Evaluation of physicochemical properties mechanical properties and fruit preservation of acetylated starch and acetylated starch films

Chuyên khảo phân tích Evaluation of physicochemical properties mechanical properties and fruit preservation of acetylated, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên

Chuyên ngành

Food Technology

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Graduation thesis

2024

122
4
0

Phí lưu trữ

35 Point

Mục lục chi tiết

ACKNOWLEDGEMENTS

DISCLAIMER

TABLE OF CONTENTS

LIST OF FIGURES

LIST OF TABLES

LIST OF ABBREVIATIONS

THESIS ABSTRACT

1. CHAPTER 1: INTRODUCTION

1.1. Problem Statement

1.2. Domestic and Internation research

1.3. Scientific and Practical Significance

1.4. Research Objectives

1.5. Scope of Research

2. CHAPTER 2: LITERATURE REVIEW

2.1. Overview of Cassava Starch

2.2. Physical Modification Methods

2.3. Chemical Modification Methods

2.4. Properties of Acetylated Starch

2.4.1. Degree of substitution (DS)

2.4.2. Gel Formation Capability

2.4.3. Coating/Wrapping Edible Film

2.4.4. Post-Harvest Preservation Capability of Bananas using Edible Film Coating

2.5. Response surface methodology

2.6. Box-Wilson Central Composite Designs. Box-Behnken Design.

3. CHAPTER 3: MATERIALS AND RESEARCH METHODS

3.1. Research methods for starches

3.2. Research method modelling

3.3. Method for acetylation of starch. Determination of acetyl percentage (Ac%) and degree of substitution (DS)

3.4. Rheological property determination

3.5. Solubility (S) and Swelling power (SP) of starch

3.6. Identification of functional groups in starch

3.7. Research methods for starch films

3.7.1. Starch film preparation method

3.7.2. Water vapor transmission rate of starch films (WVTR)

3.7.3. Water absorption capacity of starch films (WAC)

3.7.4. Water solubility of starch films (WS)

3.7.5. The light transmittance of starch films

3.7.6. Application of starch films for banana preservation

3.7.7. Methods for measuring banana respiration rate during storage

3.7.8. Weight loss of bananas

4. CHAPTER 4: RESULTS AND DISCUSSION

4.1. Model experiments based on the CCF model

4.2. Degree of Subsitution (DS)

4.3. Solubility and swelling power of acetylated starch

4.4. Rheological behavior of acetylated starches

4.5. Rheological characterization of acetylated starch-based gels

4.6. Thixotropic behavior of acetylated starch

4.7. Identification of functional groups in starch

4.8. Young’s modulus and tensile strength

4.9. Water absorption capacity of starch films (WAC)

4.10. Solubility of starch films

4.11. Water vapor transmission rate of starch films

4.12. Transmittance of Acetylated Starch Films

4.13. Respiration rate of banana during storage

4.14. Weight loss of bananas during storage

5. CHAPTER 5: CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS

Tóm tắt

I. Tổng quan về tinh bột axetyl hóa

Tinh bột axetyl hóa là sản phẩm của quá trình biến đổi hóa học tinh bột tự nhiên bằng cách thêm nhóm axetyl vào cấu trúc phân tử. Quá trình này cải thiện các tính chất vật lý, hóa học, và cơ học của tinh bột, làm cho nó phù hợp hơn cho các ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và bao bì. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá các tính chất của tinh bột axetyl hóamàng tinh bột axetyl hóa, đặc biệt là khả năng bảo quản trái cây. Các kết quả cho thấy, tinh bột axetyl hóa có độ hòa tan, khả năng trương nở và độ nhớt động học cao hơn so với tinh bột tự nhiên.

1.1. Quá trình axetyl hóa

Quá trình axetyl hóa được thực hiện bằng cách sử dụng anhydrit axetic trong môi trường kiềm. Phương pháp này giúp tăng cường các tính chất cơ học và khả năng chống thấm nước của tinh bột. Các thí nghiệm được thiết kế theo mô hình CCF (Central Composite Face-Centered) để tối ưu hóa các thông số như lượng anhydrit axetic và thời gian phản ứng. Kết quả cho thấy, độ thay thế (DS) của tinh bột axetyl hóa tăng lên khi tăng lượng anhydrit axetic và thời gian phản ứng.

1.2. Ứng dụng trong bảo quản trái cây

Màng tinh bột axetyl hóa được sử dụng để bảo quản trái cây, đặc biệt là chuối. Các thí nghiệm cho thấy, màng này làm giảm tỷ lệ hô hấp và mất nước của trái cây so với mẫu không được phủ. Điều này chứng tỏ tiềm năng lớn của màng tinh bột axetyl hóa trong việc kéo dài thời gian bảo quản và duy trì chất lượng trái cây.

