Ảnh hưởng của một số loại đường đến các tính chất lưu biến của mesona blumes benth gum

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

Vật liệu

Mesona Blumes Benth (MBB) được thu mua từ chợ Bắc Ninh, phường Bình Thọ, quận Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh Lá MBB được sấy khô ở nhiệt độ 50 độ C trong 48 giờ, sau đó được cắt nhỏ và xay thành bột Sản phẩm cuối cùng được bảo quản trong bao PE ở nhiệt độ 30 độ C.

Các hóa chất được sử dụng: Ethanol 96 0 (VN-Chemsol Co., Việt Nam), NaHCO3

(dạng bột, Xilong Chemical Co., Trung Quốc), D-fructose, Sucrose, Maltose, Glucose,

H2SO4 đậm đặc 95 ~ 98% (Xilong Chemical Co., Trung Quốc), Phenol ≥ 99% (Xilong Chemical Co., Trung Quốc), NaOH 0.1N chuẩn, H2SO4 0.1N, HClO4 tinh khiết, Phenolphtalein.

Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp trích ly polysaccharide trong MBB

Lấy 5g mẫu lá dạng bột, trộn đều với 125 ml NaHCO3 0,14 mol/L và ổn định trong bể điều nhiệt 2 giờ ở 95°C Sau đó, dịch chiết được lọc qua rây (Φ = 125 μm) và cho kết tủa với ethanol 96% ở thể tích 70% trong 10 phút ở nhiệt độ phòng 25°C Gum thu được được sấy ở 45°C trong 48 giờ, nghiền thành bột và rây (Φ = 125 μm) Bột gum thu nhận được chính là gum mesona blumes (MBG).

Cách tính hiệu suất trích ly của các phương pháp:

Hiệu suất của trích của các phương pháp được tính bằng khối lượng sau khi sấy:

Trong đó: m1: 5g bột MBB ban đầu m2: Khối lượng bột gum sau khi sấy ở nhiệt độ 45 0 C trong 48 giờ

2.2.2 Xác định độ ẩm Độ ẩm của MBG được xác định bằng phương pháp TCVN 7035:2002

2.2.3 Xác định hàm lượng tro

Hàm lương tro tổng của MBG được xác định bằng phương pháp TCVN 8124:2009

2.2.4 Xác định hàm lượng protein tổng bằng phương pháp KJELDAHL

Dựa trên nguyên tắc đốt nóng mẫu với H2SO4 đậm đặc, các hợp chất hữu cơ sẽ bị oxy hóa thành CO2 và H2O, trong khi nitơ sẽ chuyển hóa thành NH3 Sau đó, NH3 được tách ra khỏi dung dịch bằng NaOH và thu hồi bằng H2SO4 0.1N dư Cuối cùng, lượng H2SO4 0.1N dư được định lượng bằng dung dịch NaOH 0.1N chuẩn, từ đó cho phép tính toán lượng nitơ có trong mẫu phân tích.

Để vô cơ hóa mẫu, đầu tiên cân chính xác 0.5000g bột gum và cho vào bình Kjendahl Tiếp theo, thêm 10ml H2SO4 và 10ml HClO4 vào bình Sau đó, đun trực tiếp trên bếp chuyên dụng cho đến khi dung dịch trong bình hoàn toàn trong suốt Cuối cùng, để mẫu sau khi đun nguội.

Để cất đạm, bạn cần chuyển toàn bộ mẫu sau khi vô cơ hóa vào bình định mức có dung tích 100ml Sau đó, lấy 10ml mẫu và cho vào ống phản ứng, trong khi đó, chuẩn bị một bình Erlen chứa 10ml H2SO4.

0.1N và tiến hành cất đạm bằng máy BUCHI Distillation Unit trong thời gian

Để xác định hàm lượng protein thô trong bột gum, lấy erlen ra khỏi máy và thêm 10 giọt phenolphtalein Sau đó, tiến hành chuẩn độ bằng NaOH 0.1N, từ đó suy ra hàm lượng Nitơ tổng trong mẫu.

