Ứng dụng sóng siêu âm để nâng cao hiệu quả quá trình thủy phân tinh bột khoai mì (manihot esculenta crantz)

MỤC LỤC MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH viii DANH MỤC BẢNG xi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xiii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN Quá trình thủy phân tinh bột Các giai đoạn trình thủy phân Động học trình thủy phân tinh bột Amylase 10 Enzyme  - amylase 11 Enzyme glucoamylase .13 Các tượng xảy sóng siêu âm tác động vào môi trường lỏng .15 Ứng dụng sóng siêu âm vào trình thủy phân tinh bột 18 Cơ sở khoa học 18 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thủy phân tinh bột tác động đồng thời enzyme sóng siêu âm 19 Những kết nghiên cứu thu 21 Xác định hướng nghiên cứu đề tài 24 CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 Nguyên liệu 25 Chế phẩm enzyme 25 Tinh bột khoai mì 25 Các hóa chất phân tích 26 Nội dung nghiên cứu 26 Phương pháp nghiên cứu thực nghiê ̣m 27 Phương pháp cổ điể n 27 Phương pháp quy hoa ̣ch thực nghiê ̣m 27 Bố trí thí nghiệm 28 v Phần 1: Xử lý siêu âm huyền phù tinh bột khoai mì – Ảnh hưởng sóng siêu âm đến giai đoạn hồ hóa 28 Phần 2: Xử lý siêu âm chế phẩm enzyme amylase 29 Phần 3: Xử lý siêu âm hỗn hợp huyền phù tinh bột khoai mì có chứa enzyme – Ảnh hưởng sóng siêu âm đến giai đoạn dịch hóa 32 Phần 4: So sánh giải pháp sử dụng sóng siêu âm để nâng cao hiệu thủy phân tinh bột khoai mì 33 Phương pháp phân tích, phương pháp tính toán thiết bị sử dụng .35 Phương pháp phân tích 35 Phương pháp tính toán 35 Thiết bị sử dụng 41 Xử lý số liệu 42 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 43 Phần 1: Xử lý siêu âm huyền phù tinh bột khoai mì – Ảnh hưởng sóng siêu âm đến giai đoạn hồ hóa 43 Ảnh hưởng hàm lượng tinh bột khoai mì huyền phù ban đầu 43 Ảnh hưởng nhiệt độ bắt đầu siêu âm 47 Ảnh hưởng công suất siêu âm 49 Ảnh hưởng thời gian siêu âm 51 Phần 2: Xử lý siêu âm chế phẩm enzyme amylase .53 Phần 2.1: Ảnh hưởng sóng siêu âm đến chế phẩm enzyme Termamyl 120L 53 Phần 2.2: Ảnh hưởng sóng siêu âm đến hoạt độ glucoamylase chế phẩm Dextrozyme GA 74 Phần 3: Ảnh hưởng sóng siêu âm đến giai đoạn dịch hóa huyền phù tinh bột khoai mì .84 Ảnh hưởng hàm lượng tinh bột khoai mì huyền phù ban đầu 84 Ảnh hưởng nhiệt độ bắt đầu siêu âm 87 Ảnh hưởng công suất siêu âm 90 Ảnh hưởng thời gian siêu âm 93 Ảnh hưởng đồng thời của nhiê ̣t đô ̣, công suấ t và thời gian siêu âm giai đoa ̣n dịch hóa đế n độ thủy phân tinh bột khoai mì 96 vi Phần 4: So sánh giải pháp sử dụng sóng siêu âm để nâng cao hiệu thủy phân tinh bột khoai mì .100 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 105 Kết luận 105 Về mặt khoa học 105 Về mặt ứng dụng .105 Kiến nghị .106 CHƯƠNG TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Đường cong mô tả giai đoạn hồ hóa tinh bột khoai mì số giống khoai mì trồng Brazil Hình 1.2 Phân loại enzyme amylase dựa vào vị trí chế xúc tác 11 Hình 1.3 Cấu trúc α-amylase 12 Hình 1.4 Cơ chế phản ứng thủy phân nhóm glycosyl α-amylase từ vi khuẩn Bacillus 13 Hình 1.5 Mô cấu trúc của glucoamylase từ Aspergillus niger 14 Hình 1.6 Cơ chế thủy phân liên kế t glycoside glucoamylase 14 Hình 1.7 Sự hình thành, phát triển bong bóng lòng chất lỏng tác dụng sóng siêu âm .16 Hình 2.1 Phương pháp xác định vmax Km dựa vào phương trình Linewearver Burk 36 Hình 2.2 Phương pháp xác định lượng hoạt hóa Ea theo phương pháp Arrhenius 37 Hình 3.1 Ảnh hưởng hàm lượng tinh bột huyền phù ban đầu đến độ nhớt 65oC, nồng độ tinh bột hòa tan độ hòa tan tinh bột sau 60 phút hồ hóa 43 Hình 3.2 Hình chụp kính hiển vi điện tử quét (SEM) hạt tinh bột khoai mì giai đoạn hồ hóa .44 Hình 3.3 Ảnh hưởng hàm lượng tinh bột huyền phù ban đầu đến kích thước hạt tinh bột sau xử lý siêu âm 45 Hình 3.4 Ảnh hưởng hàm lượng tinh bột huyền phù đến độ hòa tan tinh bột thời điểm cân 46 Hình 3.5 Sự thay đổi độ nhớt huyền phù tinh bột khoai mì 20% theo nhiệt độ .47 Hình 3.6 Ảnh hưởng nhiệt độ bắt đầu siêu âm đến độ hòa tan tinh bột sau 60 phút hồ hóa mẫu siêu âm mẫu đối chứng 48 Hình 3.7 Ảnh hưởng công suất siêu âm đến kích thước hạt tinh bột sau trình xử lý độ hòa tan tinh bột 49 Hình 3.8 Ảnh hưởng thời gian siêu âm đến độ hòa tan tinh bột 51 Hình 3.9 Ảnh hưởng thời gian siêu âm đến gia tăng độ hòa tan tinh bột mẫu siêu âm so với mẫu đối chứng kích thước trung bình hạt tinh bột sau siêu âm 52 Hình 3.10 Ảnh hưởng nhiệt độ siêu âm đến hoạt độ α – amylase chế phẩm Termamyl 120L .53 Hình 3.11 Ảnh hưởng công suất siêu âm đến hoạt độ α – amylase chế phẩm Termamyl 120L .55 Hình 3.12 Ảnh hưởng thời gian siêu âm đến hoạt độ α – amylase chế phẩm Termamyl 120L .56 Hình 3.13 Mối tương quan hoạt độ α - amylase xác định thực nghiệm theo phương trình hồi quy 58 viii Hình 3.14 Mức độ ảnh hưởng nhiệt độ, công suất, thời gian siêu âm tương tác chúng đến hoạt độ α – amylase chế phẩm enzyme Termamyl 120L 59 Hình 3.15 Bề mặt đáp ứng hoạt độ α- amylase thay đổi đồng thời công suất thời gian siêu âm 60 Hình 3.16 Phổ UV – VIS mẫu chế phẩm Termamyl 120L siêu âm đối chứng 61 Hình 3.17 Kết điện di mẫu chế phẩm Termamyl 120L siêu âm đối chứng 62 Hình 3.18 Phổ 1H-NMR mẫu chế phẩm Termamyl 120L siêu âm đối chứng 63 Hình 3.19 Phổ IR mẫu chế phẩm Termamyl 120L siêu âm đối chứng .63 Hình 3.20 Ảnh hưởng pH đến hoạt độ α- amylase mẫu siêu âm mẫu đối chứng 65 Hình 3.21 Ảnh hưởng pH đến thông số động học chế phẩm enzyme Termamyl 120L .66 Hình 3.22 Giản đồ Dixon Webb để xác định số phân ly pKa1, pKa2 mẫu siêu âm mẫu đối chứng 67 Hình 3.23 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến hoạt độ α- amylase mẫu siêu âm mẫu đối chứng 68 Hình 3.24 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến thông số động học chế phẩm enzyme Termamyl 120L 69 Hình 3.25 Biến đổi hoạt độ α – amylase mẫu siêu âm (SA) mẫu đối chứng (ĐC) theo thời gian 72 Hình 3.26 Ảnh hưởng nhiệt độ siêu âm đến hoạt độ glucoamylase chế phẩm Dextrozyme GA .75 Hình 3.27 Ảnh hưởng công suất siêu âm đến hoạt độ glucoamylase chế phẩm Dextrozyme GA 75 Hình 3.28 Ảnh hưởng thời gian siêu âm đến hoạt độ glucoamylase chế phẩm Dextrozyme GA .76 Hình 3.29 Mối tương quan hoạt độ glucoamylase xác định thực nghiệm theo phương trình hồi quy 78 Hình 3.30 Mức độ ảnh hưởng nhiệt độ, công suất, thời gian siêu âm tương tác ba thông số đến hoạt độ glucoamylase chế phẩm Dextrozyme GA .79 Hình 3.31 Bề mặt đáp ứng hoạt độ glucoamylase thay đổi đồng thời nhiệt độ, công suất thời gian siêu âm 81 Hình 3.32 Kết điện di mẫu chế phẩm Dextrozyme GA