nghiên cứu sản xuất tinh bột kháng tiêu hóa từ tinh bột đậu xanh và ứng dụng trong chế biến thực phẩm

Thoái hóa ở +4oC giúp mẫu tinh bột đậu xanh tăng hàm lượng RS lên 26,4%, 46,1% và luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT TINH BỘT KHÁNG TIÊU HÓA TỪ TINH BỘT ĐẬU XANH VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHẾ BIẾN

THỰC PHẨM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

TP HỒ CHÍ MINH - NĂM 2022

luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT TINH BỘT KHÁNG TIÊU HÓA TỪ TINH BỘT ĐẬU XANH VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHẾ BIẾN

THỰC PHẨM

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số chuyên ngành: 62540101

Phản biện độc lập 1: PGS TS Trần Thanh Trúc Phản biện độc lập 2: PGS TS Hoàng Kim Anh

Phản biện 1: PGS TS Lê Trung Thiên Phản biện 2: PGS TS Lê Nguyễn Đoan DuyPhản biện 3: PGS TS Nguyễn Thúy Hương

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: 1 PGS.TS Phạm Văn Hùng

2 PGS.TS Phan Ngọc Hòa

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực, và không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định

Tác giả luận án

Chữ ký

Nguyễn Thị Mai Hương

Trang 4

TÓM TẮT LUẬN ÁN

Đậu xanh là loại nguyên liệu giàu tinh bột với hàm lượng amylose (AM) cao Đặc điểm này của đậu xanh được xác định là nguồn nguyên liệu phù hợp để làm giàu tinh bột kháng Tinh bột kháng (RS) là loại tinh bột thoát khỏi quá trình tiêu hóa của ruột non ở một cơ thể khỏe mạnh và được lên men ở ruột già bởi hệ vi sinh vật đường ruột tạo thành các acid béo mạch ngắn Lợi ích của tinh bột kháng không chỉ nằm ở tác dụng có lợi cho sức khỏe người tiêu dùng mà còn thể hiện tính chất chức năng ưu việt trong chế biến các sản phẩm thực phẩm Mục tiêu của luận án là tìm kiếm loại đậu xanh phù hợp cho hoạt động làm giàu RS, khảo sát các điều kiện xử lý tinh bột bằng enzyme pullulanase kết hợp với gia nhiệt ẩm bằng vi sóng để tạo RS, đồng thời ứng dụng loại tinh bột giàu RS sau biến đổi trong chế biến bánh quy không gluten, sinh đường thấp Theo đó, 8 giống đậu xanh phổ biến ở Việt Nam được xác định thành phần hóa học, hình thái, thành phần và cấu trúc phân tử để chọn loại phù hợp Giống đậu xanh lựa chọn sẽ được tách tinh bột bằng phương pháp ướt có sự hỗ trợ làm sạch của Na2CO30,2%, NaOH 0,1%, NaHSO3 0,15% và nước cất Kết quả chỉ rõ, giống đậu xanh DX044 là loại được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo vì có hàm lượng tinh bột lớn (43,1%), % amylose (%AM) cao (32,9%), hàm lượng RS sẵn có lớn (13,0%), cấu trúc phân tử của tinh bột thể hiện sự phù hợp như mức độ polyme hóa trung bình của toàn hạt thấp (DP̅̅̅̅̅ n= 1001) và chiều dài nhánh trung bình amylopectin (AP) lớn (CL̅̅̅̅̅n = 40) với mức độ phân nhánh nhiều ở đoạn DP13-36 Dùng NaHSO3 0,15% là chất hỗ trợ cho quá trình tách tinh bột cho kết quả về mức độ tinh sạch cao mà không ảnh hưởng đến hình thái, thành phần và cấu trúc phân tử của hạt tinh bột Tinh bột thu nhận được làm giàu RS bằng cách xử lý kết hợp enzyme-vi sóng tại các thông số tốt nhất thu được từ việc khảo sát các yếu tố ảnh hưởng trong từng biện pháp đơn lẻ Kết quả cho hàm lượng RS (49%) ở phương pháp kết hợp lớn hơn so với việc chỉ xử lý cắt mạch AM bằng vi sóng (22,3%) hay cắt nhánh amylopectin (%AP) bằng enzyme (39,8%) Điều kiện xử lý tinh bột trong phương pháp kết hợp là 30 upun/g, tỷ lệ tinh bột/ đệm là 1/20, 16 giờ ở giai đoạn đầu bằng enzyme, sau đó sấy tinh bột đến độ ẩm 20% và xử lý vi sóng ở 35W/g trong 3 phút Tiếp tục làm giàu RS bằng việc khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ thoái hóa hồ tinh bột ở các nhiệt độ khác nhau (+28oC, +4oC và -18oC) Kết quả thể hiện nhiệt độ thoái hóa thấp cho hàm lượng RS cao hơn so với nhiệt độ phòng Thoái hóa ở +4oC giúp mẫu tinh bột đậu xanh tăng hàm lượng RS lên 26,4%, 46,1% và luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 5

52,8% tương ứng với các phương pháp vi sóng, enzyme và kết hợp enzyme-vi sóng Sự gia tăng RS có thể là do sự cắt nhánh AP của enzyme và cắt mạch AM bằng gia nhiệt ẩm vi sóng tạo ra nhiều các chuỗi mạch thẳng đủ dài (DP 13-36) sắp xếp lại phân tử một cách có trật tự, hình thành xoắn kép và tăng % tinh thể, thay đổi dạng tinh thể Tinh bột đậu xanh giàu RS tạo ra từ phương pháp kết hợp enzyme-vi sóng có khả năng thay thế 30% bột gạo theo khối lượng trong công thức bánh quy không gluten, không đường Bánh quy được thay thế tinh bột đậu xanh giàu RS cho tỷ lệ đường kính/ bề dầy (D/H) của bánh, thể tích, độ cứng, màu sắc, cảm quan về trạng thái bên ngoài, cấu trúc, mùi, vị và mức độ chấp nhận tương đương với bánh sử dụng bột mỳ và đường saccharose Việc thay thế tinh bột đã làm giảm chỉ số đường huyết (GI) xuống còn 51,7% khi thử nghiệm trên chuột Có thể kết luận rằng giống đậu xanh DX044 thu nhận tinh bột bằng phương pháp ướt có sử dụng chất hỗ trợ làm sạch NaHSO3 0,15% phù hợp để sản xuất RS Phương pháp làm giàu tốt nhất là kết hợp enzyme-vi sóng theo các thông số xác định và thoái hóa ở +4oC Tinh bột đậu xanh giàu RS (52,8%) tạo ra có thể sản xuất dòng bánh quy không đường, không gluten với chỉ số đường huyết thấp

123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com

Trang 6

ABSTRACT

Mung bean, a kind of food material containing a high amount of high-amylose starch, has been considered a suitable source for producing resistant starch (RS) The RS is a fraction of starch that is resistant to digestive enzymes in the small intestine and delivered intact to the colon to be fermented by microflora in the large intestine The benefits of resistant starch are not only physiological effects but also functional properties in food processing The objective of this study was to find suitable mungbean for RS enrichment, treatment conditions of the combination of debranching and microwave to generate RS, and applied RS-rich mungbean starch after modification for non-gluten and low-carb cookie processing In this study, eight popular mungbean varieties in Vietnam were used and find out the most suitable one for producing RS following chemical composition, morphology, composition, and molecular structure The starch is isolated using different cleaning compounds that include Na2CO3 0.2%, NaOH 0.1%, NaHSO3 0.15%, and distilled water added in the soaking stage The result showed that the mungbean variety DX044 was rich in starch (43.1%), and was used to create RS because of its highest AM content (32.6%), the low average degree of polymerization (DP̅̅̅̅̅ n= 1001), and average chain-length distribution of amylopectin (CL̅̅̅̅̅n = 40; DP 13-36) The suitable cleaning agent for starch isolation was 0.15% NaHSO3, which did not affect the morphology and molecular structure of the starch granules The starch was then RS-enriched by a combined enzyme-microwave treatment at the combined conditions obtained from investigating the influencing factors in each of the individual methods The results %RS of the combination of the debranching and microwave treatment was 49%, higher than using only microwaves treatment (22.3%) or enzymes treatment (39.8%) The starch treatment condition was the activity of 30 upun/g, a starch-buffer solution ratio of 1/20 for 16 h in enzyme treatment, starch was dried to 20% moisture content and microwave treatment at 35 W/g of the mung bean starch for 3 min The treated starch retrograded at +28oC, +4oC, and -18oC significantly increased RS content compared with the control without retrogradation The RS contents of mung bean starch after treatment by microwave, debranching, or a combination of debranching and microwave and then retrograded at +4oC were 26.4%, 46.1%, and 52.8%, respectively In these treatment methods, the treatment conditions significantly were created many linear chains long luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com

Trang 7

enough (DP 13-36) to enable molecular rearrangement, double helix formation, and an increase in crystallinity The A-type crystalline structure of the native mung bean starch remained unchanged under microwave treatment, whereas the crystalline structure changed to B+V type after debranching treatment or combination treatment RS-rich mung bean starch created by the enzyme-microwave combination method has the potential to replace 30% of rice flour by weight in a gluten-free, sugar-free cookie recipe RS-rich mung bean starch cookie can give the spread ratio, volume, hardness, color, appearance, texture, odor, taste, and acceptability comparable to the sugary and flour-based one Replacing the modified starch reduced the glycemic index (GI) by 51.7% In conclusion, the starch from mung bean variety DX044, isolated using the method with soaking in NaHSO3 0.15%, was the most suitable for RS production were using the combination of debranching and microwave treatment followed by retrogradation at 4oC The RS-rich mung bean starch was good substituted material for rice flour to produce the gluten-free, and low glycemic index cookies

Trang 8

LỜI CÁM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc tôi xin bày tỏ lời cám ơn đến PGS.TS Phạm Văn Hùng, PGS.TS Phan Ngọc Hòa đã định hướng, dẫn dắt, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu

Đồng thời, tôi xin trân trọng cảm ơn Quý Thầy Cô trong Ban giám hiệu, Quý Thầy Cô Khoa Kỹ thuật Hóa học, Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm, Bộ môn Công nghệ Thực phẩm của Trường Đại học Bách khoa, Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã hỗ trợ tài chính, trang thiết bị, địa điểm và đóng góp ý kiến cho nghiên cứu trong quá trình thực hiện thí nghiệm và viết bài luận văn này

Nhân đây, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các anh chị trong các đơn vị đo lường, thực nghiệm đã tạo điều kiện cho tôi được trực tiếp thí nghiệm trên thiết bị đơn vị có như Trung tâm Phân tích và Chuyển giao Công nghệ thuộc Trường Đại học Nguyễn Tất Thành, Viện Hóa, Trường Đại học Quốc tế, Trung tâm Công nghệ Nano, Khu Công nghệ cao, Công ty Sài Gòn Sourdough

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã động viên, chia sẻ khó khăn trong thời gian tôi thực hiện luận án

Một lần nữa tôi xin trân trọng cảm ơn!

