Luận án tiến sĩ hóa học: Biến tính tinh bột từ nguồn không phổ biến - Nghiên cứu của Lê Thị Hồng Thúy

Luận án hóa học: biến tính tinh bột từ nguồn ít phổ biến, thăm dò ứng dụng. Khám phá tiềm năng vật liệu mới.

Trường ĐH
Học viện Khoa học và Công nghệ
Chuyên ngành
Hóa hữu cơ
Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sỹ

Năm xuất bản

Số trang

232

Thời gian đọc

35 phút

Lượt xem

1

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

50 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
1. Biến tính tinh bột từ nguồn không phổ biến hiện nay
Số trang:
232 trang
Trường:
Học viện Khoa học và Công nghệ
Chuyên ngành:
Hóa hữu cơ
Tác giả:
Năm:

Tóm tắt nội dung luận án

I. Biến tính tinh bột từ nguồn không phổ biến hiện nay

Xu hướng nghiên cứu vật liệu xanh đang thúc đẩy việc biến tính tinh bột từ nguồn không phổ biến. Các nguồn nguyên liệu truyền thống như ngô, sắn hay khoai tây đang chịu áp lực lớn từ ngành an ninh lương thực. Do đó, việc tìm kiếm nguồn thay thế mang tính cấp thiết cao. Tinh bột không truyền thống mở ra hướng đi bền vững cho ngành công nghiệp hóa chất. Nhiều loại hạt và củ bản địa sở hữu hàm lượng tinh bột dồi dào. Chúng ít cạnh tranh trực tiếp với chuỗi cung ứng lương thực chính của con người. Quá trình biến tính cấu trúc phân tử giúp nâng cao các đặc tính cơ lý và hóa học. Vật liệu sau biến tính đáp ứng tốt các tiêu chuẩn kỹ thuật khắt khe trong sản xuất. Nghiên cứu này tập trung giải quyết bài toán tối ưu hóa nguồn tài nguyên sinh học sẵn có.

1.1. Thực trạng nghiên cứu tinh bột không truyền thống

Nhu cầu sử dụng tinh bột không truyền thống tăng trưởng nhanh trong những năm gần đây. Các nhà khoa học tập trung đánh giá cấu trúc phân tử của amylose và amylopectin trong các nguồn nguyên liệu mới. Tinh bột tự nhiên thường có nhược điểm như độ bền nhiệt kém, dễ thoái hóa và độ hòa tan hạn chế. Biến tính cấu trúc giúp khắc phục hoàn toàn các giới hạn vật lý này. Các công bố khoa học quốc tế ghi nhận sự gia tăng mạnh mẽ về số lượng đề tài liên quan. Xu hướng này tạo nền tảng vững chắc để phát triển sản phẩm công nghiệp giá trị cao. Việc tận dụng nguồn tinh bột mới giúp đa dạng hóa chuỗi cung ứng vật liệu sinh học.

1.2. Giá trị kinh tế của tinh bột từ củ sen và dong riềng

Tinh bột dong riềng và tinh bột củ sen là hai nguồn nguyên liệu có giá trị kinh tế nổi bật. Củ dong riềng chứa hàm lượng tinh bột cao, độ nhớt tốt và khả năng tạo gel bền vững. Tinh bột củ sen sở hữu kích thước hạt mịn, độ trong cao và tính tương thích sinh học tốt. Cả hai loại tinh bột này đều dễ dàng biến đổi cấu trúc qua các phản ứng hóa học thông thường. Chi phí canh tác hai loại cây này tương đối thấp tại khu vực nhiệt đới. Nguồn sinh khối dồi dào giúp giảm giá thành sản xuất nguyên liệu thô. Việc thương mại hóa các dẫn xuất tinh bột từ củ sen và dong riềng mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt.

II. Thu hồi tinh bột phụ phẩm nông nghiệp giàu tiềm năng

Thu hồi tinh bột phụ phẩm nông nghiệp là giải pháp kép cho kinh tế và môi trường. Quá trình chế biến nông sản tại Việt Nam tạo ra hàng triệu tấn phế phụ phẩm mỗi năm. Hạt trái cây và củ quả loại thải chứa lượng lớn hydrat cacbon chưa được khai thác. Việc bỏ phí các phụ phẩm này gây ô nhiễm môi trường và lãng phí tài nguyên sinh học. Tách chiết tinh bột từ phụ phẩm giúp tạo chuỗi giá trị gia tăng tuần hoàn. Tinh bột thu hồi đạt độ tinh khiết cao sau các công đoạn rửa và ly tâm. Nguồn nguyên liệu này có tiềm năng thay thế trực tiếp tinh bột thương phẩm trong nhiều ứng dụng kỹ thuật hiện đại.