siêu âm đối chứng 82 Hình 3.33 Ảnh hưởng pH đến hoạt độ glucoamylase mẫu siêu âm mẫu đối chứng 83 Hình 3.34 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến hoạt độ glucoamylase mẫu siêu âm mẫu đối chứng 83 Hình 3.35 Ảnh hưởng hàm lượng tinh bột ban đầu đến nồng độ đường khử độ thủy phân tinh bột sau 80 phút dịch hóa 85 ix Hình 3.36 Hình chụp hạt tinh bột mẫu đối chứng mẫu siêu âm giai đoạn dịch hóa kính hiển vi điện tử quét (SEM) 86 Hình 3.37 Ảnh hưởng hàm lượng tinh bột huyền phù đến độ thủy phân tinh bột thời điểm cân 87 Hình 3.38 Ảnh hưởng nhiệt độ bắt đầu siêu âm đến độ thủy phân tinh bột sau 80 phút dịch hóa mẫu siêu âm so với mẫu đối chứng 88 Hình 3.39 So sánh giản đồ phân bố kích thước hạt mẫu siêu âm mẫu đối chứng nhiệt độ siêu âm khác 89 Hình 3.40 Ảnh hưởng nhiệt độ siêu âm đến độ thủy phân tinh bột thời điểm cân mẫu siêu âm mẫu đối chứng 90 Hình 3.41 So sánh giản đồ phân bố kích thước hạt mẫu xử lý siêu âm công suất khác .91 Hình 3.42 Ảnh hưởng công suất siêu âm đến độ thủy phân tinh bột sau 80 phút dịch hóa 92 Hình 3.43 Ảnh hưởng thời gian siêu âm đến độ thủy phân tinh bột sau 80 phút dịch hóa thời điểm cân mẫu siêu âm mẫu đối chứng 93 Hình 3.44 So sánh giản đồ phân bố kích thước hạt mẫu xử lý siêu âm thời gian khác 95 Hình 3.45 Mối tương quan độ thủy phân tinh bột xác định thực nghiệm theo phương trình hồi quy 97 Hình 3.46 Mức độ ảnh hưởng nhiệt độ, công suất, thời gian siêu âm tương tác chúng đến hoạt độ glucoamylase chế phẩm enzyme Dextrozyme GA 98 Hình 3.47 Bề mặt đáp ứng độ thủy phân sau 80 phút dịch hóa thay đổi đồng thời nhiệt độ, công suất thời gian siêu âm 99 Hình 3.48 Sự thay đổi độ thủy phân tinh bột khoai mì theo thời gian 101 Hình 3.49 Ảnh hưởng hàm lượng chế phẩm Termamyl 120L qua xử lý siêu âm đến độ thủy phân tinh bột kết thúc giai đoạn dịch hóa 104 x DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Kết nghiên cứu động học trình thủy phân tinh bột khoai mì enzyme 10 Bảng 1.2 Một số tính chất α-amylase từ chủng vi khuẩn Bacillus 13 Bảng 1.3 Một số tính chất glucoamylase từ nấm mốc 15 Bảng 1.4 Ứng dụng sóng siêu âm giai đoạn hồ hóa tinh bột 23 Bảng 2.1 Bố trí thí nghiê ̣m khảo sát ảnh hưởng các yếu tố trình xử lý siêu âm đế n hàm lượng tinh bột hòa tan giai đoạn hồ hóa 28 Bảng 2.2 Bố trí thí nghiê ̣m theo phương pháp cổ điển ảnh hưởng các yếu tố xử lý siêu âm đế n hoạt độ amylase chế phẩm enzyme thương mại 29 Bảng 2.3 Bố trí thí nghiê ̣m khảo sát ảnh hưởng các yếu tố trình siêu âm đế n độ thủy phân tinh bột giai đoạn dịch hóa 33 Bảng 3.1 Ma trâ ̣n quy hoa ̣ch thực nghiê ̣m và kế t quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng đồng thời nhiệt độ, công suất thời gian siêu âm đến hoạt độ α- amylase chế phẩm Termamyl 120L 57 Bảng 3.2 Các hệ số phương trình hồi quy mô tả ảnh hưởng nhiệt độ, công suất thời gian siêu âm đến hoạt độ α – amylase chế phẩm enzyme Termamyl 120L theo biến mã hóa 58 Bảng 3.3 Hàm lượng protein hòa tan mẫu chế phẩm Termamyl 120L siêu âm đối chứng 61 Bảng 3.4 Biến đổi cấu trúc bậc hai chế phẩm enzyme trước sau siêu âm 64 Bảng 3.5 Các thông số nhiệt động phản ứng thủy phân tinh bột với xúc tác mẫu enzyme siêu âm mẫu enzyme đối chứng 71 Bảng 3.6 Hằng số tốc độ vô hoạt enzyme kin thời gian bán hủy t1/2 mẫu siêu âm mẫu đối chứng giá trị nhiệt độ khác 73 Bảng 3.7 Các thông số nhiệt động trình vô hoạt enzyme mẫu siêu âm mẫu đối chứng giá trị nhiệt độ khác 73 Bảng 3.8 Ma trâ ̣n quy hoa ̣ch thực nghiê ̣m và kế t quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng đồng thời nhiệt độ, công suất thời gian siêu âm đến hoạt độ glucoamylase chế phẩm Dextrozyme GA 77 Bảng 3.9 Các hệ số phương trình hồi quy mô tả ảnh hưởng nhiệt độ, công suất thời gian siêu âm đến hoạt độ glucoamylase chế phẩm enzyme Dextrozyme GA theo biến mã hóa .78 Bảng 3.10 Hàm lượng protein hòa tan mẫu chế phẩm Dextrozyme GA siêu âm đối chứng 81 Bảng 3.11 Ma trâ ̣n quy hoa ̣ch thực nghiê ̣m và kế t quả 96 Bảng 3.12 Các hệ số phương trình hồi quy mô tả ảnh hưởng nhiệt độ, công suất thời gian siêu âm đến ΔRS sau 80 phút dịch hóa theo biến mã hóa 97 xi Bảng 3.13 Năng lượng siêu âm cần sử dụng để tăng hoạt độ chế phẩm amylase xử lý huyền phù tinh bột 103 Bảng 3.14 Năng lượng siêu âm cần sử dụng tính cho 100g tinh bột 103 xii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DE Chỉ số đương lượng dextrose (Dextrose equivalent) DH Độ thủy phân (degree of hydrolysis) DNS 3,5- dinitrosalisylic acid DP Mức độ polymer hóa phân tử tinh bột (Degree of Polymerization) DSC thiết bị đo nhiệt lượng (differential scanning calorimetry) DSOL Độ hòa tan tinh bột (degree of solubilization) ĐC Đối chứng E Enzyme E – S Phức “cơ chất – enzyme” E – P Phức “sản phẩm – enzyme” HĐα Hoạt độ α - amylase HĐG Hoạt độ glucoamylase HSAX Độ chênh lệch tính chất X mẫu siêu âm so với mẫu đối chứng P Sản phẩm QT Quá trình RVA thiết bị đo nhanh độ nhớt (rapid visco analyzer) S Cơ chất SA Siêu âm SEM Kính hiển vi điện tử quét (scanning electron microscopy) SP Độ trương nở hạt (swelling power) Tpaste Nhiệt độ bắt đầu hồ hóa Tpeak Nhiệt độ độ nhớt hỗn hợp bột – nước giai đoạn hồ hóa đạt cực đại ηpeak Độ nhớt cực đại hỗn hợp bột – nước giai đoạn hồ hóa xiii MỞ ĐẦU Quá trình thủy phân tinh bột sử dụng rộng rãi công nghiệp thực phẩm công nghiệp lên men Hiệu suất thủy phân tinh bột phụ thuộc chủ yếu vào giai đoạn phá vỡ hạt tinh bột để giải phóng phân tử amylose amylopectin, nhờ enzyme tiếp xúc với chất để chuyển hóa tinh bột thành đường Hiện nay, nhà sản xuất nước sử dụng nhiệt kết hợp với chế phẩm α – amylase để phá vỡ hạt tinh bột Phương pháp có nhược điểm cần sử dụng chế phẩm enzyme với hàm lượng cao thời gian xử lý dài [1] Trong mười năm gần đây, nhiều giải pháp công nghệ nghiên cứu nhằm giảm lượng chế phẩm enzyme cần dùng rút ngắn thời gian thủy phân, từ làm tăng hiệu kinh tế quy trình sản xuất Trong số đó, sử dụng sóng siêu âm để hỗ trợ trình thủy phân tinh bột bước đầu mang lại số kết tích cực [1], [2] Những nghiên cứu thực chủ yếu Trung Quốc Thái Lan Đến nay, chưa có công bố khoa học sử dụng sóng siêu âm trình thủy phân tinh bột Việt Nam Hiện nước ta, tinh bột khoai mì (tinh bột sắn - Manihot esculenta crantz.) có giá thành rẻ, phổ biến sử dụng rộng rãi trình thủy phân để sản xuất dextrin, maltodextrin, maltose glucose [3] Quá trình thủy phân tinh bột dài đến hàng chục giờ, lượng enzyme sử dụng nhiều hiệu suất thủy phân chưa cao [4] Xuất phát từ vấn đề thực tế trên, chúng thực hiê ̣n đề tài “Ứng dụng sóng siêu âm để