2.2.5 Xác định hàm lượng đường tổng bằng phương pháp phenol- acid

Phương pháp đo màu

Màu sắc của gum Yanang được xác định bằng máy đo màu Minolta-CR400 của Nhật Bản, so sánh với mẫu trắng có các giá trị L* = 93.68, a* = -1.94 và b* = 5.07 Các giá trị L*, a*, b* lần lượt thể hiện độ sáng, độ đỏ và độ vàng của sản phẩm Từ đó, sự khác biệt về màu sắc ∆E được tính toán bằng công thức cụ thể.

∆E = √(𝐿 𝑖 − 𝐿 0 ) 2 + (𝑎 𝑖 − 𝑎 0 ) 2 + (𝑏 𝑖 − 𝑏 0 ) 2 Trong đó: L0, a0, b0 lần lượt là các giá trị L*, a*, b* của mẫu trắng

Li, ai, bi lần lượt là các giá trị L, a, b của mẫu Yanang gum.

Đo lưu biến

Chuẩn bị mẫu MBG (gum mesona blumes) với các loại đường glucose, fructose, sucrose, maltose ở nồng độ 10%, 20% và 30% Mẫu được bảo quản ở nhiệt độ 5°C trong 12 giờ, sau đó ổn định ở nhiệt độ phòng Sử dụng micropipette để hút 1ml mẫu và dàn đều trên đĩa Tiến hành đo và làm sạch đĩa cùng dụng cụ cảm biến trước và sau mỗi lần đo.

Tất cả các phép đo lưu biến được xác định trên một lưu biến kế HAAKE RS6000 (D-

Tại Karlsruhe, Đức (76227), cảm biến cone-plate C35/4 (đường kính 60mm, góc 𝛼 = 4°) được sử dụng để thực hiện các phép đo khảo sát dòng chảy và dao động cho các mẫu với nồng độ và loại đường khác nhau Tốc độ biến dạng được khảo sát trong khoảng từ 1 đến 400s^-1, cho thấy mối tương quan giữa độ nhớt biểu kiến và tốc độ biến dạng Các tính chất viscoelastic, bao gồm mô đun đàn hồi (G’) và mô đun mất mát (G”), được xác định thông qua khảo sát biên độ dao động nhỏ ở tần số từ 0,1 đến 15 Hz Trước khi tiến hành thí nghiệm, độ biến dạng đã được khảo sát ở tần số liên tục 0,1 Hz.

Để xác định các vùng độ nhớt tuyến tính, 16 khảo sát dao động đã được thực hiện tại giá trị biến dạng 0.02 (2%) và nhiệt độ cài đặt là 30 oC.

Hình 2.1: Lưu biến kế HAAKE RS6000

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Thành phần hóa học cơ bản và hiệu suất trích ly MGB

Bảng 3.1: Thành phần hóa học cơ bản có trong 100g bột MBG

Thành phần Hàm lượng (% w/w) Độ ẩm 9.100 ± 0.02

 Hiệu suất trích ly (MBG)

Hiệu suất trích ly polysaccharide từ lá sương sáo đã được báo cáo với các con số khác nhau trong các nghiên cứu trước đây, cụ thể là 29,4% (w/w) theo LS Lai và SJ Chao (2000), trong khi Yang và Huang (1990) ghi nhận 33,8% và 43,5% từ Đài Loan và Miaoli Sanhe, cũng như 15,66% từ Miaoli (Lai và cộng sự, 2000) Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy hiệu suất thu được là 22,45% Những kết quả này cho thấy hiệu suất trích ly polysaccharide có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường sống và tạp chất, dẫn đến sự khác biệt so với các loại gum sương sáo nghiên cứu ở các khu vực địa lý khác (Lai và cộng sự, 2000).

Bảng 3.2: Các giá trị màu sắc của MBG

Hình 3.1: Bột MBG (Mesona blumes gum)

3.3.1 Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng đến độ nhớt biểu kiến của MBG

Tốc độ biến dạng ảnh hưởng đến độ nhớt của các mẫu MBG khi bổ sung 10% glucose, 10% sucrose (S1), 10% fructose (F1) và 10% maltose (M1), như thể hiện trong hình 3.2 và hình 3.3.

