Các hóa chất và nguyên liệu đầu được sử dụng trong luận án và độ tinh khiết, xuất xứ của chúng được đưa ra ở Bảng 2.1.
Bảng 2.1. Các hóa chất và nguyên liệu đầu sử dụng trong luận án
STT Hóa chất Độ tinh khiết Xuất xứ
1 Ca(OH)2, H3PO4 PA Xilong (Trung Quốc)
2 D-glucozơ, CuSO4.5H2O, KNaC4H4O6.4H2O, NH4H2PO4 PA Merck (Đức)
3 Etanol 98o Tinh khiết Công ty Đức Giang
(Việt Nam) 4 Tinh bột sắn (TBS) Tinh khiết Công ty Minh Dương
(Việt Nam) 5 Tinh bột tan (TB) Tinh khiết Xilong (Trung Quốc) 6 Maltodextrin (MD)
với DE 12, 20, 25 Tinh khiết
Viện Công Nghệ Thực phẩm (Việt Nam)
7 Maltodextrin (MD)
với DE 14-19 Tinh khiết Aldrich (Mỹ)
8 Alginat (alg) Tinh khiết
Viện NC và ƯD Công nghệ Nha Trang-Viện HLKH&CN (Việt
Nam)
Xác định đương lượng đường khử (DE) của tinh bột và các maltodextrin Hầu hết các phương pháp xác định DE của các maltodextrin dựa trên sự khử các ion kim loại. Theo phương pháp [188], DE được xác định dựa vào sự khử ion đồng (II) bởi các polysaccarit trong dung dịch Fehling. Phương pháp này được thực hiện theo bốn bước.
Bước 1. Chuẩn bị dung dịch Fehling:
- Dung dịch Feihling A: Hòa tan 34,64 g CuSO4.5H2O vào nước cất trong bình định mức 500 ml, sau đó thêm nước cất tới vạch định mức.
- Dung dịch Feihling B: Hòa tan 173 g KNaC4H4O6.4H2O và 50 g NaOH trong bình định mức, sau đó thêm nước cất tới vạch định mức.
Để có dung dịch Feihling cần trộn 25 ml dung dịch A và 25 ml dung dịch B ngay trước khi sử dụng.
Bước 2. Chuẩn độ dung dịch Fehling: dung dịch Fehling được xác định chính xác nồng độ bằng phương pháp chuẩn độ với glucozơ [188].
Bước 3. Chuẩn bị dung dịch polysaccarit:
- Xác định độ ẩm: Cân chính xác 10 g polysaccarit cần phân tích và sấy trong tủ sấy chân không ở 70oC trong 4 giờ. Sau đó, mẫu được cân lại và độ ẩm được tính theo công thức:
Trong đó, m (g) là khối lượng mẫu sau khi sấy.
- Pha dung dịch polysaccarit: Cân chính xác một lượng polysaccarit (đã biết độ ẩm) và cho vào bình định mức 500 ml. Thêm khoảng 200 ml nước nóng và lắc cho tan hết, rồi để nguội. Bổ sung nước cất đến vạch định mức. Ở đây, khối lượng polysaccarit được sử dụng sao cho khi chuẩn độ, thể tích dung dịch polysaccarit tiêu tốn nằm trong khoảng từ 15 đến 25 ml.
Bước 4. Xác định DE:
- Tiến hành chuẩn độ bằng thuốc thử Fehling tương tự như đối với dung dịch glucozơ. Giá trị DE được tính theo công thức sau:
Trong đó, V (ml) là thể tích dung dịch polysaccarit tiêu tốn, ms (g) là khối (10 – m) 100 Độ ẩm = (2.1) 10 500 . 0,12 . 100 % Đường khử = (2.2) V . ms % Đường khử . 100 DE = (2.3) 100 - độ ẩm
lượng mẫu polysaccarit. Kết quả xác định DE của TBS, TB và các MD được đưa ra ở Bảng 2.2.