nâng cao hiệu trình thủy phân tinh bột khoai mì (Manihot esculenta crantz.)” Mu ̣c đích nghiên cứu nâng cao hiệu trình thủy phân tinh bột khoai mì giải pháp sử dụng sóng siêu âm để rút ngắ n thời gian thủy phân tiết kiệm lượng enzyme sử dụng -1- Luận án xác định thông số thích hợp cho trình xử lý siêu âm huyền phù tinh bột khoai mì giai đoạn dịch hóa để làm tăng độ thủy phân Khi xử lý siêu âm huyền phù tinh bột khoai mì bổ sung α – amylase, độ thủy phân tinh bột kết thúc giai đoạn dịch hóa tăng 39,9% so với mẫu đối chứng hàm lượng tinh bột huyền phù ban đầu 35%, mẫu xử lý nhiệt độ bắt đầu hồ hóa (Tpaste), công suất siêu âm 3W/g tinh bột thời gian siêu âm 10 phút Luận án so sánh giải pháp làm tăng hiệu trình thủy phân tinh bột khoai mì có hàm lượng tinh bột huyền phù 35% Các giải pháp giảm 28% lượng chế phẩm enzyme cần sử dụng giảm thời gian thủy phân 33-69% tăng độ thủy phân 12,6-14,5% so với giải pháp đối chứng sử dụng sản xuất công nghiệp Trong số giải pháp thử nghiệm, giải pháp xử lý siêu âm huyền phù tinh bột giai đoạn dịch hóa, sau sử dụng chế phẩm Dextrozyme GA qua xử lý siêu âm cho độ thủy phân tinh bột cao (98,5%) độ thủy phân tăng 14,5% so với mẫu đối chứng Tuy nhiên, giải pháp tốn nhiều lượng Giải pháp xử lý siêu âm chế phẩm α – amylase glucoamylase trước sử dụng chúng trình thủy phân tinh bột cho độ thủy phân 96,8% giá trị tăng 12,6% so với mẫu đối chứng Giải pháp có tính khả thi cao không tiêu tốn nhiều lượng Kiến nghị  Xác định so sánh cấu hình không gian ba chiều chế phẩm enzyme sau siêu âm để hiểu rõ nguyên nhân gây biến đổi hoạt tính enzyme  Thử nghiệm sử dụng sóng siêu âm để tăng hoạt tính enzyme amylase cải thiện trình thủy phân tinh bột khoai mì quy mô pilot  Khảo sát ảnh hưởng sóng siêu âm đến hoạt độ xúc tác chế phẩm amylase khác có thị trường  Khảo sát ảnh hưởng sóng siêu âm đến hiệu suất thủy phân tinh bột huyền phù bột gạo, bột khoai mì… - 106 - CHƯƠNG TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] S Nitayavardhana, S Rakshit, D Grewell, J Leeuwen and S Khanal, "Ultrasound Pretreatment of Cassava Chip Slurry to Enhance Sugar Release for Subsequent Ethanol Production," Biotechnology and Bioengineering, vol 101, no 3, pp 487 - 496, 2008 [2] S Nitayavardhana, P Shrestha, M Rasmussen, L B.P., J Van Leeuwen and S Khanal, "Ultrasound improved ethanol fermentation from cassava chips in cassava-based ethanol plants," Bioresource Technology, vol 101, no 8, pp 2741-2747, 2010 [3] D Bedford, C Cerquiglini and J Claro, "Food outlook," FAO, 2015 [4] V Lê, Q Lại, T Nguyễn, N Tôn and T Trần, "Đường nha," in Công nghệ chế biến thực phẩm, Nhà xuất Đại Học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2009, pp 567-578 [5] T Baks, M Bruins, A Matser, A Janssen and R Boom, "Effect of Gelatinization and Hydrolysis Conditions on the Selectivity of Starch Hydrolysis with αAmylase from Bacillus licheniformis.," Journal of Agricultural and Food Chemistry, vol 56, p 488–495, 2008 [6] P Halley and L Averous, Starch Polymers: From Genetic Engineering to Green Applications, Elsevier, 2014 [7] M Boland, M Golding and H Singh, Food Structures, Digestion and Health, Academic Press, 2014, p 538 [8] M Kearsley and S Dziedzic, Handbook of Starch Hydrolysis Products and their Derivatives, Springer, 1995 [9] Y Iida, T Tuziuti, K Yasui, A Towata and T Kozuka, "Control of viscosity in starch and polysaccharide solutions with ultrasound after gelatinization," Innovative Food Science & Emerging Technologies, vol 9, no 2, p 140–146, 2008 [10] Y Chang, J Lin and S Chang, "Physicochemical properties of waxy and normal corn starches treated in different anhydrous alcohols with hydrochloric acid," Food Hydrocolloids, vol 20, p 332–339, 2006 [11] M Sujka and J Jamroz, "Ultrasound-treated starch: SEM and TEM imaging, and functional behaviour," Food Hydrocolloids, vol 31, no 2, p 413–419, 2013 [12] B W Smith and J H Roe, "A photometric method for the determination of αamylase in blood and urine, with use of the starch-iodine color," J Biol Chem., vol 179, pp 53-59, 1949 - 107 - [13] Q Li, Q Xie, S Yu and Q Gao, "Application of digital image analysis method to study the gelatinization process of starch/ sodium chloride solution systems," Food Hydrocolloids, vol 35, pp 392-402, 2014 [14] Q Li, H Li and Q Gao, "The influence of different sugars on corn starch gelatinization process with digital image analysis method," Food Hydrocolloids, vol 43, p 803–811, 2015 [15] K Cieśla, B Sartowska and E Królak, "SEM studies of the structure of the gels prepared from untreated and radiation modified potato starch," Radiation Physics and Chemistry, vol 106, p 289–302, 2015 [16] W S Ratnayake and D S Jackson , "Chapter Starch Gelatinization," in Advances in Food and Nutrition Research, vol 55, Elsevier Inc, 2008, p 221– 268 [17] P Jenkins and A Donald, "Gelatinization of starch:Acombined SAX/WAXS/DSC and SANS study," Carbohydrate Research, vol 308, p 133– 147, 1998 [18] J Lelievre, "Theory of gelatinization in a starch-water-solute system," Polymer, vol 17, no 10, p 854–858, 1976 [19] J A Radley, Examination and Analysis of Starch and Starch Products, Springer, 1976 [20] A Eliasson, Starch in food: Structure, function and applications, CRC Press, 2004 [21] A Jyothi, K Sasikiran, M Sajeev, R Revamma and S Moorthy, "Gelatinisation Properties of Cassava Starch in the Presence of Salts, Acids and Oxidising Agents," Starch - Stärke, vol 57, no 11, pp 547-555, 2005 [22] P Marques, C Pérégo, J Le Meins, R Borsali and V Soldi, "Study of gelatinization process and viscoelastic properties of cassava starch: Effect of sodium hydroxide and ethylene glycol diacrylate as cross-linking agent," Carbohydrate Polymers, vol 66, no 3, p 396–407, 2006 [23] Akuzawa,S.; Okada,N.; Tamaki,Y.; Ikegami,A.; Fujita,N.; Vilpoux,O.; Cereda, M.P.; Jane,J.L., "Physicochemical Properties of Starches Isolated from Five Cassava (Manihot esculenta Crantz) Landraces of Brazil," Journal of Applied Glycoscience , vol 59, pp 131-138, 2012 [24] L Yu and G Christie, "Measurement of starch thermal transitions using differential scanning calorimetry," Carbohydrate Polymers, vol 46, no 2, p 179–184, 2001 [25] R Freitas, R Paula, J Feitosa, S Rocha and M.