Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu quá trình biến tính tinh bột gạo bằng Enzyme @-Glucanotransferase và thử nghiệm sản xuất bún tươi đóng gói

Trong nghiên cứu này, chúng tôi biến tính tinh bột gạo từ giống thócIR50404 băng enzyme 4— œ— glucanotransferase từ Thermus scotoductus TSaGTdé tạo ra tinh bột biến tinh chậm thoái hóa.N

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí MinhTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

MAI THỊ TR € GIANG

NGHIÊN CỨU QUA TRÌNH BIEN TÍNH TINH BOT GAO

BANG ENZYME a-GLUCANOTRANSFERASE VÀTHU NGHIEM SAN XUAT B N TUOI DONG GOI

Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm va Đồ uống

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HO CHI MINH, tháng 08 năm 2012

ee |

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LUẬN VAN TOT NGHIỆP THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU QUA TRÌNH BIEN TÍNH TINH BOT GAO

BANG ENZYME a-GLUCANOTRANSFERASE VÀTHU NGHIEM SAN XUAT B N TUOI DONG GOI

Học viên thực hiện : Mai Thị Trúc GiangMSHV : 09110151

Giáo viên hướng dẫn : TS Lê Quang Tri

Bộ môn : Công nghệ Thực phẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOAĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỎ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS LÊ QUANG TRÍ

Cán bộ chấm phản biện 1: GS.TSKH LƯU DUAN

Cán bộ chấm phản biện 2: PGS.TS ĐÓNG THỊ ANH DAO

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Truong Đại học Bách Khoa, DHQG Tp.HCMngày 16 tháng 08 năm 2012

Thành phân Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:1 PGS.TS NGUYÊN XICH LIÊN - Chủ tịch2.TS HUỲNH NGỌC OANH - Thư ký3 GS.TSKH LƯU DUAN - Ủy viên4.PGS.TS DONG THỊ ANH ĐÀO - Uy viên

5.TS LÊ QUANG TRÍ - Uỷ viên

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Bộ môn quản lý chuyên ngành sau

khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có)

Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành

PH NGDAO TAO SDH Doc lập - Tư do - Hanh phúc

Tp HCM, ngày 06 tháng 0S năm 2012

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên : Mai Thị Trúc Giang Phái : NữNgày, tháng, năm sinh : 26/09/1985 Nơi sinh : An Giang

Chuyên ngành : Công nghệ Thực phẩm & Đồ uống

MSHV :09110151

1 TÊN DE TÀI: NGHIÊN CỨU QUA TRINH BIEN TÍNH TINH BOT GAOBANG ENZYME o-GLUCANOTRANSFERASE VÀ THU NGHIEM SANXUAT BUN TUOI DONG GOI

2 NHIEM VU VA NOIDUNG:- Tối ưu hoá quá trình biến tinh tinh bột bang enzyme a — glucanotransferasedé thu nhận tinh bột biến tính có tốc độ thoái hóa chậm nhất

- Khảo sát tỷ lệ tinh bột gạo biến tính thay thế bột gạo trong quy trình sản suất

bún tươi.

3 NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/20124 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 06/20125 CÁN BỘ HƯỚNG DÂN: TS Lê Quang TríCÁN BO HƯỚNG DAN CN BỘ MÔN

QL CHUYEN NG ANH

TS LE QUANG TRI PGS.TS LE VAN VIET MAN

Có được thành quả như ngày hôm nay, với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành

cam ơn dén:

Cán bộ hướng dẫn: TS Lê Quang Tri đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi

trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp.PGS.TS Đống Thị Anh Đào đã tận tình truyền đạt kiến thức quý báu và giúpđỡ cho tôi trong suốt thời gian học tập

Gia đình đã tạo điều kiện và là chỗ dựa vững chắc cho tôi trong suốt thời

gian học vừa qua.

Quý thầy cô trường Đại học Bách Khoa, đặc biệt là các thây cô trong Bộmôn Công nghệ Thực phẩm đã giảng dạy, hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều

kiện thuận lợi cho tôi trong những năm qua.

Các thầy, cô thuộc các phòng thí nghiệm của trường Đại học Công Nghệ SàiGòn đã tạo mọi điều kiện tốt nhất dé tôi hoàn thành luận văn này

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn đến bạn bè, đã động viên, giúp đỡ, trao

đối, thảo luận các kết quả thu được để tôi hoàn thành luận văn với khả năngcao nhất

Một lân nữa xin chân thành cảm on!

TPHCM, ngày 06 tháng 0S năm 2012

Mai Thị Trúc Giang

Trong nghiên cứu này, chúng tôi biến tính tinh bột gạo từ giống thócIR50404 băng enzyme 4— œ— glucanotransferase từ Thermus scotoductus (TSaGT)dé tạo ra tinh bột biến tinh chậm thoái hóa.

Nội dung nghiên cứu của chúng tôi bao gôm các phân như sau:

- Khao sát hàm lượng enzyme và thời gian xử lí enzyme dé thu được tinh bộtbiến tính có tốc độ thoái hóa chậm

- Tối ưu hoá băng phương pháp quy hoạch thực nghiệm quá trình biến tinhtỉnh bột băng enzyme để thu được tỉnh bột biến tính có tốc độ thoái hóa chậm nhất

- Khao sát tỷ lệ tinh bột gạo biến tính thay thế bột gạo trong quy trình sản suất

bún tươi.

Kết quả bước đâu cho thấy: hàm lượng enzyme sử dụng và thời gian ủ enzymevới tỉnh bột tối ưu là 3,7 U/ ø tinh bột trong thời gian 6,8 giờ sẽ cho tinh bột chậmthoái hóa nhất với phan trăm lượng nước tách ra từ gel tinh bột gạo bảo quan ở 4°Ctrong 5 ngày, thấp hơn 5 năm lần so với mẫu đối chứng Tỷ lệ tinh bột gạo biến tínhthay thế bột gạo trong quy trình sản xuất bún tươi phù hợp là 6%, cho bún tươi có

câu trúc mêm, có phân trăm lượng nước tách ra thâp hơn mâu đôi chứng 2 lân.

IB101i8~:10i05 11101777 IVDanh Sac bh Binh 0117 V

Danh sách các từ ViẾt tặt - ¿+ 2+ 21 k1 132111111115 1111111 11.11 T11 11 11g 1x keo viLời mở đầu ceececcecceccesscesssssssssessessessscssessessscssesssessesusssssssssecssssssesecsusssecsecssssssesecsesssessecsncsseseeees lChương 1 Tổng quan 2-2 5£ SE SEE£EE£ÊEE£EEE£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErrkerrerrked 2

In on 21.2 Tinh DOt 280 eee 2

1.3 Tinh bột biến tínnh St kẻ St SE tk v1 171 111111 11171 esrkd 41.3.1 Tinh bột biến tính băng phương pháp vật lý . -c<¿ 51.3.2 Tinh bột biến tinh băng phương pháp hóa học -25- 52 ©2+cs2 s22 61.3.3 Tinh bột biến tính băng phương pháp hóa sinh . -2- 52 52552 101.3.4 Ứng dụng của tinh bột biến tínhh + 2255 +E£+E£+E+EE2EEEEEEEEEEEEEEEEErkerrerred 11

1.4 Enzyme 4 — a — glucanotransferase (4aGTase, EC.2 ⁄4.1 25) -«-<«- 13

1.4.1 Nguồn gốc enzyme 40GTase v.ccecceccccsssssssssesssssssssessessessecssesseesessessssssssesseessesessseeses 13

1.4.2 Chức nang của enzyme 4œG Tase trong sinh Vat 0 eee eseeeceeeceeceeeeeseeeeceeeeneeneens 13

1.4.3 Điều kiện hoạt động của enzyme 40 GTaASE - c S11 re 131.4.4 Cơ chế chuyển hóa tinh bột của enzyme 4œGTase -2+ 52552552 c5<¿ 141.4.5 Một số nghiên cứu ứng dụng của enzyme 4œGTase -2 52552552 c5e¿ 161.5 Sự hồ hóa tinh ĐộtK - kẻ s99 SE E97 1111311 91171 crerkd 17

1.6 Su thoai h6a cia tinh 0 01 18

1.7 Nguyên liệu gạo dùng trong sản xuất DUM voces csscescessessessessesssesessessessessseseeees 251.7.1 Loai gạo sử dụng trong chế biến bún ¿©5222 £E£+EE+EEEEzerxrrsersersed 251.7.2.Thanh phan hóa học chủ yếu của gạo dùng làm bún . -2- 525252 251.73 Đặc tính hóa lý của gạo chế biến bún - ¿5+2 S2 £S£+EE+EE£Ezerxersereersed 26

Chương 2 Nguyên liệu và phương pháp nghiên cỨu - - 5-5 «<< se 272.1 Nguyên lIỆU - G Ă SE HH HH gu 27

2.1.3 Thiết bị và dụng CỤ - 2-52-5656 SE S413 EEEEEEEEEEE1E111111111111111.11 1.111.111 272.1.4 Hóa Chất 2c+t tr TH HH HH HH rgrrrrrrrrrkrrid 272.1.5 Địa điểm c c HH HH HH Hư 272.2 Sơ đồ nghiên CỨU - 2-2-2 ©S£+SE£©E££EE9EEEEEEEEEEEEEEEEEEEE1E1E1101521112 2121k re 282.3 Quy trình chuẩn bị nguyên liệu và giải thích quy trình . -s¿ s22 292.3.1 Quy trình sản xuất tinh bột gạo từ thóc dùng trong nghiên cứu 292.3.2 Quy trình sản xuất bột gạo dùng làm bún trong nghiên cứu . - 302 4 Biến tính tinh bột gạo băng enzyme TSœGT .2- 5+ 5+ 52+££s2£E£2Evrxerreered 35

