Khảo sát các điều kiện xử lý acid kết hợp xử lý enzyme để tạo hạt nano tinh bột từ tinh bột hạt bơ

MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ii LỜI CẢM ƠN .iii LỜI CAM ĐOAN iv PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN v PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN vii PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA HỘI ĐỒNG XÉT BẢO VỆ KHOÁ LUẬN xi MỤC LỤC xiv DANH MỤC HÌNH xvii DANH MỤC BẢNG BIỂU xviii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xix TÓM TẮT KHÓA LUẬN xx CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Bố cục báo cáo CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan hạt tinh bột: 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Đặc tính hạt nano tinh bột 2.2 Các phương pháp tạo hạt nano tinh bột 2.2.1 Phương pháp thuỷ phân acid 2.2.2 Phương pháp xử lý enzyme: 2.2.3 Xử lý theo phương pháp vật lý 2.2.4 Phương pháp kết hợp thuỷ phân sóng siêu âm 2.2.5 Kết tinh nano (Nanoprecipitation) 2.2.6 Phương pháp tạo phức kết hợp với thuỷ phân enzyme 10 2.2.7 Phương pháp thuỷ phân enzyme tái kết tinh 10 xiv 2.2.8 Phương pháp emulsion-crosslinking 10 2.3 Ứng dụng thực tiễn nano tinh bột 11 2.3.1 Ứng dụng vật liệu composite 11 2.3.2 Chất ổn định hệ nhũ tương 11 2.3.3 Chất thay chất béo 12 2.3.4 Thành phần bao bì 12 2.3.5 Chất vận chuyển thuốc vật liệu cấy ghép 12 2.3.6 Chất liên kết sản xuất giấy phủ giấy 12 2.4 Tổng quan hạt bơ 13 2.4.1 Thành phần hoá học hạt bơ 13 2.5 Tổng quan Glucoamylase 14 2.5.1 Phân loại: 16 2.5.2 Nguồn gốc: 16 2.5.3 Tính chất enzyme: 17 CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 3.1 Nguyên liệu, hóa chất 19 3.1.1 Nguyên liệu 19 3.1.2 Hóa chất 19 3.1.3 Enzyme sử dụng 19 3.2 Quy trình tách hạt tinh bột 19 3.3 Quy trình thu nhận hạt nano tinh bột theo phương pháp thuỷ phân acid kết hợp với enzyme 20 3.3.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ: 20 3.3.2 Thuyết minh quy trình 20 3.4 Nội dung nghiên cứu 22 3.4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng điều kiện thí nghiệm đến hình thái hạt nano tinh bột (SNP) 22 3.4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng điều kiện thí nghiệm đến phân bố kích thước SNP 23 3.4.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng điều kiện thí nghiệm đến khả hồ tan hạt nano tinh bột 23 xv 3.4.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng điều kiện thí nghiệm đến độ truyền suốt dịch huyền phụ SNP 23 3.4.5 Khảo sát ảnh hưởng điều kiện thí nghiệm đến hiệu suất thu hồi tinh bột 24 3.5 Phương pháp xử lý số liệu thống kê 24 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 25 4.1 Phân bố kích thước hạt nano tinh bột 25 4.2 Khả hoà tan hạt nano tinh bột 29 4.3 Cấu trúc hoá học hạt nano tinh bột 30 4.4 Hiệu suất thu hồi tinh bột 31 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 33 5.1 Kết luận 33 5.2 Kiến nghị 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 xvi DANH MỤC HÌNH Hình 1: Đồ thị biểu độ nhớt hạt nano tinh bột khoai tây Hình 2: Hạt tinh bột từ hạt bơ quan sát kính hiển vi phân cực 250X 14 Hình 3: Sơ đồ phân tử tinh bột mơ hình hoạt động amylolytic enzyme 15 Hình 4: Cấu trúc khơng gian Aspergillus Niger GAs 16 Hình 5: Sơ đồ quy trình thu nhận hạt nano tinh bột nghiên cứu 20 Hình 6: Danh sách thí nghiệm nghiên cứu 22 Hình 7: Đồ thị biểu thị ảnh hưởng (a) thời gian thuỷ phân acid, (b) thời gian thuỷ phân enzyme, (c) nồng độ enzyme sử dụng đến phân bố kích thước hạt 25 Hình 8: Sơ đồ cấu tạo hạt tinh bột 26 Hình 9: Hình chụp SEM mẫu khảo sát 28 Hình 10: Biểu đồ biểu thị khả hoà tan mẫu nano tinh bột thay đổi theo điều kiện khảo sát 29 Hình 11: Phổ FTIR mẫu xử lý enzyme 30 Hình 12: Đồ thị hiệu suất thu hồi tinh bột sau trình thuỷ phân acid 31 Hình 13: Đồ thị