Xem mẫu

GIỚI THIỆU LUẬN ÁN 1. Tính cấp thiết của luận án Tinh bột là polysaccarit ñược tìm thấy trong các loại, hạt, củ, quả của các loại cây trồng. Nó là nguồn nguyên liệu có khả năng tái tạo và gần như vô tận. Tinh bột cùng với protein và chất béo là một thành phần quan trọng bậc nhất trong chế ñộ dinh dưỡng của loài người cũng như nhiều loài ñộng vật khác. Ngoài ra, tinh bột còn là một trong những nguyên liệu, rẻ tiền, ñược ứng dụng rộng rãi cho nhiều nghành công nghiệp như công nghiệp giấy, thực phẩm, dệt… bởi những tính chất ñặc trưng ưu việt của nó. Tuy vậy, tinh bột tự nhiên vẫn còn hạn chế nhiều tính chất nên chưa ñáp ứng ñược những mục ñích sử dụng khác nhau trong nhiều lĩnh vực như không tan trong nước lạnh, mất ñộ nhớt và giảm khả năng làm ñặc sau khi nấu. Ngoài ra, sự thoái hóa xảy ra sau khi mất sự sắp xếp cấu trúc trên tinh bột hồ hóa, mà kết quả là sự tách nước trong hệ thống thực phẩm chứa nhiều tinh bột…. Do vậy, việc biến tính tinh bột ñược quan tâm rất lớn nhằm cải thiện tính chất của nó ñáp ứng nhu cầu sử dụng. Có rất nhiều phương pháp biến tính tinh bột khác nhau ñược chia thành nhiều lĩnh vực như: vật lý, hóa học, enzym. Việt Nam là một nước nông nghiệp, tinh bột rất dồi dào, trong ñó tinh bột sắn rất ñược quan tâm phát triển. Tuy vậy, chủ yếu sử dụng ở dạng nguyên liệu thô chưa biến tính, giá thành rẻ. Do vậy, cần phải biến tính ñể ñáp ứng các nhu cầu kỹ thuật và mụ ñích sử dụng khác nhau. Xuất phát từ thực tế này, ñề tài “Nghiên cứu biến tính tinh bột bằng một số tác nhân hóa học và ứng dụng” nhằm nâng cao giá trị của tinh bột sắn và ứng dụng. Với mục ñích: Biến tính tinh bột bằng một số tác nhân hóa học khác nhau, qua ñó làm thay ñổi tính chất của tinh bột ñáp ứng nhu cầu sử dụng khác nhau. 2. Nội dung nghiên cứu của luận án - Biến tính tinh bột bằng phương pháp phốt phát hóa và thử nghiệm trong thực phẩm. Trong ñó nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng như nhiệt ñộ, nồng ñộ, thời gian, pH, hàm lượng tinh bột... - Biến tính tinh bột sắn bằng axit, nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng và thử nghiệm làm tá dược. - Oxy hóa tinh bột sắn bằng natri hypoclorit, nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng như nhiệt ñộ, nồng ñộ, thời gian, pH, hàm lượng tinh bột… ứng dụng thử nghiệm hồ vải. - Biến tính bằng phương pháp ghép axit acrylic và acrylamit lên tinh bột và thử nghiệm trong xử lý nước. 3. Những ñóng góp mới của luận án - Lần ñầu tiên ở Việt Nam ñã tổng hợp ñược tinh bột phốt phát hóa làm cơ sở xây dựng quy mô pilot chế tạo vật liệu sạch sử dụng trong thực phẩm. 1 - ðã chế tạo ra tinh bột có trọng lượng phân tử thích hợp bằng phương pháp thủy phân ở quy mô pilot có chất lượng ñáp ứng yêu cầu dược ñiển. Sản phẩm ñã ñược sử dụng làm tá dược có chất lượng tốt. - ðã oxi hóa tinh bột bằng natri hypoclorit (sản phẩm phụ của nhà máy hóa chất Việt trì) tạo ra sản phẩm trung gian chế tạo AMS và hồ sợi. - ðã ghép tinh bột sắn bằng các monome ưa nước là phương pháp mới ñang ñược quan tâm hiện nay, tạo ra sản phẩm mới sử dụng cho quá trình keo tụ xử lý nước cho kết quả tốt và có khả năng phân hủy sinh học. 4. Bố cục của luận án Luận án gồm 146 trang với 34 bảng, 39 hình và bao gồm các phần: Mở ñầu (2 trang); Tổng quan (60 trang); Thực nghiệm (13 trang); Kết quả và thảo luận (64 trang); Kết luận (2 trang); Danh mục các công trình công bố của tác giả (11 công trình); Tài liệu tham khảo (18 trang). NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN ÁN Chương 1: Tổng quan ðã tập hợp ñược 157 tài liệu tham khảo về các nội dung và ñối tượng nghiên cứu của luận án gồm: Phốt phát hóa tinh bột bằng Natrihydrophotphat dodecahydrat với mục ñích ứng dụng cho thực phẩm sạch; Biến tính tinh bột bằng axit HCl ứng dụng làm tá dược trong công nghiệp dược phẩm; Oxy hóa tinh bột bằng Natri hypoclorit ứng dụng trong hồ sợi; Ghép monome axit acrylic và acrylamit lên tinh bột ứng dụng trong keo tụ sử lý nước. Chương 2: Thực nghiệm 2.1. Nguyên liệu và hóa chất Tinh bột sắn (Công ty lương thực Hà Tây), TLPT ~ 860.000 ñvc; Axit clohydric (HCl) 36%; Nước Javen sản phẩm phụ nhà máy Hoá chất Việt Trì có hàm lượng clo hoạt ñộng ~80g/l; Natrihydrophotphat dodecahydrat (Na2HPO4.12H2O)( Merk, ðức); Axit acrylic C3H4O2 (CH2=CH– COOH) (của hãng LG); Acrylamit C3H5NO (CH2=CH–CONH2) (PA- Trung Quốc). 