2.4.1 Khảo sát hàm lượng enzyme TSOGT sử dụng . -cs<ssseseeeke 352.4.2 Khảo sát thời gian ủ tinh bột gạo với enzyme TS TÌ - «<< «<< + 36

2.4.3 Khảo sát tỷ lệ tính bột gạo biến tính (%) thay thế bột gao trong quy trình sảnxuất DUM tƯƠi - ¿+ ©+£2+<+EE£SEE2E19E1 112111711115 111111111111E 1511111111111 T1 1x rrkg 38Chương 3 Kết quả và bàn luận - 2-22 52 ©5<SE2SESEeExrkerrerrxerrrre 42

tinh bột gạo khi bảo quản ở 4°C trong 5 ngày - cà 2c S St SEreessrsreeersreo 45

3.2.3 Ảnh hưởng của thời gian ủ enzyme (h) với tinh bột gạo đến hàm lượng amylosetrong tinh bột gạo biẾn tính - 2-2 ©<+EE£+E£EE9EEEEEEEE12E17121171.11E 211 2xeixcrk 483.2.4 Ảnh hưởng của thời gian ủ enzyme (h) đến lượng nước tách ra (%) của gel tinh

bột gạo khi bảo quản ở 4”C trong 5 ngày -.S-Sc c1 tt St rerererke 50

3.2.5 Tối ưu hóa quá trình biến tính tinh bột gạo bang enzyme TSaGT theo lượng

nước tách ra (%) từ gel tinh bột gạo bảo quản ở 4°C trong 5 ngày - 51

3.3 Kết qua khảo sát ty lệ tinh bột gạo biến tính thay thé bột gạo trong quy trình làm

DUN ẨƯƠI Q QG G G G0 00 nu ng ng ng 56

3.3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ tinh bột biến tính thay thế (%) đến độ cứng của bún tươi

khi bảo quản ở 4°C trong 5 ngày _ -ScSc + 21 1211 1111181111111 te 57

Chương 4 Kết luận và kiến nghị 58AL KẾ luậnn S119 1 191111011 10110107111 1111191917111 E7 971gr gerkd 584.2 Kiến nghị ¿2-6 sẻ S333 SH T311 1111110111111 11 1111111111 0 T0 T0 T0 T1 g1 crgg 58

Tai oi Ni 042 590000/22 64

Bảng 1.1 Một vài đặc tính hóa lí quan trọng của amylose va amylopectin 2

Bảng 1.2 Nhiệt độ tối ưu và một số sản phẩm chuyển hóa tinh bột của enzyme

06001 14

Bang 1.3 Những sản phẩm tinh bột được tạo ra bởi enzyme 4œGTase 17Bảng 14 Sự hồ hóa và thoái hóa của tinh Đột - 2 2s + + e2 E+xEeEzExvexeei 22Bảng 1.5 Hàm lượng amylose và protein của thóc dùng sản xuất bún tươi 26Bang 3.1 Kết qua phân tích thành phan hóa học của nguyên liệu - - 42Bảng 3.2 Ảnh hưởng của hàm lượng enzyme (U/g tinh bột) sử dụng đến hàm lượngamylose trong tinh bột biẾn tínhh - +2 <©E£++£+EE£EE£EEEEEEEEEEEESEEEEEA.1E 112 rrkd 44Bảng 3.3 Ảnh hưởng của hàm lượng enzyme (U/g tinh bột) sử dụng đến lượng nước

tách ra (%) từ gel tinh bột gạo khi bảo quản ở 4”C trong 5 ngày -. - 45

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của thời gian ủ enzyme (h) đến hàm lượng amylose trong tỉnhbột gạo biến tính - ¿+ + ©ESESEE2EEEEEEE1E111111111111111111E 11.11.111.100 T0 T0 g0 g1 48

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của thời gian xử lí enzyme (h) đến lượng nước tách ra (%) của

gel tinh bột gạo khi bảo quản ở 4°C trong 5 ngầy - cà cc se xsssrsreersrerree 50

Bảng 3.6 Ma trận quy hoạch cấu trúc có tâm cấp hai, hai yếu tố trong phương phápbiến tính tinh bột băng ©nzyIme ¿ °©£©+®+EE£++££EEEEEEEEEEEEEEEEEEE1E3E12 21523 1ecrk 52

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của các biến độc lập đến lượng nước tách ra (%) từ gel tinh bột

gạo bảo quản ở 4°C trong 5 ngầy S.ScL tSt SH HH 1111111111111 te 53

Bang 3.8 Phân tích phương sai của mô hình hồi qui trong những thử nghiệm biến tínhtinh bột băng enZIme ¿2+ ©2£©SE9EE2EEEE9EEEE11E11521171111111E111115 111111111 ke tre 54Bảng 3.9 Ảnh hưởng của tỷ lệ tinh bột biến tính thay thế (%) đến lượng nước tách ra

CUA DUN CUO eee 56

Bang 3.10 Ảnh hưởng của tỷ lệ tinh bột biến tính thay thé (%) đến độ cứng của bún

tươi sau 5 ngày bảo quản ở 4 C, - óc + S13 313111 1231113131111 011111101111 1111 rr 57

Hình 1.1 Hình ảnh kính hiển vi điện tử quét của tinh bột gạo thu được sau khi xử líNaOH ở các nồng độ khác nhau - 2-2 £ 2£ ©+£+E££EE+EE£EEE£EE£EEEEEEEEEEEEEEEEEErrkrrrrrre 3Hình 1 2 Biểu diễn cơ chế chuyên hóa tinh bột của 4œG Tase -5+ 5525552 15Hình 2.1 Sơ đồ nghiên CỨu - + 2 5£ ©£©E£+EE9EEEE££EE£EEEEEEEEEEEEEE1121121E 121521 re 28Hình 2.2 Quy trình sản xuất tinh bột PAO CU CNG 2217277 29Hình 2.3 Quy trình sản xuất bột gạo từ thóc dùng làm bún tươi -. 30Hình 2.4 Máy bóc vỏ trau (a); Máy xát gạo quy mô nhỏ ((b) .2-s- 5 s52 3lHình 2.5 Cối xay bột 2 thớt đá -¿- 2-56 ẻ+SE£EESEESEEEEEEEEEE111511171121.1151 1111111 34Hình 2.6 Sơ đô bồ trí thí nghiệm khảo sát hàm lượng enzyme sử dung 35Hình 2.7 Sơ đồ bồ trí thí nghiệm khảo sát thời gian ủ enzyme 36Hình 2 8 Sơ đồ khối quy trình sản xuất bún tươi đóng gói - 38

Hình 2.9 Dụng cụ làm DUN woe cecceeseccsecesecessecesecessecesseeesecesseceseessecsseeeeseceeeeeaeeenes 40

Hình 2.10 Ép tạo hình và luộc bún .¿-¿ 2+ 2£ 2£ 2+E2£E+EE+EEEEEEerkrrkrrkee, 40

Hình 3.1 Kết quả chạy điện di trên gel polyacrylamide của enzyme TSaGT đã được

011i 43

Hình 3.2 Ảnh hưởng của hàm lượng enzyme (U/g tinh bột) su dụng đến hàm lượngamylose (%) của tỉnh bột gạo biẾn LÍ nÌh - «6 6 9S k9 SEESESEkEEkeErkeErkerkersred 44Hinh 3.3 Anh hưởng của hàm lượng enzyme (U/g tinh bột) sử dụng đến lượng nước

tách ra (%) của gel tinh bột gạo khi bao quan ở 4°C trong 5 ngày 45Hình 3 4 Phân tử cycloamylose chèn giữa hai đoạn amylose (a) trục z; (b) trục x [43]

Hình 3.5 Ảnh hưởng của thời gian ủ enzyme (h) đến hàm lượng amylose của tinh bộtgạo biến tính - 2+ << 2EESE1921151151141151111121111 11.1511 T1E 01117111 T1 TT g1 T0 11 g1 49Hình 3.6 Ảnh hưởng của thời gian ủ enzyme (h) đến lượng nước tách ra (%) của gel

tinh bột gạo khi bảo quản ở 4°C trong 5 ngày - cà 2c S St SEreessrsreeersreo 50

Hình 3.7 Ảnh hưởng của hàm lượng enzyme (U/g tinh bột) và thời gian ủ enzyme vớitinh bột đến lượng nước tách ra (%) của gel tinh bột gạo bảo quản ở 4°C trong 5 ngàyHình 3.8 Ảnh hưởng của tỷ lệ tinh bột biến tính thay thế (%) đến lượng nước tách ra

3A)0Nï00010128060/270777= - 56

4œGTase: enzyme 4— œ — glucanotransferaseTSaGT : enzyme 4— œ— glucanotransferase từ Thermus scotoductus

LOI MỞ ĐẦUTrong văn hóa 4m thực Việt Nam, bún là thực phẩm pho bién chi xép sau comva phở, có thé thay thé bữa ăn chính Tuy nhiên, bún tuoi hạn chế về han sử dung,nhanh chóng bị khô cứng sau một đến hai ngày bảo quản do hiện tượng thoái hóa tinh

bột xảy ra Đề hạn chế hiện tượng thoái hóa, các nhà khoa học thực phẩm đã biến tính

tinh bột nguyên thủy bằng phương pháp vật lý, hóa học va sinh học Tuy nhiên, biếntính tinh bột băng phương pháp vật lý rất khó điều khiến, biến tính tinh bột băng

phương pháp hóa học không an toàn cho người sử dụng và ô nhiễm môi trường Vì vậy,

phương pháp biến tính tinh bột bang enzyme được ưu tiên nhất vì những phản ứngenzyme có thể được kiểm soát một cách đặc hiệu dưới những điều kiện an toàn và phảnứng enzyme tạo ra ít sản phẩm phụ “”

Mặc khác, để đáp ứng nhu câu thưởng thức các món ăn ngon được làm từ búnmọi lúc mọi nơi mà không cần lo nghĩ đến việc mua bún tươi ở đâu ngon và hợp vệsinh, có thể mang theo khi đi du lịch, hoặc giải quyết những trường hợp cấp bách khi xachợ, có thé dự trữ trong nhà mà không can lo ngại về van dé thời gian sử dung, rất cầnmột công nghệ sản xuất bún tươi có tốc độ thoái hóa chậm, hạn sử dụng dài

Do đó, việc “nghiên cứu quá trình biến tính tinh bột gạo băng enzyme

a-glucanotransferase và thử nghiệm sản xuât bún tươi đóng gói” là hét sức cân thiệt.

