Sản xuất tinh bột khoai mỡ có chỉ số đường huyết thấp bằng phương pháp bán thủy phân kết hợp thoái hóa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MỠ CÓ CHỈ SỐ ĐƯỜNG HUYẾT THẤP BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÁN THỦY PHÂN KẾT HỢP THỐI HĨA GVHD: TRỊNH KHÁNH SƠN NGUYỄN TIẾN GIANG SVTH : TRẦN HƯƠNG NGUYÊN SKL 09147 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ: 2022-18116097 SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MỠ CÓ CHỈ SỐ ĐƯỜNG HUYẾT THẤP BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÁN THỦY PHÂN KẾT HỢP THỐI HĨA GVHD: PGS.TS TRỊNH KHÁNH SƠN TS NGUYỄN TIẾN GIANG SVTH: TRẦN HƯƠNG NGUYÊN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 8/2022 18116097 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ: 2022-18116097 SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MỠ CÓ CHỈ SỐ ĐƯỜNG HUYẾT THẤP BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÁN THỦY PHÂN KẾT HỢP THỐI HĨA GVHD: PGS.TS TRỊNH KHÁNH SƠN TS NGUYỄN TIẾN GIANG SVTH: TRẦN HƯƠNG NGUYÊN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 8/2022 18116097 ii LỜI CẢM ƠN Trong q trình hồn thành khóa luận tốt nghiệp, bên cạnh cố gắng thân, có hỗ trợ quan trọng thầy cơ, gia đình, nhà trường bạn sinh viên giúp tơi vượt qua khó khăn, thử thách Tơi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến gia đình, thầy cô bạn bè quan tâm giúp đỡ để tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm, trường Đại học Sư phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh truyền dạy cho thật nhiều kiến thức suốt quãng thời gian bốn năm qua, tạo điều kiện sở vật chất tốt để chúng tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp cách thuận lợi Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc kính trọng đến giáo viên hướng dẫn – thầy PGS.TS Trịnh Khánh Sơn TS Nguyễn Tiến Giang Các thầy tận tình hướng dẫn, bảo giúp đỡ thật nhiều suốt q trình làm khóa luận tốt nghiệp Cuối cùng, xin cảm ơn tất bạn bè thực khóa luận tốt nghiệp học kỳ đặc biệt bạn chung nhóm thầy Sơn giúp đỡ tơi q trình làm thí nghiệm iii ii iii iv v Salcedon J., P S (2018) Enzymatic modification of cassava starch (Corpoica MTai) around the pasting temperature Dyna, 85, 22-230 doi:10.15446/dyna.v85n204.66620 SangIck Shin, J B (2004) ffect of Partial Acid Hydrolysis and Heat-Moisture Treatment on Formation of Resistant Tuber Starch Cereal Chem, 194 - 198 Sangokunle, O O (2020) Purified starches from 18 pulses have markedly different morphology, oil absorption and water absorption capacities, swelling power, and turbidity Starch‐Stärke, 72(11-12), 2000022 Santha, N S (1990) Raman And Infrared Spectra of Starch Samples of Sweet Potato and Cassava Proc Indian Acad Sci (Chem Sci.), 102:705 - 712 Sathaporn Srichuwong, N I (2005) Structure of lintnerized starch is related to Xray diffraction pattern and susceptibility to acid and enzyme hydrolysis of starch granules 37(3), 0–121 doi:10.1016/j.ijbiomac.2005.09.006 Schaller, C (2021, September 13) Viscosity of Polymers Retrieved from Chemistry LibreTexts: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Organic_Chemistry/Book%3A_P olymer_Chemistry_(Schaller)/04%3A_Polymer_Properties/4.02%3A_Vis cosity Scot GJ, R M (2000) Rootsand tubers for 21st century: Trends,projections and policy options Food andagriculture and environment discussion International Food Policy ResearchInstitute (IFPRI) and International PotatoCentre (CIP) Sekkal M D (1995) Investigation of the glycosidic lingkafes in several oligosaccharides using FTIR and FT-Raman spectroscopies