-R Sierakowski, "Amylose contents, rheological properties and gelatinization kinetics of yam (Dioscorea - 108 - alata) and cassava (Manihot utilissima) starches," Carbohydrate Polymers, vol 55, no 1, pp 3-8, 2004 [26] M Sajeev, J Sreekumar, M Unnikrishnan, S Moorthy and S Shanavas, "Kinetics of thermal softening of cassava tubers and rheological modeling of the starch," Journal of Food Science and Technology , vol 47, no 5, pp 507-518 , 2010 [27] X Zhang, Q Tong, W Zhu and F Ren, "Pasting, rheological properties and gelatinization kinetics of tapioca starch with sucrose or glucose," Journal of Food Engineering, vol 114, no 2, p 255–261, 2013 [28] J Waterschoot, S Gomand, E Fierens and J Delcour, "Loss of birefringence and swelling behavior in native starch granules: Microstructural and thermal properties," Starch - Stärke, vol 67, no 1-2, p 14–29, 2015 [29] M Karimi, B Jenkins and P Stroeve, "Ultrasound irradiation in the production of ethanol from biomass," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol 40, p 400–421, 2014 [30] U Uthumporn, I Zaidul and A Karima, "Hydrolysis of granular starch at subgelatinization temperature using a mixture of amylolytic enzymes," Food and Bioproducts Processing, vol 88, p 47–54, 2010 [31] J Xu, W Zhao, Y Ning, Z Jin, B Xu and X Xu, "Comparative Study of Spring Dextrin Impact on Amylose Retrogradation," Journal of Agricultural and Food Chemistry, vol 60, no 19, p 4970–4976, 2012 [32] J Xu, X Fan, Y Ning , P Wang, Z Jin , H Lv , B Xu and X Xu , "Effect of spring dextrin on retrogradation of wheat and corn starch gels," Food Hydrocolloids, vol 33, no 2, p 361–367, 2013 [33] J Sun, R Zhao, J Zeng, G Li and X Li, "Characterization of Destrins with Different Dextrose Equivalents," Molecules , vol 15, pp 5162-5173, 2010 [34] Y Rong, M Sillick and C Gregson, "Determination of Dextrose Equivalent Value and Number Average Molecular Weight of Maltodextrin by Osmometry," Journal of Food Science, vol 74, no 1, pp C33 - C40, 2009 [35] N Nelson, "A photometric adaptation of the Somogyi method for the determination of glucose," pp 375-380, 1944 [36] G L Miller, "Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar," Anal Chem., vol 31, p 426–428, 1959 [37] J N BeMiller and R L Whistler, Starch: Chemistry and Technology, Academic Press, 2009, p 894 [38] S Naguleswaran, J Li, T Vasanthan, D Bressler and R Hoover, "Amylolysis of large and small granules of native triticale, wheat and corn starches using a - 109 - mixture of α-amylase and glucoamylase," Carbohydrate Polymers, vol 88, no 3, p 864–874, 2012 [39] H Olsen and P Falholt, "The Role of Enzymes in Modern Detergency," Journal of Surfactants and Detergents , vol 1, no 4, pp 555-567 , 1998 [40] M Chen and C J Bergman, "Method for determining the amylose content, molecular weights, and weight- and molar-based distributions of degree of polymerization of amylose and fine-structure of amylopectin," Carbohydrate Polymers, vol 69, no 3, pp 562-578, 2007 [41] M G Fitton, "Rapid Determination of Dextrose Equivalent by Cryoscopy," Starch/Stärke , vol 31, pp 381-384, 1979 [42] D Perez-Rea, C Rojas, S Carballo, W Aguilar, B r Bergensta° hl and L Nilsson, "Enzymatic hydrolysis of Canna indica, Manihot esculenta and Xanthosoma sagittifolium native starches below the gelatinization temperature," Starch/Sta¨ rke, vol 65, p 151–161, 2013 [43] S Z Dziedzic, Handbook of starch hydrolysis products and their derivatives, Springer, 2012 [44] D Lund and K Lorenz, "Influence of time, moisture, ingredients, and processing conditions on starch gelatinization," Critical Reviews in Food Science and Nutrition, vol 20, pp 249 - 273, 1984 [45] H Yamamoto, E Makita, Y Oki and M Otani, "Flow characteristics and gelatinization kinetics of rice starch under strong alkali conditions," Food Hydrocolloid, vol 20, no 1, pp 9-20, 2006 [46] B Zanoni, B Schiraldi and R Simonetta, "A naive model of starch gelatinization kinetics," Journal of Food Engineering, vol 24, no 1, pp 25-33, 1995 [47] A Beleia, S Butarelo and R Silva, "Modeling of starch gelatinization during cooking of cassava (Manihot esculenta Crantz)," LWT - Food Science and Technology, vol 39, no 4, p 400–405, 2006 [48] L Lbpez-Ulibarri, S Huerta, B Schettino-Bermúdez and M Gutiérrez-Rojas, "Gelatinization of cassava meal for solid state fermentation," Journal of Food Engineering, vol 9, no 3, p 237–243, 1989 [49] B Jankovíc, "Thermal characterization and detailed kinetic analysis of Cassava starch thermo-oxidative degradation," Carbohydrate Polymers, vol 95, no 2, p 621–629, 2013 [50] S Kim, C Ciacco and B D'Appolonia, "A research note kinetic study of retrogradation of cassava starch gels," Journal of Food Science, vol 41, no 5, p 1249–1250, 1976 - 110 - [51] K A Johnson and R Goody, "The Original Michaelis Constant: Translation of the 1913 Michaelis–Menten Paper," Biochemistry , vol 50, no 39, p 8264–8269, 2011 [52] D Yankov, E Dobreva, V Beschkov and E Emanuilova, "Study of optimum conditions and kinetics of starch hydrolysis by means of thermostable αamylase," Enzyme and Microbial Technology, vol 8, 1986 [53] V Komolprasert and R Y Ofoli, "Starch hydrolysis kinetics of Bacillus licheniformis α-amylase," Journal of Chemical Technology and Biotechnology, vol 51, no 2, p 209–223, 1991 [54] M Marangoni, Enzyme kinetics: a model approach, Wiley , 2002 [55] I Goni, A Garcia-Alonso and F Saura-Calixto, "A starch hydrolysis procedure to estimate glycemic index.," Nutrition Research , vol 17, p 427–437, 1997 [56] M Frei, P Siddhuraju and K Becker, "Studies on the in vitro starch digestibility and the glycemic index of six different indigenous rice cultivars from the Philippines," Food Chemistry, vol 83, p 395–402, 2003 [57] S Khanal, M Montalbo, J H Leeuwen, G Srinivasan and D Grewell, "Ultrasound Enhanced Glucose Release From Corn in Ethanol Plants," Biotechnology and Bioengineering, vol 98, no 5, pp 978 - 985, 2007 [58] G J S Al-Rabadi, R G Gilbert and M J Gidley, "Effect of particle size on kinetics of starch digestion in milled barley and sorghum grains by porcine alpha amylase," Journal of Cereal Science, vol 50, p 198–204, 2009 [59] A Dona, G Pages, R Gilbert and P Kuchel, "Review: Digestion of starch: In vivo and in vitro kinetic models used to characterise oligosaccharide or glucose release," Carbohydrate Polymers , vol 80, p 599–617, 2010 [60] S Gorinstein, "Kinetic Studies During Enzyme Hydrolysis of Potato and Cassava Starches," Starch – Stärke, vol 45, no 3, p 91–95, 1993 [61] D Paolucci-Jeanjean, M Belleville, N Zakhia and G Rios, "Kinetics of cassava starch hydrolysis with Termamyl® enzyme," Biotechnology and