zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

Ảnh hưởng của độ ẩm đến tính năng công nghệ của tinh bột khoai tây biến tính bằng phương pháp chiếu xạ sử dụng chùm tia electron beam

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Báo xấu

29
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chiếu xạ electron beam là một trong những công nghệ có thể làm thay đổi cấu trúc và tính chất của tinh bột. Nghiên cứu này khảo sát ảnh hưởng của độ ẩm các mẫu tinh bột đem chiếu xạ đến tính năng công nghệ của tinh bột khoai tây chiếu xạ. Độ ẩm của mẫu tinh bột khoai tây trong nghiên cứu này được điều chỉnh ở các mức 11,74, 14,84, 17,51, 19,24 và 28,94 (w/w).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ảnh hưởng của độ ẩm đến tính năng công nghệ của tinh bột khoai tây biến tính bằng phương pháp chiếu xạ sử dụng chùm tia electron beam

Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 5 (2), 2019 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ ẨM ĐẾN TÍNH NĂNG CÔNG NGHỆ CỦA TINH BỘT KHOAI TÂY BIẾN TÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ SỬ DỤNG CHÙM TIA ELECTRON BEAM Huỳnh Thị Đoan Trang*, Trương Quốc Việt, Hoàng Hải Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh *Tác giả liên lạc: htdt1997@gmail.com (Ngày nhận bài: 15/4/2019; Ngày duyệt đăng: 22/5/2019) TÓM TẮT Chiếu xạ electron beam là một trong những công nghệ có thể làm thay đổi cấu trúc và tính chất của tinh bột. Nghiên cứu này khảo sát ảnh hưởng của độ ẩm các mẫu tinh bột đem chiếu xạ đến tính năng công nghệ của tinh bột khoai tây chiếu xạ. Độ ẩm của mẫu tinh bột khoai tây trong nghiên cứu này được điều chỉnh ở các mức 11,74, 14,84, 17,51, 19,24 và 28,94 (w/w). Các mẫu tinh bột được chiếu xạ ở mức liều chiếu 5 kGy. Dựa trên độ hòa tan, độ trương nở, độ nhớt, ảnh chụp SEM và giá trị Blue Value để làm sáng tỏ sự ảnh hưởng của độ ẩm đến tính năng công nghệ của tinh bột khi chiếu xạ electron beam. Kết quả nghiên cứu cho thấy các mẫu tinh bột với các độ ẩm khác nhau có xu hướng bị gãy mạch do sự phân tách các liên kết glycoside dưới tác dụng của chiếu xạ electron beam. Đồng thời chiếu xạ làm tăng độ thoái hóa, sự tái tổ chức trong phân tử của tinh bột. Độ thoái hóa tăng khi giảm độ ẩm còn sự tái tổ chức tăng khi tăng độ ẩm. Từ khóa: Electron beam, tinh bột, độ ẩm, độ hòa tan, độ trương nở,... THE EFFECT OF HUMIDITY ON THE TECHNOLOGY FEATURES OF POTATO STARCH DENATURED BY IRRADIATION METHOD USING ELECTRON BEAM Huynh Thi Doan Trang*, Truong Quoc Viet, Hoang Hai Ho Chi Minh City of University and Education *Corresponding Author: htdt1997@gmail.com ABSTRACT Electron beam irradiation is one of the technologies that can change the structure and properties of starch. This study investigated the effect of moisture on irradiated starch samples to the technological properties. The moisture content of the potato starch sample was adjusted at 11.74, 14.84, 17.51, 19.24 and 28.94 (w/w). Starch samples were irradiated at a dose of 5 kGy. Based on