Đang tải... (xem toàn văn)
Maltodextrin được xử lý bằng hệ thống DBD argon-plasma. Sau xử lý, màu sắc các mẫu maltodextrin thay đổi rõ rệt và phân biệt được bằng mắt thường; acid tự do tăng 2,25 lần; DE tăng ~1,9 lần so với mẫu ban đầu. Độ nhớt của mẫu có sự tương quan chặt chẽ với thời gian xử lý plasma.
Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 141 (2020) 057-062 Sự thay đổi cấu trúc tính chất hóa lý maltodextrin tác động argon-plasma nguội áp suất khí Changes in Structure and Physico-Chemical Properties of Maltodextrin under Atmospheric Cold Argon-Plasma Treatment Trịnh Khánh Sơn1,*, Nguyễn Thùy Linh2 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM - 01 Võ Văn Ngân, phường Linh Chiểu, quận Thủ Đức, Tp HCM Trường Đại học Nông Lâm Tp HCM - Quốc lộ 1, phường Linh Trung, quận Thủ Đức, Tp HCM Đến Tòa soạn: 03-11-2017; chấp nhận đăng: 20-3-2020 Tóm tắt Maltodextrin xử lý hệ thống DBD argon-plasma Sau xử lý, màu sắc mẫu maltodextrin thay đổi rõ rệt phân biệt mắt thường; acid tự tăng 2,25 lần; DE tăng ~1,9 lần so với mẫu ban đầu Độ nhớt mẫu có tương quan chặt chẽ với thời gian xử lý plasma Sau xử lý, maltodextrin bị depolymer hóa làm giảm khối lượng phân tử trung bình DP xuống khoảng 1,56 lần so với mẫu ban đầu Tỉ lệ a-helix/vơ định hình có thay đổi Phổ FTIR cho thấy, q trình depolymer hóa tạo liên kết ngang diễn đồng thời mức độ khác Thời gian xử lý ngắn chủ yếu làm gãy liên kết C-O-C; đó, liên kết C-O-C dần hình thành thời gian xử lý dài Từ khóa: argon-plasma, độ nhớt, FTIR, khối lượng phân tử, maltodextrin Abstract Maltodextrin was modified under DBD argon-plasma system Under treatment, color of maltodextrin samples were significantly changed and could be distinguished by human eyes; free acid content is 2.25-folded increase; DE value is ~1.9-folded increase comparing to untreated maltodextrin The viscosity was strongly correlated to treatment time After modification, maltodextrin was depolymerized to reduce of around 1.56folded of its average molecular weight and DP comparing to untreated sample The ratio of ahelix/amorphous structure was not dramatically changed FTIR spectra showed that the depolymerization and cross-linking formation was processed at various level Short time of treatment was mainly resulted in the broken down of C-O-C bonds; whilst, new C-O-C linkage was created during long time of treatment Keywords: argon-plasma, FTIR, maltodextrin, molecular weight, viscosity Tính chất maltodextrin phụ thuộc vào giá trị DE mức độ polymer hóa (DP) Maltodextrin có DE thấp hút ẩm [2] Giới thiệu * Maltodextrin sản phẩm thủy phân từ tinh bột có số tính chất khác biệt so với tinh bột Maltodextrin có cơng thức hóa học (C6H10O5)n.H2O, tương tự với cơng thức hóa học tinh bột có khối lượng phân tử nhỏ [1,2] Maltodextrin sản phẩm thủy phân khơng hồn tồn từ tinh bột (bằng nhiệt, acid enzyme) có đương lượng dextrose (DE) nhỏ 20 [1,2] Maltodextrin tan nước thường tồn dạng bột trắng hay dạng dung dịch đậm đặc Maltodextrin thừa nhận phụ gia cho thực phẩm [1] Trong