Trang 9

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH……… x

DANH MỤC BẢNG BIỂU xii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xiv

1.1.2 Tinh bột đậu xanh 8

Giới thiệu về tinh bột kháng 22

1.2.1 Khái niệm, phân loại và cấu trúc của tinh bột kháng 22

1.2.2 Tính chất chức năng của tinh bột kháng 24

1.2.3 Tác dụng sinh lý của tinh bột kháng trong cơ thể người 26

1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành tinh bột kháng (RS) 28

Các phương pháp tạo tinh bột kháng 31

1.3.1 Giới thiệu chung các phương pháp 31

1.3.2 Phương pháp xử lý ẩm nhiệt bằng vi sóng 34

1.3.3 Phương pháp cắt nhánh bằng pullulanase 41

1.3.4 Giới thiệu các phương pháp kết hợp 45

1.3.5 Quá trình thoái hóa hồ tinh bột và mối liên hệ với hàm lượng RS 49

Sử dụng tinh bột kháng vào sản phẩm thực phẩm 51

1.4.1 Giới thiệu chung về các ứng dụng của tinh bột kháng vào thực phẩm 51

1.4.2 Khả năng ứng dụng của tinh bột kháng từ đậu đỗ 53

1.5 Nhận định từ tổng quan, mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài ……… 54

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 56

Trang 10

2.2.1 Sơ đồ nội dung nghiên cứu 59

2.2.2 Phương pháp thu nhận tinh bột đậu xanh 62

2.2.3 Phương pháp tách tinh bột đậu xanh có sử dụng các chất hỗ trợ làm sạch 63 2.2.4 Phương pháp làm giàu tinh bột kháng từ đậu xanh bằng vi sóng 64

2.2.5 Phương pháp làm giàu tinh bột kháng từ đậu xanh bằng enzyme 66

2.2.6 Phương pháp làm giàu tinh bột kháng từ đậu xanh bằng kết hợp enzyme và vi sóng 69

2.2.7 Phương pháp xác định ảnh hưởng của quá trình thoái hóa đến khả năng làm giàu tinh bột kháng 70

2.2.8 Phương pháp sản xuất bánh quy 70

2.2.9 Các phương pháp phân tích 72

Xử lý số liệu 80

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 81

Đặc tính tinh bột của các giống đậu xanh khác nhau 81

3.1.1 Thành phần hóa học của hạt và tinh bột thu nhận từ 8 giống đậu xanh 81

3.1.2 Hình thái và kích thước của tinh bột thu nhận từ 8 giống đậu xanh……… 84

3.1.3 Thành phần và cấu trúc phân tử của tinh bột thu nhận từ 8 giống đậu xanh 85

3.1.4 Đặc tính lý-hóa của 8 loại tinh bột thu nhận 87

3.1.5 Hàm lượng tinh bột kháng của 8 loại tinh bột thu nhận 89

Tách tinh bột đậu xanh bằng phương pháp sử dụng chất hỗ trợ làm sạch 90

3.2.1 Hiệu suất thu nhận và thành phần hóa học của các mẫu tinh bột đậu xanh tách với các chất hỗ trợ làm sạch khác nhau 91

3.2.2 Hình thái của tinh bột đậu xanh thu nhận từ việc sử dụng các loại chất hỗ trợ làm sạch 93

3.2.3 Thành phần, cấu trúc phân tử của các mẫu tinh bột đậu xanh 95

Xử lý tinh bột đậu xanh bằng phương pháp vi sóng: ảnh hưởng của một số điều kiện xử lý đến hàm lượng RS và cấu trúc của tinh bột 99

3.3.1 Ảnh hưởng của mức năng lượng vi sóng đến hàm lượng RS và sự thay đổi trong cấu trúc phân tử của tinh bột 99

3.3.2 Ảnh hưởng của độ ẩm tinh bột khi vi sóng đến hàm lượng RS và sự thay đổi trong cấu trúc phân tử của tinh bột 102

3.3.3 Ảnh hưởng của thời gian vi sóng đến hàm lượng RS và sự thay đổi trong cấu trúc phân tử của tinh bột 105 luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 11

Xử lý tinh bột đậu xanh bằng phương pháp enzyme: ảnh hưởng của một số điều

kiện cắt nhánh đến hàm lượng RS và cấu trúc của tinh bột 108

3.4.1 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hàm lượng RS và cấu trúc phân tử của tinh bột……….……… 108

3.4.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ tinh bột: đệm đến hàm lượng RS và cấu trúc của tinh bột 110

3.4.3 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân bằng enzyme đến hàm lượng RS và cấu trúc của tinh bột 113

Xử lý tinh bột đậu xanh bằng phương pháp đơn lẻ và kết hợp giữa enzyme và vi sóng: ảnh hưởng của điều kiện xử lý đến hàm lượng RS và cấu trúc kết tinh của tinh bột 114

Thoái hóa tinh bột đậu xanh: ảnh hưởng của nhiệt độ thoái hóa đến hàm lượng RS và cấu trúc phân tử của tinh bột 119

3.6.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ thoái hóa đến hàm lượng RS và sự thay đổi chỉ số đường huyết của tinh bột 119

3.6.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ thoái hóa đến hình thái và cấu trúc phân tử của hạt tinh bột……… ………….122

Ứng dụng tinh bột đậu xanh có RS cao trong sản xuất bánh quy không đường, không gluten: ảnh hưởng của lượng tinh bột thay thế đến chất lượng và chỉ số đường huyết của bánh……….……… 129

3.7.1 Ảnh hưởng của hàm lượng tinh bột đậu xanh có RS cao đến tính chất vật lý của bánh quy 130

3.7.2 Ảnh hưởng của hàm lượng tinh bột đậu xanh có RS cao đến đặc tính cấu trúc của bánh quy 132

3.7.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm bánh quy 135

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 142

Kết luận 142

Kiến nghị 142

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 144

TÀI LIỆU THAM KHẢO 145

PHỤ LỤC 173

Trang 12

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Cấu trúc của amylose và amylopectin 10

Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý cơ sở tổ chức của hạt tinh bột 12

Hình 1.3 Các kiểu đóng gói khác nhau của các tinh thể xoắn kép trong loại A, B và biểu hiện trên phổ XRD 13

Hình 1.4 Đồ thị thể hiện đặc tính hồ điển hình của tinh bột 17

Hình 1.5 Mô tả vị trí tiêu hóa và mức đáp ứng đường huyết của các loại tinh bột 17

Hình 1.6 Mô hình cấu trúc của các loại tinh bột kháng 22

Hình 1.7 Hiệu ứng chức năng nổi bật của việc tiêu thụ tinh bột kháng 27

Hình 1.8 Ảnh hưởng của tinh bột kháng đến sức khỏe 27

Hình 1.9 Sơ đồ liệt kê các phương pháp biến đổi tinh bột nhằm gia tăng RS 31

Hình 1.10 Sơ đồ của hiệu ứng làm nóng nhanh bởi vi sóng lên cấu trúc tinh bột 36

Hình 1.11 Sơ đồ các bước thực hiện trong làm giàu tinh bột kháng bằng vi sóng 37

Hình 1.12 Hoạt động của enzyme pullulanase 42

Hình 1.13 Mô tả hoạt động của enzyme cắt liên kết 1,6 glycosidic trong phân tử AP 42

Hình 1.14 Sơ đồ cấu trúc kết tinh của tinh bột cắt nhánh (DBS) 42

Hình 1.15 Sơ đồ các bước thực hiện trong làm giàu tinh bột kháng bằng enzyme pullulanase 42

Hình 1.16 Biểu đồ thoái hóa của phân tử AM 49

Hình 1.17 Mô hình một phần của mạng AM (a) và mạng AP (b) thoái hóa 49

Hình 2.1 Sơ đồ nội dung nghiên cứu 60

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình thu nhận tinh bột đậu xanh 62

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình khảo sát quá trình tách và tinh sạch tinh bột đậu xanh có hỗ trợ của các chất làm sạch 64

Hình 2.4 Sơ đồ quy trình biến đổi tinh bột trong làm giàu RS bằng vi sóng 65

Hình 2.5 Sơ đồ quy trình biến đổi tinh bột trong làm giàu RS bằng enzyme 67

Hình 2.6 Sơ đồ quy trình làm giàu RS bằng enzyme kết hợp vi sóng 65

Hình 2.7 Sơ đồ quy trình khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ thoái hóa đến hàm lượng RS và cấu trúc phân tử của tinh bột 70

Hình 3.1 Hình thái hạt tinh bột của 8 giống đậu xanh 84

Hình 3.2 Độ trương nở của các loại tinh bột đậu xanh 87

Hình 3.3 Hàm lượng tinh bột kháng (RS) của các loại tinh bột 89

Hình 3.4 Hiệu suất thu nhận tinh bột khi sử dụng các loại chất hỗ trợ làm sạch 91

Hình 3.5 Hình thái hạt tinh bột thu nhận từ việc sử dụng các loại chất hỗ trợ làm sạch 94 Hình 3.6 Hàm lượng AM của tinh bột thu nhận từ việc sử dụng các loại chất hỗ trợ làm sạch 95 luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 13

Hình 3.7 Phổ XRD của tinh bột thu nhận từ việc sử dụng các loại chất hỗ trợ làm sạch 96

Hình 3.8 Phổ FTIR của tinh bột thu nhận từ việc sử dụng các loại chất hỗ trợ làm sạch 97

Hình 3.9 Hàm lượng RS của tinh bột thu nhận khi thay đổi mức năng lượng vi sóng 99

Hình 3.10 Hàm lượng AM của tinh bột thu nhận khi thay đổi mức năng lượng vi sóng 100

Hình 3.11 Hàm lượng RS của tinh bột thu nhận khi thay đổi độ ẩm tinh bột trong vi sóng 103

Hình 3.12 Hàm lượng AM của tinh bột thu nhận khi thay đổi độ ẩm tinh bột trong vi sóng 104

Hình 3.13 Hàm lượng RS của tinh bột có thời gian vi sóng khác nhau……… .106

Hình 3.14 Hàm lượng AM của tinh bột có thời gian vi sóng khác nhau 106

Hình 3.15 Phổ Xray của tinh bột biến đổi từ các phương pháp 116

Hình 3.16 Phổ FTIR của tinh bột biến đổi từ các phương pháp 118

Hình 3.17 Hình thái hạt tinh bột từ các phương pháp biến đổi 118

Hình 3.18 Chênh lệch đường huyết trung bình của chuột sử dụng các mẫu tinh bột thoái hóa 122

Hình 3.19 Chỉ số đường huyết của chuột khi sử dụng các mẫu tinh bột thoái hóa ở nhiệt độ khác nhau 122

Hình 3.20 Hình thái hạt tinh bột biến đổi bằng các phương pháp và thoái hóa ở nhiệt độ khác nhau 123

Hình 3.21 Phổ XRD của tinh bột sau thoái hóa ở nhiệt độ và phương pháp biến đổi khác nhau 124

Hình 3.22 Phổ FTIR của tinh bột sau thoái hóa ở nhiệt độ và phương pháp biến đổi khác nhau 126

Hình 3.23 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân-NMR rắn của các mẫu tinh bột thoái hóa 127

Hình 3.24 Một số hình ảnh của các mẫu bánh có sử dụng loại bột khác nhau 131

Hình 3.25 Hình ảnh mặt cắt ngang của các mẫu bánh quy 135

Hình 3.26 Chênh lệch đường huyết của chuột trong thời gian tiêu hóa các mẫu bánh quy 138

Hình 3.27 Chỉ số đường huyết của chuột khi ăn các mẫu bánh quy 138

Trang 14

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Đặc điểm đặc trưng của một số giống đậu xanh phổ biến ở Việt Nam ………5

Bảng 1.2 Sản xuất đậu xanh ở một số nước Đông Nam Á, 2016 – 2017 6

Bảng 1.3 Hình dạng, kích thước và trạng thái bề mặt của hạt tinh bột đậu xanh 9

Bảng 1.4 Bảng chỉ số mô tả cấu trúc phân tử của tinh bột đậu xanh được trồng ở một số quốc gia 11

Bảng 1.5 Cấu trúc phân tử trong tổ chức hạt của một số loại tinh bột đậu xanh 14

Bảng 1.6 Đặc tính trương nở và hòa tan của tinh bột đậu xanh 15

Bảng 1.7 Đặc tính hồ của tinh bột đậu xanh 16

Bảng 1.8 Khả năng tiêu hóa bằng in vitro của một số loại tinh bột đậu xanh 18

Bảng 1.9 Bảng hiệu suất, thành phần hóa học của tinh bột đậu xanh có nguồn gốc và phương pháp thu nhận khác nhau 21

Bảng 1.10 Tính chất chức năng của các chế phẩm thương mại RS2 và RS3 25

Bảng 1.11 Xử lý thủy nhiệt với các loại tinh bột đậu đỗ 33

Bảng 1.12 Xử lý ẩm nhiệt bằng vi sóng với các loại tinh bột 39

Bảng 1.13 Xử lý cắt nhánh bằng pullulanase với các loại tinh bột 44

Bảng 1.14 Xử lý bằng các phương kết hợp với các loại tinh bột 47

Bảng 1.15 Lợi ích của tinh bột kháng trong các sản phẩm RS thương mại 52

Bảng 2.1 Bảng các hóa chất được sử dụng trong nghiên cứu 57

Bảng 2.2 Bảng dụng cụ, thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 58

