Tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm giàu tinh bột kháng và sự thay đổi một số tính chất lý hóa từ tinh bột đậu xanh có hàm lượng Amyloza cao bằng Enzyme Pullulanaza

KHOA H C CÔNG NGH

T I U HÓA CÁC Y1U T &NH H 'NG 1N QUÁ
TRÌNH LÀM GIÀU TINH B T KHÁNG VÀ S THAY [I
M T S TÍNH CH T LÝ-HÓA T] TINH B T NU XANH
CÓ HÀM L 0NG AMYLOZA CAO BWNG ENZYME
PULLULANAZA
Nguy„
Nguy„n Th Mai H2_ng
H2_ng1, Phan Ng…
Ng…c Hòa
Hòa2, Ph m V#n Hùng3
TÓM T T
MRc tiêu cPa nghiên c u này nhcm xác - nh các thông sT tTi 2u cho quá trình làm giàu tinh b6t kháng
(Resistant Starch-RS) bcng enzyme pullulanaza (thXi gian thPy phân, nkng -6 enzyme, tJ l tinh b6t: n23c)
tg -7u xanh có hàm l2>ng amyloza cao và xác - nh s` thay -^i vB m6t sT tính chDt lý-hóa cPa tinh b6t thu
-2>c (hàm l2>ng tinh b6t kháng enzyme, hàm l2>ng amyloza, hình d ng, kích th23c, cDu trúc tinh th5, m c
-6 polyme hóa, kh< n#ng tr2_ng nG). GiTng -7u xanh DX044 -2>c l`a ch…n tg n#m giTng ph^ biUn G Vi t
Nam có m c amyloza cao nhDt - t 30,44%. TTi 2u hóa trong quá trình làm giàu v3i ba -iBu ki n vB thXi gian
thPy phân tg 8—24 giX, nkng -6 enzyme v3i khon23c tg 1:20 -Un 1:10. Hàm l2>ng RS -2>c xác - nh bcng test kit cPa Mega Enzyme, các tính chDt lý-hóa
-2>c xác - nh tr23c và sau làm giàu G -iBu ki n tTi 2u. KUt qu< cho thDy, mQu -7u xanh DX044 tTi 2u t i
-iBu ki n 17,5 giX thPy phân; nkng -6 enzyme là 45U/g; tJ l tinh b6t: n23c là 1:20; v3i RS tTi 2u là 60,98%
(t#ng gDp -ôi so v3i tr23c khi làm giàu). Hàm l2>ng amyloza t#ng lên tg 30,44%-60,47%, hàm l2>ng tinh b6t
kháng dao -6ng tg 23,5 -Un 57,95%. CDu trúc tinh th5 lo i C cho c< mQu tr23c và sau làm giàu. Hình d ng
thay -^i tg d ng h t sang d ng khTi kUt tinh. DPn gigiàu. Quá trình làm giàu v3i mQu tinh b6t -7u xanh có hàm l2>ng amyloza cao b yUu tT nkng -6 enzyme và thXi gian thPy phân tinh b6t h_n trong 3 yUu tT kh<o sát. Hàm l2>ng RS gia t#ng
sau làm giàu bcng enzyme là -áng k5 và có mTi quan h ch t v3i s` gia t#ng cPa hàm l2>ng amyloza và s`
thay -^i ch] sT DPn, hình d ng, -6 tr2_ng nG trong tinh b6t thu nh7n -2>c.
Tg khóa: TTi 2u hóa, pullulanaza enzyme, tinh b6t -7u xanh, tinh b6t kháng, tính chDt lý hóa.

1. M. /U 9
Tinh b6t kháng enzyme tiêu hóa (Resistant
Starch-RS) là lo i tinh b6t có kh< n#ng kháng l i s`
thPy phân cPa các enzyme trong h tiêu hóa, chúng
-óng m6t vai trò quan tr…ng trong vi c ng#n ngga s`
tích tR m†, làm gim ch và -em l i nh0ng tiêu hóa, - c bi t là - i tràng (Morita et al., 2005).
Do v7y, nhu c9u vB các lo i s"carbohydrate ch7m phân gi(RS) ngày càng t#ng. iBu -ó -ã thúc -Ey và mG ra
c_ h6i không ch] các nhà nghiên c u mà c< các nhà
s
1

Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm, Trường Đại học
Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh
2
Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Kỹ thuật Hóa học,
Trường Đại học Bách khoa TP. Hồ Chí Minh
3
Bộ môn Công nghệ Sinh học và Thực phẩm, Trường Đại
học Quốc tế, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh

62

càng nhiBu ngukn nguyên li u giàu RS và tác -6ng
bcng nhiBu bi n pháp khác nhau -5 làm giàu h_n

n0a l2>ng RS này (Sievert et al., 1989). Các lo i
nguyên li u giàu tinh b6t -2>c l`a ch…n -5 t o ra
nhiBu lo i RS1 (lo i có tr ng thái v7t lý khó tiUp c7n
trong quá trình tiêu hóa) và RS2 (lo i tinh b6t kháng
t` nhiên G d ng h t nhDt - nh do -2>c bao phP bên
ngoài bGi m6t l3p vs b…c bBn ch t) bcng bi n pháp
nghiBn ho c do cDu t o - c bi t cPa tgng nguyên
li u. Tuy nhiên, hàm l2>ng RS thu6c nhóm này rDt ít
và rDt d„ b biUn -^i bGi nhi t, trong khi RS3 lo i biUn
tính ch u nhi t -2>c 2u tiên sl dRng, RS4 là lo i biUn
tính hóa h…c nên vi c ng dRng vào th`c phEm và
d2>c phEm b h n chU (A. P. Nugent et al., 2005;
Englyst et al., 1992). NhiBu nghiên c u -ã ch] ra rcng
có mTi liên h ch t gi0a hàm l2>ng amyloza trong
nguyên li u ban -9u -Un hàm l2>ng RS2 và c< khi
biUn tính bcng v7t lý và sinh h…c -5 t o RS3 nh2ng G
m c -6 khác nhau và tác -6ng khác nhau tùy bi n
pháp biUn tính (Birkett AM, & Brown IL. (2008),

N¤NG NGHIÖP Vµ PH¸T TRIÓN N¤NG TH¤N - kú 1 - Th¸ng 3/2018


KHOA H C CễNG NGH

Sievert, D., & Pomeranz, Y. (1989). Tinh b6t -7u
xanh l lo i cú ch a hm l2>ng amyloza cao, kho30% (Li, S., Ward, R., & Gao, Q., 2011) l l`a chn
h0u hi u cho vi c lm giu RS (Bernabộ, A. M.,
Srikaeo, K., & Schlỹter, M. 2011). Cỏc nghiờn c u vB
tinh b6t khỏng tg -7u xanh, - c bi t l cỏc ph2_ng

phỏp nhcm nõng cao h_n n0a l2>ng tinh b6t khỏng
ny cũn khỏ khiờm tTn. MRc tiờu cPa nghiờn c u ny
nhcm xỏc - nh cỏc thụng sT tTi 2u cho quỏ trỡnh lm
giu tinh b6t khỏng bcng enzyme pullulanaza tg -7u
xanh cú hm l2>ng amyloza cao v xỏc - nh s` thay
-^i vB m6t sT tớnh chDt lý-húa cPa tinh b6t thu -2>c
-5 lm c_ sG cho cỏc nghiờn c u phỏt tri5n ng dRng
tiUp theo.
2. V#T LI$U V PH NG PHP NGHIấN C U
2.1. Nguyờn li u
7u xanh sl dRng trong nghiờn c u gkm 5 lo i
giTng: DX044, VN123, DX108, VN07, TN182 -2>c
cung cDp bGi Trung tõm Nghiờn c u v Phỏt tri5n
-7u -n thu6c Vi n Cõy l2_ng th`c v Cõy th`c phEm
Vi t Nam. Tinh b6t -7u xanh DX044 -2>c tỏch d`a
theo ph2_ng phỏp cPa Hung v c6ng s` (2013) v3i
m6t vi thay -^i nhs t i phũng thớ nghi m Tr2Xng
- i hc Cụng nghi p thnh phT Hk Chớ Minh. Tinh
b6t -7u xanh cú cỏc ch] tiờu nh2 -6 tinh khiUt:
98,45%; Em: 8.56%; amyloza: 30,44; hm l2>ng RS:
11,34% -2>c b-5 chuEn b cho thớ nghi m.
Test kit do Cụng ty Brenntag Vi t Nam cung
cDp, cỏc enzyme -amylaza, amyloglucosidaza,
pullulanaza mua tg Cụng ty TNHH Sigma Aldrich.
Cỏc húa chDt khỏc dựng trong phõn tớch -2>c mua tg
Cụng ty Merck (Darmstadt, Germany).
2.2. Ph2_ng
Ph2_ng phỏp bT
bT trớ thớ nghi m

TTi 2u húa quỏ trỡnh lm giu RS theo Modde5
bcng ph2_ng phỏp sl dRng enzyme thPy phõn
pullulanaza trờn ba yUu tT chớnh l thXi gian thPy
phõn, nkng -6 enzyme thPy phõn v t] l tinh b6t:
n23c (w/w). ThXi gian thPy phõn (X1) tg 824 giX,
nkng -6 enzyme (X2) tTi 2u trong kho20U/gam -Un 50U/gam v t] l tinh b6t: n23c (X3) tg
1:20 -Un 1:10. Bthớ nghi m -5 thiUt l7p ph2_ng trỡnh hki quy tg -ú
xỏc - nh ba thụng sT tTi 2u v3i hm mRc tiờu l hm
l2>ng RS cao nhDt.
MQu tinh b6t -7u xanh -2>c cõn 2 gam, -o
l2Xng v tớnh toỏn tr23c khi -2a vo trong bỡnh tam

