Sử dụng sóng siêu âm hỗ trợ quá trình thủy phân cơ chất trong dịch cám gạo đã tách béo

ðẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN THỊ HƯƠNG SỬ DỤNG SÓNG SIÊU ÂM HỖ TRỢ QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN CƠ CHẤT TRONG DỊCH CÁM GẠO ðà TÁCH BÉO Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm ðồ uống LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2011 CƠNG TRÌNH ðƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA – ðHQG TP-HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Cán chấm nhận xét 1: TS Trần Bích Lam Cán chấm nhận xét 2: TS Lê Phi Nga Luận văn thạc sĩ ñược bảo vệ Trường Ðại học Bách Khoa, ÐHQG TP HCM ngày 14 tháng 08 năm 2011 Thành phần Hội ñồng ñánh giá luận vãn thạc sĩ gồm: PGS TS Ngô Kế Sương TS Hoàng Kim Anh PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn TS Trần Bích Lam TS Lê Phi Nga Xác nhận Chủ tịch Hội ñồng ñánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn ñã ñược sửa chữa (nếu có) Chủ tịch hội đồng đánh giá LV Bộ mơn Quản lý chun ngành LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: NGUYỄN THỊ HƯƠNG Ngày, tháng, năm sinh: 12/02/1986 Nơi sinh: Quảng Ngãi ðịa liên lạc: 34/11 ðường 16A, Phường Bình Hưng Hịa A, Quận Bình Tân, TP HCM QUÁ TRÌNH ðÀO TẠO: 2004-2009: Sinh viên, Trường ðH Bách Khoa TP.HCM, ngành Công nghệ Thực phẩm ðồ uống 2009-2011: Học viên cao học, Trường ðH Bách Khoa TP HCM, ngành Công nghệ thực phẩm ðồ uống TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ðÀO TẠO SðH ðộc lập - Tự - Hạnh phúc Tp.HCM, ngày tháng 08 năm 2011 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN THỊ HƯƠNG Phái: Nữ Ngày,tháng, năm sinh: 12/02/1986 Nơi sinh: QUẢNG NGÃI Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm ðồ uống MSHV: 09110158 I- TÊN ðỀ TÀI: Sử dụng sóng siêu âm hỗ trợ q trình thủy phân chất dịch cám gạo ñã tách béo… ………………………………………………………………………… II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DỤNG: - So sánh hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo trường hợp có khơng có sử dụng sóng siêu âm………… …………………………………………………………………… - Khảo sát ảnh hưởng thông số kỹ thuật cơng nghệ sóng siêu âm đến hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo……………………………………………………………… III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Tháng năm 2010…………….…………………………… IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Tháng năm 2011……………………………… V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN……………………………… CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH LỜI CẢM ƠN Trong q trình thực luận văn, tơi nhận giúp đỡ lớn từ thầy cơ, bạn bè gia đình Trước hết, tơi xin gửi lời tri ân tới tập thể thầy cô môn Công nghệ Thực phẩm ðặc biệt là, PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn, người thầy tận tụy hướng dẫn để tơi hồn thành luận văn Kế ñến, chân thành cảm ơn anh chị bạn làm thí nghiệm với tơi Các anh chị bạn cho tơi lời khun thật hữu ích q trình làm thí nghiệm Cuối cùng, gửi lời cảm ơn bố mẹ người thân giúp đỡ tơi suốt thời gian qua TP.HCM, tháng năm 2011 Nguyễn Thị Hương Trong nghiên cứu này, khảo sát ảnh hưởng sóng siêu âm lượng cao đến hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo Chúng tơi nhận thấy sóng siêu âm tăng cường hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo Khi xử lý siêu âm 9.4 W/mL, nhiệt độ 600C 90 giây hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo tăng 14.2% so với mẫu