II. Tính chất vật lý và hóa học của tinh bột axetyl hóa

Tính chất vật lýhóa học của tinh bột axetyl hóa được đánh giá thông qua các chỉ số như độ hòa tan, khả năng trương nở, và độ nhớt động học. Kết quả cho thấy, các chỉ số này tăng lên khi độ thay thế (DS) tăng. Điều này cho thấy sự cải thiện đáng kể trong khả năng hòa tan và trương nở của tinh bột axetyl hóa so với tinh bột tự nhiên. Ngoài ra, các phân tích FTIR cũng xác nhận sự hiện diện của nhóm axetyl trong cấu trúc phân tử của tinh bột.

2.1. Độ hòa tan và khả năng trương nở

Độ hòa tan và khả năng trương nở của tinh bột axetyl hóa được đo lường và so sánh với tinh bột tự nhiên. Kết quả cho thấy, các mẫu tinh bột axetyl hóa có độ hòa tan và khả năng trương nở cao hơn đáng kể. Điều này là do sự thay đổi cấu trúc phân tử sau quá trình axetyl hóa, làm tăng khả năng tương tác với nước.

2.2. Độ nhớt động học

Độ nhớt động học của tinh bột axetyl hóa được đo lường bằng phương pháp rheology. Kết quả cho thấy, độ nhớt tăng lên khi độ thay thế (DS) tăng. Điều này chứng tỏ sự cải thiện trong tính chất lưu biến của tinh bột axetyl hóa, làm cho nó phù hợp hơn cho các ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm.

III. Tính chất cơ học của màng tinh bột axetyl hóa

Màng tinh bột axetyl hóa được đánh giá về các tính chất cơ học như độ bền kéo và mô đun đàn hồi. Kết quả cho thấy, các màng này có độ bền kéo và mô đun đàn hồi cao hơn so với màng tinh bột tự nhiên. Điều này là do sự cải thiện trong cấu trúc phân tử sau quá trình axetyl hóa, làm tăng khả năng chịu lực của màng.

3.1. Độ bền kéo

Độ bền kéo của màng tinh bột axetyl hóa được đo lường và so sánh với màng tinh bột tự nhiên. Kết quả cho thấy, các màng tinh bột axetyl hóa có độ bền kéo cao hơn đáng kể. Điều này chứng tỏ sự cải thiện trong tính chất cơ học của màng sau quá trình axetyl hóa.

3.2. Mô đun đàn hồi

Mô đun đàn hồi của màng tinh bột axetyl hóa được đo lường và so sánh với màng tinh bột tự nhiên. Kết quả cho thấy, các màng tinh bột axetyl hóa có mô đun đàn hồi cao hơn. Điều này cho thấy sự cải thiện trong khả năng chịu lực và độ đàn hồi của màng.

IV. Ứng dụng thực tiễn và giá trị nghiên cứu

Nghiên cứu này không chỉ cung cấp hiểu biết sâu sắc về tính chất vật lý, hóa học, và cơ học của tinh bột axetyl hóamàng tinh bột axetyl hóa, mà còn mở ra các ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp thực phẩm và bao bì. Các kết quả cho thấy, màng tinh bột axetyl hóa có tiềm năng lớn trong việc thay thế các vật liệu bao bì không phân hủy sinh học, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

4.1. Giá trị khoa học

Nghiên cứu này đóng góp vào sự hiểu biết khoa học về quá trình axetyl hóa và ảnh hưởng của nó đến các tính chất của tinh bột. Các kết quả có thể được sử dụng làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về các biopolymer khác.

4.2. Giá trị thực tiễn

Màng tinh bột axetyl hóa có tiềm năng lớn trong việc bảo quản trái cây và thay thế các vật liệu bao bì không phân hủy sinh học. Điều này không chỉ góp phần bảo vệ môi trường mà còn nâng cao giá trị kinh tế của các sản phẩm nông nghiệp.

