohydrate 65.05 Chỉ tiêu gửi mẫu đo công ty TNHH EUROFINS Sắc Ký Hải Đăng tham khảo Singthong cộng sự, 2009 Polysaccharides chiết xuất từ thực vật chất phụ gia hấp dẫn cho nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt ngành cơng nghiệp thực phẩm, người tiêu dùng thường thích sử dụng ngun liệu có nguồn gốc tự nhiên hóa học Dịch trích ly sương sâm trở nên nhớt nhanh sau đươc nghiền nát nước Tính nhớt thành phần sương sâm nguồn polysacharide tự nhiên (Singthong cộng sự, 2009) 1.2 Polysaccharide Polysaccharides sử dụng phụ gia ngành cơng nghiệp thực phẩm chúng có khả để sửa đổi, điều khiển tính thực phẩm Các ngành công nghiệp polysaccharides thực phẩm đại diện cho thị trường đạt 3,0 tỷ USD (Seisum, 2002) Các khả quan trọng polysaccharides tạo nhớt, tạo gel, làm dày khả giữ nước Chức quan trọng khác ổn định hệ nhũ tương cải thiện tính chất cảm quan (Singthong, Ningsanond, & Cui, 2009) Polysaccharides polymer có khối lượng phân tử lớn, gồm nhiều monosaccharide liên kết với liên kết O-glycosidic Mức độ trùng hợp (DP), xác định số lượng đơn vị monosaccharide chuỗi, thay đổi từ trăm đến vài trăm ngàn, có vài polysaccharides có DP 100 Không giống protein, polysaccharides sản phẩm gen thứ cấp Polysaccharide phân loại dựa nguồn gốc chúng:  Có nguồn gốc từ rong biển: Agarose, carrageenans, alginates  Có nguồn gốc từ thực vật bậc cao (các loại ngũ cốc, trái cây, rau quả, hạt, củ, rễ, cây): Pectins, arabinoxylans, arabinogalactans, glucuronoxylans, β-glucans, inulin, cellulose, xylans, gum arabic, gum ghatti, gum tragacanth, gum karaya, guar gum, locust gum, tara gum, starches, konjac mannan  Có nguồn gốc từ vi sinh vật: Xanthan gum, gellan, welan, zooglan, pullulan, dextran, curdlan, levan, scleroglucan  Có nguồn gốc từ động vật: Glycogen, glycosaminoglycans, chitin, chitosan 1.2.1 Đặc điểm chung polysaccharide 1.2.1.1 Cơ chế tạo gel Gel polysaccharide thực phẩm tạo thành từ dung dịch chất phân tán polysaccharides Cần phân biệt tạo gel với kết tủa Sự kết tủa polysaccharide xảy phản ứng tập hợp, tương tác polysaccharide – polysaccharide chiến ưu so với tương tác polysaccharide – nước Trong tạo gel chuỗi polymer liên kết chéo liên kết cộng hóa trị khơng phải liên kết cơng hóa trị để hình thành mạng polymer ba chiều lấp đầy thể tích mơi trường lỏng Để tạo gel, polysaccharides phải hòa tan phân tán dung dịch, nhằm phá vỡ hầu hết liên kết hydro trạng thái rắn Để chuyển đổi sol thành gel phải thay đổi nhiệt độ, bổ sung cation thay đổi pH v.v… Mục đích phương pháp xử lý để làm giảm tương tác nội phân tử tăng cường tương tác liên phân tử Sự tạo gel tốt polysaccharide mạch nhánh gum arabic đơn giản mạng lưới phân tử dày đặc Chuỗi polysaccharide kéo dài có xu hướng bị rối nồng độ cao Những phân tử đồng dạng quấn quanh tạo thành nhiều xoắn mà không làm liên kết hydro Một số lượng tối thiểu