Bảng 2.3 Bảng các yếu tố cố định trong phương pháp xử lý tinh bột bằng vi sóng …65

Bảng 2.4 Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát về mức năng lượng vi sóng đến %RS…… .66

Bảng 2.5 Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát về độ ẩm tinh bột đến %RS……… .66

Bảng 2.6 Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát về thời gian vi sóng đến %RS …….……….66

Bảng 2.7 Bảng các yếu tố cố định trong phương pháp xử lý tinh bột bằng enzyme …….68

Bảng 2.8 Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát về nồng độ enzyme đến %RS ………… ….68

Bảng 2.9 Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát về tỷ lệ tinh bột/đệm đến %RS ….68

Bảng 2.10 Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát về thời gian thủy phân đến %RS 69

Bảng 2.11 So sánh hình thái, cấu trúc của các mẫu tinh bột có RS cao nhất ở các phương pháp xử lý đơn lẻ và kết hợp ……… 69

Bảng 2.12 Bảng thành phần nguyên liệu trong công thức bánh quy ……… 71

Bảng 2.13 Các phương pháp xác định thành phần hóa học và chỉ tiêu vi sinh ………… 72

Bảng 3.1 Thành phần hóa học của hạt từ 8 giống hạt đậu xanh 81

Bảng 3.2 Hiệu suất tách tinh bột và thành phần hóa học của 8 loại tinh bột đậu xanh 82

Bảng 3.3 Thành phần và cấu trúc phân tử của tinh bột thu nhận từ 8 giống đậu xanh 86

Bảng 3.4 Đặc tính hồ của 8 loại tinh bột đậu xanh 88

Bảng 3.5 Thành phần hóa học của tinh bột thu nhận từ việc sử dụng các loại chất hỗ trợ làm sạch 92 luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 15

Bảng 3.6 Kích thước và màu sắc của hạt tinh bột thu nhận từ việc sử dụng các loại chất hỗ trợ làm sạch 93 Bảng 3.7 Một số chỉ số thể hiện cấu trúc phân tử của hạt tinh bột đậu xanh thu nhận từ việc sử dụng các loại chất hỗ trợ làm sạch 97 Bảng 3.8 DPn và sự phân bố nhánh trong AP của tinh bột biến đổi ở các mức năng lượng vi sóng khác nhau 101 Bảng 3.9 DPn và sự phân bố nhánh trong AP của tinh bột biến đổi theo các mức độ ẩm tinh bột trong vi sóng 105 Bảng 3.10 DPn và sự phân bố nhánh trong AP của tinh bột được xử lý ở các mức thời gian vi sóng 107 Bảng 3.11 Hàm lượng RS, AM, DP13-36 và DPn của tinh bột biến đổi theo các nồng độ enzyme 108 Bảng 3.12 Sự phân bố chiều dài mạch của tinh bột được biến đổi theo các nồng độ enzyme 109 Bảng 3.13 Hàm lượng RS, AM, DP13-36 và DPn của tinh bột được xử lý theo các tỷ lệ tinh bôt/đệm 111 Bảng 3.14 Sự phân bố chiều dài mạch của tinh bột được xử lý theo các tỷ lệ tinh bột/đệm 112 Bảng 3.15 Hàm lượng RS, AM, DP13-36 và DPn của tinh bột được xử lý theo các thời gian thủy phân 113 Bảng 3.16 Sự phân bố chiều dài mạch của tinh bột được xử lý theo các thời gian thủy phân 114 Bảng 3.17 Hàm lượng RS, AM, DPn và phân bố chiều dài mạch của AP ở điều kiện xử lý tốt nhất của 3 phương pháp 115 Bảng 3.18 Một số chỉ số thể hiện cấu trúc phân tử của tinh bột xác định bằng XRD và FTIR tại các điều kiện xử lý tốt nhất của 3 phương pháp 117 Bảng 3.19 Mức độ tiêu hóa ống nghiệm của tinh bột sau thoái hóa 120 Bảng 3.20 Một số chỉ số thể hiện cấu trúc phân tử của tinh bột sau thoái hóa thông qua việc phân tích phổ XRD và FTIR 125 Bảng 3.21 Một số chỉ số thể hiện cấu trúc phân tử của tinh bột thoái hóa thông qua việc phân tích phổ13CNMR 128 Bảng 3.22 Kết quả đo màu của bánh quy ở các công thức thay thế tinh bột đậu xanh giàu RS 130 Bảng 3.23 Đặc tính vật lý và cơ lý của các mẫu bánh quy 132 Bảng 3.24 Mức độ tiêu hóa thử nghiệm trong ống nghiệm của các mẫu bánh quy ….136 Bảng 3.25 Điểm đánh giá cảm quan của các mẫu bánh quy 139 Bảng 3.26 Thành phần hóa học của các mẫu bánh quy 140 Bảng 3.27 Chỉ tiêu vi sinh và kim loại nặng của bánh quy có tỷ lệ thay thế tinh bột đậu xanh giàu RS tốt nhất (RS30) 141 luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 16

In vitro Thử nghiệm trong ống nghiệm

In vivo Nghiên cứu trên động vật

WHO World Health Organization – Tổ chức Y tế thế giới

USDA United States Department of Agriculture – Bộ Nông nghiệp Hoa Kì HMT Heat moisture- Nhiệt ẩm

DMSO dimethyl sulfoxide

OSA 1-octenyl succinic anhydride

FAO Food and Agricultural Organization – Tổ chức Nông lương Liên Hiệp Quốc

SEM Scanning Electron Microscope – Kính hiển vi điện tử quét XRD X-Ray Diffraction- Nhiễu xạ tia X

FTIR Fourier Transform Infrared Spectroscopy- Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier

LDS Laser Diffraction particle Size distribution- Phân bố kích thước hạt bằng laze

13CNMRsolid 13C Nuclear Magnetic Rosonance solid- Cộng hưởng từ hạt nhân chất rắn

HPAEC-PAD High Performance Anion Exchange Chromatography with Pulsed Amperometric Detection- Sắc ký trao đổi ion hiệu năng cao đầu dò xung điện

Isoamylase

Thành phần hóa học

Degree of order- Mức độ trật tự phân tử trong phân tích FTIR Degree of double helix- Mức độ xoắn kép trong phân tích FTIR luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 17

MỞ ĐẦU

Hiện nay bệnh đái tháo đường, thừa cân, béo phì và ung thư đại trực tràng đang trở thành những bệnh phổ biến trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng Hội đái tháo đường Quốc tế (IDF) thống kê năm 2019 có hơn 463 triệu người mắc bệnh, trong đó có 1,6 triệu người chết/năm và dự đoán tử vong lớn vào năm 2030 Một trong những nguyên nhân gây ra vấn đề này là do khẩu phần ăn liên quan đến tinh bột Về thừa cân, béo phì, có đến 35,8 triệu ca mắc bệnh và 2,8 triệu người chết/năm với độ tuổi ngày càng trẻ hóa [1] Số liệu của WHO năm 2018 [2] cũng chỉ ra rằng hằng năm có 1,8 triệu ca tử vong về ung thư đại trực tràng, đứng thứ 3 trong số 9,6 triệu ca tử vong/năm về các bệnh ung thư Thói quen sử dụng nhiều tinh bột có thể dẫn đến nguy cơ mắc những căn bệnh trên đây ngày càng lớn hơn Do đó, giới nghiên cứu ngày càng quan tâm hơn đến việc tạo các sản phẩm từ tinh bột có khả năng sinh đường thấp [3]

Phần tinh bột thoát khỏi quá trình tiêu hóa ở ruột non và được xác định không thể tiêu hóa được trong vòng 120 phút gọi là tinh bột kháng tiêu hóa - RS Tinh bột kháng là nguồn carbohydrate không tiêu hóa dồi dào nhất, rất tốt cho các bệnh nhân đái tháo đường và có thể quan trọng như NSP (polysacarit không chứa tinh bột) Chúng làm tăng cường hấp thu khoáng và ngăn ngừa các bệnh viêm ruột, ung thư đại trực tràng (IBD) [4] Tiềm năng của RS không chỉ như một chất xơ ăn kiêng mà chúng có nhiều chức năng sinh lý tốt khác Chẳng hạn như RS có khả năng tăng sinh vi khuẩn tạo các axit béo chuỗi ngắn (SCFAs) trong đó có butyric giúp hỗ trợ sức khỏe đường ruột [5], [6], [7] RS không chỉ thể hiện tác dụng sinh lý kể trên mà còn có những tính chất chức năng đặc biệt trong chế biến thực phẩm [8], [9] Tùy thuộc vào phương pháp biến đổi tinh bột tạo RS mà những tính chất này có thể khác nhau Tuy nhiên các tính chất nổi trội chủ yếu có ích trong việc cải thiện chất lượng trong các sản phẩm bánh khô thường được đề cập là kích thước hạt mịn, mùi dễ chịu, màu trắng, nhiệt độ hồ hóa cao, khả năng liên kết nước kém, trương nở tốt, tạo gel tốt, giữ kết cấu giòn, xốp [10], [11], [12] Sản phẩm thực phẩm có nguồn tinh bột được thay thế bằng RS có thể đem lại sự cải thiện về một số chỉ tiêu chất lượng trong sản xuất đồng thời còn giữ vai trò như một prebiotic mang lại lợi ích cho sức khỏe người tiêu dùng [13], [14], [15], [16], [17]

Các đặc tính sinh lý, tính chất chức năng cũng như hàm lượng RS khác nhau tùy thuộc luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 18

vào nguồn gốc, loại nguyên liệu và phương pháp biến đổi [18] Do vậy, các nhà khoa học không ngừng tìm kiếm nguồn nguyên liệu tại khu vực để gia tăng lượng tinh bột kháng này Đậu xanh được biết đến với lợi thế là nguồn tinh bột lớn và khó tiêu [19], [20], [21], [22] Ủy ban về chế độ ăn lành mạnh từ hệ thống thực phẩm bền vững (The EAT-Lancet Commission on Healthy Diets from Sustainable Food Systems) kết luận rằng mức tiêu thụ các loại đậu trên toàn cầu sẽ tăng gấp đôi vào năm 2050 [24] Ở Việt Nam nguồn cung nguyên liệu này khá dồi dào do điều kiện tự nhiên và khí hậu thích hợp Số liệu năm 2018 thống kê diện tích trồng là 80.339 ha, với tổng sản lượng là 83,668.8 tấn/năm [25] Ưu thế của việc chọn đậu xanh làm nguồn tạo RS còn nằm ở chỗ khả năng tách và làm sạch tinh bột dễ dàng Hơn thế nữa hạt tinh bột đậu xanh nhẵn, mịn, nhỏ, hàm lượng amylose (AM), RS cao, phân bố nhánh của amylopectin (AP) trong khoảng 13-36 ĐvG lớn [26], [27], [28] là điều kiện tốt để làm giàu RS Bên cạnh đó, về mặt tính chất chức năng, tinh bột đậu xanh còn thể hiện ưu điểm như độ trương nở thấp, tính chất hồ hóa tốt tạo độ đàn hồi, tạo gel tốt có thể thuận lợi cho việc ứng dụng vào các sản phẩm sợi hoặc bánh có độ ẩm thấp [12], [29], [30], [31] Các đặc điểm vốn có của tinh bột đậu xanh như kể trên cần được nghiên cứu và làm rõ

