Nghiên cứu sản xuất tinh bột kháng (bền) từ chuối bom (musa acumminate AAA) và ứng dụng trong sản phẩm dành cho người tiểu đường

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM

BÁO CÁO KHOA HỌC TỔNG HƠP ĐỀ TÀI
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI KH&CN
CẤP TRƯỜNG

Tên đề tài: Nghiên cứu sản xuất tinh bột kháng (bền) từ chuối bom
(Musa acumminate AAA) và ứng dụng trong sản phẩm dành cho người
tiểu đường
Mã số đề tài: IUH.VSH25/15
Chủ nhiệm đề tài: Th. S NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG
Đơn vị thực hiện: Viện công nghệ Sinh học & Thực phẩm

TP. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2016


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên chúng tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại
Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh, Phịng Khoa học và Phát triển Công
nghệ và Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm, trường Đại học Cơng Nghiệp
thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện để cho chúng tơi có cơ hội để thực hiện
và hồn thành tốt đề tài này.
Với lịng biết ơn sâu sắc, chúng tơi xin bày tỏ lịng kính trọng và lời cảm ơn
chân thành tới Thầy Phạm Văn Hùng, Cơ Đàm Sao Mai, Cơ Nguyễn Thị Hồng
Yến - những người đã cố vấn và chuẩn bị hồ sơ cho chúng tơi trong suốt q trình
thực hiện đề tài.
Đồng thời, chúng tôi cũng xin chân thành cảm ơn nhân viên Phịng thí nghiệm
Viện Cơng nghệ Sinh học và Thực phẩm, Trường Đại Học Cơng Nghiệp thành
phố Hồ Chí Minh, Công ty Interflour, Trung tâm kiểm nghiệm đo lường khu vực
3 và các em sinh viên các khóa 7, 8 đã hỗ trợ nhiệt tình trong quá trình thực hiện

đề tài
Cuối cùng, chúng tôi muốn gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã ln động
viên, chia sẻ và hỗ trợ chúng tơi hết mình.
Chúng tơi xin chân thành cảm ơn!
Tp.HCM, tháng 02 năm 2017
Chủ nhiệm đề tài

i


TĨM TẮT ĐỀ TÀI
Trong nghiên cứu này chúng tơi tập chung vào đối lượng là chuối Bom
(Musa acuminate AAA), một loại phổ biến và rẻ tiền ở khu vực phía Nam, Việt
Nam. Kết quả cho thấy ở 40- 45 ngày tuổi, chuối Bom cho hàm lượng tinh bột
cao nhất (11,46% ứng với 9,75% ẩm hay 13,89% khi quy về 100% chất khô. Độ
dày lát cắt 0.5cm ngâm trong natribisulfit 0,2% cho kết quả tốt nhất về màu sắc
lát cắt theo tỷ lệ ngâm 1:8. Tỷ lệ theo khối lượng thịt chuối/ nước tốt nhất đem
xay nghiền là 50:50; Khả năng làm trắng tinh bột sau nghiền của natribisulfit là
tốt hơn so với citric với nồng độ 0,02M và 0.6%; Hàm lượng cellulase, pectinase
bổ sung trong quá trình thủy phân thu nhận tinh bột tương ứng 4U/g chuối và 7U/g
dịch chuối ủ 2 giờ, 400C; tốc độ ly tâm tách nước 3500 vòng/phút với thời gian
tốt nhất là 15 phút. Hàm lượng tinh bột thu nhận lớn nhất theo % là 13,45 (theo
100% chất khô). Các hạt tinh bột được cô lập có bề mặt nhẵn mịn, có hình bầu
dục thn dài với các đường lằn hoặc hình cầu và đường kính nhỏ khoảng 11-45
μm, theo cách quét của kính hiển vi điện tử (SEM). Tinh bột chuối Bom thể hiện
các cấu trúc tinh thể loại C (mơ hình nhiễu xạ XRD), khả năng trương nở thấp và
khả năng kháng thủy phân của α-amylase cao. Làm giàu bằng phương pháp hấp
và thối hóa theo chu kỳ kết hợp với enzyme pullalase đã làm tăng RS lên 45,06%
trong thời gian ủ 16 giờ enzyme pullalase (nồng độ 25U/g tinh bột) với hai lần
hấp và làm nguội trữ lạnh, cấu trúc thay đổi từ C sang B khác với chỉ xử lý thủy

nhiệt và thối hóa hàm lượng RS thấp đạt từ 32-34%. Với 20% tinh bột chuối sau
làm giàu thay thế bột mỳ trong bánh mỳ Việt Nam cho kết quả tương đương mẫu
đối chứng với độ đàn hồi: 61N, thể tích: 293,3 cm3. Bánh cookie với 25% tinh bột
chuối bổ sung cho kết quả độ cứng 6,89N và không khác biệt khi so sánh với mẫu
đối chứng không bổ sung tinh bột chuối và sử dụng đường saccharose. Hàm lượng
RS của bánh cookies và bánh mì khá cao tương ứng là 8,07% và 9%. Các sản
phẩm tạo ra có thể dùng cho người tiểu đường và ăn kiêng do đây là sản phẩm
năng lượng cao, sinh đường thấp (dùng đường cỏ ngọt và tinh bột giàu RS) và
thời gian thủy phân dài.
ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ i
TÓM TẮT ĐỀ TÀI ............................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..................................................................... xi
ĐẶT VẤN ĐỀ ..................................................................................................... xii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................. 1
1.1. Tổng quan về nguyên liệu sản xuất ............................................................ 1
1.1.1 Tổng quan về chuối và chuối Bom ...................................................... 1
1.1.2. Tổng quan về tinh bột và tinh bột kháng. ........................................... 8
1.2. Tổng quan về quy trình sản xuất .............................................................. 27
1.2.1. Tổng quan về quá trình sản xuất tinh bột kháng. .............................. 27
1.2.2. Tổng quan về quy trình sản xuất một số loại bánh cho người tiểu
đường. .......................................................................................................... 39
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 50
2.1. Vật liệu ..................................................................................................... 50
2.1.1. Nguyên liệu ....................................................................................... 50
2.1.2. Dụng cụ, thiết bị ................................................................................ 60
2.1.3. Hóa chất............................................................................................. 61