hiệu suất thu hồi tinh bột sau xử lý enzyme điều kiện khảo sát 31 xvii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Bảng so sánh kích thước hạt nano tinh bột phương pháp xviii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT SNPs: hạt nano tinh bột GAs: Glucoamylase CD: Catalytic Domain SBD: Starch-Binding Domain MA1, 2, 3, 4, 5, 6, 7: Mẫu tinh bột thuỷ phân acid theo ngày 1, 2, 3, 4, 5, 6, AE3003, AE3006, AE30024: Mẫu tinh bột sau thuỷ phân acid đem thuỷ phân enzyme 3, 6, 24 với nồng độ 300U/mL AE10024, AE3024: Mẫu tinh bột sau thuỷ phân acid đem thuỷ phân enzyme 24 với nồng độ 100U/mL 30 U/mL CWS: Cold water solubility HWS: Hot water solubility xix TÓM TẮT KHÓA LUẬN Nano tinh bột hạt tinh bột với kích thước nhỏ hạt tinh bột thơng thường nhiều, từ cải thiện đặc tính vốn có để ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác vật liệu composite, chất ổn định nhũ tương Hạt bơ xem phế phẩm ngành công nghiệp xử lý bơ, nhiên lại có hàm lượng tinh bột cao (29,6% hàm lượng ẩm) nên hồn tồn sử dụng để thu nhận nguồn nano tinh bột Quá trình thu nhận hạt nano tinh bột theo phương pháp phụ thuộc vào nhiều điều kiện khác Điều kiện tốt để thu nhận nguồn nano tinh bột thuỷ phân tinh bột với acid sulfuric (3.16M) vòng ngày, sau đưa mẫu thuỷ phân với enzyme Glucoamylase thời gian 24 trước khuấy từ với cồn tuyệt đối Nano tinh bột thu từ phương pháp đạt kích thước nhỏ (110nm) hiệu suất thu hồi tinh bột cao (86.70±0.22%) Tinh bột thu từ hạt bơ giảm thiểu thời gian thuỷ phân acid, giảm giá thành cho nguyên liệu cung cấp tinh bột tạo nguồn thu nhận tinh bột xx CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Quả bơ loại trái phổ biến Việt nam nhiều quốc gia giới, có nguồn gốc trải dài từ cao ngun phía đông trung tâm Mexico đến bờ biển Thái Bình Dương Trung Mỹ (Jiménez Patiđo cộng sự, 2020) Quả bơ dùng công nghệ thực phẩm để sản xuất sản phẩm kem, sốt mayonnaise sử dụng để trải bánh sandwich, nồi cị n mỹ phẩm dược phẩm Một phế phụ phẩm cua công nghệ sản xuất sản phẩm từ bơ phần hạt bơ chiếm khoảng 16% khối lượng khô (ChelGuerrero cộng sự, 2016) Hạt bơ chưa nhiều tinh bột hợp chất phenolic catechin, epicatechin, chlorogenic acid,… Vì có nhiều nghiên cứu tận dụng nguồn phế phẩm để thu nhận hợp chất phenolic (Geissman cộng sự, 1965; Gómez cộng sự, 2014; Ramírez‐Martínez cộng sự, 1973) Ngồi ra, có nghiên cứu thu nhận tinh bột từ hạt bơ tinh bột chiếm 50% khối lượng khô Tuy nhiên, nghiên cứu dừng lại việc thu nhận hạt tinh bột chưa đưa ứng dụng cụ thể nguồn thu nhận tinh bột (Chel-Guerrero cộng sự, 2016; Lacerda cộng sự, 2014) Tinh bột polysaccharide thành từ hai thành phần amylose amylopectin với kích thước lớn (5 – 35 µm) Nano tinh bột hạt tinh bột có kích thước nhỏ nhiều so với hạt tinh bột thông thường (50 – 120 nm), cải thiện đặc tính đặc biệt diện tích bề mặt, hình thái, đặc tính biến đổi nhiệt, độ kết tinh, tính lưu biến, … so với hạt tinh bột bình thường khối lượng Hiện nano tinh bột thu nhận nhiều phương pháp khác như: Thuỷ phân acid, xử lý enzyme, đồng hoá áp suất cao, sóng siêu âm, Reactive extrusion, … Trong đó, phương pháp thu nhận hạt có kích thước nhỏ phương pháp kết hợp thuỷ phân acid với thuỷ phân enzyme (bảng 1) Bảng 1: Bảng so sánh kích thước hạt nano tinh bột phương pháp STT Tên phương pháp Kích thước hạt nano Tài liệu tham khảo Thuỷ phân acid > mm (Shabana cộng sự, 2019) Xử lý enzyme 500 nm (Kim cộng sự, 2008) Sóng siêu âm 100-200 nm (Haaj cộng sự, 2013) Reactive extrusion 200-400 nm (Giezen cộng sự, 2004) Kết hợp xử lý acid 50 - 120 nm (Chin cộng sự, 2011) >100 nm (Shi cộng sự, 2011) enzyme Emulsion cross-linnking Nano tinh bột ứng dụng nhiều lĩnh vực vật liệu composite, chất ổn định hệ nhũ tương, chất thay béo, thành phần bao bì, chất