Điều chế và xác định các đặc tính lý hóa của tinh bột mì acetate định hướng dùng hỗ trợ điều trị bệnh đái tháo đường

Tài liệu Điều chế và xác định các đặc tính lý hóa của tinh bột mì acetate định hướng dùng hỗ trợ điều trị bệnh đái tháo đường: 78 Tạp chí Y Dược học - Trường Đại học Y Dược Huế - Tập 8, số 5 - tháng 10/2018 ĐIỀU CHẾ VÀ XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TÍNH LÝ HÓA CỦA TINH BỘT MÌ ACETATE ĐỊNH HƯỚNG DÙNG HỖ TRỢ ĐIỀU TRỊ BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG Trần Thị Ngọc Uyên, Nguyễn Khắc Nam, Trần Hữu Dũng Khoa Dược, Trường Đại học Y Dược, Đại học Huế Tóm tắt Đặt vấn đề: Nghiên cứu thực hiện nhằm điều chế được tinh bột mì acetate có khả năng đề kháng lại sự thủy phân của enzym amylase định hướng sử dụng trong hỗ trợ điều trị bệnh đái tháo đường. Phương pháp nghiên cứu: Các tinh bột mì acetate được tổng hợp bằng phản ứng acetyl hóa với tác nhân anhydrid acetic theo các tỷ lệ phản ứng khác nhau. Tinh bột biến tính này được xác định các đặc tính lý hóa và khả năng đề kháng với amylase trong in-vitro. Kết quả nghiên cứu: Các tinh bột mì acetate đã được điều chế với các hàm lượng acetyl và chỉ số thay thế tăng dần, dẫn đến đã làm thay đổi các tính chất lý hóa của tinh bột mì bao gồm thể chất tinh bột, khả năng trương nở, độ hòa...

pdf7 trang | Chia sẻ: Đình Chiến | Ngày: 30/06/2023 | Lượt xem: 339 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Điều chế và xác định các đặc tính lý hóa của tinh bột mì acetate định hướng dùng hỗ trợ điều trị bệnh đái tháo đường, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
78 Tạp chí Y Dược học - Trường Đại học Y Dược Huế - Tập 8, số 5 - tháng 10/2018 ĐIỀU CHẾ VÀ XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TÍNH LÝ HÓA CỦA TINH BỘT MÌ ACETATE ĐỊNH HƯỚNG DÙNG HỖ TRỢ ĐIỀU TRỊ BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG Trần Thị Ngọc Uyên, Nguyễn Khắc Nam, Trần Hữu Dũng Khoa Dược, Trường Đại học Y Dược, Đại học Huế Tóm tắt Đặt vấn đề: Nghiên cứu thực hiện nhằm điều chế được tinh bột mì acetate có khả năng đề kháng lại sự thủy phân của enzym amylase định hướng sử dụng trong hỗ trợ điều trị bệnh đái tháo đường. Phương pháp nghiên cứu: Các tinh bột mì acetate được tổng hợp bằng phản ứng acetyl hóa với tác nhân anhydrid acetic theo các tỷ lệ phản ứng khác nhau. Tinh bột biến tính này được xác định các đặc tính lý hóa và khả năng đề kháng với amylase trong in-vitro. Kết quả nghiên cứu: Các tinh bột mì acetate đã được điều chế với các hàm lượng acetyl và chỉ số thay thế tăng dần, dẫn đến đã làm thay đổi các tính chất lý hóa của tinh bột mì bao gồm thể chất tinh bột, khả năng trương nở, độ hòa tan cũng như đã tạo ra các tỷ lệ tăng dần của tinh bột đề kháng so với tinh bột mì tự nhiên ban đầu. Đồng thời đã xác định được hàm lượng các phân đoạn tinh bột dễ tiêu và tinh bột đề kháng. Trong đó mẫu tinh bột mì acetat AC 150-9 (Ds 0,094, RS 32,11%) đã đáp ứng được với yêu cầu. Kết luận: Tinh bột mì acetat chứa tỷ lệ RS cao hơn nhiều so với tinh bột mì tự nhiên nên có khả năng đề kháng hoạt động thủy phân của amylase trong quá trình tiêu hóa tốt. Do đó được hy vọng sẽ giúp hạn chế sự tăng nhanh đường huyết sau bữa ăn trên người bệnh đái tháo đường. Từ khóa: tinh bột mì acetate, chỉ số thay thế, DS, RS, amylase Abstract PREPARATION AND CHARACTERISATION OF ACETYLATED WHEAT STARCH SUPPORTING FOR DIABETES TREATMENT Tran Thi Ngoc Uyen, Nguyen Khac Nam, Tran Huu Dung Faculty of Pharmacy, Hue University of Medicine and Pharmacy, Hue University Background: The purpose of the study was to prepare acetylated wheat starches which have amylase hydrolysis resistant capacity to use as functional food supporting for diabetes treatment. Method: Acetate wheat starches were prepared by acetylation reaction of native wheat starch with different mole ratios of acetic anhydride. These starches were determined for the physicochemical properties by 1H-NMR, SEM, X-ray, DSC, solubility and swelling capacity, the resistant capacity by amylase hydrolysis in-vitro. Results: Acetate wheat starches were prepared successfully with the increase in acetyl content and degree of substitution corresponding with the increase of anhydride acetic, which resulted in the change of physicochemical properties of the wheat starches, including constitution, solubility, swelling capacity and contributed to the increase in resistant starch content in the acetate wheat starches. The AC 150-9 containing 2.42% acetyl with degree of substitution 0,094 and resistant starch 32,11% is acceptable by FDA guideline about food safety. Conclusion: Acetate wheat starches contain low rate of digestive starch, while containing a higher proportion of resistant starch than natural wheat starch, possessing a high resistance to amylase activities. Thus, it is hope that this kind of starch to control the rapid increase of postprandual blood glucose response for diabetes treatments effectively. Key words: Acetate wheat starch, substitution, DS, RS, amylase. - Địa chỉ liên hệ: Trần Hữu Dũng, email: huudung76@gmail.com - Ngày nhận bài: 11/9/2018, Ngày đồng ý đăng: 25/10/2018; Ngày xuất bản: 8/11/2018 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong các phác đồ điều trị bệnh đái tháo đường hiện nay, bên cạnh phương pháp dùng thuốc thì việc điều chỉnh về lối sống và chế độ dinh dưỡng đóng vai trò rất quan trọng. Bệnh nhân đái tháo đường cần một chế độ ăn không làm tăng cao đường huyết sau ăn nhưng vẫn đảm bảo đủ năng lượng để hoạt động. Tinh bột từ lâu được biết đến là nguồn thức ăn carbohydrate chủ yếu và cung cấp phần lớn năng lượng cho cơ thể [2]. Trong đó, tinh bột đề kháng (RS: Resistant starch) đóng một vai trò hết sức có ý nghĩa trong chế độ dinh dưỡng cho người bệnh đái tháo đường, vì đây là loại tinh bột có khả năng chống lại sự thủy phân 79 Tạp chí Y Dược học - Trường Đại học Y Dược Huế - Tập 8, số 5 - tháng 10/2018 của enzyme amylase. Do đó việc sử dụng thức ăn trong thành phần có chứa RS sẽ khiến cho lượng glucose sinh ra sau khi tiêu hóa ít hơn nhiều so với tinh bột tự nhiên. Có nhiều loại RS đã được nghiên cứu trong lĩnh vực này, trong đó loại RS 4 là nguồn RS nhân tạo được tạo thành bằng phương pháp hóa học có nhiều ưu điểm hơn như dễ chủ động sản xuất với quy mô lớn đồng thời đây cũng là loại có tác dụng đề kháng với enzyme amylase rõ rệt nhất [3] [4]. Trên thế giới đã có một số công trình nghiên cứu chế biến tinh bột chứa RS 4 theo nhiều phương pháp tổng hợp