kiểm chứng không xử lý siêu âm This research focused on the use of high-power ultrasound in hydrolysis of rice bran starch The results indicated that ultrasound improved the hydrolytic yield The conditions of ultrasonic treatment were as follows: ultrasonic power of 9.4 W/mL, temperature of 60C, and sonication time of 90 second Under these conditions, the hydrolytic yield of rice bran starch increased 14.2% in comparison with that in the control sample - i - MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH iv DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii PHẦN LỜI MỞ ĐẦU PHẦN TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan cám gạo 2.1.1 Giới thiệu chung 2.1.2 Thành phần hóa học cám gạo 2.1.2.1 2.1.2.2 2.1.2.3 2.1.2.4 2.2 Tổng quan kỹ thuật siêu âm 10 2.2.1 Giới thiệu chung sóng siêu âm 10 2.2.2 Phân loại sóng siêu âm 11 2.2.3 Các đại lượng sóng siêu âm 12 2.2.4 Tác động sóng siêu âm lên môi trường lỏng 13 2.2.5 Các thơng số q trình siêu âm 14 2.2.5.1 Năng lượng cường độ .14 2.2.5.2 Áp suất 14 2.2.5.3 Nhiệt độ độ nhớt 14 - ii - 2.2.6 Một số ứng dụng sóng siêu âm công nghiệp thực phẩm 15 2.3 Kỹ thuật siêu âm hỗ trợ trình thủy phân 16 2.3.1 Ứng dụng sóng siêu âm q trình thủy phân tinh bột 16 2.3.2 hoạt tính enzyme thủy phân tinh bột 18 PHẦN NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 3.1 Nguyên liệu 20 3.1.1 Cám gạo 20 3.1.2 Enzyme thủy phân 20 3.2 Thiết bị siêu âm 21 3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 21 3.3.1 Sơ đồ nghiên cứu 21 3.3.2 Thuyết minh sơ đồ nghiên cứu 22 3.3.2.1 Thí nghiệm 1: Xác định thành phần hóa học nguyên liệu 22 3.3.2.2.Thí nghiệm 2: So sánh hiệu suất trình thủy phân tinh bột cám gạo có sử dụng khơng có sử dụng sóng siêu âm 22 3.3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ siêu âm đến hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo 25 3.3.2.4.Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng cơng suất siêu âm đến hiệu suất q trình thủy phân tinh bột cám gạo 27 3.3.2.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng thời gian siêu âm đến hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo 28 3.4 Phƣơng pháp phân tích 29 3.4.1 Đường khử 29 3.4.2 Lipid, Protein, Carbohydrate, Tinh bột, Tro tổng 29 - iii - 3.4.3 Phân bố kích thước hạt 29 3.4.4 Kích thước phân tử protein 30 3.5 Các phƣơng pháp tính tốn 30 3.5.1 Hiệu suất thủy phân tinh bột 30 3.5.2 Công suất siêu âm 31 3.5.3 Xử lý thống kê 32 PHẦN KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 33 4.1 Thành phần hoá học cám gạo tách béo 33 4.2 So sánh hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo trƣờng hợp có khơng có sử dụng sóng siêu âm 33 4.3 Ảnh hƣởng nhiệt độ xử lý siêu âm đến hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo 37 4.4 Ảnh hƣởng công suất siêu âm đến hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo 41 4.5 Khảo sát ảnh hƣởng thời gian siêu âm đến hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo 46 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 5.1 Kết luận 50 5.2 Kiến nghị 50 51 PHỤ LỤC 58 - 45 - khảo sát cho thấy công suất siêu âm q cao (lớn 9.4 W/mL) kích thước hạt tinh bột sau trình xử lý giảm xuống hiệu suất thủy phân tinh bột bị giảm nhẹ Nguyên nhân tượng giải thích dựa diện chất ức chế enzyme α - amylase có mầm hạt lúa gạo Thành phần tìm thấy nghiên cứu trước Yamagata cộng sự, (1998); Ken-lchi cộng sự, (1992) Chúng cho rằng, xử lý siêu âm công suất lớn, cấu trúc hạt cám gạo bị phá vỡ sâu sắc nên giải phóng thành phần này, từ làm giảm hiệu suất thủy phân tinh bột enzyme Trong số chất ức chế báo cáo trước có protein ức chế bền mơi trường từ acid yếu đến kiềm yếu (pH = 6-8) có trọng lượng phân tử 21 kDa Theo lý thuyết, tăng nhiệt độ làm protein bị biến tính, khả ức chế α-amylase chất ức chế (protein 21 kDa) bị giảm Chúng cho trình xử lý siêu âm thực nhiệt độ 600C nên chưa thể ức chế hoàn toàn protein ức chế 21 kDa nguyên nhân làm giảm nhẹ hiệu suất thủy phân tinh bột xử ký siêu âm công suất cao Để kiểm tra tồn protein 21 kDa ức chế enzyme α-amylase có cám gạo chúng tơi tiến hành chạy điện di mẫu dịch trích protein từ cám gạo Kết thu hình 4.9 cho thấy có nhiều loại protein với kích thước khác tìm thấy cám gạo Trong số protein này, protein với kích thước phân tử 21 kDa tìm thấy Điều hồn tồn phù hợp với kết nghiên cứu protein ngũ cốc có khả ức chế α-amylase tác giả trước Tóm lại, tăng cơng suất siêu âm từ lên 9.4 W/mL hiệu suất thủy phân tinh bột tăng từ 58% lên 70.9% Nếu tiếp tục tăng công suất siêu âm lên 11.3 W/mL 13.1 W/mL hiệu suất thủy phân tinh bột giảm Nguyên nhân tăng công suất siêu âm phá vỡ sâu sắc cấu trúc hạt tinh bột, giải phóng protein 21 kDa ức chế enzyme α - amylase, từ làm giảm hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo - 46 - Hình 4.9 Kết chạy điện di: chuẩn protein chuẩn với kích thước phân tử biết trước, mẫu mẫu protein cám gạo Từ sở phân tích xét hiệu kinh tế quy trình xử lý, cơng suất siêu âm chọn cho thí nghiệm 9.4 W/mL 4.5 Khảo sát ảnh hƣởng thời gian siêu âm đến hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo Sau khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ cơng suất siêu âm, thí nghiệm này, tiến hành xác định ảnh hưởng thời gian siêu âm đến hiệu suất thủy phân tinh bột Kết thí nghiệm trình bày bảng 4.5, hình 4.10 hình 4.11 - 47 - Bảng 4.5 Ảnh hưởng thời gian siêu âm đến hiệu suất thủy phân tinh bột Mẫu SC SA 30s SA 60s SA 90s SA 120s t (giây) 30.0 60.0 90.0 120.0 H (%) 58.0a 66.6b 70.9c 72.2d 70.1c Chú thích: Trong cột, giá trị đánh dấu chữ giống khác khơng có ý nghĩa theo phân tích thống kê ANOVA (α = 0.05) Hiệu suất thủy phân tinh bột H(%) 74.0 72.2 72.0 70.9 70.1 70.0 68.0 66.6 66.0 64.0 62.0 60.0 58.0 58.0 56.0 0.0 30.0 60.0 90.0 120.0 Thời gian siêu âm (s) Hình 4.10 Ảnh hưởng thời gian siêu âm đến hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo Hình 4.10 trình bày kết hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo thay đổi thời gian xử lý siêu âm Khi tăng thời gian siêu âm từ đến 90 giây hiệu suất thủy phân tinh bột tăng từ 58.0% lên 72.2% Khi tiến hành xác định kích thước phân bố hạt tinh bột cám gạo (hình 4.11), chúng tơi nhận thấy: tăng thời gian xử lý siêu âm kích thước hạt tinh bột mẫu giảm mạnh Thời gian xử lý dài kích thước hạt tinh bột giảm Theo lý thuyết, thời gian siêu âm dài sinh nhiều bong bóng pha lỏng Hiện tượng xâm thực khí nguyên nhân làm giảm kích thước hạt tinh bột Do đó, kéo dài thời gian siêu âm - 48 - làm cho kích thước hạt tinh bột nhỏ làm tăng hiệu suất phản ứng thủy phân tinh bột 16 Phần trăm kích thước (%) 14 12 10 0 500 1000 Đường kính hạt (μm) 1500 2000 Hình 4.11 Ảnh hưởng thời gian siêu âm đến độ phân bố kích thước hạt tinh bột cám gạo: mẫu kiểm chứng (♦), mẫu siêu âm 30s (×), mẫu siêu âm 60s (■) mẫu siêu âm 90s (▲) Ngoài ra, kết bảng 4.5 cho thấy, tăng thời gian siêu âm dài 