J Mol Struct., 349 - 352 Retrieved from J Mol Struct., Serge Pérez, E B (2010 ) The molecular structures of starch components and their contribution to the architectire of starch granules: A comprehensive review Starch, 389 - 420 Serge Pérez., P M (2009) Structural Features of Starch Granules I In J B Whistler, Starch: Chemistry and Technology (pp 149-192) doi:10.1002/star.201000013 66 Sherry X Xie, Q L (2005) Starch Modification and Applications In S W Cui, Food Carbohydrates Chemistry, Physical Properties and Applications United States of America: Taylor & Fracis Group Shingel K I (2002) Determination of structural peculiarities of dexran, pullulan and γ–irradiated pullan by Fourier-transform IR spectroscopy Carbohydrate research, 1445-1451 Shishonok, M V., Litvyak, V V., Murshko, E A., Grinyuk, E V., Sal’nikov, L I., Roginets, L P., & Krul’, L P (2007) Structure and Properties of Electron-Beam Irradiated Potato Starch High Energy Chemistry, 425 - 429 doi:10.1134/S0018143907060070 Shu X., J L (2007) The influence of chain length of amylopectin on resistant starch in rice (Oryza sativa L) Starch/Stärke, 504 - 509 Shujun Wang, L C (2013) Effect of Acid hydrolysis on starch structure and functionality: A review Critical reviews in food science and nutrition Singh V., A S (2000) Acid degradation of starch The effect of acid and starch type Carbohydrate Polymers, 191 - 195 Singh, J K (2007) Factors influencing the physico-chemical, morphological, thermal and rheological properties of some chemically modified starches for food applications A review Food hydricolloids, - 22 Singh, S., Singh, N., Isono, N., & Noda, T (2010) Relationship of Granule Size Distribution and Amylopectin Structure with Pasting, Thermal, and Retrogradation Properties in Wheat Starch Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1180 - 1188 doi:10.1021/jf902753f Srichuwong S (2007) Physicochemical properties of starch affected by molecular composition and structures: a review Food science and biotechnology, 16(5), 663-674 Stevan Ball, H P (1996) From glycogen to amylopectin: A model for the Biogenesis of the plant starch granule CellPress, 349 - 352 Susumu Hizukuri, Y T (1981) Multi-branched nature of amylose and the action of debranching enzymes Carbohydrate Research, 205 - 213 doi:10.1016/S0008-6215(00)80718-1 67 Tester R F., M W (1990) Swelling and gelatinization of cereal starches I Effects of amylopectin, amylose and lipids Cereal Chem, 67-551 Tetchi Fabrice Achille, A N (2007) Contribution to light transmittance modelling in starch media African Journal of Biotechnology, 569 - 575 Thianming Zhu, D S (2008) Comparison of Amylose Determination Methods and the Development of a Dual Wavelength iodine binding technique University of Nebraska - Lincoln, 51 - 58 doi:10.1094/CCHEM-85-1-0051 Thomas, D J (1999) Starches, American Association of Cereal Chemists Trinh K S., C S (2013) Structure and digestibility of debranched and hydrothermally treated water yam starch Starch‐Stärke, , 65(7-8), 679-685 Tu, L M (1979) aser-Raman spectroscopic study of cyclohexaamylose and related compounds; spectral analysis and structural implications Carbohydrates Van Amelsvoort J M (1992) Amylose-amylopectin ratio in a meal affects postprandial variables in male volunteers American Journal of Clinical Nutrition, 712–718 Vesa Myllymaki, R A (2004) Depolymerization method International applycation published under the patent cooperation treaty (PCT) Visakh P M., A P (2014) Starch Based: Bionanocomposites: processing and properties