Nghiên cứu, sản xuất đường maltose từ bột sắn bằng phương pháp enzyme

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
NGHIÊN CỨU, SẢN XUẤT ĐƯỜNG MALTOSE TỪ BỘT SẮN
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ENZYME
PRODUCTION OF MALTOSE FROM CASSAVA STARCH
USING ENZYMATIC HYDROLYSIS
Tăng Thị Phụng, Vũ Thị Hồng
Email:
Trường Đại học Sao Đỏ
Ngày nhận bài: 31/8/2017
Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 30/11/2017
Ngày chấp nhận đăng: 28/12/2017

Tóm tắt
Đường maltose là sản phẩm thu được từ quá trình biến tính tinh bột, là nguyên liệu không thể thiếu
trong sản xuất bánh kẹo. Nước ta có tiềm năng về nguyên liệu tinh bột sắn để sản xuất đường maltose
nhưng mới chỉ dừng lại ở sản xuất maltosedextrin, do công nghệ chưa cao đồng thời sử dụng phương
pháp hóa học dùng acid thủy phân không đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Vì vậy, trong nghiên cứu
này chúng tôi sử dụng enzyme amylase thủy phân bột sắn sản xuất thành công đường maltose. Bột sắn
sau khi hòa tan trong nước với tỷ lệ bột:nước là 1:6 (w/v) thì tiến hành hồ hóa ở 90oC trong 30 phút, dịch
hóa 65oC trong 4 giờ, bổ sung lượng enzyme amylase 0,10%, tiếp tục đường hóa ở 60oC trong 7,0 giờ
với lượng enzyme amylase 0,05%. Dịch đường được tẩy màu bằng than hoạt tính với nồng độ 0,2%
và cô đặc 100oC trong 1 giờ ta thu được đường maltose. Đường maltose thu được không độc hại, an
toàn vệ sinh thực phẩm.
Từ khóa: Maltose; bột sắn; sinh học; enzyme; amylase.
Abstract
Maltose is a product obtained by starch modification, and very essential ingredient in confectionery
production. Tapioca starch is the potential material maltose production, but used only maltodextrin
production in Vietnam now because of low technology and the use of acid hydrolysis that does not
ensure food safety. Therefore, in this study we used amylase hydrolyze cassava to successfully produce
maltose. Cassava was dissolved in water at a ratio of 1:6 solid-to-liquid ratio gelatinized at 90oC for 30
minutes, 65oC for 4 hours, supplemented with 0.10 % amylase, continued to oxidize at 60oC for 7 hours

with 0.05% amylase enzyme. Sugar is bleached with activated charcoal at 0.2% concentration and
concentrated at 100°C for 1 hour to obtain maltose. Maltose obtained is edible and safety.
Keywords: Maltose; cassava; biological; enzyme; amylase.
1. GIỚI THIỆU CHUNG
Sắn (Manihot esculenta) là cây lương thực quan
trọng của nước ta, đứng thứ 3 sau lúa và ngô. Tinh
bột sắn cũng là một trong 7 loại hàng xuất khẩu
của Việt Nam, tuy nhiên giá thành còn thấp do
các sản phẩm từ sắn còn hạn chế và chất lượng
chưa đáp ứng được yêu cầu của thị trường, chưa
tương xứng với tiềm năng nguồn nguyên liệu
nước ta [1, 8].
Đường maltose là sản phẩm thu được từ quá trình
biến tính tinh bột, là nguyên liệu không thể thiếu
trong sản xuất bánh kẹo. Nó có tác dụng làm cho
kẹo tăng độ dai, nhiều tơ, không bị lại đường,
không bị chảy nước do hút ẩm và là nguyên liệu
bổ sung giúp giảm giá thành sản phẩm mà vẫn
đảm bảo chất lượng tốt [9].

Việt Nam có tiềm năng về nguyên liệu tinh bột sắn
để sản xuất đường maltose nhưng mới chỉ dừng
lại ở sản xuất maltosedextrin, công nghệ chưa cao
hoặc còn phải nhập khẩu maltose để làm nguyên
liệu bổ sung, chất phụ gia với giá thành cao. Tuy
nhiên, nhờ các thành tựu trong công nghệ sinh
học, ngày nay các chế phẩm enzyme từ vi sinh vật
đã thay thế thành công các chất xúc tác hóa học.
Trong đó sử dụng enzyme amylase thủy phân
tinh bột là một phương pháp sinh học có nhiều ưu

điểm như phản ứng nhanh, công nghệ đơn giản,
không độc hại, sử dụng trong thực phẩm an toàn.
Với ý nghĩa đó chúng tôi tiến hành thực hiện đề
tài: “Nghiên cứu, sản xuất đường maltose từ tinh
bột sắn bằng phương pháp sinh học” [2, 3].