vận chuyển thuốc vật liệu cấy ghép, chất liên kết sản xuất giấy phủ giấy nano tinh bột thu nhận chủ yếu từ nguồn tinh bột ngơ, đậu, khoai tây chưa có nghiên cứu thu nhận hạt nano tinh bột từ tinh bột hạt bơ (Nain, 2017) Mục tiêu đề tài Từ ứng dụng nano tinh bột để tận dụng nguồn tinh bột từ hạt bơ, nghiên cứu tiến hành nhằm trích ly tinh bột từ hạt bơ khảo sát điều kiện xử lý acid xử lý enzyme đến tính chất hạt nano tinh bột Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Thành phần tinh bột hạt bơ 3.2 Phạm vi nghiên cứu Ảnh hưởng thời gian thuỷ phân acid sulfuric, thời gian thuỷ phân enzyme nồng độ enzyme glucoamylase sử dụng đến tính chất hạt nano tinh bột Nội dung nghiên cứu Đề tài “Khảo sát điều kiện xử lý acid kết hợp xử lý enzyme để tạo hạt nano tinh bột từ tinh bột hạt bơ” gồm có nội dung cụ thể sau: - Đánh giá ảnh hưởng thời gian thuỷ phân acid đến chất lượng hạt nano tinh bột - Đánh giá ảnh hưởng nồng độ thời gian thuỷ phân enzyme đến chất lượng hạt nano tinh bột - Xác định điều kiện tối ưu cho trình thu nhận hạt nano tinh bột từ hạt bơ Ý nghĩa khoa học thực tiễn  Ý nghĩa khoa học - Nghiên cứu nguồn nguyên liệu sản xuất nano tinh bột với giá thành thấp - Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian thuỷ phân acid, thời gian thuỷ phân nồng độ enzyme glucoamylase đến chất lượng hạt nano tinh bột thành phẩm - Xây dựng quy trình thu nhận hạt nano tinh bột từ hạt bơ theo phương pháp nghiên cứu  Ý nghĩa thực tiễn - Nghiên cứu tìm sản phẩm có giá trị kinh tế tiềm cao từ hạt bơ - Tìm nguồn nguyên liệu giá rẻ để điều chế hạt nano tinh bôt Bố cục báo cáo CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 4.1 Phân bố kích thước hạt nano tinh bột A c B c C c Hình 7: Đồ thị biểu thị ảnh hưởng (a) thời gian thuỷ phân acid, (b) thời gian thuỷ phân enzyme, (c) nồng độ enzyme sử dụng đến phân bố kích thước hạt Nghiên cứu (Jenkins cộng sự, 1995) chứng minh hạt tinh bột cấu thành chuỗi amylopectin ngắn tạo thành vòng xoắn kép liên kết thành cụm, xen kẽ lớp amylopectin chuỗi amylose Các cụm amylopectin tạo thành cấu trúc gồm hai vùng chính: vùng mà chuỗi A amylopectin tạo thành vòng xoắn kép gọi lamellae tinh thể, vùng chứa chuỗi B amylopectin cung cấp điểm nhánh (debranching point) để liên kết chuỗi A B gọi lamellae vơ định hình Cấu trúc hạt tinh bột biểu thị hình 25 Hình 8: Sơ đồ cấu tạo hạt tinh bột: (a) hạt đơn gồm vịng đồng tâm phần lamellae vơ định hình vùng lamellae tinh thể, (b) hình ảnh phóng đại cua cấu trúc bên hạt với phần lamellae vơ định hình tinh thể xếp chồng lên nhau, (c) cấu trúc cụm (cluster) vòng bán tinh thể Dựa cấu tạo hạt tinh bột nghiên cứu, trình thuỷ phân acid thường diễn theo ba giai đoạn gồm (Le Corre cộng sự, 2010): i) Giai đoạn đầu giai đoạn phản ứng nhanh acid bắt đầu thuỷ phân lớp vơ định hình bên ngồi ii) Giai đoạn hai giai đoạn diễn với tốc độ chậm acid thuỷ phân lớp bán tinh thể iii) Giai đoạn cuối giai đoạn diễn chậm trình thuỷ phân vùng tinh thể Từ hình 7a, thấy phân bố kích thước hạt giảm dần theo thời gian thuỷ phân với acid sulfuric 3.16M Kích thước giảm dần từ 2350nm ngày giảm 500nm vào ngày thứ Tuy nhiên, tăng thời gian thuỷ phân acid đến ngày thứ xuất tăng kích thước lên 700nm có độ phân bố rộng, trải từ 300 đến 1000nm Điều lý giải hai nguyên nhân (Hernández-Jaimes cộng sự, 2013): (i) Sự xói mịn vùng lamellae vơ định hình khoảng thời gian từ ngày đến ngày làm tăng di chuyển nước vào vùng lamellae lượng nước dư thừa vùng lamellae vơ định hình hấp thụ phần trương nở (ii) Nguyên nhân thứ hai chất thuỷ phân giải phóng bị phân huỷ để tạo hạt có kích thước nhỏ bám vào hạt tinh bột lớn 26 (Hernández‐Jaimes cộng sự, 2014) kết luận xói mịn hạt tinh bột với biến dạng bề mặt, kết dính hạt q trình khuấy trộn gây ảnh