Untitled Science & Technology Development, Vol 19, No T5 2016 Trang 50 Ảnh hưởng của các loại monosaccharide và disaccharide đến sự thoái hóa của gel tinh bột sắn Nguyễn Đặng Mỹ Duyên Phạm Thị Lệ[.]
Science & Technology Development, Vol 19, No.T5-2016 Ảnh hưởng loại monosaccharide disaccharide đến thối hóa gel tinh bột sắn Nguyễn Đặng Mỹ Duyên Phạm Thị Lệ Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh (Bài nhận ngày 10 tháng 12 năm 2015, nhận đăng ngày 02 tháng 12 năm 2016) TĨM TẮT Gel tinh bợt sắ n quá trình bảo quản thiê ̣n chất lượng của các mẫu gel có bổ sung lạnh rấ t dễ bi ̣ thoái hóa và làm ảnh hưởng đế n đường so với mẫu không được bổ sung Khả chấ t lượng thực phẩm Nghiên cứu này khảo sát làm giảm độ tách nước loại đường theo về ảnh hưởng của các loại đường : glucose, thứ tự sau : maltose > sucrose > glucose > fructose, sucrose và ma ltose ở các nồ ng độ khác frutose với nồ ng độ % hiệu Nghiên nhau: %, %, %, %, % (w/w) lên khả cứu cho thấy tác dụng của hai loại ổ n ̣nh gel tinh bợt sắ n q trình bảo disaccharide (sucrose, maltose) tố t là các quản Độ tách nước, độ đục, khả bị thủy loại monosaccharide (glucose và fructose ) phân enzyme α-amylase gel tinh bột sắn Chúng kết luận maltose bổ sung sau trình bảo quản lạnh xác định để với nờ ng đợ % có hiệu việc làm rõ ảnh hưởng loại đường bổ sung chố ng thoái hóa gel tinh bột sắn qua chu kỳ vào đến ổn định gel tinh bột sắn Từ làm lạnh – tan giá thí nghiệm , chúng tơi thấy có cải Từ khóa: gel tinh bột sắn, thối hóa, độ tách nước, độ đục MỞ ĐẦU Tinh bột sử dụng thực phẩm đông lạnh nhiều thập kỷ để làm nguyên liệu chính, chất làm đặc, ổn định bao bì thực phẩm Khi thực phẩm giàu tinh bột gel tinh bột đơng lạnh, tinh thể đá hình thành trình tách pha lỏng - rắn xảy Cấ u trúc ban đầ u của thực phẩm bị phá vỡ Trong thời gian tan băng, tinh thể băng tan chảy, nước tách dễ dàng sau mạng lưới xốp hình thành gel tinh bột [1] Quá trình tan băng khử nước làm yế u cấ u trúc th ực phẩm xấu chất lượng toàn diện Từ đó dẫn đến chất lượng thực phẩm chứa tinh bột giảm Các biế n đổ i c tinh bột hồ hóa q trình làm lạnh bảo quản gọi thối Trang 50 hóa Đây mối quan tâm lớn cho nhà khoa học thực phẩm chúng phản ánh sâu sắ c mô ̣t phầ n ch ất lượng, chấp nhận của người tiêu dùng th ời hạn sử dụng loại thực phẩm có chứa tinh bột Vì vậy, nhiều phương pháp nghiên cứu thối hóa tinh bột phát triển [2] Viê ̣c bổ sung các thành phầ n phu ̣ gia để cải thiện cấu trúc tinh bột ngày nghiên cứu và ứng du ̣ng rô ̣ng raĩ mô ̣t cách hiê ̣u quả Viê ̣c ứng du ̣ng các loa ̣i đường nhằ m mu ̣c đić h chố ng hiê ̣n tươ ̣ng thoái hóa tin h bô ̣t các sản phẩ m thực phẩ m đươ ̣c các nhà khoa ho ̣c nghiên cứu rô ̣ng Nghiên cứu của Arunyanart cộng [9] đã khảo sát ảnh hưởng của sucrose 0–20 % lên tinh bô ̣t ga ̣o qua chu kỳ la ̣nh đơng – tan giá TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 19, SOÁ T5- 2016 Kế t quả cho cho thấ y rằ ng đố i với sucrose , đô ̣ tách nước (syneresis) giảm cách hiệu Nghiên cứu của Zhang cùng cô ̣ng sự (2012) [1] về tác du ̣ng của ba loa ̣i đường : glucose, sucrose, trehalose sự ổ n đinh ̣ của tinh bô ̣t sắ n bằ ng kỹ th uâ ̣t đo đô ̣ tách nước (syneresis), chụp SEM và kỹ thuâ ̣t phân tích nhiê ̣t q uét vi sai DSC cho thấ y rằ ng : sự cải thiê ̣n đô ̣ tách nước theo thứ tự trehalose > sucrose > glucose Thí nghiệm DSC cũng cho thấ y rằ ng sự thoái hóa của tin h bô ̣t sắ n đươ ̣c làm châ ̣m có mă ̣t các loa ̣i đường : glucose, sucrose, trehalose Nghiên cứu bổ sung maltose và glucose tinh bô ̣t ngô của Chang cộng (1991) tinh bô ̣t ga ̣o [4] cho thấy tác dụng tích cực maltose lên thối hóa tinh bột Nghiên cứu của Katsuta cùng cô ̣ng sự (1992) [12] về ảnh hưởng c monosccaride (xylose, ribose, glucose, fructose galactose) disaccharide (sucrose maltose) lên ổn định gel tinh bột gạo đã chỉ rằ ng disaccharide có tác dụng hi ệu monosaccharide việc ổn định cấu trúc gel Cụ thể thứ tự tương đố i về hiê ̣u quả chố ng thoái hóa là : maltose > sucrose > glucose > fructose > xylose, ribose > gel tinh bô ̣t đố i chứng Nghiên cứu của Sae Kang cộng [5] mô ̣t lầ n nữa xác đinh ̣ sucrose đươ ̣c bổ sung để cải thiê ̣n cấ u trúc tố t cho tinh bô ̣t sắ n Hiê ̣n nay, Tako cộng sự (2014) [2] đã mở rô ̣ng đố i với ảnh hưởng oligosaccharides lên tinh bô ̣t ngơ Nghiên cứu cho thấ y thối hóa tinh bột ngô ức chế đáng kể maltose, xylooligosaccharide fructooligosaccharide Trong nghiên cứu này , vấ n đề ch ống thoái hóa t inh bơ ̣t sắ n bằ ng cách b ổ sung các loa ̣i monosaccharide disaccharide để ̣n chế sự thay đổ i cấ u trúc gel tinh b ột sắn ś t quá trình bảo quản l ạnh làm rõ Các loại đường glucose, fructose, maltose, saccharose bổ sung với nồng độ: %, %, %, % (w/w dựa khối lượng tinh bô ̣t) vào mẫu gel tinh bột sắn Thông qua độ tách nước gel tinh bột sắn, độ đục nước tách sau ly tâm mức độ bị thủy phân enzyme alpha amylase gel tinh bột sắn để làm rõ khả chống thối hóa loại đường nói VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Vật liệu Tinh bột sắn Tinh bột sắn sản xuất công ty cổ phần bột thực phẩm Tài Ký Địa 297/A, Hồ Văn Tắng, xã Tân Phú Trung, huyện Củ Chi, TP HCM phân phối siêu thị Co-opmart Tinh bột sắn cịn có tên thương mại bột Bảng Các tiêu lý, hóa bột Tài Ký Tên tiêu Độ ẩm, % theo khối lượng 13 Hàm lượng tinh bột, không nhỏ 85 Xơ thô, % theo khối lượng, không lớn Tro tổng số, % theo khối lượng, không lớn Tro không tan HCl, % theo khối lượng, không lớn 0,2 Hàm lượng cyanhydric acid tổng số, tính theo mg/kg, khơng lớn 10 Trang 51 Science & Technology Development, Vol 19, No.T5-2016 Enzyme Termamyl 120L Termamyl 120L chế phẩm enzyme alpha–amylase, có tên theo gọi hệ thống 1,4alpha-D-glucane glucano-hydrolase (EC 3.2.1.1), đươ ̣c thu nhâ ̣n từ chủng Bacillus licheniformis Hoạt độ enzyme xác định theo phương pháp Smith và Rose [8] Các thông số enzyme: phân tử lươ ̣ng 57– 58 kDa, pH tố i ưu : 6,5–7, nhiê ̣t đô ̣ tố i ưu : 95 0C, hoạt tính 3948,9 U/mL Đường glucose Glucose có xuất xứ Trung Quốc phân phối Cơng ty cổ phần thiết bị hóa chất Techlab địa số 332, Tô Hiến Thành, P 14, Quận 10, TP HCM Đường fructose Fructose có xuất xứ Trung Quốc phân phối Công ty cổ phần thiết bị hóa chất Techlab, địa Đường saccharose Saccharose có xuất xứ Trung Quốc phân phối Công ty cổ phần thiết bị hóa chất Techlab, địa Đường maltose Maltose sản xuất Công ty Titan Biotech Ltd Bhiwadi, Rajasthan, Ấn Độ phân phối Cơng ty cổ phần thiết bị hóa chất Techlab , địa Các mẫu gel tinh bột sắn (4 % w/w) với loại đường glucose, fructose, maltose, saccharose bổ sung với nồng độ: %, %, %, % (w/w dựa khối lượng tinh bô ̣t ) Với nồng độ loại đường, chuẩn bị mẫu, tương ứng với chu kỳ làm lạnh – tan giá Phương pháp Chuẩn bị hỗn hợp huyền phù tinh bô ̣t đố i chứng và hỗn hơ ̣p giữa tinh bô ̣t với m ỗi loại đường (glucose, fructose, sucrose và maltose ) Trang 52 tương ứng với nồng độ (2 %, %, %, %) vào từng cốc thủy tinh 250 mL Trước hồ hóa nên khuấy cho hỗn hợp tan đề u vào Sau đó, mẫu cho vào bình tam giác đậy kín đem hồ hóa bể điều nhiệt, 95 oC 10 phút để mẫu hồ hóa hồn tồn Mẫu đặt bể điều nhiệt, cho thể tích phần hỗn hợp huyền phù bên cốc thấp phần nước bên cốc để đảm bảo nhiệt phân bố lên hỗn hợp huyền phù Trong quá trình hồ hóa phải lắ c đề u để đường phân bố Làm lạnh – tan giá Các mẫu sau hồ hóa làm nguội Sau đó, mẫu thí nghiệm tương ứng với nồng độ chia vào túi với thể tích tương đương Các túi đư ợc làm lạnh nhiệt độ nhỏ -7 oC 22 Sau 22 giờ, tấ t cả m ẫu lấy cho tan giá nhiệt độ phòng (30 oC) h sau giữ lại mẫu để đo độ tách nước, đô ̣ đu ̣c và mức ̣ thủy phân Các mẫu cịn lại tiếp tục làm lạnh Xác định độ tách nước (syneresis) Chúng đo độ tách nước mẫu tinh bột hồ hóa sau chu kì lạnh đơng và rã đông đươ ̣c sửa đổ i từ phương pháp củ a Charoenrein cộng (2008) [9] Các mẫu sau chu kỳ làm l ạnh – tan giá cho vào ống nhựa đặt vào máy li tâm Lưu ý trước li tâm cần cân ống bao gồm ống ly tâm ống nhựa chứa mẫu ống cân với khối lượng trước cho vào ly tâm Thực ly tâm 3000 vòng 15 phút Sau ly tâm, mẫu chứa ống nhựa bị phân tách thành lớp, lớp phía nước bên tinh bột Lượng nước sau lấy cân Độ tách nước tỷ lệ phần trăm lượng nước tách từ ống sau ly tâm tổng khối lượng gel ống trước ly tâm Mỗi thí nghiệm lặp lặp lại lần để lấy kết trung bình TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 19, SỐ T5- 2016 Cơng thức tính độ tách nước (syneresis): Syneresis = Trong đó: 𝑊𝑛 𝑊𝑡 100 [1] Wn khối lượng nước tách sau ly tâm Wt tổng khối lượng gel tinh bột ống nhựa trước ly tâm Xác định độ đục Phương pháp đo đô ̣ đu ̣c đươ ̣c xây dựng sở là sự liên kế t của các phân tử xảy giai đoa ̣n đầ u của quá trình thoái hóa trước phân tử tập trung lại với với quy mơ lớn và có th ể dễ dàng phát phương pháp DSC nhiễu xạ tia X Độ đục lượng nước tách q trình ly tâm gel tinh bơ ̣t sau các chu kì làm l ạnh – tan giá đươ ̣c tham khảo theo phương pháp của Sodhi Singh (2003) [10] Sau các mẫu gel tinh bô ̣t đươ ̣c ly tâm thí nghiê ̣m đo đô ̣ tách nước , lươ ̣ng nước tách từ ống nhựa ly tâm hút cho vào khoảng ¾ ̣ cao cuvette Mô ̣t điề u đă ̣c biê ̣t chú ý là sau ly tâm xong , lươ ̣ng nước tách lớp ống ly tâm phải hút nhanh chóng nhằm tránh tượng phần gel bên dưới hút nước la ̣i cấ u trúc xố p của gel bi thoa ̣ ́i hóa Điề u này sẽ làm kế t quả bi sai ̣ lê ̣ch rấ t lớn Độ đục lượng nước tách sau ly tâm đo bằ ng máy quang phở kế bước sóng 640 nm [10] Đo mức độ thủy phân tinh bột thoái hóa Ứng với loại đường , sau mỗi chu kì la ̣nh đông - rã đông , mẫu đươ ̣c cân chính xác mô ̣t lươ ̣ng cho vào ống nghiệm tương ứng với nồ ng đô ̣ (2 %, %, %, %) bổ sung enzyme termamyl với hàm lươ ̣ng 15 đv/1 g chấ t Sau đó ủ bể điề u nhiê ̣t ở nhiê ̣t đô ̣ 37 C h để phản ứng thủy phân tinh bô ̣t xảy [10] Sản phẩm sau phản ứng pha loãng với nước cấ t 100 lầ n, tiế p tu ̣c hút 0,3 mL dịch thủy phân pha lỗng với 0,9 mL th́ c thử DNS (tỷ lệ 1:3) cho vào ố ng eppendorf và đun sơi ớ ng vòng 10 phút Ớng làm nguô ̣i về nhiê ̣t đô ̣ phòng và đươ ̣c cho vào khoảng ¾ chiề u cao cuvette, sau đó đo đô ̣ hấ p thu ở bước sóng 540 nm Thơng qua ̣ hấ p thu đo bằ ng quang phổ kế và đường chuẩ n glucose , từ nờ ng ̣ đường khử sau phản ứng thủy phân s ẽ xác định Phương pháp phân tích xử lý số liệu Trong nghiên cứu này, khác biệt có ý nghĩa mẫu thí nghiệm thực phương pháp thống kê ANOVA (P