Untitled ������������ ��� �� ������������������������������ ������"� $nh hư�ng c�a nhi�t ñ�, pH và cation hóa tr� 2 ñ!n ñ�c tính lưu bi!n c�a d�ch sương sâm • Vũ Ng�c Hà Vi • Nguy�n B�o Vi�t Trư�ng ð�[.]
$nh hư ng c a nhi t ñ , pH cation hóa tr đ!n đ c tính lưu bi!n c a d ch sương sâm • Vũ Ng c Hà Vi • Nguy n B o Vi t Trư ng ð i h c Nơng lâm TP.HCM • Vũ Ti n Long ðHQG-HCM (Bài nh n ngày 23 tháng năm 2014, hoàn ch nh s a ch a ngày 13 tháng năm 2014) TÓM T T: M"c tiêu c a nghiên c u ñánh giá ñ c ch+ r%ng ñ nh t c a d ch sương sâm tính lưu bi n c a d ch chi t t# Sương sâm (Tiliacora triandra); m t lo i th c ph m có nhìn chung phù h p v i mơ hình shear – thinning C u trúc gel c a s n ph m d& ngu n g c t# th c v t đư c s! d"ng hình thành nhi t đ th p có th r ng rãi t i nhi u nư c khu v c ðơng Á đư c tăng cư ng đ c ng b%ng cách b 2+ ðơng Nam Á Các thí nghi m ñư c ti n sung Ca ñi u ch+nh pH nh ng gi i h n thích h p hành đ xây d ng đư ng cong lưu bi n c a s n ph m theo nhi t đ K t qu thí nghi m T khóa: lưu bi n, polysaccharide gum, Sương Sâm M+ ð,U Sương sâm, tên qu c t Tiliacora triandra, m t lo i th c v t dây leo có ngu n g c t, ðơng Nam Á Trung Qu c K t qu phân tích cho th y sương sâm ch#a m t lư ng đáng k Beta carotene khống ch t ñ $m, protein, xylan uronic axit thành ph n hóa h'c ch y u d ch chi t t, sương sâm [1] Sương sâm có r t nhi u #ng d ng làm th o dư c ñ ñi u tr b nh s t rét ho c nguyên li u s n xu t thu c h s t [2-3] Tuy nhiên, #ng d ng quan ph bi n nh t c a sương sâm v n s( d ng th c ph$m ch#c dư i d ng gel M t s nghiên c#u ñã ñư c ti n hành ñ c i thi n hi u su t chi t tách polysaccharide gum t, sương sâm, nh ng hi u bi t v ñ c tính lưu bi n c a d ch sương sâm v n cịn M t s nghiên c#u ñã ñư c th c hi n b i Singthong [1] v i m c tiêu t i ưu hóa q trình chi t tách d ch sương sâm K t qu nghiên c#u ch y u ñánh giá nh hư ng c a n ng ñ ñ n ñ nh t c a s n ph$m nh hư ng c a nhi t ñ ñư c xem xét h n ch Các polysaccharide gum d ch sương sâm ñã ñư c xác ñ nh dung d ch tan nư c c a xylan v i ñư ng ñơn axit uronic g"n m ch nhánh Nh ng hi u bi t h n ch v vai trò c a thành ph n hóa h'c g c cacboxyl nh ng chu!i polysaccharide lên ñ c tính lưu bi n c a dung d ch sương sâm gây r t nhi u khó khăn cho vi c xây d ng " phát tri n phương pháp nh m ñi u ch2nh ñ nh t v t li u theo yêu c u c a công ngh s n xu t M c tiêu c a nghiên c#u ñánh giá nh hư ng c a nhi t ñ lên ñ nh t xây d ng ñư ng cong lưu bi n cho d ch sương sâm m c nhi t đ khác Bên c nh đó, s hình thành gel sương sâm đư c kh o sát ñ ñánh giá nh hư ng c a pH cation hóa tr lên đ c#ng c a s n ph$m V T LI U VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 V*t li u Lá sương sâm ñư c mua t, ch thành ph H Chí Minh, r(a s ch v i nư c ñ lo i h t ch t b$n b hư Sau ñó ñư c s y t s y (Memmert, ð#c) 60oC vịng gi đ đ t ñ $m 0.25% Nhi t ñ s y ñư c gi m#c ñ v,a ph i ñ h n ch s bi n tính c a h p ch t Ph n sau s y ñư c nhào o v i nư c nhi t ñ phòng (kho ng 30 C) v i t2 l : nư c 1:10 w/w T2 l ñư c l a ch'n d a thí nghi m ti n kh thi (1:5, 1:10 1:20 w/w) ñ ñ m b o d ch chi t t, sương sâm hòa tan t t nư c có th hình thành đư c c u trúc gel trình khu y H!n h p thu ñư c cho qua máy l'c chân không trư c ñư c khu y b ng máy khu y ñũa (Velp, Ý) v i t c ñ quay 400 vịng/phút 45 phút đ đ ng hóa m u T c đ khu y q nh s khơng ñ ng hóa t t m u t c ñ khu y cao s làm h ng c u trúc gel sương sâm 2.2 Phương pháp thí nghi m 2.2.1 ðo ñ nh t ð nh t d ch sương sâm ñư c xác ñ nh b i máy ño ñ nh t RV-DVE (Brookfield, M)), dùng spindle RV- Nhi t ñ dung d ch ñư c n ñ nh b i b ñi u nhi t WNB 10 (Memmert, ð#c) Ghi nh n s li u ñ nh t c a d ch sương sâm % Torque c a mômen xo"n tr c quay c a thi t b ño t c ñ quay khác (t, 0.3 ñ n 100 vòng/phút) nhi t ñ khác "" (30, 40, 50, 55 60oC) Ưng su t c"t t c ñ c"t ñư c xác ñ nh theo phương pháp Mitschika Steffe [7-8] 2.2.2 Phân tích c u trúc gel ð c#ng c a gel sương sâm ñư c đo b ng máy phân tích c u trúc TA.XT Plus (Stable Micro System, M)) v i ñ u ño d ng xy lanh ñư ng kính 4mm theo phương pháp xuyên phá m u T c ñ nén ép đư c ki m sốt mm/s b dày m u 40 mm Thí nghi m đư c ti n hành t i pH khác (3 – 7) u ki n có b sung ho c không b sung ion Ca2+ 2.2.3 ði u ch(nh pH pH ñư c ñi u ch2nh b ng CH3COOH 0.002M NaOH 0.025M, ki m tra giá tr b ng máy Orion Star (Thermo Scientific, M)) T t c thí nghi m đư c l p l i nh t l n K T QU VÀ TH O LU N 3.1 nh hư ng c a nhi t đ đ#n đ c tính lưu bi#n K t qu quan sát ñư ng ñ c tính lưu bi n c a dung d ch sương sâm nhi t ñ khác ch2 r ng nhìn chung đ nh t dung d ch sương sâm gi m nhi t ñ tăng có s khác bi t đáng k gi a vùng nhi t ñ dư i 40ºC (Bi u ñ 1) / t c ñ c"t th p (dư i 10s-1), ñ nh t c a dung d ch 30oC, 40oC cao nhi u l n so v i ñ nh t nhi t ñ 40oC ði u cho th y có s thay đ i tr ng thái lưu ch t t i 40oC Phân tích m i quan h gi a #ng su t c"t t c ñ c"t c a dung d ch nhi t ñ khác (Bi u ñ 2) ch2 r ng dư i 40oC dung d ch sương sâm th hi n đ c tính c a ch t l ng Newton; m#c nhi t ñ dung d ch tr thành lưu ch t phi Newton mang đ c tính shear-thinning K t qu phù h p v i lý thuy t c a Ebringerová [4] v đ c tính dòng ch y c a d ch xylan D a k t qu Bi u ñ 2, có th th y r ng #ng su t đàn h i gi m ñáng k t, sau nhi t ñ 40oC Hiên tư ng gi m #ng su t ñàn h i s bi n ñ i ñ c tính dung d ch có th đư c gi i thích b i s tương tác c a chu!i polysaccharide b n r t ñàn h i n u ñư c b o qu n nhi t ñ th p (dư i 30oC) Kh i gel b"t ñ u ch y nhi t gum sương sâm, t, d n đ n s hình thành c u trúc gel nhi t ñ th p Gel sương sâm ñ 40oC ch y l ng hồn tồn nhi t đ lên t i 60oC Bi:u ñ; Bi n thiên ñ nh t c a dung d ch sương sâm Bi:u ñ; ðư ng cong lưu bi n c a dung d ch sương sâm D a s li u th c nghi m, m t s phương trình đư c xây d ng đ mơ t đ c tính lưu bi n c a dung d ch sương sâm Hai thông s b n bao g m ch2 s đ đ c (k) đ c tính dịng ch y (n) ñư c th hi n b ng 1: giá tr k thu ñư c t, th c nghi m phù h p v i mơ hình Arrhenius (phương trình 1), cịn đ c tính dịng