Luận văn nghiên cứu biến tính tinh bột khoai mì chậm tiêu hóa bằng enzyme α amylasevà maltogenic amylaseluậnvăn thạc sĩchuyên ngành công nghệ thực phẩmtp hồ chí minh năm 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÕN - HỌ TÊN : HUỲNH HỒNG KHÁ NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH TINH BỘT KHOAI MÌ CHẬM TIÊU HĨA BẰNG ENZYME α- AMYLASE VÀ MALTOGENIC AMYLASE LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Cơng Nghệ Thực Phẩm TP Hồ Chí Minh - Năm 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÕN - HỌ TÊN : HUỲNH HOÀNG KHÁ NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH TINH BỘT KHOAI MÌ CHẬM TIÊU HĨA BẰNG ENZYME α- AMYLASE VÀ MALTOGENIC AMYLASE Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Mã số: 8540101 Người hướng dẫn khoa học: TS Lê Quang Trí TP Hồ Chí Minh - Năm 2018 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG CHƢƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.1.1 Đặt vấn đề 1.1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.2 TỔNG QUAN LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc 1.3 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1.3.1 Mục tiêu tổng quan 1.3.2 Mục tiêu cụ thể CHƢƠNG : TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU 2.1 CARBOHYDRATE 2.1.1 Tinh bột 2.1.2 Sự hồ hóa 2.1.3 Sự tạo gel thối hóa 2.2 CÂY KHOAI MÌ VÀ TINH BỘT KHOAI MÌ 10 2.2.1 Nguồn gốc khoai mì [1] 10 2.2.2 Thành phần cấu trúc tinh bột khoai mì [8,11] 10 2.2.3 Khả trƣng nỡ, hịa tan hồ hóa tinh bột khoai mì 11 2.3 TINH BỘT KHOAI MÌ BIẾN TÍNH 11 2.3.1 Biến tính tinh bột khoai mì phƣơng pháp enzyme αamylase [4,5,9,11,12] 12 2.3.2 Biến tính tinh bột khoai mì enzyme Maltogenic amylase (MAase) 14 2.3.2.1 Tên gọi nguồn gốc 14 2.3.2.2 Các đặc tính MAase 15 2.4 GIỚI THIỆU MỘT SỐ CHẾ PHẨM ENZYME AMYLASE DẠNG THƢƠNG PHẨM 17 2.4.1 Termamyl 17 2.4.2 Fungamyl 800L (FUN) 18 2.4.3 β-amylase 18 2.5 TINH BỘT CHẬM TIÊU HÓA 19 2.5.1 Cấu trúc chế SDS 20 2.5.2 Chức sinh lý SDS 20 2.6 ỨNG DỤNG TINH BỘT BIẾN TÍNH 22 2.6.1 Ứng dụng tinh bột biến tính sản xuất thức ăn trẻ em, đồ ăn kiêng 22 2.6.2 Ứng dụng tinh bột biến tính sản xuất bánh kẹo 22 2.6.3 Ứng dụng tinh bột biến tính sản xuất nhiều loại đồ uống 23 2.6.4 Ứng dụng tinh bột biến tính sản phẩm sữa, kem 23 2.6.5 Ứng dụng tinh bột biến tính sản xuất dƣợc phẩm 23 2.6.6 Các ứng dụng khác tinh bột biến tính 24 2.7 SỰ TIÊU HĨA TINH BỘT Ở NGƢỜI, CƠ CHẾ ĐIỀU HỊA GLUCOSE TRONG MÁU VÀ BỆNH TIỂU ĐƢỜNG 24 2.7.1 Sự tiêu hóa tinh bột ngƣời [46] 24 2.7.2.Điều hòa glucose máu [43] 26 2.7.3 Bệnh tiểu đƣờng [50, 51] 27 2.6.3.1 Tiểu đƣờng type 28 2.6.3.2 Tiểu đƣờng type 28 2.6.3.3 Các biến chứng bệnh tiểu đƣờng 28 CHƢƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 3.1 NGUYÊN LIỆU 30 3.1.1 Tinh bột khoai mì 30 3.1.2 Enzyme 31 3.1.3.Thiết bị dụng cụ 31 3.1.4 Hóa chất sử dụng 32 3.1.5.