90 giây làm hiệu suất thủy phân tinh bột giảm nhẹ Cụ thể, kết thực nghiệm hình 4.9 khằng định thời gian siêu âm vượt ngưỡng 90 giây hiệu suất thủy phân tinh bột giảm nhẹ Nguyên nhân thời gian siêu âm dài phá hủy sâu sắc cấu trúc số hạt tinh bột mẫu làm cho số chất ức chế protein dạng liên kết chuyển sang dạng tự do, từ ảnh hưởng xấu đến hoạt tính xúc tác α-amylase Phần lập luận chứng minh thực nghiệm trình bày chi tiết phần 4.4 Chúng cho tăng hiệu suất thủy phân phá vỡ kích thước, đảo trộn tốt giải phóng tinh bột liên kết Khi tinh bột dạng phức hợp amylose-lipid tinh bột bọc ma trận protein hay phức hợp - 49 - lipid – tinh bột chúng khơng hồ hóa, dịch hóa hồn tồn Khi đó, enzyme khơng thể thủy phân tinh bột chưa hồ hóa, dịch hóa Tuy nhiên, kéo dài thời gian xử lý siêu âm tượng sủi bong bóng siêu âm phá vỡ cấu trúc, làm giảm kích thước hạt tinh bột Do đó, tăng thời gian siêu âm hạt tinh bột bị phá vỡ nhiều, từ hiệu suất thủy phân tinh bột tăng Mặt khác, hạt tinh bột bị phá vỡ đồng thời giải phóng số protein ức chế dạng liên kết thành dạng tự Những protein ức chế ức chế hoạt động enzyme α-amylase, dẫn đến giảm hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo kéo dài thời gian siêu âm Tóm lại, siêu âm dịch cám gạo 90 giây hiệu suất thủy phân tinh bột tăng cao đạt 72.2% (tăng 14.2% so với mẫu kiểm chứng) Do đó, 90 giây giá trị thích hợp để xử lý dịch cám gạo - 50 - PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Qua trình nghiên cứu, chúng tơi có kết luận sau: - Sử dụng sóng siêu âm để xử lý nguyên liệu làm tăng hiệu suất thủy phân tinh bột nguyên liệu Cụ thể, phương pháp siêu âm có khả làm giảm kích thước hạt tinh bột mạnh mẽ, từ làm tăng hiệu suất phản ứng enzyme xúc tác - Trong phương án xử lý dịch cám gạo phương án xử lý siêu âm dịch cám gạo trước thực trình hồ hóa, dịch hóa trước bổ sung enzyme α-amylase làm tăng hiệu suất thủy phân tinh bột cao Khi xử lý siêu âm với thông số kỹ thuật: nhiệt độ 600C, công suất 9.4W/mL thời gian 90 giây hiệu suất thủy phân tinh bột đạt 72.2% tăng 14.2% so với mẫu kiểm chứng không qua xử lý siêu âm - Cần ý dịch cám gạo có diện số protein 21 kDa ức chế Protein 21 kDa có khả ức chế enzyme α-amylase Đây nguyên nhân gây giảm hiệu suất thủy phân tinh bột xử lý siêu âm công suất lớn thời gian siêu âm kéo dài 5.2 Kiến nghị Do thời gian có hạn nên việc nghiên cứu dừng lại khâu khảo sát khả gia tăng hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo sóng siêu âm, song hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo tương đối thấp, đạt 72.2% Do đó, chúng tơi đề nghị khảo sát thêm yếu tố khác ảnh hưởng đến hiệu suất thủy phân tinh bột nhằm tăng hiệu suất thủy phân tinh bột, từ ứng dụng vào sản xuất quy mô công nghiệp - 51 - Amornsin, A., 2003, Properties of Waxy rice starch and rice grain: process development for an instant waxy rice product, 205p Apara, D.K., Turhana, M., Özbek, B., 2006, Enzymatic hydrolysis of starch by using a sonifier, Chemical Engineering Communications, 193: 9, 1117 - 1126p Barton, S., Bullock, C., and Weir, D., 1996, The effects of ultrasound on the activities of some glycosidase enzymes of industrial importance, Enzyme and Microbial Technology 18, Elsevier Science Inc, 190-194p Bellincampia, D., Camardella, L., Delcour, J.A., Desseaux, V., D’Ovidio, R., Durand, A., Elliot, G., Gebruers, K., Giovane, A., Juge, N., Sø´rensen, J.F., Svensson, B., Vairo, D., 2004, Potential physiological