khác nhau như tạo liên kết chéo, oxi hóa, ester hóa và đã được khẳng định khả năng kiểm soát sự giải phóng glucose chậm trong in-vitro và cả trên lâm sàng với người tình nguyện [13][14]. Hiện nay ở Việt Nam chưa công bố một công trình nghiên cứu nào liên quan đến việc sử dụng các loại RS 4 phục vụ cho công nghiệp thực phẩm cũng như sử dụng như một nguồn thực phẩm chức năng hỗ trợ cho bệnh nhân đái tháo đường. Chính vì vậy, nhóm nghiên cứu chúng tôi đã thực hiện đề tài này với mục tiêu là tổng hợp được các loại tinh bột mì acetat (TBAC) bằng phương pháp acetyl hóa với anhydrid acetic theo các tỷ lệ phản ứng khác nhau. Tiếp theo, các loại TBAC này sẽ được xác định các đặc tính lý hóa cũng như tính đề kháng với enzym amylase trong in-vitro để có thể chọn lựa được một loại tinh bột phù hợp cho các nghiên cứu sâu hơn trong định hướng hỗ trợ điều trị bệnh đái đường. 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nguyên liệu Tinh bột mì (Công ty TBTNHH Đại Phong), anhydrid acetic (d=1,084) (Merck), amyloglucosidase (AMG) (Dextrozyme®GA 270 AGU/g) và α-amylase (Termamyl®SC 120 KNU-S/g) của Novozymes, Kit thử GLUCOSE - L (Minias Globe Diagnostics Srl). Các hóa chất và dung môi dùng trong thí nghiệm đều đạt tiêu chuẩn Dược dụng (DĐVN 4). 2.2. Tổng hợp tinh bột mì acetat bằng phản ứng acetyl hóa Cân chính xác khoảng 500g tinh bột khô cho vào máy xay trộn bột, thêm 500ml nước sạch vào và xay trộn liên tục trong 10 phút để tạo thành dạng huyền phù đồng nhất. Chuyển huyền phù tinh bột vào xô nhựa, thêm nước vừa đủ 1400ml và phân tán tiếp bằng máy khuấy tại 200 vòng/phút trong 10 phút để tạo dịch huyền phù đồng nhất. Nhỏ từ từ dung dịch NaOH 1N vào huyền phù tinh bột trong khi vẫn duy trì tốc độ khuấy đến khi pH = 8,0 – 8,4. Để điều chế mẫu tinh bột lúa mì acetat (TBAC), chuẩn bị đặc trong bơm tiêm điện. Nhỏ từ từ 37ml dung dịch anhydric acetic đậm đặc (tương đương 6% so với khối lượng tinh bột phản ứng) vào huyền phù tinh bột với tốc độ 20ml/phút, đồng thời điều chỉnh tốc độ nhỏ dung dịch NaOH 1N để duy trì pH luôn trong khoảng 8,0 – 8,4 trong suốt quá trình phản ứng. Sau khi dùng hết anhydric acetic, tiếp tục dùng dung dịch NaOH 1N để duy trì pH = 8,0 – 8,4 trong 60 phút. Kết thúc phản ứng bằng cách nhỏ chậm dung dịch HCl 1N để điều chỉnh pH = 6,8 trong khi vẫn duy trì tốc độ khuấy 200 vòng/phút trong 15 phút. Ly tâm dịch huyền phù ở tốc độ 800 - 1000 vòng/ phút trong các chai nhựa 1L, loại bỏ hết nước bên trên. Quá trình rữa được lặp lại 3 lần bằng nước sạch. Thu lấy phần tinh bột, cho vào khay ion, sấy khô ở 400C đến khối lượng không đổi, bảo quản trong bao bì polymer kín ở điều kiện phòng thí nghiệm. Sản phẩm được phân tích cấu trúc trên phổ proton 1H-NMR trong dung môi DMSO để xác định sự tổng hợp thành công của tinh mì acetate [6][7][8][9]. Để xác định thời gian tối ưu của phản ứng acetyl hóa trên tinh bột mì acetat (TBAC), lặp lại phản ứng như trên với thời gian phản ứng tăng dần từ 60 phút đến 90; 120; 150 và 180 phút. Để xác định tỷ lệ phản ứng acetyl hóa tối ưu trên TBTN, lặp lại phản ứng như trên với các tỷ lệ anhydrid acetic tăng dần từ 6% lên 9; 12% so với với lượng tinh bột khô tham gia phản ứng. Các sản phẩm TBAC theo thời gian phản ứng và tỷ lệ anydric acetic tham gia phản ứng được xác định tỷ lệ acetyl hóa (Ac%) và mức độ thay thế (Ds) theo phương pháp của Aning Ayucitra [5] nhằm chọn lựa được loại TBAC phù hợp cho khảo sát tiếp theo. 2.3. Xác định các đặc tính lý hóa của tinh bột mì acetat Sự thay đổi các đặc tính lý hóa của TBAC so với TBTN được xác định cấu trúc phân tử bằng phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR, xác định đặc tính hình thái, kích thước và cấu trúc bề mặt hạt tinh bột bằng kính hiển vi điện tử quét SEM, xác định cấu trúc tinh thể tinh bột bằng phổ nhiễu xạ X-Ray, xác định nhiệt độ hồ hóa của tinh bột bằng phương pháp nhiệt vi sai DSC, xác định khả năng trương nở và độ hòa tan trong môi trường nước [5][6][14]. 2.4. Xác định tính đề kháng của tinh bột mì acetat với enzym amylase trong in-vitro Quy trình xác định sự thủy phân tinh bột bởi hệ enzym amylase trong in-vitro được thực hiện theo tiêu chuẩn AOAC 2002.02 [17]. Cân chính xác khoảng 20mg của mỗi mẫu tinh bột được ủ với hỗn hợp α-amylase và amyloglucosidase trong 16 giờ ở 370C 80 Tạp chí Y Dược học - Trường Đại học Y Dược Huế - Tập 8, số 5 - tháng 10/2018 để thủy phân phần tinh bột dễ tiêu thành glucose. Quá trình thủy phân được kết thúc bằng cách thêm lượng dư dung dịch amoni sulfat bão hòa trong nước cất, đem ly tâm. Phần cắn bên dưới tiếp tục được rửa thêm 2 lần nữa với dung dịch amoni sulfat 80%. Gom toàn bộ phần dịch lỏng thu được vào bình định mức 100ml, thêm nước cất vừa đủ. Tiến hành xác định hàm lượng glucose bằng phương pháp đo mật độ quang thu được tại bước sóng 510nm với kít thử glucose oxidase-peroxidase (GOPOD) để tính được hàm lượng tinh bột dễ tiêu (DS). Phần cắn được hòa tan bằng dung dịch KOH 2M trong nước đá, ủ với AMG trong đệm TBAC pH 3.8 ở 60oC trong 30 phút để thuỷ phân phần RS. Tiến hành xác định hàm lượng glucose bằng phương pháp đo mật độ quang như trên để tính được hàm lượng RS. Thử nghiệm được lặp lại 3 lần trên các mẫu TBTN và TBAC để xác định giá trị trung bình của DS và RS. Đánh giá sự khác biệt giữa các giá trị DS và RS của các mẫu TBAC so với TBTN bằng phân tích phương sai ANOVA với mức ý nghĩa 0.01. 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1. Tổng hợp tinh bột mì acetate bằng phản ứng acetyl hóa: TBAC được tổng hợp thông qua quá trình acetyl hóa nhằm thay thế gốc hydroxyl trong phân tử tinh bột bằng gốc acetyl của anhydrid acetic. Theo các thời gian phản ứng kéo dài khác nhau tương ứng với các sản phẩm TBAC thu được gồm AC 60 ; AC 90 ; AC 120 ; AC 150 và AC 180 . Đồng thời, hàm lượng acetyl và mức độ thay thế trên TBAC theo thời gian phản ứng được thể hiện trong Hình 1 bên dưới. Từ biểu đồ cho thấy thời gian phản ứng càng kéo dài thì tỉ lệ gắn kết giữa nhóm acetyl và nhóm hydroxyl càng lớn, cụ thể là hàm lượng acetyl càng tăng trên mạch tinh bột từ 1,49% đến 1,56; 1,64 và 2,0% tương ứng với thời gian phản ứng tăng từ 60 phút lên 90; 120 và 150 phút. Tuy nhiên nếu để thời gian phản ứng quá lâu sau 150 phút thì lại gây sự giảm hàm lượng acetyl do quá trình deacetyl hóa bởi lượng kiềm dư thêm vào phản ứng gây nên [22]. Hình 1. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi hàm lượng acetyl và Ds theo thời gian phản ứng Với thời gian phản ứng được chọn lựa là 150 phút, phản ứng acetyl hóa với các lượng khác nhau của anhydrid acetic (6; 9; 12%) để thu được các sản phẩm AC 150-6 ; AC 150-9 và AC 150-12 chứa các hàm lượng acetyl tương ứng là 2,0; 2,42; 2,97 và các chỉ số Ds tương ứng là 0,077; 0,094; 0,115. Kết quả cho thấy cùng với sự tăng tỉ lệ anhydrid acetic phản ứng thì các sản phẩm tạo thành có hàm lượng acetyl và Ds càng cao [6][7][9]. Từ sự quan sát tính chất cảm quan, các mẫu AC 150-6 và AC 150-9 có màu trắng, không mùi, vẫn duy trì được tính mềm xốp và mịn như TBTN. Khi phân tán TBAC vào nước, độ nhớt huyền phù tăng lên cùng với chỉ số DS tăng, tạo nên một dạng huyền phù trong và bền vững hơn so với TBTN [5][6]. Tuy nhiên với tinh bột có DS cao đã làm cho hạt bột có kích thước lớn và tạo nên thể chất cứng rắn hơn. Mẫu AC 150-12 đã cho thấy có sự khô cứng và không mịn như ban đầu, sự thay đổi thể chất này có thể làm mất khẩu vị ngon khi sử dụng trong chế biến công nghệ thực phẩm sau này. Theo qui định 21CFR172.892 của FDA ban hành ngày 1/4/2015, hàm lượng acetyl trong tinh bột dùng để chế biến thực phẩm không được vượt quá 2,5% tính trên khối lượng khô. 3.2. Xác định các đặc tính lý hóa của tinh bột mì acetate Kết quả nghiên cứu cấu trúc phân tử của các mẫu tinh bột trong DMSO được thể hiện trên phổ 1H-NMR (Hình 2). Phổ 1H-NMR của TBTN và AC 150-9 đều cho biết sự có mặt của các proton đặc trưng cho các đơn vị anhydroglucose của tinh bột ở vùng dh 5.1- 5,5ppm; dh 3,3-3,6 ppm. Đặc biệt, trên phổ 1H-NMR của mẫu AC 150-9 có xuất hiện các tín hiệu proton của nhóm acetyl tại dh 2,0-2,1 ppm. Tuy nhiên, do DS của AC 150-9 tương đối thấp (DS= 0,094) nên vẫn tồn tại nhiều nhóm hydroxyl chưa acetyl hóa, được quan sát bởi píc proton của nhóm hydroxyl ở 4,56 ppm 81 Tạp chí Y Dược học - Trường Đại học Y Dược Huế - Tập 8, số 5 - tháng 10/2018 (tương tự với TBTN ở 4.57 ppm) [6][15]. Qua đó cho thấy đã có sự gắn kết thành công của nhóm acetyl vào nhóm hydroxyl trên mạch tinh bột, hay nói cách khác là đã có sự biến tính tinh bột xảy ra. Hình 2. Phổ 1H-NMR của TBTN TBTN (a) và TBTN AC 150-9 (b) trong DMSO Kết quả xác định đặc điểm về hình dạng, kích thước và cấu trúc bề mặt của hạt TBTN và AC 150-9 bằng SEM được thể hiện trong Hình 3. Từ hình ảnh cho thấy kích thước của các hạt tinh bột không có sự khác biệt rõ rệt với đường kính hạt trong khoảng từ 5,2 - 27,5 µm. Tuy nhiên, bề mặt của TBAC có các điểm rỗ, xần sùi và biến dạng, trong khi bề mặt TBTN tương đối nhẵn. Điều này được giải thích bởi sự gắn kết một số nhóm acetyl trên bề mặt của các phân tử tinh bột vốn được bao phủ bởi các nhóm hydroxyl đồng nhất, đã tạo ra bề mặt dị thể của phân tử TBAC khi quan sát dưới SEM [14]. Hình 3. Hình ảnh SEM của TBTN (a) và AC 150-9 (b) với mức phóng đại 1.00K Kết quả xác định cấu trúc tinh thể trong các mẫu tinh bột được thể hiện trên giản đồ nhiễu xạ tia X trong Hình 4. Kết quả khảo sát quá trình gelatin hóa các mẫu tinh bột được thể hiện ở Hình 5. Hình 4. Giản đồ XRD của TBTN và AC 150-9 82 Tạp chí Y Dược học - Trường Đại học Y Dược Huế - Tập 8, số 5 - tháng 10/2018 Giản đồ XRD của mẫu AC 150-9 và TBTN đều có các đỉnh nhiễu xạ tương tự nhau, cho thấy mức độ acetyl hóa tác động không đáng kể lên cấu trúc mạng tinh thể của mẫu AC 150-9 