Nghiên cứu sản xuất tinh bột gạo chậm tiêu hóa bằng enzyme maltogenic amylase

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM THỊ HOÀNG YẾN NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT TINH BỘT GẠO CHẬM TIÊU HÓA BẰNG ENZYME MALTOGENIC AMYLASE CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HCM THÁNG 07 NĂM 2013 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS Lê Quang Trí Cán chấm nhận xét 1: GS.TS Lưu Duẩn Cán chấm nhận xét 2: PGS.TS Đống Thị Anh Đào Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM, ngày 29 tháng 07 năm 2013 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm : PGS.TSKH Ngô Kế Sương Chủ tịch TS Phan Ngọc Hòa Thư ký GS TS Lưu Duẩn Ủy viên PGS.TS Đống Thị Anh Đào Ủy viên TS Lê Quang Trí Ủy viên Xác nhận Giáo viên hướng dẫn, Cán chấm phản biện, Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa GVHD CB Phản biện Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn CB Phản biện Bộ môn quản lý chuyên ngành i ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Phạm Thị Hoàng Yến Ngày, tháng, năm sinh: 09-05-1988 Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Đồ Uống Phái: Nữ Nơi sinh: Bình Định MSHV: 11110226 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT TINH BỘT GẠO CHẬM TIÊU HÓA BẰNG ENZYME MALTOGENIC AMYLASE NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:  Xác định thành phần hóa học nguyên liệu bột gạo sản phẩm tinh bột gạo biến tính  Khảo sảt ảnh hưởng pH dung dịch phản ứng đến tính chất sản phẩm tinh bột gạo biến tính  Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ủ enzyme lên tính chất sản phẩm tinh bột gạo biến tính  Khảo sát ảnh hưởng nồng độ enzyme MAase lên tính chất sản phẩm tinh bột gạo biến tính  Khảo sát thời gian phản ứng lên tính chất tinh bột gạo biến tính  Tối ưu hóa điều kiện phản ứng  Đánh giá mẫu tối ưu II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/2013 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 06/2013 IV HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Lê Quang Trí Tp HCM, ngày 14 tháng 07 năm 2013 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HOÁ HỌC (Họ tên chữ ký) ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận văn Thạc sĩ này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến: - TS Lê Quang Trí tận tình hướng dẫn bước từ lúc bắt đầu lúc hoàn thành luận văn - PSG.TS Đống Thị Anh Đào tồn thể thầy giáo Bộ môn thuộc chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm Đồ Uống, trường đại học Bách Khoa TP Hồ CHí Minh dạy dỗ cho tơi suốt q trình học tập - Các thầy cô giáo thuộc khoa Công Nghệ Thực Phẩm trường đại học Cơng Nghệ Sài Gịn giúp đỡ tơi nhiều q trình thực đề tài - Xin cảm ơn gia đình, bạn bè chia sẻ, động viên, ủng hộ giúp đỡ Cuối cùng, xin gửi lời chúc sức khỏe đến tất người! Người thực đề tài TÓM TẮT Bài luận văn thực với mục đích nghiên cứu sản xuất tinh bột gạo biến tính có khả chậm tiêu hóa enzyme maltogenic amylase Cơ chế phản ứng làm gia tăng số lượng liên kết α – D - (1-6) glycosidic, làm ngắn mạch nhánh phân tử amylose giảm hàm lượng phân tử amylopectin, làm chậm tốc độ tiêu hóa tinh bột Sau khảo sát điều kiện pH (5.0 – 6.5), nhiệt độ (40 – 70oC), nồng độ enzyme sử dụng (5 – 35U/sample) thời gian phản ứng (0.5 – 24h) điều kiện phản ứng tối ưu hóa Kết phân tích phần mềm Modde cho thấy điều kiện tối ưu gồm pH 6.0, 60oC, 27.7U/mẫu 7.3 Sử dụng phương pháp