Phân giải glucide xảy ra trong quá trình sản xuất và chế biến ứng dụng của nó trong nông nghiệp

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

-----------------------

BÁO CÁO
HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM
Phân giải glucide xảy ra trong quá trình sản xuất và chế biến
Ứng dụng của nó trong Nông nghiệp.

TPHCM,10/2018


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

-----------------------

BÁO CÁO
HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM
Phân giải glucide xảy ra trong quá trình sản xuất và chế biến
Ứng dụng của nó trong Nông nghiệp.
GVHD


: TS. HUỲNH VĂN KIỆT
NHÓM : 04

MỤC LỤC:

Hóa sinh học thực phẩm

Page 2




MỞ ĐẦU:

Năng lượng là yếu tố cần thiết để sinh vật duy trì sự sống và phát triển. [1]Đối với
động vật con người, năng lượng chủ yếu được cung cấp là do quá trình phân giải (
thoái hóa) các glucid như tinh bột, glycogen,disaccharide,…mà thành phần cơ
bản là glucose. Đặc biệt quá trình tổng hợp glucid được ứng dụng rộng rãi trong
Nông nghiệp như chăn nuôi, trồng trọt, môi trường, phân bón,…
TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI GLUCIDE XẢY RA
TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CHẾ BIẾN:
1 Tổng quan vai trò Glucide đối với cơ thể động vật:
1.1 Sự tiêu hóa:
I

Sinh vật thực hiện quá trình tiêu hóa glucid từ thức ăn ( tinh bột, glycogen,…)
nhờ sự xúc tác các enzyme có trong hệ tiêu hóa.
Cơ quan đầu tiên của hệ tiêu hóa là miệng, tại đây có enzyme amylase trong
tuyến nước bọt thủy phân một phần thành tinh bột hoặc glycogen. [2] Tại dạ dày,
không có enzyme tiêu hóa glucide. Glucide được thủy phân chủ yếu ở ruột non
nhờ hệ enzyme amylase tiết ra từ tuyến tụy. Amylase của nước bọt và amylase
của dịch tụy sẽ sẽ thủy phân các liên kết α-1,4-glucoside trong phân tử tinh bột
và glycogen tạo thành sản phẩm là dissacharide, monosaccharide .[3]
Disaccharide có mặt ở ngoài màng tế bào thành ruột tiếp tục thủy phân các

disaccharide tạo thành các monosaccharide. Sản phẩm thủy phân cuối cùng của
glucide trong hệ tiêu hóa là các monosaccharide bao gồm các glucose và một số
ít là fructose, galactose,…
Hóa sinh học thực phẩm

Page 3


Trong cơ thể động vật, glycogen dự trữ chủ yếu ở gan, cơ. [4]Quá trình phân hủy
glycogen trong tế bào tạo ra glucose -6-photphate, rồi có thể tiếp tục phân hủy
hoàn toàn để cung cấp năng lượng cho tế bào hoạt động. tại gam, glucose-6phophate có thể được giải phóng dưới dạng glucose tự do nhờ enzyme glucose-6phophate, glucose tự do sẽ được chuyển vào máu, có tác dụng điều hào lượng
đường máu trong quá trình hoạt động của cơ thể, cơ và não giữ glucose-6phophate để làm chất đốt cần cho sự tổng hợp ATP. Sự phân hủy glycogen ở tế
bào nói chung nhằm mục địch cung cấp glucose-6-phophate cho tế bào sử dụng.
[5]
1.2 Sự

hấp thu:

Sản phẩm thủy phân glucde từ thức ăn là các monosaccharide sẽ được hấp thụ
qua té bào niêm mạc ruột non, qua tĩnh mạch cửa đến gan. ở gan, một phần
glucose được gan sử dụng, một phần dự trữ dưới dạng glycogen, phần còn lại qua
tĩnh mạch cửa trên gan vào máu để cung cấp glucose cho cơ, thần kinh, hồng cầu
và các mô khác sử dụng.
Sự hấp thỵ các monosaccharide xảy ra ở phần đầu ruột non với tốc độ khác nhau
phụ thuộc vào cấu tạo và nồng độ của chúng, theo thứ tự là: galactose, glucose,
fructose, mannose, pentose[6]. Sự hấp phụ này xảy ra theo hai cơ chế:
Cơ chế khuếch tán từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp.
- Cơ chế vận chuyển tích cực nhờ sự phosphoryl hóa xảy ra với một
số monosaccharide.
1.3 Nhu cầu glucid :

-

Trong cơ thể động vật, glucide chiếm 2% trọng lượng chất khô, nhưng vẫn đóng
vai trò quan trọng. glucide là thành phần cấu tạo của một số chất quan trọng về
mặt sinh học như acid nucleic, glycoprotein, một số enzyme, glycolipid, những
chất này tham gia cấu tạo tế bào của các mô và tham gia vào nhiều quá tình hoạt
động của cơ thể[7]. Chuyển hóa glucid còn tạo ra nhiều sản phẩm chuyển hóa
trung gian quan trọng, liên quan với sự chuyển hóa các chất khác trong cơ thể.
2 Tổng

hợp các nghiên cứu quá trình phân giải glucide trong 15 năm gần
đây:

Hóa sinh học thực phẩm

Page 4


Nghiên cứu sắn và các sản phẩm phụ từ sắn sản xuất thức ăn chăn
nuôi:
Việc sử dụng củ sắn và các bộ phận khác của cây làm thức ăn gia súc là truyền
thống ở châu Phi và châu Á. Gần đây, sản lượng sắn đã bắt đầu tăng trên quy mô
lớn ở miền Bắc Queensland để cung cấp cho chăn nuôi. Có khả năng ngành này
sẽ đa dạng hóa nhằm cung cấp nguyên liệu cho sản xuất thức ăn cho thú không
nhai lại trong tương lai. Tại Thái Lan, nước sản xuất sắn lớn thứ ba, gần như tất
cả sắn được sử dụng cho thức ăn gia súc và sản xuất tinh bột. Ngành công nghiệp
sau này đã cho ra các sản phẩm phụ nhiều xơ, bột sắn, đã được sử dụng làm thức
ăn cho gia cầm và lợn. Các nhà nghiên cứu tại UNE thử nghiệm sản phẩm này
như một sự thay thế cho ngô trong khẩu phần ăn cho gia cầm đẻ và kết luận rằng
15% bột sắn có thể được sử dụng trong khẩu phần ăn cho gia cầm đẻ mà không