88 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(59).2017


LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu
- Tinh bột sắn được thu mua và trồng tại Bắc Giang.
Yêu cầu:
+ Cảm quan: bột mịn, màu trắng sáng
+ Hàm lượng tinh bột: >80%
+ Độ ẩm: <13%.
- Chế phẩm enzyme amylase là Fungamyl 800 L
do hãng Novo Đan Mạch sản xuất.
- Than hoạt tính: than hoạt tính gáo dừa sản xuất
tại Việt Nam (Công ty Xuyên Việt) có kích thước
hạt 1,68÷3,36 mm.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Quy trình sản xuất đường maltose dự kiến
Bột sắn → nghiền, sàng rây (0,2mm) → Ngâm rửa
→ Bổ sung nước → Hồ hóa (900C, 30 phút) → Dịch
hóa → Đường hóa → Lọc → Cô đặc → Maltose.
Hình 1. Sơ đồ quy trình sản xuất đường maltose
dự kiến

6 giờ diệt enzyme, để nguội xác định chỉ số Bx và
DE để tìm ra nồng độ enzyme amylase thích hợp.
b. Nhiệt độ dịch hóa
Sơ đồ thiết kết thí nghiệm xác định nhiệt độ dịch
hóa thích hợp theo sơ đồ hình 1. Thí nghiệm
nghiên cứu nhiệt độ dịch hóa: 50oC; 55oC; 60oC;
65oC; 70oC. Độ pH, nồng độ enzyme, tỷ lệ nước
được nghiên cứu các mục 2.2.2.1, 2.2.2.2. Sau
thời gian đường hóa 6 giờ diệt enzyme, để nguội
xác định chỉ số Bx và DE để tìm ra nồng độ enzyme
amylase thích hợp [7].
c. Thời gian dịch hóa
Sơ đồ thiết kết thí nghiệm xác định nhiệt độ dịch
hóa thích hợp theo sơ đồ hình 1. Thí nghiệm
nghiên cứu thời gian dịch hóa (giờ): 3,0; 3,5;
4,0; 4,5; 5,0. Các thông số tỷ lệ nước, pH, điều
kiện dịch hóa được nghiên cứu ở mục 2.2.2.1,
2.2.2.2, 2.2.2.3. Sau thời gian đường hóa 6 giờ
diệt enzyme, để nguội xác định chỉ số Bx và DE để
tìm ra nồng độ enzyme amylase thích hợp.

2.2.2. Các thiết kế thí nghiệm

2.2.2.4. Nghiên cứu điều kiện thích hợp cho quá
trình đường hóa

2.2.2.1. Nghiên cứu tỷ lệ nước bổ sung

a. Tỷ lệ enzyme

Sơ đồ thiết kế thí nghiệm nghiên cứu tỷ lệ nước
bổ sung theo sơ đồ hình 1. Tỷ lệ nước được bổ
sung trước khi hồ hóa với các thí nghiệm nghiên
cứu bột/nước: 1/3, 1/4, 1/5, 1/6, 1/7 (w/v). Dịch
hóa bổ sung chế phẩm enzyme amylase 0,1%,
CaCl2 0,001%, pH = 5,0. Sau thời gian giai đoạn
đường hóa 6 giờ, diệt enzyme, để nguội xác định
chỉ số Bx và DE để tìm ra tỷ lệ nước thích hợp.

Sơ đồ thiết kết thí nghiệm xác định nồng độ enzyme
thích hợp theo sơ đồ hình 1. Các thông số tỷ lệ
nước, pH, điều kiện dịch hóa được nghiên cứu ở
mục 2.2.2.1, 2.2.2.2, 2.2.2.3. Thí nghiệm nghiên
cứu nồng độ enzyme amylae: 0,03%; 0,04%;
0,05%; 0,06%; 0,07%. Sau thời gian đường hóa
6 giờ diệt enzyme, để nguội xác định chỉ số Bx và
DE để tìm ra nồng độ enzyme amylase thích hợp.

2.2.2.2. Nghiên cứu pH thích hợp cho enzyme
amylase

b. Nhiệt độ đường hóa

Sơ đồ thiết kế thí nghiệm xác định pH thích hợp
cho enzyme amylase theo sơ đồ hình 1. Chế độ
dịch hóa được bố trí theo mục 2.2.2.1, các thí
nghiệm nghiên cứu pH: 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0. pH
được điều chỉnh bằng HCl 0,1N và NaOH 0,1N.
Sau thời gian đường hóa 6 giờ diệt enzyme,
để nguội xác định chỉ số Bx và DE để tìm ra pH

thích hợp.

Sơ đồ thiết kết thí nghiệm xác định nhiệt độ dịch
hóa thích hợp theo sơ đồ hình 1. Các thông số
tương tự mục a phần 2.2.2.4. Thí nghiệm nghiên
cứu nhiệt độ đường hóa: 50oC; 55oC; 60oC; 65oC;
70oC. Sau thời gian đường hóa 6 giờ diệt enzyme,
để nguội xác định chỉ số Bx và DE để tìm ra nồng
độ enzyme amylase thích hợp.

