Khảo sát điều kiện xử lý enzyme tạo nano tinh bột từ hạt tam giác mạch (Fagopyrum esculentum)

• Tác giả: Nguyễn Thị Thu Hà
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Trần Khánh Linh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Khảo Sát Điều Kiện Tối Ưu Để Tạo Nano Tinh Bột Từ Hạt Tam Giác Mạch
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
• LỜI CAM ĐOAN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• TÓM TẮT KHÓA LUẬN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục tiêu đề tài
• 1.2. Nội dung nghiên cứu
• 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• 1.3.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.4. Bố cục của báo cáo
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Tổng quan về tinh bột hạt tam giác mạch (Fagopyrum esculentum)
• 2.2. Phân loại về khoa học
• 2.3. Phân bố và đặc điểm sinh thái
• 2.4. Thành phần dinh dưỡng của hạt tam giác mạch
• 2.5. Tổng quan về nano tinh bột (Starch nanoparticles)
• 2.5.1. Định nghĩa
• 2.5.2. Tính chất của nano tinh bột
• 2.5.2.1. Hình thái và sự phân bố kích thước hạt
• 2.5.2.2. Độ kết tinh
• 2.5.2.3. Đặc tính nhiệt
• 2.5.2.4. Độ trương nở và độ hòa tan
• 2.5.2.5. Độ tiêu hóa
• 3. CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nguyên liệu, hóa chất
• 3.2. Hóa chất và enzyme
• 3.3. Quy trình sản xuất tinh bột và nano tinh bột từ hạt tam giác mạch
• 3.3.1. Quy trình sản xuất tinh bột tam giác mạch
• 3.3.2. Quy trình thu nhận hạt nano tinh bột theo phương pháp xử lý với enzyme
• 3.4. Nội dung nghiên cứu
• 3.4.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ glucoamylase và thời gian thủy phân đến tính chất hạt nano tinh bột
• 3.4.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ pullulanase và thời gian thủy phân đến tính chất hạt nano tinh bột
• 3.4.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát sự ảnh hưởng của việc sử dụng kết hợp hỗn hợp enzyme glucoamylase và pullulanase, thời gian thủy phân 3 giờ đến tính chất hạt nano tinh bột
• 3.5. Các phương pháp phân tích
• 3.5.1. Phương pháp xác định hiệu suất thu hồi nano tinh bột
• 3.5.2. Phương pháp xác định độ hòa tan (Solubility) và độ trương nở (Swelling power) của hạt nano tinh bột
• 3.5.3. Phương pháp phân tích cấu trúc hóa học của tinh bột và nano tinh bột
• 3.5.4. Phương pháp phân tích hình thái hạt nano tinh bột
• 3.5.5. Phương pháp xác định thế zeta và kích thước hạt nano tinh bột
• 3.5.6. Phương pháp xác định màu nano tinh bột
• 3.5.7. Phương pháp xử lý số liệu thống kê
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ glucoamylase và thời gian thủy phân đến tính chất hạt nano tinh bột
• 4.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ pullulanase và thời gian thủy phân đến tính chất hạt nano tinh bột
• 4.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của việc sử dụng kết hợp hỗn hợp enzyme glucoamylase và pullulanase, thời gian thủy phân 3 giờ đến tính chất hạt nano tinh bột
• 4.4. Khảo sát hình thái, cấu trúc và tính chất của hạt nano tinh bột
• 4.5. Khảo sát cấu trúc hóa học của hạt nano tinh bột
• 4.6. Khảo sát hình thái của hạt nano tinh bột
• 4.7. Khảo sát độ hòa tan (Solubility) và độ trương nở (Swelling power) của hạt nano tinh bột
• 4.8. Khảo sát màu của nano tinh bột
• 4.9. Khảo sát điện thế zeta của nano tinh bột
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về khảo sát nano tinh bột từ hạt tam giác mạch

Nghiên cứu về nano tinh bột từ hạt tam giác mạch (Fagopyrum esculentum) đang thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học. Hạt tam giác mạch có hàm lượng tinh bột cao, lên đến 73%, và là nguồn nguyên liệu lý tưởng để sản xuất nano tinh bột. Việc khảo sát điều kiện tối ưu để tạo ra nano tinh bột từ hạt này không chỉ giúp nâng cao giá trị sử dụng mà còn mở ra nhiều ứng dụng trong công nghệ thực phẩm và dược phẩm.