Ðịa điểm 32 3.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 3.2.1 Phân tích tính chất hố lý tinh bột khoai mì ( tự nhiên biến tính) 33 3.2.1.1 Độ hòa tan tinh bột khoai mì nƣớc 33 3.2.1.2 Độ nhớt dung dịch tinh bột khoai mì 1% 33 3.2.1.3 Tốc độ thối hóa tinh bột khoai mì 34 3.2.1.4 Phƣơng pháp xác định số DE (Dextrose Equivalent) 34 3.2.2 Phƣơng pháp xác định tốc độ tiêu hóa điều kiện in vitro 36 3.2.3 Phân tích tính chất sinh học tinh bột 36 3.2.3.1 Nguyên tắc 36 3.2.3.2 Tiến hành xác định số tốc độ phản ứng (Km ) 38 3.2.4 Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng amylose tinh bột 39 3.2.4.1 Nguyên tắc 39 3.2.4.2 Tiến hành 39 3.2.5 Phân tích cấu trúc phân tử tinh bột khoai mì 40 3.2.6 Phƣơng pháp xử lý số liệu phân tích phƣơng sai ANOVA 41 Nguyên tắc 41 Tiến hành 42 3.3 SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU 43 3.3.1 Sơ đồ nghiên cứu biến tính: 43 3.3.2 Sơ đồ tổng quát biến tính tinh bột khoai mì nhƣ sau: 44 3.4 KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ 46 3.4.1 Biến tính lần enzyme α- amylase 46 3.4.1.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ T số T TN đến T lần 46 3.4.1.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ enzyme αamylase đến số DE TBKMBT lần 47 3.4.1.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hƣởng thời gian biến tính đến số DE TBKMBT lần 48 3.4.2 Biến tính tinh bột lần enzyme maltogenic amylase 50 3.4.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ enzyme MAase lên tốc độ sản phẩm TBKMBT lần 50 3.4.2.2 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hƣởng thời gian biến tính đến tốc độ tiêu hóa TBKMBT lần 51 3.5 THÍ NGHIỆM TỐI ƢU HĨA 52 3.5.1 Bố trí thí nghiệm 52 3.5.2 Cách tiến hành 52 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 54 4.1 PHÂN TÍCH TÍNH CHẤT HĨA LÝ, SINH HỌC VÀ CẤU TRÚC PHÂN TỬ CỦA TINH BỘT KHOAI MÌ TỰ NHIÊN (TBKMTN) 54 4.1.1 Độ hồ tan, tốc độ thối hóa gel TBKMTN 54 4.1.1.1 Độ hòa tan TBKMTN nƣớc nhiệt độ nhiệt độ phịng thí nghiệm 54 4.1.1.2 Độ nhớt dung dịch hồ TBKMTN nhiệt độ phịng thí nghiệm 54 4.1.1.3 Tốc độ thối hóa gel TBKMTN bảo quản nhiệt độ 4oC 55 4.1.2 Hằng số động học phản ứng thuỷ phân tinh bột khoai mì 56 4.1.3 Cấu trúc phân tử tinh bột khoai mì 56 4.2 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM TINH BỘT BIẾN TÍNH THU ĐƢỢC 58 4.2.1 Độ hồ tan, tốc độ thối hóa gel TBKMBT 58 4.2.1.1 Độ hòa tan T T nƣớc nhiệt độ phịng thí nghiệm 58 4.2.1.2 Độ nhớt dung dịch hồ TBKMBT nhiệt độ phịng thí nghiệm 58 4.2.1.3 Tốc độ thối hóa gel TBKMBT bảo quản nhiệt độ 4oC 59 4.2.2 Hằng số động học phản ứng thuỷ phân tinh bột khoai mì biến tính 60 4.2.3 Cấu trúc phân tử tinh bột khoai mì khoai mì biến tính 61 4.3 BIẾN TÍNH LẦN BẰNG NZY ΑNPHA- AMYLASE 62 4.