2.2.2.3. Nghiên cứu điều kiện thích hợp cho quá
trình dịch hóa

c. Thời gian đường hóa

a. Tỷ lệ enzyme
Sơ đồ thiết kết thí nghiệm xác định nồng độ enzyme
thích hợp theo sơ đồ hình 1. Thí nghiệm nghiên
cứu nồng độ enzyme amylase: 0,08%; 0,09%;
0,10%; 0,11%; 0,12%, pH được điều chỉnh theo
nghiên cứu mục 2.2.2.2. Sau thời gian đường hóa

Sơ đồ thiết kết thí nghiệm xác định nhiệt độ dịch
hóa thích hợp theo sơ đồ hình 1. Các thông số
tương tự mục b phần 2.2.2.4. Thí nghiệm nghiên
cứu thời gian đường hóa (giờ): 5,0; 6,0; 7,0; 8,0;
9,0. Sau thời gian đường hóa diệt enzyme, để
nguội xác định chỉ số Bx và DE để tìm ra nồng độ
enzyme amylase thích hợp.

Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(59).2017 89


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
2.2.3. Các phương pháp phân tích

3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

2.2.3.1. Xác định chỉ số DE

3.1. Kiểm tra chất lượng bột sắn

Xác định hàm lượng đường khử theo phương
pháp Bertrand

Kết quả phân tích một số thành phần hóa học bột
sắn được thể hiện trên bảng 1.

- Nguyên tắc: đường khử có khả năng khử ion
Cu2+ thành Cu+ kết tủa dưới dạng oxit đồng I màu
đỏ. Kết tủa Cu+ bằng Fe3+, và định lượng Fe3+
bằng KMnO4.

Bảng 1.Thành phần hóa học của bột sắn

- Tiến hành: Lấy 20 ml Fehling A, 20 ml Fehling B
và 20 ml dung dịch mẫu vào bình tam giác, lắc đều.
Đun sôi sau 3 phút, lắng, lọc và rửa bằng Fe2(SO4)3,
thu dịch lọc chuẩn độ bằng KMnO4 0,01N. Tra bảng
Bertrand tính lượng đường khử [4, 6].

- Chỉ số DE (Dextrose Equivalent): số gam tương
đương D-glucoza trong 100 g chất khô của sản
phẩm [3].
- Phân loại chỉ số DE [8]:
TT

1
2
3
4
5

Chỉ số DE

1÷20
20÷52
52
52÷<100
100

Loại đường

TT
1
2
3

- Nguyên tắc: Thủy phân tinh bột thành đường
glucose, xác định hàm lượng glucose để tính
lượng tinh bột.

- Tiến hành: Cân 2,0÷2,5 g mẫu, lọc loại bỏ đường
tan, bổ sung 25 ml HCl 5% để thủy phân tinh bột
bằng cách đun cách thủy hỗn hợp 3÷5 giờ (có nắp
sinh hàn). Trung hòa acid bằng NaOH 5% đến pH
5,5÷6,0. Kết tủa loại bỏ protein bằng Pb(CH3COO)2
10%. Lọc thu dịch và định lượng glucose bằng
phương pháp Bertran trên mục 2.2.3.1. Lượng
tinh bột bằng số miligam glucose nhân với hệ số
0,9 [4, 6].
2.2.3.3. Các chỉ số khác

Hàm lượng (%)
82,5
0,4
0,25

Từ bảng 1 cho thấy nguyên liệu bột sắn được
trồng tại Bắc Giang có hàm lượng tinh bột cao,
hàm lượng protein và lipid thấp nên là nguyên liệu
thích hợp dùng sản xuất đường maltose.
3.2. Kết quả nghiên cứu tỷ lệ nước bổ sung
Kết quả nghiên cứu tỷ lệ bột sắn/nước thu được
trên bảng 2.
Bảng 2. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước

Maltodextrin
Siro maltose
Maltose
Siro glucose
Đường glucose

2.2.3.2. Xác định hàm lượng tinh bột theo phương
pháp Bertrand

Thành phần
Tinh bột
Protein
Lipid

TT
1
2
3
4
5

Tỷ lệ

Nồng độ chất khô

Dextrose

(w/v)

hòa tan (Bx)

Equivalent (DE)