giỏc 250ml v3i t] l tinh b6t: n23c (w/w) nh2 bT trớ
trong cỏc thớ nghi m. Sau -ú cỏc mQu -2>c hk húa G
1000C trong 10 phỳt. 5 ngu6i G nhi t -6 phũng, -iBu
ch]nh pH=5,3 tr23c khi b^ sung enzyme. Nkng -6
enzyme pullulanaza b^ sung v thXi gian thPy phõn
theo bT trớ trong thiUt kU kh500C trong thXi gian thPy phõn. BDt ho t enzyme
pullulanaza G nhi t -6 900C trong 5p. MQu -2>c lm
ngu6i v cDp -ụng G -180C trong 24h -5 th`c hi n
vi c thoỏi húa tinh b6t. Sau khi cDp -ụng, mQu -2>c
sDy khụ G 450C trong 24h -5 thu l i tinh b6t sau lm
giu (-6 Em khoPE v ghộp mớ kớn -5 phõn tớch, ki5m tra, so sỏnh.
2.3. Ph2_ng
Ph2_ng phỏp phõn tớch
- Hm l2>ng RS trong tinh b6t -2>c -o bcng test

kit cPa Megaenzyme d`a trờn quy trỡnh xỏc - nh RS
-2>c tiUn hnh theo ph2_ng phỏp AOAC 2002.02:
MQu tinh b6t -5 khụ G nhi t -6 phũng, cõn chớnh xỏc
1005 mg. B^ sung 4 ml enzyme gkm -amylaza
(10U/ml) v amyloglycosideaza (3U/ml), P 16h G
nhi t -6 37OC trong tP lfc (200 vũng/phỳt). Thờm
4ml ethanol 99% v lfc m nh, ly tõm 1500 vũng/phỳt
trong 10 phỳt. Lo i bs d ch, b^ sung thờm 2ml
ethanol 50%, tr6n -Bu sau -ú b^ sung tiUp 6ml
ethanol 50% v ly tõm 1500 vũng/phỳt trong 10 phỳt
(l p l i 2 l9n). Tỏch bs ph9n d ch, b^ sung 2ml KOH
2M vo ph9n c n, lfc -Bu trong cTc n23c l nh trong
20 phỳt, thờm 8ml - m natriacetate 1,2M (pH=3,8)
v 0,1ml enzyme amyloglycosidaza (300U/ml), P
50OC trong 30 phỳt. Chuy5n ton b6 vo bỡnh - nh
m c, - nh m c 100ml. Hỳt 0,1ml tg bỡnh - nh m c
vo Tng nghi m, b^ sung thờm 3ml thuTc thl
glucoza oxidaza/peroxidaza (GOPOD) v P G 50OC
trong 20 phỳt. Sau -ú mang -i -o OD G b23c súng
510 nm.

Hm l2>ng RS -2>c tớnh theo cụng th c:
RS (g//100g mQu) = E x F x 100/0,1 x 1/1000 x
1/W x 162/180 = E x x 90
Trong -ú:
E: l -6 hDp thu cPa mQu
F: l giỏ tr cPa chuy5n -^i giỏ tr hDp thu tg àg
glucoza, F = 100àg glucoza/giỏ tr hDp thu cho 100àg
glucoza
ml)

100/0,1: hi u ch]nh th5 tớch (0,1 ml lDy ra tg 100
1/1000: chuy5n -^i tg microgram sang miligram

NÔNG NGHIệP Và PHáT TRIểN NÔNG THÔN - kỳ 1 - Tháng 3/2018

63


KHOA H C CễNG NGH
W: l khTi l2>ng khụ cPa mQu, W = khTi l2>ng x
[(100 -6 Em)/100)]

Trong -ú: y l nkng -6 glucoza (àg/ml); x l giỏ
tr -o quang thu -2>c.

100/W: ch] sT bi5u th ph9n tr#m RS trong khTi
l2>ng cPa mQu thl

LDy 1 ml mQu/glucoza chuEn (5àg/l) rki thờm
0,5ml dung d ch A v 0,5ml dung d ch B. un sụi
trong 15 phỳt. Lm ngu6i, thờm 2,5 ml dung d ch C.
5 yờn trong 20 phỳt rki -o -6 hDp thu G 715nm.

162/180: h sT chuy5n -^i tg glucoza thnh tinh
b6t.
- Hm l2>ng amyloza -2>c xỏc - nh bcng
ph2_ng phỏp quang ph^ hDp thu iod theo ch] dQn cPa
Takeda v Hizukuri (1983) v3i m6t sla -^i nhs. Tinh
b6t (10 mg, db) -2>c phõn tỏn trong 0,2 ml ethanol

