Luận văn khảo sát quy trình xửlý bột gạo đểthu nhận tinh bột kháng tiêu hóa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN - HUỲNH THÀNH TRUNG KHẢO SÁT QUY TRÌNH XỬ LÝ BỘT GẠO ĐỂ THU NHẬN TINH BỘT KHÁNG TIÊU HÓA LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TP Hồ Chí Minh- Năm 2018 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ SÀI GỊN - HUỲNH THÀNH TRUNG KHẢO SÁT QUY TRÌNH XỬ LÝ BỘT GẠO ĐỂ THU NHẬN TINH BỘT KHÁNG TIÊU HÓA Luận văn thạc sĩ chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã số: 8540101 HDKH: TS PHAN THẾ ĐỒNG TP Hồ Chí Minh- Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu tơi hướng dẫn TS Phan Thế Đồng, giúp đở cán Trung tâm Công nghệ Việt Đức, Trường ĐH Công nghệ thực phẩm Tp HCM Trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm TP.HCM Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm số liệu luận văn Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 10 năm 2018 Tác giả luận văn Huỳnh Thành Trung i LỜI CẢM ƠN Được phân công khoa Công nghệ thực phẩm trường Đại học cơng nghệ Sài Gịn đồng ý giáo viên hướng dẫn TS Phan Thế Đồng, thực đề tài “ Khảo sát qui trình xử lý bột gạo để thu nhận tinh bột kháng tiêu hóa” Để hồn thành khóa luận này, tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường quý Thầy, Cô khoa Công nghệ thực phẩm trường tận tình truyền đạt kiến thức cho tơi suốt thời gian qua Với vốn kiến thức tiếp thu q trình học khơng tảng cho q trình nghiên cứu mà cịn hành trang q báu để bước vào đời cách vững tự tin Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo viên hướng dẫn TS Phan Thế Đồng tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, cung cấp thơng tin kiến thức thật hữu ích để giúp đỡ tơi hồn thành tốt bày luận Xin chân thành cảm ơn cán Trung tâm Công nghệ Việt Đức, Trường ĐH Công nghệ thực phẩm Tp HCM Trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm TP.HCM nhiệt tình hỗ trợ tơi q trình làm thí nghiệm tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt đề tài Bên cạnh đó, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, người thân bạn bè giúp đỡ, động viên, ủng hộ góp ý kiến tạo điều kiện giúp tơi vượt qua khó khăn thời gian tơi thực khóa luận Cuối cùng, tơi kính chúc quý Thầy, Cô dồi sức khỏe đạt nhiều thành công nghiệp cao quý Tôi xin chân thành cảm ơn ! TP Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 10 năm 2018 Học viên thực Huỳnh Thành Trung ii MỤC LỤC Trang MỤC LỤC ……………………………………………………………………….…………….……iii Đặt vấn đề… …………… ……………………………………… …… …………1 Tính cấp thiết đề tài…………… … ……… …………………….……………2 CHƢƠNG II TỔNG QUAN…………………………………… …………………….…….3 1.1 Tổng quan tinh bột……………………………………….…………… … 1.2 Tinh bột kháng tiêu hóa ( Resitant starch) ……… ……………… … …… 1.2.1 Tinh bột kháng tiêu hóa loại I (RS1) ……………… ………… …………….6 1.2.2 Tinh bột kháng tiêu hóa loại II ( RS2)……………………….… …… ………6 1.2.3 Tinh bột kháng tiêu hóa loại III (RS3)……………………………… .…… 1.2.4 Tinh bột kháng tiêu hóa loại IV(RS4)……………………… …… ….…….10 1.3 Tầm quan trọng tinh bột kháng tiêu hóa ………………………… … 10 1.4 Tác động tinh bột kháng tiêu hóa sức khỏe người….…….….11 1.4.1 Tác động RS đến sản sinh SCFA chức ruột….… ….12 1.4.2 Khảo sát tác động RS đến chức ruột thú nuôi………… ….….14 1.4.3 Khảo sát tác động RS đến chức ruột người……….…….