solubility, swelling, viscosity, SEM and Blue Value values to elucidate the effect of moisture on the technological performance of starch when irradiated electron beam. The results show that starch samples with different moisture tends to break down due to the separation of glycoside bonds under the effect of electron beam irradiation. At the same time, irradiation increases the degradation, the reorganization in the starch molecule. Degeneration increases as moisture decreases while reorganization increases as humidity increases. Keywords: Electron beam, starch, humidity, solubility, swelling,... TỔNG QUAN (Gonera và cộng sự, 2002). Tinh bột là một Thành phần hóa học của tinh bột polymer sinh học bao gồm hai thành phần Tinh bột là nguồn năng lượng quan trọng chính: amylose và amylopectin (Pérez và nhất được sản xuất bởi quá trình quang cộng sự 2010) với hàm lượng chất khô hợp. Nó được giữ trong lá, hoa quả và hạt chiếm 98 – 99% so với tổng khối lượng 1
Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 5 (2), 2019 chất khô của hạt tinh bột tự nhiên của hạt thường từ dưới 1 μm đến trên 100 (Copeland và cộng sự, 2009). Tinh bột có μm, và hình dạng có thể đều (hình cầu, nguồn gốc từ các loại thực vật khác nhau hình bầu dục hoặc góc cạnh) hoặc khá có tính chất vật lý và thành phần hóa học không đều (Bertolini và cộng sự, 2009). khác nhau (Đàm Sao Mai, 2012). Hầu hết Cấu tạo và kích thước của hạt tinh bột phụ các tinh bột chứa 60 – 90% amylopectin, thuộc vào giống cây, điều kiện trồng trọt mặc dù tinh bột giàu amylose có ít nhất cũng như quá trình sinh trưởng của cây 30% amylopectin và tinh bột sáp với 100% (Đàm Sao Mai, 2012). Kết cấu và cấu trúc amylopectin cũng được biết đến của hạt tinh bột chịu ảnh hưởng một phần (Copeland và cộng sự, 2009). bởi cấu trúc và tỷ lệ của amylose và Amylopectin là thành phần chính của hầu amylopectin (Bertolini và cộng sự, 2009). hết các loại tinh bột, bao gồm một lượng Hạt tinh bột gồm lớp vỏ cứng kết tinh, bán lớn các chuỗi ngắn hơn được liên kết với kết tinh và rốn hạt nằm lệch tâm. Các lớp nhau tại đầu khử bằng liên kết (1 – 6) làm vỏ này mỏng hơn khi nằm ở những vòng cho mạch polysaccharide rất lớn này phân ngoài do diện tích bề mặt tăng nhưng tốc nhánh rộng rãi. Amylose chỉ bao gồm một độ phát triển không đổi. Ở cấp cao hơn, các hoặc một vài chuỗi dài, do đó làm cho lớp vỏ kết tinh được cấu tạo từ các blocklet phân tử tuyến tính hoặc hơi phân nhánh liên kết với kênh xuyên tâm vô định hình (Sjöö và cộng sự, 2017). Amylose là một (Gallant và cộng sự, 1992). Các blocklet α – glucan tuyến tính tương đối dài, chứa lớn hình thành các vùng kết tinh trong khi khoảng 99% liên kết (1 – 4) – α – và 1% các blocklet nhỏ hình thành các vùng vô liên kết (1 – 6) – α –, sự khác nhau về kích định hình. Trong cấu trúc blocklet, các thước và cấu trúc phụ thuộc vào nguồn gốc phân tử lipid hoặc protein liên kết với thực vật và có khối lượng phân tử khoảng thành phần amylose (Gallant và cộng sự, 105 – 106 với mức độ polymer