— Mục tiêu nghiên cứu:

Biến tính tinh bột gạo băng enzyme 4 — a — glucanotransferase từ Thermusscotoductus (YSaGT) và ứng dụng sản xuất bún tươi có tốc độ thoái hóa chậm

— Nội dung nghiên cứu:

+ Khảo sát hàm lượng enzyme và thời gian ủ enzyme với tinh bột gạo dé thu được

tinh bột biến tính có tốc độ thoái hóa chậm

+ Tối ưu hoá băng phương pháp quy hoạch thực nghiệm quá trình biến tính tinh

bột băng enzyme dé thu được tinh bột biến tính có tốc độ thoái hóa chậm nhất

+ Khảo sát tỷ lệ tinh bột gạo biến tính thay thế bột gạo trong quy trình sản suất bún

tươi.

CHUONG 1 TONG QUAN1.1 Tinh bột '°®'

Tinh bột là một carbohydrate không hòa tan trong nước và được thực vat sử dụng

như là một nguồn dự trữ glucose Tinh bột hiện diện dưới dang là những hạt bán tinhthé (semi-crystalline) chủ yếu bao gồm hai polymer tạo nên từ những phân tử glucose

nhưng khác nhau vê tinh chat chức năng và câu trúc.Bang 1.1 Một vài đặc tính hóa lí quan trọng cua amylose va amylopectin [48]

Cấu trúc phân tử Mach thăng (liên kết a -l 4) Mạch nhánh (a -1,4 ; a -1,6)

Khối lượng phân tử ~ 10” Daltons ~ 10° DaltonsMức độ polymer hóa 1500 - 6000 3.10° — 3.10

Cấu trúc xoắn 6c Mạnh Yếu

Tạo màu với lodine Xanh Đỏ tímSu thoái hóa Nhanh Chậm

Đặc tính gel Cứng, nhiệt độ tan chảy cao | Mềm, nhiệt độ tan chảy thấp

Tinh bột gạo với độ tinh sạch cao có hàm lượng protein trên bề mặt hạt còn lạiphải thấp đến mức có thé để làm giảm thiểu sự hư hỏng suốt quá trình bảo quản vì tinhbột gạo được xem là nguyên liệu ban đầu trong quá trình biến đổi hóa học, lên menhoặc trong những ứng dụng công nghiệp mong muốn khác

+ Sản xuất tinh bột gạo bang phương pháp kiêm hóaProtein có trong gạo chiếm từ 7 — 8% (tính theo khối lượng chất khô), protein liênkết chặt chẽ với bề mặt tinh bột hạt gao và khó loại ra Ngoài ra, kích thước hat tinh bộtgạo nhỏ nên lắng chậm trong nước Quá trình lắng chậm gây tôn thất trong suốt quá

trình tách và tinh sạch tinh bột gạo Day cũng là lý do làm cho việc tinh sạch tinh bột

gạo tốn kém hơn việc tinh sạch những tinh bột khác

Nhược điểmThải ra môi trường một lượng lớn kiểm và muối gây tốn kém trong việc xử lý

nước thải ra.

Ưu điểmHiệu suất thu hồi cao, protein còn sót lại thấp bởi phan lớn protein trong gạo làglutelin — một loại protein hòa tan trong kiềm

[27]

Hình 1.1 Hình ảnh kính hiển vi điện tử quét của tỉnh bột gạo thu được sau khi xử líNaOH ở các nông độ khác nhau: a) 0.06%, b) 0.12%, c) 0.15%, d) 0.18%, e) 0.24%, f)0.30% (khối luong/thé tích) trong thời gian 24h, ở 20°C, với tỷ lệ gao:NaOH là 1:10(khối lượng/thê tích)

— Hinh a) cho thay những hat tinh bột hình lục giác vẫn còn liên kết với nhau bởiprotein làm cho việc phân lập tinh bột khó khăn Ngoài ra, những phần tử protein nhỏbé không bi phân giải bởi kiểm vẫn còn trong bột gạo nguyên thủy có thé được nhìnthấy

— Hình b) không còn phan tử protein được quan sát thay Tuy nhiên, nhìn chungnhững hạt tinh bột vẫn còn liên kết lại với nhau Sự hiện diện của protein còn lại trongtinh bột được xác định bởi kết quả đo phố huỳnh quang.

— Hinh c) và hình d) cho thay những hat tinh bột tách rời nhau, những hat tinh bột

này có hình thái và kích thước trong khoảng 3 — 8 um.

- Hình e) cho thấy những hạt tinh bột được phân lập không còn nguyên ven vàkhối tinh bột thé hiện đặc tính giống gel

— Hình f) gần như toàn bộ những hat tinh bột được phân lập đã không còn nguyên

Mục đích của biến tính tinh bột nhằm:- Cải biến các tính chất của sản phẩm

- Tăng giá trị cảm quan- Tao mặt hàng mới

Dựa vào bản chất của phương pháp có thể phân loại các phương pháp biến tính

như sau:

- Phương pháp biến tính vật lý- Phương pháp biến tính hóa học- Phương pháp biến tính sinh học- Phương pháp biến tính hóa sinh- Biến tính băng cách kết hợp các phương pháp trên

1.3.1 Tỉnh bột biến tính bằng phương pháp vật lý% Tinh bột hô hóa sơ bộ (pregeletinized starch)

Kiểu biến tính hồ hóa trước tạo cho tinh bột khả năng hồ hóa mà không cần nấu.Sản phẩm được gọi là “pregeletinized starch”, “pregel”, “pre-cooked starch” hay“instant starch” Phương pháp này có thé áp dụng cho cả tỉnh bột tự nhiên và tinh bột đãbiến tính bằng các phương pháp khác

Nguyên tắc của phương pháp biến tính này là hồ hóa huyền phù tinh bột băngnhiệt rồi nhanh chóng say khô để trả lại trạng thái bột khô trước khi tinh bột bị thoáihóa Trong thực tế, tinh bột được nấu và sấy khô cùng lúc, băng cách dùng trồng sấy, épđùn (extrusion) hoặc sấy phun Trong kỹ thuật sấy băng trông và ép din, hạt tinh bộtchịu nhiều tác động cơ học như nhiệt độ, lực cắt cơ học, áp suất nén cao, và bị thay đôicau trúc nhiều Ngược lại, trong kỹ thuật say phun, huyền phù tinh bột được hồ hóa vàsấy khô đồng thời nhờ hơi nóng, do đó hạt tinh bột hầu như còn nguyên vẹn, rất ít bịphá hủy bởi lực cắt và nhiệt Sản phẩm này gọi là tinh bột CWS (cold water sweling

starch)

Tinh bột hồ hóa sơ bộ có những tính chất sau:

- Truong nhanh trong nước

- Biến đổi chậm các tính chất khi bảo quan- Bén khi ở nhiệt độ thấp

- Có độ đặc và khả năng giữ nước, giữ khí tốtDo đó người ta thường dùng tinh bột hỗ hóa sơ bộ này trong mọi trường hợp khican độ đặc, gitr nước mà không cần nấu

* Tinh bột xứ lý nhiệt (Heat treated starch)

Trong cac điều kiện có kiểm soát, hat tinh bột được xử lý và sau đó được trả vềtrạng thái hat ban dau Tinh bột sản phẩm không những duy trì được tính chất hỗ hóađúng mức (cook—up) ma hồ tinh bột còn có độ nhớt và độ bền được cải thiện

Có 2 loại quá tình xử lý nhiệt, cả hai đều gây ra biến tính vật lý nhưng không hồhóa tinh bột, không phá hủy tính nguyên vẹn của hạt, hoặc không làm mắt tính lưỡngchiết (birefringence)

- Quá trình xử lý nhiệt hàm 4m (heat—moisture treatment): tinh bột được làm 4mvà gia nhiệt đến quá nhiệt độ hồ hóa, nhưng độ âm không đủ dé quá trình hồ hóa xảy ra.Tinh bột xử lý nhiệt âm 14 dạng tinh bột biến tính vật lý lâu đời nhất.