… …14 1.4.4 RS hệ vi sinh đường ruột……………………………… ………… ……15 1.4.5 RS chuyển hóa chất béo………………………………… ……… …….16 1.4.6 Tác động RS đến chuyển hóa glucose đáp ứng insulin……………….16 1.4.7 Các tác động có lợi khác RS……………………………………… ……17 1.5 Các phương pháp tạo RS… ……………………………….……….…… 18 1.6 Biện pháp xử lý nhiệt ẩm để thu nhận tinh bột kháng tiêu hóa (RS)……………………………………………………………………………… ….20 CHƢƠNG II: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu…………………………………… … ……………… 24 2.2 Phạm vi nghiên cứu…………………………… ……… … …………… 24 2.3 Mục tiêu đề tài………………………… …… ………… ……………24 2.4 Nội dung nghiên cứu……………………………… ………… ……………24 2.5 Phương pháp ngiên cứu ………………… …………… ……………25 iii 2.5.1 Phương pháp luận……………………………………………… ….………25 2.5.2 Bố trí thí nghiệm………… ……………………………………… ….…….25 2.5.2.1 Thí nghiệm 1…………………………………….………………….……… 25 2.5.2.2 Thí nghiệm 2……………………………… ……………………….……….26 2.5.2.3 Thí nghiệm 3………………………………….………………… ………….28 2.5.3 Phương pháp phân tích…………………………………… …… … ………28 2.5.3.1 Phương pháp phân lập tinh bột gạo……………………… …… ………….28 2.5.3.2 Phương pháp xử lý HMT………………………………………… ……….28 2.5.3.3 Phương pháp xác định hàm lượng amylose……………………… ….…… 29 2.5.3.4 Phương pháp xác định RDS; SDS RS……………… ………… ………29 2.5.3.5 Phương pháp xác định độ trương nở tinh bột………………… ……….30 2.5.3.6 Phương pháp đánh giá cảm quan………………………………… ……… 30 3.5.3.7 Phương pháp phân tích thống kê………………………………… ….…… 30 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.2 Thí nghiệm 1: Chọn giống gạo…………………………………… ………31 3.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát thơng số HMT bột gạo ………… … 32 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng độ ẩm HMT đến tỷ lệ RS tinh bột gạo …… 32 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ HMT đến tỷ lệ RS tinh bột gạo… …32 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian xử lý HMT đến tỷ lệ RS tinh bột.gạo……………………………………………………………………………… 35 3.4 Tối ưu hóa thơng số xử lý nhiệt- ẩm (HMT)………… …….……….36 3.5 Độ trương nở tinh bột xử lý nhiệt ẩm……………… …………… ….41 3.6 Khảo sát tỷ lệ chế phẩm bột gạo RS sản phẩm bún tươi……… …… 42 3.7 Đánh giá cảm quan………………………………………… …………… 43 Kết luận kiến nghị……………………………………………… ……………… 45 Tài liệu tham khảo………………………………………………… …………… …47 Phụ lục………………………………………………………………… ……………55 iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT RS: Resistant Starch ĐTĐ: Đái Tháo Đường GI: Glycemic Index GL: Glycemic Load RDS: Rapidly Digestible Starch SDS: Slowly Digestible Starch TS: Total Starch DP: Degree of Polymerization FOS: Fructo- Oligosaccharide SCFA: Short Chain Fatty Acid ACF: Aberrant Crypt Foci DNA: Deoxyribonucleic Acid HDL: High Densitive Lipoprotein LDL: Low Densitive Lipoprotein HMT: Heat Moisture Treatment TG: Total Glucose v DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 Tác động RS đến chức sinh lý người………………12 Bảng 2.2 Ma trận bố trí nghiệm thức thí nghiệm tối ưu hóa……………………… 27 Bảng 3.1 Tỉ lệ Amylose tinh bột loại gạo khảo sát………… ……….31 Bảng 3.2 Mức khảo sát yếu tố……………………………………… … … 36 Bảng 3.3 Tỉ lệ RS tinh bột gạo HMT bố trí theo mơ hình bề mặt đáp ứng BoxBehken ……………………………………… ………………………………….….37 Bảng 3.4 Sự ―thiếu phù hợp‖ (lack of fit) mô hình quy hoạch thực nghiệm…………………………………………………………………………… …38 Bảng 3.5 Các hệ số phương trình hồi quy…………………………………… 39 Bảng 3.6 Dự đoán điểm tối ưu giá trị ba yếu tố tương ứng…………………….40 Bảng 3.7 Độ trương nở tinh bột HMT……………………………………… 42 Bảng 3.8 Tỷ lệ RDS, SDS RS bún thử nghiệm với thành phần tinh bột HMT khác ………………………………………………… ………………… … 43 Bảng 3.8 Kết đánh giá cảm quan ……………………… ………….