21/02/2025
Evaluation of physicochemical properties mechanical properties and fruit preservation of acetylated starch and acetylated starch films

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION HCMUIIE GRADUATION THESIS MAJOR: FOOD TECHNOLOGY EVALUATION OF PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES, MECHANICAL PROPERTIES, AND FRUIT PRESERVATION OF ACETYLATED STARCH AND ACETYLATED STARCH FILMS INSTRUCTOR: TRINH KHANH SON PHUNG TRUNG DUNG STUDENT: NGUYEN NGOC BAO KIM PHAN NGUYEN MINH TRI SKLO14215 Ho Chi Minh city, June 2024 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY OF INTERNATIONAL EDUCATION Ny HCMUTE GRADUATION PROJECT ID: 2024-201 16298 EVALUATION OF PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES, MECHANICAL PROPERTIES, AND FRUIT PRESERVATION OF ACETYLATED STARCH AND ACETYLATED STARCH FILMS NGUYEN NGOC BAO KIM Student ID: 20116298 PHAN NGUYEN MINH TRI Student ID: 20116005 Major: FOOD TECHNOLOGY Supervisor: TRINH KHANH SON, Associate Professor Dr. PHUNG TRUNG DUNG, Engineer Ho Chi Minh City, June 2024 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY OF INTERNATIONAL EDUCATION Ny HCMUTE GRADUATION PROJECT ID: 2024-201 16298 EVALUATION OF PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES, MECHANICAL PROPERTIES, AND FRUIT PRESERVATION OF ACETYLATED STARCH AND ACETYLATED STARCH FILMS NGUYEN NGOC BAO KIM Student ID: 20116298 PHAN NGUYEN MINH TRI Student ID: 20116005 Major: FOOD TECHNOLOGY Supervisor: TRINH KHANH SON, Associate Professor Dr. PHUNG TRUNG DUNG, Engineer Ho Chi Minh City, June 2024 BE nmm=memmnenmaminen THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM FACULTY OF Independence — F = ATIONAL Er Pp ce — Freedom— Happiness Pam we.edun alien Ho Chi Minh City, June, 2024 GRADUATION PROJECT ASSIGNMENT Student name: Nguyen Ngoc Bao Kim Student ID: 20116298 Student name: Phan Nguyen Minh Tri Student ID: 20116005 Major: Food Technology Class: 20116CLA Supervisor: Associate Professor Dr.Trinh Khanh Son Phone number: 0935.734 Date of assignment: December 12", 2023 Date of submission: June 20", 2024 1. Project title: Evaluation of physicochemical properties, mechanical properties, and fruit preservation of acetylated starch and acetylated starch films.

Initial materials provided by supervisor: Native tapioca starch 3. Content of the project: Evaluate the effects of acetic anhydride quantity and modification time on tapioca starch and films made from acetylated starch through the physicochemical and mechanical properties. Research and evaluate the fruit preservation effectiveness of acetylated films. Final product: Acetylated starches and acetylated starch films CHAIR OF THE PROGRAM SUPERVISOR (Sign with full name) (Sign wit me) EE hông vas Clin PGS.

Trịnh Khánh Sơn 1 ACKNOWLEDGEMENTS Throughout our studies and training in the Faculty of International Education — Faculty of Food Technology at Ho Chi Minh City University of Technology and Education, we have gained extensive professional knowledge, life skills, and ethics, as well as learned how to overcome challenges. We sincerely thank all the teachers, family, and friends who have supported us on our personal development journey and helped us complete this graduation thesis. We want to express our deepest gratitude to our supervisor, Associate Professor Dr. Trinh Khanh Son, and Engineer Phung Trung Dung for their dedicated guidance, instruction, and support throughout the completion of this thesis.

Additionally, we thank our peers in the Food Technology Faculty, especially our co- supervisors and fellow research students, who have assisted us throughout the research process. iii DISCLAIMER As a result of this, we declare that we carried out all the content presented in this graduation thesis, including our supervisors, participating engineers, and students. The research content was conducted based on the requirements, design, guidance, and result verification by our supervisors. The entire content of this thesis has been checked for plagiarism using Turnitin software, ensuring that duplication is < 20%.

We certify that all referenced content in this thesis has been accurately and thoroughly cited according to regulations. Additionally, under the guidance of Associate Professor Dr. Trinh Khanh Son and Engineer Phung Trung Dung, the content of this graduation thesis is also a part of the master's thesis of Engineer Phung Trung Dung. Upon completion, our student group agrees to transfer all rights to use the content of the thesis, including articles, data, and results, to our supervisor Associate Prof.

Trinh Khanh Son. June 19", 2024 Signature Ee e Ngữ Nees Bais Kem Plan Rawle inh bu’ iv Ta, mmmemememensmonmesenn THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM FACULTY Tu, eae Independence — Freedom— Happiness Z— A.‹ SUPERVISOR’S EVALUATION SHEET Student name: Nguyen Ngoc Bao Kim Student ID: 20116298 Student name: Phan Nguyen Minh Tri Student ID: 20116005 Major: Food Technology Project title: Evaluation of physicochemical properties, mechanical properties, and fruit preservation of acetylated starch and acetylated starch films. Supervisor: Associate Professor Dr.Trinh Khanh Son EVALUATION 1. Content of the project: The objectives of the thesis are clearly and specifically presented.