hóa từ 324 1997). Vùng vô định của hạt tinh bột – 4920 và khoảng 9 – 20 điểm phân nhánh. không đồng nhất, bao gồm amylose và các Trong khi đó, amylopectin có khối lượng vùng liên kết tinh thể có sự phân nhánh dày phân tử lớn hơn amylose (107 – 109), chứa đặc bởi amylopectin (Bertolini và cộng sự khoảng 95% liên kết (1 – 4) – α – và 5% 2009). Phospho tạo liên kết ester với vùng liên kết (1 – 6) – α – với mức độ polymer vô định hình và vùng kết tinh của phân tử hóa từ 9600 – 15900 (Tester và cộng sự amylopectin (Blennow và cộng sự, 2000). 2004). Cấu trúc hạt tinh bột NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Tinh bột được cấu tạo từ các hạt rời rạc, Nguyên liệu kích thước, hình dạng, hình thái học, thành Trong đề tài này, chúng tôi sử dụng tinh phần và cấu trúc siêu phân tử của hạt phụ bột khoai tây (POTATO STARCH) của thuộc vào nguồn gốc thực vật. Đường kính công ty ROQUETTE Freres, Pháp. Bảng 1. Các chỉ tiêu chất lượng của tinh bột khoai tây nguyên liệu Chỉ tiêu Thông số* Hàm lượng Dạng bột, màu trắng, không có Cảm quan Tuân thủ mùi lạ Độ ẩm
Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 5 (2), 2019 Phương pháp nghiên cứu Tokyo, Nhật Bản). Các mẫu tinh bột được Phương pháp chỉnh ẩm trước khi xử lý quan sát ở mức điện áp gia tốc 5kV và ở EB nhiều mức phóng đại khác nhau. Tinh bột khoai tây (19,2%; w/w) được sấy đối lưu ở 45oC trong 24 giờ để đạt độ ẩm KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN cân bằng và xác định lại độ ẩm sau cùng. Ảnh hưởng của độ ẩm đến đặc điểm Sau đó tiến hành chỉnh ẩm bằng cách bổ hình thái của tinh bột khoai tây chiếu xạ sung nước cất đã khử khí để đạt được 5 EB mức độ ẩm trong khoảng từ 12-30%. Hình ảnh dưới kính hiển vi điện tử quét Lượng nước cần thêm vào mẫu tinh bột (SEM) trên cho thấy các mẫu tinh bột được tính toán dựa trên sự bảo toàn về hàm khoai tây hiếu xạ EB có các hạt hình oval lượng chất khô trước và sau hiệu chỉnh: và hình cầu. Trong đó, các hạt hình oval có Xử lý electron beam kích thước lớn hơn các hạt hình cầu. Kết Sử dụng các kí hiệu C, EB 11,74, EB quả này tương tự với các nghiên cứu của 14,84, EB 17,51, EB 19,24, EB 28,94 lần Singh và cộng sự (2011). Việc biến tính lượt là mẫu control (không xử lý EB) có tinh bột bằng chiếu xạ EB còn làm các hạt độ ẩm 11,74% và các mẫu xử lý EB có độ tinh bột kết tụ với nhau. Nguyên nhân là ẩm 11,74, 14,84, 17,51, 19,24 và 28,94%. do hình thành các liên kết yếu giữa các hạt Mẫu tinh bột đã chuẩn bị trước được xử lý tinh bột (Kume & Tamura, 1987). Đó là bằng thiết bị UELR- 10- 15S2 (Trung tâm các đặc điểm hình thái của tinh bột khoai Nghiên cứu và Triển khai Công nghệ Bức tây chiếu xạ EB. Tuy nhiên khi xét đến độ xạ, Linh Trung, Thủ Đức). ẩm, ta không thấy sự thay đổi nào rõ rệt Phương pháp xác định đặc điểm hình giữa các mẫu tinh bột có độ ẩm khác nhau. thái Các nghiên cứu của Hoover và cộng sự Đặc điểm hình thái của các mẫu tinh bột (1994) cũng báo cáo rằng việc thay đổi độ chiếu xạ EB được quan sát bằng kính hiển ẩm bằng