2.2. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu Dụng cụ thủy tinh, hệ thống truyền nhiệt, nhiệt kế, máy ño ñộ nhớt Brookfield, cân phân tích, hút chân không, cốc thuỷ tinh, pipet, pH meter (Trung Quốc), tủ sấy chân không Karl Kolb và các dụng cụ khác.... Phổ hồng ngoại IR, phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR, nhiễu xạ tia X, phân tích nhiệt TGA, DSC, kính hiển vi ñiện tử quét SEM, máy quang phổ tán xạ laze Horiba và các thiết bị khác. 2 Chương 3: Kết quả và thảo luận 3.1. Phốt phát hóa tinh bột bằng natri hydrophotphat Trong nghiên cứu này tinh bột ñược phốt phát hóa bằng natri hydrophotphat, trong ñó các yếu tố ảnh hưởng như thời gian phản ứng, nhiệt ñộ, pH, tỷ lệ phốt phát /tinh bột lên tính chất của tinh bột phốt phát ñược nghiên cứu. * Hàm lượng tro Quá trình tro hoá ở nhiệt ñộ cao có thể làm thăng hoa các phân tử nhỏ như NaCl. Trong thí nghiệm này, quá trình tro hoá ñược tiến hành ở 525C, tại nhiệt ñộ này NaCl không bị thăng hoa. Kết quả ñược trình bày ở hình 3.1. Hình 3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol photphat/ glucozơ tới hàm lượng tro. Các kết quả cho thấy hàm lượng tro tăng khi tăng hàm lượng nhóm photphat. ðiều này là do hàm lượng tro có quan hệ mật thiết với nhóm photphat trên tinh bột trong phản ứng este hoá. * ðộ tan ðộ tan ở nhiệt ñộ phòng của tinh bột photphat ñược tổng hợp với các tỷ lệ mol photphat/glucozơ khác nhau ñược trình bày trên hình 3.2. 3 Hình 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol photphat/ glucozơ tới ñộ tan của tinh bột. Tăng ñộ thế quá cao lại làm giảm ñộ tan có thể là do hình thành các liên kết ngang trong mạch tinh bột. ðặc biệt trong trường hợp amylozơ hay amylopectin có trong tinh bột làm tăng quá trình nhiễu mạch. * ðộ trương Sự thay ñổi khả năng trương của tinh bột ở các ñộ thế khác nhau ñược trình bày trên hình 3.3. Hình 3.3. Ảnh hưởng của ñộ thế ñến khả năng trương của tinh bột Kết quả cho thấy tinh bột tự nhiên không có khả năng trương ở nhiệt ñộ phòng do lực liên kết giữa các phân tử tinh bột. Trong khi tinh bột photphat lại trương trong nước ở bất kỳ ñộ thế nào. Các kết quả này phù hợp với nghiên cứu của một số tác giả khi cho rằng hạt tinh bột photphat bắt ñầu trương ở ñộ thế khoảng 0,07. Việc ñưa nhóm photphat vào tinh bột có thể làm giảm các liên kết mạnh của cấu trúc lớp do ñó làm tăng cả ñộ tan và khả năng trương. * ðộ nhớt ðộ nhớt của hồ tinh bột photphat tại các giá trị ñộ thế khác nhau ñược xác ñịnh bằng nhớt kế quay Brookfield. Kết quả ñược trình bày trên hình 3.4. 4 Hình 3.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol photphat/glucozơ ñến ñộ nhớt của tinh bột. ðộ nhớt của hồ tinh bột photphat giảm khi tăng ñộ thế là do ñộ thế tăng làm cấu trúc giữa các hạt yếu ñi. Ngoài ra việc ñưa thêm nhóm photphat vào tinh bột còn làm giảm số liên kết hydro trên phân tử tinh bột. Tuy nhiên khi tỷ lệ mol photphat/ glucozơ quá cao làm tăng phản ứng tạo lưới, do ñó ñộ nhớt tăng. * ðộ bền lạnh ñông – tan giá ðộ bền lạnh ñông-tan giá của tinh bột photphat ở các tỷ lệ mol photphat/glucozơ khác nhau ñược ñưa ra ở bảng 3.1. Bảng 3.1. Ảnh hưởng của ñộ thế tới ñộ bền lạnh ñông - tan giá Tỷ lệ mol photphat/glucozơ 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 ... - tailieumienphi.vn
nguon tai.lieu . vn