ảnh hưởng bất lợi đến sản lượng trứng và chất lượng trứng, trừ màu lòng đỏ, nhạt
hơn khi khẩu phần có chứa nhiều bột sắn. Bổ sung các enzyme xylanase và
phytase (theo Danisco Animal Nutrition, Vương quốc Anh) cho phép gia tăng sử
dụng bột sắn đến 20% trong khẩu phần ăn cho gia cầm đẻ và duy trì sản xuất
trứng ở mức độ tương tự như khẩu phần đối chứng sử dụng ngô.[8]
Trong một nghiên cứu khác, năng lượng trao đổi (ME), năng lượng sản xuất thực
(NEp) và sự sinh nhiệt của gà nuôi bằng khẩu phần ăn khởi động chứa bột sắn và
enzyme của vi sinh vật đã được xác định. Hàm lượng ME của khẩu phần, ME ăn
vào và protein bị giảm khi tăng lượng sản phẩm phụ trong khẩu phần, nhưng
được cải thiện khi bổ sung enzyme. NEp và sự sinh nhiệt đã bị giảm khi sử dụng
bột sắn nhưng đều tăng trở lại khi bổ sung enzyme vi khuẩn. Hiệu quả sử dụng
của ME để duy trì năng lượng và chất béo đã giảm trong khẩu phần có sắn nhưng
hiệu quả sử dụng của ME để duy trì protein lại được tăng lên. Bổ sung enzyme
không có tác dụng trên những giá trị này. Lượng ăn vào đến 35 ngày tuổi giảm
xuống (P <0,05) khi sử dụng bột sắn 10% nhưng lại phục hồi khi lượng sắn sử
dụng tăng lên 15%; nó không bị ảnh hưởng khi bổ sung enzyme vi sinh vật ở cả
hai cấp độ[9]. Nhìn chung, có thể sử dụng bột sắn trong khẩu phần ăn cho gia
cầm đẻ và thịt ở mức thấp, nhưng sẽ cần bổ sung enzyme vi khuẩn và các chất
tạo màu lòng đỏ. Có thể trong tương lai ngành công nghiệp gia cầm Australia sẽ
sử dụng sắn lát và sắn ép viên nhiều và ít dùng dạng bột hơn. ( Năm 2011)
2.2 Nghiên cứu sử dụng Lúa mì lai (Triticale) cho gia cầm:
2.1

Hóa sinh học thực phẩm

Page 5


UNE đã tiến hành nghiên cứu về lúa mì lai trong nhiều năm. Một hạn chế lớn để
tăng khai thác triticale cho gia cầm tại Úc là do thiếu những dữ liệu được công

bố. Đánh giá giá trị năng lượng của triticale là một phần của một dự án lớn hơn
“Ngũ cốc cao cấp cho Chương trình Chăn nuôi”, trong đó bao gồm một loạt các
loại ngũ cốc. Ravindran và những người khác (2005) báo cáo khả năng tiêu hóa
của axit amin của triticale thấp hơn so với lúa mì và ngô. Trong một nghiên cứu
khác, Hughes và Van Barneveld báo cáo rằng trước khi nảy mầm lúa mì lai, lúa
mì và lúa miến không cải thiện được ME biểu kiến (AME). Triticale có triển
vọng thay thế cho lúa mì ở các nơi hạn hán và đất bạc màu. Lợi thế này có thể
gia tăng nếu giá trị dinh dưỡng hạt là bằng hoặc tốt hơn so với lúa mì. Hầu hết
các giống lúa mì lai phát triển tại UNE có lượng protein thô cao hơn so với lúa
mì, dao động 123,91-138,64 g / kg DM. Tỷ lệ tiêu hóa in vitro của tinh bột lúa mì
lai và protein dao động giữa 41,1% và 87,8%.[10]
Một thí nghiệm đã được thực hiện để xác định AME, NEp và HP của khẩu phần
ăn có chứa 72-75% triticale trên gà nuôi bằng khẩu phần trong đó triticale thay
thế hoàn toàn lúa mì. Lượng ME và NEp ăn vào giai đoạn 1-22 ngày thấp hơn (P
<0,05) ở khẩu phần lúa mì so với khẩu phần ngô theo Bogong-, Jackie-,
Tobrukand, và khẩu phần có chứa hai loại triticale (Canobolas và Endeavour)
cũng tương tự như khẩu phần lúa mì. Gà ăn khẩu phần triticale giữ lại nhiều năng
lượng hơn (P <0,05) dưới dạng protein và chất béo so với gia cầm ăn khẩu phần
lúa mì. Những khẩu phần này một mặt có thể thúc đẩy sự tích lũy protein và tăng
trưởng mặt khác tăng hàm lượng mỡ trong thịt. Các kết quả của nghiên cứu này
cho thấy rằng việc sử dụng năng lượng trong triticale là ngang bằng với các
nguyên liệu thông thường như lúa mì và ngô. [11]Nghiên cứu này cũng cho thấy
rằng khẩu phần triticale giúp việc tích lũy năng lượng dưới dạng protein lớn hơn
việc tích lũy dưới dạng chất béo. Như vậy, khẩu phần triticale sẽ ảnh hưởng đến
chất lượng thịt (nhiều protein hơn).
2.3 Nghiên cứu nấm mốc có khả năng phân giải tinh bột phân lập từ ao
nuôi tôm ở đầm Sam-Chuồn, Thừa Thiên Huế:
Trong những năm gần đây, phong trào nuôi tôm ở vùng đầm phá tỉnh Thừa Thiên
Huế phát triển mạnh mẽ đã tạo việc làm và tăng thu nhập, từng bước cải thiện đời
sống của người dân. Bên cạnh những mặt tích cực, nghề nuôi tôm của ngư dân

Hóa sinh học thực phẩm

Page 6


còn mang nặng tính tự phát, chú trọng lợi ích kinh tế mà ít quan tâm đến môi
trường và cân bằng sinh thái. Vì vậy, tại các vùng nuôi chất lượng nước giảm rõ
rệt, là nơi tiềm ẩn các loại dịch bệnh làm giảm năng suất nuôi, tăng rủi ro cho
ngư dân. Với việc mở rộng nhanh chóng các ao nuôi đang gây ra nhiều tác động
tiêu cực đến môi trường, nguồn nước bị ô nhiễm, lượng thức ăn dư thừa quá
nhiều, tình trạng dịch bệnh bùng phát trên diện rộng…[12], [13].
Để cải thiện môi trường ao nuôi, nhiều chế phẩm sinh học đã được người dân
sử dụng với hiệu quả nhất định. Việc khảo sát, đánh giá hoạt lực của hệ vi sinh
vật đặc hữu trong môi trường nuôi, tuyển chọn được những chủng vi sinh vật bản
địa thích nghi tốt với điều kiện sinh thái hẹp để tạo chế phẩm đưa trở lại ao nuôi
là hướng nghiên cứu đang được triển khai ở nhiều vùng nuôi tôm. Một số chế
phẩm vi sinh vật đã được sản xuất và thử nghiệm vào ao nuôi với tác động tích
cực . Để có cơ sở tạo chế phẩm vi sinh làm sạch ao nuôi tôm, từ bùn ao nuôi tôm
ở đầm Sam – Chuồn, huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế, các chủng nấm mốc
có hoạt lực phân giải tinh bột đã được phân lập và tuyển chọn. Kết quả nghiên
cứu cho thấy: Số lượng nấm mốc trong các mẫu bùn ao nuôi tôm khá cao, từ 0,54
x 106 đến 2,45 x 106 CFU/g, ngoại trừ mẫu bùn ao đất PA1 với 12,65 x 106
CFU/g. Phân lập được 53 chủng nấm mốc có khả năng phân giải tinh bột và chọn
được hai chủng MA20 và M102 có hoạt tính amylase mạnh. Trong môi trường
Czapeck dịch thể với nguồn carbon là tinh bột, nuôi cấy lắc sau 96 giờ:
- Chủng MA20 thể hiện hoạt tính amylase mạnh nhất trong môi trường với
nguồn nitrogen là NaNO3, pH 6,5 và tích lũy sinh khối lớn nhất với nguồn
nitrogen là gelatine.
- Chủng M102 thể hiện hoạt tính amylase mạnh nhất trong môi trường với
nguồn nitrogen là KNO3, pH 5,5 và tích lũy sinh khối lớn nhất với nguồn

nitrogen là NaNO3.
Nghiên cứu nấm mốc có hoạt lực phân giải tinh bột từ bùn ao nuôi tôm, tuyển
chọn được các chủng có hoạt lực amylase mạnh là cơ sở cho nghiên cứu tạo chế
phẩm vi sinh vật hữu ích làm sạch ao nuôi góp phần xử lý ô nhiễm môi trường.
2.4