2.2 Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 62
2.2.1. Các khảo sát trong quá trình sản xuất tinh bột chuối từ quả chuối ... 63
2.2.2. Các khảo sát trong quá trình làm giàu tinh bột bằng phương pháp kết
hợp thủy nhiệt và enzyme. .......................................................................... 69
2.2.3. Các khảo sát ứng dụng ...................................................................... 70
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................. 75
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ - BÀN LUẬN ............................................................. 76

iii


3.1. Kết quả điều tra, khảo sát lựa chọn nguồn cung cấp nguyên liệu chuối ban
đầu. .................................................................................................................. 76
3.1.1. Kết quả điều tra vùng nguyên liệu. ................................................... 76
3.1.2. Kết quả khảo sát đánh giá sơ bộ hàm lượng tinh bột chuối thu nhận ở
các độ tuổi khác ........................................................................................... 78
3.1.3 Kết quả xác định một số chỉ tiêu cơ bản của nguyên liệu .................. 78
3.2. Kết quả quá trình xử lý bảo quản và sản xuất tinh bột chuối................... 79
3.2.1. Ảnh hưởng của kích thước lát cắt chuối đến màu sắc lát cắt trước và
sau thời gian bảo quản 1 tháng. ................................................................... 79
3.2.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng nồng độ natribisulfit đến màu sắc lát
chuối trong quá trình bảo quản.................................................................... 80
3.2.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu: nước trong quá trình xay nghiền
đến lượng tinh bột thu nhận. ....................................................................... 81
3.2.4. Ảnh hưởng nồng độ citric, natribisulfit sử dụng trong xử lý chuối ảnh
hưởng đến màu sắc tinh bột thành phẩm .................................................... 82
3.2.5. Ảnh hưởng của lượng enzyme cellulase xử lý đến hiệu suất thu nhận
tinh bột......................................................................................................... 84
3.2.6. Ảnh hưởng của lượng enzyme pectinase xử lý đến hiệu suất thu nhận
tinh bột......................................................................................................... 85

3.2.7. Ảnh hưởng của tốc độ và thời gian ly tâm đến hiệu suất thu nhận tinh
bột ................................................................................................................ 86
3.2.8. Thành phần hóa học và một số chỉ tiêu hóa lý của tinh bột chuối Bom
thành phẩm. ................................................................................................. 87
3.3. Kết quả các khảo sát trong quá trình làm giàu tinh bột bằng phương pháp
kết hợp thủy nhiệt (hấp và thoái hóa theo chu kỳ) và enzyme. ...................... 92
3.3.1. Kết quả xác định RS, chụp XRay từ các phương pháp làm giàu ...... 92
3.3.2. Kết quả ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lý enzyme đến hàm
lượng RS...................................................................................................... 95
3.3.3. Xác định một số tính chất đặc trưng của tinh bột sau làm giàu. ....... 98
iv


3.4. Kết quả các khảo sát ứng dụng ................................................................ 99
3.4.1. Kết quả của các khảo sát của việc ứng dụng tinh bột chuối đối với
bánh mỳ Việt Nam ...................................................................................... 99
3.4.2. Kết quả của các khảo sát của việc ứng dụng tinh bột chuối đối với
bánh cookie. .............................................................................................. 105
3.4.3. Kết quả xác định chất lượng, giá trị năng lượng bánh mỳ và cookie
bổ sung tinh bột chuối giàu RS. ................................................................ 109
3.4.4. Tính sơ bộ giá thành tinh bột chuối Bom giàu RS, bánh mì và cookie
thành phẩm. ............................................................................................... 110
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................... 112
4.1. Kết luận .................................................................................................. 112
4.2 Kiến Nghị ................................................................................................ 115
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 116
PHỤ LỤC .......................................................................................................... 122

v

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Hình các loại chuối thuộc giống Musa acuminata ................................ 3
Hình 1.2. Hình các loại chuối thuộc giống chuối Musa balbisiana ...................... 3
Hình 1.3. Hình các loại chuối ở Việt Nam ............................................................ 3
Hình 1.4. Biểu đồ cơ cấu sản xuất chuối trên thế giới 2013 ................................. 4
Hình 1.5. Biểu đồ cơ cấu xuất khẩu chuối thế giới 2012 ...................................... 4
Hình 1.6. Biểu đồ cơ cấu nhập khẩu chuối thế giới 2012 ..................................... 4
Hình 1.7. Hình chuối Bom xanh ........................................................................... 6
Hình 1.8. Hệ thống cấp bậc của cấu trúc tinh bột, từ phân tử đến cấp độ hạt ...... 9
Hình 1.9. Cấu trúc của loại tinh bột kháng I (RS1) ............................................ 13
Hình 1.10. Cấu trúc của loại tinh bột kháng II (RS2) ......................................... 13
Hình 1.11. Mơ hình mixen tinh bột kháng loại III (RS3) .................................... 17
Hình 1.12. Mơ hình cắt lớp tinh bột kháng loại III (RS3) ................................... 17
Hình 1.13. Mơ tả cấu trúc của tinh bột khi xử lý hóa học bằ ng phosphate. (Trích
ng̀ n: Sajilata M.G. và cộng sự, 2006).............................................................. 18
Hình 1.14. Sự thay đổi của amylose khi làm la ̣nh .............................................. 22
Hình 1.15. Một số sản phẩm thương mại của RS. .............................................. 26
Hình 1.16. Sơ đồ quy trình sản xuất bột sắn ....................................................... 28
Hình 1.17. Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột ngơ ............................................... 29
Hình 1.18: Hoạt động của các loại enzyme thủy phân tinh bột .......................... 32
Hình 1.20. Sơ đồ quy trình sản xuất bánh cookie ............................................... 47
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình bảo quản nguyên liệu dự kiến ................................... 51
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột ........................................................ 53
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình làm giàu tinh bột kháng ............................................. 55
Hình 2.4. Sơ đồ quy trình sản xuất bánh mỳ bổ sung tinh bột chuối .................. 57
Hình 2.5. Sơ đồ quy trình sản xuất bánh cookie có bổ sung tinh bột chuối ....... 59
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm........................................................................ 62
Hình 3.1. Đồ thị hàm lượng tinh bột theo độ tuổi nguyên liệu ........................... 78
vi