This graduation thesis focuses on improving the properties of raw cassava starch, particularly in the application of acetylated modified starch for making films and coatings for fruits. The content aligns with the stated research objectives. Numerous topics have been covered, and the results obtained are excellent. Strengths: The amount of results obtained is substantial compared to an undergraduate thesis; The results effectively address a specific need in fruit preservation.

The application of acetylated modified starch coatings can reduce the respiration rate of fruits and decrease weight loss percentage, which is very promising both scientifically and practically. The results have been explained in detail, and clearly, and have been appropriately cited. The results are entirely sufficient to be published as a scientific paper and meet the conditions for practical implementation. Weaknesses: No research can be entirely perfect, thus the aspects that have not been addressed will be pursued in subsequent studies.

Approval for oral defense? (Approved or denied) Approved 5. Overall evaluation: (Excellent, Good, Fair, Poor) Excellent 6. Mark: IS, gy (in words: A hf Mi ID VN, n9mmemmnuremunmie THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM FACULTY OF Independence — Freedom— Happiness INTERNATIONAL EDUCATION Pam te ermneeivn eae PRE-DEFENSE EVALUATION SHEET Student name: Nguyen Ngoc Bao Kim Student ID: 20116298 Student name: Phan Nguyen Minh Tri Student ID: 20116005 Major: Food Technology Project title Evaluation of physicochemical properties, mechanical properties, and fruit preservation of acetylated starch and acetylated starch films. Name of Examiner: PhD.

Vu Tran Khanh Linh EVALUATION 1.Content and workload of the project. ae tị laÄs4.lọ rẻ tardk. Đọc, xaffrkel wey. tuân la Good» Tiat.ophemnazeh in? Thy ded athe mag reper WY ể, +), -k.

Approval for oral defense? (Approved or denied) dist print. Ang fae Sat Ho Chi Minh City, month 5 day , 2024 EXAMINER (Sign with full name) Ps ge fh Unaah dink vii MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Ho Chi Minh University of Technology and Education Independence — Freedom— Happiness Faculty of International Education sec ST Food technology Program ASSESSEMENT FORM GRADUATION THESIS OF FOOD TECHNOLOGY (FOR COMMITTEE MEMBER) 1. Thesis title: Evaluation of physicochemical properties, mechanical properties, and fruit preservation of acetylated starch and acetylated starch films 2. Student name: Nguyén Ngoc Bao Kim 4.

Evaluation of the committee member: Order | Evaluation criteria Scale Mark Scientific and technological quality of the thesis 30 Scientific quality (concepts, methodology, analytical 1 techniques,. ) 15 4+ Technological quality (technological process, designs, calculations, .) 15 14 Effectiveness of the thesis 10 2 Practical applicability 5 E The potential of technology transfer (process, equipment, 5 formulation.) 5 Quality of the writing report 30 3 Format (clear, concise, references .) 5 4 Structure 5 4 Data (Reliability, data processing, discussion .) 20 Ab The ability to present in front of the scientific 30 committee Form and layout of PowerPoint (clear, concise, attractive, 5 > 4 | sufficient citations.) Presentation skills —_| Is Aq The ability to answer the questions 10 9 Total 100 ge ‘Note: Classification (according to final grade point average): Excellent: 95-100 points; Good: 85-94 points; Fair: 70-84 points; Fulfil: 50-69 points; Unfulfil: < $0 points 10. Other comments: Date:__) 2a! 202 COMMITTEE MEMBER LE & % VWữ Tren khant Unt viii MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Ho Chi Minh University of Technology and Education Independence —- Freedom— Happiness Faculty of International Education ——— Ố Food technology Program ASSESSEMENT FORM GRADUATION THESIS OF FOOD TECHNOLOGY (FOR COMMITTEE MEMBER) 1. Thesis title; Evaluation of physicochemical properties, mechanical properties, and fruit preservation of acetylated starch and acetylated starch films 2.

Student name: Nguyén Ngoc Bao Kim 4. Evaluation of the committee member: Order | Evaluation criteria Scale Mark Scientific and technological quality of the thesis 30 F.w Scientific quality (concepts, methodology, analytical < 1 techniques,. ) Is 4 Technological quality (technological process, designs, | calculations, .) 1s 49 Effectiveness of the thesis 10 A9 2 Practical applicability 5 5 The potential of technology transfer (process, equipment, 5 formulation.) 8 Quality of the writing report 30 3 Format (clear, concise, references. 5 Data (Reliability, data processing, discussion .) 20 18 The ability to present in front of the scientific committee 3 x Form and layout of PowerPoint (clear, concise, attractive, 5 5 4 sufficient citations.