hưởng mạnh mẽ đến hình thái hạt tinh bột Hình 7b cho thấy thay đổi kích thước theo thời gian thuỷ phân enzyme với mốc thời gian 3, 24 Sau kết thức trình thuỷ phân acid, mẫu ngày thứ lựa chọn để tiến hành trình thuỷ phân enzyme mẫu ngày thứ có kích thước nhỏ có đồng kích thước so với mẫu ngày thứ Cồn tuyệt đối sử dụng phương pháp enzyme với mục đích giúp hình thành hạt tinh bột phân cắt trở lại, đồng thời đóng vai trị chất anti-solvent cho tinh bột (Duyen cộng sự, 2020; Miao cộng sự, 2009) Kết cho thấy có giảm kích thước sau đầu từ 600nm xuống 150nm, trước xảy tượng tăng kích thước trở lại sau thuỷ phân Nguyên nhân số lượng hạt kích thước nhỏ tăng nhanh sau nên tần suất va chạm hạt tăng lên, dẫn đến kết tụ lại hạt tinh bột hạt tinh bột với kích thước lớn (1000 nm) tạo thành nhiệt độ cao (Qin cộng sự, 2019) Sau lại có giảm kích thước xuống lân cận 500nm mốc 24 giờ, điều tăng kích thước tần suất va chạm hạt số lượng hạt tinh bột giảm xuống, dẫn đến enzyme tiếp tục phân cắt để tạo hạt tinh bột có kích thước nhỏ Ảnh hưởng nồng độ enzyme sử dụng đến chất lượng hạt nano tinh bột biểu thị qua hình 7c Kết cho thấy kích thước mẫu nồng độ 100U/mL có kích thước đạt giá trị 110nm sau 24 phản ứng, mẫu nồng độ 300U/mL 30U/mL có kích thước tương đối lớn, 510nm 475nm Nguyên nhân nồng độ enzyme sử dụng cao tốc độ thuỷ phân tinh bột cao, từ thời gian thuỷ phân nhanh tăng nồng độ enzyme sử dụng (Najafpour cộng sự, 2003) Kết hình 6b phù hợp với giải thích này, tốc độ thuỷ phân nhanh nên mẫu xử lý với nồng độ 300U/mL cần để giảm kích thước xuống 150nm nồng độ 100U/mL cần đến 24 để đạt kích thước tương tự Điều lý giải mẫu với nồng độ 30U/mL dù sau 24 kích thước giảm cịn 475nm Tuy nhiên mẫu AE10024 AE3024 lại có đồng kích thước mẫu AE30024, điều lý giải số lượng hạt tinh bột tăng dần với giảm kích thước hạt, khiến cho tần số va chạm hạt dù tăng không tăng đột ngột nên tránh tượng hạt tinh bột kết tụ lại mẫu AE06 gặp phải 27 Mẫu MA1 Mẫu AE3003 Mẫu MA4 Mẫu AE30024 Mẫu AE10024 Mẫu AE3024 Hình 9: Hình chụp SEM mẫu khảo sát Kết từ hình chụp SEM cho thấy kết phù hợp với kết phân bố kích thước hạt Mẫu MA1 cho thấy kích thước hạt tinh bột sau tách từ hạt bơ, cấu trúc hạt lớn, đồng thời bề mặt xuất vết nứt trình xử lý để tách tinh bột có gia nhiệt tác động học Mẫu MA4 so sánh thấy kích thước hạt giảm đáng kể Tuy nhiên, thấy bắt đầu xuất hiện tượng kết tụ lại hạt nhỏ vào hạt lớn vào cuối trình thuỷ phân acid Khi so sánh kết hai mẫu có kích thước tương tự mẫu AE10024 mẫu AE3003, ta thấy rằng, mẫu AE3003 có hạt với hình bầu dục đồng xảy tích tụ hạt lại với tốc độ thuỷ phân enzyme nhanh; mẫu AE10024 lại thấy hình 28 dạng hạt nano tinh bột tương đối lớn, đồng thời thời gian thuỷ phân với enzyme q lâu nên hạt bắt đầu có tích tụ tương tự tượng xảy với mẫu AE3006 Hình chụp SEM mẫu AE30024 giải thích rõ lập luận kích thước hạt, ta thấy dần có xuất hạt nano tinh bột tách khỏi bề mặt hạt tinh bột sau có kết tụ hạt tinh bột mốc thời gian thuỷ phân enzyme Trong với mẫu AE3024 lại điều hồn tồn ngược lại, mà hạt tinh bột q trình thuỷ phân enzyme nên kích thước chúng trình giảm xuống 4.2 Khả hoà tan hạt nano tinh bột B c A c Hình 10: Biểu đồ biểu thị khả hoà tan mẫu nano tinh bột thay đổi theo điều kiện khảo sát (a) thời gian thuỷ phân acid, (b) nồng độ thời gian xử lý enzyme Độ hồ tan hạt nano tinh bơt yếu tố quan trọng, định đến khả ứng dụng hạt nano tinh bột Kết ảnh hưởng điều kiện khảo sát đến khả hoà tan hạt nano tinh bột biểu diễn hình 10 Kết từ hình 10 cho thấy giá trị HWS cao giá trị CWS, điều hoàn toàn phù hợp với kết nhiều báo trước nhiệt độ cao khả hồ tan hạt tinh bột cao (Dularia cộng sự, 2019; Roy cộng sự, 2020) Ngoài ra, gia tăng động gây nhiệt cho phép phân tử nước tách tác nhận hoa tan