Englyst để đánh giá mẫu sau tối ưu, kết cho thấy sản phẩm có hàm lượng RDS giảm 13.88%, đông thời hàm lượng SDS tăng 9.73% RS tăng 4.417% so với tinh bột gạo tự nhiên ABSTRACT This study aimed to produce modified rice starch which had slowly digestible property Gelatinized rice starch was treated by enzyme maltogenic amylase (EC 3.2.1.133) in order to increase the branch density of starch, shorten amylopectin chains, decrease amylose content and thereby increase quantity of SDS fraction in product By changing various factors such as: pH (5.0 – 6.5), temperature (40 – 70oC), enzyme concerntration (5 – 35U/sample), incubation time (0.5 – 24h) and then optimizing reaction conditions by Modde software to find out the optimal one Using modified Englyst method to dertemine starch fraction content of modified rice starch and native one The result showed that the optimal conditions to produce slowly digestible rice starch were pH 6.0, 60oC, 27.7U/sample and 7.3h The product reduced RDS by 13.88% with concomitant increased of SDS and RS by 9.73 % and 4.147%, respectively 1.1 Carbohydrate 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.2 1.2.1 1.2.2 Thành phần cấu trúc tinh b t g o 1.2.3 ă Khả rươ ở, hịa tan h hóa ươ 1.3.1 1.3.1.1 1.3.1.2 ester 1.3.1.3 actenylsuccinate 1.3.1.4 Tinh b t ether ươ 1.3.2 1.3.2.1 é đù 1.3.2.2 ẩm 1.3.2.3 Tinh b t x lý b ng sóng siêu âm 10 1.3.2.4 Tinh b t x lý tia gama 10 1.3.3 P ươ n tính tinh b t b ng enzyme 10 P ươ đổi gen 10 1.4 T 1.4.1 ấ 11 r ả ủ ủ 12 1.4.1.1 ấ r 1.4.1.2 ấ r ủ 13 1.4.2 ă ủ 15 12 1.4.3 Giới thi u ược m t s ươ đ ần SDS mẫu th c phẩm 16 1.4.3.1 Các th nghi m in vitro 16 P ươ r ợp để đ để 1.4.3.3 Th nghi ượng SDS 19 định SDS 20 1.5 Maltogenic amylase 22 1.5.1 Tên g i ngu n g c 22 52 đặc tính MAase 23 1.6 S tiêu hóa tinh b t đường ười, đ ều hòa glucose máu b nh tiểu 25 1.6.1 S tiêu hóa tinh b t ười 25 1.6.2 Đ ều hòa glucose máu 27 16.3 B nh tiể đường 28 1.6.3.1 Tiể đường type 28 1.6.3.2 Tiể đường type 28 1.6.3.3 Các bi n ch ng b nh tiể đường 29 2.1 N YÊ V P P ÁP Ê ỨU 30 2.1.1 B t g o 30 2.1.2 Enzyme 30 2.1.3 Thi t bị dụng cụ 31 ấ 31 2.1.4 2.1.5 Đị đ ể 31 2.2 Sơ đ 2.3 Bi n tính tinh b t g o b ng enzyme maltogenic amylase (MAase) 32 2.3.1 Khảo sát ả 32 ưởng pH dung dịch phản đ n tính chất sản phẩm tinh b t g o bi n tính 32 2.3.2 Khảo sát ả ưởng nhi đ ủ enzyme lên tính chất sản phẩm tinh b t g o bi n tính 34 2.3.3 Khảo sát ả ưởng n đ enzyme MAase lên tính chất sản phẩm tinh b t g o bi n tính 36 2.3.4 Khảo sát thời gian phản ng lên tính chất tinh b t g o bi n tính 38 2.3.5 T 2.3.6 Đ 40 ẫu t 41 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Thành phần hóa h c nguyên li u 43 3.2 Bi n tính tinh b t g o b ng enzyme maltogenic amylase (MAase) 44 3.2.1 Ả ưởng pH dung dịch phản ng lên tính chất sản phẩm tinh b t g o bi n tính 44 3.2.2 Ả ưởng nhi đ ủ enzyme lên tính chất sản phẩm tinh b t g o bi n tính 46 3.2.3 Ả ưởng n đ enzyme MAase lên tính chất sản phẩm tinh b t g o bi n tính 48 3.3 T 50 3.4 Kiểm tra mẫu t 52 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Các tiêu chất lượng nguyên liệu bột gạo 30 Bảng 3.1: Kết phân tích thành phần hóa học nguyên liệu 43 Bảng 3.2 Ảnh hưởng pH dung dịch phản ứng đến khả thủy phân sản phẩm tinh bột gạo biến tính 44 Bảng 3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ ủ enzyme lên khả thủy phân sản phẩm tinh bột gạo biến tính 46 Bảng 3.4: Ảnh