- Quá trình “annealing”: là quá trình gia nhiệt huyền phù tinh bột ở dưới nhiệt độhồ hóa và giữ trong một thời gian xác định

Các sản phẩm tinh bột xử lý nhiệt này được xem là tinh bột nguyên thủy (native)va do đó chỉ cần ghi trên nhãn là “tinh bột thực phẩm” (“food starch”)

* Tinh bột xử lý vi sóng

Phương pháp biến tính tinh bột bằng vi sóng được xem là một trong nhữngphương pháp “mới nhất” và “sạch nhất” hiện nay Phương pháp này đang được nghiêncứu và hoàn thiện để ứng dụng rộng rãi trong thực tế nhăm thay thế các phương phápbiến tính hóa học

Nguyên tắc chung tác dụng các tia bước sóng khá ngắn mang năng lượng caotrong một khoảng thời gian xác định lên khối tinh bột (tinh bột có thé ở dạng khô haydạng huyền phù)

Uu điểm lớn nhất của phương pháp này là ta có thể linh hoạt thay đối các tia cóbước sóng khác nhau và thời gian thích hợp nhất nhăm thu được tinh bột có tính chấtnhư ý muốn: độ nhớt thích hợp, độ bền gel tang, giảm khả năng thoái hóa, giảm nhiệtđộ hồ hóa

% Tỉnh bột xử lý áp suất cao (high pressure treated starch)Bên cạnh phương pháp biến tính tinh bột băng vi sóng thì phương pháp xử lý tinhbột ở áp suất cao cũng được xem là một trong những phương pháp “mới nhất” và “sạchnhất” hiện nay Các nhà khoa học đang nghiên cứu những tính chất mới xuất hiện trêntinh bột sau khi xử lý ở áp suất cao dé ứng dụng chúng trong thực tế

Tinh bột có thể được xử lý ở dạng hạt khô hay dưới dạng huyền phù Băng cáchthay đối cường độ áp suất, nhiệt độ xử lý và thời gian thích hop thì tinh bột sau xử lý sẽcó những tính chất như mong muốn: tinh bột hồ hóa ở nhiệt độ thường và trong nướclạnh, độ bền gel tăng, khả năng thoái hóa giảm, cải thiện độ trong, cau trúc

1.3.2 Tỉnh bột biến tính băng phương pháp hóa họcBiến tính tinh bột bằng phương pháp hóa học là quá tình biến tính thông dụng nhất

hiện nay Dưới tác dụng của một lượng nhỏ các tác nhân hóa học được cho phép sử

dung, tinh bột bị thay đổi tính chất Quá trình biến tính hóa học có thé thực hiện ở 3

% Tỉnh bột thủy phân bằng acid

Thủy phân acid là phương pháp được ứng dung trong thương mai dau tiên, từnhững năm 1900 Acid được cho vào huyền phù tinh bột trong một quá trình được kiểmsoát chặt chẽ, khuấy trộn liên tục trong điều kiện nhiệt độ tăng dan từ nhiệt độ môitrường (25°C) đến nhiệt độ hơi thấp hơn nhiệt độ trương nở của tinh bột (khoảng 55°C)cho đến khi đạt được mức độ thủy phân cần thiết Chất phản ứng thường dùng là acid

hypochloride hoặc acid sulfuric.

Đây là quá trình thủy phân các liên kết œ — 1⁄4 và œ— 1.6 glucoside của tinh bột có

acid xúc tác Sự thủy phân xảy ra ở các vùng vô định hình của hat tinh bột, làm giảm độ

dài mach polymer, cấu trúc hạt yếu đi nhưng hình dang hạt tinh bột không thay đối

Mục đích chính của quá trình thủy phân tinh bột là làm giảm độ nhớt khi nóng của

hồ tinh bột (hot viscosity) dé dùng trong các sản phẩm can nồng nộ tinh bột cao màkhông bị đông đặc, khi làm nguội mới tạo thành gel có độ cứng cao Sản phẩm được gọilà tỉnh bột thủy phân băng acid

% Tinh bột oxy hóa và tỉnh bột được tay mau (bleaching)Tinh bột có thé được biến tính băng cách sử dung các tác nhân oxy hóa trongnhững điều kiện có kiểm soát Tùy thuộc vào loại tác nhân oxy hóa và liều lượng sửdụng mà kiểu biến tính này được phân làm 2 dạng: oxy hóa và tây mau (bleaching)

- Quá trình tay mau (bleaching): các tác nhân được phép sử dụng bao gồm

hydrogen peroxide (H;O;), ammonium persufate, sodium hoặc calcium

-hypochloride Mục đích của quá trình nay là tay mau nhằm làm tăng độ trang của tinhbột, băng cách oxy hóa các hợp chất như carotene, xanthophylls và các sắc tố khác Mặtdù mức độ xử lý thấp nhưng một số nhóm hydroxyl của tinh bột cũng bị oxy hóa tạo

thành các nhóm carboxyl với tỷ lệ các nhóm carboxyl tạo thành không quá 0,1% trên

tổng chất khô của sản phẩm Tinh bột tay màu có các tính chất gần giống như tinh bộtnguyên liệu ban dau nhưng chi số vi sinh thấp hon do tác dụng của các chất oxy hóa sử

dụng.- Quá trình oxy hóa (oxidization): chỉ có sodium hypochloride được phép sử dụng

nhưng lượng sử dụng cho phép cao hơn nhiều so với quá trình tay Quá trình này baogồm 2 tác động xảy ra đồng thời: găn các nhóm carboxyl (COOH) và carbonyl (C—O)lên mạch và depolymer hóa một phân các mạch tinh bột Sự oxy hóa thường xảy ra ởcác carbon 2,3 và 6 của đơn vị D-glucose của mạch tinh bột Người ta cho răng khoảng25% lượng tác nhân oxy hóa được dùng dé cắt mạch carbon, trong khi 75% lượng tácnhân còn lai dùng dé oxy hóa các nhóm hydroxyl

Tỉnh bột bị biến tính có độ nhớt thấp, độ trong cao và bên ở nhiệt độ thấp Giống

như tinh bột thủy phân acid, hỗ tinh bột oxy hóa khi nóng cũng có độ nhớt thấp do quátrình cat mạch tinh bột Tuy nhiên, sự chiếm chỗ trong không gian của các nhómcarboxyl và carbonyl cản trở các mạch tinh bột ngăn tiến lại gần và tái kết hợp vớinhau, do đó gel tạo thành mềm

% Dextrin

Dextrin là sản phẩm tạo thành băng cách gia nhiệt khô tỉnh bột khi có mặt acidhoặc kiềm Do đó, quá trình tao dextrin hóa trải qua 2 giai đoạn biến tính tinh bột: cắt

mạch và tái trùng hợp.

- Giai đoạn đầu: phân giải phần nào các mạch tinh bột bằng phản ứng thủy phân.Tinh bột được sây tới độ âm 5—7%, có hoặc không có acid xúc tác Sản phẩm tạo thànhgồm rất nhiều các polymer mạch ngăn.

- Giai đoạn hai: tái trùng hợp các polymer mạch ngắn này, chủ yếu băng các liênkết phân nhánh, tạo cấu trúc có độ phân nhánh cao Quá trình được thực hiện bằng cáchtăng nhiệt độ với tốc độ tăng nhiệt được kiểm soát, sau đó duy trì ở nhiệt độ thích hợp

trong thời gian xác định.

Tùy thuộc vào điều kiện dextrin hóa mà các quá trình phân giải và tái trùng hợp cóthé xảy ra đồng thời Quá trình dextrin hóa có thé tạo ra nhiều liên kết glucoside mớingoài các liên kết o-1,4 và a—1,6 có sẵn

> Có 3 loại dextrin chính:- Dextrin trắng: được tạo thành bang cách gia nhiệt tinh bột ở nhiệt độ không cao

lắm (80—120°C), có acid xúc tác Phản ứng xảy ra chủ yếu là phản ứng thủy phân cắt

mạch tinh bột.- Dextrin vàng hay canary dextrin: sử dụng ít acid xúc tác hơn, gia nhiệt ở nhiệt độ

cao hơn (150-220°C) va thời gian dài hơn Sản phẩm tạo thành gồm cả các sản phẩmthủy phân và các sản phẩm tái trùng hợp

- British gum: được sản xuất băng cách sấy tinh bột trong thời gian sấy dài, nhiệtđộ cao (180-220°C) và tăng chậm, sử dung rat ít hoặc không sử dụng chat xúc tác Sảnphẩm chủ yếu là các polymer đã tái trùng hợp

% Tinh bột biến tính bằng cách làm bên hóa hoặc gắn thêm nhóm thé

(stabilization, substitution)

Tinh bột tự nhiên sau khi hồ hóa thường có xu hướng tạo thành các gel cứng do sựsắp xếp và kết hợp của các phân tử amylose và tách nước (hiện tượng thoái hóa) Đểhạn chế hiện tượng này, các nhóm hydroxyl trong phân tử tinh bột sẽ được làm bênbang liên kết với những nhóm chức hóa học công kénh Chúng sắp xếp dọc theo machpolymer tinh bột, chiếm chỗ trong không gian phân tử và cản trở các mạch polymer táikết hợp với nhau Tinh bột biến tính băng cách này thích hợp dùng trong các sản phẩmthực phẩm cần làm lạnh hoặc lạnh đông

Hiệu quả của quá trình bên hóa tinh bột phụ thuộc vào số lượng và bản chất củanhóm thế Mức độ thế (degree of substitution) DS là đại lượng đo số nhóm thế trên 100

đơn vị anhydroglucose Các tinh bột có DS thấp (DS < 0.2 tương ứng 2 nhóm thế trên

10 đơn vi glucose) là những tinh bột thương mại quan trọng Khi độ DS tăng, tương tác

giữa các mạch polymer trong hạt tinh bột giảm, do dó quá trình trương nở và hồ hóatinh bột xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn

1.3.3 Tỉnh bột biến tính bang phương pháp hóa sinhThủy phân tinh bột bang các enzyme chọn lọc là một quá trình biến tính tinh bộtbăng phương pháp hóa sinh Tùy thuộc vào mức độ thủy phân mà tạo thành một hỗnhợp với các sản phẩm có độ dài mạch khác nhau như glucose (dextrose), maltose,oligosaccharide, polysaccharide Sản phẩm có phân tử lượng càng nhỏ thì độ ngọt càngcao và chỉ số DE— số đương lượng đường khử (dextrose equicalent) càng cao, với chisố DE — 100 tương ứng với dextrose tinh khiết và DE — 0 tương ứng với tinh bột tự

nhiên.