liên kết chéo cần hình thành để khắc phục hiệu ứng entropy để tạo thành mạng lưới ổn định Các liên kết chéo gel polysaccharide thường liên quan đến đoạn mở rộng xếp từ hai nhiều chuỗi polysaccharide tạo thành cấu trúc mà gọi vùng giao Một số kiểu tương tác phân tử đóng góp cho tạo gel polysaccharides Chúng bao gồm liên kết hydro, liên kết ion, liên kết van der Waals tương tác kỵ nước 1.2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình tạo gel Ảnh hưởng đặc điểm cấu trúc: Cấu trúc hóa học cấu tạo phân tử polysaccharides yếu tố để xác định tính chất gel chế tạo gel chúng Để tạo gel, chuỗi polysaccharide phân đoạn chuỗi phải xếp tương tác với để tạo thành mạng lưới ba chiều ổn định Đối với loại polysaccharides, biến đổi cấu trúc chuỗi polymer dẫn đến chế tạo gel khác gel có tính chất khác Pectin ví dụ điển hình, pectin có độ methy hóa cao có chế tạo gel tính chất gel khác so với pectin có độ methy hóa thấp Một ví dụ khác alginat, alginat axit Dmannuronic cao tạo thành gel đục với môđun đàn hồi thấp; ngược lại, alginate axit Lguluronic cao hình thành gel suốt, gel cứng giòn (Cui, 2005) Ảnh hưởng nồng độ khối lượng phân tử: Gel hình thành nồng độ polymer vượt nồng độ tới hạn Khối lượng phân tử quan trọng tạo gel, mô đun đàn hồi tăng khối lượng phân tử tăng đến điểm định sau độc lập với khối lượng phân tử; lực phá vỡ tăng khối lượng phân tử tăng (Whistler, R.L, 1973 & Mitchell, J R Blanshard, J M V, 1979) Tuy nhiên polysaccharide trung tính tỷ lệ tạo gel tỉ lệ nghịch với khối lượng phân tử polysaccharide (Böhm, N and Kulicke, W M, 1999), mẫu có khối lượng phân tử thấp tạo gel mạnh mẫu có khối lượng phân tử cao khoảng thời gian định (Cui, 2005) Ảnh hưởng lực ion pH: Đối với số polysaccharide, việc thay đổi pH loại ion số lượng chúng làm thay đổi tính chất kết tủa gel Gel polysaccharides anion đặc biệt bị ảnh hưởng nồng độ loại cation liên quan Nhìn chung polysaccharide mà có nồng độ cation thấp, tăng nồng độ cation khả tạo gel cải thiện khả tạo gel đạt tối ưu Sau đạt nồng độ ion tối ưu, tiếp tục bổ sung cation làm giảm độ bền gel, độ đông kết tủa polysaccharides (Cui, 2005) Ảnh hưởng chất tan kết hợp: Sự diện số hợp chất tan có khối lượng phân tử thấp đường làm tăng tạo gel polysaccharides Các hợp chất tan cạnh tranh với nước, thúc đẩy tương tác phân tử polysaccharide Tính chất gel tăng nồng độ chất tan tăng đạt đến giá trị cực đại Ví dụ hợp chất tan ( - 50% sucrose syrup từ bắp) làm tăng cường khả tạo gel gellan gum độ bền gel cải thiện Các polysaccharide nằm thành tế bào trích ly dung mơi khác nhau, nhiên trích ly nước nhiệt độ khác thường lựa chọn để trích ly polysaccharide trung tính Thơng thường, nhiệt độ trích ly tăng hiệu trích ly cao Polysaccharides acid pectin, hòa tan ion kim loại hoá trị hai tạo phức phối hợp chặt chẽ với tác nhân tạo phức amoni oxalat, natri