role of plant glycosidase inhibitors, Biophysica Acta 1696, 265- 274p Buonocore, V., Ptruccit T., and Silano, V., 1997, Wheat protein inhibitors of aamylase, phytocbemktry 16, 811-820p Chemat, F., Huma, Z., Khan, M.K., 2011, Applications of ultrasound in food technology: Processing, preservation and extraction, Ultrasonics Sonochemistry 18, 813–835p Chisti, Y., 2003, Sonobioreactors: using ultrasound for enhanced microbial productivity, Trends in Biotechnology, Vol 21 (2), 89 – 93p de Campos, R.M.L., Hierro, E., Ordo´n˜ez, J.A., Bertol, T.M., Terra, N.N., de la Hoz, L., 2007, Fatty acid and volatile compounds from salami manufactured with yerba mate (Ilex paraguariensis) extract and pork back fat and meat from pigs fed on diets with partial replacement of maize with rice bran, Food Chemistry 103 , 1159–1167p Fabian, C., Ayucitra, A., Ismadji, S., Ju, H.Y., 2011, Isolation and characterization of starch from defatted rice bran, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 42, 86-91p - 52 - 10 Garcia, A., Alriols, M.G., Llano-Ponte, R., Labidi, J., 2011, Ultrasound-assisted fractionation of the lignocellulosic material, Bioresource Technology 11 Hielscher, T., 2005, Ultrasonic production of nano-size dispersions and emulsions, paper presented at 1st Workshop on Nano Technology Transfer, ENS Paris, 14– 16p 12 Huang, Q., Li, L., Fu, X., 2007, Ultrasound effects on the structure and chemical reactivity of cornstarch granules, Starch/Staărke 59:371378p 13 Jambrak, A.R., Lelas, V., Mason, T.J., Krešic, G., Badanjak, M., 2009, Physical properties of ultrasound treated soy proteins, Journal of Food Engineering, 1-8p 14 Jiamyangyuen, S., Srijesdaruk, V., and Harper, W.J., 2005, Extraction of rice bran protein concentrate and its application in bread, Songklanakarin J Sci Technol, 55-64p 15 Karki, B., Lamsal, B.P., Jung, S., van Leeuwen, J.H., Pometto, A.L., Grewell, D., Khanal, S.K., 2010, Enhancing protein and sugar release from defatted soy flakes using ultrasound technology, Journal of Food Engineering 96, 270–278p 16 Khanal, S.K., Montalbo, M., van Leeuwen, J.H., Srinivasan, G., Grewell, D., 2007, Ultrasound Enhanced Glucose Release From Corn in Ethanol Plants, Biotechnology and Bioengineering 98, 978-985p 17 Kolusheva, T., Marinova, A., 2007, a study of the optimal conditions for starch hydrolysis through thermostable α – amylase, Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 42, 1, 93-96p 18 Laborde, J L., Bouyer, C., Caltagirone, J P., & Gerard, A., 1998, Acoustic bubble cavitation at low frequencies, Ultrasonics, 36, 589−594p 19 Lee, S.H., Nguyen, H.M., Koo, M.Y., Ha, S.H., 2008, Ultrasound-enhanced lipase activity in the synthesis of sugar ester using ionic liquids, Process Biochemistry 43, Elsevier Ltd, 1009–1012p - 53 - 20 Lerma-García M.J., Herrero-Martínez, J.M., Simó-Alfonso, E.F., Carla R.B., Ramis-Ramos, M.G., 2009, Composition, industrial processing and applications of rice bran γ-oryzanol, Food Chemistry 115, 389–404p 21 Lerma-Garcớa, M.L., Herrero-Martớnez, J.M., Simú-Alfonso, E.F., Mendonỗa, C.R.B., Ramis-Ramos, G., 2009, Composition, industrial processing and applications of rice bran γ-oryzanol Food Chemistry 115, 389–404p 22 Luque de Castro, M D., & Priego-Capote, F., 2007, Ultrasound assisted crystallization (sonocrystallization), Ultrasonics Sonochemistry, 14, 717−724p 23 Luque de Castro, M.D., Priego-Capote, F., 