Phân hủy và tác động liên kết của polysaccharides trong đất:

Hóa sinh học thực phẩm

Page 7


Trong những năm gần đây, sự chú ý nhiều hơn đã được trao cho phần
polysaccharide của mùn đất và một số tiến bộ đã được thực hiện đối với một sự
hiểu biết về bản chất và chức năng của nó trong đất. Có bằng chứng tốt cho thấy
nó góp phần ổn định đất tổng hợp. Sự hiện diện của nó trong đất với số lượng
tương đối lớn cho thấy khả năng chống phân hủy tương đối. Phương pháp chiết
xuất và xác định tổng số polysaccharides đã được cải thiện nhưng chắc chắn, vẫn
mang lại kết quả thấp. Sự tiến bộ đã được thực hiện trong việc liệt kê và định
lượng các đơn vị cấu trúc khác nhau nhưng không biết liệu polysaccharides đất
bao gồm một hỗn hợp của nhiều thực vật tương đối đơn giản và polysaccharides
vi sinh vật ở tất cả các giai đoạn phân hủy có khả năng phân hủy như vậy hoặc
trở nên kháng thuốc thông qua phản ứng với các thành phần đất vô cơ và hữu cơ
hoặc, liệu polysaccharide đất là mới, phức tạp cao polyme, bao gồm nhiều đơn vị
cấu trúc, và có khả năng tự nhiên để phân hủy hoặc trở nên kháng thông qua
phản ứng với các thành phần đất khác. Nghiên cứu cẩn thận đòi hỏi phương pháp
tiếp cận mới và sự khéo léo tuyệt vời là cần thiết để có được thông tin có ý nghĩa
hơn về cấu trúc, cơ chế hình thành và mối quan hệ với các thành phần đất khác
của polyme polysaccharide.[14]

Một lĩnh vực nghiên cứu bổ ích liên quan đến phân hủy và hành động ràng buộc
sẽ liên quan đến sự phục hồi của polysaccharides đất (Finch và cộng sự, 1966).
Các chế phẩm tương đối không thay đổi nên được lấy và giải phóng khỏi các
thành phần tro. Sự phân tách hơn nữa có thể dựa trên sự phân bố trọng lượng
phân tử và nồng độ tương đối của các đơn vị axit uronic. Các chế phẩm sau đó có
thể được sử dụng để kết dính hoặc tập hợp, nghiên cứu hấp phụ và phân hủy liên
quan đến đất sét, đất, ion kim loại và các chế phẩm axit humic.
Bảy mươi mốt vi khuẩn kỵ khí, có khả năng khử oxit sắt trong nuôi cấy thuần
túy, được phân lập từ ba tầng đất khác nhau. Vi khuẩn được chọn ngẫu nhiên từ
các tấm đổ (10−5 và 10-6) được cấy vào các mẫu đất pha loãng serially. Một nỗ
lực đã được thực hiện để xác định các chủng này bằng các xét nghiệm hình thái
và sinh hóa. Trong số 71 loại vi khuẩn giảm sắt này, tất cả trừ 3 loại vi khuẩn đều
có khả năng làm giảm nitrat thành nitrit và 35 giảm nitrit thành các hợp chất khí
(khử nitơ), nhưng chỉ có một chủng (Bacillus subtilis) tạo ra H2S. Dựa trên các
Hóa sinh học thực phẩm

Page 8


đặc tính sinh lý và hình thái của chúng, 38 chủng được phân bổ cho chi
Pseudomonas, 31 bào tử đối với chi Bacillus và hai chủng được coi là vi khuẩn
coryneform (Arthrobacter). Loài được xác định là Ps. denitrificans , ps. stutzeri
ps. fluorescens-putida , Bacillus cereus , B. cereus var. mycoides và Bacillus
subtilis . Hai vi khuẩn bào tử bào tử, hai loại pseudomonads không có sắc tố và
hai loại vi khuẩn dạng coryneform không thể xác định được. Tầm quan trọng của
enzyme nitrate reductase (nitratase) của các vi khuẩn này đối với hô hấp kỵ khí
và như một cơ chế giảm sắt được thảo luận.[15]
2.5

Ứng dụng màng chitosan trong bản quản rau quả sau thu hoạch:

Lớp phủ ăn được có lợi cho thời hạn sử dụng của rau quả sau thu hoạch. Lớp
phủ dựa trên Chitosan được quan tâm trong những năm gần đây do tính chất
không độc hại, phân hủy sinh học và sinh học của nó. Theo quan điểm của sự
thiếu hụt của chitosan lớp phủ duy nhất, có hai phương pháp chính để cải thiện
tài sản của lớp phủ chitosan dựa trên hiện nay. Một phương pháp là chitosan
được kết hợp với các hợp chất hữu cơ, hợp chất vô cơ, hoặc các tác nhân kiểm
soát sinh học. Phương pháp khác là lớp phủ chitosan đơn được áp dụng với các
biện pháp không sơn bao gồm xử lý nhiệt, xử lý hypobaric, khử trùng khí và sửa
đổi bao bì khí quyển.[16] Sau khi áp dụng lớp phủ chitosan cải tiến, hiệu quả bảo
quản được tăng lên trong hầu hết các trường hợp so với lớp chitosan đơn.
Sau thu hoạch trái cây và rau quả là sinh vật sống, thực hiện chuyển hóa không
ngừng. Nhân vật của họ như dinh dưỡng, ưu ái, và hình dáng xấu đi trong quá
trình lưu trữ và vận chuyển do mất nước, nâu, phân rã, vv [17]. Như vậy, giá trị
thương mại cũng giảm và nhiều thiệt hại gây ra cho nhà sản xuất. Để kéo dài thời
hạn sử dụng của rau quả sau thu hoạch, một số biện pháp hữu hiệu bao gồm nhiệt
độ thấp, bao bì khí quyển biến đổi, chiếu xạ và sơn phủ đã được áp dụng . Trong
các biện pháp đó, lớp phủ ăn được là một trong những phương pháp đầy hứa hẹn
vì tính chất đặc biệt của nó, có thể tránh mất độ ẩm và mất mùi, và ức chế sự xâm
nhập oxy vào mô thực vật hoặc sự phát triển của vi sinh vật. Ngoài ra, lớp phủ ăn
được thuận tiện và phù hợp với an toàn thực phẩm [18]. Nhiều vật liệu như
polysaccharides, protein, tinh dầu, có thể phục vụ kinh tế như lớp phủ ăn được .
Hóa sinh học thực phẩm

Page 9


Chitosan là một polysaccharide tuyến tính bao gồm resid- (1 → 4) liên kết dư
lượng 2-amino-2- deoxy-D-glucose, có nguồn gốc từ dẫn xuất deacetylat của
chitin, là polysaccharide phổ biến thứ hai trong tự nhiên sau xenluloza. Nó không

độc hại, phân hủy sinh học, biofunctional và tương thích sinh học. Chitosan có
hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm mạnh có thể kiểm soát hiệu quả sâu răng .
Nó có thể dễ dàng hình thành lớp phủ trên trái cây và rau quả, và tỷ lệ hô hấp của
trái cây và rau quả đã được giảm bằng cách điều chỉnh tính thấm của carbon
dioxide và oxy . Xem xét các tính chất ưu việt của chitosan, nó đã được sử dụng
thành công trong nhiều loại rau quả sau thu hoạch, chẳng hạn như nho, quả
mọng, táo tàu và rễ sen cắt tươi . Mặc dù lớp phủ chitosan có nhiều lợi thế cho
việc bảo quản trái cây và rau quả sau thu hoạch, như đối với một loại trái cây
hoặc rau đặc biệt, lớp phủ chitosan đôi khi thể hiện một khiếm khuyết nhất định,
bao gồm ức chế hạn chế vi sinh vật đặc biệt dẫn đến kết quả phân hủy. tính thấm
của carbon dioxide và oxy [19]. Để áp dụng hiệu quả lớp phủ chitosan, chitosan
được kết hợp với các chất khác. Ngoài ra, lớp phủ chitosan đơn lẻ thường được
kết hợp với các phương pháp vật lý như sưởi ấm ngắn, khử trùng khí ngắn, bao bì
không khí biến đổi, vv .
2.6