liên kết lực hút nội bào, từ giúp hạt tinh bột dễ hồ tan Do đó, kích thước hạt thơng qua trình xử lý nhỏ khả phân tán mơi trường cao, khả hồ tan tăng lên đáng kể Hai mẫu có kích thước nhỏ AE3003 AE3024 có độ hoà tan cao mẫu khác có khả hồ tan thấp rõ rệt 29 4.3 Cấu trúc hoá học hạt nano tinh bột Hình 11: Phổ FTIR mẫu xử lý enzyme Phổ FTIR tinh bột thể hình 11 Kết cho thấy có diện dải hấp thụ khoảng 3602, 2902 1000-1100 cm-1 mẫu tinh bột có nhóm chức OH, C-H C-O tương ứng Ngồi có xuất đỉnh 1415 cm-1 cho thấy có cắt xén đối xứng C-H gốc CH2OH Từ bảng kết phân tích này, thấy cấu trúc hố học hạt nano tinh bột không bị biến đổi nhiều thông qua trình xử lý enzyme Những đỉnh xuất hình có tương đồng định với báo trước cấu trúc hoá học tinh bột bắp, khoai tây, sắn (Abdullah cộng sự, 2018) 30 4.4 Hiệu suất thu hồi tinh bột Hình 12: Đồ thị hiệu suất thu hồi tinh bột sau trình thuỷ phân acid Hình 12 biểu thị hiệu suât thu hồi tinh bột thay đổi theo thời gian thuỷ phân Theo hình thấy tốc độ thuỷ phân nhanh sau ngày thuỷ phân xuống 57.31±0.15c % trước có dấu hiệu giảm tốc độ thuỷ phân Kết có tương đồng với kết (Kim cộng sự, 2013) khảo sát ảnh hưởng xử lý siêu âm kết hợp thuỷ phân acid đến tính chất tinh bột ngơ sáp Nội dung báo cho thấy tăng thời gian thuỷ phân acid mức độ thuỷ phân tăng lên hiệu suất thu hồi tinh bột giảm dần Ngoài ra, (Dai cộng sự, 2019) nghiên cứu thu nhận hạt nano tinh thể tinh bột cách kết hợp phương pháp ẩm nhiệt phương pháp acid cho thấy xu hướng tương tự Hình 13: Đồ thị hiệu suất thu hồi tinh bột sau xử lý enzyme điều kiện khảo sát 31 Hình 13 biểu hiệu suất thu hồi tinh bột sau xử lý enzyme điều kiện khảo sát Phương pháp enzyme sử dụng nhằm cải thiện hiệu suất thu hồi tinh bột, làm giảm kích thước tối đa hạt tinh bột để cải thiện tính chất hạt tinh bột Từ kết thu thấy hiệu suất thu hồi tinh bột tăng cao kích thước hạt nhỏ Ngồi ra, khơng có khác biệt nhiều mẫu AE3003 so với mẫu AE3024, cần cân nhắc kỹ để lựa chọn điều kiện tối ưu cho trình thu nhận hạt nano tinh bột 32 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Công nghệ nano tinh bột nghiên cứu nhiều loại tinh bột khác ngồi nước, chưa có nghiên cứu chuyên sâu ảnh hưởng phương pháp xử lý acid kết hợp với xử lý enzyme ảnh hưởng Glucoamylase đến tính chất hạt nano tinh bột Thơng qua thí nghiệm thực hiện, kết luận điều kiện tốt để sản xuất hạt nano tinh bột từ hạt bơ kết hợp thuỷ phân với acid sulfuric sau thời gian ngày điều kiện 40oC, sau tiếp tục thuỷ phân với enzyme với thời gian với nồng độ enzyme 300U/mL Phương pháp nghiên cứu góp phần tái sử dụng nguồn phế phẩm ngành công nghiệp chế biến bơ, từ tạo nguồn nguyên liệu vừa rẻ tiền ln sẵn có Bên cạnh đó, việc kích thước hạt nano tinh bột giảm thiểu nhiều kết hợp hai phương pháp xuống cịn 150nm so với kích thước hạt tinh bột ban đầu bước cải thiện đáng kể Hạt nano tinh bột với nhiều ứng dụng khác nên việc tìm nguồn thu nhận tinh bột từ hạt bơ đóng vai trị vơ quan trọng nghiên cứu sau ứng dụng quy mơ thương mại 5.2 Kiến nghị Tuy báo cáo xây dựng phương pháp thu nhận hạt nano tinh bột từ hạt bơ, chưa khảo sát khả ứng dụng hạt nano tinh bột từ hạt bơ Ngoài ra, q trình nghiên cứu có thấy giảm kích thước mẫu q trình bảo quản điều kiện lạnh Nhưng thời gian thực nghiên cứu khơng nhiều nên cần có thêm nghiên cứu sau để khảo sát ảnh hưởng điều kiện bảo quản tinh bột ứng dụng hạt nano tinh bột vào công nghiệp để khắc phục thiếu sót đề tài 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO Abdullah, A., et al (2018) Physical and chemical properties of corn, cassava, and potato starchs IOP Conf Ser Earth Environ Sci Angellier, H., et al (2005) "Processing and structural properties of waxy maize starch nanocrystals reinforced natural rubber." 