Theo xu hướng trong hình 3.2, chúng tôi nhận thấy rằng đối với các mẫu G1, F1, M1 và S1, khi tốc độ biến dạng tăng, độ nhớt biểu kiến giảm, và sau đó không thay đổi Độ nhớt biểu kiến của các mẫu giảm theo thứ tự: F1 > G1 > M1 > S1 Đặc biệt, mẫu MBG khi bổ sung đường 10% cho thấy độ nhớt biểu kiến cao hơn với đường đơn (glucose, fructose) so với đường đôi (sucrose, maltose) Sự khác biệt này có thể do cấu trúc phân tử thay đổi khi bổ sung các loại đường khác nhau, dẫn đến độ nhớt khác nhau giữa các mẫu và giữa các loại đường.

Tốc độ cắt có ảnh hưởng đáng kể đến độ nhớt của các dung dịch MBG khi bổ sung 20% glucose (G2), 20% sucrose (S2), 20% fructose (F2) và 20% maltose (M2), như thể hiện trong hình 3.4 trang 23 và hình 3.4(tt) trang 24.

Theo hình 3.3, tại nồng độ đường bổ sung 20%, khi tốc độ biến dạng tăng, độ nhớt biểu kiến của các mẫu giảm dần, với mẫu F2 đạt giá trị cao nhất Mẫu G2, S2, M2 có độ nhớt biểu kiến giống nhau, trong khi mẫu bổ sung đường đôi (G2, M2) có giá trị lớn hơn Điều này cho thấy đường có khả năng giữ nước, và khi nồng độ chất tan tăng, độ nhớt cũng theo đó tăng lên.

Tốc độ cắt ảnh hưởng đáng kể đến độ nhớt của các dung dịch MBG với các loại đường bổ sung khác nhau, bao gồm 30% glucose (G3), 30% sucrose (S3), 30% fructose (F3) và 30% maltose (M3) Những ảnh hưởng này được minh họa rõ ràng trong hình 3.5 và hình 3.6.

Theo hình 3.4, tại nồng độ đường bổ sung 30%, khi tốc độ biến dạng tăng, độ nhớt biểu kiến giảm Các mẫu F3, M3, S3 có độ nhớt biểu kiến gần bằng nhau, trong khi mẫu G3 có độ nhớt biểu kiến thấp hơn so với các mẫu còn lại.

Khi tốc độ biến dạng tăng, độ nhớt biểu kiến của tất cả các mẫu giảm và không đổi khi tăng thêm Đặc biệt, đường fructose cải thiện độ nhớt biểu kiến của mẫu gum, đạt giá trị cao nhất với 10% bổ sung Theo nghiên cứu của Ahmad và Williams (1999), đường ribose với nhóm hydroxyl xích đạo ngăn chặn chuỗi sắp xếp lại, dẫn đến giảm độ nhớt, trong khi fructose có tác dụng ngược lại Đối với đường đôi như maltose và sucrose ở nồng độ 10%, độ nhớt biểu kiến của mẫu gum thấp hơn mẫu không bổ sung đường Tuy nhiên, khi nồng độ đường tăng lên 20% và 30%, độ nhớt biểu kiến của mẫu gum lại cao hơn mẫu không bổ sung Điều này xảy ra do đường cạnh tranh với nước, thúc đẩy tương tác giữa các phân tử polysaccharide, làm tăng độ nhớt; tính chất gel cũng tăng khi nồng độ chất tan cao.

Kết quả so sánh cho thấy các mẫu thuộc nhóm cơ lưu chất Bingham, dựa vào hình dạng đường độ nhớt biểu kiến Có ba loại nhóm lưu chất: Bingham, Herschel-Bulkley và shear thinning Chúng tôi xác định rằng MBG thuộc nhóm Bingham do giá trị độ nhớt biểu kiến của MBG cao hơn so với Herschel-Bulkley, với điều kiện 0 < n < 1.