2007, Ultrasound-assisted preparation of liquid samples, Talanta 72, 321–334p 24 Mason, T.J., 1998, Ultrasound in food processing, Blackie Academic & Professional -Thomson Science, London, 282p 25 Mason, T.J., Paniwnyk, L., Lorimer, J.P., 1996, The uses of ultrasound in food technology, Ultrasonics Sonochemistry 33, 253-260p 26 Mecozzi, M., Amici, M., Pietrantonio, E., Acquistucci, R., 1999, Ultrasoundassisted analysis of total carbohydrates in environmental and food samples, Ultrasonics Sonochemistry 6, 133–139p 27 Miller, G.L., 1959, Use of dinitrosalycilic acid for determining reducing sugars Anal Chem 31, 426–428p 28 Montalbo, M., 2008, Ultrasonic Pretreatment for Enhanced Saccharification and Fermentation of Ethanol Production from Corn, A Ph.D Dissertation Iowa State University 29 Montalbo-Lomboy, M., Johnson, L., Khanal, SK., Leeuwen, J (Hans) V., Grewell, D., 2010, Sonication of sugary-2 corn: A potential pretreatment to enhance sugar release, Bioresource Technology 101, 351–358p 30 Montalbo-Lomboy, M., Khanal, S.K., Leeuwen, J (Hans) V., Raman, D.R., Grewell, D., 2010, Ultrasonic pretreatment of corn slurry for saccharification: A - 54 - comparison of batch and continuous systems, Ultrasonics Sonochemistry 17, 939– 946p 31 Muthukumaran, S., Kentish, S E., Stevens, G W., & Ashokkumar, M, 2006, Application of ultrasound in membrane separation processes: A review Reviews in Chemical Engineering, 22, 155−194p 32 Nathalie, J., Se´rensen, J.F., Svensson, B., Vairo, D., 2004, Potential physiological role of plant glycosidase inhibitors, Biochimica et Biophysica Acta 1696, 265– 274p 33 Nielsen, P.K., Bønsager, B.C., Fukuda, K., Svensson, B., 2004, Barley a- amylase/subtilisin inhibitor: structure, biophysics and protein engineering, Biochimica et Biophysica Acta 1696, 157– 164p 34 Nikolic, S., Mojovic, L., Rakin, M., Pejin, D., Pejin, J., 2010, Ultrasound-assisted production of bioethanol by simultaneous saccharification and fermentation of corn meal, Food Chemistry 122, 216–222p 35 Nikolic, S., Mojovic, L., Rakin, M., Pejin, D., Pejin, J., 2011, Utilization of microwave and ultrasound pretreatments in the production of bioethanol from corn, Springer-Verlag, Clean Techn Environ Policy, 1-8p 36 Nikolić, S., Mojović, L., Rakin, M., Vukašinović-Sekulić, M., Pejin, D., Pejin, J., 2010, Improvement of Bioethanol Production from Corn by Ultrasound and Microwave, Chemical engineering transactions volume 21, 1327-1332p 37 Nitayavardhana, S., Rakshit, S.K., Grewell, D., van Leeuwen J.H, Khanal, S.K., 2008, Ultrasound pretreatment of cassava chip slurry to enhance sugar release for subsequent ethanol production, Biotechnol Bioeng 101, 487–496p 38 Nitayavardhana, S., Shrestha, P., Rasmussen, M.L., Lamsal, B.P., van Leeuwen, J.H., Khanal, S.K, 2010, Ultrasound improved ethanol fermentation from cassava chips in cassava-based ethanol plants, Bioresource Technology 101, 2741–2747p 39 Oăzbek B., Uălgen KOă., 2000, The stability of enzymes after sonication, Process Biochemistry 35, 1037–1043p - 55 - 40 O’Donnell, C.P., Tiwari, B.K., Bourkec, P., and Cullen, P.J., 2010, Effect of ultrasonic processing on food enzymes of industrial importance, Trends in Food Science & Technology 21, 358-367p 41 Ohtsubo, K.I., and Richardson, M., 1992, The amino acid sequence of a 20 kDa bifunctional subtilisir/α –amylase inhibitor from brain of rice (Oryza sativa L.) seeds, Federation of