xử lý nhiệt không ảnh hưởng đến vi điển tử quét JSM 7401F (JEOL, Tokyo, đặc điểm hình thái của hạt tinh bột. Nhật Bản). Mẫu tinh bột được đặt trên một Ảnh hưởng của độ ẩm đến độ hòa tan và dụng cụ bằng đồng chuyên chứa mẫu, phủ độ trương nở của tinh bột khoai tây lên mẫu một lớp vàng mỏng trong thiết bị chiếu xạ EB bay hơi chân không (JEE 400, JEOL, Bảng 2. Tính chất của tinh bột bắp ở các mức độ ẩm khác nhau Mẫu SB (%) SP (w/w) a C 6,30 ± 0,30 15,02 ± 0,45a EB 11,74 11,83 ± 0,49b 13,97 ± 0,66b EB 14,84 10,87 ± 0,45c 13,72 ± 0,56bc EB 17,51 10,50 ± 0,30cd 12,87 ± 0,64cd EB 19,24 9,97 ± 0,25d 12,16 ± 0,39d e EB 28,94 7,27 ± 0,15 9,27 ± 0,24e Bảng 2 thể hiện các giá trị độ hoà tan và (Sokhey và Hana, 1993). Kết quả cho thấy độ trương nở của tinh bột biến tính xử lý tinh bột EB có độ hoà tan cao hơn tinh bột bằng EB so với tinh bột tự nhiên. Kết quả tự nhiên do sự tăng lên về số lượng các nghiên cứu cho thấy khi độ ẩm tăng, độ phân tử nhỏ như monosaccharide hòa tan của tinh bột xử lý EB trong nước (Haripriya và cộng sự, 2015). Quá trình bẻ giảm. Nguyên nhân của xu hướng này có gãy mạch phân tử tinh bột tạo ra các phân thể do độ ẩm cao đã làm giảm mức độ tử có kích thước ngắn hơn, đồng thời giảm depolymer nên làm giảm độ hòa tan vùng kết tinh trong hạt tinh bột dưới tác 3
Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 5 (2), 2019 dụng của chiếu xạ từ đó làm tăng độ hòa của chuỗi polymer (Saibene và cộng sự, tan (Pimpa và cộng sự, 2007), (Shishonok 2008). Màu của phức thay đổi từ nâu (DP và cộng sự, 2007). Ngoài ra, chiếu xạ làm 21 – 24) đến đỏ (DP 25 – 29), đỏ – tím (DP giảm liên kết hydro giữa các chuỗi trong 30 – 38), xanh – tím (DP 39 – 46) và cuối phân tử tinh bột và làm tăng liên kết hydro cùng là xanh (DP > 47) (John và cộng sự, với nước, làm tăng độ hòa tan của tinh bột 1983) và khi DP thấp hơn 20 thì không có chiếu xạ (Ying Ma và cộng sự, 2012). màu sắc được hình thành (Cui, 2005). Ảnh hưởng của độ ẩm đến độ nhớt Brookfield của tinh bột khoai tây chiếu KẾT LUẬN xạ EB Các mẫu tinh bột chiếu xạ EB có độ Độ ẩm ảnh hưởng đến tính năng công nghệ nhớt thấp hơn so với mẫu tinh bột tự nhiên. của tinh bột khoai tây biến tính bằng chiếu Do việc chiếu xạ bẻ gãy các phân tử tinh xạ EB. Kết quả nghiên cứu cho thấy các bột, cụ thể là các liên kết glucosidic, làm mẫu tinh bột với các độ ẩm khác nhau có hình thành các phân tử nhỏ hơn và các gốc xu hướng bị gãy mạch do sự phân tách các tự do (Mestres và cộng sự, 2001; Nene và liên kết glycoside dưới tác dụng của chiếu cộng sự, 1975). Ngoài ra, theo Chung & xạ electron beam. Điều này thể hiện ở độ Liu (2010), chiếu xạ làm giảm hàm lượng hòa tan cao hơn và độ nhớt, độ trương nở, amylopectin và amylose trong tinh bột làm giá trị Blue Value thấp hơn so với tinh bột giảm đáng kể khả năng liên kết nước, dẫn tự nhiên. Đối với độ ẩm của tinh bột càng đến giảm đáng kể độ nhớt (Chung & Liu, cao các tính chất trên có xu hướng càng 2010). thấp (trừ Blue Value). Trong nghiên cứu Các mẫu tinh bột có độ nhớt tăng dần theo này, dựa vào độ nhớt có thể kết luận rằng thời gian do sự thoái hóa của tinh bột chiếu xạ làm tăng mức độ thoái hóa và (Zhang và cộng sự, 2016). Ngoài ra, từ thoái hóa diễn ra mạnh mẽ hơn khi ở các hình 4 cho thấy sự thay đổi độ nhớt của các mức độ ẩm càng thấp. Ngoài ra, dựa vào mẫu chiếu xạ EB tăng theo thời gian. Và ở giá trị Blue Value có thể kết luận rằng mức 5 giờ, tiến gần đến độ nhớt của mẫu chiếu xạ còn gây ra sự tái tổ chức trong tinh bột tự nhiên. Điều này chứng tỏ các phân tử tinh bột, gây tổn thương mạch mẫu chiếu xạ EB có sự thoái hóa cao hơn amylose và amylopectin, xu hướng này so với mẫu tinh bột tự nhiên. càng cao khi độ ẩm càng tăng. Ảnh hưởng của độ ẩm đến Blue Value Nghiên cứu chỉ bước đầu nghiên cứu ảnh của tinh bột khoai tây chiếu xạ EB hưởng của độ ẩm đến tính năng công nghệ Khả năng tạo phức với iodine là một chỉ của tinh bột khoai tây biến tính bằng EB tiêu thường được sử dụng để nhận biết sự nên cần nhiều nghiên cứu chuyên sâu hơn thay đổi hàm lượng amylose và mức độ để lý giải thêm và mở rộng hơn. Vì vậy, polymer hóa (DP) của tinh bột (Cui, 2005; nên cần có nhiều nghiên cứu về độ ẩm trên Heather, 1994). Tinh bột phản ứng với nhiều loại tinh bột chiếu xạ khác nhau; iodine tạo phức màu xanh (Thomas và khảo sát nhiệt độ khi đo độ hòa tan và cộng sự, 1999), phức màu xanh được hình trương nở của tinh bột; khảo sát sự thay đổi thành với iodine có liên quan đến amylose của tinh chất tinh bột trên độ ẩm ở các mức trong một cấu trúc xoắn (Bates và cộng sự, liều chiếu khác nhau; khảo sát các chỉ tiêu 1943). Trong khi đó, amylopectin phản khác như độ truyền suốt, độ tách nước của ứng với iodine hình thành phức màu tím – tinh bột; các thông số khác nhau về tính đỏ (Radley, 1968). Màu sắc và bước sóng chất của gel tinh bột ở các điều kiện nhiệt của độ hấp thụ cực đại (λmax) của phức độ khác nhau; ảnh hưởng của thời gian lưu thay đổi theo mức độ polymer hóa (DP) trữ đến hàm lượng lipid có trong tinh bột,... 4
Chuyên san Phát triển Khoa học và Công nghệ số 5 (2), 2019 TÀI LIỆU THAM KHẢO A. S. SOKHEY., R. CHINNASWAMY. 1993. Chemical and Molecular Properties of Irradiated Starch Extrudates. Cereal Chem. 70(3): 260- 268. COPELAND, L., BLAZEK, J., SALMAN, H., & TANG, M. C. (2009). Form and functionality of starch. Food hydrocolloids, 23(6), 1527-1534. HAYASHI, T., TODORIKI, S., & NAGAO, A. (1992). Effect of gamma-irradiation on the membrane permeability and lipid composition of potato tubers. Environmental and experimental botany, 32(3), 265-271. NODA, T., KIMURA, T., OTANI, M., IDETA, O., SHIMADA, T., SAITO, A., & SUDA, I. (2002). Physicochemical properties of amylose-free starch from transgenic sweet potato. Carbohydrate Polymers, 49(3), 253-260. ZAIDUL, I. S. M., YAMAUCHI, H., KIM, S. J., HASHIMOTO, N., & NODA, T. (2007). RVA study of mixtures of wheat flour and potato starches with different phosphorus contents. Food Chemistry, 102(4), 1105-1111. 5

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.