NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT TINH BỘT BIẾN HÌNH
CÓ DE=25-35 BẰNG PHƯƠNG PHÁP ENZYM
RESEARCH ON THE PRODUCTION OF STARCH MODIFIED CONTAINING
DE= 25-35 BY ENZIM METHOD
TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng
TÓM TẮT
Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu biến hình tinh bột bằng phương pháp enzim. Với việc sử
dụng 2 enzim Termamyl 120L và Veron M4 trên 2 dạng nguyên liệu là tinh bột (TB) sống và
TB hồ hóa, đã chọn được qui trình thủy phân thích hợp và kinh tế nhất đối với từng loại enzim
trên. Bằng phương pháp qui hoạch thực nghiệm (QHTN) và tối ưu hóa, đã tìm được các
thông số công nghệ tốt nhất để sản xuất TB biến hình có DE= 25- 35. TB biến hình thu được
bước đầu ứng dụng làm chất tạo gel trong sản xuất các loại mứt đông có kết quả tương đối
khả quan.
ABSTRACT
This paper presents research results of the modification of starch by enzym method. By using
two enzyms Termamyl 120L and Veron M4 on two different forms materials, live and
gelatinised starchs, the most approprivate and economical hydrolic process is specified. The
experiment design and optimisation methods are also applied to find out the best technology
parameters to procedure modified starch having DE= 25-35. This starch is being applied quite
well in first step as the gel-creating subtance in the production a lot of jams.
1. GIỚI THIỆU
Biến hình tinh bột tức là biến đổi cấu trúc, tính chất của tinh bột (TB) để mang lại cho
TB nhiều tính chất mới, vì vậy sẽ nâng cao được hiệu quả sử dụng và hiệu quả kinh tế. Nhờ
các thành tựu trong công nghệ sinh học, ngày nay các chế phẩm enzim từ vi sinh vật đã thay
thế thành công các chất xúc tác axit trong công nghệ thủy phân TB. Biến hình tinh bột bằng
enzim α- amilaza là một trong những phương pháp biến hình sinh học có nhiều ưu điểm như
phản ứng nhanh, công nghệ đơn giản và ít gò bó, không độc hại có thể sử dụng trong thực
phẩm một cách an toàn. Ngoài ra, sự phân cắt tinh bột rất đặc hiệu, tạo ra những sản phẩm rất
đặc thù được sử dụng trong nhiều ngành CN đặc biệt trong CN thực phẩm, làm các chất phụ
gia để sản xuất bánh kẹo, thực phẩm cho trẻ em, thực phẩm ăn kiêng và thực phẩm dùng để

4
trên tinh bột hồ hóa thể hiện ở hình 1 và hình 2.
∗ Nhận xét:
- Trong quá trình biến hình, nồng độ enzym và thời gian biến hình càng tăng thì chỉ số
DE của các TB càng tăng tức là khả năng phân cắt mạch TB càng lớn. Nhưng DE chỉ tăng đến
một giới hạn nhất định và sau đó thì tăng không đáng kể vì lúc đó nồng độ enzym đã bão hoà
Thời gian biến hình (phút)
Nồng độ enzym (%)
10
15
20
25
30
0 0.2 0.4 0.6 0.8
Chỉ số DE
Tinh bột khoai lang
huỳnh tinh
Tinh bột huỳnh tinh
10
15
20
25
30
35
0 50 100
150 200
Chỉ số DE
Tinh bột khoai lang
Tinh bột huỳnh tinh
Hình 1. Ảnh hưởng của thời gian biến hình đến chỉ số DE

0
j
X
) 30 0 0.30 0 70 0
Khoảng biến thiên (
j
λ
) 3 0.15 30
Mức trên (+) 33 + 0.45 + 100 +
Mức dưới (-) 27 - 0.15 - 40 -
Trong đó X
1
, X
2
, X
3
lần lượt là nồng độ TB, nồng độ enzym và thời gian biến hình TB
Bảng 2. Kết quả xác định chỉ số DE của TB huỳnh tinh và khoai lang đối với enzym Veron M
4
STT x
0
x
1
x
2
x
3
y
1
y

1
, y
2
: chỉ số DE khi thuỷ phân TB sống và TB hồ hoá của huỳnh tinh
y
3
, y
4
: chỉ số DE khi thuỷ phân TB sống và TB hồ hoá của khoai lang.
Kết quả ở bảng 2 được mô tả bằng các phương trình hồi quy như sau:
Giả sử phương trình hồi quy mô tả thực nghiệm có dạng [1]:
Y = b
0
+ b
1
x
1
+ b
2
x
2
+ b
3
x
3
+ b
12
x
1
x