hexametaphosphate, EDTA, CDTA Dung môi phân cực, khan dimethyl sulphoxide (DMSO) dimethyl sulphoxide (DMSO) (thông thường với 10% nước), sử dụng để hòa tan hạt tinh bột trích ly O-acetyl-4-O-methyl glucuronoxylans and O-acetyl galactoglucomannans mà khơng làm nhóm khơng ổn định chúng N-methylmorpholine-N-oxide báo cáo dung mơi tốt để trích ly polysaccharides từ vách tế bào bao gồm cellulose 1.3 Tính lưu biến thực phẩm 1.3.1 Các khái niệm Lưu biến học (rheology): khoa học nghiên cứu biến dạng chảy loại vật chất Ngành khai sinh E.C Bingham (1878-1945) vào năm 1928 xuất phát từ tính chất kỳ lạ quan sát vật liệu, đặc biệt tính chất khơng thể dự đoán vật liệu mềm (James F Steff, 1996) Đối tượng lưu biến học lưu chất, cịn độ nhớt đặc tính lưu biến học Lưu biến học có liên quan tới cách mà tất vật liệu phản ứng lại với lực tác dụng độ biến dạng Tính chất lưu biến xác định cách đo lực biến dạng hàm thời gian Biên độ giao động (strain): thước đo biến dạng biểu thị cho tỉ số độ dài biến dạng khoảng cách lớp vật chất với Hình 1: Biên độ dao động lưu chất CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Màu sắc Bảng 1: Giá trị màu sắc Yanang gum Màu Mẫu trắng Yanang gum L* (tính sáng) 93.68 56.19 a* (đỏ/xanh lá) -1.94 -0.1 b* (vàng/xanh dương) 5.07 6.99 ∆𝐸 37.58 Hình 1: Màu yanang gum 3.2 Thành phần hóa học YG (Yanang gum) Bảng 3.2: Thành phần hóa học yanang gum Thành phần Độ ẩm Protein Carbohydrat hòa tan (quy glucose) Tro Thành phần khác ( carbohydrat không tan acid uronic, lipid…) Hiệu suất trích ly: 4.48753% 22 Hàm lượng (%) 7.216 8.070 ± 0.1 3.61525 6.9189 74.1801 3.3 Độ nhớt nội (intrinsic-vícosity) Yanang gum Độ nhớt intrinsic xem thông số độ nhớt sử dụng để nghiên cứu tính chất lưu biến liên quan đến cấu trúc phân tử Yanang gum Độ nhớt reduced định nghĩa gia tăng độ nhớt chất lỏng đơn vị nồng độ chất tan (IUPAC) biểu thị cho tác động đại phân tử chất tan dung dịch (Harding, 1997) Giới hạn độ nhớt reduced nồng độ dung dịch tiến đến gọi độ nhớt nội Độ nhớt nội Yanang gum khoảng 0.0154 ml/g tính tốn đưa từ đồ thị biểu thị tỉ lệ độ nhớt riêng nồng độ gum độ nhớt reduce (mg/ml) 0,6 0,5 0,4 y = 214,11x + 0,0154 R² = 0,9498 0,3 0,2 0,1 0,0005 0,001 0,0015 0,002 Nồng độ C (g/ml) 0,0025 0,003 Hình 2: Đồ thị biểu diễn độ nhớt reduce theo nồng độ mẫu Yanang gum 23 3.4 Tính chất lưu biến Yanang gum 3.4.1 Ảnh hưởng tốc độ biến dạng đến độ nhớt biểu kiến ứng suất trượt YG 30 Độ nhớt biểu kiến (Pa.s) A B 25 Ứng suất trượt (Pa) 0,6 y = 0,0596x + 2,4667 R² = 0,9982 20 0,4 15 10 0,2 0 0 200 400 Tốc độ biến dạng (1/s) 200 400 Tốc độ biến dạng (1/s) Hình 3: Mối tương quan tốc độ biến dạng độ nhớt biểu kiến,ứng suất trượt gum sương sâm 3% 30oC Độ nhớt mẫu bị ảnh hưởng tốc độ biến dạng, nhiệt độ, áp suất thời gian đo lưu biến Từ hình 3.3A ta thấy độ nhớt giảm tốc độ biến dạng (shear rate) tăng nên mẫu