99% v 1 ml n23c cDt, -7y kớn v -un cỏch thPy G
1000C trong 5 phỳt. Sau khi lm ngu6i -Un nhi t -6
phũng, 0,5 ml dung d ch NaOH 1M -2>c thờm vo v
dung d ch -2>c hũa tan hon ton bcng cỏch -un
cỏch thPy trong 10 phỳt v lfc mni phỳt. Sau -ú,
huyBn phự -2>c -iBu ch]nh pH 6,5 v3i HCl 1M v
pha loóng thnh 10 ml bcng n23c cDt. LDy 0,4 ml
dung d ch mQu thờm vo 0,4 ml dung d ch iod 0,2%
v -iBu ch]nh cho -Un 10 ml bcng n23c cDt. Hnn h>p
-2>c gi0 G nhi t -6 phũng trong 1-2h. Sau -ú, dung
d ch -o -6 hDp phR c`c - i chi th`c hi n vi c quột
dquang ph^ hDp thu - (UV-160A, Shimadzu, Osaka,
Nh7t B<n). Ph c mu xanh cPa iodine - tinh b6t -2>c
-o G 680 nm -2>c -o theo cỏc b23c trong quy trỡnh
cPa Takeda v c6ng s` (1983). Xỏc - nh hm l2>ng
amyloza theo ph2_ng phỏp AACC 61-03 (AACC,
1995) v3i m6t sla -^i nhs. M6t -2Xng cong hi u
chuEn -ó -2>c thiUt l7p sl dRng hnn h>p amyloza v
amylopectin phõn -o n tg tinh b6t lỳa mỡ hm l2>ng
amyloza cao theo ph2_ng phỏp Klucinec v
Thompson (1998). hm l2>ng amyloza -ó -2>c tớnh
toỏn bcng cụng th c:
AM (%)=110,78 x BV 24,481, R2=0,9995
Trong -ú: BV l giỏ tr mu xanh cPa tinh b6t
-2>c -o G 620 nm.
- Hỡnh d ng v cDu trỳc hi5n vi cPa tinh b6t -7u
xanh -2>c xỏc - nh thụng qua hỡnh -6 kUt tinh cPa tinh b6t -7u xanh -2>c phõn tớch
bcng ph2_ng phỏp nhiu x tia X (X-ray). ThiUt b -o

mu Minolta CR- 300/310 -2>c dựng -5 xỏc - nh
mu cPa tinh b6t chuTi.
- M c -6 polyme húa (DPn) -2>c th`c hi n theo
ph2_ng phỏp cPa Takeda v c6ng s` (1981).
Ph2_ng trỡnh -2Xng chuEn glucoza nh2 sau:
y=18,29x + 0,0287 (R2=0,9972)

64

Dung d ch A: 1g K3Fe(CN)6 pha trong 1 lit n23c
cDt, -2a vB pH 9,5 v3i KOH 1N.
Dung d ch B: 4,8g Na2CO3; 9,2g NaHCO3; 0,65g
KCN - nh m c lờn 1 lớt v3i n23c cDt.
Dung d ch C: 3g FeNH4(SO4)2.12H2O; 2,72ml
H2SO4 -7m - c, - nh m c lờn 1 lớt v3i n23c cDt.
- Kh< n#ng tr2_ng nG cPa tinh b6t -2>c xỏc - nh
theo ph2_ng phỏp cPa Sasaki v Matsuki (1988)
-2>c mụ t< bGi Hung v Morita (2005). Cho 0,16g
tinh b6t -2>c chuEn b trong Tng nghi m. 5ml dung
d ch AgNO3 0,1% -2>c thờm vo thay cho n23c cDt -5
vụ ho t enzyme -amylaza. Sau -ú, hnn h>p -2>c lfc
-Bu trong 10 phỳt, v -un cỏch thPy G cỏc nhi t -6
50oC, 60oC, 70oC, 80oC, 90oC trong 10 phỳt. TiUp
theo, hnn h>p -2>c lm ngu6i nhanh bcng n23c l nh
trong 5 phỳt v ly tõm tỏch n23c trong 4 phỳt v3i tTc
-6 ly tõm 1700 vũng/ phỳt. CuTi cựng, khTi l2>ng
ph9n lfng -ng trong Tng ly tõm -2>c cõn, v kh<
n#ng tr2_ng nG -2>c xỏc - nh l ph9n lfng -ng cũn
l i so v3i mQu ban -9u (g/g).
2.4. Ph2_ng

Ph2_ng phỏp xl
xl lý
lý sT
sT li u
- ST li u l trung bỡnh cPa 3 l9n l p l i thớ
nghi m. KUt qu< -2>c phõn tớch thTng kờ trờn ph9n
mBm Microsoft Excel v Statgaphics v3i p < 0,05.
- Ph9n mBm Modde 5: thiUt kU th`c nghi m tTi
2u húa, xl lý sT li u tTi 2u húa -2a ra ph2_ng trỡnh
hki quy.
3. K T QU V TH O LU#N
3.1. KU
KUt qu<
qu< tT
tTi 2u húa quỏ trỡnh
trỡnh lm giu tinh
b6t khỏng trong tinh b6
b6t amyloza cao (DX044)
KUt qu< tTi 2u húa trong lm giu tinh b6t khỏng
v3i tinh b6t -7u xanh cú hm l2>ng amyloza cao
-2>c th5 hi n qua bPh2_ng trỡnh hki quy tg quỏ trỡnh lm giu RS
v3i tinh b6t -7u xanh DX044 thu -2>c l:
Y = 57,22 + 5,77X1 + 7,39X2 10,64X12 5,90X22
2,01X1X2
Theo ph2_ng trỡnh hki quy, biUn X3, X32, X1X3,
X2X3 khụng cú ý nghya thTng kờ. Cỏc thụng sT R2, Q2