Nghiên cứu sản xuất Bã rượu khô từ hạt lúa miến (thường gọi là
DDG lúa miến) thức ăn chăn nuôi:

DDGS sẽ vẫn dẫn đầu trong các nghiên cứu về dinh dưỡng trong một thời gian
bởi vì các nhà sản xuất ngũ cốc lớn, đặc biệt là ở Mỹ, tăng cường nỗ lực để giảm
sự phụ thuộc vào dầu mỏ. Hầu hết các nghiên cứu về DDGS đã tập trung vào
DDGS ngô sản xuất tại Bắc Mỹ. Ở Australia, hầu hết DDGS có nguồn gốc từ lúa
miến, lúa mì và không được các nhà sản xuất thức ăn gia cầm sử dụng nhiều.
UNE khởi xướng một dự án nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng của DDGS từ lúa
miến cho gia cầm. Trong các thử nghiệm sơ bộ, sáu mẫu DDGS thu được từ Nhà
máy Tinh bột Shoalhaven tại New South Wales để xem xét sự biến đổi giữa các
lô. Các mẫu thường chứa một lượng của các axit amin thiết yếu vừa phải và có
hàm lượngthreonine cao (10,1-11,4 g / kg). Hai thử nghiệm nuôi đã được tiến
hành, trong đó enzyme vi khuẩn đã được bổ sung.

Hóa sinh học thực phẩm

Page 10


Trong thí nghiệm đầu tiên, 42 gà con đực một ngày tuổi được sử dụng trong thí
nghiệm bố trí 4 × 2 yếu tố. Bốn mức độ DDGS gồm (0, 100, 200 hoặc 300 g /
kg) có hoặc không có enzyme xylanase, được cho ăn trong 21 ngày trong khẩu
phần khởi động và sau đó từ 21 ngày đến 35 ngày tuổi trong khẩu phần ăn vỗ
béo. So với khẩu phần đối chứng, lượng thức ăn ăn được tăng lên (P <0,001) ở
khẩu phần DDGS trong ba tuần đầu tiên và trong suốt thời gian nghiên cứu.
[20]
Tăng trọng lượng cơ thể không bị ảnh hưởng bởi DDGS hoặc xylanase. Tỷ lệ
chuyển đổi thức ăn (FCR) xấu đi (P 0,05) do mức độ DDGS tăng trong ba tuần
đầu. Phân tích tổng NSP đã cho thấy rằng việc tăng mức độ DDGS tới 30% làm
giảm hàm lượng của rhamnose và fucose trong chất chứa hồi tràng. Hàm lượng
arabinose, ribose và tổng NSP trong chất chứa hồi tràng không bị ảnh hưởng bởi
mức độ DDGS, trong khi nồng độ glucose và xylose trong chất chứa hồi tràng đã
tăng khi lượng DDGS tăng đến 30%. Bổ sung xylanase tăng nồng độ xylose
trong chất chứa, nhưng chỉ ở mức độ 30% DDGS.
I.
1.

SỰ PHÂN GIẢI GLUCIDE TRONG SẢN XUẤT VÀ CHẾ BIẾN
TỪ SẢN PHẨM NÔNG NGHIỆP:
Sự phân giải glucid trong quá trình tiêu hóa của động vật, động vật
nhai lại:

Đối với hầu hết ngũ cốc, trừ ngô và lúa mì, 90% tinh bột trở lên thường được lên

men trong dạ cỏ. Với ngô, lên đến 30% hoặc hơn có thể thoát khỏi quá trình lên
men dạ dày; hầu hết các quá trình lên men tinh bột thoát ra sẽ được tiêu hóa trong
ruột non hoặc lên men trong ruột già. Khả năng tiêu hóa tinh bột sống trong ruột
non được giới hạn ở 100 đến 200 g / ngày ở cừu. Tinh bột có thể được tiêu hóa
với số lượng lên tới 200 đến 300 g / ngày. Công suất cuối cùng sẽ bị hạn chế do
thiếu các enzyme tham gia vào quá trình thủy phân các chuỗi di-oligosaccharide
ngắn và cũng có khả năng hấp thu glucose. Tinh bột lên men trong cecum dẫn
đến sự gia tăng tổn thất nito trong phân. Trong một số trường hợp, tỷ lệ acid
propionic cao phát sinh từ quá trình lên men của tinh bột vượt quá khả năng của
gan để trao đổi chất. Trong việc phát triển cừu và dê, điều này tạo ra các vấn đề
về tổng hợp các axit béo chuỗi nhánh trong mô mỡ và ở bò sữa, các vấn đề về
năng suất sữa thấp và sản xuất mỡ sữa. Độ pH thấp trong dạ dày thường xảy ra
Hóa sinh học thực phẩm

Page 11


khi hạt ngũ cốc được bao gồm trong chế độ ăn cho động vật nhai lại có thể gây ra
trầm cảm trong quá trình tiêu hóa chất xơ. Một số vấn đề này có thể được khắc
phục bằng cách giảm mức độ xử lý ngũ cốc và các phương pháp khác ngăn chặn
độ pH thấp. Có thể kết luận rằng do khả năng tiêu hóa tinh bột hạn chế sau sinh
và biến động của động vật cao, các nỗ lực cố ý để tăng tiêu hóa tinh bột sau sinh
không có lợi và có khả năng tạo ra các vấn đề tiêu hóa tiềm năng.[21]

Hình 1: Tóm tắt quá trình chuyển hóa hydratcacbon trong dạ cỏ [22]
Tất cả cacbonhydrat được lên men bởi vi sinh vật trước khi chúng có thể tiếp
xúc được với enzyme dạ dày chính thức và ruột non. [23]
Enzyme amylase có trong tuyến tụy giúp phân hủy polysaccharide thành
disaccharide. Maltose nhờ enzyme maltase phân hủy tạo thành glucose. Lactose
nhờ enzyme lactase phân hủy thành glucose. [23]

Glucid của thức ăn được phân hủy bởi trong dạ cỏ. Qúa trình phân giải này của vi
sinh vật rất quan trọng bởi vì 60-90% glucid của khẩu phần, kể cả vách tế bào
thực vật được lên men trong dạ cỏ. [22]
Vách tế bào là thành phần quan trọng của thức ăn xơ thô được phân giải một
phần bởi vi sinh vật nhờ có men phân giải xơ (xenlulaza) do chúng tiết ra. Quá
trình phân giải các carbonhydrat phức tạp sinh ra các đường đơn. Đối với gia súc
Hóa sinh học thực phẩm

Page 12


dạ dày đơn thì đường đơn, như glucoza, là sản phẩm cuối cùng được hấp thu,
nhưng đối với gia suc nhai lại thì đường đơn được vsv dạ cỏ lên men để tạo ra
các ABBH. Phương trình tóm tắt mô tả sự lên amen glucoza, sản phẩm trung gian
của quá trình phân giải các glucid phức tạp, để tạo ra các ABBH như sau: [22]
Acid acetic
C6H12O6 + 2H2O →2CH3COOH + 2CO2 + 4H2
Acid propionic
C6H12O6 + 2H2 →2CH3CH2COOH + 2H2O
Acid butyric
C6H12O6 →CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + 2H2
Khí metan
4H2 + CO2→ CH4 + 2H2O
Như vậy, sản phẩm cuối cùng của sự lên men carbonhydrat thức ăn bởi vi
sinh vật dạ cỏ gồm:[22]
- Các acid béo bay hơi, chủ yếu là acid acetic (C 2), acis proionic
(C3), acid butylic (C4) và một lượng nhỏ các acid khác (izobytyric,
valeric, izovaleric). Các ABBH được hấp thụ qua vách dạ cỏ vào
máu và là nguồn năng lượng chính cho vật chủ. Chúng cung cấp
khoảng 70-80% tổng số năng lượng được gia suc nhai lại hấp thu.