Không chỉ tìm kiếm các nguồn nguyên liệu có nhiều lợi thế, các phương pháp làm giàu tinh bột kháng cần được chọn lọc cho phù hợp Các tác nhân vật lý và enzym được quan tâm nhiều hơn so với các tác nhân hóa học trong việc gia tăng hàm lượng RS do tính an toàn trong tồn dư [3], [32], [33], [34] Ưu điểm của các phương pháp này là hiệu quả cao nhưng nhược điểm là thời gian kéo dài và tốn kém Sử dụng enzyme pullulanase là phương pháp hữu hiệu để cắt các nhánh trong phân tử AP tạo ra lượng mạch thẳng ngắn và trung bình- điều kiện để tăng khả năng xoắn, tạo độ kết tinh hình thành RS [35] Trong khi đó, vi sóng là phương pháp gia nhiệt vật lý an toàn có lợi thế về thời gian xử lý ngắn, cắt mạch AM và tạo điều kiện cho các mạch ngắn sát nhau có thể dễ dàng tạo xoắn kép- một cơ sở làm tăng RS [36], [37], [38], [39] Các phương pháp kết hợp tỏ ra hiệu quả hơn được nhiều nhà khoa học chú ý [13], [40], [41], [42] Do vậy, sự kết hợp hai biện pháp enzyme và gia nhiệt bằng vi sóng để biến đổi loại tinh bột đậu xanh có hàm lượng AM cao với mục đích làm giàu RS và ứng dụng vào sản phẩm bánh quy không gluten, sinh đường thấp là một quy trình đáng quan tâm nghiên cứu

Trang 19

Chính vì vậy, luận án “Nghiên cứu sản xuất tinh bột kháng tiêu hóa từ tinh bột đậu

xanh và ứng dụng trong chế biến thực phẩm” được thực hiện nhằm chọn được loại

nguyên liệu đậu xanh được trồng tại Việt Nam phù hợp với việc gia tăng RS, đồng thời phát triển phương pháp làm giàu RS hiệu quả và ứng dụng trong chế biến bánh quy không gluten sinh đường thấp Từ đó, có thể hiểu rõ hơn bản chất của sự hình thành RS sẵn có trong đậu xanh, ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật trong quy trình biến đổi tinh bột trong làm giàu tinh bột kháng và tính chất chức năng của loại tinh bột sau biến đổi

Ý nghĩa thực tiễn:

- Gia tăng giá trị của đậu xanh thông qua việc tạo sản phẩm tinh bột kháng

- Xây dựng được quy trình làm giàu tinh bột kháng bằng sự kết hợp xử lý tinh bột đậu xanh bằng enzyme và vi sóng

- Góp phần đa dạng hóa sản phẩm thực phẩm từ tinh bột đậu xanh giàu tinh bột kháng phục vụ cho đối tượng ăn kiêng và bệnh nhân đái tháo đường

- Xác định khả năng thay thế và cải thiện chất lượng bánh quy không đường, không gluten của tinh bột đậu xanh giàu tinh bột kháng

Trang 20

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

Đậu xanh và tinh bột đậu xanh

1.1.1 Đậu xanh

1.1.1.1 Giới thiệu chung

Đậu xanh hay đỗ xanh (Mung bean, green gram) là tên thường gọi của loài Vigna

radiata (L.) R Wilczek Theo Tổ chức Nông lương Thế giới (FAO), loài đậu xanh (Vigna radiata) bắt nguồn từ Ấn độ và Trung Á, sau đó lan sang nhiều khu vực khác của Châu

Á

Sự phân bố rộng rãi của cây đậu xanh từ Châu Á đến Châu Phi, Châu Âu, Châu Úc là do cây đậu xanh có khả năng thích ứng rộng, chịu hạn khá và có thể thích nghi với các vùng có điều kiện khắc nghiệt [43] Hơn thế nữa, các nốt sần trên rễ cây đậu xanh còn có khả năng cố định nitơ, cải tạo và làm giàu chất dinh dưỡng cho đất [43] Nhưng hơn hết vẫn là hạt đậu xanh, sản phẩm quan trọng của quá trình canh tác cây, được sử dụng nhiều làm thực phẩm với các tác dụng dược lý xác định

Ở Việt Nam đậu xanh được trồng trên khắp cả nước từ Bắc chí Nam Đây là loài cây rau quan trọng và là một loại đậu có giá trị đặc biệt trong văn hóa ẩm thực Việt Nam Bên cạnh đó, do có ưu thế về chu kỳ sinh trưởng ngắn (60 – 80 ngày từ lúc mọc mầm đến chín), kỹ thuật canh tác đơn giản, trồng được nhiều vụ trong năm, dễ luân canh, tăng vụ, trồng xen, trồng gối với nhiều loại cây khác nên ngày càng được phát triển mạnh Đậu xanh đã trở thành cây rất được ưa thích trong hệ thống đa canh hay khi chuyển dịch cơ cấu cây trồng

Cây đậu xanh (Vigna radiata) là một chi Đậu (đỗ) (Vigna) gồm có 3 thứ (phân loài): V

radiata var Grandiflora; V radiata var Radiata; V radiata var Sublobata, phổ biến

nhất là thứ V radiata var Radiata Dưới thứ có nhiều giống khác nhau, được trồng, chọn

lọc và lai tạo phù hợp với từng vùng đất Các giống đậu xanh được trồng phổ biến ở Việt Nam có những đặc điểm đặc trưng thể hiện trong Bảng 1.1 dưới đây

Trang 21

Bảng 1.1 Đặc điểm đặc trưng của một số giống đậu xanh phổ biến ở Việt Nam

1 KPS1 Giống nhập nội của Thái Lan, dòng hạt to, xanh tối, chín tập trung, năng suất cao Trồng nhiều ở miền Duyên hải Trung bộ

2 V123 Giống dòng hạt xanh mỡ, hạt to, ruột vàng Thời gian sinh trưởng 70 ngày Trồng cả 3 vụ xuân, hè, thu đông, phổ biến ở cả vùng đồi núi, trung du và đồng bằng

3 T135 Giống dòng hạt to, xanh mốc, sinh trưởng ngắn 65 - 75 ngày, phân cành khá 3 - 4 cành/ cây, năng suất cao, chịu thâm canh, chịu sâu bệnh khá Số quả/ cây, số hạt/ quả cao, khối lượng 1000 hạt từ 45 - 65g Trồng vụ đông và xuân ở miền Bắc và miền Trung (đất đồi, gò, bãi ven sông)

4 DX044 Giống nhập nội, thích ứng trên diện rộng khắp cả nước ở cả 3 vụ xuân, hè và thu Cây cao 45 - 50 cm, thời gian sinh trưởng ở vụ xuân là 80 ngày, vụ hè là 75 - 80 ngày, vụ thu đông là 90 ngày Hạt to, khối lượng 1000 hạt là 65 - 70g, đạt tiêu chuẩn xuất khẩu 5 DX14 Giống nhập nội từ Hàn Quốc Thích ứng trồng ở khu vực phía bắc

Sản lượng ổn định

6 DX208 Giống cao sản nhập nội, loại chín sớm, chịu hạn, chịu nóng, chống đổ, chống chịu bệnh đốm lá và vàng lá tốt, trồng vụ Xuân và hè (60 - 75 ngày), năng suất từ 14 -17 tạ/ha, phù hợp với nhiều vùng đặc biệt vùng đất cát ven biển Hạt to, mỡ bóng, ruột vàng, bở, 16 -18 quả/cây, khối lượng 1000 hạt 60 - 65g

7 DXVN7 Giống lai tạo, chịu hạn cao, nhiệt độ cao, hạn chế đổ cây, hạt nhỏ, hình trụ, mốc ở vỏ hạt Phù hợp với Bắc Trung bộ, năng suất cao, chín tập trung, thích hợp cho sản xuất các vụ Xuân, Hè và Đông 8 TN182 Giống nhập nội, loại cao sản, 60 - 65 ngày, 3 vụ, trồng chủ yếu ở

miền Nam

Trích nguồn: Trung tâm khảo nghiệm giống cây trồng Quốc Gia

Trang 22

Tất cả các giống trên đây đều được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn quyết định là giống quốc gia qua sự đề xuất của Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống cây trồng quốc gia, Cục trồng trọt

Về sản lượng, Châu Á sản xuất gần 90% tổng sản lượng đậu xanh trên thế giới [44], trong đó Myanmar và Ấn độ chiếm hơn 50% [45] Hầu hết lượng đậu xanh ở Ấn Độ dùng để tiêu thụ trong nước, trong khi Myanmar là nước xuất khẩu lớn nhất khu vực Châu Á, với mức tăng trung bình hàng năm là 28% (số liệu 2013 - 2014 của FAO, 2019) [44] Theo Trung tâm nghiên cứu và phát triển rau quả Châu Á, đã có hơn 5.000 mẫu giống trong tập đoàn giống đậu xanh lớn nhất thế giới, trong đó có giống cho năng suất 18 - 25 tạ/ha và thâm canh có thể đạt gần 40 tạ/ha Đông Nam Á là một trong những vùng lãnh thổ trồng nhiều đậu xanh (Bảng 1.2, [46])

Ở Việt Nam, đậu xanh là loại cây trồng đang được Chính phủ ưu tiên trong nhiều năm gần đây để đáp ứng nhu cầu chuyển đổi cơ cấu cây trồng ở một số địa phương (Quyết định số 150/2005/QĐ-TT ngày 20/6/2005) Cùng với quyết định của Chính phủ, Bộ Nông nghiệp đã đưa ra quyết định 3246/QĐ-BNN-KHCN về chiến lược nghiên cứu KHCN giai đoạn 2013 - 2020 đề cập đến việc phát triển cây, con theo thế mạnh của địa phương Trong đó định hướng nghiên cứu và chuyển giao tiến bộ khoa học đến năm 2025 là chọn tạo và phát triển các giống đậu xanh năng suất 1,2 - 2,5 tấn/ha, chống chịu sâu bệnh tốt, ngắn ngày, chín tập trung, chất lượng tốt, có hàm lượng protein từ 20 - 22% thích hợp nhiều vùng sinh thái Từ nhiều năm nay, việc nghiên cứu và đánh giá các mẫu nhập từ nước ngoài và thu thập trong nước đã được tiến hành ở các cơ sở nghiên cứu với số lượng 2.596 lượt mẫu giống Một số giống đậu xanh mới có triển vọng được khảo nghiệm, tuyển

Bảng 1.2 Sản xuất đậu xanh ở một số nước Đông Nam Á, 2016 – 2017

Nước Diện tích trồng (1000 ha)

Sản lượng (1000 tấn)

Năng suất trung bình (tấn/ha)

Trích nguồn: Teresa Sequeros, 2021 [267]

Trang 23

chọn, chọn lọc, thuần hóa trên từng vùng sinh thái và được Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn cho phép đưa vào sản xuất

Diện tích trồng đậu xanh trong cả nước năm 2018 đạt 80.339 ha với năng suất bình quân đạt 1,1 triệu tấn/ha, sản lượng là 83,668.8 tấn [25] Các tỉnh phía Bắc và Bắc Trung bộ tính đến Thừa Thiên Huế trồng với diện tích 24,817 ha, chiếm khoảng 31% diện tích trồng đậu xanh cả nước, năng suất đạt 0,98 tấn/ha Nam Trung bộ và Nam bộ diện tích trồng cao hơn hẳn đạt 54,589.6 ha, năng suất 1,16 triệu tấn/ha, thu về 63,379.1 tấn (Viện Quy hoạch, thiết kế Nông nghiệp, 2018) Đậu xanh được sử dụng ở Việt Nam chủ yếu là sản xuất bánh khô (từ bột khô) hoặc nhân bánh (từ bột nhão nấu chín), miến (từ tinh bột) và làm giá đỗ (từ việc nảy mầm hạt đậu)