YG lưu chất phi Newton (Barnes, Hutton, & Walters, 1989; Rao, 1977) Dựa vào hình 3.3B cho thấy Yanang gum (3%) lưu chất giả dẻo có ứng suất ngưỡng gọi lưu chất Bingham (Steff cộng sự, 1996) Lưu chất giả dẻo có ứng suất ngưỡng đại diện cho cấu trúc phục hồi liên kết phân tử diễn lưu chất bị phá vỡ giảm độ nhớt ứng suất trượt lớn ứng suất ngưỡng (Glicksman, 1969), Mẫu Yanang gum khác với mẫu Yanang gum Jittra Singthong (2009) kết luận 0.5% lưu chất Newton, 1-2% lưu chất shear-thing Sự khác mẫu Yanang gum nồng độ cao tác giả Jittra Singthong (2009) nên lưu chất bị thay đổi Bên cạnh đó, mẫu Yanang gum giống với tác giả Danh (2015) kết luận FTIR tác giả Danh (2015) khác với Jittra Singthong, tức tính chất hóa học hai mẫu Yanang gum khác nên vật liệu thuộc lưu chất khác 24 3.4.2 Ảnh hưởng nồng độ loại đường đến ứng suất trượt Yanang gum Ứng suất trượt (Pa) Khảo sát mẫu có bổ sung đường cho thấy loại đường glucose, fructose, sucrose maltose chất không làm thay đổi loại lưu chất gum mặt định tính, mà làm tăng giá trị ứng suất trượt mặt định lượng cụ thể sau: ta tăng nồng độ đường từ 10% đến 30% ứng suất trượt mẫu tăng; giá trị ứng suất trượt mẫu bổ sung 10% đường tương ứng maltose < sucrose < fructose < glucose, nồng độ 20% sucrose < glucose < maltose < fructose, nồng độ 30% sucrose < maltose < fructose < glucose 70 60 50 40 30 20 10 YG 70 60 50 40 30 20 10 200 300 400 Tốc độ biến dạng (1/s) Ứng suất trượt (Pa) YG-GLUCOSE 30% 20% 10% Ứng suất trượt (Pa) 100 70 60 50 40 30 20 10 100 200 300 400 Tốc độ biến dạng (1/s) YG-SUCROSE 30% 20% 10% 100 200 300 400 Tốc độ biến dạng (1/s) 70 60 50 40 30 20 10 500 500 500 YG-MALTOSE 30% 20% 10% Ứng suất trượt (Pa) Ứng suất trượt (Pa) 70 60 50 40 30 20 10 100 200 300 400 Tốc độ biến dạng (1/s) YG-FRUCTOSE 30% 20% 10% 100 200 300 400 Tốc độ biến dạng (1/s) Hình 4: Ảnh hưởng nồng độ loại đường đến ứng suất trượt mẫu gum YG (3%) có khơng bổ sung loại đường 30oC 25 500 500 3.4.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ loại đường lên độ nhớt biểu Yanang Gum Nồng độ gum cố định 3% nồng độ đường thay đổi từ đến 30% Ngoài ra, bốn loại đường sử dụng cụ thể gồm: sucrose, maltose, fructose glucose Khi nồng độ fructose tăng độ nhớt biểu kiến mẫu gum tăng, dấu hiệu cho thấy tỷ lệ hạt phân tán dịch tăng lên Tăng fructose nồng độ 0-30% dẫn đến tăng độ nhớt biểu kiến trung bình khoảng 131% so với mẫu gum khơng chứa đường, tính tương tự quan sát thấy sử dụng glucose (khoảng 180%), sucrose (khoảng 126%) maltose (khoảng 119%) Như vậy, diện loại đường thường làm tăng độ nhớt biểu kiến lại làm giảm độ nhớt nội Nguyên nhân đường bổ sung đường cạnh tranh với nước, thúc đẩy tương tác phân tử polysaccharide làm cho độ nhớt tăng; tính chất gel tăng nồng độ chất tan tăng Một số lời giải thích đề xuất để mô tả ảnh hưởng loại đường vào độ nhớt biểu kiến tinh bột