1:3
1:4

1:5
1:6
1:7

17,5
19,0
21,5
21,7
20,0

32,58
35,14
39,50
39,25
39,18

Kết quả bảng 2 cho thấy tỷ lệ nước bổ sung thấp
làm độ nhớt của dung dịch tăng, nồng độ cơ chất
lớn làm tốc độ phản ứng của enzyme giảm do
enzyme khó tiếp xúc với cơ chất. Điều này giải
thích cho thấy khi tỷ lệ nước thấp thì chỉ số Bx và
DE tăng nhưng khi tỷ lệ nước tăng chỉ số này lại
giảm. Nếu ta tiếp tục tăng hàm lượng nước thì
tốc độ phản ứng không tăng lại giảm do chất khô
không thay đổi chỉ bị pha loãng.
Xử lý số liệu bằng phần mềm SPSS cho phân tích
ANOVA với mức ý nghĩa ɑ=5% được kết quả sau:


Bx: 1:3a; 1:4b; 1:5c; 1:6c;1:7d

DE: 1:3a; 1:4b; 1:5c; 1:6d;1:7e

- Đo pH bằng bút đo pH pHep-HI98107- Hanna.

Như vậy có thể thấy với các tỷ lệ nước đã nghiên
cứu cho các chỉ số DE khác nhau ở mức ý nghĩa
ɑ=5%, còn chỉ số Bx có tỷ lệ 1:6 khác với tỷ lệ 1:7
nhưng không khác với tỷ lệ 1:5 ở mức ý nghĩa
α=5%. Do đó ta có thể lựa chọn tỷ lệ bột/nước là
1:5 hoặc 1:6 đều cho kết quả tốt, tuy nhiên nếu
tỷ lệ bột/nước càng cao thì lượng sản phẩm thu
được càng lớn và chất lượng không thay đổi. Từ
kết quả nghiên cứu có thể chọn tỷ lệ bột/nước là
1/6 là thích hợp nhất cho quá trình tiếp theo.

2.2.4. Xử lý số liệu

3.3. Kết quả nghiên cứu pH

Kết quả số liệu thực nghiệm thu được được xử lý
bằng phần mềm SPSS 20.0.

Sự phân ly khác nhau của mỗi phân tử protein ở
các giá trị pH khác nhau làm thay đổi tính chất của

- Xác định hàm lượng protein bằng phương pháp
Kejldahl [5].

- Xác định hàm lượng lipid bằng phương pháp
chiết Soxhlet [5].
- Xác định hàm lượng chất tan bằng Brix kế
REF107 - hãng Extech - Mỹ.

90 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(59).2017


LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
trung tâm liên kết cơ chất và trung tâm hoạt động
của phân tử enzyme dẫn đến giá trị xúc tác khác
nhau phụ thuộc vào giá trị pH, mỗi enzyme có một
khoảng pH tối ưu. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng
của pH thể hiện trên bảng 3.
Qua bảng 3 cho thấy pH=5,5 cho chỉ số Bx và DE
cao nhất. pH lớn hơn hoặc thấp hơn pH=5,5 đều
cho chỉ số Bx và DE thấp do ở các khoảng pH này
sự hoạt động của enzyme bị ức chế vì enzyme có
bản chất protein.
Bảng 3. Ảnh hưởng của pH tới quá trình thủy phân
bột sắn
TT

pH

Nồng độ chất
khô hòa tan (Bx)

Dextrose
Equivalent (DE)

1

4,0

17,0

24,26

2

4,5

18,4

30,52

3

5,0

19,7

34,78

4

5,5

21,5

39,04

5

6,0

19,5

34,51

Kết quả xử lý số liệu bằng phần mềm SPSS cho
phân tích ANOVA với mức ý nghĩa ɑ=5% được kết
quả sau:


Bx: 4,0a; 4,5b; 5,0c; 5,5d; 6,0c



DE: 4,0a; 4,5b; 5,0c; 5,5d; 6,0e

Kết quả xử lý số liệu cho thấy các giá trị trung
bình DE ở các giá trị pH khác nhau ở mức ý nghĩa
ɑ=5%, còn các giá trị trung bình Bx ở giá trị pH 5,0
và 6,0 là không khác nhau nhưng khác với tất cả
các giá trị pH còn lại. Tuy nhiên, tại giá trị pH 5,5
khi xử lý số liệu cho giá trị trung bình Bx và DE lớn
nhất và khác với tất cả các giá trị khác, do đó chúng
tôi lựa chọn pH=5,5 thích hợp nhất cho các nghiên

cứu tiếp theo.
3.4. Nghiên cứu chế độ dịch hóa
3.4.1. Nghiên cứu nồng độ enzyme
Nồng độ enzyme cũng là yếu tố quan trọng không
chỉ là thông số kỹ thuật còn ảnh hưởng đến lợi
ích kinh tế. Nồng độ enzyme cao quá trình dịch
hóa càng nhanh, tuy nhiên giá thành sản phẩm
sẽ tăng. Mặt khác, do enzyme có bản chất protein
nên trong dịch thủy phân chứa hàm lượng protein
cao ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm đường
maltose làm cho kẹo bị đục. Nếu hàm lượng
enzyme ít thời gian dịch hóa kéo dài và hiệu quả
thu hồi sản phẩm không cao. Kết quả bảng 4 thể
hiện rõ điều đó.