Hình 3.2. Đồ thị ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu: nước đến lượng tinh bột thu nhận
............................................................................................................................. 81
Hình 3.3. Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ citric trong xử lý chuối đến màu của
tinh bột chuối thu nhận ........................................................................................ 82
Hình 3.4. Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ natribisulfit trong xử lý chuối đến màu
của tinh bột chuối thu nhận ................................................................................. 83
Hình 3.5. Đồ thị ảnh hưởng của hàm lượng enzyme cellulase đến lượng tinh bột
thu nhận ............................................................................................................... 84
Hình 3.6. Đồ thị ảnh hưởng của hàm lượng enzyme pectinase đến hàm lượng
tinh bột thu nhận .................................................................................................. 85
Hình 3.7. Đồ thị ảnh hưởng của tốc độ ly tâm đến hiệu suất thu nhận tinh bột. 86
Hình 3.8. Đồ thị ảnh hưởng của thời gian ly tâm đến hiệu suất thu nhận tinh bột
............................................................................................................................. 87
Hình 3.9. Kết quả chụp SEM về hình dạng và cấu trúc hạt tinh bột chuối Bom 88
Hình 3.10. Nhiễu xạ XRD với tinh bột chuối Bom. ........................................... 89
Hình 3.11a. Khả năng trương nở của một số loại tinh bột .................................. 90
Hình 3.11b. Mức độ thủy phân của hai loại tinh bột: (BBS), (CS) .................... 92
Hình 3.12. Đồ thị nhiễu xạ XRD......................................................................... 94
Hình 3.13. Đồ thị hàm lượng RS theo thời gian thủy phân ................................ 95
Hình 3.14. Kế t quả chu ̣p SEM về hình da ̣ng và cấ u trúc ha ̣t tinh bột chuố i Bom
trước và sau khi làm giàu .................................................................................... 97
Hình 3.15. Hàm lượng RS (%) khi thủy phân 16 giờ ở 3 nồng độ enzyme khác
nhau ..................................................................................................................... 98
Hình 3.16. Ảnh hưởng của nhiệt độ nướng đến độ đàn hồi của bánh mỳ ........ 103
Hình 3.17. Ảnh hưởng của nhiệt độ nướng đến hàm lượng RS........................ 103
Hình 3.18. Ảnh hưởng của nhiệt độ nướng đến thể tích bánh mỳ .................... 104
Hình 3.19. Độ cứng của cookie khi thay thế saccharose bằng đường cỏ ngọt . 105
Hình 4.1. Sơ đồ quy trình bảo quản chuối Bom................................................ 112

........................................................................................................................... 113
vii


Hình 4.2. Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột chuối Bom ................................... 113
........................................................................................................................... 114
Hình 4.3. Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột chuối Bom ................................... 114

viii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng thành phần hóa học của chuối ..................................................... 1
Bảng 1.2. Phân loại hai giống chuối Musa acuminata và Musa balbisiana .......... 2
Bảng 1.3. Bảng phân loại khoa học của chuối bom .............................................. 6
Bảng 1.4. Thành phần hóa học của chuối bom xanh ............................................ 6
Bảng 1.5. Phân loại tinh bột ................................................................................ 12
Bảng 1.6. Bảng phân loại, nguồn thực phẩm và tác nhân làm giảm lượng RS và
sự tiêu hóa của chúng. ......................................................................................... 19
Bảng 1.7. Tính chất chức năng và lợi thế của các chế phẩm thương mại của RS2
và RS3 .................................................................................................................. 25
Bảng 1.8. Một số phương pháp tạo RS ............................................................... 35
Bảng 1.9. Một số phương pháp thông dụng trong đo lường RS ......................... 36
Bảng 1.10. Bảng thành phần hóa học của các loại bột mỳ ................................. 40
Bảng 1.11. Bảng thành phần hóa học trung bình của nấm men bánh mỳ........... 41
Bảng 1.12. Bảng một số chỉ tiêu hóa lý của bánh mỳ ......................................... 44
Bảng 1.13. Bảng chỉ tiêu vi sinh của bánh mỳ .................................................... 45
Bảng 1.14. Bảng chỉ tiêu cảm quan đối với bánh mỳ ......................................... 45
Bảng 1.15. Bảng một số chỉ tiêu hóa lý của bánh cookie ................................... 48
Bảng 1.16. Bảng một số chỉ tiêu vi sinh của bánh cookie .................................. 48

Bảng 1.17. Bảng một số chỉ tiêu cảm quan của bánh cookie.............................. 49
Bảng 2.1. Bảng các tiêu chí lựa chọn nguyên liệu .............................................. 50
Bảng 2.2. Bảng thông tin về các enzyme được sử dụng ..................................... 50
Bảng 2.3. Bảng dụng cụ, thiết bị sử dụng trong nghiên cứu ............................... 60
Bảng 2.4. Bảng các hóa chất sử dụng ................................................................. 61
Bảng 2.5.. Bảng Giá trị sinh nhiệt của các chất .................................................. 74
Bảng 3.1. Kết quả điều tra một số thông tin từ 3 nhà vườn. ............................... 76
Bảng 3.2. Kết quả xác định một số chỉ tiêu cơ bản của nguyên liệu chuối ........ 78

ix


Bảng 3.3. Sự biến thiên về màu sắc ở các kích thước lát chuối khác nhau ở thời
điểm trước và sau bảo quản ................................................................................. 79
Bảng 3.4. Giá trị đo màu của mẫu với nồng độ natribisulfit ngâm trắng khác
nhau sau khi kết thúc quá trình ngâm và sau thời gian bảo quản. ...................... 80
Bảng 3.5. Các thành phần hóa học của tinh bột chuối Bom ............................... 88
Bảng 3.6. Cấu trúc tinh thể, hàm lượng RS trong phương pháp làm giàu RS .... 92
Bảng 3.7. Bảng kết quả hàm lượng RS theo nồng độ enzyme và thời gian thủy
phân ..................................................................................................................... 95
Bảng 3.8. Bảng một số chỉ tiêu hóa học của tinh bột chuối bom ....................... 98
Bảng 3.9. Bảng một số chỉ tiêu vi sinh, hóa học của tinh bột chuối bom ........... 99
Bảng 3.10. Bảng kết quả đo thể tích, khối lượng và độ đàn hồi của bánh mì bổ
sung tinh bột chuối và tinh bột mỳ .................................................................... 100
Bảng 3.11. Bảng kết quả đo độ đàn hồi, thể tích và hàm lượng RS trong bánh mỳ
theo nhiệt độ nướng ........................................................................................... 102
Bảng 3.12. Bảng kết quả độ nở rộng và độ cứng của cookie bổ sung tinh bột
chuối và tinh bột mỳ. ......................................................................................... 106
Bảng 3.13. Bảng độ cứng và hàm lượng RS tại các nhiệt độ khác nhau .......... 108
Bảng 3.14. Bảng đo màu của bánh tại các nhiệt độ khác nhau ......................... 109