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ T số T TN đến T lần 62 4.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ enzyme α-amylase đến số DE TBKMBT lần 65 4.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hƣởng thời gian biến tính đến số DE TBKMBT lần 68 4.4 BIẾN TÍNH LẦN BẰNG ENZYME MAASE 71 4.4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ enzyme MAase lên tốc độ sản phẩm TBKMBT lần 71 4.4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng thời gian biến tính enzyme MAase lên tốc độ tiêu hóa sản phẩm TBKMBT lần 73 4.5 THÍ NGHIỆM TỐI ƢU HĨA ẢNH HƢỞNG THỜI GIAN VÀ NỒNG ĐỘ ENZYME MAASE BẰNG PHƢƠNG PHÁP QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM 76 4.6 SƠ ĐỒ VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT TBKMBT 80 4.6.1 Sơ đồ quy trình sản xuất TBKMBT 80 4.6.2 Thuyết minh quy trình ( quy mơ phịng thí nghiệm ) 81 CHƢƠNG 5: ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87 5.1 KẾT LUẬN 87 5.2 KIẾN NGHỊ 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 PHỤ LỤC 95 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DE : Dextrose equivelant (số đương lượng đường khử) DP: D gr o polym r s t on m đ polym MAase : Enzyme maltogenic amylase GI : Gly m n x số đường uy t IMO: Isom lto-ol gos r đường som lt SDS: Slowly digestible starch (tinh b t chậm tiêu hóa) PPA: Por n p n r t α-amylase (enzyme từ tụy heo) TBKM : Tinh b t khoai mì TBBT: Tinh b t bi n tính TBKMBT: Tinh b t khoai mì bi n tính TBKMTN: Tinh b t khoai mì tự nhiên : DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Các tiêu chất lƣợng nguyên liệu tinh bột khoai mì ( TCVN 10546:2014 ) 34 Bảng 3.2 : Tỉ lệ amylose amylopectin dung dịch tinh bột 43 Bảng 1: Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ T TN đến số TBKMBT lần 67 Bảng 4.2: Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ enzyme α-amylase đến số DE TBKMBT lần 69 Bảng 4.3: Khảo sát ảnh hƣởng thời gian biến tính đến số DE TBKMBT lần 71 Bảng 4.4: Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ enzyme MAase lên tốc độ sản phẩm TBKMBT lần 73 Bảng 4.5: Ảnh hƣởng thời gian biến tính đến tốc độ tiêu hóa TBKMBT lần 75 Bảng 4.6: Mơ hình tối ƣu hóa 77 4.6.2.5 Xử lý enzyme maltogenic amylase (biến tính lần 2) : Hình 18 : Qúa trình pha lỗng nồng độ ủ enzyme maltogenic amylase Do nồng đ b n đầu 30% nên ti n hành pha loãng nồng đ 5% (w/w) Từ 100ml dung dịch bình tam giác 1000ml củ g đoạn bi n tính lần thêm 500ml nước cất, có khuấy tr n 20 phút Sau – 10 phút ổn nhiệt 60oC, dùng pipet – 10 ml hút 2.7 ml nzym m ltog n myl s pha loãng 1000 lần.Và ủ enzyme maltogenic amylase nhiệt đ 60oC, pH tố ưu 7.036 bể đ ều nhiệt có rung lắc 83 4.6.2.6 Kết tủa Hình 19 : Tinh bột bi n tính bị k t tủa Sau 7.03 ti n hành phản ng tạo sản phẩm TBKMBT lần Cho tất sản phẩm vào