Bảng 4. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới quá
trình dịch hóa
TT

Nồng
độ
enzyme

Nồng độ chất
khô hòa tan
(Bx)

Dextrose
Equivalent
(DE)

1
2
3
4
5

0,08
0,09
0,10
0,11
0,12

17,5
18,7
21,7
21,9
22,0

15,20
18,46
20,26
20,35
20,52

Kết quả bảng 4 cho tỷ lệ enzyme dưới 0,10% cho
chỉ số Bx và DE thấp, khi tỷ lệ enzyme tăng cho
hai chỉ số này tăng nhưng nếu nồng độ enzyme
tiếp tục tăng ta thấy hai chỉ số này tăng không
đáng kể.

Kết quả xử lý số liệu bằng phần mềm SPSS cho
phân tích ANOVA với mức ý nghĩa ɑ=5% được kết
quả sau:
Nồng độ enzyme:


Bx: 0,08a; 0,09b; 0,10c; 0,11d; 0,12e



DE: 0,08a; 0,09b; 0,10c; 0,11c; 0,12c

Kết quả xử lý số liệu cho thấy các giá trị trung
bình Bx ở các nồng độ enzyme khác nhau ở mức
ý nghĩa ɑ=5%, còn các giá trị trung bình DE ở
nồng độ 0,10; 0,11; 0,12 không khác nhau ở mức
ý nghĩa ɑ=5%. Như vậy, ta có thể lựa chọn nồng
độ enzyme 0,10; 0,11; 0,12 cho kết quả như nhau,
tuy nhiên nồng độ enzyme cao ảnh hưởng đến chi
phí sản xuất và giá thành sản phẩm. Trên cơ sở
đó chúng tôi lựa chọn tỷ lệ enzyme 0,10% cho các
nghiên cứu tiếp theo.
3.4.2. Nghiên cứu nhiệt độ
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng có ảnh hưởng trực
tiếp tới hoạt lực của enzyme. Tốc độ phản ứng do
enzyme xúc tác chỉ tăng theo nhiệt độ trong thời
gian giới hạn nhất định mà ở đó phân tử protein
của enzyme vẫn còn bền chưa bị biến tính. Kết
quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá
trình dịch hóa được thể hiện trên bảng 5.

Bảng 5. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình
dịch hóa
TT
1
2
3
4
5

Nhiệt

Nồng độ chất

Dextrose

độ

khô hòa tan (Bx)

Equivalent (DE)

50
55
60
65
70

16,5
17,5
21,8

22,3
22,4

15,54
17,28
18,37
20,25
20,06

Kết quả ở bảng 5 cho thấy khi nhiệt độ tăng chỉ
số Bx và DE tăng, tuy nhiên khi nhiệt độ tiếp tục

Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(59).2017 91


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
tăng hai chỉ số này không tăng. Kết quả này là do
enzyme có bản chất protein nên ở nhiệt độ cao,
protein bị biến tính làm hoạt lực của enzyme giảm.

Bảng 6. Ảnh hưởng của thời gian tới quá trình
dịch hóa
Thời

Kết quả xử lý số liệu bằng phần mềm SPSS cho
phân tích ANOVA với mức ý nghĩa ɑ=5% được kết
quả sau:


Bx: 50a; 55b; 60c; 65d; 70d

DE: 50a; 55b; 60c; 65d; 70e

Kết quả xử lý số liệu cho thấy các giá trị trung bình
DE ở các nhiệt độ khác nhau ở mức ý nghĩa ɑ=5%,
còn các giá trị trung bình Bx ở nhiệt độ 65oC và
70oC không khác nhau ở mức ý nghĩa ɑ=5%. Ngoài
ra, bảng 5 cho thấy nhiệt độ 65oC quá trình dịch
hóa cho giá trị Bx và DE đạt giá trị cao nhất tuy tại
giá trị này chỉ số Bx không khác so với xử lý nhiệt
ở 70oC nhưng nhiệt độ thấp sẽ giảm chi phí cho
quá trình gia nhiệt đồng thời nhiệt độ này thuận
lợi cho quá trình đường hóa, vì vậy chúng tôi lựa
chọn nhiệt độ đường hóa 65oC cho các quá trình
tiếp theo.
3.4.3. Nghiên cứu thời gian

TT

(giờ)
1
2
3
4
5

Kết quả xử lý số liệu bằng phần mềm SPSS cho
phân tích ANOVA với mức ý nghĩa ɑ=5% được kết

quả sau:


Bx: 3.0a; 3.5b; 4.0c; 4.5c; 5.0c



DE: 3.0a; 3.5b; 4.0c; 4.5d; 5.0e

Kết quả xử lý số liệu cho thấy các giá trị trung
bình DE ở các thời gian khác nhau ở mức ý
nghĩa ɑ=5%, còn các giá trị trung bình Bx ở
thời gian 4,0; 4,5; 5,0 giờ không khác nhau ở
mức ý nghĩa ɑ=5%. Như vậy, có thể lựa chọn
các khoảng thời gian dịch hóa 4,0; 4,5 và 5,0
giờ cho kết quả như nhau, tuy nhiên thời gian
càng dài ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng thiết
bị và giá thành sản phẩm trong sản xuất, do đó
chúng tôi lựa chọn thời gian cho quá trình dịch
hóa là 4,0 giờ cho các nghiên cứu tiếp theo.