dạng paste (bột nhão) Ahmad Williams (1999) giải thích tác dụng đường vào cấu trúc chất phân tán đến tổ chức chuỗi Các phân tử đường với nhóm hydroxyl xích đạo (ví dụ ribose) ngăn chặn chuỗi xếp lại, giảm độ nhớt, đường có nhóm hydroxyl trục (ví dụ fructose) có tác dụng ngược lại Ngồi ra, tốc độ biến dạng nhỏ khoảng từ 0.1- 100s-1 giá trị độ nhớt thay đổi đáng kể theo tốc độ biến dạng, cụ thể độ nhớt giảm rõ rệt nhanh chóng giảm tốc độ biến dạng; tốc độ biến dạng >100s-1 giá trị độ nhớt giảm ít, giá trị độ nhớt không chênh lệch thay đổi nhiều tất mẫu Như vậy, tốc độ biến dạng nhỏ khoảng từ 0.1- 100s-1 độ nhớt biểu kiến mẫu phụ thuộc vào tốc độ biến dạng, giai đoạn tất mẫu gum có hay khơng bổ sung đường thể lưu chất phi newton; ngược lại khoảng > 100s-1 độ nhớt biểu kiến mẫu độc lập, không phụ thuộc vào tốc độ biến dạng nữa, tức vật liệu gum thể lưu chất newton 26 0,6 YG-GLUCOSE YG-FRUCTOSE 0,4 30% 20% 10% 0% 0,2 Độ nhớt biểu kiến (Pa) Độ nhớt biểu kiến (Pa.s) 0,6 30% 20% 10% 0% 0,4 0,2 0 100 200 300 400 200 300 400 Tốc độ biến dạng (1/s) Tốc độ biến dạng (1/s) 0,6 YG-MALTOSE 30% 20% 10% 0% 0,4 0,2 Độ nhớt biểu kiến (Pa) 0,6 Độ nhớt biểu kiến (Pa) 100 YG-SUCROSE 30% 20% 10% 0% 0,4 0,2 0 200 Tốc độ biến dạng (1/s) 400 100 200 300 Tốc độ biến dạng (1/s) 400 Hình 5: Ảnh hưởng loại đường nồng độ đường lên độ nhớt biểu kiến Gum Yanang 3% Chú thích: YG-FRUCTOSE: mẫu gum yanang (3%) bổ sung đường fructose; YGMALTOSE: mẫu gum yanang (3%) bổ sung đường maltose; YG-GLUCOSE: mẫu gum yanang (3%) bổ sung đường glucose, YG-SUCROSE: mẫu gum yanang (3%) bổ sung đường sucrose 27 3.4.4 Khảo sát ảnh hưởng loại đường lên G’ G’’ gum sương sâm YG 30oC Mẫu Yanang gum 3% bổ sung nồng độ đường fructose khác cho thấy mẫu có điểm chuyển pha hoàn toàn khác Với mẫu bổ sung đường fructose 10% có G’ < G” mức giao động với tần số f từ 10.8Hz trở lên, tức khoảng giao động lực đàn hồi bé lực nhớt mẫu trạng thái bán lỏng (Rao, 1999), điểm chuyển pha tạo thành trạng thái bán lỏng 10.8Hz Trái lại mẫu gum không bổ sung đường từ tần số 11.4Hz trở mẫu trạng thái bán rắn, điểm chuyển pha mẫu gum khơng đường 11.4Hz Ở tần số nhỏ mẫu gum thể gel, giá trị G’ G” không cách biệt lớn Tương tự mẫu gum bổ sung nồng độ đường 20% 30% điểm chuyển pha khơng rõ ràng, mẫu xem trạng thái gel Tương tự mẫu gum có bổ sung đường glucose mẫu bổ sung nồng độ 20% cho thấy thay đổi trạng thái từ gel sang trạng thái bán rắn, điểm xảy tần số nhỏ khoảng 6.9Hz ; điều xảy mẫu gum bổ sung glucose 10% tần số cao khoảng 10.6Hz; nồng độ glucose 30% trạng thái thay đổi khơng rõ G’ G” có giá trị không khác biệt nên mẫu xem trạng thái gel tần số từ 0.1Hz đến 15Hz Đối với mẫu gum có bổ sung 10% maltose dao động có tần số nhỏ, khác biệt G’ G” không đáng kể mẫu xem trạng thái gel, kể từ tần số 5.2Hz trở lên mẫu chuyển sang trạng thái bán rắn G’ > G” điểm