Researchgates, 289 doi:10.1002/9781118229484.ch11 Wadugea R.N., X S (2010) Iodine absorption properties and its effect on the crystallinity of developing wheat starch granules Carbohydrate Polymers, 786 - 794 doi:10.1016/j.carbpol.2010.05.053 Wang S J., G W (2006) Studies on the physicochemical, morphological, thermal and crystalline properties of starches separated from different Dioscorea opposita cultivars Food Chem, 99: 38 - 44 Wang S., C L (2015) Effect of Acid Hydrolysis on Starch Structure and Functionality: A Review Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 1081 - 1097 68 Wang Y J., T V (2003) Structures and Rheological Properties of Corn Starch as Affected by Acid Hydrolysis Carbohydrate Polymers, 52:327 - 333 Wei Lu, J M (2021) Dilute solution viscometry of polymers Molecular Characterization of Polymers Whistler R., M J (2009) Starch: Chemistry and Technology 3rd Elsevier, Whistler, R L (1964) Methods in Carbohydrate Chemistry Academic Pres: New York, 28 - 29 Whistler, R L (2000) Starch Kirk‐othmer encyclopedia of chemical technology Starch Wilson, R H (1991) Comparison of Fourier Transform Mid InfraredSpectroscopy and Near-Infrared Reflectance Spectroscopy with Differential Scanning Calorimetry for the Study of the Staling of Bread J Sci Food Agric, 54:471-483 Wolf B.A (1985) Solubility of polymers Pure Appl Chem, 323–336 doi:10.1351/pac198557020323 Wu X, Z R (2006) Effects of amylose, corn protein, and corn fiber contents on production of ethanol from starch-rich media Cereal Chemistry, 569 - 575 Wu, H.-C H (1978) The double-helical molecular structure of crystalline Bamylose Carbohydr Res., 61: 7-25 Xie F., P E (2015) Advanced Nano-biocomposites Based on Starch Polysaccharides, 1467 - 1553 doi:doi:10.1007/978-3-319-16298-0_50 Y Ai, J J (2016) Starch: Structure, Property, and Determination Encyclopedia of Food and Health, 165–174 doi:10.1016/b978-0-12-384947-2.00657-7 Yaeel Isbeth Cornejo-Ramírez, O M.-C (2018) The structural characteristics of starches and their functional properties CyTA - Journal of Food, 10031017 doi:10.1080/19476337.2018.1518343 Z Ma, X Y (2018) Structural characterization of resistant starch isolated from Laird lentils (Lens culinaris) seeds subjected to different processing treatments 69 Zhang Z., Z S (2010) Morphology and physicochemical properties of mechanically activated rice starch Carbohydrate Polymers, 79(2), 341– 348 doi:10.1016/j.carbpol.2009.08.016 Zhu, T J (2008) Comparison of amylose determination methods and the development of a dual wavelength iodine binding technique Cereal Chemistry, 51 - 58 Zusammenarbeit, D G (1995) Market‐Oriented Storage of Yams – A Case Study in Northern Ghana Internal Report Eschborn, GTZ‐Postharvest Project: Germany 70 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Đường cong thủy phân huyền phù tinh bột 3% (w/v) hồ hóa 121C, 15 phút với 0,5N HCl Thời gian (h) Mức độ thủy phân (%DH) tiếng 20 phút tiếng tiếng tiếng 10 tiếng 14 tiếng 18 tiếng 6,75 ± 0,03 7,22 ± 0,01 8,56 ± 0,03 10,26 ± 0,05 12,38 ± 0,01 13,35 ± 0,04 15,36 ± 0,03 18,30 ± 0,02 20 y = -0.0076x2 + 0.7427x + 7.0489 R² = 0.9905 %DH 15 10 0 Time (h) 12 15 18 Phụ lục 2: Kết dựng dường chuẩn phenol - sulphuric acid (ABS 490nm) 0,077 0,075 0,077 0,1 0,297 0,299 0,299 0,2 0,451 0,450 0,455 0,3 0,663 0,663 0,661 0,4 0,808 0,800 0,802 1.0 y = 1.7565x + 0.103 R² = 0.9951 0.8 0.6 Abs (nm) Nồng độ mg/L A1 A2 A3 0.4 0.2 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 Nồng độ D-glucose (mg/ml) 0.5 0,5 0,958 0,951 0,957 Phụ lục 3: Kết dựng dường chuẩn