Trong khi đó gia suc dạ dày đơn lấy năng lượng chủ yếu từ glucoza
và lipid hấp thụ ở ruột. Tỷ lệ giữa các ABBH phụ thuộc vào bản
chất của các loại glucid có trong khẩu phần.[22]
- Các ABBH được sinh ra trong dạ cỏ có được cơ thể bò sữa sử dụng
vào các mục đích khác nhau:[22]
• Acid acetic (CH3COOH): được bò sữa sử dụng chủ yếu để cung
cấp năng lượng thông qua chu trình Creb sau khi được chuyển
hóa thành acetyl-CoA. Nó cũng là nguyên liệu chính để sản xuất
ra các loại mỡ đặc biệt là mỡ sữa.
• Acid propionic (CH3CH2COOH) : chủ yếu được chuyển đến gan,
tại đây mỡ được chuyển hóa thành đường glucoza. Từ gan
glucoza sẽ được chuyển vào máu nhằm bảo đảm sự ổn định nồng
độ glucoza huyết và tham gia vào trao đổi chung của cơ thể.
Đường glucoza được bò sữa sử dụng chủ yếu làm nguồn năng
lượng cho các hoạt động thần kinh, nuôi thai và hình thành
đường lactoza trong sữa. một phần nhỏ acid lactic sau khi hấp
Hóa sinh học thực phẩm

Page 13


thu qua vách dạ cỏ được chuyển hóa ngay lập tức thành acid
lactic và có thể được chuyển hóa tiếp thành gluocza và glycozen.
• Acid butyric (CH3CH2CH2COOH) được chuyển hóa thành beta
hydroxybutyric khi đi qua vách dạ cỏ, sau đó được sử dụng như
một nguồn năng lượng bởi một số mô bào, đặc biệt là cơ xương
và cơ tim. Nó cùng có thể được chuyển hóa dễ dàng thành ceton
và gây độc hại cho bò sữa khi có nồng độ hấp thu quá cao.[22]
Hoạt động lên men glucid của vsv dạ cỏ còn giải phóng ra một khối lượng khổng
lồ các thể khí, chủ yếu là CO 2 và CH4. Các thể khí này không được bò sữa lợi

dùng mà chúng được thải ra ngoài cơ thẻ thông qua phản xạ xì hơi.[22]
2. Quá trình phân giải glucose thành pyruvate và các chất trung gian:
Vi sinh vật sử dụng một số con đường trao đổi chất để chuyển hoá glucose và các
đường khác. Do tính đa dạng về trao đổi chất như vậy mà trao đổi chất của chúng
thường rắc rối. Để tránh những rắc rối có thể xảy ra các con đường vi sinh vật
phân giải đường thành Pyruvate và các chất trung gian tương tự sẽ được tập trung
vào ba con đường: đường phân, con đường pentose-phosphate và con đường
Entner - Doudoroff. Tiếp theo đó, các con đường phân giải Pyruvate hiếu khí và
kỵ khí sẽ được đề cập. Để đơn giản, cấu trúc hoá học của các chất trung gian
trong trao đổi chất sẽ không được dùng trong sơ đồ của con đường [24]
Con đường đường phân (con đường Embden-Meyerhof):
Đây là con đường phổ biến nhất dùng phân giải glucose thành pyruvate trong giai
đoạn hai của dị hoá. Đường phân gặp ở tất cả các nhóm chủ yếu của vi sinh vật
và hoạt động trong sự có mặt cũng như vắng mặt của oxy. Quá trình này diễn ra
trong phần nền tế bào chất của cơ thể nhận nguyên thuỷ và nhân thật. [24]
2.1

Đường phân có thể được chia thành hai phần.Trong chặng mở đầu 6- carbon
glucose được phosphoryl hoá hai lần, cuối cùng được chuyển thành fructo-1,6bisphosphate. Các đường khác thường nhập vào con đường đường phân thông
qua việc chuyển hoá thành gluco-6-phosphate hoặc fructo-6-phosphate. Chặng
mở đầu này không sinh năng lượng, trái lại phải tiêu thụ hai phân tử ATP cho một
phân tử glucose. Tuy nhiên, nhờ việc gắn phosphate vào mỗi đầu của đường mà
các phosphate này sẽ được dùng để tạo thành ATP.[24]

Hóa sinh học thực phẩm

Page 14


Chặng 3-carbon của đường phân bắt đầu khi enzyme fructo-1,6-bisphosphate

aldolase xúc tác phân giải fructo-1,6-bisphosphate thành hai nửa, mỗi nửa đều
chứa nhóm phosphate. Một trong các sản phẩm là glyceraldehyde-3-phosphate
được chuyển trực tiếp thành Pyruvate trong quá trình gồm 5 bước. Sản phẩm thứ
hai là dihydroxyacetonephosphate có thể dễ dàng chuyển thành glyceraldehyde3-phosphate, do đó cả hai nửa của fructo-1,6-bisphosphate đều được sử dụng
trong chặng 3-carbon. Trước hết, glyceraldehyde-3-phosphate bị oxy hoá nhờ
NAD+ là chất nhận electron, đồng thời một nhóm phosphate được gắn vào để tạo
thành 1,3-bisphosphate glycerate là một phân tử cao năng.Sau đó phosphate cao
năng ở carbon 1 được chuyển cho ADP và xuất hiện ATP. Việc tổng hợp ATP nói
trên được gọi là phosphoryl hoá ở mức độ cơ chất vì quá trình phosphoryl hoá
ADP liên kết với sự phân giải ngoại năng của một phân tử cơ chất cao năng.[4]
Một quá trình tương tự tạo thành một phân tử ATP thứ hai cũng nhờ phosphoryl
hoá ở mức độ cơ chất. Nhóm phosphate trên 3-phosphorusglycerate được chuyển
sang carbon 2 và 2-phosphorusglycerate bị loại nước để tạo thành một phân tử
cao năng thứ hai là phosphorusenol pyruvate. Phân tử này chuyển nhóm
phosphate sang ADP tạo thành một ATP thứ hai và pyruvate là sản phẩm cuối
cùng của con đường.