3
+ 0,146x
2
x
3
- 0,091x
1
x
2
x
3
.(I)
Y
2
= 27,791 + 0,949x
1
+ 1,746x
2
+ 3,949x
3
– 0,546x
1
x
2
– 0,234x
1
x
3
.(II)
Y

lang thì kết quả DE thu được khi thuỷ phân TB sống đều nhỏ hơn nhiều so với TB đã hồ hoá.
Do đó chúng tôi chọn 2 phương trình Y
2
và Y
4
(sử dụng phương pháp thuỷ phân TB đã hồ
hoá) để tối ưu.
3.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ TB, nồng độ enzym và thời gian biến hình
đến quá trình biến hình TB bằng enzym Termamyl 120L
Qua tham khảo một số tài liệu [5], dựa vào hoạt lực của enzym Termamyl và trên cơ sở
một số thí nghiêm thăm dò chúng tôi chọn các thông số kỹ thuật giống với các thông số khi
biến hình bằng enzym Veron M
4
để tiến hành thực nghiệm theo mô hình TĐY 2
3
. Kết quả
được cho ở bảng 3.
Bảng 3. Kết quả xác định chỉ số DE của TB huỳnh tinh và khoai lang
đối với enzym Termamyl 120L
STT x
0
x
1
x
2
x
3
y
5
y

8
: chỉ số DE khi thuỷ phân TB sống, hồ hoá của TB khoai lang
Các phương trình hồi quy tính được:
Y
5
= 23,126 + 1,194x
1
+ 1,956x
2
+ 4,369x
3
– 0,161x
1
x
2
+ 0,296x
1
x
3
. (V)
Y
6
= 24,799 + 1,141x
1
+ 2,279x
2
+ 4,659x
3
+ 0,191x
1

+ 2,9x
2
+ 2,19x
3
– 0,4x
2
x
3
. (VII)
Từ 4 phương trình hồi quy trên, thấy rằng DE thu được khi thuỷ phân TB sống và TB đã
hồ hoá đối với cả hai loại nguyên liệu đều không có sự khác biệt lớn. Do đó chúng tôi chọn
qui trình thủy phân tinh bột sống và tiến hành tối ưu hóa (Y
5
, Y
7
).
3.2.3. Tối ưu hoá quá trình biến hình TB bằng enzym để thu DE lớn nhất
Do các phương trình hồi quy tìm được không tuyến tính nên chúng tôi tiến hành tối ưu
theo phương pháp tìm cực trị bằng cách giải phương trình bởi chương trình Excel solver. Kết
quả thu được là:
y
2max
= 33,45; y
4max
= 33,65; y
5max
= 30,80; y
7max
= 29,43 tương ứng với các giá trị X
1

enzim Veron M4 và Termamyl trên cả hai phương pháp thuỷ phân tinh bột sống và tinh bột
hồ hóa.
- Bằng phương pháp tối ưu hóa đã chọn được các điều kiện công nghệ tốt nhất để sản
xuất các tinh bột biến hình TB có chỉ số DE max. Giá trị tốt nhất đó là: nồng độ TB 33%,
nồng độ enzym 0,45% so với cơ chất và thời gian biến hình 100 phút.
- Đã chọn được quy trình biến hình phù hợp với mỗi loại enzym: đối với enzym Veron
M4 tốt nhất là dùng phương pháp thủy phân TB sống và đối với enzym Termamyl thì phương
pháp thuỷ phân TB đã hồ hoá.
- Kết quả ứng dụng tinh bột biến hình cho sản phẩm mứt dứa đông có hàm lượng đường
thấp rất triển vọng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Cảnh, Quy hoạch thực nghiệm, Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh, 1993.
[2] Trương Thị Minh Hạnh, Nghiên cứu các dạng biến hình tinh bột hoa màu và ứng
dụng trong công nghiệp thực phẩm, Luận án Tiến sĩ Khoa học Kỹ thuật, Đà Nẵng,
2003.
[3] Lê Ngọc Tú (chủ biên), Lưu Duẩn, Đặng Thị Thu, Lê Thị Cúc, Lâm Xuân Thanh,
Phạm Thu Thuỷ, Biến hình sinh học các sản phẩm từ hạt, Nhà xuất bản Khoa học và
Kỹ thuật, Hà Nội, 2000.
[4] Hà Duyên Tư (chủ biên), Quản lý và kiểm tra chất lượng thực phẩm, Đại học Bách
khoa Hà Nội, 1996.
[5] Các công trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học và công nghiệp thực phẩm
(giai đoạn 1986-1995), Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 1996.
[6] Balagopalan C. and Padmaja G., Cassava in Food, Feed and Industry, CRC Press
Inc.Boca Raton, Florida, 1988.
Phân loại Rửa
Gọt vỏ,
cắt mắt
Cắt nhỏ
Nghiền
Định lượng