Nồng độ chất

Dextrose

khô hòa tan (Bx)

Equivalent (DE)

17,5

18,6
22,5
22,6
22,6

17,08
19,39
20,70
21,02
21,36

3,0
3,5
4,0
4,5
5,0

3.5. Nghiên cứu chế độ đường hóa
3.5.1. Nghiên cứu tỷ lệ enzyme
Bảng 7 cho thấy nồng độ enzyme tăng thì chỉ số
Bx và DE tăng, tuy nhiên khi nồng độ enzyme
tăng trên 0,05% cho chỉ số Bx và DE tăng không
đáng kể.
Bảng 7. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới quá
trình đường hóa

Thời gian cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng
đến quá trình thủy phân tinh bột, đặc biệt là công
đoạn dịch hóa vì thời gian ngắn thì dịch sẽ có độ
nhớt cao dẫn đến khó lọc và chỉ số DE thấp. Nếu

thời gian quá dài, quá trình thủy phân được triệt để
hơn, hàm lượng đường khử cao nhưng lại tiêu tốn
nhiều năng lượng và kéo dài thời gian sản xuất.
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm thể hiện trên
bảng 6 cho thấy thời gian dài chỉ số Bx và DE
tăng nhưng đến giới hạn nào đó thì thời gian
tăng nhưng chỉ số DE tăng không đáng kể.

gian

Nồng độ

Nồng độ

Dextrose

TT

enzyme

chất khô

Equivalent

1
2
3
4
5

(%)
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07

hòa tan (Bx)
18,6
22,6
23,5
23,7
23,8

(DE)
38,20
39,46
42,06
42,55
42,92

Kết quả xử lý số liệu bằng phần mềm SPSS cho
phân tích ANOVA với mức ý nghĩa ɑ=5% được kết
quả với nồng độ enzyme khác nhau:


Bx: 0,03a; 0,04b; 0,05c; 0,06c; 0,07c

DE: 0,03a; 0,04b; 0,05c; 0,06d; 0,07e

Kết quả xử lý số liệu cho thấy các giá trị trung
bình DE ở các nồng độ enzyme khác nhau ở
mức ý nghĩa ɑ=5%, còn các giá trị trung bình Bx
ở nồng độ enzyme 0,05%; 0,06%; 0,07% không
khác nhau ở mức ý nghĩa ɑ=5%. Do đó, có thể lựa
chọn ở các nồng độ 0,05%; 0,06%; 0,07% cho kết
quả như nhau, tuy nhiên nồng độ enzyme cao làm
tăng chi phí cho quá trình sản xuất. Do đó, chúng
tôi lựa chọn tỷ lệ enzyme 0,05% cho các nghiên
cứu tiếp theo.
3.5.2. Nghiên cứu nhiệt độ
Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng đáng kể đến hoạt
tính xúc tác của enzyme amylase trong quá trình
đường hóa. Nhiệt độ càng cao, phản ứng xúc
tác xảy ra càng mạnh và nhanh. Tuy nhiên, khi
nâng nhiệt độ lên quá cao, enzyme có khả năng

92 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(59).2017


LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
bị vô hoạt. Khi tiến hành nghiên cứu, chúng tôi thu
được kết quả trên bảng 8.
Bảng 8. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình
đường hóa
Nhiệt
TT

độ

1
2
3
4
5

(0C)
50
55
60
65
70

Kết quả bảng 9 cho thấy chỉ số DE và Bx tăng
lên theo thời gian. Tuy nhiên, nếu kéo dài thời
gian đường hóa chỉ số Bx và DE vẫn tăng nhưng
không đáng kể.
Kết quả xử lý số liệu bằng phần mềm SPSS cho
phân tích ANOVA với mức ý nghĩa ɑ=5% được kết
quả sau:

Nồng độ chất

Dextrose

khô hòa tan (Bx)

Equivalent (DE)