Bioengineering, vol 68, no 1, p 71–77, 2000 [62] V Komolprasert and R Ofoli, "Starch hydrolysis kinetics of Bacillus licheniformis α-amylase," Journal of Chemical Technology and Biotechnology, vol 51, no 2, p 209–223, 1991 [63] Kandil,A.; Li,J.; Vasanthan,T.; Bressler, D.C., "Phenolic Acids in Some Cereal Grains and Their Inhibitory Effect on Starch Liquefaction and Saccharification," Journal of Agricultural and Food Chemistry , vol 60, no 34, p 8444–8449, 2012 [64] S Pervez, A Aman, S Iqbal, N Siddiqui and A Qader, "Saccharification and liquefaction of cassava starch an alternative source for the production of - 111 - bioethanol using amylolytic enzymes by double fermentation process," BMC Biotechnology 2014, 14:49, vol 14, no 49, 2014 [65] A Pandey, P Nigam, C Soccol, V Soccol, D Singh and R Mohan, "Review: Advances in microbial amylases," Biotechnology Applied Biochemistry, vol 31, pp 135-152, 2000 [66] H Taniguchi and Y Honnda, "Applied Microbiology: Industry amylases," in Encyclopedia of Microbiology, vol 1, Elsevier Inc All rights reserved, 2009, pp 159 - 173 [67] P Polaina and A MacCabe, Industrial Enzymes Structure, Function and Applications, Springer , 2007 [68] W W Windish and N S Mhatre, "Microbial amylases," Advances in applied microbiology, vol 7, pp 273-304, 1965 [69] T Kuriki and T Imanaka, "The concept of the α-amylase family: structural similarity and common catalytic mechanism," Journal of Bioscience and Bioengineering, vol 87, no 5, pp 557-565, 1999 [70] M van der Maarel, B van der Veen, J Uitdehaag, H Leemhuis and L Dijkhuizen, "Properties and applications of starch converting enzymes of the αamylase family," Journal of Biotechnology, vol 94, no 2, pp 137-155, 2002 [71] J E Nielsen and T V Borchert, "Review Protein engineering of bacterial Kamylases," Biochimica et Biophysica Acta, vol 1543, p 253^274, 2000 [72] k Hiteshi and R Gupta, "Thermal adaptation of α-amylases: a review," Extremophiles , vol 18, no 6, pp 937-944 , 2014 [73] J Nielsen, L Beier, D Otzen, T Borchert, H Frantzen, K Andersen and A Svendsen, "Electrostatics in the active site of an alpha-amylase.," European Journal of Biochemistry, vol 264, no 3, p 816–824, 1999 [74] J Nielsen and T Borchert, "Protein engineering of bacterial α-amylases," Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Protein Structure and Molecular Enzymology, vol 1543, no 1, p 253–274, 2000 [75] J Nielsen and J McCammon, "Calculating pKa values in enzyme active sites," Protein science, vol 12, no 9, p 1894–1901, 2003 [76] M Okuyama, "Function and structure studies of GH family 31 and 97 αglycosidases," Bioscience, biotechnology, and biochemistry, vol 75, no 12, pp 2269-2277, 2011 [77] R Gupta, P Gigras, H Mohapatra, V Goswami and B Chauhan, "Microbial αamylase: a biotechnological perspective," Process Biochemistry, vol 38, no 11, p 1599–1616, 2003 - 112 - [78] M Meagher and P Reilly, "Kinetics of the hydrolysis of di- and trisaccharides by Aspergillus nigerglucoamylases I and II," Biotechnology and Bioengineering, vol 34, no 5, pp 689-693, 1989 [79] P Selvakumar, L Ashakumary and A Pandey, "Microbial synthesis of starch saccharifying enzyme in solid state fermentation.," J Sci Ind Res., vol 55, pp 443-449, 1996 [80] B Svensson, T Svendsen, I Svendsen, T Sakai and M Ottesen, "Characterization of two forms of glucoamylase from aspergillus niger Carlsberg Research Communications," Carlsberg Research Communications , vol 7, no 1, pp 55-69, 1982 [81] J Nunberg, J Meade, G Cole, F Lawyer, P McCabe, V Schweickart, R Tal, V Wittman, J Flatgaard and M Innis, "Molecular cloning and characterization of the glucoamylase gene of Aspergillus awamori," Molecular and cellular biology, vol 4, no 11, pp 2306-2315 , 1984 [82] P Kumar and T Satyanarayana, "Microbial glucoamylases: characteristics and applications," Critical Reviews in Biotechnology, vol 29, no 3, p 225–255, 2009 [83] B Svensson, T Pedersen, I Svendsen, T Sakai and M Ottesen, "Characterization of forms of glucoamylase from Aspergillus niger," Carlsberg Res Commun , vol 47, p 55–69, 1982 [84] R Gupta, P Gigras, H Mohapatra, V K Goswami and B Chauhan, "Microbial a-amylases: a biotechnological perspective," Process Biochemistry, vol 0, pp - 18, 2003 [85] H Feng, G Barbosa-Canovas and J Weiss, Ultrasound Technologies for Food and Bioprocessing, Springer , 2010 [86] J Kuldiloke, "Effect of Ultrasound, Temperature and Pressure Treatments on Enzyme Activity and Quality Indicators of Fruit and Vegetable Juices," Genehmigte Dissertation, 2002 [87] T J Mason and J P Lorimer, Applied Sonochemistry: Uses of Power Ultrasound in Chemistry and Processing, Wiley-VCH, 2002, p 314 [88] J Capelo-Martínez, Ultrasound in Chemistry: Analytical Applications, WILEYVCH Verlag GmbH & Co KGaA, 2009 [89] M Ashokkumar, D Sunartio, S Kentish, R Mawson, L Simons, K Vilkhu and C Versteeg, "Modification of food ingredients by ultrasound to improve functionality: A preliminary study on a model system," Innovative Food Science & Emerging Technologies, vol 9, no 2, pp 155-160, 2008 - 113 - [90] J Lee, H Kim and H Yang, "Effect of viscosity ratio and AN content on the compatibilization of PC-SAN blends during ultrasound-assisted melt mixing," Korea-Australia Rheology Journal, vol 17, no 4, pp 165-170, 2005 [91] K S Suslick, "The Chemical Effects of Ultrasound," Scientific American, vol 62, pp 62-68, 1989 [92] K S Suslick and D J Flannigan, " Inside a Collapsing Bubble, Sonoluminescence and Conditions during Cavitation," Annual Review of Physical Chemistry, vol 59, pp 659-683, 2008 [93] Y Picó, "Ultrasound-assisted extraction for food and environmental samples," TrAC Trends in Analytical Chemistry, vol 43, pp 84-99, 2013 [94] K S Suslick and E B Flint, "The temperature of cavitation," Science, vol 253, no 25, p 1397–1399, 1991 [95] J Floros and H Liang, "Acoustically assisted diffusion through membranes and biomaterials," Food Technology, pp 79-84, 1994 [96] R Mawson, M Gamage, N S Terefe and K Knoerzer, "Ultrasound in Enzyme Activation," in Ultrasound Technologies for Food and Bioprocessing, Springer New York, 2011, pp 369-404 [97] C Gong and D Hart, "Ultrasound Induced Cavitation and Sonochemical Yields," Journal of the Acoustical Society of America, vol 104, pp 2675-2691, 1998 [98] T Wu, N Guo, C Teh and J Hay, Advances in ultrasound technology for environmental remediation, Springer Netherlands, 2013 [99] M V Potapovich, A N Eryomin, I M