Thẩm tích hoạt động trên phương thức khuếch tán - quá trình phát sinh từ sự chuyển động nhiệt ngẫu nhiên của các phân tử trong dung dịch dẫn đến chuyển động ròng từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng. Trong thẩm tích, các phân tử không mong muốn bên trong màng khuếch tán ra ngoài màng bán thấm vào dung dịch đệm. Các phân tử lớn không thể đi qua các lỗ của màng. Ngược lại, các phân tử nhỏ sẽ tự do khuếch tán qua màng, làm giảm nồng độ của các phân tử không mong muốn trong mẫu (Hình 1.4). Màng thường được sử dụng cho thẩm tách trong phòng thí nghiệm dày 12 đến 30µm.
1.6 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.6.1 Trong nước
Tác giả TS. Hoàng Kim Anh đã triển khai nghiên cứu công nghệ sản xuất IMO và polydextrose từ bột và glucose bằng công nghệ sinh học và hoá học phục vụ cho mục tiêu phát triển công nghệ thực phẩm chức năng. Tuy nhiên, sản phẩm này có phạm vi ứng dụng hẹp, không thể tạo cấu trúc dai, giòn, dẻo cho các sản phẩm. Do đó, hạn chế trong ứng dụng sản xuất các sản phẩm có tính chất cảm quan cao, có tốc độ tiêu hóa chậm cho người bệnh đái tháo đường [66].
Các đề tài nghiên cứu trong nước như tác giả Vũ Thị Thuận và cộng sự đã sử dụng các enzyme dịch hóa trên thị trường Việt Nam như: Termamy (Đan Mạch), Amylex HT (Trung Quốc) và SEB-Star HTL (Mỹ) để lựa chọn enzyme thích hợp cho việc sản xuất bột biến tính (2010). Tuy nhiên, tác giả chỉ sử dụng enzyme để dextrin hóa và chỉ dừng lại ở mức độ sản xuất bột biến tính, chưa phù hợp ứng dụng sản phẩm trong
26
công nghệ thực phẩm chức năng [67]. Bên cạnh đó tác giả Nguyễn Thị Minh Hạnh (Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng) đã nghiên cứu sản xuất bột biến tính bằng enzyme Veron M4 (Đức) và Termamyl (Đan Mạch) (2008). Tuy nhiên, đề tài chỉ dừng lại ở việc sử dụng từng loại enzyme để tiến hành dextrin hóa [68].
Tác giả Trương Thị Thảo Nguyên và Trần Hữu Dũng ở Trường Đại học Y - Dược Huế cũng đã tiến hành nghiên cứu điều chế tinh bột biến tính bền vững với enzyme amylase (Tạp chí Dược học, 9/2012). Tuy nhiên, tác giả sử dụng phương pháp hóa học để sản xuất bột biến tính: dùng POCl3 theo các tỉ lệ khác nhau để tạo liên kết chéo, ngăn cản sự phản ứng giữa bột và enzyme. Tuy nhiên, đề tài chỉ dừng lại ở mức độ tạo bột biến tính bền vững với hệ enzyme α-amylase, chưa ứng dụng sản xuất thực phẩm chức năng cho người bệnh tiểu đường [69].
1.6.2 Ngoài nước
Năm 1997, Hiroki Takata đã công bố kết quả nghiên cứu một số đặc tính và sản xuất dextrin có dãy phân bố mạch hẹp. Kết quả nghiên cứu đã biến đổi thành công amylopectin thành dextrin bằng cách sử dụng phản ứng tuần hoàn của enzyme phân nhánh (BE) từ Bacillus stearothermophilus TRBE14. Enzyme đã thủy phân amylopectin rất hiệu quả ở nồng độ cơ chất cao (20 - 30% w/w). Những kết quả này cho thấy BE có thể hữu ích như một loại enzyme sản xuất tinh bột mới [70].
Tác giả Kwang Yeon Lee (2006) đã nghiên cứu và công bố trên tạp chí
Carbohydrate Polymer về khả năng trở lại trạng thái đầu khi biến đổi nhiệt cũng như độ ổn định khi làm lạnh đông và rã đông của gel bột gạo sau khi biến tính bằng enzyme α-glucanotransferase [71].
Năm 2007, Jung-Ah Han và James N. Bemiller đã nghiên cứu và công bố kết quả trên tạp chí Carbohydrate Polymer về việc tạo ra những loại bột biến tính chậm tiêu cũng như tính chất vật lý của sản phẩm [72]. Tác giả Seo, N. S (2007) đã nghiên cứu về cấu trúc của bột gạo trong bánh được biến tính bằng enzyme 4-α- glucanotransferase của vi sinh vật Thermus scotoductus. Cấu trúc phân tử tinh bột, kết cấu và sự thoái hóa ngược của sản phẩm sau khi xử lý bằng enzyme có hàm
27
lượng amylose giảm, trong khi các malto-oligosaccharide mạch nhánh và mạch thẳng từ maltose đến maltoheptaose tăng nhẹ. Trọng lượng phân tử trung bình của tinh bột gạo xử lý bằng enzyme trong bánh giảm do amylopectin bị phân cắt các cụm amylopectin nhỏ. Số lượng mạch nhánh ngắn hơn (mức độ trùng hợp [DP] <9) tăng lên, trong khi số lượng mạch nhánh dài hơn (DP> 10) giảm [73].
Năm 2009, Quang-Tri Le et al. đã nghiên cứu biến tính tinh bột sắn bằng enzyme phân nhánh (BE) được phân lập từ Bacillus subtilis 168 và Bacillus stearothermophilus maltogenic amylase (BSMA). Bằng cách xử lý BE, trọng lượng phân tử giảm từ 3,1x108 xuống 1,7x106, số lượng mạch nhánh ngắn hơn (DP 6–12) tăng lên, số lượng mạch nhánh dài hơn (DP> 25) giảm, hàm lượng amylose giảm từ 18,9% xuống 0,75%. Khi tiến hành thử nghiệm tiêu hóa với α-amylase tuyến tụy người (HPA), α-amylase tuyến tụy lợn (PPA) và glucoamylase, tinh bột sắn biến tính làm giảm đáng kể độ nhạy cảm với các enzyme này (tương ứng 7,5 lần, 14,4 lần và 3,9 lần) so với tinh bột sắn tự nhiên [74].