Bx: 5,0a; 6,0b; 7,0c; 8,0c; 9,0c

19,6
22,6
23,7
23,8
23,7

37,20
39,18
42,55
41,56
40,45



DE: 5,0a; 6,0b; 7,0c; 8,0c; 9,0c

Kết quả cho thấy khi nhiệt độ tăng trong khoảng
từ 50-70oC thì nhiệt độ tăng chỉ số Bx và DE tăng,
còn khi tiếp tục tăng nhiệt độ thì chỉ số Bx không
tăng nữa còn chỉ số DE giảm. Điều này chứng tỏ
nhiệt độ cao, enzyme bị vô hoạt, đường khử bắt
đầu tham gia phản ứng caramen hóa. Kết quả xử
lý số liệu bằng phần mềm SPSS cho phân tích
ANOVA với mức ý nghĩa ɑ=5% được kết quả sau:

Bx: 50a; 55b; 60c; 65c; 70c



DE: 50 ; 55 ; 60 ; 65 ; 70

Kết quả xử lý số liệu cho thấy các giá trị trung
bình DE ở các thời gian khác nhau ở mức ý nghĩa
ɑ=5%, còn các giá trị trung bình Bx ở thời gian
7,0; 8,0; 9,0 giờ không khác nhau ở mức ý nghĩa
ɑ=5%. Do đó có thể lựa chọn ở các khoảng thời
gian 7,0; 8,0; 9,0 giờ cho kết quả như nhau, tuy
nhiên thời gian kéo dài làm giảm hiệu quả sử dụng
thiết bị, tăng chi phí cho quá trình sản xuất. Do đó
nếu dựa vào hiệu quả kinh tế chúng tôi lựa chọn
thời gian đường hóa là 7,0 giờ.
Dịch đường thu được có chỉ số DE≈43 với hàm
lượng đường maltose cao sẽ có [10]:


9%: monosaccarid



43%: maltose

Kết quả xử lý số liệu cho thấy các giá trị trung bình
DE ở các nồng độ enzyme khác nhau ở mức ý
nghĩa ɑ=5%, còn các giá trị trung bình Bx ở nhiệt

độ 60oC, 55oC, 70oC không khác nhau ở mức ý
nghĩa ɑ=5%. Do đó có thể lựa chọn ở các nhiệt
độ 60oC, 65oC, 70oC cho kết quả như nhau, tuy
nhiên nhiệt độ cao làm tăng chi phí cho quá trình
sản xuất. Mặt khác nhiệt độ cao còn làm biến đổi
mạnh mẽ đường trong sản phẩm tạo màu không
tốt cho sản phẩm, do đó chúng tôi lựa chọn nhiệt
độ 60oC cho các nghiên cứu tiếp theo.



18%: maltosetriose và trisaccharides

3.5.3. Nghiên cứu thời gian

Từ nghiên cứu các yếu tố công nghệ chúng tôi đề
xuất quy trình trên sơ đồ hình 2.

a

b

c

c

c

Nghiên cứu xác định thời gian đường hóa tối thiểu
mà sản phẩm vẫn đạt chất lượng là điều kiện cần

thiết bởi thời gian càng kéo dài sẽ gây lãng phí
năng lượng. Khi tiến hành nghiên cứu cố định các
thông số thích hợp trong các nghiên cứu trước
chúng tôi tiến hành khảo sát thời gian đường hóa
thu được kết quả trong bảng 9.
Bảng 9. Ảnh hưởng của thời gian tới quá trình
đường hóa
TT

Thời
gian
(giờ)

Nồng độ
chất khô hòa
tan (Bx)

Dextrose
Equivalent (DE)

1
2
3
4
5

5,0
6,0
7,0
8,0

9,0

19,0
20,6
22,8
23,0
23,1

39,08
41,39
42,70
42,52
43.04


30%: oligosaccharides, maltotetraose và
polysaccarid bậc cao.
Như vậy, dịch đường sau thủy phân có hàm lượng
đường maltose khá cao 43%, ngoài ra còn maltose
bậc cao maltosetriose và maltotetraose. Với DE=52
thì sản phẩm sau thủy phân là dịch đường maltose
do vậy với DE=43 thì dịch sau thủy phân là dịch
đường maltose cao nhưng không triệt để.
3.6. Đề xuất quy trình sản xuất đường maltose
từ bột sắn

Bột sắn được kiểm tra các chỉ tiêu chất lượng
trước khi chế biến như độ ẩm <13%, hàm lượng
tinh bột >81%; độ pH 4,5÷7,0; tạp chất <0,05%;
tro <0,1%; protein <0,4%; lipid <0,2%.