m t dụng cụ ch a ti n hành k t tủa cồn 96o vào sản phẩm bi n tính với t lệ 3:1 Theo t lệ thể tích 600ml/ bình tam giác có ch a dịch tinh b t bi n tính lần 2, cho thêm 1800ml cồn/bình tam giác 4.6.2.7 Ly tâm Cho dịch k t tủa vào ống ly tâm 60 ml ti n hànhly tâm với tố đ 6000 vịng/phút thời gian 20 phút Hình 20 : Thi t bị ly tâm ống ly tâm 84 S u đ sản phẩm thu nhận rửa lại lần nước cất thực p ương p áp ly tâm n Hình 21 : Sản phẩm sau ly tâm 4.6.2.8 Sấy Sản phẩm tinh b t bi n tính sau trin ly tâm đ ẩm cao, dễ bị ỏng Để bảo quản sử dụng lâu dài, ti n hành sấy đố lưu sản phẩm tủ sấy 50oC 24 sấy sản phẩm đ n đ ẩm theo yêu cầu (12 ± 0.5%) 4.6.2.9 Nghiền mịn Sau 24 tình sấy sản phẩm thu nhận Ti n hành nghiền mịn máy x y nhuyễn đ n sản phẩm sáng mịn 85 kí kí t ước lớn k ơng đồng t ước nhỏ s u đ ùng ày g ã Hình 22 : Máy xay mịn cối giã 2.10 Đóng gói Kiểm tr đ ẩm sản phẩm lần cuối, n u sản phẩm 13 -14 % ti n àn đ ng g đ ẩm khoảng bảo quản Hình 23 : Sản phẩm tinh bột bi n tính bao gói 86 Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Tinh b t khoai mì khảo sát đ ị t n nước 5,0 ± 1,7 (mg/ml) nhiệt đ 25oC Hàm lượng amylose (%): 20,4 ± 0,3 Amylosepectin tinh b t khoai mì có DP 6-12 chi m 25%, amypolpectin có DP 13-24 chi m đ số 43.7% Mạch dài (DP > 36) amylopectin tinh b t khoai mì ch chi m 9,9% Tinh b t khoai mì bi n tính enzyme α-amylase MAase theo th tự để tạo tinh b t bi n tính có tỷ lệ mạch nhánh α-D-1,6 gly os tăng tố đ tiêu hóa enzyme tiêu hóa giảm Các thơng số bi n tín xác địn n s u: B n tín t n b t k o mì lần enzyme α-amylase với nồng đ tinh b t khoai mì 30%, nồng đ enzyme 25 U/g tinh b t, thờ g n p ản ng 25 phút B n tín t n b t k o mì lần enzyme MAase với nồng đ 25 U/g thời gian phản ng K t tố ưu ản ưởng thời gian nồng đ enzyme MAase p ương p áp quy oạch thực nghiệm thực nghiệm y u tố nồng đ enzyme MAase thời gian bi n tính enzyme MAase với k t nồng đ enzyme MAase : 29.06 U/g thời gian bi n tính enzyme MAase: 7.037 Sản phẩm tinh b t khoai mì sau bi n tính lần có tỷ lệ mạch nhánh α-D-1,6 gly os tăng 12,3% tố đ tiêu hóa enzyme (278 ± 25,8 ml.mg-1.s-1)và glucoamylase (15,5 ± 0,5 ml.mg-1.s-1) giảm 14 lần lần tương ng so với tinh b t khoai mì tự nhiên 5.2 KIẾN NGHỊ Với ch đặc biệt s u k b n tính, Mong k t nghiên c u sớm ng dụng sản xuất sản phẩm thực phẩm ch quy mơ cơng nghiệp để góp phần hạn ch bi n ch ng bệnh tiểu đường gây 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT ùi Đức Hợi.(2009) Kỹ thuật ch bi n lương t ực tập NXB Khoa học Kỹ thuật Hà N i Đàm Lam Thanh (1998) Nghiên c u đ ều kiện tố ưu o oạt đ ng enzyme công nghệ sản xuất đường glucoza tinh thể từ tinh b t sắn Luận án Thạc sỹ khoa học - Đại học Bách khoa Hà N i Đặng Thị Thu.