Khóa luận Ảnh hưởng của Argon-Plasma lên sự thay đổi cấu trúc của maltodextrin (Phần 1)

Nội dung text: Khóa luận Ảnh hưởng của Argon-Plasma lên sự thay đổi cấu trúc của maltodextrin (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ẢNH HƯỞNG CỦA ARGON - PLASMA LÊN SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA MALTODEXTRIN GVHD: TS. TRỊNH KHÁNH SƠN SVTH: ĐINH NGỌC LOAN MSSV: 12116043 S K L 0 0 4 4 1 1 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2016
2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ: 2016-12116043 ẢNH HƯỞNG CỦA ARGON-PLASMA LÊN SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA MALTODEXTRIN GVHD: TS. TRỊNH KHÁNH SƠN SVTH: ĐINH NGỌC LOAN MSSV: 12116043 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 07/2016 i
3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ: 2016-12116043 ẢNH HƯỞNG CỦA ARGON-PLASMA LÊN SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA MALTODEXTRIN GVHD: TS. TRỊNH KHÁNH SƠN SVTH: ĐINH NGỌC LOAN MSSV: 12116043 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 07/2016 ii
4. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Đinh Ngọc Loan Ngành: Công nghệ Thực phẩm 1. Tên khóa luận: Ảnh hưởng của Argon-plasma lên sự thay đổi cấu trúc của maltodextrin 2. Nhiệm vụ của khóa luận: Mô tả sự thay đổi về cấu trúc, hóa-lý của maltodextrin được xử lý bằng Argon-plasma dựa trên phương pháp phổ FTIR, sự thay đổi DE, sự thay đổi hàm lượng acid tự do và sự thay đổi các tính chất của maltodextrin như độ nhớt, khả năng bắt màu với dung dịch Iodine. 3. Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: 20/01/2016 4. Ngày hoàn thành khóa luận: 1/07/2016 5. Họ tên người hướng dẫn 1: TS. Trịnh Khánh Sơn Phần hướng dẫn: Toàn bộ khóa luận Nội dung và yêu cầu khóa luận tốt nghiệp đã được thông qua bởi Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm TP.HCM, ngày tháng năm 2016 Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn chính (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) iii
5. LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Công Nghệ Hóa Thực Phẩm- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đã tận tình truyền đạt kiến thức trong thời gian qua. Xin cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của TS. Trịnh Khánh Sơn trong suốt thời gian làm luận văn. Xin cảm ơn TS. Trần Ngọc Đảm, Khoa Cơ Khí Máy- Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện cho em hoàn thành thí nghiệm trong suốt thời gian làm luận văn. Xin cảm ơn các thầy cô khoa Công Nghệ Thực Phẩm Trường Đại Học Công Nghệ Sài Gòn đã ủng hộ và giúp đỡ. Xin cảm ơn ThS. Nguyễn Thị Lý và các anh chị tại Trung Tâm Nghiên Cứu Chiếu Xạ- Linh Trung đã tạo điều kiện cho em hoàn thành thí nghiệm. Chân thành cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã luôn bên cạnh ủng hộ. iv
6. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp là của riêng tôi. Tôi xin cam đoan các nội dung được tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã được trích dẫn chính xác và đầy đủ theo qui định. Ngày 1 tháng 7 năm 2016 Ký tên v
7. MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ix DANH MỤC BẢNG xi CHỮ VIẾT TẮT xii CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 2 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 2 1.2. CƠ SỞ KHOA HỌC, TÍNH THỰC TIỄN VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 3 1.3. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1. GIỚI THIỆU CHUNG 4 2.2. MALTODEXTRIN 4 2.2.1. Sản xuất 4 2.2.2. Thành phần và cấu tạo hóa học 6 2.2.3. Tính chất 8 2.2.3.1. Dextrose Equivalent (DE) 8 2.2.3.2. Phản ứng với Iot 9 2.2.3.3. Độ nhớt 9 2.3. BIẾN TÍNH MALTODEXTRIN 12 2.3.1. Biến tính tinh bột bằng phương pháp hóa học 12 2.3.1.1. Tinh bột ester hóa 12 2.3.1.2. Tinh bột ether hóa 13 2.3.1.3. Tinh bột oxy hóa 13 2.3.1.4. Tinh bột liên kết chéo 13 2.3.2. Biến tính tinh bột bằng phương pháp enzym 14 vi
8. 2.3.3. Biến tính tinh bột bằng phương pháp vật lý 14 2.3.3.1. Xử lý nhiệt ẩm 15 2.3.3.2. Ủ 15 2.3.3.3. Hồ hóa 15 2.3.3.4. Xử lý plasma 16 2.4. CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY 20 CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 22 3.1. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 22 3.2. VẬT LIỆU 22 3.2.1. Maltodextrin 22 3.2.2. Hóa chất 22 3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 3.3.1. Ảnh hưởng của thời gian xử lý Argon-plasma lên sự thay đổi về cấu trúc và các tính chất hóa-lý của maltodextrin 24 3.3.2. Ảnh hưởng của thời gian xử lý Argon-plasma lên sự thay đổi về cấu trúc của maltodextrin 24 3.3.3. Ảnh hưởng của thời gian xử lý Argon-plasma lên sự thay đổi về hàm lượng acid tự do (FA) của maltodextrin. 24 3.3.4. Ảnh hưởng của thời gian xử lý Argon-plasma lên sự thay đổi về màu sắc của maltodextrin 25 3.3.5. Ảnh hưởng của thời gian xử lý Argon-plasma lên sự thay đổi về khả năng bắt màu với dung dịch Iodine của maltodextrin 25 3.3.7. Ảnh hưởng của thời gian xử lý Argon-plasma lên sự thay đổi về độ nhớt nội tại (Intrinsic Viscosity) của maltodextrin. 26 3.3.8.Xử lý thống kê 28 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 29 vii
9. 4.1. ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN XỬ LÝ ARGON-PLASMA LÊN SỰ THAY ĐỔI VỀ CẤU TRÚC CỦA MALTODEXTRIN 29 4.2. ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN XỬ LÝ ARGON-PLASMA LÊN SỰ THAY ĐỔI VỀ HÀM LƯỢNG ACID TỰ DO (FA) CỦA MALTODEXTRIN 35 4.3. ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN XỬ LÝ ARGON-PLASMA LÊN SỰ THAY ĐỔI VỀ MÀU SẮC CỦA MALTODEXTRIN. 37 4.6. INTRINSIC VISCOSITY 44 4.7. MA TRẬN TƯƠNG QUAN PEARSON GIỮA CÁC TÍNH CHẤT CỦA MẪU MALTODEXTRIN 48 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 50 5.1. KẾT LUẬN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC 54 viii
10. DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 : Thành phần cấu tạo chính của maltodextrin (Kemedy, 1995) 7 Hình 2.2 Cấu tạo phân tử Amylose và Amylopectin (Cui và cộng sự, 2005) 7 Hình 2.3. Cấu tạo thiết bị Dielectric Barrier Discharge plasma (Zou và cộng sự, 2004) 17 Hình 2.4. Cơ chế hình thành liên kết chéo trong tinh bột bằng phương pháp plasma (Ji-Jun Zou và cộng sự, (2004) 19 Hình 4.1. Phổ FTIR của các mẫu : maltodextrin không xử lý plasma (MD0), mẫu maltodextrin xử lý 5 phút (MD5), mẫu maltodextrin xử lý 10 phút (MD10), mẫu maltodextrin xử lý 15 phút (MD15), mẫu maltodextrin xử lý 20 phút (MD20). 