DNS (ABS 540nm) Nồng độ mg/L A1 A2 A3 0,068 0,066 0,068 0,2 0,369 0,369 0,370 0,4 0,706 0,706 0,707 0,6 1,07 1,09 1,10 0,8 1,375 1,377 1,374 1,694 1,69 0,957 1.8 1.6 y = 1.6446x + 0.058 R² = 0.9994 ABS 540 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 Nồng độ glucose (g/L) Phụ lục 4: Kết dựng dường chuẩn DNS (ABS 530nm) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,2 1,4 1,6 0,108 0,107 0,108 0,354 0,355 0,355 0,65 0,651 0,655 0,928 0,922 0,924 1,199 1,189 1,188 1,41 1,40 1,41 1,62 1,59 1,61 1,818 1,813 1,810 1,97 1,97 1,98 2.5 y = 1.1859x + 0.1659 R² = 0.9925 2.0 Abs (nm) Nồng độ mg/mL A1 A2 A3 1.5 1.0 0.5 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Nồng độ Maltose (mg/ml) 1.4 1.6 Phụ lục 5: Kết đo độ hòa tan – trương nở Nhiệt độ (C) 30 45 65 85 95 Nhiệt độ (C) 30 45 65 85 95 N 0,80 2,99 9,91 16,41 Độ hòa tan (%) HR0 HR4 HR10 0 1,00 1,25 1,25 4,49 4,74 7,48 9,96 10,47 12,22 21,46 21,68 22,00 HR18 0,17 1,50 8,47 13,72 38,59 N 2,46 2,40 2,75 19,13 27,99 Độ trương nở (g/g) HR0 HR4 HR10 4,14 5,36 5,03 5,75 6,08 6,14 10,51 11,35 12,85 29,76 33,26 37,16 34,23 39,96 41,96 HR18 5,02 6,32 14,10 39,86 48,94 Phụ lục 6: Kết đo độ truyền suốt Nồng độ (%) N 6,9 3,7 2,3 2,1 1,5 HR0 13,83 6,03 5,13 5,00 4,70 Độ truyền suốt HR4 HR10 15,53 15,80 7,27 7,80 5,50 5,63 5,17 5,27 4,90 5,10 HR18 19,97 12,57 9,73 7,20 6,50 Phụ lục 7: Kết phân tích ANOVA phần mềm SPSS (Duncana, mẫu lặp lại lần) Mức độ thủy phân Duncan Mau N HR0 HR4 HR10 HR18 Sig a N 3 3 000033 Subset for alpha = 0.05 6.755333 10.264667 1.000 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 13.351333 1.000 18.307000 1.000 Hàm lượng amylose biểu kiến Duncana Subset for alpha = 0.05 MAU N HR0 HR4 HR10 HR18 N Sig 059977 526513 726370 1.592723 17.253300 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 Độ nhớt nội Duncana Subset for alpha = 0.05 Mau N HR18 165.994667 HR10 233.608333 HR4 243.850333 HR0 N Sig 1.000 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 258.191000 1.000 264.336667 1.000 Khối lượng phân tử trung bình Duncana Mau HR18 HR10 HR4 HR0 N 3 608836.0114 00 Subset for alpha = 0.05 893795.8616 00 937961.7374 00 1000155.118 100 N Sig 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 1.000 1.000 1026945.523667 1.000 Mức độ polymer hóa trung bình Duncana Subset for alpha = 0.05 Mau N HR18 1228.341233 HR10 1728.684567 HR4 HR0 N Sig 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 1804.490867 1910.616700 1.000 1.000 1956.101100 1.000 Mức độ đầu khử Duncana Subset for alpha = 0.05 Mau N N 3.788407 A 15.305127 HR0 31.625303 HR4 42.505421 HR10 HR18 Sig 1.000 1.000 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 49.276558 1.000 56.452805 1.000 Quang phổ hồng ngoại (FTIR) Duncana Subset for alpha = 0.05 Mau A N HR18 HR10 HR4 HR0 Sig N 3 3 3 729533 773000 775500 1.000 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 .793333 799200 1.000 1.000 807367 1.000 Mức độ tinh thể tương đối Duncana Subset for alpha = 0.05 Mau N A HR18 HR10 HR4 N HR0 3 20.346365 30.035859 37.099652 53.779264 67.569677 68.068628 Sig 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 Chỉ số đường huyết Duncana Subset for alpha = 0.05 Mau N HR0 HR4 HR10 HR18 A Sig 35.247660 39.644275 43.284564 49.431275 100.000033 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 1.000 1.000 1.000 Phụ lục 8: Đồ thị phổ tán xạ tia X mẫu tinh bột thô (N), mẫu tinh bột hồ hóa (A) mẫu tinh bột biến tính (HR0, HR4, HR10, HR18) Phụ lục 9: Đồ thị diện tích phần đường cong thủy phân mẫu tinh bột hồ hóa (A) mẫu biến tính (HR0, HR4, HR10, HR18)