Hình 3.2: Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng lên độ nhớt của các mẫu MBG, G1,

Chú thích các mẫu gum: mẫu MBG không chứa đường, mẫu G1 bổ sung 10% glucose, mẫu F1 bổ sung 10% fructose, mẫu M1 bổ sung 10% maltose, và mẫu S1 bổ sung 10% sucrose Các hình ảnh bên phải là hình phóng to, thể hiện tốc độ biến dạng từ 1 đến 100 (1/s) và độ nhớt biểu kiến từ 0 đến 4 (Pas) tương ứng với hình bên trái.

0 200 400 600 độ nh ớt biểu kiến (P a s) tốc độ biến dạng (1/s)

0 50 100 độ nh ớt biểu kiến (P a s) tốc độ biến dạng (1/s)

0 200 400 600 độ nhớ t bi ểu ki ến (Pa.s ) tốc độ biến dạng (1/s)

0 50 100 độ nh ớt biểu kiến (P a s ) tốc độ biến dạng (1/s)

0 200 400 600 độ nhớ t bi ểu ki ến (Pa.s) tốc độ biến dạng (1/s)

Hình 3.3 (tt): Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng lên độ nhớt của các mẫu MBG, G1,

Mẫu MBG là loại gum không chứa đường, trong khi mẫu G1 bổ sung 10% glucose, mẫu F1 bổ sung 10% fructose, mẫu M1 bổ sung 10% maltose, và mẫu S1 bổ sung 10% sucrose Các hình bên phải minh họa sự phóng to tại đoạn có tốc độ biến dạng từ 1 đến 100 (1/s) và độ nhớt biểu kiến từ 0 đến 4 (Pas), tương ứng với hình bên trái.

0 200 400 600 độ nhớt bi ểu ki ến (Pa.s ) tốc độ biến dạng (1/s)

Hình 3.4: Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng lên độ nhớt của các mẫu MBG, G2, S2,

Mẫu MBG là loại gum không chứa đường, trong khi mẫu G2 bổ sung 20% glucose, mẫu F2 bổ sung 20% fructose, mẫu M2 bổ sung 20% maltose và mẫu S2 bổ sung 20% sucrose Các hình ảnh bên phải minh họa sự biến đổi với tốc độ biến dạng từ 1 đến 100 (1/s) và độ nhớt biểu kiến từ 0 đến 4 (Pa.s) tương ứng với hình bên trái.

0 200 400 600 độ nh ớt biểu k iến ( Pa s ) tốc độ biến dạng (1/s)

Mẫu MBG là loại gum không chứa đường, trong khi mẫu G2 bổ sung 20% glucose Mẫu F2 có 20% fructose, mẫu M2 chứa 20% maltose, và mẫu S2 là gum có 20% sucrose Các hình ảnh bên phải minh họa sự biến dạng từ 1 đến 100 (1/s) và độ nhớt biểu kiến từ 0 đến 4 (Pa.s) tương ứng với hình bên trái.

0 200 400 600 độ nhớt bi ểu ki ến( Pa.s ) tốc độ biến dạng (1/s)

Hình 3.5: Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng lên độ nhớt của các mẫu MBG, G3, S3, F3,

Mẫu MBG là loại gum không chứa đường, trong khi mẫu G3 có bổ sung 30% glucose, mẫu F3 bổ sung 30% fructose, mẫu M3 có 30% maltose, và mẫu S3 bổ sung 30% sucrose Hình ảnh bên phải minh họa sự phóng to tại đoạn có tốc độ biến dạng từ 1 đến 100 (1/s) và độ nhớt biểu kiến từ 0 đến 4 (Pa.s), tương ứng với hình bên trái.

Mẫu MBG là loại gum không bổ sung đường, trong khi mẫu G3 chứa 30% glucose, mẫu F3 bổ sung 30% fructose, mẫu M3 có 30% maltose, và mẫu S3 bổ sung 30% sucrose Các hình ảnh bên phải thể hiện sự phóng to của đoạn có tốc độ biến dạng từ 1 đến 100 (1/s) và độ nhớt biểu kiến từ 0 đến 4 (Pa.s) tương ứng với hình bên trái.