Bảng 3.15. Bảng kết quả kiểm tra chỉ tiêu sản phẩm và xác định giá trị sinh năng
lượng của 100g sản phẩm. ................................................................................. 110
Bảng 3.16. Bảng giá thành nguyên liệu để sản xuất 1 kg tinh bột chuối làm giàu
RS ...................................................................................................................... 110
Bảng 3.17. Bảng giá thành cho 1 lần sản xuất .................................................. 111
Bảng 3.18. Bảng giá thành cho 1 lần sản xuất cookie ...................................... 111

x


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
STT Tên viết tắt

Tên đầy đủ

Tên tiếng Việt

1

BBS

Bom Banana Starch

Tinh bột chuối Bom

2

CS

Cassava Starch

Tinh bột sắn

3

DBS-18

Debranched Banana Starch

Tinh bột phân cắt nhánh và lưu trữ

and at storged at -180C

ở -180C

4

DP

Depolymerization

Độ trùng hợp

5

GBS

Gelatinized Banana Starch

Tinh bột hồ hóa

6

GBS-18

7

NBS

Native Banana starch

Tinh bột chuối tự nhiên

8

RS

Resistant Starch

Tinh bột bền

9

SEM

10

WS

Wheat Starch

Tinh bột lúa mì

11

XRD

X-ray diffraction

Nhiễu xạ tia X

Gelatinized Banana Starch
0

and storaged at -18 C

Scanning Electron

Tinh bột hồ hóa và lưu trữ -180C

Kính hiển vi điện tử quét

Microscope

xi


ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay số người bị tiểu đường và những người phải ăn kiêng ngày càng
tăng lên. Nhu cầu về một loại thực phẩm bổ dưỡng có khả năng kiểm soát được

lượng đường huyết và tăng cường lượng cholesterol tốt nhằm giảm xơ vữa động
mạch, giúp tiêu hoá tốt với những người bị bệnh là một điều vô cùng thiết yếu.
Việc sử dụng tinh bột hạn chế (trái với thói quen thơng thường) với người tiểu
đường là cần thiết, song điều đó gây cảm giác khơng tốt cho người bệnh về tâm
lý. Nhằm tạo ra những thực phẩm thay thế giàu tinh bột kháng tiêu hoá (tinh bột
bền) sẽ là yếu tố quan trọng giúp người bệnh vượt qua tâm lý này.
Sự phát triển của sản phẩm mới là con đường chiến lược của các ngành
công nghiệp thực phẩm. Trong bối cảnh người tiêu dùng đang có những yêu cầu
ngày càng cao với thực phẩm mà họ tiêu dùng thì thực phẩm cần có cả hai thuộc
tính chính: một là thuộc tính về dinh dưỡng truyền thống và hai là phải có lợi ích
sức khỏe. Các loại sản phẩm thực phẩm này thường được gọi là thực phẩm dinh
dưỡng ngày càng được mở rộng. Trong một thế giới thay đổi nhanh chóng, với
thói quen ăn uống thay đổi và phong cách cuộc sống căng thẳng, chúng ta cần
nhiều hơn những loại thực phẩm dinh dưỡng như vậy để đáp ứng nhu cầu của sự
thay đổi đồng thời làm tăng chất lượng cuộc sống nói chung (Brouns và cộng sự.,
2002).
Một trong những xu hướng hiện nay trong dinh dưỡng và sức khỏe là để tiêu
thụ các sản phẩm thực phẩm carbohydrate thấp. Trong những năm 1980, chất xơ
được xác định là một thành phần quan trọng của một chế độ ăn uống lành mạnh,
và các công ty trong ngành công nghiệp thực phẩm ln tìm cách để tăng lượng
chất xơ vào trong sản phẩm của họ. Nhưng vào giữa những năm 1990, các sản
phẩm thương mại đầu tiên cung cấp một nguồn lớn RS đã nhận được sự quan tâm
lớn của người tiêu dùng. Đến nay, một số nhà nghiên cứu và sản xuất đã tập chung
nhằm tìm ra nguồn nguyên liệu giàu RS (Resistant starch - RS) là những loại tinh
bột không bị hấp thụ trong ruột non của người khỏe mạnh (EURESTA,1993) và
những ứng dụng của nó. Trong những năm gần đây, đã có một sự quan tâm đáng
xii


kể trong khả năng cải thiện kiểm soát của bệnh nhân tiểu đường bằng cách thay

đổi các tác động đường huyết của các carbohydrate ăn vào. Sự lưu động của phần
tinh bột này trong ruột non với thời gian dài, nên sẽ khơng gây nên cảm giác đói
ở người tiểu đường và tạo ra một lượng lớn phân ở ruột già, điều này sẽ giúp con
người giảm đi những bệnh thường có trong ruột già. (Englyst, Kingman &
Cummings,1992). Chỉ số glycemic (GI) thấp khi người bệnh lựa chọn các loại
thực phẩm có chứa "carbohydrate chậm phân giải" mở ra cơ hội cho việc tìm kiếm
và sản xuất ngày càng nhiều hơn loại thực phẩm chứa loại tinh bột RS.
Thực tế này cho thấy tầm quan trọng của việc sản xuất loại thực phẩm có
chứa RS để đa dạng hố sản phẩm phục vụ cho nhiều đối tượng người tiêu dùng
như bánh mì, bánh, vỏ bánh pizza, bánh quy, bánh nướng xốp, bánh quế, ngũ cốc
ăn sáng, sản phẩm snack và thanh dinh dưỡng, súp ăn liền và thức uống sô cô la
là điều cần thiết (Hernández-Nava và cộng sự, 2009). Sự thay thế nguyên liệu
trong những loại thực phẩm này thường được đề cập là tinh bột chuối xanh -một
trong những nguồn giàu tinh bột kháng (78% α-glucans từ tinh bột chuối xanh
khơng được tiêu hóa trong ruột non) như Zhang và cộng sự (2005) cũng như
Englyst và Cummings (1986) chứng minh.
Trong khi đó chuối được sản xuất với số lượng lớn ở các khu vực nhiệt đới
và cận nhiệt đới. Sản lượng thế giới năm 2013 đạt 106 triệu tấn, trong đó Việt
Nam sản xuất 1800 nghìn tấn/năm với nhiều loại chuối như chuối tiêu, chuối sứ,
chuối bom, chuối hột, chuối cau, chuối ngự…Điển hình là chuối Bom (Musa
acuminate AAA) được trồng nhiều ở vùng Đông Nam Bộ với sản lượng cao nhất
so với các loại chuối còn lại (25-40 tấn/ha). Hơn thế nữa tinh bột trong chuối xanh
chiếm 75% tổng hàm lượng chất khô (một tỷ lệ tương đương với trong nội nhũ
của hạt ngô và bột của khoai tây trắng) (Englyst, Kingman, & Cummings, 1992).
Điều đó cho thấy đây là nguồn nguyên liệu quan trọng trong sản xuất tinh bột tiêu
hoá chậm và kháng tiêu hoá cao với hiệu suất lớn.
Lợi ích của RS là rất lớn do vậy việc làm giàu hơn nữa lượng tinh bột kháng
này đang tạo đươc sự quan tâm lớn không chỉ các nhà nghiên cứu mà cả những
xiii