1.1.1.2 Thành phần hóa học của hạt đậu xanh

Mỗi giống có đặc điểm hình thái, khả năng chống chịu, thích hợp với điều kiện thổ nhưỡng khác nhau Hơn thế nữa, ở cùng một loại chủng giống nhưng được trồng ở các vùng địa lý khác nhau cũng có thành phần hóa học, đặc tính lý hóa cũng như giá trị dinh dưỡng không giống nhau [48], [19], [20], [49] Hạt của các loại đậu xanh được đánh giá là nguồn dinh dưỡng rất phong phú, ngon, rẻ tiền vì chúng có lượng đạm cao hơn các loại ngũ cốc khác Protein chiếm 24% so với tổng lượng hạt, trong đó chủ yếu là glubulin (60%) và albumin (25%), loại giàu các acid amin thiết yếu như phenylalanin, leucine, isoleucine, valine, arginine và lysine [48], [362] Lượng carbohydrate cao, trong đó tinh bột chiếm phần lớn và cũng là nguồn dự trữ năng lượng chính Ngoài ra, đậu xanh có nhiều xơ, ít béo, giàu vitamin B, sắt, kali, và các chất chống oxy hóa [44], [27] Theo ước tính trung bình trong 100g ăn được, đậu xanh có chứa khoảng 49,6% carbohydrate, 15,4% chất xơ, 20,9% protein, 1,3% béo, và cung cấp khoảng 325 kcal Các vi chất dinh dưỡng trong đó gồm 4,4 mg Fe, 139mg Mg, 350mg P, 180mg K, 1,62mg Zn, 1,16mg Cu, 620µg Folate trong 100g đậu xanh [49]

Nguồn tinh bột dồi dào trong đậu xanh (30 - 45% trong carbohydrate) đã được sử dụng rộng rãi trong thực tiễn sản xuất như miến, bánh khô [50], [51] Các nghiên cứu chuyên sâu gần đây cho thấy tiềm năng và lợi ích khác của tinh bột đậu xanh khi chúng có chứa

một lượng lớn tinh bột kháng tiêu hóa (Resistant Starch-RS) tự nhiên [52] Điều này

không chỉ mang lại cảm giác no mà còn giúp ổn định lượng đường trong máu và lượng luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 24

insulin sau ăn Có thể nói tinh bột đậu xanh trở thành lựa chọn tốt cho những người mắc bệnh đái tháo đường, đồng thời cải thiện tình trạng kháng insulin và quản lý cân nặng của cơ thể [26], [48]

Với những ưu điểm kể trên, nếu chỉ xem xét tinh bột đậu xanh dưới góc độ như một nguồn thực phẩm cung cấp protein hay năng lượng là chưa đủ, chúng còn nhiều đặc tính quý báu hơn từ loại RS Hình thái, thành phần cấu trúc, tổ chức phân tử và đặc tính lý-hóa của tinh bột đậu xanh tự nhiên cần được đánh giá để có những tác động biến đổi phù hợp cho việc làm gia tăng hàm lượng RS [53] Các đặc điểm này phụ thuộc nhiều vào chủng loại đậu và phương pháp tách tinh bột [54]

1.1.2 Tinh bột đậu xanh

1.1.2.1 Hình thái, cấu trúc và tổ chức phân tử của hạt tinh bột

• Hình thái của hạt tinh bột đậu xanh

Đặc điểm hình thái bao gồm hình dáng, kích thước và trạng thái bề mặt hạt sẽ mang lại những hiểu biết căn bản về mối quan hệ của chúng với cấu trúc và tính chất của hạt tinh bột [53] Hình dáng và trạng thái bề mặt hạt tinh bột trong các nghiên cứu được xác định bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) [56] Nhìn chung, tinh bột đậu xanh đều có hình dạng hạt oval, elip hoặc hình cầu, trạng thái bề mặt nhẵn mịn, không rãnh, không lỗ, có thể có vết lõm hoặc không, phụ thuộc nhiều vào chủng loại và nguồn gốc của đậu xanh (Bảng 1.3) Kuriki và Imanaka (1999) nghiên cứu động học quá trình thủy phân tinh bột giải thích rằng bề mặt nhẵn mịn, phẳng, không lỗ hay rãnh, cũng là nguyên nhân của sự thủy phân hạn chế khi có enzyme tiêu hóa tấn công [61]

Sự phân bố kích thước hạt thường được xác định bằng cách sử dụng máy phân tích phân bố kích thước hạt nhiễu xạ laze (LDS) [55] Kích thước hạt tinh bột đậu xanh có chiều dài từ 6,0 μm đến 60,0 μm với chiều rộng là 6,0 - 45,6 μm và có sự khác nhau ở vùng trồng (Bảng 1.3) Chẳng hạn như đậu xanh ở Canada có chiều dài hạt tinh bột từ 10,0 - 32 μm và chiều rộng là 7 - 20 μm [57], ở Mỹ là 11,0 - 32,4 μm và 11,0 - 19,2 μm [5] trong khi ở Ấn Độ là 10,0 - 49,2 μm và 7 - 30 μm [58] So với tinh bột của các loại đậu

khác, tinh bột đậu xanh là loại có kích thước nhỏ [59], [19] Sandhu và Lim (2008) đã chỉ

ra rằng hàm lượng RS của tinh bột họ đậu có tương quan nghịch với kích thước hạt tinh luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 25

bột, cụ thể, hàm lượng RS tăng theo thứ tự là đậu bồ câu< đậu đen< đậu lăng< đậu Hà Lan< đậu gà < đậu xanh thì kích thước hạt tinh bột giảm tương ứng theo chiều ngược lại [60] Một số nghiên cứu kết luận rằng do kích thước hạt tinh bột đậu xanh nhỏ hơn so với các loại tinh bột khoai tây và ngô nên khó hồ hóa hơn và đó là một nguyên nhân làm tăng tính kháng tiêu hóa [62], [27] Như vậy, hình thái hạt tinh bột đậu xanh cũng có thể ảnh hưởng đến khả năng tiêu hóa của tinh bột, điều này phụ thuộc vào giống loại đậu xanh và vùng trồng

Bảng 1.3 Hình dạng, kích thước và trạng thái bề mặt của hạt tinh bột đậu xanh

Nguồn gốc

Chiều dài/ ĐK

(µm)

Chiều rộng (µm)

Hình dạng Trạng thái bề mặt Tài liệu tham khảo

32,4

11,0 19,2

-Oval, elip, không đều

49,2

7,0 30,0

-Bầu dục, tròn, elip, không đều

Có vết lõm trên

hạt hình hạt đậu Andrabi, 2016 [58] Hàn Quốc 17 - 17,6 - Hình cầu và oval Trơn nhẵn,

không rãnh Kim, 2018 [19] Ấn độ 16,2 -

17,1 -

Oval lớn và tròn nhỏ

Trơn nhẵn có

rãnh Xu, 2013 [20] Thái Lan 22,09 - Oval Trơn nhẵn,

không nứt

Phrukwiwattanakul, 2014 [27]

• Thành phần phân tử của hạt tinh bột đậu xanh

Tinh bột nói chung được cấu tạo từ 2 thành phần chính là amylose (AM) và amylopectin (AP) AM là một polymer chủ yếu ở dạng mạch thẳng từ các đơn phân α-D-glucopyranose liên kết với nhau bằng liên kết α-1-4 glycosidic với một số ít nhánh nhỏ qua liên kết α-1-6 glycosidic (khoảng 0,1%) AP có cấu trúc phân nhánh cao với khoảng 5% liên kết phân nhánh α-1-6 glycosidic (Hình 1.1)

Hizukuri (1986) [65] đã phân loại nhánh trong AP thành 3 loại A, B và C đồng thời đề xuất dạng tổ chức của chúng theo mô hình cụm (Hình 1.1) Nhánh A (DP 6−12) có mặt trong một cụm duy nhất và gắn vào nhánh B hoặc C thông qua các liên kết α-1-6 glycosidic Nhánh B mang nhánh A hoặc nhánh B khác có thể là B1 (DP 13−24), B2 (DP 25−36) hoặc B3 (DP > 37), tùy thuộc vào độ dài và số cụm mà chúng mang Nhánh B1, luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 26

B2 và B3 lần lượt là loại mở rộng ra một, hai và ba cụm Nhánh C là nhánh mang đầu khử duy nhất trong phân tử AP

Hình 1.1 Cấu trúc của amylose và amylopectin

Hình trái: cấu trúc của AM (EL-cực kỳ dài; L-dài; và S-chuỗi ngắn; Ø-đầu khử [64] Hình phải: mô hình cụm của AP với chuỗi A (đỏ), B1 (xanh dương), B2 (tím) và B3 (xanh lá) Chuỗi mang đầu khử (Ø) là chuỗi C -, liên kết α-1,4-glucan; →, liên kết α-

1,6 [65]

Hàm lượng AM trong đậu xanh phụ thuộc vào giống và vùng trồng Từ Bảng 1.4, ta thấy tinh bột đậu xanh Trung Quốc trong nghiên cứu của Yao (2019) [21] có %AM từ 31,26 - 31,55%; Đậu xanh Hàn Quốc theo Kim (2018) [19] là 36,9 - 38,5%; Đậu xanh Mỹ theo Ma (2017) [5] là 38,63% trong khi đậu xanh Thái Lan theo Phrukwiwattanakul (2014) [27] chỉ là 24,56% Với lượng AM này, đậu xanh có thể được xếp vào nhóm có %AM trung bình (20 - 35%) và cao (> 40%) theo phân loại của Hoover (2009) và Tester (2003) [53], [68] trên tinh bột ngũ cốc và củ Hoặc phân loại theo Colussi (2014) [69] thì AM của đậu xanh ở mức cao (25 - 35%) và rất cao (> 35%) So với tinh bột đậu đỗ khác như đậu lăng, đậu gà, đậu ngựa thì đậu xanh có hàm lượng AM cao hơn [5], [19], [67] AM là một trong những chỉ số quyết định đến tính chất lý-hóa và tính chất chức năng của tinh bột như đặc tính hồ, đặc tính nhiệt, độ trương nở, hòa tan và đặc biệt là khả năng kháng tiêu hóa [70] Các nghiên cứu chỉ ra rằng, các phân tử AM có xu hướng kết tinh hoàn hảo, thoái hóa nhanh hơn AP Điều đó dẫn đến khả năng tạo xoắn kép dễ dàng hơn, ngăn cản khả năng tiêu hóa của tinh bột [53], [72] AM cao thường cho nhiệt độ hồ hóa, độ nhớt cuối và setback cao hơn [60], [27] và tạo độ ổn định hơn khi khuấy dẫn tới ứng dụng vượt trội khi dùng nó là chất làm đặc, làm dày trong công nghiệp thực phẩm [71] Có thể nhận định rằng tinh bột giàu AM khi được thoái hóa sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến việc tạo ra tinh bột kháng RS3 và tính chất lý-hóa của chúng Đây là đặc điểm quan trọng cần quan tâm khi thực hiện mục đích làm giàu RS cho tinh bột đậu xanh

Trang 27

Không chỉ có hàm lượng AM, chiều dài chuỗi trung bình (CL̅̅̅̅̅̅) và phần trăm phân bố ncủa các nhánh trong phân tử AP cũng là những yếu tố quan trọng có thể xác định cấu trúc, chức năng và khả năng tiêu hóa của tinh bột [53], [66]

Bảng 1.4 Bảng chỉ số mô tả cấu trúc phân tử của tinh bột đậu xanh được trồng ở một số quốc gia

Quốc gia AM (%)

CLn̅̅̅̅̅

của AP

Phân bố chiều dài nhánh trong AP (%)

Tác giả, năm DP 6-

12 (A)

DP 24 (B1)

13-DP 36 (B2)

25-DP37 (B3) Trung Quốc 31,3 -

32,6

20,6 21,2

27,1 27,3

47,6 48,0

-7,2 - 7,5

3,6 -

3,8 Yao, 2019 [21] Mỹ 38,63 19,20 28,03 52,56 11,15 8,27 Ma, 2017 [5] Hàn Quốc 36,9 -