so với TBTN. Tuy nhiên cường độ các đỉnh nhiễu xạ của mẫu AC 150-9 nhìn chung đều thấp hơn so với mẫu TBTN, được giải thích bởi do sự suy giảm trong lực tương tác liên kết hydro nội phân tử đã làm suy giảm cấu trúc tinh thể của tinh bột [14]. Cũng từ biểu đồ DSC cho thấy cả nhiệt độ gelatin hóa và năng lượng gelatin hóa của mẫu AC 150-9 đều thấp hơn mẫu TBTN. Giá trị enthalpy của sự gelatin Bảng 1. Độ trương nở và độ hòa tan của mẫu TBTN và TBAC Mẫu Độ trương nở (g/g) Độ hòa tan (%) TBTN 6,47 ± 0,44 4,86 ± 2,01 AC 150-6 8,87 ± 0,13 7,71 ± 0,16 AC 150-9 10,87 ± 1,73 9,43 ± 1,32 AC 150-12 12,44 ± 2,42 13,01 ± 1,70 Hình 5. Đồ thị biểu diễn quá trình gelatin hóa của TBTN (a) và AC 150-9 (b) hóa chịu sự ảnh hưởng của kích thước hạt, tỉ lệ giữa amylose/amylopectin và đặc biệt là cấu trúc tinh thể của tinh bột [11][18]. Vì vậy từ sự tăng cấu trúc vô định hình của tinh bột do quá trình acetyl hóa đã làm giảm đáng kể giá trị của enthalpy từ 5,63 xuống 3,45 J/g. Kết quả này cũng phù hợp với các nghiên cứu trước đây về mối tương quan giữa giá trị enthalpy của sự gelatin hóa trong các tinh bột biến tính bằng acetatyl hóa [4][14]. Kết quả khảo sát độ trương nở và độ hòa tan của các mẫu tinh bột trong nước cất ở 700C được thể hiện trong Bảng 1 dưới. Trong khi độ trương nở và độ hòa tan trong nước của các mẫu TBAC đều cao hơn so với TBTN và tăng dần với các mức độ thay thế khác nhau (Ds = 0.07 – 0.11). Điều này được giải thích là do các liên kết hydro bị suy yếu ở trên dẫn đến làm suy giảm cấu trúc mạng tinh bột đã làm cho các phân tử tinh bột ít liên kết với nhau. Kết quả là đã làm giảm nhiệt độ hồ hóa hạt tinh bột, tạo điều kiện cho sự xâm nhập của phân tử nước vào bên trong cấu trúc hạt tinh bột dễ dàng hơn, làm gia tăng khả năng trương nở và độ hòa tan của TBTN. Kết quả này cũng phù hợp với các nghiên cứu của Aning Ayucitra (2012) và Olayide S. Lawal (2004) khi đưa ra giá trị độ trương nở và độ hòa tan tăng dần khi hàm lượng acetyl tăng trong TBAC [12] [5]. 3.3. Xác định tính đề kháng của tinh bột mì acetat với enzym amylase trong in-vitro Khả năng đề kháng lại amylase của TBAC được xác định dựa trên việc xác định hàm lượng glucose giải phóng từ quá trình thủy phân tinh bột bởi hệ amylase trong in-vitro. Hàm lượng DS và RS trong các mẫu tinh bột bằng nghiệm pháp đo glucose. Thí nghiệm được tiến hành 3 lần lặp lại và kết quả trung bình thu được thể hiện trong Hình 6. Từ biểu đồ cho thấy cùng với sự gia tăng số nhóm thay thế acetyl trên mạch tinh bột khi tăng dần lượng anhydrid acetic vào phản ứng (0; 6; 9 và 12%), hàm lượng DS đã giảm dần (86,75% xuống 50,39%) trong khi lượng RS lại tăng dần (7,36% lên 41,87%) và sự thay đổi này rất có ý nghĩa thống kê (p < 0,01). Theo kết quả của Hyun-Jung Chung và cộng 83 Tạp chí Y Dược học - Trường Đại học Y Dược Huế - Tập 8, số 5 - tháng 10/2018 sự [20], sau khi acetyl hóa tinh bột bắp theo tỷ lệ 6% anhydrid acetic (kl/kl) đã cho thấy có sự gia tăng lớn hàm lượng RS so với TBTN từ 11,7% lên 23,4%. Hầu hết các nghiên cứu đều lý giải sự gia tăng hàm lượng RS bởi do cùng với sự gia tăng tỷ lệ anhydrid acid tham gia phản ứng acetyl hóa đã làm tăng mức độ thay thế Ds trên hạt tinh bột làm cho bề mặt phân tử hạt tinh bột trở nên cồng kềnh