nhà sản xuất. Tùy thuộc vào nguồn gốc của nguyên liệu, các phương pháp làm
giàu hay các loại hình gia công chế biến mà hàm lượng RS thu được nhiều hay ít
(Tovar, 1992; Sievert &Pomeranz, 1989).
Tinh bột bền từ chuối được sản xuất sẽ tạo cơ hội cho việc sản xuất các sản
phẩm dành cho người tiểu đường, ăn kiêng nhằm kiểm soát hữu hiệu lượng đường
trong máu và cảm giác thèm ăn của những đối tượng này mà còn nhằm tăng thu
nhập cho người nông dân, giải quyết đầu ra, tận dụng nguồn nguyên liệu có sẵn,
tăng giá trị thương mại cho nguyên liệu chuối bom, cũng như giải quyết các vấn
đề về môi trường với loại chuối xanh phế phẩm. Vì những lý do trên, chúng tơi
tiến hành nghiên cứu đền tài: “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm tinh bột bền
(kháng) từ chuối bom”.
Để thực hiện đề tài này chúng tôi tiến hành thực hiện những nội dung sau
đây:
- Khảo sát và thu nhận nguyên liệu chuối Bom để sản xuất tinh bột
- Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm tinh bột chuối Bom có chứa tinh bột bền
(kháng).
- Nghiên cứu làm giàu RS trong tinh bôt chuối Bom đã sản xuất.
- Đánh giá chất lượng tinh bột bền từ chuối Bom sau làm giàu.
- Ứng dụng tinh bột chuối Bom có RS cao trong chế biến các sản phẩm cho
người tiểu đường và người ăn kiêng như bánh mỳ và cookie đường cỏ
ngọt.
- Xác định chất lượng sản phẩm bánh mỳ và cookie đường cỏ ngọt đã bổ
sung tinh bột chuối giàu RS.

xiv


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về nguyên liệu sản xuất

1.1.1 Tổng quan về chuối và chuối Bom
1.1.1.1. Tổng quan về chuối
Chuối có nguồn gốc từ cách đây 10.000 năm và được cho là trồng đầu tiên ở
thung lũng Kuk New Guinea khoảng 8.000 TCN. Sau đó, lan rộng khắp khu vực
Đơng Nam Á và Nam Thái Bình Dương, bao gồm Philippines, và sau đó phân tán
trên các vùng nhiệt đới (Denham và cộng sự., 2003). Hiện chuối được trồng tại
hơn 130 quốc gia, chủ yếu ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Ấn Độ, Trung
Quốc, Philippines và Ecuador là những nước sản xuất chuối chính của thế giới
(FAOSTAT, 2014).
Bảng 1.1. Bảng thành phần hóa học của chuối
Thành phần

Giá trị (g)

Hàm lượng

Khoáng

Vitamin

Hàm lượng

khoáng (mg)

vitamin (mg)
Chuối Chuối

Chuối

Chuối

Chuối

Chuối

Tiêu

bột

Tiêu

bột

tiêu

bột

Carbonhydrate 22,84

31,89

Sắt

0,26

0,6

Vitamin C

Đường

12,23

15

Magie

27

37

Vitamin B1 0,031

0,052

Protein

1,09

1,3

Mangan

0,27

3

Vitamin B2 0,073

0,054

Chất xơ

2,6

2,3

Phospho 22

34

Vitamin B3 0,665

0,686

Chất béo

0,33

0,37

Kali

358

499

Vitamin B5 0,334

0,26

Natri

1

4

Vitamin B6 0,4

0,299

Kẽm

0,15

0,14

Vitamin B9 20

22

8,7

11

Nguồn: Bộ Nông Nghiệp Mỹ (USDA)
Chuối chứa một lượng lớn tinh bột đặc biệt là chuối xanh, đây là yếu tố thuận
lợi để thu nhận tinh bột từ chuối. Trong chuối cịn có protein, lipid, xơ và các loại
đường khác nhau. Chuối cũng rất giàu vitamin như Vitamin C, B và một số chất
khoáng như sắt, canxi, magie… đặc biệt là kali.

1


Hai giống chuối Musa acuminanata và Musa balbisiana được xem là tổ tiên
của tất cả các giống hiện tại và tìm thấy ở khu vực Đơng Nam Á. Cả hai đều có
kiểu gen lưỡng bội. Tùy thuộc vào kết cấu của bộ gen, chuối được chia thành rất
nhiều nhóm khác nhau: lưỡng bội, tam bội và tứ bội. (Randy C. Ploetz và cộng
sự, 2007; C. Picq và cộng sự, 1998) (bảng 1.2)
Bảng 1.2. Phân loại hai giống chuối Musa acuminata và Musa
balbisiana
Loài

Musa acuminate

Giới
Ngành
Lớp
Bộ
Họ
Chi

Plantae
Magnoliophyta
Liliopsida
Zingiberales
Musaceae
Musa
AA, AAA, AAB,
AAAB, AABB

Kiểu gen
Nguồn gốc

Các
chuối
diện

Musa balbisiana

AAAA, BB, ABB, BBB, ABBB, AABB,
BBBB

Đơng Nam Á

Phía bắc Đơng Nam Á, Nam Á

-Pisang Berangan Merah/
Kuning (Malaysia, Indonesia)
loại
-Kluai Ngang Phaya (Thái Lan)
đại
-Chuối Tiên, Chuối Cau Lùn,
Chuối Tiêu, Chuối Bom (Việt
Nam).