38(9): 3783-3792 Angellier, H., et al (2005) Starch nanocrystal fillers in an acrylic polymer matrix Macromolecular Symposia, Wiley Online Library Campos, L., et al (1995) "Purification and Characterization of a Glucoamylase from Humicola grisea." 61(6): 2436-2438 Cereia, M., et al (2000) "Glucoamylase activity from the thermophilic fungus Scytalidium thermophilum Biochemical and regulatory properties." 40(2): 83-92 Chel-Guerrero, L., et al (2016) Some physicochemical and rheological properties of starch isolated from avocado seeds International Journal of Biological Macromolecules: 302 - 308 Chel-Guerrero, L., et al (2016) "Some physicochemical and rheological properties of starch isolated from avocado seeds." 86: 302-308 Chin, S F., et al (2011) "Size controlled synthesis of starch nanoparticles by a simple nanoprecipitation method." 86(4): 1817-1819 Dabas, D., et al (2011) "A colored avocado seed extract as a potential natural colorant." 76(9): C1335-C1341 10 Dai, L., et al (2019) "Succeeded starch nanocrystals preparation combining heatmoisture treatment with acid hydrolysis." 278: 350-356 11 Dufresne, A., et al (1996) "New nanocomposite materials: microcrystalline starch reinforced thermoplastic." 29(23): 7624-7626 12 Dularia, C., et al (2019) "Development of starch nanoparticles based composite films from non-conventional source-Water chestnut (Trapa bispinosa)." 136: 1161-1168 13 Duyen, T T M and P J C P Van Hung (2020) "Morphology, crystalline structure and digestibility of debranched starch nanoparticles varying in average degree of polymerization and fabrication methods." 117424 14 Fleming, I J C and L Hall Ltd (1968) "Starch and its derivatives." 498-507 15 Gallant, D J., et al (1997) "Microscopy of starch: evidence of a new level of granule organization." 32(3-4): 177-191 34 16 Ganghofner, D., et al (1998) "Purification and properties of an amylopullulanase, a glucoamylase, and an α-glucosidase in the amylolytic enzyme system of Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum." 62(2): 302-308 17 Garcia, N L., et al (2009) "Physico‐mechanical properties of biodegradable starch nanocomposites." 294(3): 169-177 18 Geissman, T and H J P Dittmar (1965) "A proanthocyanidin from avocado seed." 4(3): 359-368 19 Giezen, F E., et al (2004) Biopolymer nanoparticles, Google Patents 20 Gómez, F S., et al (2014) "Avocado seeds: extraction optimization and possible use as antioxidant in food." 3(2): 439-454 21 Gonỗalves, P M., et al (2014) "Characterization of starch nanoparticles obtained from Araucaria angustifolia seeds by acid hydrolysis and ultrasound." 58(1): 21-27 22 Gopalan Nair, K and A J B Dufresne (2003) "Crab shell chitin whisker reinforced natural rubber nanocomposites Mechanical behavior." 4(3): 666-674 23 Haaj, S B., et al (2013) "Starch nanoparticles formation via high power ultrasonication." 92(2): 1625-1632 24 Hang, Y and E J L i a m Woodams (1993) "Thermophilic glucoamylase from Talaromyces flavus." 17(4): 156-157 25 Hernández-Jaimes, C., et al (2013) "Plantain starch granules morphology, crystallinity, structure transition, and size evolution upon acid hydrolysis." 95(1): 207213 26 Hernández‐Jaimes, C., et al (2014) "Corn starch acid hydrolysis at the onset gelatinization temperature: Morphology, crystallinity, viscoelasticity, and thermal properties." 66(7-8): 636-644 27 Jenkins, P and A J I J o B M Donald (1995) "The influence of amylose on starch granule structure." 17(6): 315-321 28 Jiménez Patiño, P., et al (2020) "Pulp, Leaf, Peel and Seed of Avocado Fruit: A Review of Bioactive Compounds and Healthy Benefits." 