European Biochemical Societies,309, 68-72p 42 Orthoefer, F.T., 2005, Rice bran oil, Rice chemistry and technology, 465-488p 43 Patist, A., Bates, D., 2008, Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production, Innovative Food Science and Emerging Technologies 9, 147–154p 44 Pilli, S., Bhunia, P., Yan, S., LeBlanc, R.J., Tyagi, R.D., Surampall R.Y., 2010, Ultrasonic pretreatment of sludge: A review, Ultrasonics Sonochemistry, 1-18p 45 Price, G.J., White, A.J., and Clifton, A.A., 1995, The effect of high-intensity ultrasound on solid polymers, Polymer 36:26, 4919- 4925p 46 Priego-Capote, F., Luque de Castro, M.D., 2007, Ultrasound-assisted digestion: A useful alternative in sample preparation, J Biochem Biophys Methods 70, 299– 310p 47 Rezek, J.A., Herceg, Z., Šubaric, D., Babic, J., Babic, M., Brncic, S.R., Bosiljkov, T., Cvek, D., Tripalo, B., Gelo, J., 2010, Ultrasound effect on physical properties of corn starch, Carbohydrate Polymers, 79, 91–100p 48 Rezek, J.A., Herceg, Z., Šubaric, D., Babic, J., Babic, M., Brncic, S.R., Bosiljkov, T., Cvek, D., Tripalo, B., Gelo, J., Tripalo, B., 2008, Control of viscosity in starch and polysaccharide solutions with ultrasound after gelatinization, Innovative Food Science and Emerging Technologies 9, 2008, 140–146p 49 Samli, H.E., Senkoylu, N., Akyurek, H., Agma, A., 2006, Using rice bran in laying hen diets, Volume 7, 135-140p - 56 - 50 Sangave, P.C., Pandit, A.B., 2004, Ultrasound pre-treatment for enhanced biodegradability of the distillery wastewater, Ultrasonics Sonochemistry 11, 197– 203p 51 Shewale, S.D., Pandit, A.B., 2009, Enzymatic production of glucose from different qualities of grain sorghum and application of ultrasound to enhance the yield, Carbohydrate Research 344, 52–60p 52 Strobl, S., Maskos, K., Wiegand, G., Huber, R., Gomis-Rüth F.X., and Glockshuber, R., 1998, A novel strategy for inhibition of α-amylases: yellow meal worm a-amylase in complex with the Ragi bifunctional inhibitor at 2.5 Å resolution, Research Article, 911-921p 53 Sulaimana, A.Z., Ajit, A., Yunus, R.M., Chisti, Y., 2011, Ultrasound-assisted fermentation enhances bioethanol productivity, Biochemical Engineering Journal 54, 141–150p 54 Svensson, B., Fukuda, K., Nielsen, P.K., Bønsager, B.C., 2004, Proteinaceous aamylase inhibitors, Biochimica et Biophysica Acta 1696 145– 156p 55 Wang, D., Sakakibara, M., 1997, Lactose hydrolysis and 13-galactosidase activity in sonicated fermentation with Lactobacillus strains, Ultrasonics Sonochemistry 4, 255 -261p 56 Wang, L., and Wang, Y.J., 2004, Application of high-intensity ultrasound and surfactants in rice starch isolation, Cereal chem 81, 140-144p 57 Wang, L., and Wang, Y.J., 2004, Rice starch isolation by neutral protease and high-intensity ultrasound, Journal of Cereal Science 39, 291–296p 58 Wang, M., Hettiarachchy, N S., Qi, M., Burks, W., and Siebenmorgen, T., 1999, Preparation and Functional Properties of Rice Bran Protein Isolate, J Agric Food Chem, 47, 411-416p 59 Yaldagard, M., Mortazavi, S.A., and Tabatabaie, F., 2008, Ultrasonic Power on the Activity of Barley’s Alpha-amylase from Post-sowing Treate of Seeds, World Applied Sciences Journal 3, 91-95p - 57 - 60 Yamagata, H., Kunimatsu, K., Kamasaka, H., Kuramoto, T., and Iwasaki, T., 2006, Rice bifunctional α-amylase/subtilisin inhibitor: Cloning and characterization of recombinant inhibitor expressed in Escherichia, Bosci