………….44 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 Sơ đồ mặt cắt ngang cấu trúc lục giác chuỗi amylose xoắn kép… Hình 1.2 Sơ đồ thối hóa amylose hồ tinh bột …………………………… Hình 2.1 Sơ đồ tiến hành nghiên cứu……………………………………………… 25 Hình 3.1 Ảnh hưởng độ ẩm đến tỉ lệ RDS; SDS RS tinh bột xử lý HMT………………………………………………………………………………….32 Hình 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ HMT đến tỉ lệ RDS; SDS RS tinh bột gạo………………………………………………………………… ……………….34 Hình 3.3 Ảnh hưởng thời gian HMT đến tỉ lệ RDS; SDS RS tinh bột gạo………………………………………… ……………………………………….35 Hình 3.4 Tương quan giá trị thực nghiệm giá trị dự báo mơ hình tỷ lệ RS…………………………………………….……………………… 37 Hình 3.5 Biều đồ thể ảnh hưởng yếu tố…………… …………… ….39 Hình 3.6 Bề mặt đáp ứng thể mối quan hệ tỷ lệ RS bột gạo HMT với độ ẩm, nhiệt độ thời gian…………………………………………….……………40 Hình 3.7 Mặt cắt bề mặt đáp ứng điểm tối ưu…………………… …… …41 vii ĐẶT VẤN ĐỀ Theo nhận định Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), năm gần Việt Nam nằm nhóm nước có tỷ lệ bệnh Đái tháo đường (ĐTĐ) thừa cân béo phì tăng nhanh giới Các số liệu thống kê cho thấy tỷ lệ bệnh ĐTĐ tăng từ 8- 20% năm, trường hợp tiền ĐTĐ chếm 15- 20% Đây bệnh mãn tính thường kèm theo nhiều biến chứng nguy hiểm, gây tổn thương hoăc rối loạn chức nhiều quan, đặt biệt mắt, thận, thần kinh, tim mạch …Cùng với bệnh ĐTĐ thừa cân béo phì xem ― đại dịch‖ kỉ 21 gia tăng nhanh chóng hệ lụy sức khỏe gánh nặng kinh tế xã hội mà gây Tại Việt Nam, theo kết điều tra Viện Dinh dưỡng Quốc gia vào năm 2008 có gần triệu người thừa cân, béo phì chếm 8% dân số Điều đáng lo ngại lứa tuổi mắc thừa cân béo phì ngày trẻ mức độ béo phì ngày tăng Trước tình hình đó, nhà khoa học tiếp cận chế độ dinh dưỡng cho phép làm giảm cách có hiệu yếu tố nguy dẫn đến bệnh mạn tính Các chế độ ăn có nồng độ lượng pha loãng với rau với loại hạt nguyên vỏ đánh giá có khả hạn chế loại bệnh kể có chứa hàm lượng cao chất xơ Việc đưa chất xơ vào thực phẩm làm giảm đáng kể khả chuyển hóa lượng đơn vị khối lượng thực phẩm mang lại lợi ích cho sức khỏe Dựa cách tiếp cận này, để đáp ứng nhu cầu xã hội người tiêu dùng, số thực phẩm có chứa thêm vào chất xơ phát triển cách đáng kể năm gần Các loại thực phẩm cho thấy ngồi giá trị dinh dưỡng cịn mang lại lợi ích sinh lý giảm thiểu nguy mắc chứng bệnh mạn tính tim mạch, thừa cân béo phì, đái tháo đường type 2, ung thư đại tràng… Mới đây, thành phần chất xơ phổ biến thêm vào loại thực phẩm tinh bột kháng tiêu hóa (resistant starch) Tinh bột kháng tiêu hóa (RS) biết đến loại tinh bột khơng bị tiêu hóa tinh bột bình thường đường ruột người Sau với khái niệm gần chất xơ oligosaccharide polysaccharide khơng tiêu hóa khơng chuyển hóa thành lượng RS Độ ẩm đến tỷ lệ RS 61 Nhiệt độ đến tỷ lệ RDS 62 Nhiệt độ đến tỷ lệ SDS 63 Nhiệt độ đến tỷ lệ RS 64 Thời gian đến tỷ lệ RDS 65 Thời gian đến tỷ lệ SDS 66 Thời gian đến tỷ lệ RS 67 Kết tối ƣu tỷ lệ SRS 68 Kết tối ƣu tỷ lệ RS 69 Mặt cắt bề mặt đáp ứng điểm tối ƣu SDS 70 Độ trƣơng nở tinh bột không xử lý HMT 71 Độ trƣơng nở tinh bột xử lý HMT 72 Mẫu bún tỷ lệ RDS 73 Mẫu bún tỷ lệ SDS 74 Mẫu bún tỷ lệ RS 75