công nghệ thực phẩm, maltodextrin là: (a) chất cố định mùi, vị; (b) thay đổi cấu trúc tăng cảm quan thực phẩm; (c) chất trợ sấy; (d) tăng lượng cho thực phẩm ăn kiêng giúp thực phẩm dễ hòa tan, dễ tiêu hóa, tăng giá trị dinh dưỡng [1] Trong tất phương pháp biến tính tinh bột tác nhân vật lý, phương pháp xử lý plasma nguội áp suất khí (ACP, atmospheric cold plasma) có tính có nhiều ưu điểm vượt trội, kỹ thuật xử lý đơn giản Tại vùng plasma, với khí dẫn argon, lượng lớn electron lượng cao tạo thành từ phóng điện chất khí Những electron gắn vào nguyên tử argon biến đổi chúng sang trạng thái kích thích phân ly tạo Ar+ e- Năng lượng dạng nguyên tử, ion, điện tử (Ar, Ar*, Ar+, e-) tác động lên bề mặt vật liệu có nguồn gốc từ tinh bột làm thay đổi thuộc tính bề mặt mẫu, dẫn đến hai phản ứng xảy q trình xử lý plasma phản ứng depolymer hóa phản ứng tạo liên kết ngang [3] Đã có nhiều nghiên cứu việc sử dụng plasma nguội để biến tính tinh bột nhằm làm thay đổi độ gel, khả bền nhiệt, tính chất lưu * Địa liên hệ: Tel: (+84) 935.133734 Email: khanhson96@gmail.com; sontk@hcmute.edu.vn 57 Tạp chí Khoa học Công nghệ 141 (2020) 057-062 biến độ tiêu hóa [3, 4] Xét chất hóa học, maltodextrin sản phẩm thủy phân khơng hồn toàn từ tinh bột, nên biến đổi plasma gây tinh bột hồn tồn xảy maltodextrin Tuy nhiên, nay, chưa có nghiên cứu đề cập đến vấn đề Vì vậy, mục tiêu nghiên cứu khảo sát đánh giá thay đổi cấu trúc tính chất hóa lý maltodextrin tác dụng argon-plasma nguội áp suất khí mẫu nén với áp suất bar 10 phút Sau đó, mẫu tiến hành đo thiết bị FTIR Kết phổ sau biểu thị dạng biểu đồ phần mềm SigmaPlot (Version 10.0, 2006, Systat Software, Inc, Germany) 2.6 Độ nhớt, khối lượng phân tử (M) mức độ polymer hóa (DP) Độ nhớt nội (intrinsic viscosity) maltodextrin đo theo phương pháp Ljubica Dokic cs [10] Harding Stephen E [11] Maltodextrin pha loãng với nước cất thành dãy nồng độ 5, 10, 15 20 g/ml, sau xác định độ nhớt () nhớt kế mao dẫn Ostwald có Ø=0,3 mm (Ref.No 509 03, Đức) Các dung dịch maltodextrin ổn nhiệt bể điều nhiệt nhiệt độ 30oC Mẫu nước cất xác định thời gian chảy qua hai vạch đánh dấu 19,17 giây Độ nhớt động học (, m2/giây, kinematic viscosity) xách định theo cơng thức (4): =0,004×t – 0,12/t [12] Tỉ trọng dung dịch maltodextrin xác định công thức (5): =m/V; với m khối lượng (g) V thể tích (ml) Độ nhớt tương đối (rel) xác định theo phương trình sau (6): rel=/o=t/to/o; với độ nhớt (m2/giây) mẫu, o độ nhớt (m2/giây) nước, t thời gian (giây) chảy dung dịch mẫu nhớt kế, to thời gian (giây) chảy nước nhớt kế, tỉ trọng dung dịch mẫu 30oC, o tỉ trọng nước 30oC Độ nhớt rút gọn (reduced viscosity) (ml/g) tính theo cơng thức (7): red=(rel-1)/c; với c nồng độ dung dịch maltodextrin Độ nhớt nội ([i], ml/g) mẫu tính theo cơng thức (8): i= lim → η Từ độ nhớt nội tại, khối lượng phân tử (M) maltodextrin xác định thông qua công thức Staudinger-Mark-Houwink [10] thể mối quan hệ độ nhớt nội khối lượng phân tử (9) : [i]=KMa ; với K a gọi hệ số Mark-Houwink số xác định thực nghiệm với hệ số nằm khoảng 0,5