Hóa sinh học thực phẩm

Page 15


Hình 2: Con đường đường phân [24]
Trong hình là con đường đường phân phân giải glucose thành Pyruvate. 2 giai
đoạn của con đường và các sản phẩm được trình bày ở đây.[25]
Con đường đường phân phân giải một glucose thành 2 pyruvate qua chuỗi phản
ứng mô tả như trên. ATP và NADH cũng được tạo thành. Sản lượng của ATP và
NADH có thể tính được khi xem xét hai chặng riêng rẽ. Trong chặng 6-carbon
hai ATP được dùng để tạo thành fructo-1,6-bisphosphate. Vì 2 glyceraldehyde-3phosphate xuất hiện từ một glucose (1 từ dihydroxyacetone-phosphate) chặng 3carbon tạo thành 4 ATP và 2 N ADH từ 1 glucose. Nếu trừ ATP dùng trong chặng
6-carbon ta sẽ được sản lượng thực là 2 ATP/glucose. Do đó sự phân giải glucose

thành pyruvate trong đường phân có thể được biểu thị trong phương trình đơn
giản sau: Glucose + 2ADP + 2Pi + 2N AD+ → 2 Pyruvate + 2ATP + 2N ADH +
2H+
2.2 Con đường pentose-phosphate (con đường hexo-monophosphate):
Con đường này có thể được dùng đồng thời với con đường đường phân và con
đường Entner - Doudoroff, diễn ra trong điều kiện hiếu khí cũng như kỵ khí và
có vai trò quan trọng trong sinh tổng hợp cũng như trong phân giải.[24]
Con đường pentose-phosphate bắt đầu với việc oxy hoá gluco-6-phosphate thành
6-phosphorus-gluconat, tiếp theo là oxy hoá 6-phosphorusgluconat thành ribulo5- phosphate và CO2 .
Hóa sinh học thực phẩm

Page 16


NADPH được tạo thành trong các phản ứng oxy hoá nói trên. Sau đó ribulo-5phosphate được chuyển thành một hỗn hợp gồm các đường phosphate 3 đến 7carbon. Hai enzyme đặc trưng của con đường đóng vai trò trung tâm trong những
sự chuyển hoá này là: Transketolase xúc tác chuyển nhóm ketol 2 carbon và
Transaldolase xúc tác chuyển nhóm 3-carbon từ sedoheptulo - 7 - phosphate với
glyceraldehyde-3-phosphate Kết quả chung là 3 gluco-6-phosphate được chuyển
thành 2 fructo-6- phosphate, glyceraldehyde-3-phosphate và 3 phân tử CO2 theo
phương trình sau: [4]
3 gluco-6-phosphate + 6N ADP+ + 3H2O → 2 fructo-6-phosphate +
glyceraldehyde-3-phosphate + 3CO2 + 6 N ADPH + 6H+ [4]
Các chất trung gian nói trên được sử dụng trong hai con đường. Fructo-6phosphate có thể được chuyển trở lại thành gluco-6-phosphate, còn
glyceraldehyde-3- phosphate được chuyển thành Pyruvate bởi các enzyme của
đường phân. Glyceraldehyde-3-phosphate cũng có thể trở lại con đường pentosephosphate qua việc tạo thành gluco-6-phosphate. Điều này dẫn đến sự phân giải
hoàn toàn gluco-6-phosphate thành CO2 và tạo thành một lượng lớn NADPH:
Gluco-6-phosphate + 12N ADP+ + 7H2O → 6 CO2 + 12N ADPH + 12H+ + Pi
Con đường pentose-phosphate có một số chức năng dị hoá và đồng hoá, chẳng
hạn:
- NADPH từ con đường pentose-phosphate được dùng làm nguồn

electron cho việc khử các phân tử trong sinh tổng hợp.
- Con đường tổng hợp các đường 4-carbon và 5-carbon dùng vào
một số mục đích. Đường 4-carbon erytro-4-phosphate được dùng
để tổng hợp các acid amin thơm và vitamin B6 (piridoxal). Ribo-5phosphate là thành phần chủ yếu của các acid nucleic và ribulo1,5-diphosphate là chất nhận CO2 đầu tiên trong quang hợp. Tuy
nhiên, khi một vi sinh vật đang sinh trưởng trên một nguồn carbon
là pentosese, con đường cũng có thể cung cấp carbon cho việc tổng
hợp hexose (glucose cần cho việc tổng hợp peptidoglican)

Hóa sinh học thực phẩm

Page 17


Hình 3: Con đường pentose-phosphate[24]
Ở đây, 3 phân tử gluco-6-phosphate được chuyển hóa thành 2 fructo-6-phosphate
và glyceraldehyde-3-phosphate. Fructo 6-phosphate được chuyển hóa trở lại
thành gluco-6- phosphate. Glyceraldehyde-3-phosphate có thể được chuyển
thành Pyruvate hay kết hợp với 1 phân tử dihydroxyacetone-phosphate (từ
glyceraldehyde-3-phosphate tạo thành ở vòng thứ 2 của con đường) để sản ra
fructo-6-phosphate. [25]

Hóa sinh học thực phẩm

Page 18


Hình 4:Transketolase và transaldolase [24]
Trong hình là các phản ứng xúc tác bởi 2 enzyme này.
Các chất trung gian trong con đường pentose-phosphate có thể được dùng để tạo
thành ATP. Glyceraldehyde-3-phosphate từ con đường có thể đi vào chặng 3carbon của con đường đường phân và được chuyển thành ATP và Pyruvate.

Pyruvate có thể bị oxy hoá trong chu trình acid tricarboxylic để cung cấp nhiều
năng lượng hơn. N goài ra, một phần NADPH có thể được chuyển thành N ADH
để sản ra ATP khi NADH bị oxy hoá trong chuỗi vận chuyển electron. Vì các
đường 5-carbon là những chất trung gian trong con đường do đó con đường
pentose-phosphate có thể được dùng để chuyển hoá pentosese cũng như hexose.
[24]

Mặc dù có thể là nguồn năng lượng đối với nhiều vi sinh vật nhưng con đường
pentose-phosphate thường có vai trò quan trọng hơn trong sinh tổng hợp. Hơn
nữa, tuy cả hai con đường đường phân và pentose-phosphate đều sử dụng gluco6-P nhưng mức độ hoạt động của mỗi con đường tùy thuộc vào trạng thái sinh
trưởng của tế bào. Trong giai đoạn sinh trưởng mạnh mẽ nhất 2 con đường được
sử dụng với tỉ lệ 2:1 (EM: pentose-P). Tuy nhiên khi sinh trưởng chậm lại năng
lực sinh tổng hợp cũng giảm theo, đồng thời N ADPH cũng như các phosphate
đường C5 và C4 cần ít hơn khiến cho tỉ lệ giữa hai con đường bây giờ trở thành
10:1 thậm chí 20:1.
2.3 Con đường Entner-Doudoroff:
Mặc dù đường phân là con đường phổ biến nhất dùng chuyển hoá các
hexose thành pyruvate nhưng một con đường khác, tương tự cũng đã
Hóa sinh học thực phẩm

Page 19


được phát hiện. Con đường Entner-Doudoroff mở đầu với các phản ứng
chi như con đường pentose-phosphate tức là tạo thành gluco-6-phosphate
và 6-phosphorus-gluconat [4]
Hình 5: Con đường Entner-Doudoroff [24]

Thứ tự từ glyceraldehyde-3-phosphate tới Pyruvate được xúc tác bởi các enzyme
chung cho con đường đường phân.