1.1. Tính chất và ứng dụng của nano tinh bột

Hạt nano tinh bột có nhiều tính chất ưu việt như khả năng phân hủy sinh học và tính tương thích sinh học cao. Chúng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như vật liệu đóng gói và chế phẩm sinh học. Nghiên cứu cho thấy nano tinh bột có thể cải thiện hiệu suất của các sản phẩm thực phẩm và dược phẩm.

1.2. Lý do chọn hạt tam giác mạch làm nguyên liệu

Hạt tam giác mạch không chỉ có hàm lượng tinh bột cao mà còn chứa nhiều dưỡng chất có lợi cho sức khỏe. Việc sử dụng hạt này để tạo ra nano tinh bột giúp tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, đồng thời phát triển các sản phẩm mới có giá trị dinh dưỡng cao.

II. Vấn đề và thách thức trong sản xuất nano tinh bột

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc sản xuất nano tinh bột từ hạt tam giác mạch vẫn gặp phải một số thách thức. Các vấn đề như hiệu suất thu hồi thấp và kích thước hạt không đồng đều cần được giải quyết. Nghiên cứu này nhằm tìm ra điều kiện tối ưu để khắc phục những vấn đề này.

2.1. Hiệu suất thu hồi nano tinh bột

Hiệu suất thu hồi của nano tinh bột từ hạt tam giác mạch thường thấp hơn so với các nguồn tinh bột khác. Việc tối ưu hóa quy trình sản xuất là cần thiết để nâng cao hiệu suất thu hồi và chất lượng sản phẩm.

2.2. Kích thước và tính đồng đều của hạt

Kích thước hạt nano tinh bột ảnh hưởng đến tính chất và ứng dụng của chúng. Việc kiểm soát kích thước và tính đồng đều của hạt là một thách thức lớn trong quá trình sản xuất, đòi hỏi các phương pháp xử lý chính xác.

III. Phương pháp tối ưu hóa quy trình sản xuất nano tinh bột

Nghiên cứu này áp dụng các phương pháp xử lý enzyme như glucoamylase và pullulanase để tạo ra nano tinh bột từ hạt tam giác mạch. Các điều kiện như nồng độ enzyme và thời gian thủy phân sẽ được khảo sát để tìm ra phương pháp tối ưu nhất.

3.1. Sử dụng enzyme glucoamylase

Enzyme glucoamylase có khả năng thủy phân liên kết α-1,4-glycosidic trong tinh bột, giúp tạo ra nano tinh bột với kích thước nhỏ hơn. Nghiên cứu sẽ khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme và thời gian thủy phân đến tính chất của hạt.

3.2. Sử dụng enzyme pullulanase

Enzyme pullulanase có khả năng thủy phân liên kết α-1,6-glycosidic, giúp cải thiện hiệu suất thu hồi nano tinh bột. Việc kết hợp cả hai enzyme sẽ được nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình sản xuất.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy điều kiện tối ưu để tạo nano tinh bột từ hạt tam giác mạch là sử dụng enzyme pullulanase với nồng độ 140 U/g và thời gian thủy phân 3 giờ. Những kết quả này mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong công nghệ thực phẩm và dược phẩm.

4.1. Đánh giá tính chất của nano tinh bột

Các tính chất như kích thước, hiệu suất thu hồi, và độ hòa tan của nano tinh bột sẽ được đánh giá. Những thông tin này sẽ giúp xác định khả năng ứng dụng của sản phẩm trong thực tế.

4.2. Ứng dụng trong công nghệ thực phẩm

Sản phẩm nano tinh bột từ hạt tam giác mạch có thể được ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng và vật liệu đóng gói sinh học. Điều này không chỉ nâng cao giá trị sử dụng mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về nano tinh bột từ hạt tam giác mạch đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa quy trình sản xuất là khả thi. Kết quả nghiên cứu mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các sản phẩm từ hạt tam giác mạch, đồng thời khẳng định tiềm năng ứng dụng của nano tinh bột trong nhiều lĩnh vực.

5.1. Tương lai của nano tinh bột trong công nghiệp

Với những kết quả đạt được, nano tinh bột từ hạt tam giác mạch có thể trở thành một nguyên liệu quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc mở rộng quy mô sản xuất.

5.2. Khuyến nghị cho nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để cải thiện quy trình sản xuất và mở rộng ứng dụng của nano tinh bột. Việc hợp tác với các nhà khoa học và doanh nghiệp sẽ giúp thúc đẩy nghiên cứu và phát triển sản phẩm mới.