(2004), công nghệ enzyme, NXB Khoa học kỹ thuật Hà N i Đỗ Thị Giang, Nguyễn Đình u, ùi a Vi 1996 , “Ng ên c u ngdụng ch phẩm Novo – Đ n Mạ để thu nhận đường glucose tinh thể từ tinh b t sắn” ƣơng Thị Ngọc Hạnh Nguyễn Minh Thủy (2014) Sử dụng nzym α-amylase thủy phân tinh b t từ gạo huy t rồng, Tạp chí Khoa học Công nghệ, tr 61-67 Hà uyên Tƣ (2009) Phân tích hóa học thực phẩm.NXB Khoa học Kỹ thuật Hà N i Hoàng Kim Anh Ngô Kế Sƣơng.(1999) Nghiên cứu công nghệ sản tinh bột bi n tính DE 12 phương pháp enzym Luận văn tốt nghiệp -Đại học Bách Khoa Hà N i Hồng Kim Anh, Ngơ Kế Sƣơng, Nguyễn Xích Liêm (2013) Tinh b t sắn sản phẩm từ tinh b t sắn_.NXB khoa học kỹ thuật Hồng Kim Anh.(2005).Hóa học thực phẩm, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà N i 10.Lê Ngọc Tú.(1997) Hóa Sinh Công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà N i 88 11 Lê Văn Hoàng, Trƣơng Thị Minh Hạnh.(2007) Tinh b t khai thác ng dụng NXB Đà Nẵng 12.Ngô Kế Sƣơng (1997) Báo cáo k t nghiên c u cơng nghệ bi n tính tinh b t p ương p áp nzym C ương trìn CNSH Quốc gia B KHCN& MT 13.Nguyễn Minh Hiền Nguyễn Thuý Hƣơng (2008) Nghiên c u trình thủy phân tinh b t hạt mít enzyme Termamyl 120 M300 để lên m n rượu ưng ất Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn, số (11), 43-47 14.Nguyễn Trọng Cẩn.(1998) Công nghệ enzyme NXB Nông nghiệp TP Hồ Chí Minh 15.Trƣơng Anh Tuấn (2003) Tối ưu hó q trình sản xuất tinh bột bi n tính xuất tinh bột bi n tính từ tinh bột sắn gạo H i nghị Công nghệ sinh học toàn quốc - Hà N i TÀI LIỆU TIẾNG ANH 16 Ann-Charlotte Eliasson.(2004) Starch in food: structure, function and applications, Woodhead Publishing Limited England 17.Andrea C.Bertolini.(2010) Starches: characterization, Properties and Applications, Taylor & Francis group 18.Do-Yeon Kim, Choon-Hwan Cha, Wan-Seok Oh, Young-Jun Yoon and Jung-Wan Kim.(2004) Expression of the Promoter for the Maltogenic Amylase Gene in Bacillus subtilis 168, The Microbiological Society of Korea 19 F Shih, J King, K Daigle, H.-J An, and R Ali.(2007) Physicochemical Properties of Rice Starch Modified by Hydrothermal Treatments Cereal Chem 84(5):527-531 89 20 Genyi Zhang and Bruce R.Hamaker.(2009) Slowly Digestible Starch: Concept, Mechanism, and Proposed Extended Glycemic Index Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 49:852-867, Taylor & Francis 21 Hee-Kyung Bae, Soo-Bok Lee, Cheon-Seok Park, Jae-Hoon Shim, HyeYoung Lee, Myo-Jeong Kim, Jim-Sook Baek, Hoe-Jin Roh, Jin-Hwan Choi, Eun-Ok Choe, Dong-Uj Ahn and Kwan-Hwa Park.(2002) Modification of Ascorbic Acid Using Transglycosylation Activity of Bacillus stearothermophilus Maltogenic Amylase to Enhence Its Oxidative Stability J Agric Food Chem 50, 3309-3316 22 Huan Xia, Marna Yandeau-Nelson, Donald B Thompson and Mark J Guiltinan.