> Tỉnh bột xử lý bằng enzyme amylase- œamylase: là một endoenzyme, có khả năng phân cat các liên kết a—1 4—glycoside trên mach tinh bột và tạo ra các sản phẩm có mạch ngăn dan, không thủyphân được liên kết œ-1,6 ở gần điểm phân nhánh Khi thủy phan, độ nhớt của dịch tinhbột bị giảm nhanh chóng do đó quá trình thủy phân tinh bột bằng ơ- amylase còn gọi là

quá trình dịch hóa.- B—amylase: là exoenzyme, có kha năng thủy phân tinh bột chậm chap nhưng sâu

sắc Nó tân công từ dau không khử của các mạch tinh bột và giải phóng ra từng đơn vịmaltose bang cách thủy phân các liên kết œ-1 4 Phan ứng dừng lại khi đến điểm phânnhánh o—1,6 hoặc trước khi đến điểm phân nhánh nếu không còn đủ số lượng đơn vịglucose dé phản ứng Sản phẩm là đường maltose và các j-dextrin giới hạn, vipolysac hride này không bị phân cắt nữa

- Glucoamylase: là endoenzyme, phản ứng cắt từng don vị glucose từ đầu khôngkhử của mạch tinh bột, có khả năng thủy phân cả liên kết œ-1.,4 và a-1,6 glycoside, vàquá trình thủy phân liên kết o-1,4 xảy ra nhanh hơn Nếu thời gian phản ứng đủ lâu,cuối cùng toàn bộ phân tử tinh bột sẽ được thủy phân hoàn toàn thành glucose, bất kế

mức độ phân nhánh của các phân tử tinh bột.

> Tỉnh bột xử lý bằng các enzyme cat mạch nhánh (Debranching enyzme)- Các enzyme cắt mạch nhánh (debranchinh enzyme): các enzyme này thủy phân

chon lọc các liên œ-l,6 glycoside Có 2 loại enzyme này thường được sử dụng là

isoamylase và pullulanase, trong công nghiệp thường được thu nhận từ vi khuẩn.- Cyclodextrin glycosyltransferase (CDGTase): enzyme này có thé tác động trênhạt tinh bột đã biến tính, sản phẩm tạo thành là các mạch vòng chứa các đơn vi glucoseliên kết nhau bởi các liên kết œ-1 4 Enzyme này cắt các liên kết trong mạch tinh bột détạo thành mạch thăng chứa các đơn vi glucose, sau đó nối 2 đầu mach lại tạo thành cấutrúc vòng CDGTase từ vi khuẩn được sử dụng dé sản xuất các cyclodextrin chứa 6 (a—cyclodextrin), 7 (B—cyclodextrin) hoặc 8 (Y— cyclodextrin) gốc glucose

% Tinh bột biến tính bằng cách kết hop nhiễu phương pháp

Do sự phát triển ngày càng lớn mạnh của ngành công nghệ thực phẩm và yêu cầungày càng cao của các sản phẩm thực phẩm, tinh bột biến tính tạo ra phải đáp ứng tất cảcác yêu cầu và mục đích công nghệ Chính vì lẽ đó, việc kết hợp nhiều phương pháp xửlý tinh bột là hết sức cân thiết

Nguyên tac chung là lần lượt kết hợp các phương pháp vật lý, hóa học hay hóasinh xử lý tinh bột dé đạt được mục dich công nghệ như mong muốn

Ví dụ như khi ta cần một sản phẩm tỉnh bột có thể hồ hóa ở nhiệt độ thường đồngthời độ nhót thấp và giảm mức độ thoái hóa xuống thấp nhất thi sẽ kết hợp xử lý nhiệt,áp suất cao và dùng các hop chất thích hợp dé tạo liên kết ngang

Loại tinh bột này ngày càng phô biến và được ứng dung rộng rãi hơn do nhữngtính chất ưu việt của chúng

1.3.4 Ứng dụng của tỉnh bột biến tính- Tỉnh bột hồ hóa trước được dùng trong chế biến các thực phẩm ăn liền như bánhpudding ăn liền và trong các ngành công nghiệp khác như khoan giếng dầu nhăm giữcho dung dịch khoan một lượng nước cần thiết

- Tỉnh bột thủy phân acid đặc biệt hữu dụng trong công nghệ sản xuất kẹo cần quátrình tao gel Các loại kẹo chứa tinh bột acid hóa thường mềm, cấu trúc dang jelly, mềmdẻo nhưng bên Tinh bột acid hóa cũng được dùng trong công nghiệp dệt để hồ sợi, làm

cho sợi có độ bén và chịu được mài mòn Trong sản xuất giấy, nó được dùng dé làm

bóng giấy, giảm trầy xước và tăng chất lượng in của giấy

- Dextrin có độ nhớt tương đối thấp, khả năng tạo thành màng tốt, một số loại có

độ hòa tan trong nước cao, nên được dùng làm lớp phủ ngoài (coating) của các sản

phẩm thực phẩm và có thé thay thế nhiều loại gum dat tiền Một số dextrin đặc biệt cóđộ nhớt cao được dùng làm chat thay thế cho chất béo (fat replacer) trong các sản phẩm

bánh sữa.

- Tỉnh bột tây màu thường dùng trong sản xuất thuốc Tinh bột oxy hóa được sửdụng dé hồ hóa bề mặt trong sản xuất giấy, hồ sợi trong công nghiệp dệt Trong thựcphẩm tinh bột oxy hóa thường được dùng trong bột nhào và bánh mì để bao bọc cácnguyên liệu khác như thịt, cá, rau Nó tạo cho bột nhào có độ kết dính tốt và cấu trúcgiòn cho sản phẩm khi chiên

- Tinh bột acetate được sử dụng để hồ vải, sản xuất chỉ dai và mềm dẻo Trongthực phẩm tinh bột acetate thường dùng làm chất làm đặc và chất ôn định cho nhiềusản phẩm bao gồm cả sản phẩm cần bảo quản lạnh và đông lạnh Tinh bột acetatethương mại thường không bên khi đông lạnh và rã đông như tỉnh bột hydroxypro pylate

- Tinh bột octenylsuccinate được sử dụng là chất ôn định trong các sản phẩm thựcphẩm như các loại đỗ uống và các loại nước xốt (salad dressing), làm tác nhân giữ mùi.Tinh bột octenylsuccinate có ái lực với các chất béo và dau nên được dùng dé thay thếcho gum arabic trong hệ chất ôn định nhũ tương Day là ứng dụng quan trong của tinhbột octenylsuccinate và là đặc điểm ưu việt của nó so với các tinh bột biến tính khác

- Hồ tinh bột phosphate có độ trong tốt, bền ở nhiệt độ thấp và có tính nhũ hóa.Tinh bột này thường dùng dé làm nước xốt do có khả năng cải thiện độ bền của hệ nhũtương dau và giám Tinh bột hydroxypropylate được dùng trong các sản phẩm can nhiệtđộ thấp hoặc các sản phẩm lạnh đông

- Tỉnh bột biến tính băng cách tạo liên kết ngang được sử dụng nhiều trong côngnghệ thực phẩm trong các sản phẩm mà quy trình sản xuất đòi hỏi nhiệt độ, pH và sựkhuấy trộn Trong y học, tinh bột liên kết ngang với mức độ cao được dùng để pha chếbột sát trùng trong phẫu thuật vì không bị trương lên khi thanh trùng băng hơi nóng.Tinh bột biến tính băng phương pháp xử lý vi sóng hay áp suất cao là những sản phẩm

mới còn đang được nghiên cứu và hoàn thiện từng bước nên việc ứng dụng trong thực

tế hầu như chưa có Nhưng với những tính chất ưu việt đã được nêu ra mà đặc biệt là

chúng được xem là “sạch”, sau biến tính không khác gì so với tinh bột thường nên việcứng dụng rộng rãi loại tinh bột này trong tương lai gần sẽ không còn gì trở ngại.

- Tinh bột biến tính băng cách kết hợp nhiều phương pháp với nhau ngày càng théhiện được những tính năng công nghệ đặc thù nên việc ứng dụng trong thực tế dễ đàngvà phố biến hơn Với những ngành yêu câu độ tinh sạch và tính năng công nghệ caonhư thực phẩm, y được, tinh bột này là sự lựa chọn thích hợp nhất

1.4 Enzyme 4 — a — glucanotransferase (4aG Tase, EC.2.4.1.25)

[38], [46]

1.4.1 Nguồn gốc enzyme 4aG Tase

Enzyme này còn có những tên khác disproportionating enzyme, dextrinølycosyltransferase, hoặc D-enzyme, debranching enzyme maltodextrin-glycosyltransferase, va dextrin transglycosylase.

Enzyme 4aGTase có mặt ở mô tế bào thực vật với tên là D — enzyme, và đượcnhận thay lần dau tiên trong tế bào mô của khoai tây Ngoài ra, enzyme này còn hiệndiện ở cả vi sinh vật với tên là amylomaltase 4aGTase được nhận thấy trên Escherichia

coli, Bacillus subtilis, Pseudomonas stutzeri, Streptococcus bovis, Streptococcus mitis

1.4.2 Chức năng của enzyme 4aG Tase trong sinh vat |”!

Trong tự nhiên, enzyme 4aGTase tham gia vào hoạt động chuyển hóa glycogentrong vi khuẩn và hình thành amylopectin trong quá trình sinh tổng hợp tinh bột ở thực

vật.