Đo lưu biến

3.3.1 Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng đến độ nhớt biểu kiến của MBG

Tốc độ biến dạng có ảnh hưởng đáng kể đến độ nhớt của các mẫu MBG khi bổ sung 10% glucose, 10% sucrose (S1), 10% fructose (F1) và 10% maltose (M1), như thể hiện trong hình 3.2 và hình 3.3.

Theo xu hướng hình 3.2, các mẫu G1, F1, M1 và S1 cho thấy rằng khi tốc độ biến dạng tăng, độ nhớt biểu kiến giảm, và sau đó giữ ổn định Độ nhớt biểu kiến giảm dần theo thứ tự: F1 > G1 > M1 > S1 Đặc biệt, mẫu MBG khi bổ sung đường 10% cho thấy độ nhớt biểu kiến cao hơn với đường đơn (glucose, fructose) so với đường đôi (sucrose, maltose) Sự khác biệt này có thể do cấu trúc phân tử của các loại đường khác nhau, ảnh hưởng đến độ nhớt giữa các mẫu và giữa đường đơn và đường đôi.

Tốc độ cắt có ảnh hưởng đáng kể đến độ nhớt của các dung dịch MBG khi bổ sung 20% glucose (G2), 20% sucrose (S2), 20% fructose (F2) và 20% maltose (M2), như được thể hiện trong hình 3.4 và hình 3.4(tt) trên trang 23 và trang 24.

Khi nồng độ đường bổ sung đạt 20%, độ nhớt biểu kiến của các mẫu giảm dần theo tốc độ biến dạng, với mẫu F2 có giá trị cao nhất Mẫu G2, S2, M2 đều có độ nhớt biểu kiến tương đương, trong đó mẫu bổ sung đường đôi (G2, M2) có độ nhớt lớn hơn Điều này cho thấy khả năng giữ nước của đường, và khi nồng độ chất tan tăng, độ nhớt cũng theo đó tăng lên.

Tốc độ cắt có ảnh hưởng đáng kể đến độ nhớt của các dung dịch MBG khi bổ sung 30% glucose (G3), 30% sucrose (S3), 30% fructose (F3) và 30% maltose (M3), như được thể hiện trong hình 3.5 và hình 3.6.

Theo hình 3.4, khi nồng độ đường bổ sung đạt 30%, độ nhớt biểu kiến giảm khi tốc độ biến dạng tăng Các mẫu F3, M3, S3 có độ nhớt biểu kiến tương đương, trong khi mẫu G3 có độ nhớt biểu kiến thấp hơn các mẫu khác.

Khi tốc độ biến dạng tăng, độ nhớt biểu kiến của tất cả các mẫu giảm, nhưng khi tăng thêm, độ nhớt biểu kiến giữ nguyên Đặc biệt, đường fructose cải thiện độ nhớt biểu kiến của mẫu gum, đạt giá trị cao nhất khi bổ sung 10% đường fructose Theo nghiên cứu của Ahmad và Williams (1999), đường có nhóm hydroxyl trục như fructose giúp ngăn chặn sự sắp xếp lại của chuỗi phân tử, từ đó làm tăng độ nhớt Đối với đường đôi như maltose và sucrose, ở nồng độ 10%, độ nhớt biểu kiến của mẫu gum thấp hơn so với mẫu không bổ sung đường Tuy nhiên, khi nồng độ đường tăng lên 20% và 30%, độ nhớt biểu kiến của mẫu gum lại cao hơn Điều này xảy ra do đường cạnh tranh với nước, thúc đẩy tương tác giữa các phân tử polysaccharide và làm tăng độ nhớt khi nồng độ chất tan tăng.