(2011) Deficiency of Maize Starch-Branching Enzyme I Results in Altered Starch Fine Structure, Decreased Digestibility and Reduced Coleoptile Growth During Germination BMC Plant Biology, 11:95 23 Hyun-Ju Cha, Hyun-Geun Yoon, Young-Wan Kim, Hee-Seob Lee, JungWan Kim, Ki-Sung Kweon, Byung-Ha and Kwan-Hwa Park (1998) Molecular and enzymatic characterization of a maltogenic amylase that hydrolyzes and transglycosylates acarbose, the FEBS Journal 24 Jae-Hoon Shim, Jong-Tae Park, Jung-Sun Hong, Ki Woo Kim, Myo-Jeong Kim, Jung-Hyuk Auh, Young-Wan Kim, Cheon-Seok Park, Winfried Boos, Jung-Wan Kim, and Kwan-Hwa Park (2002) Role of Maltogenic Amylase and Pullulanase in Maltodextrin and Glycogen Metabolism of Bacillus subtilis 168 Journal of Bacteriology, vol.191, No.15.63 90 25 James BeMiller, Roy Whistler.(2009) Starch: Chemistry and Technology, Food Science and Technology, International Series 26 Jeong-Sun Kim, Sun-Shin Cha, Hyun-Ju Kim, Tae-Jip Kim, NamChul Ha, Sang-Taek Oh, Hyun-Soo Cho, Moon-Ju Cho, MyoJeong Kim, Hee-Seob Lee, Jung-Wan Kim, Kwan Yong Choi, Kwan-Hwa Park, and Byung-Ha Oh.(1999) Crystal Structure of a Maltogenic Amylase Provides Insights into a Catalytic Versatility, The Journal of Biological and Chemistry 27 Julio Polaina and Andrew P.MacCabe.(2007) Industrial enzymes: structure, Funtion and Application Springer 28 Kavlani Neelam, Sharma Vijay, Singh Lalit.(2012).Variuos Techniques for the Modification of Starch and the Applications of its Derivatives International Research Journal of Pharmacy 64 29 Ko-Woon Oh, Myo-Jeong Kim, Hae-Yeong Kim, Byung-Yo, MooYeol Baik, Joong-Hyuck Auh, Cheon-Seok Park.(2005) Enzymatic Characterization of a Maltogenic Amylase from Lactobacillus gasseri ATCC 33323 Expressed in Escherichia coli FEMS Microbiology Letters 252 (2005) 175–181 30 Kunamneni A and Singh S (2005) Response surface optimization of enzymatic hydrolysis of maize starch for higher glucose production Biochemical Engineering Journal 27, 2, pp.179-190 31 Lê Quang Trí.(2008) Structural Analyses and Enzymatic Modification of Vietnamese Tapioca Starch A thesis for the degree of Doctor of Philosophy 32 Li Li, Hongxin Jiang, Mark Campbell, Michael Blanco, Jay-lin Jane.(2008) Characterization of maize amylose-extender (ae) mutant starches Part I:Relationship between resistant starch contents and molecular structures, Carbohydrate Polymers 91 33 Marc J.E.C van der Maarel, Bart van der Veen, Joost C.M Uitdehaag, Hans Leemhuis, L Dijkhuizen.(2002) Properties and Appl t ons o St r Conv rt ng Enzym s o T α-amylase Family Journal of Biotechnology 94, 137–155 34 Marc J.E.C van der Maarel, Hans Leemhuis.(2013) Starch modification with microbial alpha-glucanotransferase enzymes Carbohydrate Polymers 93, 116–121 35.Mária Hódsági.