1.4.3 Điều kiện hoạt động của enzyme 4aG Tase 0) 17! (#1 Ho!Ứng với mỗi vi sinh vật, 4aGTase có các đặc tính sinh hóa khác nhau 4œGTasebền nhiệt từ vi khuẩn Thermotoga maritima ưa nhiệt (phát triển ở nhiệt độ 55 — 90°C)vẫn giữ được 90% hoạt tính ở nhiệt độ 55 — 80°C, nhiệt độ hoạt động tối thích là 70°C

Hoặc 4œGTase được phân lập từ vi khuẩn siêu ưa nhiệt cỗ Pyrococcus sp KODIcó nhiệt độ hoạt động tối ưu là 100°C và pH hoạt động là 6 — 8, enzyme này bền nhiệtđáng kế, có thé giữ hoạt tính sau khi xử lí nhiệt ở 100°C trong thời gian 30 phút

Enzyme 4aGTase từ Thermus scotoductus (TSaGT) hoạt động tối ưu ở điều kiệnpH 7.0 và nhiệt độ 75°C, có tính bên nhiệt cao: 90% hoạt tính enzyme vẫn còn được giữ

sau khi ủ trong 120 phút 6 80°C

Enzyme 4œGTase tái tổ hop từ loài Synechocystis sp PCC 6803 có điều kiện phảnứng tối ưu ở pH 7, nhiệt độ 45°C trong môi trường đệm phosphate 50mM.

Bang 1.2 Nhiệt độ tối ưu và một số sản phẩm chuyên hóa tinh bột của enzyme4œGTasel#1

Nguồn gốc Type CO) San pham

Arabidopsis 30Chlamydomonas reinhardtii 55Escherichia coli ML 30Thermus aquaticus 75 CycloamyloseThermus thermophilus 80 Gel tinh botAquifex aeolicus 90 Gel tinh bột cycloamylose

Thermotoga maritima 80 Isomalto — oligosaccharidesThermococcus litoralis 90

Thermococcus kodakaraensis 90 Cycloamylose

1.4.4 Co chế chuyển hóa tinh bột của enzyme 4aG Tase °)'"*!Enzyme 4œGTase thuộc họ gia đình enzyme 1.4-o-GTase gồm những enzyme sau:

Cyclodextrin glucanotransferase (EC 2.4.1.19); disproportionating enzyme (D —

enzyme) hoặc 4œGTase(EC 2.4.1.25); enzyme cat mach nhánh của glycogen (amylo —

1,6 — glucosidase (EC 3.2.1.33)/4aGTase(EC 2.4.1.25)) Hoạt động cua ho enzyme |

4-œ-Gtase có thé được tông hợp trong phương trình sau:

(a — 1,4 — glucan),, + (a — 1,4 — glucan), © (a — 1,4 — glucan),, _, + (a — 1,4 —

glucan), + xĐây là phan ứng chuyên nhóm glucan liên phân tử, phan ứng này là thuận nghịch,và thường được gọi là “phản ứng làm thay đổi ty lệ mạch” (disproportionating

reaction) Enzyme nay cũng có tiêm năng xúc tác phản ứng chuyên nhóm glucan trong

cùng một phân tử, trong phân tử glucan mạch thăng don, để tạo ra sản phẩm glucan

mạch vòng theo phương trình phản ứng bên dưới:(œ— 1,4 — glucan)mạ <é> vòng (ơ— 1,4 — glucan), + (ơ — 1,4— glucan)m _ yphản ứng này cũng thuận nghịch, và thường được ám chỉ như “phản ứng ghép đôi”(coupling reaction).

CycloamyloseAmylose

=?

Hình 1.2 Biéu diễn cơ chế chuyển hóa tinh bột của 4aGTase !0È I2: BS) ANEnzyme 4aGTase từ vi khuẩn có đặc tính xúc tác tương tự 4aGTase từ thực vật,chỉ với điểm khác biệt chính là một vài 4œGTase có thể xúc tác phản ứng chuyển nhóm

glucosyl.

Vi khuẩn siêu ưa nhiệt 7marifima có 2 enzyme 4aGTase khác nhau Một tronghai enzyme 4œGTase thực hiện phản ứng chuyển nhóm maltosyl băng cách tan côngliên kết a — 14 glysoside hoặc thực hiện phan ứng chuyên nhóm maltooligosaccharidevới ít nhất là 3 gốc glucose (maltotriose) Enzyme 4aGTase còn lại của T.maritima, cóthê chuyển hóa tinh bột, amylopectin và amylose bang phan ứng chuyển nhóm maltosylvà những nhóm dextrin đến phân tử maltose và phân tử oligosaccharide Không như các

enzyme 4œGTase đã biết, chất cho nhỏ nhất của enzyme này là maltotetraose, vàglucose không đóng vai trò như một chất nhận cũng không là sản phẩm sau phản ứng.1.4.5 Một số nghiên cứu ứng dụng của enzyme 40G Tase "8! 25! 121 411 [461

Enzyme này tạo ra những sản phẩm gel tinh bột đáng chú ý, ví dụ: 4œGTase đượcsản xuất từ Thermus scotoductus có thé tạo ra gel tinh bột gạo 6n định khi lạnh đông —rã đông và 4aGTase từ Thermus thermophilus hoặc từ Pyrobaculum aerophilum có thểtao ra gel tinh bột bên nhiệt thuận nghịch đáng kể tương tự như gelatin, ứng dụng trongthực phẩm dành cho người ăn chay và theo đạo

Tinh bột gạo va tinh bột khoai tây được biến tính bởi 4œGTase từ Thermusthermophilus, Pyrobaculum aerophilum, Thermus scotoductus tao ra sản phẩm gel cóđặc tính bền nhiệt thuận nghịch Gel của tinh bột khoai tây đã được biến tính bởi

4aGTase từ Pyrobaculum-aerophilum có đặc tính tan chảy 50% ở 37°C và tan chảy

hoàn toàn ở 60°C Nền tảng năm sau sự bền nhiệt thuận nghịch đạt được và sự gia tăngcau trúc gel được cho là ảnh hưởng trực tiếp của sự thay đổi trọng lượng phân tử khásâu sắc được xúc tác bởi 4œGTase bao gồm sự biến mat của amylose tự do, sự mở rộngphân bố nhánh của amylopectin và giảm khối lượng phân tử của những chuỗi tinh bột

Những nghiên cứu gần đây cho thấy, tinh bột bắp được biến tính với 4œGTase từThermotoga maritima đã gây ra sự giảm hàm lượng amylose, hầu như sự phân bố chiềudài nhánh bên của amylopectin không thay đổi và tạo ra sản phẩm tinh bột có khả nănghình thành gel bên nhiệt thuận nghịch

Etenia'*" là một san phẩm thương mại hóa của gel tính bột được biến tính bởi4aGTase từ Thermus thermophilus, chế phẩm này có thé thay thé gum trong công nghệ

bánh kẹo, cũng có thê tạo câu trúc như cream trong các sản phâm thâp chât béo.

Kết hợp tinh bột gạo được biến tính bởi 4œGTase với 0,1% xanthan gum có thể làchất thay thế cho chất béo, ứng dụng trong sản xuất mayonnaise có hàm lượng béo thấp

Isomalto — oligosaccharides là sản phẩm được tạo ra từ tinh bột dưới sự tác dụngcủa 2 enzyme: maltogenic amylase từ Bacillus stearothermophilus và 4aGTase từ

Thermotoga maritima.Trong sự kết hợp này, 4aGTase có tác dụng kép: đầu tiên

đóng vai trò làm co chất cho maltogenic amylase Tác dụng thứ hai là 4aGTase kéo dàimạch isomalto—oligosaccharides được tao ra bởi maltogenic amylase Ưu điểm của việckết hợp này là rút ngăn được thời gian phản ứng với hiệu suất tạo ra isomalto—oligosaccharides cao Isomalto — oligosaccharides có độ nhớt thấp, kháng lại sự kết tinhvà có độ ngọt thấp, có thé được ứng dụng dùng thay thế đường trong những thực phẩm

đành cho người bị tiêu đường, cải thiện hệ vi khuân đường ruột, ngăn ngừa sâu răng.

Một số nghiên cứu cho thấy, 4œGTase từ khoai tây; từ 7 aguaticus ATCC33923 xúc tác chuyên nhóm glucosyl trong phân tử amylose tạo ra amylose mạch vòng(cycloamylose) với mức độ polymer hóa từ 17 đến hàng trăm gốc glucose

Cycloamylose được tạo thành có đặc tính đáng chú ý: khả năng hòa tan cao trong nước

lạnh, khả năng kết hop với nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ Nhờ đó, cycloamylose cótiềm năng ứng dụng cao trong hóa hoc, dược phẩm, công nghệ thực phẩm

Bang 1.3 Những sản phẩm tinh bột được tạo ra bởi enzyme 4œGTase !*!1 1#

Sản phâm Ung dụng

Cycloamylose Protein folding

Gel bén nhiét thuan nghich Thay thé gelatin hoặc chat béoTinh bột phan tinh (resistant starch) Chất xơ thực phẩm

1.5 Sự hồ hóa tỉnh bột !°° ''Ì

Khả năng trương nở của hạt tinh bột trong nước khi tăng nhiệt độ và cho dung dịch

keo là một trong những tính chất quan trọng của hạt tinh bột.Ở nhiệt độ thường, tinh bột không hòa tan trong nước, tinh bột cũng không hòa tantrong rượu, eter, cloroform Tinh bột hòa tan trong môi trường kiềm tốt hơn trong môitrường trung tính và acid vì kiềm có tác dụng ion hóa từng phan do đó làm cho phân tửpolysaccharide hydrat hóa tốt hơn

Ở trạng thái tự nhiên tinh bột không bị hòa tan trong nước lạnh vì lẽ năng lượngtương tác phân tử trong điều kiện đó vượt xa năng lượng hydrat hóa Khi hấp thụ nước25 — 50% hat tinh bột vẫn chưa bị trương nở Khi nhiệt độ tang, liên kết hydro duy trìcau trúc mixen và các phân tử nước bị phá hủy Trong quá trình trương nở thé tích hat

tinh bột tăng lên rất nhiều lần cho đến khi hạt tinh bột bị rách và trở thành cái túi khôngđịnh hình hoặc ngừng tăng thể tích nghĩa là bat đầu hồ hóa.