giao G’ G” 5.2Hz Điều tương tự xảy mẫu bổ sung đường maltose 30% mẫu trạng thái thay đổi từ gel sang bán rắn tần số cao khoảng 10Hz Đối với mẫu bổ sung 20% maltose tượng thay đổi trạng thái không xảy ra, mẫu cho trạng thái gel từ 0.1Hz đến 15Hz Ở mẫu gum có bổ sung sucrose nồng độ 10% 20% trình thay đổi trạng thái tương đối giống tần số Điểm giao G’ G” rõ ràng hai nồng độ khoảng 12Hz Nhưng tăng nồng độ sucrose lên 30% mẫu chuyển từ trạng thái gel sang trạng thái bán rắn tần số thấp khoảng 8Hz Như tăng nồng độ sucrose lên thay đổi trạng thái từ gel sang bán rắn tần số thấp Như vậy, tần số thấp khoảng từ 0.1Hz đến 4Hz mẫu yanang gum 3% có khơng có bổ sung loại đường xem trạng thái gel; thực tế, số lần giao động giây áp dụng chế biến thực phẩm không lớn nên cho yanang gum 3% sử dụng chế biến trạng thái gel 28 1000 1000 YG 100 FRUCTOSE 10% 100 G' G' G', G" (Pa) G', G" (Pa) G'' 10 10 0,1 0,1 0,01 0,01 0,1 10 0,1 100 100 FRUCTOSE 30% G' 100 G' G'' G'' G', G" (Pa) G', G" (Pa) 10 1000 FRUCTOSE 20% 100 100 Tần số (Hz) Tần số (Hz) 1000 10 10 0,1 10 0,1 0,01 0,1 10 0,01 100 0,1 Tần số (Hz) Tần số (Hz) Hình 6: Biểu đồ ảnh hưởng đường fructose lên mô đun đàn hồi mô đun mất mẫu Gum 3% 29 1000 1000 YG 100 G' GLUCOSE 10% 100 G' G', G" (Pa) G', G" (Pa) G'' 10 0,1 G'' 10 0,1 0,01 0,01 0,1 10 100 0,1 Tần số (Hz) 100 1000 1000 GLUCOSE 20% GLUCOSE 30% G' 100 100 G' G', G" (Pa) G'' G', G" (Pa) 10 Tần số (Hz) 10 1 0,1 0,1 0,01 0,01 0,1 10 100 G'' 10 0,1 10 Tần số (Hz) Tần số (Hz) Hình 7: Biểu đồ ảnh hưởng đường glucose lên mô đun đàn hồi mô đun mất mẫu Gum 3% 30 100 1000 1000 YG 100 G' MALTOSE 10% 100 G' G'' G', G" (Pa) G', G" (Pa) G'' 10 0,1 10 0,1 0,01 0,1 10 0,01 100 0,1 Tần số (Hz) 1000 100 1000 MALTOSE 30% G' 100 G' G'' G'' G', G" (Pa) G', G" (Pa) 10 Tần số (Hz) MALTOSE 20% 100 10 0,1 10 0,1 0,01 0,01 0,1 10 100 Tần số (Hz) 0,1 10 100 Tần số (Hz) Hình 8: Biểu đồ ảnh hưởng đường maltose lên mô đun đàn hồi mô đun mất mẫu Gum 3% 31 1000 1000 YG 100 G' SUCROSE 10% 100 G' G'' G', G" (Pa) G', G" (Pa) G'' 10 10 0,1 0,1 0,01 0,1 10 100 0,01 0,1 Tần số (Hz) 10 100 10 100 Tần số (Hz) 1000 1000 SUCROSE 20% SUCROSE 30% G' 100 G' 100 G'' G', G" (Pa) G'' G', G" (Pa) 10 10 0,1 0,1 0,01 0,01 0,1 10 100 1000 0,1 Tần số (Hz) Tần số (Hz) Hình 9: Biểu đồ ảnh hưởng đường fructose lên mô đun đàn hồi mô đun mất mẫu Gum 3% 32 3.5 Ảnh hưởng đường đến số hòa tan (WSI) số hấp thụ nước (WAI) Chỉ số hấp thụ nước (WAI) tăng lên rõ ràng (P fructose > glucose > maltose > YG, việc bổ sung sucrose vào YG có khả hấp thụ giữ nước lớn Nhưng mặt khác, mẫu chứa glucose 10% cho giá trị WSI lớn mẫu chứa sucrose 10% lại có giá trị WSI thấp lại tăng mạnh tăng nồng độ lên 20% 30% Ở mẫu cịn lại ta tăng nồng độ đường glucose, maltose, fructose lên từ 10% đến 20%, 30% giá trị WSI khơng chênh lệch nhiều nên khả hịa tan xem thay đổi khơng đáng