(2011) Recent results of investigations of resistant starches Ph.D thesis, Budapest University of Technology and Economics 36 Melissa Walter, Leila Picolli da Silva , Cristiane Casagrande Denardin (2004) Rice and Resistant Starch: Different Content Depending on Chosen Methodology, Elsevier Inc 37 irosław arek asprzak, Helle Nygaard Lærke, Flemming Hofmann Larsen, Knud Erik Bach Knudsen, Sven Pedersen and Anne Skov Jørgensen (2012) Effect of Enzymatic Treatment of Different Starch Sources on the in Vitro Rate and Extent of Starch Digestion International Journal of Molecular Sciences, Int J Mol Sci.13, 929-942 38 Neil Roder, Peter R Ellis, Peter J Butterworth.(2005) Starch Molecular and Nutritional Properties: a Review, International Journal of Molecular Biology, Biochemistry and Gene Technology 39 Pham Van Hung, Naofumi Morita (2004) Physicochemical properties of hydroxypropylated and cross-linked starches from A-type and B-type wheat starch granules 40 Quang Tri Le, Chang Kuy Lee, Young Wan Kim, Seung Jae Lee, Ran Zhang, Stephen G.Withers, Yong Ro Kim, Joong Hyuck Auh, 92 Kwan Hwa Park.(2009) Amylolytically – Resistant Tapioca Starch Modified by Combined Treatment of Branching Enzyme and Matogenic amylase Carbohydrate Polymers 75, – 14 41 Robert J.Whitehurst and Barry A.Law.(2002) Enzymes in Food Technology, Sheffield Academic Press Ltd 42.Shuang-Yan Tang, Quang-Tri Le, Jae-Hoon Shim, Sung-Jae Yang, JoongHuck Auh, Cheonseok Park and Kwan-Hwa Park.(2006) Enhancing thermostability of maltogenic amylase from Bacillus thermoalkalophilus ET2 by DNA shuffling The FEBS Journal 43 Tae Jip Kim, Myo Jeong Kim, Byung Cheon Kim, Jae Cherl Kim, Tae Kyou Cheong, Jung Wan Kim, and Kwan Hwa Park (1999) Modes of Action of Acarbose Hydrolysis and Transglycosylation Catalyzed by a Thermostable Maltogenic Amylase, the Genetic for Which Was Cloned from a Thermus Strain Applied and Enviromental Microbiology, Vol.65, No 44.Trevor L Wang, Tanya Ya Bogracheva and Cliff L Hedley (1998) Starch: as simple as A, B, C?, Journal of Experimental Botany Vol 49, No 320, pp 481–502 45 W.Aehl.(2004) Enzym in industry Wiley – VCH Verlag GmbH & Co.KGaA, Weinheim 46 W.D.Phillips and T.J.Chilton.(1995) A – level Biology Oxford University 47 Wacaw Leszczyñski.(2004) Resistant Strach: Classification, Structure, Production Polish Journal of Food and Nutrition Sciences 48 Young-Wan Kim, Ji-Hye Choi, Jung-Wan Kim, Cheonseok Park, JungWoo Kim, Hyunju Cha, Soo-Bok Lee, Byoung-Ha Oh, TaeWha Moon and Kwan-Hwa-Park 2003 Directed Evolution of 93 Thermus Maltogenic Amylase toward Enhanced Thermal Resistance, American Society for Microbiology 62 49 Zihua Ao, Senay Simsek, Genyi Zhang, Mahesh Venkatachalam, Bradley L.Reuhs, and Bruce R.Hamaker.