Artzukevich, I P Chernikevich and D I Metelitza, "Isolation, purification, and characterization of catalase from the methylotrophic yeast Pichia pastoris," Biochemistry-Moscow, vol 646–657, p 646–657, 2001 [100] E I Tarun, I E Adzerikho and D I Metelitsa, "Inactivation of urease under the action of ultrasonically induced cavitation," Russian journal of physical chemistry, vol 77, no 3, pp 468-476, 2003 [101] M V Potapovich, A N Eremin and D Metelitza, "Kinetics of catalase inactivation induced by ultrasonic cavitation," Applied Biochemistry and Microbiology, vol 39, p 140–146, 2003 [102] Z V Rachinskaya, E I Karasyova and D I Metelitza, "Inactivation of glucose6-phosphate dehydrogenase in solution by low- and high-frequency ultrasound," Applied Biochemistry and Microbiology, vol 40, pp 120 - 128, 2004 [103] M Barteri, M Diociaiuti, A Pala and S Rotella, "Low frequency ultrasound induces aggregation of porcine furnarase by free radicals production," Biophysical Chemistry, vol 111, p 35–42, 2004 - 114 - [104] P Mañas, B Mu˜noz, D Sanz and S Condón, "Inactivation of lysozyme by ultrasonic waves under pressure at different temperatures," Enzyme and Microbial Technology, vol 39, no 6, p 1177–1182, 2006 [105] E Karaseva and D Metelitsa, "Stabilization of glucoso-6-phosphate dehydrogenase by its substrate and cofactor in an ultrasonic field," Bioorg Khim., vol 32, no 5, pp 485-493, 2006 [106] C P Johnson, H.-Y Tang, C Carag, D W Speicher and D E Discher, "Forced Unfolding of Proteins within Cells," Science, vol 317, no 5838, pp 663-666, 2007 [107] E X Leaes, D Lima, L Miklasevicius, A P Ramon, V D Prá, M M Bassaco, L M Terra and M A Mazutti, "Effect of ultrasound-assisted irradiation on the activities of α-amylase and amyloglucosidase," Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, vol online, pp 1-5, 2012 [108] M Souza, E Mezadri, E Zimmerm, E Leaes, M Bassaco, V Prá, E Foletto, A Cancellier, L Terra, S Jahn and M Mazutti, "Evaluation of activity of a commercial amylase under ultrasound-assisted irradiation," Ultrasonics Sonochemistry, vol 20, no 1, pp 89-94, 2013 [109] R Kadkhodaee and M J Povey, "Ultrasonic inactivation of Bacillus α-amylase I effect of gas content and emitting face of probe," Ultrasonics Sonochemistry, vol 15, no 2, p 133–142, 2008 [110] Z Yu, W Zeng, W Zhang, X Liao and B Shi, "Effect of ultrasound on the activity and conformation of a-amylase, papain and pepsin," Ultrasonics Sonochemistry, vol 21, p 930–936, 2014 [111] Y Y J Zuo, P Hébraud, Y Hemar and M Ashokkumar, "Quantification of high-power ultrasound induced damage on potato starch granules using light microscopy," Ultrasonics Sonochemistry, vol 19, no 3, pp 421-426, 2012 [112] C Kim, S Lee and B Yoo, "Dynamic rheology of rice starch-galactomannan mixtures in the aging process," Starch/Stärke, vol 58, p 35–43, 2006 [113] K Sandhu and N Singh, "Some properties of corn starches II: Physicochemical, gelatinization, retrogradation, pasting and gel textural properties," Food Chemistry, vol 101, p 1499–1507, 2007 [114] A R Jambrak, Z Herceg, D Šubarić, J Babić, M Brnčić, S R Brnčić, T Bosiljkov, D Čvek, B Tripalo and J Gelo, "Ultrasound effect on physical properties of corn starch," Carbohydrate Polymers, vol 79, no 1, pp 91-100, 2010 [115] Q Huang, L Li and X Fu, "Ultrasound Effects on the Structure and Chemical Reactivity of Cornstarch Granules," Starch/Stärke, vol 59, no 8, p 371–378, 2007 - 115 - [116] J Y Zuo, K Knoerzer, R Mawson, S Kentish and M Ashokkumar, "The pasting properties of sonicated waxy rice starch suspensions," Ultrasonics Sonochemistry, vol 16, no 4, pp 462-468, 2009 [117] S Nikolíc, L Mojovíc, M Rakin, D Pejin and J Pejin, "Utilization of microwave and ultrasound pretreatments in the production of bioethanol from corn," Clean Techn Environ Policy, vol 13, no 4, p 587–594, 2011 [118] M Montalbo-Lomboy, L Johnson, S Khanal, J Leeuwen and D Grewell, "Sonication of sugary-2 corn: A potential pretreatment to enhance sugar release," Bioresource Technology, vol 101, no 1, p 351–358, 2010 [119] S Nikolíc, L Mojovic, M Rakin, D Pejin and J Pejin, "Ultrasound-assisted production of bioethanol by simultaneous saccharification and fermentation of corn meal," Food Chemistry, vol 122, no 1, p 216–222, 2010 [120] D Pejin, L Mojovíc, J Pejin, O Grují, S Markov, S Nikolíc and M Markovíc, "Increase in bioethanol production yield from triticale by simultaneous saccharification and fermentation with application of ultrasound," Journal of Chemical Technology and Biotechnology, vol 87, no 2, p 170–176, 2012 [121] S Khanal, M Montalbo, J Leeuwen, G Srinivasan and D Grewell, "Ultrasound Enhanced Glucose Release From Corn in Ethanol Plants," Biotechnology and Bioengineering, vol 98, no 5, pp 978 - 985, 2007 [122] S Shewale and A Pandit, "Enzymatic production of glucose from different qualities of grain sorghum and application of ultrasound to enhance the yield," Carbohydrate Research, vol 344, no 1, pp 52-60, 2009 [123] Q Junqing, C Xingyu, Y Xuexiao and L Binfeng, "Optimisation of porous starch preparation by ultrasonic pretreatment followed by enzymatic hydrolysis," International Journal of Food Science and Technology, vol 46, no 1, p 179– 185, 2011 [124] W Miao, X Xu, B Zhou, S Pan, K Wang, C Fan and L Wang, "Improvement of sugar production from potato pulp with microwave radiation and ultrasonic wave pretreatments," Journal of Food Process Engineering, vol 37, no 1, pp 86 - 90, 2014 [125] J Zheng, Q Li, A Hu, L Yang, J Lu, X Zhang and Q Lin, "Dual-frequency ultrasound effect on structure and properties of sweet potato starch," Starch Stärke, vol 2013, no 7-8, p 621–627, 2013 [126] Z Luo, X Fu and X He, "Effect of Ultrasonic Treatment on the Physicochemical Properties of Maize Starches Differing in Amylose Content," Starch/Stärke, vol 60, p 646–653, 2008 [127] S Nitayavardhana, S Rakshit, D Grewell, J Leeuwen and S Khanal, "Ultrasound Pretreatment of Cassava Chip Slurry to Enhance Sugar Release for - 116 - Subsequent Ethanol Production," Biotechnology and Bioengineering, vol 101, no 3, pp 487 - 496, 2008 [128] A Hernoux-Villière, U Lassi, T Hu, A Paquet, L Rinaldi, G Cravotto, S Molina-Boisseau, M Marais and J Lévêque, "Simultaneous Microwave/Ultrasound-Assisted Hydrolysis of Starch-Based Industrial Waste into Reducing Sugars," ACS Sustainable Chemistry & Engineering, vol 1, no 8, p 995–1002, 2013 [129] N Sit, S Misra and S Deka, "Yield and