(Đề tài NCKH) ảnh hưởng của liều chiếu xạ chùm tia điện tử (EB) lên sự thay đổi cấu trúc, các tính chất hóa lý và độ tiêu hóa của tinh bột bắp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG ẢNH HƯỞNG CỦA LIỀU CHIẾU XẠ CHÙM TIA ĐIỆN TỬ (EB) LÊN SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC, CÁC TÍNH CHẤT HĨA LÝ VÀ ĐỘ TIÊU HÓA CỦA TINH BỘT BẮP MÃ SỐ: T2019 SKC006951 Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2020 Mẫu 1TĐ Trang bìa báo cáo tổng kết đề tài KH&CN cấp Trường trọng điểm BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM ẢNH HƯỞNG CỦA LIỀU CHIẾU XẠ CHÙM TIA ĐIỆN TỬ (EB) LÊN SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC, CÁC TÍNH CHẤT HÓA LÝ VÀ ĐỘ TIÊU HÓA CỦA TINH BỘT BẮP Mã số: T2019-35TĐ Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Trịnh Khánh Sơn TP HCM, 4/2020 Mẫu 2TĐ Trang bìa phụ báo cáo tổng kết đề tài KH&CN cấp Trường trọng điểm TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM ẢNH HƯỞNG CỦA LIỀU CHIẾU XẠ CHÙM TIA ĐIỆN TỬ (EB) LÊN SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC, CÁC TÍNH CHẤT HĨA LÝ VÀ ĐỘ TIÊU HĨA CỦA TINH BỘT BẮP Mã số: T2019-35TĐ Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Trịnh Khánh Sơn Thành viên đề tài: TS Vũ Trần Khánh Linh TS Phạm Thị Hoàn KS Đặng Thanh Bình TP HCM, 4/2020 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TÓM TẮT MỞ ĐẦU 1.1 Tinh bột 1.2 Phổ FTIR tinh bột 1.3 Các phân đoạn tiêu hóa tinh bột 1.4 Mức liều xạ an toàn ứng dụng xử lý thực phẩm 1.5 Biến tính tinh bột chiếu xạ 1.6 Các nghiên cứu trước 1.7 Mục tiêu nghiên cứu VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.2 Tinh bột chiếu xạ EB 2.3 Hàm lượng acid tự 2.4 Màu sắc 2.5 Độ hòa tan độ trương nở 2.6 Độ nhớt khối lượng phân tử trung bình 2.7 Khả tạo phức với iodine hàm lượng amylose b 2.8 Sự có mặt nhóm chức hóa học phổ FTIR 2.9 Kiểu hình tinh thể nhiễu xạ tia X mức độ tinh thể tư 2.10 Độ tiêu hóa in vitro 2.11 Phương pháp thống kê KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.2 Hàm lượng acid tự amylose biểu kiến 3.3 Độ nhớt khối lượng phân tử trung bình 3.4 Sự có mặt nhóm chức hóa học phổ FTIR 3.5 Kiểu hình tinh thể nhiễu xạ tia X mức độ tinh thể tư 3.6 Màu sắc 3.7 Độ hòa tan độ trương nở 3.8 Độ tiêu hóa in vitro KẾT LUẬN 35 ĐỀ XUẤT 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 DAN Hình 1.Cấu tạo amylose am Hình 2.Cấu trúc phức tinh Hình 3.Cấu trúc tinh thể loại A Hình 4.Ảnh hưởng chiếu xạ l Hình 3.1 Độ nhớt reduced mẫu tinh bột liều chiếu xạ EB khác Hình 3.2 Phổ FTIR mẫu tinh bột Hình 3.3 Giản đồ nhiễu xạ tia X DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Phổ FTIR tinh bột 13 * Bảng 2.1 Các tiêu chất lượng tinh bột bắp nguyên liệu 19 Bảng 2.2 Các thông số thiết bị chiếu xạ 20 Bảng Giá trị pH, hàm lượng (AM, %) Bảng Độ nhớt nội khố Bảng 3.Mức độ tinh thể tươn Bảng 4.Các thông số màu sắ Bảng 5.Độ hòa tan trương Bảng 6.Độ tiêu hóa in vitro DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AM: hàm lượng amylose DRC: mức độ tinh thể tương đối EB: Electron beam EB7, EB5, EB2.7, EB1, EB0 mẫu chiếu xạ EB liều chiếu 7, 5, 2.7, 1.0 kGy FA: hàm lượng acid tự FTIR: Fourier-transform infrared spectroscopy, phổ hồng ngoại Fourier i: độ nhớt nội SDS: Slowly digestible starch SB: độ hòa tan SP: độ trương nở RDS: Rapidly digestible starch Mw: khối lượng phân tử trung bình RS: Resistant starch XRD: X-ray diffraction, nhiễu xạ tia X TÓM TẮT Chiếu xạ electron beam (EB) dùng để xử lý tinh bột bắp liều từ đến kGy Chiếu xạ EB làm (a) depolymer hóa phân tử tinh bột, (b) hình thành liên kết ngang từ làm tăng mức độ tinh thể (c) làm tinh thể to bị vỡ thành tinh thể nhỏ Khi tăng liều xạ làm giảm pH, giảm độ nhớt, giảm khối lượng phân tử làm tăng độ acid tinh bột bắp Sau chiếu xạ, màu sắc mẫu bị sậm Phổ FTIR, kiểu hình tinh thể loại A, tỉ lệ vùng có trật tự/vùng vơ định hình không thay đổi sau chiếu xạ Các thay đổi nói khơng làm thay đổi hàm lượng amylose mà làm giảm độ trương nở làm tăng độ hịa tan tinh bột Ngồi ra, tương tác thay đổi giúp giải thích chuyển đổi từ phân đoạn tinh bột trơ thành tinh bột tiêu hóa chậm 3.3 Độ nhớt khối lượng phân tử trung bình Hình 3.1 cho thấy độ nhớt reduced (ηred) mẫu liều chiếu xạ khác Độ nhớt reduce tỉ lệ nghịch với liều chiếu xạ EB Bên cạnh đó, nồng độ dung dịch tinh bột cao độ nhớt reduced mẫu cao Độ nhớt nội (η i) tính tốn theo đường hồi qui (R2>0.95 độ nhớt reduced (Bảng 3.2) Khi liều chiếu xạ tăng (từ đến 7,0 kGy) làm giảm độ nhớt nội khối lượng phân tử trung bình (M w) tinh bột Rõ ràng, chứng cho thấy biến đổi phân tử tinh bột thành phân tử nhỏ tác dụng xử lý EB (Pimpa et al., 2007) 400 nhớt Độ( reduced 300 200 EB0 EB1 100 EB2.7 EB5 EB7 0 2468 Nồng độ tinh bột (c, mg/ml ×0.001) Hình 3.1 Độ nhớt reduced mẫu tinh bột liều chiếu xạ EB khác Bảng Độ nhớt nội khối lượng phân tử trung bình Tính chất a * * b ( i) R2 Mw * * * * 2 a , b : giá trị đường thẳng hồi qui (y=a x+b ) theo hình 1; R : giá trị R đường hồi qui; Mw (×105 g/mol): khối lượng phân tử trung bình; i: độ nhớt nội Tất giá trị thể dạng trung bình ± độ lệch chuẩn Các chữ viết lên hàng cho biết khác biệt mặt thống kê (P