hưởng nồng độ enzyme MAase lên khả thủy phân sản phẩm tinh bột gạo biến tính 48 Bảng 3.5 Ảnh hưởng thời gian phản ứng lên khả thủy phân tinh bột gạo biến tính 50 Bảng 3.6: Mơ hình tối ưu hóa 52 Bảng 3.7: Ảnh hưởng biến đến hàm lượng đường khử tạo thành 52 Bảng 3.8: Kết thủy phân tinh bột gạo biến tính 55 Bảng 3.9: Hàm lượng thành phần tinh bột 57 61 11 Li-Jia Zhua, Qiao-Quan Liua, Jeff D.Wilsonc, Ming-Hong Gua, YongCheng Shi 2011 Digestibility and Physicochemical Properties of Rice (Oryza sativa L.) Fours and Starches Differing in Amylose Content Carbohydrate Polymers 86, 1751–1759 12 Huan Xia1, Marna Yandeau-Nelson, Donald B Thompson and Mark J Guiltinan 2011 Deficiency of Maize Starch-Branching Enzyme I Results in Altered Starch Fine Structure, Decreased Digestibility and Reduced Coleoptile Growth During Germination BMC Plant Biology, 11:95 13 Lê Quang Trí 2008 Structural Analyses and Enzymatic Modification of Vietnamese Tapioca Starch A thesis for the degree of Doctor of Philosophy 14 Shuang-Yan Tang, Quang-Tri Le, Jae-Hoon Shim, Sung-Jae Yang, JoongHuck Auh, Cheonseok Park and Kwan-Hwa Park 2006 Enhancing thermostability of maltogenic amylase from Bacillus thermoalkalophilus ET2 by DNA shuffling, the FEBS Journal 15 W.Aehl 2004 Enzym in industry Wiley – VCH Verlag GmbH & Co.KGaA, Weinheim 16 Julio Polaina and Andrew P.MacCabe 2007 Industrial enzymes: structure, Funtion and Application Springer 17 Hyun-Ju Cha, Hyun-Geun Yoon, Young-Wan Kim, Hee-Seob Lee, JungWan Kim, Ki-Sung Kweon, Byung-Ha and Kwan-Hwa Park 1998 Molecular and enzymatic characterization of a maltogenic amylase that hydrolyzes and transglycosylates acarbose, the FEBS Journal 18 Young-Wan Kim, Ji-Hye Choi, Jung-Wan Kim, Cheonseok Park, JungWoo Kim, Hyunju Cha, Soo-Bok Lee, Byoung-Ha Oh, Tae-Wha Moon and Kwan-Hwa Park 2003 Directed Evolution of Thermus Maltogenic Amylase toward Enhanced Thermal Resistance, American Society for Microbiology 62 19 Do-Yeon Kim, Choon-Hwan Cha, Wan-Seok Oh, Young-Jun Yoon and Jung-Wan Kim 2004 Expression of the Promoter for the Maltogenic Amylase Gene in Bacillus subtilis 168, The Microbiological Society of Korea 20 Jeong-Sun Kim, Sun-Shin Cha, Hyun-Ju Kim, Tae-Jip Kim, Nam-Chul Ha, Sang-Taek Oh, Hyun-Soo Cho, Moon-Ju Cho, Myo-Jeong Kim, Hee-Seob Lee, Jung-Wan Kim, Kwan Yong Choi, Kwan-Hwa Park, and Byung-Ha Oh 1999 Crystal Structure of a Maltogenic Amylase Provides Insights into a Catalytic Versatility, The Journal of Biological and Chemistry 21 Francisco Javier Bueso Ucles 2003 Antistaling Properties of Amylase, Wheat Gluten and CMC on Corn Tortilla A thesis for the degree of Doctor of Philosophy 22 Hee-Seob Lee, Min-Sung Kim, Hyun-Soo Cho, Jung-In Kim, Tae-Jip Kim, Ji-Hye Choi, Cheonseok Park, Heung-Soo Lee, Byung-Ha Oh and KwanHwa Park 2002 Cyclomaltodextrinase, Neopullulanase, and Maltogenic Amylase Are Nearly Indistinguishable from Each Other The Journal of Biological and Chemistry 23 Hee-Kyung Bae, Soo-Bok Lee, Cheon-Seok Park, Jae-Hoon Shim, HyeYoung Lee, Myo-Jeong Kim, Jim-Sook Baek, Hoe-Jin Roh, Jin-Hwan Choi, Eun-Ok Choe, Dong-Uj Ahn and Kwan-Hwa Park 2002 Modification of Ascorbic Acid Using Transglycosylation Activity of Bacillus stearothermophilus Maltogenic Amylase to Enhence Its Oxidative Stability J Agric Food Chem 50, 3309−3316 24 Jae-Hoon Shim, Jong-Tae Park, Jung-Sun Hong, Ki Woo Kim, Myo-Jeong Kim, Jung-Hyuk