NÔNG NGHIệP Và PHáT TRIểN NÔNG THÔN - kỳ 1 - Tháng 3/2018

KHOA H C CÔNG NGH
và p-value thsa mãn các -iBu ki n -2>c -2a ra. Trong
-ó, nkng -6 là yUu tT có s c quá trình làm giàu RS -Ti v3i tinh b6t -7u xanh
DX044, tiUp -Un là yUu tT thXi gian P enzyme. T] l
gi0a b6t: n23c không có trình này.
Bqu< xác - nh hàm l2
l2>ng RS trong các thí
nghi m cP
cPa quá trình
trình tT
tTi 2u hóa v3
v3i tinh b6
b6t -7
-7u
xanh có amyloza cao (giT
(giTng DX044)
TT

1

ThXi Nkng -6
gian
(U/g)
(giX)
8
20

TJ l tinh
b6t: n23c
(w/w)
1:20

Hàm l2>ng
RS
(%)
23,55

2

24

20

1:20

39,31

3

8

20

1:20

25,41

4

24

20

1:20

40,81

5

8

50

1:10

47,28

6

24

50

1:10

53,83

7

8

50

1:10

43,82

8

24

50

1:10

52,32

9

8

35

1:15

40,46

10

24

35

1:15

51,97

11

16

35

1:15

57,72

12

16

35

1:15

56,04

13

16

20

1:20

48,07

14

16

50

1:10

53,83

15

16

35

1:15

57,55

16

16

35

1:15

57,19

17

16

35

1:15

57,72

18

16

35

1:15

57,46

19

16

35

1:15

57,63

D`a vào ph2_ng trình ta thDy nkng -6 enzyme là
yUu tT tác -6ng m nh nhDt -Un hi u suDt quá trình

làm giàu RS. KUt qu< xl lý sT li u có R2=0,973;
Q2=0,789 thsa mãn R2>0,9, Q2>0,6 (J. Gabrielsson và
c6ng s`, 2002) nên ph2_ng trình hki quy t2_ng thích
v3i sT li u th`c nghi m -ã có. (Hình 1)
k th mô t< mTi t2_ng quan cPa 3 yUu tT khsát -2>c trình bày G hình 1. Thông sT tTi 2u cPa mô
hình - t G thXi gian: 17,5h; nkng -6: 45U/g và t] l
tinh b6t: n23c là 1:20. Giá tr RS cao nhDt - t -2>c là
60,98%.
Theo hình 2, hàm l2>ng RS - t cao nhDt khi
nkng -6 và thXi gian t2_ng tác t i nh0ng -i5m có
màu -s t i v trí uTn cong cPa bB m t -áp ng. Khi
thXi gian thPy phân cPa enzyme thDp thì nkng -6
enzyme thPy phân phgiàu RS m3i - t -2>c kUt qu< cao.
Ki5m tra tính chính xác cPa ph2_ng trình hki

quy, kUt qu< thu -2>c hàm l2>ng RS là 61,35% trong
khi sT li u tính toán trên mô hình là 60,98% (p<0,05).
Nh2 v7y, các thông sT ky thu7t tTi 2u cPa mô hình là
t2_ng thích v3i các -iBu ki n thí nghi m th`c tU.
Tóm l i, các yUu tT trên l2>ng RS trong các mQu thí nghi m. Ngoài ra, khi
quan sát kích th23c h t tinh b6t (qua kUt qu< chRp
ZAM) và kh< n#ng tr2_ng nG cPa tinh b6t cing có
tác -6ng tg các thông sT tTi 2u cPa quá trình làm
giàu trong khi không có s` khác bi t vB cDu trúc tinh
th5, hình d ng và tr ng thái bB m t h t gi0a các mQu
tinh b6t.

Hình 1. KU
KUt qu<
qu< t2_ng
t2_ng quan gi0
gi0a h sT
sT R2 và Q2

Hình 2. Mô hình hóa kU
kUt qu<
qu< tT
tTi 2u hóa th`
th`c nghi m quá trình
trình làm giàu tinh b6
b6t kháng trong tinh b6
b6t -7
-7u
xanh DX044

N¤NG NGHIÖP Vµ PH¸T TRIÓN N¤NG TH¤N - kú 1 - Th¸ng 3/2018

65


KHOA H C CÔNG NGH
3.2. KU
KUt qu<
qu< xác - nh m6
m6t sT
sT tính chD
chDt lýlý-hóa cP
cPa
mQu tinh b6
b6t -7
-7u xanh tr23
tr23c và sau khi làm giàu.