(2007) Starch with a Slow Digestion Property Produced by Altering Its Chain Length, Branch Density, and Crystalline Structure J Agric Food Chem, 55, 4540−4547 Trang Web: 50.http://en.wikipedia.org/wiki/Diabetes_mellitus 51 http://www.nhs.uk/Conditions/Diabetes-type2/Pages/Introduction.aspx 52 http://hethongphapluatvietnam.com/tieu-chuan-quoc-gia-tcvn-105462014-ve-tinh-bot-san.html 94 PHỤ LỤC Các phƣơng pháp xác định: 1.1 Phƣơng pháp xác định hàm ẩm a Nguyên lý n ng làm b y Dùng s t nước thực phẩm Cân tính số liệu hai lần ân trước sau sấy khơ, từ đ tín r p ần trăm nước có thực phẩm b Tiến hành: Lấy đĩ p tr đ m sấy khô 105oC đ n trọng lượng k ông đổ Để ngu i cân cân phân tích số lẻ cuố S u đ mì S u đ o vào ốc cân 10g mẫu tinh b t khoai o vào tủ sấy 105oC, sấy đ n trọng lượng k ông đổi Sau sấy lại ti n hành kiểm tr lượng ẩm t oát đ cách lấy mẫu đ m ân cân p ân tí , trước cân cần phải làm ngu i mẫu (khoảng 15 phút) Ti p tục kiểm tr o đ n trọng lượng mẫu k ơng ịn t y đổi c Tính kết quả: Phần trăm ẩm đượ xá định theo công th c: Trong đ : G: Trọng lượng củ đĩ p tr g G2: Trọng lượng củ đĩ p tr mẫu trước sấy (g) G1: Trọng lượng củ đĩ p tr mẫu sau sấy (g) Dùng tủ sấy Memmert để xá địn àm lượng ẩm tinh b t theo nguyên tắc sấy đ n trọng lượng k ông đổi 95 1.2 Xác định hàm lƣợng đƣờng khử theo phƣơng pháp DNS a Cách pha thuốc thử DNS: ò t n vào 300ml nước cất nhiệt Cân 5g Dinitrosalycylic acid (C7H4N2O7 đ 50oC, s u đ t êm 8g So um y rox N OH Cuối cho thêm 150g Sodium potassium tartrate (KNaC4H4O6 định m c vớ nước cất thành 500ml, đựng lọ màu tối b Dựng đồ thị đƣờng chuẩn glucose Cho vào ống nghiệm với chất tí n bảng sau: Bảng pl : Nồng độ pha loãng dung dịch glucose ống ống ống ống ống Glucose (0,1%) 2,0 4,0 6,0 8,0 10 Nƣớc cất (ml) 8,0 6,0 4,0 2,0 Nồng độ % 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 Hóa chất Từ ống nghiệm lấy 0,3ml ống nghiệm vào ống nghiệm khác thêm vào ống 3ml thuốc thử 3,5- n tros n ly yl DNS Đun sô ỗn hợp nhiệt đ 90oC thời gian 5-10 phút, màu hỗn hợp chuyển sang màu nâu đỏ S u đ làm lạn đ n nhiệt đ phòng bể nước lạn , đo đ hấp thụ (OD) bước sóng 575nm vớ đối ch ng nước + DNS Vẽ đường chuẩn glucose với trụ tung đ hấp thụ, trục hoành nồng đ glucose Chú ý: Pha loãng mẫu n u cần cho mật đ quang nằm khoảng 0,02 – 0,08 c 3ml thuốc thử DNS phản ng h t với khoảng 10mg glucose 96 S u đ , địn lượng đường khử hỗn hợp phản ng thuốc thử DNS, thí nghiệm ti n àn tương tự n p ần xây dựng đường chuẩn Đun sô ỗn hợp nhiệt đ 90oC thời gian – 10 p út o đ n màu hỗn hợp chuyển s ng màu nâu đỏ Đo mật đ quang OD 575nm (OD575 xá địn lượng đường khử tạo dự đường tương qu ng n tính giá trị OD575 nồng đ chuẩn glucose vớ đối ch ng nướ , s u đ xá định DE dự vào àm lượng đường khử tạo thành OD y = 5.185x - 0.0331 R² = 0.998 0.6 0.5 OD 575nm 0.4 0.3 OD 0.2 Linear (OD) 0.1 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 Glucose (%) Hình PL : Phương trình đường chuẩn glucose 97 0.12