Auh, Young-Wan Kim, Cheon-Seok Park, Winfried Boos, Jung-Wan Kim, and Kwan-Hwa Park 2002 Role of Maltogenic Amylase and Pullulanase in Maltodextrin and Glycogen Metabolism of Bacillus subtilis 168 Journal of Bacteriology, vol.191, No.15 63 25 Ko-Woon Oh, Myo-Jeong Kim, Hae-Yeong Kim, Byung-Yo, Moo-Yeol Baik, Joong-Hyuck Auh, Cheon-Seok Park 2005 Enzymatic Characterization of a Maltogenic Amylase from Lactobacillus gasseri ATCC 33323 Expressed in Escherichia coli FEMS Microbiology Letters 252 (2005) 175–181 26 Tae Jip Kim, Myo Jeong Kim, Byung Cheon Kim, Jae Cherl Kim, Tae Kyou Cheong, Jung Wan Kim, and Kwan Hwa Park 1999 Modes of Action of Acarbose Hydrolysis and Transglycosylation Catalyzed by a Thermostable Maltogenic Amylase, the Genetic for Which Was Cloned from a Thermus Strain Applied and Enviromental Microbiology, Vol.65, No 27 Shuang-Yan Tang, Quang-Tri Le, Jae-Hoon Shim, Sung-Jae Yang, JoongHuck Auh, Cheonseok Park and Kwan-Hwa Park 2006 Enhancing thermostability of maltogenic amylase from Bacillus thermoalkalophilus ET2 by DNA shuffling The FEBS Journal 28 Robert J.Whitehurst and Barry A.Law 2002 Enzymes in Food Technology, Sheffield Academic Press Ltd 29 Marc J.E.C van der Maarel, Bart van der Veen, Joost C.M Uitdehaag, Hans Leemhuis, L Dijkhuizen 2002 Properties and Applications of StarchConverting Enzymes of The α-amylase Family Journal of Biotechnology 94, 137–155 30 F Shih, J King, K Daigle, H.-J An, and R Ali 2007 Physicochemical Properties of Rice Starch Modified by Hydrothermal Treatments Cereal Chem 84(5):527-531 31 Kavlani Neelam, Sharma Vijay, Singh Lalit 2012.Variuos Techniques for the Modification of Starch and the Applications of its Derivatives International Research Journal of Pharmacy 64 32 Marc J.E.C van der Maarel, Hans Leemhuis 2013 Starch modification with microbial alpha-glucanotransferase enzymes Carbohydrate Polymers 93, 116–121 33 Wacaw Leszczyñski 2004 Resistant Strach: Classification, Structure, Production Polish Journal of Food and Nutrition Sciences 34 Melissa Walter, Leila Picolli da Silva , Cristiane Casagrande Denardin 2004 Rice and Resistant Starch: Different Content Depending on Chosen Methodology, Elsevier Inc 35 Mária Hódsági 2011 Recent results of investigations of resistant starches Ph.D thesis, Budapest University of Technology and Economics 36 Li Li, Hongxin Jiang, Mark Campbell, Michael Blanco, Jay-lin Jane 2008 Characterization of maize amylose-extender (ae) mutant starches Part I:Relationship between resistant starch contents and molecular structures, Carbohydrate Polymers 37 Jovin Hasjim 2009 Enzyme Digestibility of Starch and Methods to Produce Enzyme-Resistant Starch to Improve Human Health, Ph.D thesis, Iowa State University 38 Genyi Zhang and Bruce R.Hamaker 2009 Slowly Digestible Starch: Concept, Mechanism, and Proposed Extended Glycemic Index Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 49:852-867, Taylor & Francis 39 Mirosław Marek Kasprzak, Helle Nygaard Lærke, Flemming Hofmann Larsen, Knud Erik Bach Knudsen, Sven Pedersen and Anne Skov Jørgensen 2012 Effect of Enzymatic Treatment of Different Starch Sources on the in Vitro Rate and Extent of Starch Digestion International Journal of Molecular Sciences, Int J Mol Sci.13, 929-942 65 40 Zihua Ao, Senay Simsek, Genyi Zhang, Mahesh Venkatachalam, Bradley L.Reuhs, and Bruce R.Hamaker 2007 Starch with a Slow Digestion Property Produced by Altering Its Chain Length, Branch Density, and Crystalline Structure J Agric Food Chem, 55, 4540−4547 41 Quang Tri Le, Chang Kuy Lee, Young Wan Kim, Seung Jae Lee, Ran Zhang, Stephen G.Withers, Yong Ro Kim, Joong Hyuck Auh, Kwan Hwa Park 2009 Amylolytically – Resistant Tapioca Starch Modified by Combined Treatment of Branching Enzyme and Matogenic amylase Carbohydrate Polymers 75, – 14 42 K.A Abbas, Sahar K Khalil and Anis Shobirin Meor Hussin 2010 Modified Starches and Their Usages in Selected Food Products: A Review Study Journal of Agricultural Science Vol 2, No 43 W.D.Phillips and T.J.Chilton 1995 A – level Biology Oxford University Press Trang Web: 44 http://en.wikipedia.org/wiki/Diabetes_mellitus 45 http://www.nhs.uk/Conditions/Diabetes-type2/Pages/Introduction.aspx PHỤ LỤC Kết quả: 1.1 Khảosát pH ANOVA Table for Duong khu by pH Source Sum of Squares Df Mean Square Between groups 0.216447 0.072149 Within groups 0.0207527 0.00259408 Total (Corr.) 0.2372 11 Multiple Range Tests for Duong khu by pH F-Ratio 27.81 P-Value 0.0001 F-Ratio 109.86 P-Value 0.0000 F-Ratio 65.44 P-Value 0.0000 Method: 95.0 percent LSD pH Count Mean Homogeneous Groups 1.10933 X 5.5 1.19933 X 6.5 1.39567 X 1.43233 X Contrast - 5.5 5-6 - 6.5 5.5 - 5.5 - 6.5 - 6.5 Sig * * * * Difference 0.233 0.323 0.0366667 0.09 -0.196333 -0.286333 +/- Limits 0.0958975 0.0958975 0.0958975 0.0958975 0.0958975 0.0958975 1.2 Khảosátnhiệtđộ ANOVA Table for Duong khu by Nhietdo Source Sum of Squares Df Mean Square Between groups 1.76754 0.589179 Within groups 0.042904 0.005363 Total (Corr.) 1.81044 11 Multiple Range Tests for Duong khu by Nhiet Method: 95.0 percent LSD Nhiet Count Mean 60 1.09867 50 1.53067 70 1.96567 40 2.065 Contrast 40 - 50 40 - 60 40 - 70 50 - 60 50 - 70 60 - 70 Sig * * * * * Difference 0.534333 0.966333 0.0993333 0.432 -0.435 -0.867 Homogeneous Groups X X X X +/- Limits 0.137886 0.137886 0.137886 0.137886 0.137886 0.137886 1.3 Khảosátnồngđộ enzyme MAase: ANOVA Table for Duong khu by enzym Source Sum of Squares Df Mean Square Between groups 1.06343 0.354478 Within groups 0.043336 0.005417 Total (Corr.) 1.10677 11 enzym 25 35 15 Contrast - 15 - 25 - 35 15 - 25 15 - 35 25 - 35 Count 3 3 Sig * * * * * Mean 1.098 1.12467 1.47833 1.82733 Difference 0.349 0.729333 0.702667 0.380333 0.353667 -0.0266667 Homogeneous Groups X X X X +/- Limits 0.138578 0.138578 0.138578 0.138578 0.138578 0.138578 1.4 Khảothờigianphản ứng ANOVA Table for Duong khu by Thoigian Source Sum of Squares Df Mean Square Between groups 1.14309 0.228617 Within groups 0.0390427 12 0.00325356 Total (Corr.) 1.18213 17 Multiple Range Tests for Duong khu by Thoigian Method: 95.0 percent LSD Thoigian Count Mean 1.08933 1.249 3 1.42433 18 1.50533 24 1.547 0.5 1.89433 Contrast 0.5 - 0.5 - 0.5 - 0.5 - 18 0.5 - 24 3-6 3-9 - 18 - 24 6-9 - 18 - 24 - 18 - 24 18 - 24 Sig * * * * * * * * * * * * * Difference 0.47 0.805 0.645333 0.389 0.347333 0.335 0.175333 -0.081 -0.122667 -0.159667 -0.416 -0.457667 -0.256333 -0.298 -0.0416667 Homogeneous Groups X X X XX X X +/- Limits 0.101474 0.101474 0.101474 0.101474 0.101474 0.101474 0.101474 0.101474 0.101474 0.101474 0.101474 0.101474 0.101474 0.101474 0.101474 F-Ratio 70.27 P-Value 0.0000 1.5 Tốiưuhóa: BảngphântíchAnova: duongkhu DF SS Total Constant 11 19.0255 18.577 MS (variance) 1.72959 18.577 F p Total Corrected Regression Residual 