Kết quả so sánh với đường độ nhớt biểu kiến cho thấy các mẫu thuộc nhóm cơ lưu chất Bingham Theo hình dạng đường độ nhớt biểu kiến, có ba loại nhóm lưu chất: Bingham, Herschel-Bulkley và shear thin Chúng tôi nhận định rằng MBG thuộc nhóm cơ lưu chất Bingham do giá trị độ nhớt biểu kiến của MBG cao hơn Herschel-Bulkley (0 < n < 1).

Hình 3.2: Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng lên độ nhớt của các mẫu MBG, G1,

Mẫu MBG là mẫu gum không chứa đường, trong khi các mẫu G1, F1, M1 và S1 lần lượt bổ sung 10% glucose, fructose, maltose và sucrose Hình ảnh bên phải cho thấy sự phóng to của các mẫu gum với tốc độ biến dạng từ 1 đến 100 (1/s) và độ nhớt biểu kiến từ 0 đến 4 (Pas), tương ứng với hình bên trái.

0 200 400 600 độ nhớ t bi ểu ki ến (Pa.s ) tốc độ biến dạng (1/s)

Mẫu MBG là loại gum không chứa đường, trong khi mẫu G1 bổ sung 10% glucose, mẫu F1 bổ sung 10% fructose, mẫu M1 bổ sung 10% maltose, và mẫu S1 bổ sung 10% sucrose Các hình ảnh bên phải minh họa sự phóng to, thể hiện mối quan hệ giữa tốc độ biến dạng từ 1 đến 100 (1/s) và độ nhớt biểu kiến từ 0 đến 4 (Pas) so với hình bên trái.

0 200 400 600 độ nhớt bi ểu ki ến (Pa.s ) tốc độ biến dạng (1/s)

Hình 3.4: Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng lên độ nhớt của các mẫu MBG, G2, S2,

Mẫu MBG là loại gum không bổ sung đường, trong khi mẫu G2 có 20% glucose, mẫu F2 chứa 20% fructose, mẫu M2 bổ sung 20% maltose, và mẫu S2 có 20% sucrose Hình ảnh bên phải minh họa sự phóng to tại đoạn có tốc độ biến dạng từ 1 đến 100 (1/s) và độ nhớt biểu kiến từ 0 đến 4 (Pa.s) tương ứng với hình bên trái.

0 200 400 600 độ nh ớt biểu k iến ( Pa s ) tốc độ biến dạng (1/s)

Mẫu MBG là loại gum không chứa đường, trong khi mẫu G2 bổ sung 20% glucose, mẫu F2 bổ sung 20% fructose, mẫu M2 bổ sung 20% maltose, và mẫu S2 bổ sung 20% sucrose Các hình ảnh bên phải hiển thị phóng to với tốc độ biến dạng từ 1 đến 100 (1/s) và độ nhớt biểu kiến từ 0 đến 4 (Pa.s), tương ứng với hình bên trái.

0 200 400 600 độ nhớt bi ểu ki ến( Pa.s ) tốc độ biến dạng (1/s)

Hình 3.5: Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng lên độ nhớt của các mẫu MBG, G3, S3, F3,

Mẫu MBG là loại gum không chứa đường, trong khi mẫu G3, F3, M3 và S3 lần lượt bổ sung 30% glucose, fructose, maltose và sucrose Hình ảnh bên phải minh họa sự phóng to của các mẫu với tốc độ biến dạng từ 1 đến 100 (1/s) và độ nhớt biểu kiến từ 0 đến 4 (Pa.s), tương ứng với hình bên trái.

Mẫu MBG là loại gum không có đường, trong khi mẫu G3 chứa 30% glucose, mẫu F3 bổ sung 30% fructose, mẫu M3 có 30% maltose, và mẫu S3 chứa 30% sucrose Các hình ảnh bên phải cho thấy sự phóng to của đoạn có tốc độ biến dạng từ 1 đến 100 (1/s) và độ nhớt biểu kiến từ 0 đến 4 (Pa.s), tương ứng với hình bên trái.

3.3.2 Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng lên ứng suất trướt của các mẫu MBG không bổ sung đường và các mẫu gum có bổ sung đường glucose, fructose, maltose, sucrose

Định dạng
Số trang	55
Dung lượng	3,69 MB