Functional Properties of Taro Starch as Affected by Ultrasound," Food Bioprocess Technology, vol 7, no 7, p 1950– 1958, 2014 [130] A Amini, S Razavi and S Mortazavi, "Morphological, physicochemical, and viscoelastic properties of sonicated corn starch," Carbohydrate Polymers, vol 122, no 20, p 282–292, 2015 [131] A Hu, S Jiao, J Zheng, L Li, Y Fan, L Chen and Z Zhang, " Ultrasonic frequency effect on corn starch and its cavitation," LWT - Food Science and Technology , vol 60 , no 2, Part 1, pp 941-947, 2015 [132] N Kang, Y J Zuo, L Hilliou, M Ashokkumar and Y Hemar, " Viscosity and hydrodynamic radius relationship of high-power ultrasound depolymerised starch pastes with different amylose content.," Food Hydrocolloids , vol 52 , pp 183-191, 2016 [133] E X Leaes, E Zimmermann, M Souza, A P Ramon, E T Mezadri, V D Pra, L M Terra and M A Mazutti, "Ultrasound-assisted enzymatic hydrolysis of cassava waste to obtain fermentable sugars," Biosystems engineering, vol 115, pp 1-6, 2013 [134] T H Đỗ, T T Vũ and H P Nguyễn, "Xác định điều kiện thích hợp cho trình thủy phân tinh bột thành nguyên liệu sản xuất Isomalto Oligosaccharides," Công Nghiệp: Khoa học Công nghệ , vol 9, pp 39-41, 2013 [135] T H Ngô, "BÁO CÁO TỔNG KẾT KHOA HỌC CÔNG NGHỆ DỰ ÁN SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM Dự án: “Hoàn thiện công nghệ hệ thống thiết bị sản xuất sirô Fructoza 42% để sử dụng công nghiệp thực phẩm”," Trung tâm Công nghệ Thực phẩm Công nghiệp Môi trường, Hà nội, 2010 [136] S Dong and L D.N., "Kinetics of the Thermal Inactivation of Bacillus subtilis α-Amylase and Its Application on the Desizing of Cotton Fabrics," Journal of Applied Polymer Science, vol 109, p 3733–3738, 2008 [137] I L Batey, "Starch Analysis Using Thermostable alpha-Amylases," Starch Stärke, vol 34, pp 125-128, 1982 [138] P Bernfeld, "Amylases, alpha and beta," in Methods in enzymology, vol 1, New York, Academic Press, 1955, pp 149-158 - 117 - [139] M Bradford, "A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding.," Analytical Biochemistry, vol 72, pp 248-254, 1976 [140] U Laemmli, "Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4," Nature, vol 227, no 5259, pp 680 - 685, 1970 [141] R A Copeland, Enzymes: A Practical Introduction to Structure, Mechanism, and Data Analysis, Wiley-VCH, Inc., 2000, p 411 [142] A Cornish-Bowden, Fundamentals of Enzyme Kinetics, Wiley-Blackwell, 2012 [143] H Eyring and A Stearn, "The application of the theory of absolute reaction rates to protein," Chemical reviews, vol 24, no 2, p 253–270, 1939 [144] Nguyễn V Thêm, Hướng dẫn sử du ̣ng Statgraphics plus version 3.0 và 5.1 để xử lý và phân tích thông tin lâm ho ̣c, TP.HCM: NXB Nông nghiê ̣p, 2004 [145] Abdi H., Nguyễn H Dzũng, Phân tích dữ liê ̣u thực nghiê ̣m, NXB Đa ̣i ho ̣c Quố c Gia TPHCM, 2012, p 373 [146] G Antti, P Pentti and K Hanna, "Ultrasonic degradation of aqueous carboxymethylcellulose: effect of viscosity, molecular mass, and concentration," Ultrasonics Sonochemistry, vol 15, no 4, pp 644 - 648, 2008 [147] A R Jambrak, Z Herceg, D Šubarić, J Babić, M Brnčić, S R Brnčić, T Bosiljkov, D Čvek, B Tripalo and J Gelo, "Ultrasound effect on physical properties of corn starch," Carbohydrate Polymers, vol 79, no 1, pp 91-100, 2010 [148] M Bashari, A Eibaid, J Wang, Y Tian, X Xu and Z Jin, "Influence of low ultrasound intensity on the degradation of dextran catalyzed by dextranase," Ultrasonics Sonochemistry, vol 20, no 1, p 5–161, January 2013 [149] Z Wang, X Lin, P Li, J Zhang, S Wang and H Ma, "Effects of low intensity ultrasound on cellulase pretreatment," Bioresource Technology, vol 117, p 222– 227, 2012 [150] M Barteri, M Diociaiuti, A Pala and S Rotella, "Low frequency ultrasound induces aggregation of porcine furnarase by free radicals production," Biophysical Chemistry, vol 111, p 35–42, 2004 [151] E I Tarun, I E Adzerikho and D I Metelitsa, "Inactivation of urease under the action of ultrasonically induced cavitation," Russian journal of physical chemistry, vol 77, no 3, pp 468-476, 2003 [152] E Grintsevich, I Adzerikho, A Mrochek and D Metelitza, "Polydisulfides of substituted phenols as effective protectors of peroxidase against inactivation by ultrasonic cavitation," Biochemistry (Mosc)., vol 66, no 7, pp 740 - 746, 2001 - 118 - [153] Y Y Liu, A Yoshikoshi, B Wang and A Sakanishi, "Influence of ultrasonic stimulation on the growth and proliferation of Oryza sativa Nipponbare callus cells," Colloids and Surfaces B-Biointerfaces, vol 27, p 287–293, 2003 [154] P Raviyan, Z Zang and H Feng, "Ultrasonication for tomato pectinmethylesterase inactivation: effect of cavitation intensity and temperature on inactivation," Joural of Food Engineering, vol 70, no 2, pp 189-196, 2005 [155] J Markley, D Meadows and O Jardetzky, "Nuclear magnetic resonance studies of helix-coil transitions in polyamino acids," Journal of Molecular Biology, vol 27, no 1, pp 25-40, 1967 [156] H R Kalbitzer, R Leberman and A Wittinghofer, "H-NMR spectroscopy on elongation factor Tu from Escherichia coli: Resolution enhancement by perdeuteration," FEBS Letters, vol 80, no 1, pp 40-42, 1985 [157] S Krimm and J Bandekar, "Vibrational spectroscopy and conformation of peptides, polypeptides, and proteins," Adv Protein Chem, no 38, pp 181-364, 1986 [158] S Venyaminov and N Kalnin, "Quantitative IR spectrophotometry of peptide compounds in water (H2O) solutions I Spectral parameters of amino acid residue absorption bands," Biopolymers, vol 30, no 13-14, p 1243–1257, 1990 [159] Venyaminov, S.U and L Kalnin, "Quantitative IR spectrophotometry of peptide compounds in water (H2O) solutions II Amide absorption bands of polypeptides and fibrous proteins in α-, β-, and random coil conformations," Biopolymers, vol 30, no 13-14, p 1259–1271, 1990 [160] J Bandekar, "Amide modes and protein conformation," Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Protein Structure and Molecular Enzymology, vol 1120, no 2, p 123−143, 1992 [161] N Nevskaya and Y Chirgadze, "Infrared spectra and resonance interactions of amide-I and II vibrations of α-helix," Biopolymers, vol 15, no 4, pp 637-648, 1976 [162] A Barth, "Infrared spectroscopy of proteins," Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Bioenergetics, vol 1767, no 9, p 1073–1101, 2007 [163] P Subhedar and P Gogate, "Enhancing the activity of cellulase enzyme using ultrasonic irradiations," Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, vol 