10 0.448532 0.0448532 5 0.435547 0.0129855 0.0871093 0.0025971 Lack of Fit (Model Error) Pure Error 0.0129108 0.00430361 115.276 7.46665e005 3.73332e005 Q2 = R2 = R2 Adj = 0.758 0.971 0.942 Cond no = Y-miss = RSD = 0.211786 33.541 3.0822 0.0510 1.6 Đánhgiámẫutốiưu: (1): Mẫutốiưu (2): Mẫuđốichứng Thànhphần RDS: ANOVA Table for % RDS by Mau Source Sum of Squares Between groups 288.982 Within groups 63.1442 Total (Corr.) 352.126 Df Mean Square 288.982 15.786 Multiple Range Tests for % RDS by Mau Method: 95.0 percent LSD Thanhphan Count Mean 72.18 86.06 Contrast 1-2 Sig * Difference -13.88 Homogeneous Groups X X +/- Limits 9.00703 F-Ratio 18.31 0.001 0.295143 0.0509617 0.009 0.0656019 0.00611009 (Replicate Error) N = 11 DF = SD P-Value 0.0129 Thànhphần SDS: ANOVA Table for %SDS by Mau Source Sum of Squares Df Between groups 142.107 Within groups 46.5387 Total (Corr.) 188.645 Multiple Range Tests for %SDS by Mau Method: 95.0 percent LSD Mau Count Mean 12.43 22.1633 Contrast 1-2 Sig * Mean Square 142.107 11.6347 F-Ratio 12.21 P-Value 0.0250 F-Ratio 1.24 P-Value 0.3274 Homogeneous Groups X X Difference 9.73333 +/- Limits 7.73253 Thànhphần RS ANOVA Table for RS by Mau Source Sum of Squares Between groups 25.7923 Within groups 83.0345 Total (Corr.) 108.827 Multiple Range Tests for RS by Mau Method: 95.0 percent LSD Mau Count Mean 1.51 5.65667 Contrast 1-2 Sig Difference 4.14667 Df Mean Square 25.7923 20.7586 Homogeneous Groups X X +/- Limits 10.3287 Các phương pháp xác định: 2.1 Xác định hoạt tính cuae enzyme maltogenic amylase: Tiến hành: Tạo dung dịch chứa 0.5% solube starch (Merk) đệm acetat 0.1M Cho 1ml dung dịch enzyme maltogenic amylase (đã pha loãng nước cất đạt 0.1 – 0.2 U/ml) vào dung dịch Phản ứng tiến hành điều kiện nhiệt độ 60oC, pH 5.5, thời gian 30 phút Sau 30 phút kêt thúc phản ứng cách cho 4ml dung dịch NaOH 0.5N vào Đo hàm lượng đường khử thu phương pháp DNS bước sóng 540nm Tính kết quả: Một đơn vị hoạt tính enzyme maltogenic amylase xác định lượng đường khử (maltose) tạo thành thời gian phút 2.2 Xác định ẩm phương pháp sấy khô (TCVN 5613-91) Nguyên lý Dùng sức nóng làm bay thực phẩm Cân tính số liệu hai lần cân trước sau sấy khơ, từ tính phần trăm nước có thực phẩm Tiến hành Lấy cốc sứ đũa thủy tinh đem sấy khô 1050C đến trọng lượng khơng đổi Để nguội bình hút ẩm (khoảng 15 phút), cân cân phân tích bốn số lẻ cuối Sau cho vào cốc cân 10g mẫu xay thật nhuyễn, dùng đũa thủy tinh dàn mẫu thành lớp mỏng, cân tất cân phân tích với sai số khơng q 0,0003g Cho tất vào tủ sấy 1050C, sấy đến trọng lượng không đổi Trong sấy, dùng đũa thủy tinh nghiền nhỏ phần vón cục, sau lại tiếp tục sấy Sau sấy lại tiến hành kiểm tra lượng ẩm thoát cách lấy mẫu đem cân cân phân tích, trước cân cần phải làm nguội bình hút ẩm (khoảng 15 phút) Tiếp tục kiểm tra trọng lượng mẫu khơng cịn thay đổi kết hai lần cân liên tiếp không cách 0,0003g Tính kết Phần trăm ẩm xác định theo công thức: ( ) ( ) ( ) Trong đó: G: Trọng lượng cốc đũa thủy tinh (g) G1: Trọng lượng cốc, đũa thủy tinh mẫu trước sấy (g) G2: Trọng lượng cốc, đũa thủy tinh mẫu sau sấy (g) 2.3 Xác định hàm lượng protein tổng số phương pháp Kjeldahl (AOAC 960.52) Ngun lý Vơ hóa mẫu thử H2SO4 đậm đặc có chất xúc tác K2SO4 CuSO4 nhiệt độ cao Các hợp chất có chứa nitơ chuyển thành NH3 tiếp tục kết hợp với H2SO4 tạo thành muối (NH4)2SO4 dùng kiềm mạnh đẩy NH3 từ muối (NH4)2SO4 hình thành thể