Biotechnol Biochem, 70 (5), 1200-1209p 61 Yamagata, H., Kunimatsu, K., Kamasaka, H., Kuramoto, T., and Iwasaki, T., 1995, Rice bifunctional α-amylase/subtilisin inhibitor: characterization, localization, and changes in Developing and germinating seeds, Bosci Biotechnol Biochem, 62, 978-985p 62 Zhang, T., Niu, X., Eckhoff, R., & Feng, H., 2005, Sonication enhanced cornstarch separation, Starch-Starke, 57, 240−245p 63 Zhang, Y., Fu, E., Liang, J., 2008, Effect of Ultrasonic Waves on the Saccharification Processes of Lignocellulose, Chem Eng Technol 31, 1510–1515p 64 Zullaikah, S., Melwita, E., Ju, Y.H., 2009, Isolation of oryzanol from crude rice bran oil, Bioresource Technology 100, 299–302p - 58 - PHỤ LỤC Xác định hàm lƣợng đƣờng khử (Miller, 1959) Hóa chất Thuốc thử 3,5-dinitrosalicylic acid: - Hòa tan 1g DNS (C7H4N2O7) 1.6g NaOH khoảng 60 – 70mL nước cất Sau cho 30g Kali Natri Tartrate (C4H4O6KNa.4H2O) vào hỗn hợp khuấy cho tan hoàn toàn - Chuyển dung dịch bào bình định mức 100mL định mức đến vạch - Dung dịch sau pha bảo quản chai thủy tinh màu điều kiện lạnh (6 – 80C), dùng tốt 15 ngày Dung dịch đường chuẩn: - Dung dịch đường chuẩn dung dịch glucose có nồng độ 2g/l Cách tiến hành Dựng đường chuẩn - Lần lượt cho 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 1mL dung dịch chuẩn g/l vào ống nghiệm khác - Sau đó, thêm vào ống nghiệm 2.8, 2.6, 2.4, 2.2 mL nước cất theo thứ tự ống nghiệm - Cho thêm vào ống nghiệm mL dung dịch DNS, lắc - Dùng nylon bịt kín miệng ống nghiệm tiến hành đun cách thủy nhiệt độ 100°C thời gian phút - Làm nguội nhanh dung dịch, cho thêm 10 mL nước cất lắc dung dịch không phân lớp - Đo độ hấp thu A bước sóng = 540 nm - 59 - - Làm mẫu trắng với 1mL nước cất để hiệu chỉnh máy so màu - Từ kết đo được, ta tiến hành xây dựng đường chuẩn C = f(A) Xác định hàm lượng đường khử mẫu thí nghiệm: - Pha lỗng mẫu cho nồng độ đường khử mẫu - Lấy vào ống nghiệm mL mẫu, mL nước cất mL dung dịch DNS, lắc g/L Sau tiến hành tương tự - Từ đồ thị đường chuẩn ta xác định đường nồng độ đường khử có mẫu nghiên cứu Phƣơng pháp xử lý số liệu phân tích ANOVA: Phân tích phương sai ANOVA để xác định mẫu phân tích có khác có ý nghĩa hay khơng Giả thuyết Ho: khác mẫu phân tích ngẫu nhiên (chọn mức ý nghĩa 0.5%) Nếu P-value < 0.05 có khác biệt có ý nghĩa mẫu Nếu P-value > 0.05 khơng có khác biệt có ý nghĩa mẫu Dùng Statgraphic để xử lý số liệu: - Xử lý ANOVA: Nhập số liệu options chọn Compare/Muitiple Samples chọn ANOVA Analysis nhấn OK chọn Tabular OK Bảng ANOVA Analysis xuất hiện: so sánh P-value với 0,05 - Xử lý Multiples Ranges Tests : Nhập số liệu options chọn Compare/Muitiple Samples chọn Multiples Ranges Tests nhấn OK chọn Tabular OK Bảng Muiltiples Ranges Tests xuất hiện: chọn giá trị mức tăng yếu tố khơng có ý nghĩa ... hiệu suất trình thủy phân tinh bột cám gạo có sử dụng khơng có sử dụng sóng siêu âm Mục đích thí nghiệm: Xác định hiệu suất trình thủy phân tinh bột cám gạo có khơng có sử dụng sóng siêu âm để chọn... Kỹ thuật siêu âm hỗ trợ q trình thủy phân 2.3.1 Ứng dụng sóng siêu âm trình thủy phân tinh bột Sử dụng sóng siêu âm để cắt mạch polymer nhiều tác giả nghiên cứu trước Đối tượng thủy phân dextran... TÊN ðỀ TÀI: Sử dụng sóng siêu âm hỗ trợ trình thủy phân chất dịch cám gạo ñã tách béo? ?? ………………………………………………………………………… II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DỤNG: - So sánh hiệu suất thủy phân tinh bột cám gạo trường