Có nhiều thuyết giải thích bản chất của sự hồ hóa:Nazarop cho rang sự hồ hóa kèm theo sự hấp thụ nhiệt, quá trình trương nở hạttrong nước xảy ra đồng thời với sự hồ hóa Việc tăng sự trương nở chỉ xảy ra sau khithăng được sức bền cấu trúc của hạt Dé phá hủy được cấu trúc này đòi hỏi một nănglượng đáng kể Do đó mà cấu trúc hình thái của hạt bị biến đối và kèm theo hấp thụ

nhiệt.

Samec cho răng sự hỗ hóa sẽ dẫn đến phá đứt hết các liên kết hydro nội nhân détạo thành các liên kết hydro mới với nước, đến khi đạt độ nhớt cực đại Khi tăng nhiệtđộ tiếp nữa sẽ phá hủy liên kết hydro giữa tinh bột với nước và độ nhớt giảm xuống

Nhìn chung quá trình hồ hóa ở tất cả các loại tỉnh bột đều diễn ra giống nhau: độnhớt của hồ tinh bột tăng lên, sau đó qua mức cực đại rồi giảm xuống Khi dé nguội hồtinh bột thì các phân tử sẽ tương tác với nhau và sắp xếp lại một cách có trật tự tạothành gel tinh bột có cầu trúc mạng 3 chiều (độ nhớt lại tăng) Để tạo được gel tinh bộtthi dung dich hồ tinh bột phải có nông độ đậm đặc vừa phải, dé nguội ở trang thái yêntĩnh Trong gel tinh bột chỉ có duy nhất các liên kết hydro tham gia

1.6 Sự thoái hóa của tỉnh bột !' 14127) BO} 2h EST Pah PSE, BSITrong suốt giai đoạn bảo quản, hồ tinh bột trở nên đục và thậm chí lắng đọngthành kết tủa không tan màu trắng Hiện tượng này xảy ra do sự tái kết tinh của nhữngphân tử tinh bột Cụ thể, những phân tử amylose trong tinh bột liên kết lại với nhau bởiliên kết hydro, nước tách ra khỏi gel tinh bột, tạo nên những đoạn amylose xoắn kép cómức độ polymer hóa từ 26 đến 73 gốc glucose Sau vài giờ bảo quản những đoạn xoănkép này sẽ kết tụ lại hình thành nên cấu trúc tinh thé loại B hết sức bền nhiệt (nhiệt độtan chảy trên 150°C) hay còn gọi là quá trình tái kết tinh amylose Bản thân những phân

tử amylose đã duỗi mạch và tự do định hướng với nhau dé dàng hơn giữa các phân tử

amylopectin mạch nhánh Do đó, sự thoái hóa hồ tinh bột gần như chỉ liên quan đến

những phân tử amylose.Sự thoái hóa tinh bột được chia thành hai giai đoạn: sự thoái hóa trong giai đoạn

ngăn - xảy ra trong vài giờ do amylose gây ra, sự thoái hóa trong giai đoạn dài - do

hướng song song và liên kết lại với nhau, và những tinh thé amylose này đặc biệt đượcxem như là hạt nhân cho sự tái kết tinh của amylopectin, kết quả thúc day tiễn trìnhthoái hóa toàn bộ Giai đoạn thoái hóa dài do quá trình tái kết tinh chậm của nhữngmạch nhánh bên ngoài của phân tử amylopectin Gel amylopectin cũng là một phan tinhthé Những điểm nhánh ngăn bên ngoài của amylopectin với mức độ polymer hóa từ 14— 20 gốc glucose liên kết thành cau trúc tinh thể, hình thành nên mạng lưới Không nhưamylose, cấu trúc tinh thé của amylopectin ít bền hơn so với cấu trúc tinh thể củaamylose do sự hạn chế về chiều dài mạch nhánh của amylopectin Nhiệt độ hòa tan tinhthé amylopectin trong khoảng từ 55 — 70°C.

Đặc tính thoái hóa của tinh bột bị ảnh hưởng một cách gián tiếp bởi sự sắp xếp cấutrúc của những chuỗi tinh bột trong khu vực vô định hình và khu vực tinh thể của nhữnghạt chưa hồ hóa, nói cách khác, đặc tính thoái hóa của tinh bột bị ảnh hưởng trực tiếpbởi mức độ phá hủy hạt tinh bột trong suốt giai đoạn hồ hóa và bị ảnh hưởng trực tiếpbởi sự tương tác giữa những chuỗi tinh bột (starch chains) trong suốt giai đoạn bảo quản

gel tinh bột.

Sự thoái hóa của tinh bột có thé được xác định băng nhiều phương pháp:+ Dựa vào sự mat khả năng kết hợp với iodine của amylose Bởi vì khi tinh bột bithoái hóa, những phân tử amylose được tổ chức vào khu vực tinh thể chúng không thểkết hợp được với những phân tử iodine (phương pháp này còn đang nghiên cứu)

+ Dùng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao rây phân tử (size — exclusion high

performance liquid chromatography, SE - HPLC): phương pháp này dựa trên sự thay

đối về kích thước phân tử liên quan đến thời gian lưu của amylose (phương pháp này

đang nghiên cứu) Nguyên lí của phương pháp này được nghiên cứu sâu ở mức độ phân

tử băng sự mô phỏng động học phân tử Kết quả cho thấy sự thoái hóa xảy ra, nhữngphân tử amylose được chuyển từ cau hình hỗn độn sang cau hình trật tự hơn do sự giatăng lực Van der Waals và lực liên kết hydro và giảm sự tương tác liên kết đã có trướcđó trong suốt giai đoạn bảo quản gel tinh bột

+ Quang phổ cận hồng ngoại (near — infrared spectroscopy)

+ Nhiễu xạ tia X (X - ray diffraction)

+ Nhiệt lượng kế vi sai (differential scanning calorimetry — DSC): đây là một kỹthuật để đo lường sự thay đổi của nhiệt lượng (thu nhiệt và tỏa nhiệt) trong suốt quá

trình thay đối trạng thái vật lí của thực phẩm như sự tan chảy của trạng thái tinh thé

sang trạng thái khác hoặc khi một vật liệu xảy ra phản ứng hóa học DSC được su dụng

dé nghiên cứu su hồ hóa và thoái hóa bằng cách gia nhiệt tinh bột với sự hiện diện củanước ở một tốc độ gia nhiệt không đôi Nhiệt lượng hấp thụ được xác định và khu vựcpeak tạo ra biéu diễn năng lượng (enthalpy) dùng cho sự hỗ hóa (AH,) Tương tự, năng

lượng dùng cho quá trình làm tan chảy gel đã bị thoái hóa cũng được tính toán (AH;).

Mức độ thoái hóa là tỷ số AH, /AH, Tuy nhiên, là một công cu giá tri dé định lượng sự

thoái hóa do amylopectin (hay sự thoái hóa do amylopectin gây ra) hon là định lượng sự

thoái hóa do amylose gây ra bởi vì năng lượng cần cung cấp để phá vỡ gel đã thoái hóado amylose gây ra cần nhiệt độ cao hơn (120 — 160°C), khi đó những đĩa nhôm trongthiết bị sẽ bị thủng trước khi gel thoái hóa do amylose tan chảy

Về cơ bản, tốc độ và mức độ của sự thoái hóa tỷ lệ thuận với hàm lượng amylose.Ngoài nguồn gốc tinh bột, sự thoái hóa cũng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: pH, nhiệt độ,hàm lượng tinh bột trong sản phẩm, ty lệ amylose/amylopectin trong tinh bột, cấu trúcphân tử của amylose và amylopectin, sự hiện diện và nồng độ của các thành phân khác(chất hoạt động bé mặt: muối)

Sự thoái hóa tinh bột gây ảnh hưởng đến chất lượng của một số sản phẩm thựcphẩm thường thấy: bánh mì bị iu theo thời gian bảo quan (bread staling), xúp, nước xốtbi giảm độ nhớt và có hiện tượng kết tủa

Băng cách thêm muối, đường, chất béo, chất nhũ hóa có thé làm giảm sự thoái

hóa.

% Nhiệt độ

Nhiệt độ càng thấp tốc độ thoái hóa càng tăng, vì khi nhiệt độ thấp làm cho liênkết hydro giữa các phân tử nước càng bền hơn, ngược lại liên kết hydro giữa tinh bộtvà nước càng yếu hơn

Cho nồng độ đường thấp vào huyền phù tinh bột bắp trước khi hồ hóa sẽ làm tăngsự trương phông của hạt tinh bột Ở nồng độ đường cao (> 20% khối lượng/khối lượng)sẽ làm giảm sự trương phông của hạt và làm tăng độ cứng của gel.

Đường sucrose được biết là làm tăng độ nhớt của huyền phù tinh bột khi nồng độdưới 20% w/w, nhưng ở nông độ cao hơn sé làm giảm độ nhớt của huyền phù tinh bột.Ảnh hưởng chính của sucrose là liên quan đến sự phông nở của hạt tinh bột Những

disaccharide được cho là có hiệu quả hơn những monosaccharide trong việc cạnh tranh

nước tự do và ức chế sự phông nở của hạt tinh bột Những nghiên cứu cho thấy, đườnglàm ôn định cau trúc gel cứng bởi hình thành những chiếc cầu (sugar bridges) giữa vùngtinh thé đã tan chảy và những khu vực vô định hình

+ Muối

Những muối ion âm và ion dương hóa trị 1 có thé làm giảm sự thoái hóa Dưới sựhiện diện của NaCl, độ nhót của dung dịch tăng làm chậm sự khuếch tán của nhữngphân tử amylose dẫn đến làm chậm quá trình hình thành gel Kết quả làm chậm quá

trình thoái hóa Ngoài ra, còn có sự tương tác giữa Na” với những nhóm OH' của

amylose và amylopectin trong tinh bột để hình thành phức làm giảm khả năng kết hợpcủa những sợi amylose, dẫn đến làm chậm quá trình hình thành gel Kết quả làm chậm

quá trình thoái hóa.