29 Kahn, V (1987) Characterization of starch isolated from avocado seeds.: 1646 1648 35 30 Kaur, P and T J I J o M Satyanarayana (2001) "Partial purification and characterization of glucoamylase of thermophilic mould, Thermomucor indicaeseudaticae." 41(3): 195-199 31 Khatoon, S (2009) Patent no: IN 229982, dt 24.2.2009, Assignee: Council Sci and Ind Res India 32 Kim, H.-Y., et al (2013) "Effect of ultrasonic treatments on nanoparticle preparation of acid-hydrolyzed waxy maize starch." 93(2): 582-588 33 Kim, H.-Y., et al (2013) "Preparation of crystalline starch nanoparticles using cold acid hydrolysis and ultrasonication." 98(1): 295-301 34 Kim, H.-Y., et al (2015) "Preparation, characterization and utilization of starch nanoparticles." 126: 607-620 35 Kim, J Y., et al (2008) "Fragmentation of waxy rice starch granules by enzymatic hydrolysis." 85(2): 182-187 36 Kite, F E., et al (1957) Granule swelling and paste viscosity of thick-boiling starches Bakers’ Digest 31: 42 37 Kreuter, J J J o C R (1991) "Nanoparticle-based dmg delivery systems." 16(12): 169-176 38 Kristo, E and C G J C P Biliaderis (2007) "Physical properties of starch nanocrystal-reinforced pullulan films." 68(1): 146-158 39 Lacerda, L G., et al (2014) Thermal, structural and rheological properties of starch from avocado seeds (Persea americana, Miller) modified with standard sodium hypochlorite solutions Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 115(2): 1893 1899 40 Lacerda, L G., et al (2014) "Thermal, structural and rheological properties of starch from avocado seeds (Persea americana, Miller) modified with standard sodium hypochlorite solutions." 115(2): 1893-1899 41 Lai, L and J J J o r Kokini (1990) "The effect of extrusion operating conditions on the on‐line apparent viscosity of 98% amylopectin (Amioca) and 70% amylose (Hylon 7) corn starches during extrusion." 34(8): 1245-1266 42 Lamanna, M., et al (2013) "Development and characterization of starch nanoparticles by gamma radiation: Potential application as starch matrix filler." 97(1): 90-97 36 43 Le Corre, D., et al (2010) "Starch nanoparticles: a review." 11(5): 1139-1153 44 LeCorre, D b., et al (2012) "Enzymatic pretreatment for preparing starch nanocrystals." 13(1): 132-137 45 Liu, D., et al (2009) "Transitional properties of starch colloid with particle size reduction from micro-to nanometer." 339(1): 117-124 46 Miah, M and S J S S Ueda (1977) "Multiplicity of Glucoamylase of Aspergillus oryzae Part Separation and Purification of Three Forms of Glucoamylase." 29(6): 191196 47 Miao, M., et al (2009) "Effect of pullulanase debranching and recrystallization on structure and digestibility of waxy maize starch." 76(2): 214-221 48 Mohamed, L., et al (2007) "Optimization of growth and extracellular glucoamylase production by Candida famata isolate." 6(22) 49 Moon, R J., et al (2011) "Cellulose nanomaterials review: structure, properties and nanocomposites." 40(7): 3941-3994 50 Nain, K S S a V (2017) "Starch Nanoparticles: Their Preparation and Applications." Plant Biotechnology: Recent Advancements and Developments: 213-232 51 Najafpour, G D and C P J B T Shan (2003) "Enzymatic hydrolysis of molasses." 86(1): 91-94 52 Nguyen, Q D., et al (2002) "Purification and characterisation of amylolytic enzymes from thermophilic fungus Thermomyces lanuginosus strain ATCC 34626." 31(3): 345-352 53 Norouzian, D., et al (2006) "Fungal glucoamylases." 24(1): 80-85 54 Oksman, K., et al (2006) "Manufacturing process of cellulose whiskers/polylactic acid nanocomposites." 66(15): 2776-2784 55 Pandey, A J B W (1990) "Improvements in solid-state fermentation for glucoamylase production." 34(1): 11-19 56 Pandey, A J S S (1995) "Glucoamylase research: an overview." 47(11): 439-445 57 Putaux, J.-L., et al (2003) "Platelet nanocrystals resulting from the disruption of waxy maize starch granules by acid hydrolysis." 