32 Hình 4.2. Cường độ hấp thu tại các đỉnh của các mẫu: maltodextrin không xử lý plasma (MD0), mẫu maltodextrin xử lý 5 phút (MD5), mẫu maltodextrin xử lý 10 phút (MD10), mẫu maltodextrin xử lý 15 phút (MD15), mẫu maltodextrin xử lý 20 phút (MD20) 32 Hình 4.3. Hàm lượng acid tự do của các mẫu: maltodextrin không xử lý plasma (MD0), mẫu maltodextrin xử lý 5 phút (MD5), mẫu maltodextrin xử lý 10 phút (MD10), mẫu maltodextrin xử lý 15 phút (MD15), mẫu maltodextrin xử lý 20 phút (MD20) 36 Hình 4.4. Cường độ hấp thu phức maltodextrin – iodine của maltodextrin không xử lý plasma (MD0), mẫu maltodextrin xử lý 5 phút (MD5), mẫu maltodextrin xử lý 10 phút (MD10), mẫu maltodextrin xử lý 15 phút (MD15), mẫu maltodextrin xử lý 20 phút (MD20). 41 Hình 4.5: Đương lượng dextrose (DE) của các mẫu: maltodextrin không xử lý plasma (MD0), mẫu maltodextrin xử lý 5 phút (MD5), mẫu maltodextrin xử lý 10 phút (MD10), mẫu maltodextrin xử lý 15 phút (MD15), mẫu maltodextrin xử lý 20 phút (MD20) 43 ix
11. Hình 4.6. Reduced viscosity của các mẫu maltodextrin không xử lý plasma (MD0), mẫu maltodextrin xử lý 5 phút (MD5), mẫu maltodextrin xử lý 10 phút (MD10), mẫu maltodextrin xử lý 15 phút (MD15), mẫu maltodextrin xử lý 20 phút (MD20). 46 Hình 4.7. Khối lượng phân tử trung bình (M) của các mẫu maltodextrin không xử lý plasma (MD0), mẫu maltodextrin xử lý 5 phút (MD5), mẫu maltodextrin xử lý 10 phút (MD10), mẫu maltodextrin xử lý 15 phút (MD15), mẫu maltodextrin xử lý 20 phút (MD20) 46 Hình 4.8. Mức độ polymer hóa (DP)của các mẫu maltodextrin không xử lý plasma (MD0), mẫu maltodextrin xử lý 5 phút (MD5), mẫu maltodextrin xử lý 10 phút (MD10), mẫu maltodextrin xử lý 15 phút (MD15), mẫu maltodextrin xử lý 20 phút (MD20) 47 Hình 6.1. Đường chuẩn maltose 54 x
12. DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1. Đỉnh hấp thu của các nhóm chủ yếu của Maltodextrin 33 Bảng 4.3. Bảng tỉ lệ α-helix/vô định hình của các mẫu maltodextrin không xử lý plasma (MD0), xử lý 5 phút (MD5), mẫu xử lý 10 phút (MD10), xử lý 15 phút (MD15), xử lý 20 phút (MD20). 34 Bảng 4.4. Hàm lượng acid tự do của các mẫu 36 Bảng 4.5. Màu sắc của các mẫu maltodextrin không xử lý và xử lý plasma 38 Bảng 4.7. Đương lượng dextrose (DE) của các mẫu maltodextrin không xử lý và xử lý plasma 43 Bảng 4.8: Insintric viscosity, khối lượng phân tử, DE của các mẫu maltodextrin không xử lý và có xử lý plasma 47 Phụ lục 1. Kết quả dựng đường chuẩn maltose 54 Phụ lục 2. Xử lý Anova kết quả α hexi/ vô định hình 55 Phụ lục 3. Xử lý kết quả Hàm lượng acid tự do (FA) 55 Phụ lục 4. Xử lý anova kết quả không gian màu CIE LAB 56 Phụ lục 5. Xử lý anova kết quả hàm lượng đường khử (DE) 58 xi
13. CHỮ VIẾT TẮT FTIR: Fourier transform infrared spectroscopy (Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier) FDA: Food and Drug Administration DNS: Dinitro Salicylic Acid MD: Maltodextrin IV: Intrinsic Viscosity DE: Dextrose Equivalent (đương lượng dextrose) DP: The degree of polymerization (mức độ poymer hóa) CIE: Commission Internationale de l’Eclairage FA: Free Acid (acid tự do) M: Molecular Mass (khối lượng phân tử) W: Whiterness (độ trắng) RP: Reducing power xii
14. S K L 0 0 2 1 5 4