3.2.1. Hàm l2>ng amyloza và m c -6 polyme hóa
(DPn)
Ch] tiêu
Hàm l2>ng amyloza (%) tr23c làm
giàu
Hàm l2>ng amyloza (%) sau làm giàu
DPn tr23c làm giàu (-_n v Glucoza)
DPn sau làm giàu (-_n v Glucoza)

MQu tinh
b6t DX044

30,44±0,65
67,15±1,79
36
6

Tr23c khi làm giàu, m c -6 trùng h>p các l…ai
tinh b6t -7u xanh khá l3n, mni nhánh trung bình có
36 -_n v glucoza. Sau khi b b“ nhánh bGi enzyme
pullulanaza, kích th23c chuni glucoza gik5, giá tr DPn trung bình là 6. KUt qu< này khá
t2_ng -kng v3i C. G. Oates, Singapore (1990) khi
nghiên c u trên -7u xanh. Các chuni amylopectin b
cft thành tgng nhánh nhs, làm gia t#ng thêm l2>ng
amyloza tg 30,44% lên 67,15%, sau thoái hóa, kh<
n#ng kUt tinh và t o xofn kép cPa amyloza cao, qua
-ó làm giàu hàm l2>ng RS.

3.2.2. KUt qua chRp SEM

Hình 3. Hình chR
chRp ZAM h t tinh b6
b6t DX044 tr2
tr23c và sau làm giàu
KUt qu< chRp SEM cPa tinh b6t tr23c và sau làm
giàu -2>c mô t< trong hình 3. Tinh b6t -7u xanh t`
nhiên có nhiBu hình d ng khác nhau, kích th23c nhs
tg 7,75 -13,3µm, bB m t tr_n láng. KUt qu< này phù
h>p v3i nghiên c u cPa El-Sayed Ali Abdel-Rahman
và c6ng s` (2008). Kích th23c nhs g…n v3i bB m t
nh”n m n là nh0ng tiêu chí kh•ng - nh kh< n#ng

kháng cPa tinh b6t -7u xanh do kh< n#ng tiUp xúc
v3i enzyme tiêu hóa khó kh#n h_n. Tuy nhiên tinh
b6t sau làm giàu th5 hi n bB m t gk ghB -óng vón,
kUt dính. iBu này cho thDy -ã có s` xofn cPa các
m ch amyloza và kUt dính ch t v3i nhau t o khTi do
v7y tính kháng cPa tinh b6t t#ng lên.

3.2.3. KUt qua chRp X-ray

66

KUt qu< chRp XRD cPa các lo i h t tinh b6t -7u
xanh tr23c và sau làm giàu xuDt hi n các peak -_n G
50, 110, 150, peak kép G 180 và 220 (Hình 4) cho thDy
tinh b6t -7u xanh khC. iBu này t2_ng -kng v3i kUt qu< nghiên c u cPa
Chung, H. J., Liu, Q., & Hoover, R. (2009). Tuy
nhiên, sau làm giàu các peak xuDt hi n rõ ràng h_n,
các peak thDp, r6ng và nhiBu h_n h_n so v3i tr23c
làm giàu. iBu này cho phép kh•ng - nh kh< n#ng
kháng cPa tinh b6t -7u xanh là có c_ sG. Các lo i tinh
b6t lo i B và C là nh0ng lo i có kh< n#ng kháng cao
h_n v3i cDu trúc tinh th5 lo i A nh2 kh•ng - nh cPa
nhiBu nghiên c u nh2 Alfonso Martín Bernabé và
c6ng s` (2011).

N¤NG NGHIÖP Vµ PH¸T TRIÓN N¤NG TH¤N - kú 1 - Th¸ng 3/2018


KHOA H C CễNG NGH

Hỡnh 4. k th XRD cP
cPa tinh b6
b6t -7
-7u xanh DX044
DX044
tr23
tr23c v sau khi lm giu

3.2.4. Kh< n#ng tr2_ng nG
Hỡnh 5 th5 hi n kh< n#ng tr2_ng nG cPa tinh b6t
-7u xanh DX044 tr23c v sau lm giu G cỏc nhi t -6
khỏc nhau. KUt qu< cho thDy, m c -6 tr2_ng nG cPa
tinh b6t t#ng khi nhi t -6 t#ng. Hỡnh 5 cing ch] ra
rcng kh< n#ng tr2_ng nG -2>c chia thnh 2 giai -o n
rừ r t: giai -o n tr2_ng nG ch7m tg 500C -Un 600C v
giai -o n tr2_ng nG rDt nhanh tg 600C -Un 900C.
Sau lm giu, kUt qu< cho thDy kh< n#ng tr2_ng
nG gi-iBu -ú ch ng ts cú s` gia t#ng m nh vB hm l2>ng
amyloza v cỏc m ch amyloza t o ra sau khi -2>c b
nhỏnh bcng pullalaza cú s` tỏi sfp xUp l i t o ra cỏc
vựng kUt tinh hon ht#ng tinh b6t khỏng. iBu ny cing cho phộp khng
- nh, h t cú hm l2>ng amyloza nhiBu h_n sh tr2_ng
nG ch7m h_n so v3i h t tinh b6t giu amylopectin
(Colonna & Mercier, 1985). Quỏ trỡnh tr2_ng nG cPa
tinh b6t sau lm giu cing -2>c chia lm 2 pha rừ r t
h_n so v3i tinh b6t tr23c lm giu.
4. K T LU#N