The ability to answer the questions 10 42 Total 100 Note: Classification (according to final grade point average); Excellent: 95-100 points; Good; 85-94 points; Fair: 70-84 points; Fulfil: 50-69 points; Unfulfil: < 50 points Date: 24 §£ | a COMMITTEE MEMBER 10. Other comments: sỉ er Cra qGhi, Thanh leon ix MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING Ho Chi Minh University of Technology and Education Faculty of International Education Food technology Program ASSESSEMENT FORM GRADUATION THESIS OF FOOD TECHNOLOGY (FOR COMMITTEE MEMBER) THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence ~ Freedom-t lappiness eo 1. Thesis title: Evaluation of physicochemical properties, mechanical properties, and fruit preservation of acetylated starch and acetylated starch films 2. Student name: Nguyễn Ngọc Bảo Kim 4.

Evaluation of the committee member: Order | Evaluation criteria Scale Mark Scientific and technological quality of the thesis 30 2Ÿ Scientific quality (concepts, methodology, analytical 1 techniques,. ) 1s {3 Technological quality (technological process, designs, calculations,.) l5 + Effectiveness of the thesis 10 4 2 Practical applicability 5 4 The potential of technology transfer (process, equipment, 5 5 formulation.) Quality of the writing report 30 2 3 Format (clear, concise, references .) s co Structure 5 e Data (Reliability, data processing, discussion .) 20 48 The ability to present in front of the scientific 30 26 committee Form and layout of PowerPoint (clear, concise, attractive, 5 4 sufficient citations.) 5 Presentation skills 1s AS The ability to answer the questions 10 £ Total 100 _ 9| Fulfil: 50-69 points; Unfulfil: < 50 points 10. Other comments: Note: Classification (according to final grade point average): Excellent: 95-100 points; Good: 85-94 points; Fair: 70-84 points; MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Ho Chi Minh University of Technology and Education Independence — Freedom— Happiness Faculty of Intemational Education Food technology Program ASSESSEMENT FORM GRADUATION THESIS OF FOOD TECHNOLOGY (FOR COMMITTEE MEMBER) 1, Thesis title: Evaluation of physicochemical properties, mechanical properties, and fruit preservation of acetylated starch and acetylated starch films 2. Student name: Phan Nguyễn Minh Trí 4.

Evaluation of the committee member: Order | Evaluation criteria Scale Mark Scientific and technological quality of the thesis 30 Scientific quality (concepts, methodology, analytical 1 techniques,. ) 15 AL Technological quality (technological process, designs, calculations, .) 1S 14 Effectiveness of the thesis 10 2 Practical applicability 5 6 The potential of technology transfer (process, equipment, 5 si formulation.) = Quality of the writing report 30 3 Format (clear, concise, references .) 5 4 Structure 5 4 Data (Reliability, data processing, discussion .) 20 Nb The ability to present in front of the scientific 30 committee Form and layout of PowerPoint (clear, concise, attractive, 5 5 4 sufficient citations.) Presentation skills 1s AS The ability to answer the questions 10 g Total In. | ‘Note: Classification (according to final grade point average): Excellent: 95-100 points: Good: 85-94 points; Fair; 70-84 points: Fulfil: 50-69 points; Unfulfil: < 50 points 10.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Đánh giá tính chất vật lý hóa học, cơ học và bảo quản trái cây của tinh bột axetyl hóa và màng tinh bột axetyl hóa là một nghiên cứu chuyên sâu về ứng dụng của tinh bột axetyl hóa trong việc bảo quản trái cây. Tài liệu này phân tích chi tiết các tính chất vật lý, hóa học và cơ học của tinh bột axetyl hóa, đồng thời đánh giá hiệu quả của màng tinh bột này trong việc kéo dài thời gian bảo quản và duy trì chất lượng trái cây. Đây là nguồn thông tin hữu ích cho những ai quan tâm đến công nghệ bảo quản thực phẩm và ứng dụng vật liệu sinh học trong nông nghiệp.

Để mở rộng kiến thức về các phương pháp bảo quản trái cây khác, bạn có thể tham khảo thêm Khóa luận tốt nghiệp ảnh hưởng của màng phủ từ chitosan và sáp ong đến chất lượng quả hồng xiêm bảo quản lạnh, nghiên cứu này cung cấp góc nhìn mới về việc sử dụng chitosan và sáp ong trong bảo quản lạnh, giúp bạn có cái nhìn toàn diện hơn về các giải pháp bảo quản hiệu quả.