hơn so với TBTN, dẫn đến làm gia tăng lực cản trở không gian gây khó khăn cho sự xâm nhập của các phân tử amylase vốn cũng là các đại phân tử vào bên trong mạch phân tử polymer glucosid để thủy phân giải phóng các glucose tự do [20][21]. Theo qui định số 21CFR172.892 của FDA [19], hàm lượng acetyl trong tinh bột dùng để chế biến thực phẩm không được vượt quá 2,5% tính theo khối lượng tinh bột khô. Trong nghiên cứu này, mẫu tinh bột AC 150-9 với hàm lượng acetyl chiếm 2,42% (tương ứng Ds 0,094, RS 32,11%) lớn hơn 4,36 lần so với RS của TBTN mà vẫn giữ được các tính chất mềm mịn của TBTN nên được lựa chọn để tiếp tục cho các nghiên cứu tiếp sâu hơn trong in-vivo và trên lâm sàng (clinical trials). 4. KẾT LUẬN Các TBAC tạo thành từ phản ứng acetyl hóa với anhydrid acetic theo các tỉ lệ khác nhau đã được tổng hợp thành công. Với các mức độ acetyl hóa khác nhau sẽ tạo ra các mẫu TBAC với các chỉ số thay thế khác nhau, dẫn đến sẽ làm thay đổi các tính chất lý hóa của TBTN bao gồm thể chất tinh bột, khả năng trương nở, độ hòa tan cũng như đã tạo ra các tỷ lệ tinh bột dễ tiêu và RS khác nhau so với TBTN. Thành công lớn nhất của nghiên cứu là đã điều chế được mẫu AC 150-9 (Ds 0,094, RS 32,11%). Loại tinh bột này vẫn duy trì được thể chất mềm xốp và mịn của TBTN, nhưng có được khả năng đề kháng với amylase so với TBTN. Kết quả này đã chứng minh được định hướng đúng đắn của nhóm nghiên cứu đang thực hiện. Đồng thời, đây còn là tiền đề cho những nghiên cứu sâu hơn của loại tinh bột biến tính này nhằm tạo cơ sở lý luận cho việc ứng dụng loại tinh bột này trong công tác chế biến thực phẩm chức năng hỗ trợ điều trị bệnh đái tháo đường. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. International Diabetes Federation (2014) IDF Diabetes Atlas, 6th edn. Brussels, Belgium: International Diabetes Federation. 2. You W.C., Blot W.J. (1989), Allium vegetables and reduced risk of stomach cancer, Journal of the National Cancer Institute, vol. 81, pp. 162-164. 3. Annelisse Aigster (2009), Physicalchemical and sensory properties of resistant starch based cereal products and effects on postprandial glycemic and oxidative stress responses in Hispanic women, Virginia Polytechnic Institute and State University, pp. 1-18. 4. Tomasz Zięba, Małgorzata Kapelko, Artur Gryszkin (2007), Selected properties of potato starch subjected to multiple physical and chemical modifications, Polish journal of food and nutrition sciences, Vol. 57, No. 4(C), pp. 639-645. 5. Aning Ayucitra (2012), Preparation and Characterisation of Acetylated Corn Starches, International Journal of Chemical Engineering and Applications, Vol. 3, No. 3, pp. 156-159 6. Hui Chi, Kun Xu, Xiuli Wu, Qiang Chen, Donghua Xue, Chunlei Song, Wende Zhang, Pixin Wang (2008), Effect of acetylation on the properties of corn starch, Food chemistry, vol. 106, pp.923- 926. 7. Xu S. Sha, Zhang J. Xiang, Li Bin, Li Jing, Zhou Bin, Yan J. Jiao, Song R. Kun (2012), Preparation and physical characteristics of resistant starch (type 4) in acetylated indica rice, Food Chemistry, vol. 134, pp. 149–154. 8. Atanu Biswas, R.L. Shogren , Gordon Selling , J. Salch , J.L. Willett ,Charles M. Buchanan (2008), Rapid and environmentally friendly preparation of starch esters, Carbohydrate Polymers, vol. 74, pp. 137–141. 