tự Định lượng NH3 acid Tiến hành Vô hóa mẫu: cân xác 1g mẫu xay nhuyễn cho cẩn thận vào đáy bình Kjedahl dung tích 50ml (tránh khơng để mẫu dính vào cổ bình) cho thêm vào bình 10ml H2SO4 đậm đặc, 5g chất xác tác (K2SO4 CuSO4) Tiếp tục để nghiêng bình Kjedahl bếp đun từ từ thu dung dịch có màu xanh lơ CuSO4, để nguội Cất đạm: sau vơ hóa mẫu hồn tồn, cho nước cất vào bình Kjedahl để tráng cho vào erlen 500ml, tráng rửa bình Kjedahl phễu vài lần, thêm nước cất vào erlen lên đến 300ml Tiếp tục cho vào erlen 10ml dung dịch NaOH 40%, giọt phenolphtalein Chuẩn bị bình hứng NH3: dùng pipet hút 20ml acid boric 4% cho vào erlen 250ml Đặt bình vào ống sinh hàn máy cất đạm cho đầu ống sinh hàn ngập dung dịch acid boric Bắt đầu trình cất đạm, cất đến dung dịch bình hứng đạt khoảng 150ml Lấy bình hứng đem chuẩn độ H2SO4 0,1N Kết ( ) Trong đó: P : hàm lượng protein tổng số (g/100g) N : số ml H2SO4 0,1N dùng để chuẩn mẫu thử (ml) m : trọng lượng mẫu thử (g) 0,0014: số g nitơ ứng với 1ml H2SO4 0,1N Hàm lượng amylose tinh bột gạo, tinh bột gạo xử lí với enzyme làm giảm q trình thối hóa xác định cách đo màu tinh bột tạo phức với iodine theo phương pháp chuẩn Juliano cộng (1971) Cho 10mg mẫu tinh bột vào 100μL dung dịch EtOH, khuấy từ dung dịch để tách béo Sau đó, cho thêm 900μL NaOH 1N vào hỗn hợp khuấy từ trên, gia nhiệt hỗn hợp thu bể nước điều nhiệt sôi 15 phút để hồ hóa tinh bột Làm nguội dung dịch hỗn hợp hồ hóa, cho thêm nước cất lần vào hỗn hợp để đạt 10 ml dung dịch tinh bột hồ hóa Dùng pipet hút 5mL dung dịch tinh bột cho vào bình tích 100mL, cho vào bình 100mL 1mL acid acetic 1N 2mL dung dịch iodine (2g iodine 2g potassium idodine 100mL nước cất) Pha loãng dung dịch thu cất đến 100mL, lắc dung dịch pha loãng để ổn định 20 phút Đo độ hấp thu màu dung dịch bước sóng 680nm máy đo màu quang phổ Hàm lượng amylose xác định từ đường cong chuẩn tính khô 2.4 Xác định hàm lượng tinh bột (TCVN 4594: 1988) Tinh bột thành phần chủ yếu nhiều loại củ hạt, việc xác định giúp ta dự kiến xác lượng sản phẩm thu tổn thất trình sản xuất Phương pháp xác định hàm lượng tinh bột có nhiều chia nhóm:  Phương pháp quang học- dựa vào khả làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực tinh bột  Phương pháp hóa học- dực sở thủy phân tinh bột đến glucose acid, sau xác định khả dung dịch  Phương pháp sinh học- dựa sở thủy phân tinh bột amylase, sau đem lên men dịch đường để biến thành rượu xác định lượng rượu tạo thành Nguyên tắc Thủy phân tinh bột thành đường dung dịch HCl 5% điều kiện đun sơi bình cách thủy thời gian 1h Dung dịch sau thủy phân làm nguội trung hòa NaOH với thị methyl da cam Hàm lượng dung dịch sau thủy phân xác định nhiều phương pháp, đề tài hàm lượng đường xác định phương pháp lên màu với Ferrycyanure Kết lượng đường khử dung dịch sau thủy phân trừ lượng đường khử dung dịch trước thủy phân lượng hình thành từ trình thủy phân tinh bột Hiệu số nhân với hệ số chuyển đổi đường khử (glucose) thành tinh bột 0,9 ta có hàm lượng tinh bột mẫu nguyên liệu ban đầu Hóa chất: acid chlohdride đặc, dung dịch Ferycynure1%, dung dịch glucose 0,5%, dung dịch hydroxide natri 20% (5N), dung dịch hydroxide natri 10% (2,5N), methyl da cam 1%, (CH3COO)2Pb 10%, Na2HPO4, methylene blue Tiến hành - Chuẩn bị mẫu thử xác định hàm lượng đường khử ban đầu mẫu Cân cho vào cối sứ xác khoảng 5g bột, trộn với 30ml nước cất, chuyển toàn hỗn hợp vào bình tam giác 100ml Sau