- Mỹ
- Malaysia
- Ấn Độ
Phân bố phổ

- Indonesia
biến
- Philippines
- Thái Lan
- Việt Nam

- Tall Apple (Brazil)
- Kilikutt (Siri Lanka)
- Pisang Kelt Jambi, Pisang Awak
(Malaysia)
- Sugar (Queensland, Australia)
- Chuối Sứ, Chuối Tây
(Việt Nam).
- BrazilSiri Lanka,
- Úc
- Tonga
- Malaysia
- Ấn Độ
- Indonesia
- Philippines
- Thái Lan
- Việt Nam

(Nguồn: Randy C. Ploetz và cộng sự, 2007, C. Picq và cộng sự, 1998)
2


Hình 1.1. Hình các loại chuối
thuộc giống Musa acuminata

Hình 1.2. Hình các loại chuối thuộc giống
chuối Musa balbisiana
(Nguồn: Dr. Keiko T. Natsuaki, 2011)

Hình 1.3. Hình các loại chuối ở Việt Nam
(Nguồn: Gonzalez-Soto và cộng sự, 2007)
Hầu như hai giống chuối Musa acuminanata và Musa balbisiana đều tìm thấy
ở Việt Nam (hình 1.1 và 1.2). Điển hình cho hai giống chuối trên như các giống
chuối Cau, chuối Ngự, chuối Tiêu, chuối Bom, chuối Cơm với các kiểu gen AAA,
AA, AAB, AABB; chuối Sứ, chuối chà Bột với các kiểu gen AB, ABB, AABB
(Hình 1.3).

3


Chuối chiếm diện tích khá lớn, phân bố rãi rác ở Việt Nam. Chuối Cau, chuối
Sứ được trồng nhiều nhất ở vùng miền tây Nam Bộ như: An Giang, Đồng Tháp,
Cần Thơ, Hậu Giang, Tiền Giang… ngồi ra cịn có các tỉnh miền Đông Nam Bộ.
Chuối Tiêu trồng nhiều ở các tỉnh đồng bằng sông Hồng: Vĩnh Phúc, Hà Nội, Bắc
Ninh, Hà Nam, Hưng Yên, Hải Dương, Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định, Ninh
Bình (Nguyễn Văn Luật, 2005)
Tình hình sản xuất, tiêu thụ chuối ở Việt Nam và trên thế giới
• Tình hình sản xuất và tiêu thụ chuối trên thế giới
Cơ cấu sản xuất năm 2013
Ấn độ
23%

Khác
28%
Angola

3%
Guatemala
3%
Indonesia
5%
Ecuador
5%

Trung
Quốc…

Brazil
6%

Đài Loan
10%
Philippines
7%

Chuối được sản xuất với số lượng lớn ở những nước nhiệt đới và cận nhiệt
đới. Sản lượng chuối năm 2013 ước tính là hơn 106 triệu tấn. (FAO, 2013).
Hình 1.4. Biểu đồ cơ cấu sản xuất chuối trên thế giới 2013
(Trích nguồn: FAO, 2013)
Cơ cấu nhập khẩu chuối trên
thế giới năm 2012

Cơ cấu xuất khẩu chuối năm
2012

Khác

24%

Ecuador
27%

Bỉ
6%

Mỹ
23%

Khác
42%

Bỉ
7%

Philippin
es
14%

Colombia
9%
Guatemal
a
10%

Nga
7%
Trung quốc

4%

Costa
Rica
10%

Anh
5%

Nhật
6%

Đức
6%

Hình 1.5. Biểu đồ cơ cấu xuất khẩu

Hình 1.6. Biểu đồ cơ cấu nhập khẩu

chuối thế giới 2012

chuối thế giới 2012
(Nguồn: FAO, 2012)
4


Khoảng 98% sản lượng chuối của thế giới được trồng ở những nước đang
phát triển và được xuất khẩu đến các nước phát triển. Sản lượng chuối cho xuất
khẩu và nhập khẩu tập trung chủ yếu chỉ ở một số nước (Hình 1.5 và Hình 1.6).
Mười nước sản xuất chuối hàng đầu chiếm đến 74% tổng sản lượng trong năm

2013, trong đó từ Ấn Độ, Ecuador, Brazil, Philippines và Trung Quốc chiếm phân
nửa số đó (Hình 1.5) (FAO, 2013).
Ngồi ra, xuất khẩu chuối tập trung vào các nước đang phát triển, 6 nước
dẫn đầu là Ecuador, Costa Rica, Philippines, Guatemala, Colombia và Bỉ chiếm
khoảng 2/3 lượng chuối xuất khẩu của thế giới. (FAO, 2012)
Về nhập khẩu chuối, chỉ riêng EU, Mỹ và Trung Quốc đã chiếm 71% lượng
nhập khẩu trên toàn thế giới năm 2012. Nhập khẩu chuối ngày càng lớn ở một số
thị trường mới nổi như Liên bang Nga, Trung Quốc, Đơng Âu. Trong khi đó mức
nhập khẩu của khu vực EU vẫn tương đối ổn định. (FAO, 2013).
•

Tình hình sản xuất và tiêu thụ chuối ở Việt Nam
Ở nước ta chuối là loại trái cây có diện tích trồng và sản lượng cao. Với

diện tích chiếm 22% tổng diện tích cây ăn trái của Việt Nam hàng năm, cho sản
lượng khoảng 1.8 triệu tấn. Tuy nhiên, diện tích trồng chuối lại khơng tập trung,
do đặc điểm là loại cây ngắn ngày, nhiều cơng dụng và ít tốn diện tích nên chuối
được trồng ở rất nhiều nơi trong các vườn cây ăn trái và hộ gia đình. Một số tỉnh
trên cả nước có diện tích trồng chuối khá lớn từ 2500 ha đến gần 10400 ha như
Phú Thọ (2800 ha), Hà Nội (2900 ha), Hải Phòng (2600 ha), Nghệ An (3600 ha),
Khánh Hòa (3600 ha), Đồng Nai (7000 ha), Sóc Trăng (10400 ha), Tiền Giang
(3800 ha) (số liệu của năm 2013). Các tỉnh miền Bắc có diện tích trồng chuối thấp
hơn nhiều số với các tỉnh thuộc Duyên Hải Nam Trung Bộ và Đồng Bằng Sông
Cửu Long. ()
1.1.1.2. Nguyên liệu chuối bom
Giống chuối hiện được bà con nông dân vùng Đông Nam Bộ, đặc biệt là tỉnh
Đồng Nai trồng nhiều để lấy quả, làm nguyên liệu chế biến dưới dạng chuối sấy
phục vụ tiêu dùng nội địa và xuất khẩu là giống chuối Bom. (Randy C. Ploetz và
cộng sự, 2007)
5