Bảng 2.2. Đương lượng đường khử (DE) của các polysaccarit
Polysaccarit TBS TB MD12 MD16
(Merck) MD20 MD25
DE 0 1,5 12 16 20 25
Điều chế oligome của alginat
Quy trình thực nghiệm điều chế oligome từ alginat được thực hiện theo các nghiên cứu [118, 119], trình bày ở Hình 2.1 và được mô tả chi tiết như sau:
Khuấy 10 g alginat trong 200 ml axit H3PO4 đậm đặc nồng độ 85% và để yên ở nhiệt độ phòng trong 6 ngày. Lọc để tách phần không tan (kí hiệu A1), rửa cẩn thận nhiều lần bằng nước cất để loại axit dư. Đổ từ từ phần dịch lọc vào 400 ml nước cất. Kết tủa tạo thành được lọc tách tạo thành oligome A2. Các khối GG không bị thủy phân, nên oligoalginat A1 giàu các khối GG nhất. Các khối MM hòa tan tốt trong H3PO4 và kết tinh tốt trong nước, thu được oligoalginat A2.
Hình 2.1. Quy trình điều chế oligome từ alginat [118, 119]
Alginat
H3PO4 đậm đặc,
Hỗn hợp alginat và axit ở nhiệt độ phòng 6 ngày Kết tủa (A1)
Dịch lọc
Nước cất Kết tủa (A2)
Khối lượng phân tử trung bình (Mw) và độ phân tán khối lượng phân tử (PDI)
Khối lượng phân tử trung bình (Mw) và độ phân tán khối lượng phân tử (PDI) của các polysaccarit được đo bằng phương pháp sắc ký thẩm thấu gel (Gel permeation chromatography – GPC). Sắc ký thẩm thấu gel là phương pháp phân tích hữu hiệu, nhanh chóng Mw và PDI các polyme. Ban đầu, mẫu được bơm vào cột sắc ký qua hệ thống bơm. Cột sắc ký với pha tĩnh là các vật liệu có cấu trúc xốp, vì thế trong cột sắc ký, ngoài lỗ trống giữa các hạt còn có cả lỗ trống bên trong các hạt. Khi mẫu được chạy qua cột, những phân tử có khối lượng nhỏ, ngoài việc chạy qua các lỗ giữa các hạt, chúng còn phải đi qua lỗ của chính các hạt vật liệu pha tĩnh. Vì thế, phân tử có khối lượng nhỏ sẽ đi ra khỏi cột chậm hơn, tức là thời gian lưu lớn hơn. Dựa vào thời gian lưu này, so sánh với mẫu chuẩn để từ đó xác định được khối lượng phân tử của polyme.
Polyme chứa các mạch phân tử có độ dài khác nhau, vì thế khối lượng phân tử được biểu diễn bằng khối lượng phân tử trung bình khối (Mw) và khối lượng phân tử trung bình số (Mn). Tỉ lệ giữa Mw/Mn thể hiện mức độ phân tán khối lượng phân tử và được kí hiệu PDI (polydispersity index).
Trong luận án, khối lượng phân tử trung bình và độ phân tán khối lượng phân tử của các polysaccarit được đo trên máy HP-GPC 1100 Agilent, detector RI GI362A, dùng cột Ultrahydrgel 250 & 2000 Å, nhiệt độ cột là 40oC, chất chuẩn: Pullulan có khối lượng phân tử 700 4.000.000 Dalton, tốc độ dòng là 1 ml/phút, tại Phòng Phân tích Trung tâm, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh. Khối lượng phân tử trung bình và độ phân tán khối lượng phân tử của các polysaccarit được trình bày trong Bảng 2.3.
Bảng 2.3. Khối lượng phân tử trung bình (Mw) và độ phân tán khối lượng phân tử (PDI) của các polysaccarit
Polysaccarit TBS TB MD12 MD16
(Merck) MD20 MD25 alg A1 A2
Mw (g/mol) 215000 110300 93300 67900 53700 43800 362000 5890 5750
Số liệu ở Bảng 2.3 cho thấy, trong dãy các polysaccarit là dẫn xuất của tinh bột, tinh bột sắn (DE 0) có khối lượng phân tử lớn nhất, DE càng cao, khối lượng phân tử trung bình càng thấp. Alginat ban đầu có khối lượng phân tử trung bình tương đối lớn. Kết quả này cũng phù hợp với các nghiên cứu khác là alginat có nguồn gốc từ rong sinh trưởng ở vùng nhiệt đới thường có khối lượng phân tử lớn [118, 119]. Từ giá trị khối lượng phân tử của các oligoalginat thấy rằng alginat đã được phân cắt tốt tạo thành các oligome. Mức độ phân tán khối lượng phân tử của các polysaccarit là khá lớn.