Thụng sT tTi 2u cho mQu DX044 l 45U/g; 17,5h
thPy phõn; tJ l tinh b6t: n23c l 1:20. Hm l2>ng RS
cao nhDt - t -2>c l 60,98%. Tinh b6t tr23c v sau
lm giu -Bu cú cDu trỳc tinh th5 lo i C. Hỡnh d ng
thay -^i tg d ng h t sang d ng khTi kUt tinh. DPn
giQuỏ trỡnh lm giu tinh b6t khỏng tg tinh b6t
-7u xanh, nkng -6 enzyme l yUu tT cú s c
Hỡnh 5. Kh<
Kh< n#ng tr2_ng nG
nG cP
cPa mQ
mQu tinh b6
b6t
tr23
tr23c v sau lm giu

Chỳ thớch: DX044T: tinh b6t -7u xanh giTng
DX044 tr23c lm giu, DX044S: tinh b6t -7u
xanh giTng DX044 sau lm giu.

h2Gng l3n nhDt, sau -ú l thXi gian thPy phõn cPa
enzyme v t] l b6t: n23c. Nh2 v7y, hm l2>ng RS2 v
RS3 b s` liờn quan m7t thiUt -Un s` thay -^i cPa hm l2>ng
amyloza cing nh2 kớch th23c h t tinh b6t v kh<
n#ng tr2_ng nG cPa tinh b6t nh2ng khụng cú s` tỏc
-6ng -Un cDu trỳc tinh th5, hỡnh d ng v tr ng thỏi
bB m t h t cPa cỏc mQu tinh b6t.

LƠI C
CM ƯN

Nghiờn c u -2>c ti tr> bGi Tr2Xng
i hc
Bỏch khoa, HQG-HCM trong khuụn kh^ B ti mó
sT T911-KTHH-2017-06.
TI LI$U THAM KH O
1. Abdel-Rahman, E. S. A., El-Fishawy, F. A., ElGeddawy, M. A., Kurz, T., & El-Rify, M. N. (2008).
Isolation and physico-chemical characterization of
mung bean starches. International journal of food
engineering, 4(1).
2. Abdel-Rahman, E. S. A., El-Fishawy, F. A., ElGeddawy, M. A., Kurz, T., & El-Rify, M. N. (2008).
Isolation and physico-chemical characterization of
mung bean starches. International journal of food
engineering, 4(1).
3. Bernabộ, A. M., Srikaeo, K., & Schlỹter, M.
(2011). Resistant starch content, starch digestibility
and the fermentation of some tropical starches in
vitro. Food Digestion, 2(1-3), 37-42.

NÔNG NGHIệP Và PHáT TRIểN NÔNG THÔN - kỳ 1 - Tháng 3/2018

67


KHOA H C CÔNG NGH
4. Birkett AM, & Brown IL. (2008). Resistant
starch and health. In: Hamaker BR, editor.
Technology of functional cereal products. CRC

Press. West Palm Beach, FL, 63-85.
5. Chau, P. N. B. (2014). Study on resistant

starch Production from mung bean, black bean and
white bean by heat-moisture and annealing
treatments (Doctoral diszartation, International
University HCMC, Vietnam).
6. Chung, H. J., Liu, Q., & Hoover, R. (2009).
Impact of annealing and heat-moisture treatment on
rapidly digestible, slowly digestible and resistant
starch levels in native and gelatinized corn, pea and
lentil starches. Carbohydrate Polymers, 75(3), 436447.
7. Colonna, P., & Mercier, C. (1985).
Gelatinization and melting of maize and pea starches
with
normal
and
high-amyloza
genotypes. Phytochemistry, 24(8), 1667-1674.
8. Englyst HN; Et al. (1992). Classification and
measurement of utritionally important starch
fractions. Eur J Clin Nutr, 46, 33-50.
9. Fuentes-Zaragoza, E., Riquelme-Navarrete,
M. J., Sánchez-Zapata, E., & Pérez-Álvarez, J. A.
(2010). Resistant starch as functional ingredient: A
review. Food Rezaarch International, 43(4), 931-942.
10. Gabrielsson, J., Lindberg, N. O., &
Lundstedt, T. (2002). Multivariate methods in
pharmaceutical
applications. Journal

of
chemometrics, 16(3), 141-160.
11. Hizukuri, S., Takeda, Y., Yasuda, M., &
Suzuki, A. (1981). Multi-branched nature of amyloza
and
the
action
of
debranching
enzymes. Carbohydrate Rezaarch, 94(2), 205-213.
12. Klucinec, J. D., & Thompson, D. B. (1998).
Fractionation of high-amyloza maize starches by
differential alcohol precipitation and chromatography
of the fractions. Cereal Chemistry, 75(6), 887-896.
13. Li S, Ward R, & Gao Q. (2011). Effect of heatmoisture treatment on the formation and

68

physicochemical properties of resistant starch from
mung bean (Phazaolus radiatus) starch. Food
Hydrocolloid, 25, 1702-1709.
14. Li, S., Gao, Q., & Ward, R. (2011).
Physicochemical properties and in vitro digestibility
of resistant starch from mung bean (Phazaolus
radiatus) starch. Starch Stärke, 63(3), 171-178.