Đặc điểm ưu việt của giống chuối này là ít sâu bệnh hại, khả năng chịu hạn
tốt vì có thể trồng được trên những vùng đồi có độ dốc khá lớn, đặc biệt là vùng
đát đỏ bazan pha đá tổ ong. (www.fsiu.mard.gov.vn)
Bảng 1.3. Bảng phân loại khoa học của chuối bom
Tên khoa ho ̣c

Musa acuminate AAA

Tên điạ phương
Giới (Regnum)

Dessert Banana, Forbidden Fruit, Banana, Nana,
Bom
Plantae

Ngành (Divison)

Magnoliophyta

Lớp(Class)

Liliopsida

Bộ (Oder)

Zingiberales

Ho ̣ (Famili)

Musaceae

Chi (Genus)

Musa

Musa acuminata (AAA)
Lồi (Species)
Bảng 1.4. Thành phần hóa học của chuối bom xanh
Thành phầ n dinh dưỡng (trong 1 quả chuố i 126 gram)
Năng lươ ̣ng

110 calories

Tổ ng chấ t béo 0g

0%

Cholesterol 0mg

0%

Natri 0mg

0%

Kali 400mg
Protein 1g

11%
-

Tổ ng carbohydrates 29g
Chấ t xơ không hòa tan 4g
Chấ t xơ hòa tan 4g
Đường 21g

10%

Vitamin C
15%
Vitamin B6
20%
(Nguồn: www.rauhoaquavietnam.vn)

Hình 1.7. Hình chuối Bom xanh
6


Yêu cầu kỹ thuật và điều kiện tối ưu trong sản xuất chuối Bom tại Đồng
Nai.
Yêu cầu sinh thái: Chuối bom sinh trưởng và phát triển tốt trong trong phạm
vi nhiệt độ từ 25 – 350C, độ ẩm khơng khí 70 – 85%, có khả năng thích ứng trong
phạm vi ánh sáng rộng, cần nhiều ánh sáng để sinh trưởng, phát triển, cho năng
suất và chất lượng quả cao nhất có thể trồng được trên nhiều loại đất nhưng tốt
nhất nên chọn các loại đất thịt nhẹ, đất pha cát, đất phù sa, đất giàu mùn, thoáng,
độ xốp cao, dễ thốt nước. Khơng trồng chuối trên các loại đất chua phèn, đất
thấp, kém thoát nước. Nếu trồng trên đất ruộng phải lên liếp cao, xẻ nhiều mương
rãnh để thoát nước trong các tháng mùa mưa.

Kỹ thuật trồng: Có thể trồng bằng chồi tách từ cây mẹ, bằng củ và cây con
được nhân giống, bằng phương pháp nuối cấy mô là tốt nhất vì sạch bệnh, chất
lượng đảm bảo, sinh trưởng, phát triển khỏe, nhanh và có độ đồng đều cao (trổ
cùng 1 lúc, mã đồng đều), năng suất cao, chất lượng đáp ứng nhu cầu ăn tươi và
chế biến công nghiệp.
Mật độ trồng thích hợp từ 2.200 – 2.500 cây/ha. Trên liếp trồng hàng đơi cách
nhau 2m, mỗi khóm để 1 cây mẹ và 2 cây con thay thế. Mỗi chu kỳ thu hoạch 2
vụ phá bỏ, cải tạo đất để trồng lại sẽ hạn chế được bệnh virus, nấm, tuyến trùng.
Thời vụ trồng: Với các tỉnh Nam Bộ có thể trồng quanh năm, nhưng cần căn
cứ vào nhu cầu thị trường để bố trí các đợt trồng để có thời vụ thích hợp tránh tổn
thất.
Phân bón: Bón lót mỗi hố 5 – 6 kg phân chuồng trộn đều với 400g phân lân
+ 10 – 15g Furadan trước khi trồng cây. Bón thúc đợt 1 sau trồng 10 – 20 ngày 10
– 20g ure/gốc; đợt 2 sau trồng 30 ngày 10g ure + 10g kali/gốc; đợt 3 sau trồng 60
ngày 40g ure + 50g kali/gốc; đợt 4 sau trồng 120 ngày 100g ure + 100g kali/gốc
và đợt 6 trước khi cây trổ buồng (khi cây ra lá bi non) 30g ure + 100g kali/gốc
bằng cách rắc phân sát gốc, phủ đất và kết hợp tưới nước, tủ gốc giữ ẩm.
Chăm sóc: Thường xuyên làm sạch cỏ, cắt bỏ lá già, lá sâu bệnh cho thơng
thống. Chú ý phịng trừ kịp thời các đối tượng sâu bệnh hại như sâu ăn lá, sâu

7


đục gốc, rệp hại hoa, hại quả; bệnh thối gốc, bệnh rụt ngọn bằng các loại thuốc
trừ sâu bệnh theo khuyến cáo cùa ngành BVTV.
Thu hoạch: Từ khi trổ đến thu hoạch phải mất 55 – 60 ngày tùy theo nhiệt độ
và độ ẩm của môi trường. Thu hoạch khi thấy quả gần trịn cạnh. (Tài liệu khuyến
nơng Tỉnh Đồng Nai, 2007).
1.1.2. Tổng quan về tinh bột và tinh bột kháng.
1.1.2.1. Tinh bột.

Tinh bột là một carbohydrate lưu trữ lớn và là loại có nhiều thứ hai của
polysaccharide sau cellulose. Tinh bột tồn tại trong các dạng khác nhau của các
hạt ngũ cốc hoặc nội nhũ của các loại đậu, củ (khoai tây, khoai lang), trái cây chưa
chín (chuối và xoài) và nhiều cơ quan dự trữ khác của thực vật. Nó có hình dạng
khác nhau như hình trịn, hình bầu dục, dạng thấu kính và góc cạnh và hình dạng
của tinh bột chủ yếu phụ thuộc vào nguồn gốc thực vật. Nó có thể khác nhau giữa
các lồi thực vật và giống cây trồng cùng lồi. Kích thước của hạt tinh bột thường
khoảng từ 1 đến 100µm. Tinh bột là polime tự nhiên xuất hiện trong tất cả các bộ
phận của cây và là một trong những thành phần chính của carbohydrate trong bữa
ăn của con người. Tinh bột tồn tại ở trong hạt có carbohydrate được lưu trữ ở dạng
khơng hịa tan và được đóng gói chặt chẽ (Imberty A và cộng sự, 1991). Các
monosaccharide (glucose) liên kết với nhau bằng mối liên kết α-1-4 và α-1-6 để
tạo thành hạt tinh bột. Tinh bột được tạo thành từ 2 loại mạch là amylose và
amylopectin, trong đó amylose có một mức độ trùng hợp đến 6000 đơn vị.
Amylopectin có sự phân nhánh cao hơn và mức độ trùng hợp của có lên đến vài
triệu. Nghiên cứu dựa trên phổ nhiễu xạ X-ray cho thấy tinh bột có mặt trong hai
dạng cấu trúc tinh thể loại 'A' và 'B'. Hai hình thức này dựa trên sự khác nhau về
tỷ lệ amylopectin có mặt trong tinh thể. Tinh bột loại 'A' được tìm thấy trong ngũ
cốc, trong khi tinh bột loại 'B' được tìm thấy trong các loại củ và ở các loại nguyên
liệu có tinh bột giàu amylose. Một loại thứ ba được gọi là loại 'C' được xem như
là một hỗn hợp của cả hai loại A và B và được tìm thấy trong các loại đậu (Topping
DL và cộng sự, 2001). Tinh bột có khả năng giữ một lượng nước đáng kể trong
quá trình làm mát. Những thay đổi trong gel tinh bột bảo quản ở 0 0C trong thời
8