4(5): 1198-1202 58 Qin, Y., et al (2019) "Effects of degree of polymerization on size, crystal structure, and digestibility of debranched starch nanoparticles and their enhanced antioxidant and antibacterial activities of curcumin." 7(9): 8499-8511 37 59 Ramírez‐Martínez, J R., et al (1973) "Phenolic compounds in frozen avocados." 24(2): 219-225 60 Roy, K., et al (2020) "Development and characterization of nano starch-based composite films from mung bean (Vigna radiata)." 144: 242-251 61 Santander-Ortega, M., et al (2010) "Nanoparticles made from novel starch derivatives for transdermal drug delivery." 141(1): 85-92 62 Sauer, J., et al (2000) "Glucoamylase: structure/function relationships, and protein engineering." 1543(2): 275-293 63 Schoch, T J and E C Maywald (1958) Microscopic examination of modified starches Anal Chem 28: 382 64 Selvakumar, P., et al (1996) "Purification and characterization of glucoamylase produced by Aspergillus niger in solid state fermentation." 23(6): 403-406 65 Shabana, S., et al (2019) "Ultrasound assisted acid hydrolyzed structure modification and loading of antioxidants on potato starch nanoparticles." 51: 444-450 66 Shi, A.-m., et al (2011) "Preparation of starch-based nanoparticles through highpressure homogenization and miniemulsion cross-linking: Influence of various process parameters on particle size and stability." 83(4): 1604-1610 67 Singh, S., et al (2011) "Effects of gamma-irradiation on the morphological, structural, thermal and rheological properties of potato starches." 83(4): 1521-1528 68 Soccol, C R., et al (2006) Glucoamylase Enzyme technology, Springer: 221-237 69 Song, D., et al (2011) "Starch nanoparticle formation via reactive extrusion and related mechanism study." 85(1): 208-214 70 Sorrentino, A., et al (2007) "Potential perspectives of bio-nanocomposites for food packaging applications." 18(2): 84-95 71 Stamford, T., et al (2002) "Production and characterization of a thermostable glucoamylase from Streptosporangium sp endophyte of maize leaves." 83(2): 105-109 72 Stjärnkvist, P., et al (1989) "Biodegradable microspheres XII: properties of the crosslinking chains in polyacryl starch microparticles." 78(1): 52-56 73 Sun, Q., et al (2014) "Effect of retrogradation time on preparation and characterization of proso millet starch nanoparticles." 111: 133-138 74 Suresh, C., et al (1999) "Characterisation of a starch-hydrolysing enzyme of Aspergillus niger." 51(5): 673-675 38 75 Svensson, B., et al (1982) "Characterization of two forms of glucoamylase from Aspergillus niger." 47(1): 55 76 Weatherby, L S (1931) Chemical composition of avocado seed1 Industrial & Engineering Chemistry, 23 (12): 1421-1423 77 Weiner, B.-Z., et al (1972) "Polymers containing phenethylamines." 15(4): 410413 78 Won, C.-Y., et al (1997) "Synthesis of starch-based drug carrier for the control/release of estrone hormone." 32(3-4): 239-244 79 Xiao, S., et al (2006) "Preparation of folate-conjugated starch nanoparticles and its application to tumor-targeted drug delivery vector." 51(14): 1693-1697 39 ... ứng dụng nano tinh bột để tận dụng nguồn tinh bột từ hạt bơ, nghiên cứu tiến hành nhằm trích ly tinh bột từ hạt bơ khảo sát điều kiện xử lý acid xử lý enzyme đến tính chất hạt nano tinh bột Đối... ? ?Khảo sát điều kiện xử lý acid kết hợp xử lý enzyme để tạo hạt nano tinh bột từ tinh bột hạt bơ? ?? gồm có nội dung cụ thể sau: - Đánh giá ảnh hưởng thời gian thuỷ phân acid đến chất lượng hạt nano. .. lý acid kết hợp với xử lý enzyme ảnh hưởng Glucoamylase đến tính chất hạt nano tinh bột Thơng qua thí nghiệm thực hiện, kết luận điều kiện tốt để sản xuất hạt nano tinh bột từ hạt bơ kết hợp