‐

15. Morita, T., Hayashi, J., Motoi, H., Yagishita,
T., Takeya, K., Sugiyama, K., et al. (2005). In vitro

and in vivo digestibility of recrystallized amyloza and
its application for low glycemic foods. Journal of
Food Science, 70(3), S179—S185.
16. Nugent A. P. (2005). Health properties of
resistant starch. British Nutrition Foundation.
Nutrition Bulletin, 30, 27-54.
17. Oates C. G . (1997). Towards an
understanding of starch granule structure and
hydrolysis. Trends in Food Sci Technol, 8, 375-382.
18. Oates, C. G. (1990). Fine structure of mung
bean starch: An improved method of
fractionation. Starch Stärke, 42(12), 464-467.

‐

19. Sandhu, K. S., & Lim, S. T. (2008).
Digestibility of legume starches as influenced by
their
physical
and
structural
properties. Carbohydrate polymers, 71(2), 245-252.
20. Sievert, D., & Pomeranz, Y. (1989). Enzymeresistant starch. I. Characterization and evaluation by
enzymeatic, thermoanalytical, and microscopic
methods. Cereal Chem, 66(4), 342-347.
21. Soral-Smietana, M., & Wronkowska, M.
(2000). Resistant starch of pea origin. Żywność
Nauka Technologia Jakość. Suplement, 2(07).
22. Takeda, C., Takeda, Y., & Hizukuri, S.
(1983).

Physicochemical
properties
of
lily
starch. Cereal Chem, 60(3), 212-216.
23. Van Hung, P., & Morita, N. (2005).
Physicochemical
properties
and
enzymatic
digestibility of starch from edible canna (Canna
edulis)
grown
in
Vietnam. Carbohydrate
Polymers, 61(3), 314-321.

N¤NG NGHIÖP Vµ PH¸T TRIÓN N¤NG TH¤N - kú 1 - Th¸ng 3/2018


KHOA H C CÔNG NGH
OPTIMIZATION OF THE FACTORS AFFECTING HIGHHIGH-AMYLOZA MUNGBEAN RESISTANT
STARCH (RS) ENRICHMENT AND ITS CHANGES IN PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES BY
PULLULANAZA
PULLULANAZA ENZYME
Nguyen Thi Mai Huong1, Phan Ngoc Hoa2, Pham Van Hung3
1

Institute of biotechnology and foodtechnology, Industrial University of Ho Chi Minh city
2

Food Technology Department, Ho Chi Minh city University of Technology
3

School of Biotechnology, International University

Summary
The objective of this study was to optimize the parameters for the resistant starch enrichment by
pullulanaza enzyme (enzyme concentration, hydrolysis time, the ratio between starch and water) from highamyloza mungbean starch and to analyze the changes in some physicochemical properties of the obtained
starch (resistant starch content, amyloza content, shape, size-ZAM, crystal structure-Xray, DPn, swelling
power). The DX044 mungbean type was zalected from the five most popular varieties in Vietnam with the
highest amyloza content of 30.44%. Optimization was performed with three conditions of enzyme
concentrations with a survey range at 20U/g - 50 U/g, the hydrolysis time at 8-24 hours and the starch:
water ratio from 1:20 to 1:10. The RS content was determined by the Mega Enzyme test kit,
physicochemical properties were determined before and after the enrichment at the optimal condition. The
results showed that the optimal concentration of enzyme was 45U/g; the ideal hydrolysis time of enzyme
was 17.5 hours; the best proportion in weight of starch and water was 1:20, with the highest RS content was
60.98% (538% increaza compared to before the enrichment); the amyloza content increazad from 30.44% to
60.47%; the resistant starch content ranged from 23.55 to 57.95; crystal structure was C-type for both preenriched and enriched starch; DPn decreazad from 36 to 6; the swelling power decreazas after enrichment.
The enrichment of high-amyloza mungbean starch was strongly influenced by two factors: the enzyme
concentration and the hydrolysis time among the three factors investigated. The increaza in RS content
after the enzymatic enriched resistant starch method was significant and correlated strongly with the
increaza in amyloza content and the change in DPn index, shape and swelling in the starch obtained.
Keywords: Optimization, pullulanaza enzyme, mungbean starch, resistant starch, physicochemical

properties.

Ng2X
Ng2Xi ph<
ph

Nguy„n Duy Th nh
Ngày nh7
nh7n bài: 17/11/2017
Ngày
Ngày thông qua ph<
phNgày duy t -#ng: 26/12/2017

N¤NG NGHIÖP Vµ PH¸T TRIÓN N¤NG TH¤N - kú 1 - Th¸ng 3/2018

69