ch y m t hàm nhi t đ (phương trình 2) nhi t ñ khác nhi t ñ khác Phương trình mơ t m i quan h gi a #ng su t c"t t c ñ c"t c a d ch sương sâm kho ng nhi t ñ t, 40-60oC sư so sánh gi a giá tr lý thuy t th c nghi m ñư c th hi n b ng Có th th y r ng sai s kho ng t c ñ c"t t, 3-200 s-1 khơng đáng k v i t c ñ c"t 200s-1 sai s l n Khi t c ñ c"t cao, tương tác gi a "# chu!i polysaccharide dung d ch không ñ m nh ñ n ñ nh c u trúc s n ph$m Do đó, chúng ch2 hình thành đư c l p m ng y u mà s trư t lên dư i nh hư ng c a #ng su t Do l p khơng n đ nh, r t khó đ xác đ nh xác đ nh t c a dung d ch trư ng h p k = 10-10*e8850/T n = -826.55/T + 3.0262 σ = (10-10*e5772/T)* γ-826.55/T+3.0262 (1) (2) (3) T: nhi t ñ (K); γ: t c ñ c"t (s-1); σ: #ng su t c"t (Pa) B ng Thơng s c a dịng ch y shear-thinning K (Pa.sn) n (-) R2 45 115.35 0.4185 0.99 50 84.15 0.4659 0.97 55 58.50 0.5356 0.99 60 33.01 0.5264 0.98 Nhi t ñ (°C) K: ch s ñV ñac n: đac tính dịng chWy Bi:u đ; So sánh gi a k t qu lý thuy t th c nghi m 3.2 nh hư ng c a pH s có m t c a ion kim lo i ñ#n ñ c ng c a gel sương sâm M t nh ng y u t nh hư ng đ n tính ch t c a gel pH Theo bi u ñ 4, gel sương sâm ch2 b n kho ng pH t, 3.6 ñ n th nguyên nhân gây thay ñ i ñ c tính gel dư i tác ñ ng c a pH B i thành ph n c a gum heteroxylan g m m ch chu!i D-xylopyranose liên k t b i liên k t β(1-3) β(1-4) 7.3 ñ t ñ c#ng l n nh t t i pH t, 4.2-4.4 Các thành ph n hóa h'c c a gel sương sâm có glycosidic [1] Thơng thư ng heteroxylan d ng polyme khơng tan nư c # có s hi n di n c a c u trúc d ng đư ng th4ng [4] th khơng ch u tác ñ ng c a vi c l c cho th y gel sương sâm có c u trúc y u khó ph c h i sau ch m d#t tác d ng c a ñi u ch2nh pH xylan sương sâm d ng tan nư c b i nhánh c a có g"n g c ưa nư c arabinosyl axit galacturonic ði u ch2nh pH s làm nh hư ng ñ n s ñi n ly g c carboxyl c a axit uronic n u pH q cao, nh ng axit s b ion hóa gi m kh hình thành gel c a gum sương sâm Khơng gi ng lo i gum l c nén Theo k t qu ghi nh n ñư c bi u ñ 5, c u trúc gel sương sâm có th đư c n ñ nh b ng cách thêm ion Ca2+ Trong u ki n bình thư ng, s hi n di n chu!i axit uronic g"n m ch bên góp ph n ngăn c n s k t h p gi a chu!i xylan Do đó, m ng lư i xylan y u gel không b n Khi ñư c b sung khác Ghatti Tragacanth có thành ph n m ch axit uronic [5], cation 2+ Ca2+, nhánh s k t h p v i Ca2+ t o liên k t chéo tăng polysaccharide gum c a sương sâm ch y u chu!i xylan tương tác gi a chu!i làm chúng xo"n đơi v i t o thành d ng m ng lư i (hình thành gel) K t qu thu đư c t, thí nghi m cho th y r ng gel sương sâm d ng b t cư ng tương tác n i phân t( gel sương sâm; th , làm cho gel b n v ng c#ng Quan sát m u B2, B3 có th th y ñư c r ng ñ c#ng c a gel tăng lư ng Ca2+ cho vào tăng Tuy nhiên nh hư ng c a vi c b sung thu n ngh ch b i sau gi m pH ñ n 3.6 ñ gi m ñ nh t, ñ c#ng c a gel ñã không th tái Ca2+ ch2 ñúng kho ng pH nh t ñ nh b i liên k t chéo có th b phá h y môi l p l i cũ ph c h i l i ñ pH ban ñ u (pH = 4.2) Bên c nh đó, k t qu phân tích trư ng axit m nh Bi:u ñ; vnh hư ng c a pH lên ñ c#ng c a gel sương sâm # Bi:u ñ; vnh hư ng c a n ng ñ Ca2+ lên ñ c#ng c a gel sương sâm (B1: không thêm Ca2+, B2: thêm 10ml Ca(OH)2 0.0002M, B3: thêm 10ml Ca(OH)2 0.02M) K T LU N ð nh t c a dung d ch sương sâm có xu làm tăng cư ng c u trúc m ng c a gel Nghiên c#u giúp hi u thêm v đ c tính lưu bi n c a hư ng gi m nhi t ñ tăng lên có d ng shear – thinning nhi t đ t, 40-60ºC ð c tính lưu bi n c a dung d ch ph thu c vào ñ c#ng c a gel sương sâm mà đư c hình thành tương tác gi a chu!i gum sương sâm Gel n ñ nh pH t, 3.6 ñ n 7.3 ñ t d ch chi t t, sương sâm tính ch t c a chúng dư i nh hư ng c a pH mu i trung tính t i đa pH t, 4.2 ñ n 4.4 Gel sương sâm d ng b t thu n ngh ch ñ c#ng gel tăng b sung ion Ca2+ đ hình thành liên k t chéo # L I C M ƠN: Nhóm tác giW xin g i l i cWm ơn ñXn tiXn sĩ Phan ThX ð(ng, nguyên chc nhi m khoa Công ngh thMc ph[m, ð i h c Nông Lâm TP.HCM nh ng đóng góp ý kiXn q báu cho nghiên c u Rheology of Yanang solution: Effect of temperature, pH and divalent cation • Vu Ngoc Ha Vi • Nguyen Bao Viet Nong Lam University - HCMC • Vu Tien Long VNU-HCM ABSTRACT: The main objective of this work was to of Yanang solutions changes with study rheological properties of Yanang (Tiliacora triandra) solution; a kind of food temperature in the shear - thinning models These solutions formed gel at that derived from plants is being widely used in many countries in South East Asia and low temperature and gel strength can be improved by adjusting pH and adding East Asia Experiments were conducted to evaluate the impact of temperature on the viscosity and then build rheological curves of products The results showed that viscosity Ca due to the presence of uronic axit residues on the backbone of Yanang gums 2+ Keywords: Rheology, Yanang solution, polysaccharide gum TÀI LI U THAM KH O [1] Jittra Singthong, Suwayd Ningsanond, Steve W.Cui, “Extraction and physicochemical characterization of polysaccharide gum from Yanang (Tiliacora triandra) leaves”, Food Chem, 114, 1301– 1307 (2009) [2] Wiriyachitra P., Phuriyakorn B, ”Alkaloids of Tiliacora triandra”, Australian Journal of Chemistry, 34, 2001–2004 (1981) [3] Charlem Saiin, Sutthatip Markmee, “Isolation of Anti – malarial Active Compound from Yanang” Kasetsart J (Nat Sci.), 37, 47–51 (2003) [4] Anna Ebringerová, Zdenka Hromádková, Thomas Heinze, “Hemicelluloses”, Adv Polym Sci, 186, 1–67 (2005) [5] H.-D Belitz, W Grosch, P Schieberle, “Carbohydrates” Food Chemistry 4th revised and extended Edition, 296–337 (2009) [6] Stephen E Harding, “Analysis of Polysaccharides by Ultracentrifugation; Size Conformation and Interactions in Solution”, Adv Polym Sci, 186, 211–254 (2005) [7] J F Steffe, “Rheological method in food process engineering, second Freeman Press, 1–91 (1996) edition”, [8] P Mitschika, “Simple conversion of Brookfield R.V.T readings into viscosity functions”, Rheol Acta 12, 207-209 (1982) #$