Tuy nhiên, sau đó 6-phosphorus-gluconat không bị oxy tiếp mà bị loại nước tạo
thành 2-keto-3-deoxy-6-phosphorusgluconat (KDPG) là chất trung gian chủ yếu
trong con đường này. KDPG sẽ bị phân giải bởi KDPG aldolase thành Pyruvate
và glyceraldehyde-3-phosphate. Glyceraldehyde-3-phosphate được chuyển thành
pyruvate ở phần cuối của con đường đường phân. Con đường Entner-Doudoroff
phân giải glucose thành pyruvate, 1 ATP, 1 N ADH và 1 N ADPH.
Hầu hết vi khuẩn sử dụng các con đường đường phân và pentose-phosphate
nhưng một số lại sử dụng con đường Entner-Doudoroff thay cho đường phân.
Con đường Entner-Doudoroff thường gặp ở các chi Pseudomonas, Rhizobium,
Azotobacter, Agrobacterium và một vài chi vi khuẩn gram âm khác. Trong số các
Hóa sinh học thực phẩm

Page 20


vi khuẩn gram dương mới chỉ phát hiện Enterococcus faecalis sử dụng con
đường nói trên.
Do con đường Entner-Doudoroff không tạo thành các phosphate đường C5 và C4
nên tế bào vẫn cần sự hoạt động đồng thời của cả con đường pentose-P. [24]
Thử nghiệm đối với khả năng oxi hóa glucose bởi con đường Entner-Doudoroff
đôi khi được sử dụng để xác định Pseudomonas trong phòng thí nghiệm lâm
sàng.[4]
3. Sự phân giải Sacharide trong sản phẩm Nông nghiệp:
Carbohydrate là nhóm chất hữu cơ phổ biến khá rộng rãi trong cơ thể sinh vật.
Nhìn chung hàm lượng carbohydrate ở thực vật cao hơn ở động vật. Ở thực vật
carbohydrate tập trung chủ yếu ở thành tế bào, mô nâng đỡ và mô dự trữ. Tuy
nhiên hàm lượng carbohydrate thay đổi tuỳ theo loài, giai đoạn sinh trưởng, phát
triển.[26]
Trong cơ thể sinh vật,glucose có thể bị khử tạo thành polyol vòng gọi là inosite,
ví dụ mezoinosite là yếu tố sinh trưởng của các mô thực vật nuôi cấy.

Estephosphoric của nó (fitin) là nguồn dự trữ phospho trong hạt.
Cơ quan dự trữ tinh bột là vô sắc lạp (amyloplast), tương tự như lục lạp và phát
triển từ tiền lục lạp. Cơ quan chứa tế bào dự trữ (hạt ngũ cốc, củ khoai tây) gồm
các vô sắc lạp xếp sít nhau.
Tinh bột được tích luỹ trong vô sắc lạp và lục lạp ở dạng hạt tinh bột và tạo nên
vị trí tinh bột tập trung. Cấu trúc này đối với từng loại thực vật là khác nhau.
Người ta có thể nhận dạng hạt tinh bột có nguồn gốc từ các loài thực vật khác
nhau. Ở những vị trí tinh bột tập trung thể hiện sự kết hợp của các hạt tinh bột
dày hơn hoặc thưa hơn. Sự kết hợp dày hơn thể hiện vào ban ngày, thưa hơn vào
ban đêm. Tinh bột có nhiều trong các loại quả và củ khác nhau, như trong hạt ngũ
cốc (60-70 %) trong củ khoai tây (15-20%).Trong lục lạp tinh bột chỉ được tích
luỹ tạm thời và thực ra chỉ khi hoạt động quang hợp mạnh, vào ban ngày. Ban
đêm những hạt tinh bột được phân giải thành các monosacaride, đặc biệt là các
triose và được đi ra khỏi lục lạp.[26]

Hóa sinh học thực phẩm

Page 21


Trong gạo có chứa nhiều tinh bột (~90% khối lượng chất khô hạt), đây là thành
phần chính để tạo ra đường và chuyển hóa thành năng lượng cung cấp cho cơ thể.
[7]
“PGS.TS Phạm Văn Hùng (Trường Đại học quốc tế, Đại học Quốc gia TP Hồ
Chí Minh) cùng các cộng sự đã thực hiện công trình “Nghiên cứu khả năng tiêu
hóa và sinh đường của các loại tinh bột gạo có hàm lượng amylose khác nhau và
tinh bột gạo biến đổi bằng phương pháp vật lý” (In vitro digestibility and in vivo
glucose response of native and physically modified rice starches varying amylose
contents). Tạp chí Food Chemistry (SCI, IF = 4,498, Q1)”:
-

-

-

Kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng amylose của tinh bột từ 5
loại gạo này rất khác nhau (gạo Hàm Trâu có chứa 30,6% amylose,
gạo 64 có chứa 26,7% amylose, gạo 504 có chứa 24,3% amylose,
gạo Hương Lài có chứa 21,7% amylose và gạo Nếp cái hoa vàng
có chứa 4,7% amylose). Các loại tinh bột có hàm lượng amylose
thấp thường chứa các phân tử có trọng lượng trung bình cao hơn so
với các loại tinh bột có hàm lượng amylose cao. Nghiên cứu về
tính chất hóa lý của các loại tinh bột này cho thấy tính chất hóa lý
của chúng phụ thuộc vào hàm lượng amylose và cấu trúc phân tử
của tinh bột. [7]
Kết quả nghiên cứu về khả năng kháng tiêu hóa in vitro cho thấy,
các loại tinh bột gạo có hàm lượng tinh bột tiêu hóa nhanh chiếm
khoảng 77-90%, trong đó loại tinh bột gạo có hàm lượng amylose
cao có hàm lượng tinh bột tiêu hóa nhanh cao hơn so với loại tinh
bột gạo có hàm lượng amylose thấp. Điều này cho thấy, các loại
gạo có hàm lượng amylose cao sau khi nấu sẽ dễ dàng bị thủy phân
bởi các enzyme amylase và sinh ra lượng đường lớn hơn so với các
loại gạo có hàm lượng amylose thấp.
Để xác định khả năng sinh đường của các loại tinh bột gạo, nhóm
nghiên cứu đã tiến hành đánh giá khả năng kháng tiêu hóa in vivo
và chỉ số GI của chúng. Chỉ số GI được xác định bằng cách đo
đường huyết của chuột sau khi cho ăn cùng một lượng các loại tinh
bột khác nhau và đường glucose được dùng để so sánh.

Hóa sinh học thực phẩm

Page 22


Tuy nhiên, đối với tinh bột gạo nếp do có hàm lượng amylopectin
cao, khối lượng phân tử lớn và độ kết tinh cao nên khi bị hồ hóa
chúng vẫn giữ được cấu trúc kết tinh và kháng lại sự thủy phân của
enzyme amylase.
- Tinh bột biến đổi bằng phương pháp ẩm kết hợp nhiệt cho chỉ số
GI thấp hơn so với tinh bột biến đổi bằng phương pháp nhiệt kết
hợp ẩm. Điều này cho thấy, cơ chế tạo thành RS là do các phân tử
tinh bột có mạch ngắn dễ dàng kết hợp với nhau bằng liên kết
hydro tạo mạch xoắn có cấu trúc không gian ngăn cản các enzyme
kết hợp vào để thủy phân chúng. Trong khi đó, các phân tử tinh bột
có cấu trúc lớn hơn sẽ liên kết với nhau khó khăn hơn nên dễ dàng
bị enzyme thủy phân hơn.
- Từ các kết quả trên có thể thấy, các loại tinh bột gạo có chỉ số GI
rất cao. Tuy nhiên, sử dụng các phương pháp biến đổi vật lý đã làm
giảm đáng kể chỉ số GI của các loại tinh bột gạo.[27]
ỨNG DỤNG PHÂN GIẢI GLUCIDE TRONG NÔNG NGHIỆP:
Ứng dụng của phân giải Glucide trong trồng trọt bảo quản sau thu
hoạch:
1.1 Lúa nước:
-

II
1.