101, p 108–114, 2014 [164] J Wang, Y Cao, B Sun, C Wang and Y Mo, "Effect of ultrasound on the activity of alliinase from fresh garlic," Ultrasonics Sonochemistry, vol 18, no 2, p 534–540, 2011 - 119 - [165] J Nielsen, T Borchert and G Vriend, "The determinants of α-amylase pH– activity profiles," Protein engineering design & selection, vol 14, no 7, pp 505512, 2001 [166] R Nakaijima, T Imanaka and S Ariba, "Comparison of amino acid sequences of eleven different α-amylases," Applied Microbiology and Biotechnology, vol 23, no 5, pp 355-360, 1986 [167] I Haq, JavedM.M., U Hameed and F Adnan, "Kinetics and thermodynamic studies of alpha amylase from Bacillus licheniformis mutant," Pakistan Journal of Botany, vol 45, no 5, pp 3507-3516, 2010 [168] M Bashari, M Abdelhai, S Abbas, A Eibaid, X Xu and Z Jin, "Effect of ultrasound and high hydrostatic pressure (US/HHP) on the degradation of dextran catalyzed by dextranase," Ultrasonics Sonochemistry , vol 21, no 1, p 76–83, 2014 [169] A Lawal, A Banjoko, S Olatope, F Alebiosu, F Orji and Y Suberu, "Production and partial purification of glucoamylase from Aspergillus niger isolated from cassava peel soil in Nigeria," African Journal of Biotechnology, vol 13, no 21, pp 2154-2158, 2014 [170] A Bagheri, R Khodarahmi and A Mostafaie, "Purification and biochemical characterisation of glucoamylase from a newly isolated Aspergillus niger: Relation to starch processing," Food Chemistry, vol 161, p 270–278, 2014 [171] Nikolic´, S.; Mojovic, L.; Rakin, M.; Pejin, D.; Pejin, J., "Ultrasound-assisted production of bioethanol by simultaneous saccharification and fermentation of corn meal," Food Chemistry , vol 122, pp 216 - 222, 2010 - 120 - [...]... huyền phù tinh bột khoai mì có chứa enzyme – Ảnh hưởng của sóng siêu âm đến giai đoạn dịch hóa: Mục đích của phần này nhằm xác đinh ̣ quy luật ảnh hưởng của sóng siêu âm đến quá trình giải phóng và thủy phân tinh bột, làm tăng hàm lượng tinh bột hòa tan trong hỗn hợp tinh bột và enzyme Phần 4: So sánh các giải pháp sử dụng sóng siêu âm để nâng cao hiệu quả thủy phân tinh bột khoai mì: sử dụng enzyme... Tác động của sóng siêu âm đến hoạt độ chế phẩm enzyme amylase công nghiệp khi không có sự hiện diện của tinh bột  Tác động của sóng siêu âm lên quá trình thủy phân tinh bột khi sử dụng huyền phù với hàm lượng tinh bột cao Hiện nay, quá trình thủy phân tinh bột trong công nghiệp được được thực hiện trên các huyền phù với hàm lượng tinh bột 30 – 35% Ở Việt nam, quá trình thủy phân tinh bột trong sản... QUAN Quá trình thủy phân tinh bột Về bản chất, quá trình thủy phân tinh bột là quá trình phân cắt mạch phân tử tinh bột có sự tham gia của nước Xúc tác được sử dụng phổ biến hiện nay là các enzyme amylase Quá trình thủy phân tinh bột thường được chia thành ba giai đoạn: hồ hóa, dịch hóa và đường hóa [5] Các giai đoạn của quá trình thủy phân 1.1.1.1 Giai đoạn hồ hóa Khi gia nhiệt huyền phù tinh bột trong... tinh bột cao trong huyền phù sẽ làm tăng độ nhớt, từ đó gây cản trở sự lan truyền của sóng siêu âm đồng thời làm giảm khả năng “xâm thực”, do đó tác động của sóng siêu âm lên hiệu suất quá trình thủy phân tinh bột sẽ giảm [9] Những kết quả nghiên cứu đã thu được Sóng siêu âm thường được ứng dụng trong giai đoạn tiền xử lý các hạt bột hay tinh bột từ hạt và củ Quá trình siêu âm làm giải phóng phân tử tinh. .. tinh bột ra khỏi hạt bột và tinh bột, tăng khả năng tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất và nâng cao hiệu suất thủy phân - 21 - Bảng 1.4 giới thiệu các công bố về sử dụng sóng siêu âm để giải phóng phân tử tinh bột ra khỏi hạt bột hay tinh bột trước khi bổ sung chế phẩm enzyme, từ đó giúp cho giai đoạn tiếp theo của quá trình thủy phân diễn ra tốt hơn và làm tăng hiệu suất thủy phân - 22 - Bảng 1.4 Ứng dụng. .. enzyme có hoạt độ gia tăng nhờ xử lý siêu âm để xúc tác cho quá trình thủy phân và sử dụng sóng siêu âm để xử lý hỗn hợp huyền phù tinh bột khoai mì và enzyme trong giai đoạn dịch hóa Thông số so sánh là hiệu suất thủy phân tinh bột sau hai giai đoạn dịch hóa và đường hóa; lượng enzyme sử dụng và năng lượng siêu âm cần sử dụng để tăng thêm 1g đường khử so với mẫu đối chứng Phương pháp nghiên cứu thực... enzyme và so sánh hiệu quả của các giải pháp làm tăng hiệu quả thủy phân Phần 1: Xử lý siêu âm huyền phù tinh bột khoai mì – Ảnh hưởng của sóng siêu âm đến giai đoạn hồ hóa: Mục đích của phần này nhằm tìm hiểu quy luật ảnh hưởng của sóng siêu âm đến quá trình giải phóng amylose và amylopectin ra khỏi hạt tinh bột, làm tăng độ hòa tan tinh bột khi không có enzyme xúc tác Phần 2: Xử lý siêu âm chế phẩm enzyme... quan tài liệu, chúng tôi nhâ ̣n đinh ̣ rằng sử dụng sóng siêu âm để nâng cao hiệu quả quá trình thủy phân tinh bột là một giải pháp có thể mang lại lợi ích về mặt công nghệ Đã có một số nghiên cứu chuyên sâu về vấn đề này và đưa ra kết luận là sử dụng sóng siêu âm xử lý hạt tinh bột trong giai đoạn hồ hóa có thể rút ngắn được thời gian quá trình thủy phân và làm tăng hàm lượng đường khử thu được Tuy... Khi sóng siêu âm tác động vào hỗn hợp nước, tinh bột và enzyme, hiện tượng xâm thực có thể tác động đến cấu trúc của hạt tinh bột và hoạt độ của enzyme Để có thể hiểu rõ ảnh hưởng của sóng siêu âm đến từng nhóm cấu tử của hỗn hợp, luận án được chia thành 4 phần: Xử lý siêu âm huyền phù tinh bột khoai mì; Xử lý siêu âm chế phẩm enzyme amylase; Xử lý siêu âm hỗn hợp huyền phù tinh bột khoai mì có chứa enzyme... nhiệt Nếu trong quá trình siêu âm có hệ thống giải nhiệt, nhiệt độ không vượt quá giá trị gây biến tính enzyme thì tác động khuấy trộn của sóng siêu âm sẽ làm tăng sự tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất, từ đó hiệu suất phản ứng sẽ tăng lên [108] c Ảnh hưởng của năng lượng sóng siêu âm Sóng siêu âm năng lượng thấp sẽ hạn chế phản ứng tạo ra những gốc tự do Đối với sóng siêu âm năng lượng cao, khả năng tạo ... siêu âm để nâng cao hiệu trình thủy phân tinh bột khoai mì (Manihot esculenta crantz.)” Mu ̣c đích nghiên cứu nâng cao hiệu trình thủy phân tinh bột khoai mì giải pháp sử dụng sóng siêu âm để. .. và thời gian siêu âm giai đoa ̣n dịch hóa đế n độ thủy phân tinh bột khoai mì 96 vi Phần 4: So sánh giải pháp sử dụng sóng siêu âm để nâng cao hiệu thủy phân tinh bột khoai mì ... sử dụng sóng siêu âm trình thủy phân tinh bột Việt Nam Hiện nước ta, tinh bột khoai mì (tinh bột sắn - Manihot esculenta crantz.) có giá thành rẻ, phổ biến sử dụng rộng rãi trình thủy phân để