+ Chất béo

Acid béo bão hòa, acid stearic ưu tiên tạo phức với amylose, phức này xâm nhập

vào những chuỗi amylose, những chuỗi amylose này không kết hợp vào những chuỗiamylose xoắn kép đã tạo ra trước đó Do đó có ít hơn những tinh thể amylose khônghòa tan tạo thành nên làm chậm quá trình thoái hóa (hay làm giảm năng lượng cần cungcấp cho quá trình phá vỡ cấu trúc gel) Ngoài ra, còn một cơ chế nữa giải thích rằng:monoglyceride bão hòa làm trì hoãn sự trương phông của hạt tinh bột, làm chậm quá

trình giải phóng những sợi amylose.

% Acid

Độ pH của môi trường cũng ảnh hưởng ro rệt, ở pH=7 tốc độ thoái hóa cực đại, tốcđộ thoái hóa sẽ giảm khi tăng hoặc giảm pH Khi pH<2 hay pH>10 rất ít xảy ra hiệntượng thoái hóa Do acid thủy phân những liên kết nhạy cảm với acid tạo ra những phântử tỉnh bột nhỏ hon làm giảm độ bền gel Kết quả làm giảm sự thoái hóa

4 Phu gia thực phẩmNhững polysaccharide phi ion (non — ionic polysaccharides), chất tạo keo thựcphẩm, chất nhũ hóa có thé tương tác cục bộ với amylose, kết quả làm giảm sự thoái hóa

do amylose gây ra.

* Sự khuấy trộn/bơm/cắtLam biến dạng những hạt tinh bột đã trương nở; điều này làm giảm sự hình thànhgel và độ bền gel Kết quả làm giảm sự thoái hóa tinh bột

Sự thoái hóa tinh bột là một hiện tượng không mong muốn đối với một số sảnphẩm thực phẩm vì ảnh hưởng đến giá trị cảm quan cũng như là hạn sử dụng của sảnphẩm thực phẩm Tuy nhiên, ở một khía cạnh khác, sự thoái hóa cua tinh bột tạo ranhững sản phẩm thực phẩm có chỉ số glycemic thấp, còn gọi là tinh bột phản tính(resistant starch II) loại HI, dùng trong chữa tri và ngăn ngừa nhiều căn bệnh như timmạch, tiêu đường không phụ thuộc insulin, béo phì

Ngoài ra, một số tinh bột biến tính có khả năng làm chậm quá trình thoái hóa của

tinh bột.

Bang 1.4 Sự hồ hóa và thoái hóa của tinh bột |”!

Những hạt tinh bột chứa canhững sợi amylose mạch

thăng và amylopectin mạch

nhánh

Giai đoạn hô hóa tính bột O

Những hat tinh bột sống, ©

chưa nấu chín, được gia :

nhiệt trong nước

© ©

Những hạt tinh bột dang

trương phồng

Hoàn tất giai đoạn hồ hóa

(Gelatinization )

Mật Oo mat di hình dang “gx

©

Giai đoan tao gel tinh bột(Gelation)

Khối hồ tinh bột bat đầu

được làm nguội

Những vùng liên kết được

tạo bởi sợi amylose

Kết thúc giai đoạn tạo gel

tinh bot: những sợi

amylose liên kết với nhauvà nhốt những phân tử

nước bên trong.

Giai đoan thoái hóa tinh

Nước dân dân bị đây ra

khỏi cấu trúc gel tinh bột

Nước

1.7 Nguyên liệu gạo dùng trong sản xuất bún Í*! !°È B3!1.7.1 Loại gạo sử dụng trong chế biến bún

Theo đề tài nghiên cứu “Kết quả điều tra một số loại gạo được dùng trong chế biếnbún, bánh phở tại miền Bắc Việt Nam và đặc tính chất lượng của chúng” của tác giảHoàng Hải Hà, Ngô Xuân Mạnh thì một số loại gạo được sử dụng trong chế biến bún:

CR203 D10, Mộc Tuyên, VNI0, Khang Dân, C70, 13/2 (IRI7494) — được sử dụng

riêng lẻ hoặc phối trộn các loại gạo với nhau Các loại gạo này được khảo sát ở các tỉnhphía bắc: Bắc Gi ang, Hà Nội, Thái Bình, Hà Tây và Nam Dinh

Trong dân gian, gạo dùng trong chế biến bún là loại gạo “nở” được xay xát từloại thóc “cữ” là loại thóc sau khi thu hoạch có thời gian lưu kho ít nhất là 6 tháng đến 1năm Bên cạnh lựa chọn gạo thì các khâu trong quy trình chế biến cũng quyết định rấtlớn đến chất lượng bún

1.7.2 Thành phan hóa học chủ yếu của gao dùng làm bún

Chất lượng gạo dùng sản xuất bún được thé hiện ở hàm lượng tinh bột, protein

và amylose Hàm lượng amylose so với tinh bột biến động từ 25,26 + 1,23% đến 27.27

+ 1,17%.

e Ham lượng amylose từ 12 — 20% : thấp

e Ham lượng amylose từ 20 — 25% : trung bìnhe Ham lượng amylose trên 25% : cao

Theo thang phân loại của Rice post-havrest technology (1995) thì toàn bộ mẫu

gạo nghiên cứu trong chế biến bún đều được xếp vào loại gạo có hàm lượng amylose

cao (hàm lượng amylose > 25% ).

Bang 1.5 Hàm lượng amylose và protein của gạo dùng sản xuất bún tươi!”

STT Amylose (%) Protein ( %)l 25,90 + 1,04 7,57+0,972 2558 + 1,23 347+0.443 2627+1,01 10,84+094 25,87 + 0,79 9.65 +1,035 2564+ 1,10 8,94 + 0,646 25,87+1A3 8,24+0587 26,65 + 1,35 7,91 +0428 25,66+141 8,18 + 0,729 27,00 +1,01 788 + 0,73

Don vị % :so với khối lượng tinh bột

1.7.3 Đặc tính hóa lý của gạo chế biến búnNhững loại gạo với hàm lượng amylose cao, nhiệt độ hồ hóa thấp, và độ bén thégel cao phù hợp cho việc làm bún Sookdang (1998) báo cáo răng chỉ những loại bộtđược làm từ gạo có hàm lượng amylose cao cho bún ngon và cấu trúc bún tốt Bột đượclàm từ gạo có hàm lượng amylose trung bình cho bún bở hơn và tôn thất trong khi nấu(cooking loss) cao hơn, trong khi bột được làm từ gạo có hàm lượng amylose thấp

không có tiềm năng để sử dụng làm bún, thậm chí khi được phối trộn với bột được làm

từ gạo có hàm lượng amylose cao Theo Bhattacharya và cộng sự (1999), nhận thayrang hàm lượng amylose của bột gạo tương quan chat chẽ với cấu trúc của bún cũngnhư những đặc tính hóa lí của khối bột, bao gồm độ nở thể tích khối bột (flour swellingvolume), những tinh chat của khối bột đã hỗ hóa và cau trúc gel

Bún được làm từ gạo có hàm lượng amylose cao cho cau trúc tốt hon vi các phântử amylose dài nên tương tác giữa các phân tử dọc theo chiều dài lớn Kết quả tạo ra sợidai và chắc hơn Còn các phân tử amylopectin có nhiều mạch nhánh làm cho lực tươngtác giữa các phân tử yếu hơn nên dễ đứt hơn

CHƯƠNG 2 NGUYEN LIEU VAPHUONG PHAP NGHIEN CUU

2.1 Nguyén liéu2.1.1 Thóc IR50404

Thóc IR50404 được mua từ nông dân khóm Thới Hòa, phường Mỹ Thạnh,Tp.Long Xuyên, An Giang Nguyên liệu thóc tuân theo TCVN 8370: 2010.

2.1.2 Enzyme 4 — ơ — glucanotransferaseEnzyme 4 — œ — glucanotransferase từ Thermus scotoductus (TSœŒT) hoạt động

tối ưu ở điều kiện pH 7.0 và nhiệt độ 75°C Được tặng bởi GS Park Kwan Hwa TrườngĐại học Quốc gia Seoul, Hàn Quốc

Một đơn vị hoạt độ của enzyme (U) được định nghĩa bằng khối lượng enzyme sửdụng dé thủy phân 1mg amylose trong | phút

Hoạt tính enzyme: 60.000 U/g chế phẩm2.1.3 Thiết bị và dung cu

— Thiết bị sty Memmert— Máy quang phố UV-vis Thermo spectronic

— Máy ly tâm 6000 vòng/phút, 12000 vòng/phút

— Bề điều nhiệt Memmert— Bình hút 4m

-_ Cân 2 số lẻ, cân 4 số lẻ—_ Tủ lạnh, pH kế, dụng cụ làm bún— Bình tam giác 100ml, 250ml, bình định mức 100ml, 250ml, ống đong 2.1.4 Hóa chất

— Amylose và amylopectin từ gạo của hang Sigma.

— Côn tuyệt đối

— KI, b, NaOH, acid acetic

2.1.5 Địa điểmCác phòng thí nghiệm thuộc khoa Công Nghệ Thực Phẩm của trường Đại HọcCông Nghệ Sài Gòn Tổng thời gian nghiên cứu 6 tháng

2.2 Sơ đồ nghiên cứu

Chuẩn bị nguyên liệu

Bột gạo Tinh bột gạo

\Z

Tối ưu hóa quá trình biến tinh tinh bột gạo bang enzyme TSaGT

Hàm lượng enzyme Thời gian ủ enzyme