Bột sau đó được ngâm rửa 3÷4 lần bằng nước
trong khoảng 30 phút để loại bỏ chất màu và vi
sinh vật. Sau đó, bột được hòa trộn với nước theo
tỷ lệ 1:5. Hòa đều tay sao cho bột không bị vón
cục tạo thành dịch huyền phù đồng nhất.
Do enzyme amylase không thủy phân tinh bột
chưa hồ hóa, do đó ta nâng nhiệt độ lên 70oC
trong 30 phút giúp tinh bột hút nước, trương nở
tạo điều kiện thuận lợi cho enzyme xúc tác. Sau
đó hạ nhiệt độ xuống 65oC và điều chỉnh pH=5,5
giúp enzyme amylase phá vỡ cấu trúc hạt tinh bột,
thủy phân tinh bột thành các dextrin, giảm độ nhớt
của dung dịch hồ hóa. Dịch hóa trong 4 giờ. Sau

Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(59).2017 93


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
đó tiếp tục điều chỉnh lên nhiệt độ 60oC để quá
trình đường hóa xảy ra.
Dung dịch tinh bột sau thủy phân bị sẫm màu do
các phản ứng phân hủy protein, các đường đơn,
phản ứng Mailard. Vì vậy, trước khi lọc đường
maltose bằng than hoạt tính, dung dịch được pha
loãng đến nồng độ chất khô 20% bổ sung than
hoạt tính với tỷ lệ 0,2%, pH=6,5, nhiệt độ 600C
trong thời gian 30 phút.
Lọc dịch đường chia làm hai giai đoạn. Lọc lần
1 giúp loại bỏ tinh bột sót và các chất không tan.
Lọc lần 2 giúp loại bỏ tạp chất, các chất không tan

và đặc biệt chất màu của đường. Sau đó đường
được đưa đi cô đặc ở điều kiện thường trong
khoảng 1 giờ đến độ ẩm 15%.

+ Xác định được pH thích hợp cho quá trình là 5,5.
- Xác định được điều kiện thích hợp cho quá trình
dịch hóa:
+ Nhiệt độ 65oC
+ Nồng độ enzyme 0,10%
+ Thời gian: 4 giờ.
- Xác định được điều kiện thích hợp cho quá trình
đường hóa:
+ Nhiệt độ 75oC
+ Nồng độ enzyme 0,05%
+ Thời gian: 7,0 giờ.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Hoàng Kim Anh, Ngô Kế Sương, Nguyễn Xuân
Liêm (2006). Tinh bột sắn và các sản phẩm từ tinh
bột sắn. NXB Khoa học và Kỹ thuật.
[2]. Nguyễn Đặng Thị Mỹ Duyên (2008). Nghiên cứu
sản xuất maltodextrin có chỉ số DE từ 15-17 ứng
dụng trong sản xuất sữa bột. Đề tài nghiên cứu
khoa học. Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật
TP. Hồ Chí Minh.
[3]. Trương Thị Minh Hạnh (2008). Nghiên cứu sản xuất
maltodextrin có DE<10 bằng phương pháp axit ở
nhiệt độ thấp (nhiệt độ phòng). Tạp chí Khoa học
Công nghệ, Trường Đại học Đà Nẵng, Số 3(26),
trang 58÷65.

[4]. Nguyễn Đức Lượng (chủ biên), Cao Cường,
Nguyễn Ánh Tuyết, Lê Thị Thủy Tiên, Tạ Thị Hằng,
Huỳnh Ngọc Oanh, Nguyễn Thúy Hương, Phan
Thị Huyền (2010). Công nghệ enzyme. NXB Đại
học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.
[5]. Nguyễn Văn Mùi (2007). Thực hành Hóa Sinh học.
NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
[6]. Trần Xuân Ngạch (2008). Công nghệ enzyme.
NXB Đại học Đà Nẵng.

Hình 1. Quy trình sản xuất đường maltose
từ bột sắn
4. KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài, chúng
tôi thu được một số kết quả như sau:
- Xác định được các thành phần hóa học cơ bản
của bột sắn được trồng tại Bắc Giang.
- Đã tìm ra được các thông số tốt nhất cho quá
trình thu hồi maltose: 
+ Xác định được tỷ lệ bột/nước thích hợp cho quá
trình hồ hóa bột sắn bột/nước là 1:6.

[7]. Roberto do Nascimento SILVA, Fábio Pereira
QUINTINO, Valdirene Neves MONTEIRO,
Eduardo Ramirez ASQUIERI (2010). Production of
glucose and fructose syrups from cassava (Manihot
esculentaCrantz) starch using enzymes produced
by microorganisms isolated from Brazilian Cerrado
soil. Ciênc. Tecnol. Aliment, vol. 30, no. 1.
[8]. T. H. Grenby* and M. Mistry (2000). Properties of

maltodextrins and glucose syrups in experimentsin
vitroand in the diets of laboratory animals, relating
to dental health. British Journal of Nutrition, v. 84,
p. 565÷574.
[9]. Regy Johnson and G. Padmaja (2013).
Comparative Studies on the Production of Glucose
and High Fructose Syrup from Tuber Starches.
International Research Journal of Biological
Sciences. Vol. 2(10), 68÷75.
[10]. Larry Hobbs (2009). Chemistry and Technology.
Chapter 21 Sweeteners from Starch: Production,
Properties and Uses. Elsevier Inc, p. 800÷816.

94 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 4(59).2017