Sự đa dạng của vật lý và do đó các hành vi chức năng của tinh bột, phân giải từ
các giống lúa khác nhau, có liên quan đến cấu trúc cụ thể của chúng. Loại thứ hai

liên quan trực tiếp đến con đường phân giải tinh bột. Để tận dụng triệt để các
chức năng khác nhau của tinh bột từ các giống lúa khác nhau và để thiết kế tinh
bột thích hợp, điều quan trọng là có được cái nhìn sâu sắc về quan hệ chức năng
sinh tổng hợp - cấu trúc - vật lý - chức năng. Trong phần đầu của tổng quan này,
thành phần tinh bột được mô tả với trọng tâm là tinh bột gạo. Thứ hai, kiến thức
hiện tại về sinh tổng hợp tinh bột được thảo luận. Điều này đặc biệt hơn bao gồm
chức năng của các enzym sinh tổng hợp gạo (ví dụ: pyrophosphorylases glucose
adenosine diphosphate, các synthase, phân nhánh và các enzym khử trùng), ảnh
hưởng của đột biến đến cấu trúc tinh bột gạo và, mô hình tổng hợp amylose và
amylopectin. Thứ ba, cấu trúc tinh bột [tức là từ hạt (2-100 μm), đến vòng sinh
trưởng (120–500 nm), khối (20–500 nm), các lớp mỏng vô định hình và tinh thể
Hóa sinh học thực phẩm

Page 23


(9 nm), amylopectin và amylose (0,1) –1,0 nm)] được xử lý. Cuối cùng, mối
quan hệ giữa các khía cạnh cấu trúc tinh bột gạo [tức là phân bố chiều dài chuỗi
amylopectin (lõi)] và hành vi vật lý (tức là sự keo hóa và chuyển hóa
amylopectin được đo bằng đo nhiệt lượng vi sai) được nghiên cứu. 0 nm)] được
xử lý. Cuối cùng, mối quan hệ giữa các khía cạnh cấu trúc tinh bột gạo [tức là
phân bố chiều dài chuỗi amylopectin (lõi)] và hành vi vật lý (tức là sự keo hóa và
chuyển hóa amylopectin được đo bằng đo nhiệt lượng vi sai) được nghiên cứu. 0
nm)] được xử lý. Cuối cùng, mối quan hệ giữa các khía cạnh cấu trúc tinh bột
gạo [tức là phân bố chiều dài chuỗi amylopectin (lõi)] và hành vi vật lý (tức là sự
keo hóa và chuyển hóa amylopectin được đo bằng đo nhiệt lượng vi sai) được
nghiên cứu [1]. Đây là báo cáo đầu tiên về quy định của gen isoamylase1 để thay
đổi cấu trúc của amylopectin và tính chất của tinh bột bằng cách sử dụng công
nghệ antisense trong thực vật. Việc giảm lượng protein isoamylase1 khoảng 94%
trong nội nhũ gạo thay đổi amylopectin thành amylopectin biến tính không hòa

tan trong nước và một polyglucan hòa tan trong nước (WSP).[28]. Những kết quả
này chỉ ra rằng isoamylase1 rất cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp amylopectin
trong nội nhũ gạo, và sự thay đổi hoạt động isoamylase là một phương tiện hiệu
quả để thay đổi tính chất hóa lý và cấu trúc hạt của tinh bột.
a.

Hướng phát triển:

Vụ lúa đông xuân của khu vực trung du và đồng bằng sông Hồng, với tổng diện
tích gieo cấy là 614.000 ha là vụ sản xuất chính trong năm. Ðể bảo đảm đủ nước
phục vụ gieo cấy và tưới dưỡng cho lúa, những ngày đầu năm 2018, Bộ Nông
nghiệp và Phát triển nông thôn đã phối hợp Tập đoàn Ðiện lực Việt Nam tổ chức
ba đợt xả nước từ các hồ thủy điện Hòa Bình, Thác Bà, Tuyên Quang, với tổng
lượng nước là 6,1 tỷ m3, tăng hơn 1 tỷ m3 so với năm 2017. Vì vậy, có thể khẳng
định khâu chuẩn bị nước đã cơ bản bảo đảm cho các địa phương tập trung làm
đất, chăm sóc mạ phục vụ gieo cấy vụ lúa đông xuân.[29]. Cục Trồng trọt cho biết
thêm, theo kế hoạch từ Sở NN&PTNT các tỉnh Đông Nam bộ, tổng diện tích gieo
trồng vụ Thu Đông năm 2018 là 744 ngàn ha, giảm 21 ngàn ha so với năm 2017,
năng suất ước đạt 53,6 tạ/ha, sản lượng ước đạt 4 triệu tấn; ưu tiên sử dụng một
số giống lúa thơm ST, Nàng Hoa 9, VD20, Đài Thơm 8; vụ Mùa năm 2018-2019
Hóa sinh học thực phẩm

Page 24


tổng diện tích gieo trồng lúa 234 ngàn ha, năng suất ước đạt 45 tạ/ha, sản lượng
ước đạt 1,1 triệu tấn; ưu tiên sử dụng các loại giống ST5, ST20, OM4900, Nàng
Thơm. [30]
b.

Hiệu quả kinh tế:

Theo kỹ thuật của nông dân, trong vụ ĐX, tổng chi phí đầu tư là: 17.349.000đ,
khi thu hoạch bán lúa tươi, tiền lời thu được 18.756.000đ; Vụ HT tổng chi:
16.859.833đ, tiền lời 13.500.000đ. Tổng chi phí cả 2 vụ là 34.208.833đ và có tiền
lời thu được là 32.256.000đ, tỷ lệ lợi nhuận là 48,4%.
1.2

Khoai tây:

Hỗn hợp LDPE và tinh bột gạo hoặc khoai tây được phân giải ép đùn với sự hiện
diện của một lượng nước khác nhau, được ép nóng và nghiên cứu liên quan đến
tính chất cơ học của chúng và độ thấm khí / nước và khả năng phân hủy sinh học
trước và sau khi bảo quản. Sự có mặt của hàm lượng tinh bột cao (30%, w / w) có
ảnh hưởng xấu đến các tính chất cơ học của hỗn hợp LDPE / tinh bột. Những
thay đổi cấu trúc của hạt tinh bột khoai tây, gây ra bởi hydroxy-propyl hóa, được
nghiên cứu bằng cách sử dụng kính hiển vi ánh sáng. Các mẫu tinh bột được sử
dụng bao gồm tinh bột khoai tây bản địa, tinh bột khoai tây hydroxypropyl với
thay thế mol thay thế (MS) và tinh bột khoai tây hydroxypropyl và liên kết chéo.
[30]
Các đặc tính cấu trúc của các mẫu được đánh giá bằng cách so sánh cườ.ng độ
màu của các phần mỏng của mẫu được nhuộm với iốt và của Schiff thuốc thử.
a.

Hướng phát triển:

Khoai tây ở Việt Nam hiện chủ yếu phục vụ ăn tươi ở thị trường nội địa, xuất
khẩu lượng nhỏ sang Indonesia, còn lại những tháng 6-9 thường nhập khoai tây
từ Trung Quốc. Tại Việt Nam, nhu cầu cho các nhà máy chế biến hiện khoảng
180.000 tấn khoai tây nguyên liệu/năm nhưng sản xuất trong nước chỉ đáp ứng

được khoảng 30-40%, còn lại phải nhập khẩu từ rất nhiều nước khác nhau.Với
khoai lang, hiện nay chủ yếu phục vụ cho ăn tươi và xuất khẩu ở dạng thô
nguyên củ là chủ yếu.[30] Diện tích khoai tây vụ đông ở nước ta có tiềm năng mở
rộng lớn. Mục tiêu giai đoạn 5 năm tới đưa diện tích đạt và ổn định xung quanh
Hóa sinh học thực phẩm

Page 25