đó, kết tủa protein tạp chất dung dịch acetate chì 10% (2-5ml) CHCl3 5%, sau loại bỏ lượng acetate chì dư dung dịch Na2HP4 bão hịa (3-5ml) thêm với lượng vừa đủ để kết tủa hoàn toàn acetate chì dư Để yên hỗn hợp 10 phút, chuyển vào bình định mức 100ml, tráng kỹ, thêm nước cất tới vạch định mức đem lọc Nước lọc mang chuẩn độ Ferrycyanure 1% - Chuẩn bị mẫu thử xác định hàm lượng tinh bột Cân khoảng 2g bột chuyển tồn vào bình tam giác 250ml Tiếp theo cho thêm 100 HCl 5% đậy nắp lại, Lắc nhẹ đặt vào nồi đun cách thủy phải cao mực nước bình thủy phân, phải chuẩn bị nước sôi để bổ sung vào Sau 1h thủy phân, tồn lượng tinh bột chuyển hóa thành glucose, làm nguội đến nhiệt độ phòng thêm 4-5 giọt methyl da cam, dùng NaOH 20% để trung hòa acid tới đổi màu (từ màu hồng chuyển sang màu vàng) Chú ý: trung hòa làm nguội đến 30oC, nhiệt độ cao kiềm cục glucose bị phân hủy làm kết xác Trung hịa xong ta chuyển tồn dung dịch vào bình định mức 250ml, tráng kỹ, thêm nước cất tới vạch định mức, lắc kỹ đem lọc Dịch đường thu sau lọc mang chuẩn độ dung dịch Ferycyanure 1% - Tiến hành chuẩn độ Cho vào bình nón 10ml dung dịch K2Fe(CN)6 1% 2,5 ml dung dịch NaOH 2,5 N thêm vào giọt Methylene Blue Đun sôi chuẩn độ bếp dung dịch đường khử dịch đường sau thủy phân từ burette, cho giọt, lắc mạnh Dung dịch chuyển từ đỏ sang vàng giọt đường thừa làm màu xanh methylene blue, cho biết phản ứng kết thúc - Xác định lượng đường glucose chuẩn 0,5 % tiêu tốn để phản ứng hết với 10ml dung dịch K2Fe(CN)6 1% Chuẩn độ tương tự dung dịch đường khử thay dung dịch đường khử burette dung dịch đường glucose chuẩn 0,5% lặp lại thí nghiệm lần Chú ý: với dung dịch đường không màu có màu nhạt, ta khơng cho thị Methylene blue, xác định điểm cuối màu dung dịch chuyển từ màu vàng đậm (Ferrycyanure) sang màu vàng nhạt (Ferocyanure) Cách tính kết quả: Hàm lượng đường khử nguyên liệu Trong Xk: lượng đường khử ban đầu (g/100g) Vg: Thể tích dung dịch glucose 0,5 % dùng chuẩn độ (ml) Vk: thể tích dung dịch đường khử chuẩn độ (ml) V: thể tích bình định mức đường khử (ml) M: khối lượng mẫu thí nghiệm (g) Hàm lượng đường khử dịch thủy phân Trong đó: Xtp: lượng đng khử dịch thủy phân (g/100g) Vg: Thể tích dung dịch glucóe 0,5 % dùng chuẩn độ (ml) Vtp : thể tích dung dịch đường sau thủy phân dùng chuẩn độ (ml) V : thể tích bình định mức (ml) m : khối lượng mẫu thí nghiệm (g) Hàm lượng tinh bột mẫu X = (XTP – XK) 0,9 X : lượng tinh bột có mẫu ban đầu (g/100g) 0,9: Hệ số chuyển hóa glucose thành tinh bột 2.5 Xác định pH bột theo AOAC 943.02 Cân 10g bột/tinh bột cho vào erlen cho thêm 100ml nước cất Lắc huyền phù bột/tinh bột khơng cịn đóng cục Ổn định 30 phút, lắc Để ổn định thêm 10 phút nữa, gạn lấy phần chất lỏng bên cho vào beaker 250ml xác định pH ... I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT TINH BỘT GẠO CHẬM TIÊU HÓA BẰNG ENZYME MALTOGENIC AMYLASE NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:  Xác định thành phần hóa học nguyên liệu bột gạo sản phẩm tinh bột gạo biến tính... 2.1.Sơ đồ nghiên cứu Hàm mục tiêu: - Khả bị thủy phân tinh bột biến tính α - amylase - Hàm lượng tinh bột chậm tiêu hóa Biến tính tinh bột gạo enzyme Maltogenic amylase (MAase) 2.3.1 Khảo sản ảnh... trình tiêu hóa: tiêu hóa học tiêu hóa hóa học, tiêu hóa học chính, hóa học phụ Tiêu hóa học chủ yếu đảm nhiệm Dưới tác động nhai, giúp cắt nhỏ nghiền nát thức ăn tạo điều kiện cho enzyme tiêu hóa