kể Các loại đường khác bổ sung vào mẫu gum cho giá trị khác đường glucose bổ sung vào cho độ hòa tan tốt Yanang gum, đường sucrose, maltose, fructose có độ hịa tan thấp Yanang gum Kết rõ ràng tác dụng loại đường phụ thuộc vào cấu hình CH nhóm OH phân tử monosacharide, loại hình liên kết glycosidic kích thước phân tử oligosacharide (Masanobu Janado, 1984) Bảng 2: Ảnh hưởng đường đến WSI WAI Tên mẫu Nồng độ đường WSI WAI (%) YG 72.530 ± 0.015b 9.714 ± 0.001m l YG-S1 10 25.622 ± 0.419 10.501 ± 0.002i YG-S2 20 52.809 ± 0.252k 12.335 ± 0.030c c YG-S3 30 70.515 ± 0.006 12.965 ± 0.015a YG-M1 10 68.937 ± 0.029e 10.126 ± 0.024k e YG-M2 20 68.752 ± 0.001 10.647 ± 0.003h i YG-M3 30 64.342 ± 0.078 11.468 ± 0.010f YG-G1 10 73.125 ± 0.158a 9.995 ± 0.002l d YG-G2 20 70.216 ± 0.035 11.864 ± 0.177d YG-G3 30 72.348 ± 0.171b 11.631 ± 0.050e h YG-F1 10 66.405 ± 0.058 11.074 ± 0.001g YG-F2 20 67.606 ± 0.269f 11.879 ± 0.010d g YG-F3 30 66.915 ± 0.110 12.831 ± 0.083b YG: Yanang gum 3%; YG-S, YG-M, YG-G, YG-F: mẫu Yanang gum 3% bổ sung sucrose, maltose, glucose, fructose, số 1, 2, biểu thị cho nồng độ đường 10%, 20%, 30%; Các chữ khác cột thể khác biệt có nghĩa mức p fructose > glucose > maltose > YG nồng độ đường, việc bổ sung sucrose vào YG có khả hấp thụ giữ nước lớn Nhưng mặt khác, mẫu chứa glucose 10% cho giá trị WSI mẫu chứa sucrose 10% lại có giá trị WSI thấp lại tăng mạnh tăng nồng độ lên 20% 30% Ở mẫu cịn lại ta tăng nồng độ đường glucose, maltose, fructose lên giá trị WSI khơng chênh lệch nhiều nên khả hịa tan xem thay đổi không đáng kể Các loại đường khác bổ sung vào mẫu gum cho giá trị khác đường glucose bổ sung vào cho độ hòa tan tốt Yanang gum 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO Singthong, J., Ningsanond, S., & Cui, S W (2009) Extraction and physicochemical characterisation of polysaccharide gum from Yanang (Tiliacora triandra) leaves Food Chemistry Rao, M A (1978) Rheology of liquid foods Lih-Shiuh Lai, Hsin-Fang Chiang (2001) Rheology of decolorized hsian-tsao leaf gum in the dilute domain Haining Zhuang, Tao Feng (2010) Effect of Mesona Blumes gum on physicochemical and sensory characteristics of rice extrudates Gipsy Tabilo-Munizaga, Gustavo V Barbosa-Ca ´novas (2004) Rheology for the food industry Evagelioua, R.K Richardsona, E.R Morrisb (1999).Effect of sucrose, glucose and fructose on gelation of oxidised starch Attia M Elfak, Geoffrey Pass, Glyn Phillips and Robert G Morley (1977) The Viscosity of Dilute Solutions of Guar Gum and Locust Bean Gum with and without Added Sugars M Majzoobi, M Radi, A Farahnaky, J Jamalian1, T Tongdang, and Gh Mesbahi (2011) Physicochemical Properties of Pre-gelatinized Wheat Starch Produced by a Twin Drum Drier Yudkin, J.; Edelman J., Hough L (1973) Sugar - Chemical, Biological and Nutritional Aspects of Sucrose 10 Masanobu Janado (1984) The nature of the cosololvent effects of sugars on the aqueous solubilities of hydrocarbons 11 Sharpe, Peter (1998) Sugar Cane: Past and Present 12 Cui, Steve W (ed.) (2005) Food carbohydrates: chemistry, physical properties, and applications 13 A D McNaught and A Wilkinson Blackwell Scientific Publications (1997) Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed (the "Gold Book") IUPAC 14 Abdelrahim, K A., Ramaswamy, H S., Doyon, G., & Toupin, C J (1994) Rheology of carboxymethyl cellulose as influenced by concentration and temperature 15 Da Silva, J A L., & Rao, M A (1995) Rheology of structure development in highmethoxyl pectin/sugar systems 16 Glicksman, M (1969) Rheology, Texture and Gums In: Gum technology in the food industry 17 Stanley, N F (1990) Carrageenans In: Food gels 18 .Steffe, J F (1992) Rheological methods in food process engineeering 19 Torres L.M., La Fuente E.B.D, Sanchez B.T and Katthain R (2000) Rheological properties of the mucilage gum (Opuntia ficus indica) 20 Wiriyachitra, P., & Phuriyakorn, B (2001) Alkaloids of Tiliacora triandra 35 21 Brodke y, R.S and H.C Hershey (1988) Transport Phenomena McGra wHill Book Company 22 Binding, D.M (1988) A approximate analysis for contraction and converging flows 23 Charm, S.E (1962) Determination of shear stress shear rate behavior in foods in the presence of a yield stress 24 Ferr y, J.D (1977) Oscillation viscometry - effects of shear rate and frequency 25 Garcia, E J and J.F Steffe (1986) Optimum economic pipe diameter for pumping Herschel-Bulkley fluids in laminar flow 26 Garcia, E J and J.F Steffe (1987) Compar ison of friction factor equations for nonNewtonian fluids in tube flow 27 Goodrich, K., A Yos himura and R.K Prud’homme (1989) Measurement of the modulus and yield strength of soft gels: experiments and numerical simulation 28 Lewis, M J (1987) Physical Properties of Foods and Food Processing Systems 29 Yoo, B., M.A Rao and J.F Steffe (1995) Yield stress of food dispersions with the vane method at controlled shear rate and shear stress 30 Nguyễn danh, Ảnh hưởng phương pháp trích ly số yếu tố đến độ nhớt bột polysaccharides từ sương sâm (Tiliacora triandra) [Luận Văn tốt nghiệp] Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM 36 ... (intrinsic-vícosity) Yanang gum 23 3.4 Tính chất lưu biến Yanang gum 24 3.4.1 YG Ảnh hưởng tốc độ biến dạng đến độ nhớt biểu kiến ứng suất trượt 24 3.4.2 Ảnh hưởng nồng độ loại đường. .. loại đường đến ứng suất trượt Yanang gum 25 3.4.3 Gum Khảo sát ảnh hưởng nồng độ loại đường lên độ nhớt biểu Yanang 26 3.4.4 Khảo sát ảnh hưởng loại đường lên G’ G’’ gum sương... phổ biến Thái Lan, Lào Việt Nam Yanang gum trích ly từ bột Sương sâm khơ Khóa luận nghiên cứu ảnh hưởng loại đường đến lưu biến Yanang gum từ sương sâm (Tiliacora triandra) Thành phần Yanang gum