38,5

21,1 23,0

25,9 32,7

39,6 42,5

-16,1

13,813,9

-16,3 Kim, 2018 [19] Thái Lan 24,56 - 24,31 47,88 17,21 10,58 Phrukwiwattanakul, 2014 [27] Chiều dài chuỗi trung bình của AP (CL̅̅̅̅̅) trong tinh bột đậu xanh từ các nguồn khác nhau n

không có sự khác biệt đáng kể, dao động từ 19 – 23 đơn vị glucose (đvG) (Bảng 1.4) Nếu so với các loại tinh bột đậu đen, đậu Hà Lan, đậu gà hay đậu thận, CL̅̅̅̅̅ của đậu xanh ndài hơn nhưng ngang bằng với các loại tinh bột đậu lăng, đậu ngựa, đậu faba và đậu lima [58], [19], [5] Kim (2018) nhận thấy có mối liên hệ giữa AM, DP̅̅̅̅̅ và CLn ̅̅̅̅̅ của AP đến nđộ kết tinh tương đối, đặc tính hồ và đặc tính lưu biến của 5 loại đậu đũa và đậu xanh Hàn Quốc [19] Sự phân bố chiều dài nhánh trong AP ở các loại đậu xanh có sự khác biệt (Bảng 1.4) Loại đậu xanh từ Trung Quốc và Mỹ có tỷ lệ nhánh B2 và B3 thấp hơn ở Hàn Quốc và Thái Lan Kết quả các tác giả nhận thấy có sự khác biệt rõ ràng đến khả năng kháng tiêu hóa của tinh bột So với các loại đậu khác như đậu gà, đậu đen và đậu lăng, đậu xanh có tỷ lệ nhánh A thấp và B3 cao hơn [5], [67] Điều này có thể ảnh hưởng đến việc hình thành xoắn kép liên quan đến khả năng kháng tiêu hóa cao của đậu xanh Về mối quan hệ giữa CL̅̅̅̅̅, % phân bố nhánh trong AP và RS, nghiên cứu của Chung (2008) nnhận thấy tinh bột đậu gà có nhiều nhánh A và ít nhánh B1, B2 hơn so với tinh bột đậu Hà Lan và tinh bột đậu lăng nhưng có CL̅̅̅̅̅ thấp hơn dẫn đến lượng bột tiêu hóa nhanh n(RDS) nhiều hơn và RS thấp hơn Tác giả cũng khẳng định nếu tỷ lệ nhánh A cao thì %RS thấp, tốc độ thủy phân và chỉ số đường huyết (GI) cao Khi đó, nhiệt độ hồ hóa thấp vì nhánh ngắn thường có trong vùng vô định hình, chúng không thể tạo thành chuỗi xoắn kép ổn định nên dễ dàng bị tấn công bởi các enzyme tiêu hóa [73] Nhánh B1 cao có mối luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 28

tương quan dương với tinh bột tiêu hóa chậm (SDS) Trong khi nhánh trung bình B2 và nhánh dài B3 dễ dàng hơn trong việc kết nối với nhau ở các cụm liền kề cũng có thể là nguyên nhân dẫn đến hàm lượng SDS, RS cao [74] Các nhánh AP dài hơn và chuỗi AM nhiều có thể hình thành các liên kết xoắn kép dài hơn, kết nối các cụm, sắp xếp có trật tự và ổn định hơn nhờ các liên kết hydro và phân bố trên toàn bộ các vùng kết tinh, do đó dẫn đến một lượng lớn RS [73], [75] Loại tinh bột kháng được xác định chủ yếu là cấu trúc kết tinh được đóng gói chặt chẽ theo mô hình xuyên tâm nên có thể hạn chế được khả năng tiếp cận của các enzyme tiêu hóa Chính vì điều này, các tác giả đã kết luận rằng cấu trúc kết tinh, khả năng tạo xoắn kép được tạo ra từ sự khác biệt về thành phần AM và AP trong tinh bột sẽ có thể tạo ra tính chất lý-hóa và khả năng tiêu hóa khác nhau Vì vậy, những tác động làm biến đổi thành phần và cấu trúc phân tử của tinh bột ở một chừng mực nhất định và có kiểm soát sẽ có thể tạo ra những thay đổi về khả năng thủy phân, mức độ tiêu hóa như mong đợi

• Tổ chức phân tử trong hạt tinh bột đậu xanh

Nhánh CNhánh B

Nhánh A

Liên kết α-1-6 glucosidicLiên kết α-1-4

Cấu trúc phân tửCấu trúc xoắn kép

Liên kết α-1-4 glucosidic

Cấu trúc phân tửHạt tinh bộtMô hình vòng Mô hình phân bố nhánh

tăng trưởng

Liên kết α-1-4 glucosidic

Phiến tinh thểPhiến vô định hình

Miền vô định hình

Phiến tinh thểPhiến vô định hình

Vòng vô định hình

Vòng bán tinh thể

Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý cơ sở tổ chức của hạt tinh bột [76]

Các phân tử AM và AP được sắp xếp và tổ chức chặt chẽ hình thành nên hạt tinh bột Hình 1.2 thể hiện mô hình về cấu trúc phân tử của hạt tinh bột với hilum là trung tâm hữu cơ của một hạt (Hình 1.2B) Xung quanh đó, AM và AP được tổng hợp hoàn toàn về phía ngoại vi (đầu không khử hướng ra phía ngoài bề mặt hạt) bằng cách định vị Chuỗi nhánh luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 29

AP được liên kết với nhau thành các tinh thể xoắn kép trong các cụm và được tổ chức thành một cấu trúc được gọi là lamellae- phiến tinh thể AM xen kẽ và đan xen với AP, có mặt ở các vùng vô định hình [76]

Nhiễu xạ tia X của tinh bột phân chia theo các loại A, B và C được quan sát cho thấy sự khác biệt trong tổ chức của hạt tinh bột là do sự thay đổi trong các kiểu đóng gói của các tinh thể xoắn ốc kép Nói chung, cấu trúc loại A (đặc trưng cho tinh bột hạt ngũ cốc), với tỷ lệ nhánh ngắn (DP 6−12) trong AP lớn hơn Ở đó có các tinh thể xoắn ốc kép, dày đặc, liên kết hydro trực tiếp giữa các đoạn mạch và được đóng gói trong mạng kết tinh đơn hình Cấu trúc loại B (đại diện cho tinh bột củ hoặc tinh bột giàu AM), với tỷ lệ nhỏ hơn các nhánh A và B1 trong AP Trong cấu trúc loại B có các tinh thể xoắn ốc kép được tổ chức trong một ô mạng cơ sở hình lục giác, liên kết hydro giữa các phân tử và thông qua cầu nước (Hình 1.3)

Góc nhiễu xạ (o)

Loại B(20% H20)

Hình 1.3 Các kiểu sắp xếp khác nhau của các tinh thể xoắn kép trong loại A và B

[77] và biểu hiện trên phổ XRD [78]

Tinh bột đậu nói chung đa phần là loại C, loại hỗn hợp của A và B ở các tỷ lệ khác nhau thể hiện ở sự thay đổi trong tọa độ, độ cao và độ rộng của peak trong nhiễu xạ tia X [73] Cấu trúc C là loại trung gian, thường có tổ chức loại B ở trung tâm của hạt và loại A ở vùng ngoại biên Loại A được đặc trưng bởi góc nhiễu xạ 2θ với đỉnh kép ở 17 - 18o và đỉnh đơn ở 23°, trong khi loại B sở hữu đỉnh đơn ở 5o, 17° và 22,5o Loại C có đỉnh đơn ở 5o và đỉnh kép ở 17-18o [79] (Hình 1.3) Các nghiên cứu đã chứng minh rằng tinh bột loại B, C có khả năng kháng enzyme tiêu hóa cao hơn, do độ kết tinh cao hơn trong khi tinh bột loại A đặc trưng cho loại tiêu hóa nhanh hoặc chậm [5], [79], [53]

Tinh bột đậu xanh có nguồn gốc khác nhau thể hiện sự tồn tại cả 2 dạng cấu trúc A và C với độ kết tinh lớn (Bảng 1.5) Bảng 1.5 cũng thể hiện đậu xanh Trung Quốc (nhưng có thể các giống khác nhau) trong nghiên cứu của các tác giả khác nhau có sự khác biệt trong

Trang 30

dạng cấu trúc phân tử và mức độ kết tinh Đây cũng là một đặc điểm để chọn lựa cho việc tăng tính kháng với tinh bột đậu xanh

Bảng 1.5 Cấu trúc phân tử trong tổ chức hạt của một số loại tinh bột đậu xanh

Nguồn gốc Loại tinh thể Độ kết tinh (%) Tài liệu tham khảo

[27]

Trung Quốc/ Thái Lan A 20,80 - 21,6 Li, 2011; Bernabé, 2011

Tóm lại, do thành phần hóa học, đặc điểm hình thái, thành phần, cấu trúc phân tử và tổ chức của hạt tinh bột mà đậu xanh có khả năng kháng tốt hơn so với tinh bột ngũ cốc hoặc tinh bột từ củ có thể bởi 4 lý do sau: (1) không có lỗ, rãnh trên bề mặt hạt, (2) tính đồng nhất và nhỏ về kích thước hạt [82], (3) các biến thể rộng về số lượng tinh thể C với độ kết tinh cao [79] và (4) hàm lượng AM, chiều dài nhánh trong AP, sự thay đổi trong tương tác các chuỗi và tổ chức hạt liên quan đến hoạt động thủy phân bởi enzyme amylase

1.1.2.2 Tính chất lý-hóa của tinh bột

• Độ trương nở và độ hòa tan

Độ trương nở và độ hòa tan của tinh bột là những tính chất liên quan chặt chẽ đến tỷ lệ và tương tác chuỗi của phần kết tinh và vô định hình của hạt Khi tinh bột được làm nóng trong nước, các hạt thấm nước và trương nở Khi đó, các liên kết bên trong và lực liên kết bị suy yếu bởi năng lượng nhiệt thu được [5], [83] Điều này gây ra sự giải phóng AM trong vùng vô định hình (độ hòa tan) làm tăng độ nhớt trong suốt quá trình trương nở [53] Độ trương nở và hòa tan cao được quy cho cấu trúc tổ chức trong hạt tinh bột lỏng lẻo và khối lượng phân tử AM thấp [84] Do vậy, độ trương nở và độ hòa tan sẽ tăng lên khi nhiệt độ gia tăng và không có hiện tượng trương nở hoặc giải phóng AM xảy ra ở dưới 60°C với tinh bột họ đậu (Bảng 1.6; [83], [5]) Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính này gồm nguồn gốc thực vật, tỷ lệ AM/AP, DP̅̅̅̅̅, CLn ̅̅̅̅̅, sự sắp xếp trong tổ chức hạt và tạp nchất trong tinh bột [85]

Trang 31

Độ trương nở và hòa tan của tinh bột đậu xanh cao hơn các loại tinh bột đậu đỗ khác do %AM, nhánh B1, B2 trong AP cao hơn [86] (Bảng 1.6), nhưng so với tinh bột bắp và tinh bôt gạo thì chúng có độ trương nở và độ hòa tan thấp hơn [83] Tính chất này phù hợp để sản xuất miến tạo ra độ giòn dai và lâu vỡ cấu trúc hơn khi sử dụng hoặc những sản phẩm nướng có độ giòn xốp cao [54]

Bảng 1.6 Đặc tính trương nở và hòa tan của tinh bột đậu xanh

50 - 55oC 60 - 65oC 70 - 75oC 80 - 85oC 90 - 95oC Tài liệu tham khảo

Kết quả trước đó ghi nhận rằng so với tinh bột ngũ cốc, bột nhão hình thành từ tinh bột đậu đỗ có xu hướng thoái hóa cao, khó trương nở và vỡ nở trong khi nấu hơn [75] So sánh với RVA của ngô và sắn, Li (2020) [67] chỉ ra rằng tinh bột đậu Hà Lan, đậu lăng luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 32

và faba hiển thị peak vis (105,9 - 145,4 RVU) và breakdown (7,5 - 28,8 RVU) thấp hơn nhưng setback vis (106 – 182 RVU) và final vis (202,9 - 298,6 RVU) lớn hơn

Thời gian (phút)

Nhiệt độ hóa hồThời gian đạt

Độ nhớt chuyển phaChênh lệch độ

nhớt nóng

Chênh lệch độ nhớt nguội

Hình 1.4 Đồ thị thể hiện đặc tính hồ điển hình của tinh bột [88]

(đường - thể hiện sự thay đổi về nhiệt độ; _ thể hiện sự thay đổi về độ nhớt)

Bảng 1.7 Đặc tính hồ của tinh bột đậu xanh

Nhiệt độ hồ hóa (oC)

Nhớt đỉnh (RVU/cP)

Nhớt nóng (RVU/cP)