9. P. Van Hung, N. Morita (2005), Effect of granule sizes on physicochemical properties of cross-linked and acetylated wheat starch, Starch, vol. 57, pp. 413-420. 10. Jaspreet Singh, Lovedeep Kaur, Narpinder Singh (2004), Effect of Acetylation on Some Properties of Corn and Potato Starches, Starch/Stärke, vol. 56, pp. 586–601. 11. Tester, R. F. (1997), Influence of growth conditions on barley starch properties, International Journal of Biological Macromolecules, vol. 21, pp. 37-45. 12. Olayide S. Lawal (2004), Succinyl and acetyl Hình 6. Đồ thị biểu diễn hàm lượng DS và RS trong TBTN và TBAC 84 Tạp chí Y Dược học - Trường Đại học Y Dược Huế - Tập 8, số 5 - tháng 10/2018 starch derivatives of a hybrid maize: physicochemical characteristics and retrogradation properties monitored by differential scanning calorimetry, Carbohydrate Research, vol. 339, pp. 2673–2682. 13. Code A.R. Yousefi, Seyed MA Razavi (2015), In vitro gastrointestinal digestibility of native, hydroxypropylated and cross-linked wheat starches, Food and function, vol. 6, pp. 3126-3134. 14. Xu S. Sha, Zhang J. Xiang, Li Bin, Li Jing, Zhou Bin, Yan J. Jiao, Song R. Kun, (2012), Preparation and physical characteristics of resistant starch (type 4) in acetylated indica rice, Food chemistry, vol. 134, pp. 149-154. 15. R.A. de Graaf, G. Lammers, L.P.B.M. Janssen, and A.A.C.M. Beenackers, Groningen, (1995), Quantitative analysis of chemically modified starches by 1H-NMR spectroscopy, Starch – Stärke, vol. 47, pp. 469-475. 16. Dorothee Heins, Werner-Michael Kulicke, Peter Käuper and Heiko Thielking, Hamburg (1998), Characterization of Acetyl Starch by Means of NMR Spectroscopy and SEC/MALLS in Comparison with Hydroxyethyl Starch, Starch/Stärke, vol. 50, Nr. 10, pp. 431–437. 17. Megazyme AOAC method 2002.02, Resistant starch Assay procedure, pp. 4-9. 18. Luis A. Bello-Pérez, Edith Agama-Acevedo, Paul B. Zamudio-Flores, Guadalupe Mendez-Montealvo, Sandra L. Rodriguez-Ambriz (2010), Effect of low and high acetylation degree in the morphological, physicochemical and structural characteristics of barley starch, LWT - Food Science and Technology, vol. 43, issue 9, pp. 1435. 19. US Food and Drug Administration (2015), Code of Federal Regulations, Title 21, vol. 3, 21CFR172.892 Food starch-modified, U.S. Government Printing Office, Washington D.C. 20. Hyun-Jung Chung, Dong-Hoon Shin, Seung-Taik Lim (2008), In vitro starch digestibility and estimated glycemic index of chemically modified corn starches, Food Research International, vol 41, pp. 579-583 21. Siti Aisyah Zaman, Awang Zulfikar Rizal Awang Seruji, and Shahrul Razid Sarbini (2015), Effect of Acetylation on Physicochemical Properties and Resistant Starch Content of Metroxylon sagu Starch, 2015 Int’l Conference on Food Nutrition, Chemical and Environmental Engg. (ICFNCE’2015) 22. Agbola S.O., Akingbala J.O., Oguntimein G.B., (1991), Physicochemical and functional properties of low DS cassava starch acetates and citrates. Starch/Staerke 43: p.62-66.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfdieu_che_va_xac_dinh_cac_dac_tinh_ly_hoa_cua_tinh_bot_mi_ace.pdf
Tài liệu liên quan