gian dài được gọi là sự lão hóa. Sự giảm độ nhớt của dịch hồ là dấu hiệu để chỉ ra
các hiện tượng của quá trình chuyển đổi dạng tồn tại của nó kèm theo sự tách
nước. Các cuộn xoắn trong mạch tinh bột từ từ duỗi thẳng và đó được gọi là q
trình "thối hóa". Q trình này xảy ra với một tốc độ cao hơn trong tinh bột nhão

nếu được giữ ở nhiệt độ thấp hơn và thời gian dài hơn. Các tinh bột thối hóa được
xem là dạng bán tinh thể trong tự nhiên, vì cả hai dạng tinh thể và vơ định hình
đều xuất hiện trong quá trình này. Cấu trúc tinh thể hình thành do sự xoắn kép của
amylopectin có khả năng chịu nhiệt thấp hơn do sự phân nhánh của nó và các
chuỗi mạch ngắn. Khi gia nhiệt ở nhiệt độ trên 1200C và 600C tương ứng sẽ giúp
việc giữ nước tốt hơn với mạch amylose và mạch amylopectin ở giai đoạn thối
hóa. Tinh bột đã hồ hóa dễ dàng bị enzyme phân giải tinh bột thủy phân
(Leszczynski W, 2004).
Hình 1.8. Hệ thống cấp bậc của cấu trúc tinh bột, từ phân tử đến cấp độ hạt

(Nguồn: Ashok K. Shrestha, Peter J. Halley, 2014)
Nói chung, tinh bột dễ tiêu hóa bị thủy phân bởi các enzyme α-amylase,
glucoamylase và sucrose-isoamylase ở ruột non. Nó đã được chứng minh bởi
nhiều nghiên cứu rằng tinh bột loại B kháng enzyme tiêu hóa, trong khi tinh bột
loại A được tiêu hóa chậm. Cấu trúc siêu phân tử (dạng tinh thể đóng gói bên
trong hạt tinh bột), tỷ lệ amylose và amylopectin, cấu trúc mịn của amylose và
các đặc tính bề mặt hạt tinh bột là các yếu tố nội tại chính ảnh hưởng đến khả năng
tiêu hóa của tinh bột (Oates CG, 1997). Cấu trúc tự nhiên của tinh bột ở dạng bán
9


tinh thể được hình thành do các vịng trịn đồng tâm của vùng vơ định hình và tinh
thể tỏa ra từ tâm mà amylopectin là phần tạo nên khu vực bán tinh thể. Hệ thống
cấp bậc của cấu trúc tinh bột, từ phân tử đến cấp độ hạt được trình bày ở hình 1.8.
Việc phân loại tinh bột có thể dựa trên đặc tính lý hóa, nhưng nếu dựa vào
khả năng tương tác với enzyme, tỷ lệ và mức độ tiêu hóa tinh bột có thể được chia
thành 3 loại: tinh bột tiêu hóa nhanh (Rapid Digestion Starch-RDS), tinh bột tiêu
hóa chậm (Slow Digestion Starch-SDS) và tinh bột kháng (Resistant Starch-RS).
FAO/WHO, 1998 và Englyst HN, 1992)
Tinh bột tiêu hóa nhanh (RDS): RDS được tìm thấy chủ yếu trong thực

phẩm giàu tinh bột được nấu chín bằng nhiệt ẩm (bánh mì và khoai tây). RDS
được định nghĩa như là một loại tinh bột mà (trong vòng 20 phút) chuyển đổi
nhanh thành phân tử glucose dưới tác dụng của enzyme tiêu hóa. Nếu RDS có mặt
với tỷ lệ cao trong thực phẩm, nó sẽ nhanh chóng giải phóng glucose vào máu và
nâng cao đường huyết và phản ứng insulin, đó là bất lợi cho sức khỏe, đặc biệt
với người tiểu đường. RDS có tương quan chặt chẽ, tác động mạnh với chỉ số
đường huyết, dựa trên phản ứng đường huyết sau ăn. (Englyst KN và cộng sự,
1999)
Tinh bột chậm tiêu hóa (SDS): SDS là tinh bột cần có thời gian dài để tiêu
hóa và được tiêu hóa hồn tồn ở ruột non. SDS được định nghĩa như là một loại
tinh bột được chuyển đổi thành glucose sau 120 phút tiêu hóa bởi enzyme. SDS
về cơ bản là tinh bột có cấu trúc vật lý dạng vơ định hình khơng thể tiếp cận với
enzyme tiêu hóa. Trong nghiên cứu thử nghiệm invivo, Englyst HN (1992) đã cho
thấy tinh bột ngũ cốc (tinh bột ngơ thơng thường có cấu trúc tinh thể loại A) là
nguyên liệu giàu SDS, sau ăn sự có sự giải phóng glucose chậm và kéo dài khi
thử nghiệm trên người. Sự hồ hóa của tinh bột trong chế biến nhiệt - ẩm với thực
phẩm làm giảm đặc tính tiêu hóa chậm của tinh bột ngũ cốc tự nhiên. Đối với sản
xuất SDS, một quá trình được đề nghị là với tinh bột giàu amylopectin có thể thực
hiện việc bẻ nhánh bởi enzyme isoamylase một phần, sau đó được làm thối sẽ có
thể tăng đáng kể lượng SDS. Theo các nhà nghiên cứu, có thể làm giàu SDS bằng
cách thay đổi cấu trúc phân tử của các phân tử tinh bột bao gồm biến tính tinh bột
10