Nhớt cuối (RVU/cP)

Trang 33

lẻo, độ ổn nhiệt thấp và xu hướng thoái hóa cao Tuy nhiên, nhớt cuối cùng và setback thấp nhất ở đậu xanh thể hiện khả năng phục hồi kém của tinh bột [90] Do vậy, tinh bột đậu xanh có lợi cho việc sử dụng trong các loại thực phẩm carbohydrate thấp, hoặc các thực phẩm hồ hóa một phần Ngoài ra, nó có thể có ích trong thực phẩm chế biến ở nhiệt độ cao

• Khả năng kháng thủy phân của tinh bột đậu xanh

Vài thập kỷ trước, tinh bột là một loại carbohydrate được coi là tiêu hóa hoàn toàn và hấp thụ ở ruột non Tuy nhiên, hiện nay người ta đã biết rằng tồn tại một phần tinh bột có khả năng kháng enzyme tiêu hóa (RS), đi qua ruột non và đến ruột già, nơi nó có thể được lên men bởi hệ vi sinh đại tràng RS được xác định là tổng lượng tinh bột và các sản phẩm của sự phân hủy tinh bột mà không được phân giải và hấp thụ trong ruột non ở những người khỏe mạnh [91] (Hình 1.5)

Tiêu hóa RDSTiêu hóa SDSLên men RS

Hình 1.5 Mô tả vị trí tiêu hóa và mức đáp ứng đường huyết của các loại tinh bột

(vẽ lại của Miao, 2015 [92] và Sorndech, 2018 [93])

Kiến thức hiện tại về các tính năng dinh dưỡng của tinh bột chỉ ra rằng khả dụng sinh học của polysaccharit trong thực phẩm có thể rất khác nhau Do đó, phân loại theo giá trị dinh dưỡng của tinh bột trong chế độ ăn uống đã được đề xuất, có tính đến cả động học và mức độ hoàn chỉnh về khả năng tiêu hóa của nó Theo đó, tinh bột được chia thành 3 nhóm gồm các phân đoạn tiêu hóa nhanh - dễ tiêu hóa (RDS), tiêu hóa chậm (SDS) và các phân đoạn kháng tiêu hóa (RS) [94] Mối quan tâm đáng kể gần đây đối với RS là khả năng cải thiện, kiểm soát bệnh đái tháo đường Dựa trên việc thay đổi tác động đường huyết của carbohydrate ăn vào khi xếp hạng thực phẩm liên quan đến sự giảm chỉ số đường huyết (GI) [95] (Hình 1.5) Ma (2016) [70] sau nhiều nghiên cứu đã ghi nhận rằng luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 34

tinh bột họ đậu có hàm lượng AM cao hơn so với tinh bột ngũ cốc và có mối tương quan dương với RS Vì vậy, nhiều nhà nghiên cứu sau đó đã tiến hành thực nghiệm với việc dự đoán rằng tinh bột các loại đậu có thể hình thành lượng RS ở quy mô lớn hơn

Hoover (1985) [96] cũng đã chỉ ra rằng trong quá trình tiêu hóa 6 giờ với -amylase tuyến tụy, tinh bột ngô đã bị thủy phân đến mức 75% Trong khi đó, ở cùng nồng độ enzyme, giá trị tương ứng của tinh bột họ đậu dao động từ 25% đến 35% Sự khác biệt về khả năng tiêu hóa trong ống nghiệm của tinh bột tự nhiên, giữa và trong các loài đã được quy cho sự tương tác của nhiều yếu tố Chẳng hạn như nguồn tinh bột, kích thước hạt, phạm vi về mối liên kết phân tử giữa các thành phần tinh bột, tỷ lệ AM/AP, mức độ và loại kết tinh [5], [70] RS trong hạt tinh bột họ đậu còn có một đặc điểm tốt là %RS sẵn có cao và có thể giữ lại chức năng ngay cả sau khi gia nhiệt [97], [5]

Bảng 1.8 Khả năng tiêu hóa bằng in vitro của một số loại tinh bột đậu xanh

Tinh bột đã nấu chín

35,43 - 36,62 53,04 - 58,43 5,86 - 10,95 Yao, 2019 [21]9,8 - 11,1 39,9 - 42,3 46,6 - 50,3 Kaur, 2011 [63]

Tinh bột thô

4,62 - 8,02 9,26 - 12,89 80,78 - 86,13 Yao, 2019 [21]Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng tinh bột đậu xanh có hàm lượng RS đáng kể so với các nguyên liệu giàu tinh bột khác như ngũ cốc và các loại củ [97], [27] Theo Alfonso (2011) [80] khi thực hiện nghiên cứu trên đậu xanh, hàm lượng RS đạt 14,29% cao hơn so với các loại ngũ cốc khác Trong nghiên cứu của Li (2019) [98] cũng xác nhận điều tương tự khi so sánh với tinh bột bắp và tinh bột sắn So sánh với các loại tinh bột đậu khác, đậu xanh nằm nhóm tinh bột giàu SDS và RS chịu nhiệt [5], [21], [63] Sandhu (2008) [60] đã chỉ ra rằng hàm lượng RS của tinh bột đậu xanh lớn nhất trong các loại tinh bột đậu khảo sát theo thứ tự: đậu xanh> đậu gà> đậu fiel> đậu lăng> đậu đen> đậu bồ câu Lượng RS có mối quan hệ mật thiết với %AM và độ kết tinh của tinh bột Miao (2009b) [99] đã tìm thấy tinh bột từ đậu xanh kabuli có %AM và % tinh thể nhỏ hơn so với tinh bột đậu xanh desi thể hiện %RDS và %RS thấp hơn nhưng %SDS cao hơn Ma (2017) [5] cũng nhận định tương tự trên các giống đậu khác nhau Đậu xanh là loại giàu AM nên đây là một lợi thế để có thể làm giàu hơn nữa loại RS này Bảng 1.8 cũng cho luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 35

thấy sự khác biệt về hàm lượng RS, SDS chịu nhiệt của tinh bột đậu xanh ở các nghiên cứu khác nhau [5], [21], [63] Hàm lượng RS có thể có sự khác biệt ở các giống đậu khác nhau

Sự chênh lệch của RDS và RS giữa tinh bột đậu xanh sống và nấu chín có thể là do thực tế là tinh bột đậu xanh thô là hạt tinh bột nguyên vẹn được sắp xếp đồng tâm ở các vùng vô định hình và vùng kết tinh Tùy thuộc vào độ dày của lamella tinh thể, loại và %tinh thể, hay sự mở rộng sắp xếp của phân tử tinh bột (ví dụ: xoắn kép) mà tinh bột có thể kháng lại sự tiêu hóa khi chưa được hồ hóa Mặt khác, quá trình nấu có thể phóng to các lỗ rỗng xung quanh các hạt tinh bột bị trương nở, phá vỡ trạng thái kết tụ và độ kết tinh của tinh bột, dẫn đến khả năng tiếp cận của -amylase với các polyme tinh bột dễ dàng hơn [21] Mặc dù vậy, nhưng so với các loại đậu khác, % SDS và %RS trong đậu xanh sau nấu rất cao [5], [21] Điều đó minh chứng cho việc tồn tại loại RS1 bền nhiệt của đậu xanh và sẽ cho lượng RS lớn hơn ở sản phẩm có tinh bột đậu xanh mà không cần được hồ hóa hoàn toàn như bánh quy và một số món tráng miệng Tinh bột đậu xanh sở hữu lượng AM cao hơn góp phần vào cấu trúc hạt ít xốp hơn AP đậu xanh có nhánh ngắn DP 6−12 nhỏ, nhánh DP 13−24 lớn (Bảng 1.4) dẫn đến cấu trúc kết tinh có trật tự hơn [100] Những đặc điểm này có thể là nguyên nhân giúp tinh bột đậu xanh giảm tính nhạy cảm với các enzyme tiêu hóa

1.1.2.3 Phương pháp tách và tinh sạch tinh bột

Các nghiên cứu chính xác về cấu trúc phân tử, hình thái và tính chất của tinh bột đòi hỏi tinh bột cần đạt độ tinh sạch cao Điều này phụ thuộc nhiều vào phương pháp và các chất hỗ trợ trong quá trình tách và tinh sạch Tùy thuộc vào chất lượng và yêu cầu kỹ thuật với tinh bột của người sử dụng với mục đích nghiên cứu, sản xuất hay tiêu dùng mà người ta chọn và đánh giá các phương pháp tách và tinh sạch khác nhau

Có hai phương pháp để thu nhận tinh bột là nghiền khô và nghiền ướt [59] Nghiền ướt thường được dùng trong quy mô phòng thí nghiệm hoặc sản xuất nếu cần tinh bột có độ tinh sạch cao và ít bị biến đổi Trong khi nghiền khô sử dụng chủ yếu để sản xuất ở quy mô công nghiệp cho mục đích tiêu dùng và thường lẫn với thành phần hóa học khác Việc sử dụng các loại máy như nghiền bi, nghiền búa, nghiền trục trong nghiền khô đã làm ảnh hưởng đến cấu trúc và tính chất của tinh bột [101] Bên cạnh đó, việc tách protein ra luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 36

khỏi tinh bột trong phương pháp này dựa vào phân loại bằng chất khí nên không loại được hoàn toàn [102]

Phương pháp ướt thường được nhiều nhà khoa học sử dụng để nghiên cứu về cấu trúc, tính năng và ứng dụng tinh bột [103], [37], [10] Chẳng hạn như nghiên cứu tách các loại tinh bột các loại đậu của Gani và Ma [106], [5], các tác giả đều dùng phương pháp ướt Hay tách tinh bột đậu lăng trong nghiên cứu của Kaur và Ma [103], [107] và đậu xanh trong nghiên cứu của Kim [19] cũng dùng biện pháp tương tự Phương pháp ướt dựa trên một quá trình tách tinh bột từ một huyền phù sa lắng khi phân tán hỗn hợp bột nghiền trong nước cho nên có thể lẫn các thành phần khác như protein và xơ mịn trong tinh bột thu nhận [100], [58] Do vậy, trong phương pháp này, để làm sạch tinh bột hơn nữa người ta thường sử dụng thêm các chất hỗ trợ trong quá trình tách [54], [45], [10], [104] Trong nghiên cứu của Tiwari (2012) và Punia (2019), các tác giả đã dùng NaHSO3 để hỗ trợ làm sạch Nghiên cứu của Chang (2006) sử dụng Na2SO3 [105] để tránh biến màu tinh bột và cắt gãy mạng lưới protein liên kết với tinh bột [10] Nghiên cứu của Romero (2019) sử dụng NaOH để hòa tan protein trong làm sạch tinh bột [104] Các hợp chất hóa học này có vai trò loại bỏ các protein, chất béo và chất màu cũng như các tạp chất khác thông qua vai trò hoạt động bề mặt, khả năng hòa tan, kháng oxy hóa hoặc khả năng ức chế hoạt động của enzyme oxy hóa nhằm làm tăng độ tinh khiết cũng như độ trắng của tinh bột.Tuy nhiên, việc sử dụng các chất hỗ trợ làm sạch khác nhau có thể có những ảnh hưởng nhất định đến hiệu suất và chất lượng tinh bột thu nhận (Bảng 1.9) Thêm vào đó, Wani (2016) cũng đã đánh giá và thấy được hiệu quả, tác động khác nhau của các phương pháp và điều kiện phân tách Các chỉ tiêu xác định để đánh giá mức độ ảnh hưởng thường là hiệu suất và thành phần hóa học, cấu trúc và tính chất lý-hóa của tinh bột thu được [59] So sánh giữa các phương pháp nghiền, Bảng 1.9 cho thấy hàm lượng lipid, tro và hàm lượng nitơ hoặc tính theo protein ở phương pháp nghiền ướt thấp hơn so với phương pháp nghiền khô (Bảng 1.9) Sự khác biệt này ngoài ảnh hưởng của phương pháp tách, cũng có thể do sự khác nhau về giống đậu và vùng trồng Xét về việc sử dụng các chất hỗ trợ làm sạch khác nhau trong phương pháp ướt, tinh bột thu nhận cũng có thể có sự khác nhau về dư lượng của tác nhân làm sạch, qua đó ảnh hưởng đến độ tinh sạch (tinh bột tổng) và hiệu suất thu nhận tinh bột (Bảng 1.9) [108], [105], [59], [27] Các tác giả cũng luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 37

khẳng định hàm lượng tro còn lại sẽ gây ảnh hưởng đến màu sắc của tinh bột thu nhận Wani (2016) cho biết, so với các loại hạt đậu đỗ khác, đậu xanh là loại dễ thu tinh bột hơn vì lượng tro thấp, do vậy chúng có độ tinh sạch và trắng sáng cao [59] Hàm lượng protein nhiều có thể ảnh hưởng đến khả năng tạo xoắn của các mạch phân tử trong tinh bột khi thoái hóa Lượng chất béo có thể hình thành phức AM-lipid làm giảm khả năng kết tinh của tinh bột [105], [22] Như vậy, thành phần hóa học khác lẫn trong tinh bột có thể gây ảnh hưởng đến quá trình làm giàu tinh bột kháng

Bảng 1.9 Bảng hiệu suất, thành phần hóa học của tinh bột đậu xanh có nguồn gốc và phương pháp thu nhận khác nhau

Nguồn gốc

Phương pháp/điều

kiện tách

Hiệu suất (%)

Lipid (%)

Tro (%)

Nitơ/ Protein

(%)*

Tinh bột tổng (%)

Tài liệu tham khảo

Ấn Độ Ướt/nước 31,1 0,1 - 0,32

0,25 - 0,50

0,02- 0,05

88,3-

88,9 Andrabi, 2016 [58] Hy Lạp Ướt/nước 30,5 0,09 0,13 0,8 - Rahman, 2008 [54] Trung Quốc Khô - 0,13 0,15 1,34 - Li, 2011 [26] Đài loan Ướt/Na2SO3

0,2% - 0,19 - 0,09 - Chang, 2006 [105]

0,09 - 0,12

0,04 -

0,05 0,28 99,6 Xu, 2013 [20] Hàn Quốc Ướt/nước - - - 0,1 - 0,2 93 -

94,7 Kim, 2018 [19] Trung Quốc Ướt/nước - 0,12 0,18 0,25 98,6 Zou, 2019 [22] Thái Lan Ướt/NaOH

0,05M - 0,06 0,03 0,13 -

Phrukwiwattanakul 2014 [27]

Chú thích: * Tinh bột từ Ấn độ và Đài Loan được tính theo % Nitơ

Cũng phải đề cập thêm rằng, trong ngành công nghiệp sản xuất tinh bột hoặc chế biến miến bằng phương pháp ướt, ngoài tinh bột là thành phần chính được thu nhận từ đậu xanh [357], còn có các thành phần phụ có giá trị cao khác bao gồm chất xơ thô [358] và nước thải sau thau rửa giàu protein [359] Phần xơ thô thường được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi, trong khi nước sau thau rửa chứa 1,5% protein có thể được thu hồi bằng nhiều kỹ thuật khác nhau Các giải pháp thu protein, xơ đã được thực hiện như lắng đọng đẳng điện, ly tâm sau đó sấy khô bằng đông lạnh, sấy phun hoặc dùng lọc màng [360] Kết tủa protein bằng cách sử dụng axit hoặc các loại muối và phương pháp điểm đẳng điện là phổ biến ở các nhà máy chế biến trong công nghiệp sản xuất tinh bột đậu xanh [359], [361] luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 38

Với việc thực hiện này, hiệu suất thu nhận protein có thể đạt được khoảng 80% [362] Việc tận thu các thành phần phụ trong công nghệ sản xuất tinh bột không những giúp nâng cao giá trị cho đậu xanh, mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường

Từ các nhận định trên đây, có thể nhận thấy sự khác nhau trong phương pháp thu nhận tinh bột, nguồn nguyên liệu, nơi trồng hay các điều kiện tách và tinh sạch khác nhau là những nguyên nhân cho sự khác biệt về hiệu suất, độ tinh sạch và có thể có sự thay đổi trong cấu trúc phân tử của tinh bột đậu xanh

Giới thiệu về tinh bột kháng

1.2.1 Khái niệm, phân loại và cấu trúc của tinh bột kháng

Vào những năm 1980, tinh bột được cho là có thể tiêu hóa hoàn toàn trong ruột người Tuy nhiên, đến năm 1982, Englyst lần đầu tiên phát hiện ra phần tinh bột có khả năng chống lại sự thủy phân của enzyme và đo lường các polysaccharide không tinh bột này [94] Tên gọi “Tinh bột kháng tiêu hóa” được đặt ra để mô tả quá trình tiêu hóa không hoàn toàn trong ống nghiệm của tinh bột trong thực phẩm đã được nấu chín và làm lạnh

[109] Tuy nhiên, khái niệm được xác định sau này của tinh bột kháng là bao gồm tất cả

tinh bột và các sản phẩm của sự phân hủy tinh bột có khả năng kháng lại sự tiêu hóa của ruột non và đi vào ruột già của người bình thường [91]

Vỏ cám

TB nội nhũ

RS1: Tinh bột ở dạng hạt nguyên vẹn hoặc đã xay một phần

RS2: Tinh bột thô với cấu trúc tinh thể nhỏ gọn

RS3: Tinh bột thoái hóa sau khi hồ hóa

RS5: phức hợp bao gồm tinh bột-lipid

RS4: tinh bột biến đổi hóa học

TINH BỘT KHÁNG (RS)

Hình 1.6 Mô hình cấu trúc của các loại tinh bột kháng (Gou, 2021 [110])

Trang 39

Tùy thuộc vào đặc tính chức năng liên quan đến cấu trúc và nguồn gốc chế biến mà tinh

bột kháng ban đầu được chia thành 4 loại: RS1, RS2, RS3, RS4 [94] Sau đó, Sajilata

(2006) và Lockyer (2017) đã xác định thêm được loại RS5 dựa trên cơ chế kháng hoàn toàn khác với 4 loại tinh bột kháng kể trên [6] (Hình 1.6)

RS1 là loại tinh bột được gói gọn, không thể bị tiếp cận về mặt vật lý với enzyme tiêu hóa

do các rào cản hình thành bởi thành tế bào và ma trận protein Loại RS1 thường có trong ngũ cốc, đậu đỗ và một số thực phẩm giàu tinh bột RS1 nằm trong các hạt thô nguyên hạt hoặc bị nghiền một phần, kém ổn định nhiệt trong hầu hết các hoạt động nấu ăn thông thường và cho phép sử dụng như một thành phần trong nhiều loại thực phẩm

RS2 đại diện cho tinh bột ở dạng tự nhiên không bị hồ hóa có khả năng chống lại sự tiêu

hóa enzyme [111] Trong các hạt tinh bột thô, tinh bột RS2 được đóng gói chặt chẽ theo mô hình xuyên tâm, kết tinh và cấu trúc nhỏ gọn tự nhiên Chính cấu trúc điển hình này đã làm giới hạn khả năng tiếp cận của các enzyme tiêu hóa RS2 có nhiều trong tinh bột khoai tây, chuối xanh, ngô (đặc biệt loại tinh bột ngô giàu AM với các phân nhánh dài hơn trong AP) Các chuỗi polyme glucose dài và đều đặn này liên kết dưới dạng xoắn kép và đóng gói chặt chẽ thành dạng tinh thể loại B với độ kết tinh tương đối cao Do đó, RS2 thường hiển thị nhiệt độ hồ hóa cao hơn nhiều so với tinh bột bình thường, và do đó chúng có độ ổn định cao hơn đối với quá trình tiêu hóa bằng enzyme [111], [112]

RS3 đại diện cho phần tinh bột kháng enzyme nhất và chủ yếu là AM bị thoái hóa, được

hình thành trong quá trình làm lạnh tinh bột đã hồ hóa Trong quá trình hình thành RS3, hạt tinh bột được hydrat hóa hoàn toàn, AM liên kết lại với nhau như một polymer cuộn ngẫu nhiên, khi làm mát, các chuỗi polymer bắt đầu kết nối lại thành xoắn kép, được ổn định bởi liên kết hydro [113] Do đó, hầu hết các thực phẩm đã xử lý nóng ẩm rồi và làm nguội đều có chứa một lượng RS3 nhất định Trong quá trình này, do số lượng xoắn kép hình thành trong các phân tử AM và các chuỗi AP phân nhánh nhiều tạo nên sự kết tinh hoàn hảo mà chúng thoát khỏi sự tiêu hóa bởi enzyme RS3 là loại bền nhiệt nhất, tính kháng cao nhất trong 3 loại trên đây và chỉ có thể bị phân tán bằng KOH hoặc dimethyl

sulphoxide-DMSO [91] Tùy thuộc vào biện pháp biến tính làm thay đổi cấu trúc ở các

mức độ khác nhau mà RS3 tạo ra có các tính chất không giống nhau [107] luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop

Trang 40

RS4 mô tả một nhóm tinh bột đã được biến đổi về mặt hóa học như tinh bột đã được ether,

este hóa hoặc liên kết ngang với các hóa chất để làm tăng mức độ kết tinh, giảm khả năng tiêu hóa của chúng [114] Cơ chế kháng khác biệt của loại tinh bột này khác nhau phụ thuộc vào nhóm chức mà nó gắn Cấu trúc liên kết ngang cao cũng có thể làm giảm khả năng trương nở của tinh bột, dẫn đến ít nhạy cảm hơn với quá trình thủy phân bằng enzyme và quá trình lên men bởi vi sinh vật đường ruột [113] Loại này tính kháng nổi trội hơn hẳn nhưng vấn đề cần quan tâm khi sử dụng chúng là tồn dư hóa chất trong sản phẩm [115], [116]

RS5 là loại tinh bột kháng không phải hoàn toàn do cấu trúc của tinh bột mà do khả năng liên kết tạo phức giữa AM và lipid [117], [118] Khi tạo phức với lipid, chuỗi AM mạch thẳng tạo thành một cấu trúc xoắn đơn với lipid hiện diện bên trong khoang trung tâm Cấu tạo này ảnh hưởng đến khả năng hút nước và giải phóng của phân tử AP, hạn chế sự trương nở, hồ hóa của các hạt tinh bột, do đó cản trở quá trình thủy phân bằng enzyme [115] Chúng có thể được hình thành trong quá trình chế biến nhiệt các loại thực phẩm hoặc có thể được tạo ra một cách nhân tạo bằng cách thêm chất béo khi biến đổi tinh bột [115], [116]

1.2.2 Tính chất chức năng của tinh bột kháng

Tinh bột kháng tạo ra mối quan tâm lớn đối với các nhà phát triển sản phẩm và chuyên gia dinh dưỡng vì hai lý do, thứ nhất là lợi ích sinh lý tiềm năng và thứ hai là tính chất chức năng độc đáo Với lợi thế đó RS mang lại sản phẩm chất lượng cao mà các loại chất xơ không hòa tan truyền thống không thể đạt được [119] Trên thực tế, RS từ đậu đỗ nói chung và đậu xanh nói riêng chưa được sản xuất quy mô lớn để thương mại hóa, nhưng từ những đặc tính vốn có, đậu đỗ có thể sẽ là nguồn sản xuất RS Chúng có thể có các tính năng tương tự như loại RS đang được thương mại phổ biến từ tinh bột ngô giàu AM RS từ nhóm đậu đỗ như đã trình bày trên đây có hàm lượng AM cao, độ trương nở thấp, độ hấp thu nước cao, khả năng ổn định ở nhiệt độ cao, độ nhớt hồ giảm, độ nhớt thoái hóa tăng, mức kháng lớn là những điểm nổi bật giống với RS từ tinh bột ngô Đặc tính và tính chất chức năng của RS thương mại đã được nghiên cứu ứng dụng và liệt kê trong Bảng 1.10

Lợi ích công nghệ của RS thương mại đã được thống kê rõ ràng qua việc sử dụng chúng luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hopluan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop luan van tot nghiep, luan van thac si, luan van cao hoc, luan van tong hop