2.1. Khai thác tinh bột hạt mít và hạt sầu riêng bỏ đi

Tinh bột hạt mít và tinh bột hạt sầu riêng là hai nguồn phụ phẩm tiềm năng bậc nhất. Ngành công nghiệp chế biến mít và sầu riêng sấy thải ra lượng hạt khổng lồ mỗi vụ mùa. Hạt mít chứa hàm lượng tinh bột chiếm từ bốn mươi đến năm mươi phần trăm khối lượng khô. Tinh bột hạt sầu riêng có cấu trúc hạt đồng đều và độ trương nở vượt trội. Quy trình thu hồi tinh bột hạt bao gồm các bước bóc vỏ, nghiền mịn, lọc bã và sấy khô. Tinh bột hạt mít có màu trắng ngà và hàm lượng amylose thích hợp cho các phản ứng biến tính. Đây là nguồn nguyên liệu sạch, giá rẻ và sẵn có quanh năm.

2.2. Đặc tính hóa lý của tinh bột chuối xanh tự nhiên

Tinh bột chuối xanh sở hữu hàm lượng tinh bột kháng tiêu hóa rất dồi dào. Chuối xanh không đạt tiêu chuẩn xuất khẩu là nguồn nguyên liệu phong phú cho quá trình chiết xuất. Hạt tinh bột chuối có hình dạng bầu dục đặc trưng với bề mặt nhẵn mịn. Cấu trúc tinh thể dạng B hoặc C mang lại độ bền cơ học cao trong môi trường acid. Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột chuối xanh dao động trong khoảng thích hợp cho gia công nhiệt. Sau khi trích ly, tinh bột giữ được độ ổn định nhiệt và khả năng liên kết nước cao. Đây là tiền đề lý tưởng để thực hiện các phản ứng biến tính hóa học tiếp theo.

III. Biến tính hóa học tinh bột bằng phản ứng ether hóa

Biến tính hóa học tinh bột nhằm thay đổi các liên kết hydroxyl trên mạch polymer anhydroglucose. Phản ứng ether hóa là phương pháp phổ biến để gắn các nhóm chức ưa nước vào khung tinh bột. Quá trình này giúp nâng cao độ hòa tan của tinh bột trong nước lạnh. Đồng thời, phản ứng ngăn chặn hiện tượng thoái hóa gel và tăng độ bền dung dịch. Tác nhân phản ứng thường gặp là natri monocloaxetat hoặc axit monocloaxetic trong môi trường kiềm. Dung môi phản ứng gồm hỗn hợp cồn ethanol hoặc isopropanol nhằm duy trì dạng hạt. Sản phẩm tạo thành có tính chất lưu biến ổn định và khả năng tạo màng dẻo dai.

3.1. Cơ chế phản ứng ether hóa tạo carboxymethyl starch

Cơ chế phản ứng ether hóa tạo carboxymethyl starch diễn ra qua hai giai đoạn chính. Giai đoạn đầu tiên là quá trình kiềm hóa các nhóm hydroxyl tự do bằng natri hydroxit. Phản ứng tạo ra phức alkoxit hoạt động trên mạch phân tử tinh bột. Giai đoạn thứ hai là phản ứng thế nucleophil giữa alkoxit với natri monocloaxetat. Nhóm carboxymethyl mang điện tích âm được gắn trực tiếp vào vị trí cacbon số hai, ba hoặc sáu. Tác nhân kiềm kích hoạt mở rộng cấu trúc hạt, tạo điều kiện cho thuốc thử xâm nhập sâu. Quá trình kiểm soát nhiệt độ và thời gian phản ứng quyết định trực tiếp hiệu suất tổng hợp sản phẩm.

3.2. Đánh giá độ thế và khả năng hòa tan của dẫn xuất

Độ thế là chỉ số cốt lõi phản ánh mức độ biến tính của dẫn xuất carboxymethyl tinh bột. Phương pháp chuẩn độ acid base và quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier giúp xác định chính xác độ thế. Khi độ thế tăng lên, khả năng hòa tan trong nước lạnh của tinh bột cải thiện rõ rệt. Nhóm chức mang điện tích đẩy nhau làm giảm liên kết hydro nội phân tử. Dung dịch carboxymethyl tinh bột hạt mít đạt độ trong suốt cao và không bị tách lớp khi bảo quản. Khả năng trương nở của vật liệu biến tính vượt trội hoàn toàn so với tinh bột tự nhiên ban đầu.

IV. Biến tính tinh bột oxy hóa và phản ứng ester hóa mới

Biến tính hóa học tinh bột còn bao gồm phương pháp oxy hóa và phản ứng ester hóa tinh bột. Phản ứng oxy hóa sử dụng các tác nhân như hydro peroxit hoặc natri hypoclorit. Mục đích chính là chuyển hóa nhóm hydroxyl thành nhóm carbonyl và carboxyl. Quá trình này cắt ngắn mạch phân tử và làm giảm độ nhớt của hồ tinh bột. Trong khi đó, phản ứng ester hóa đưa các nhóm axyl vào khung polyme để tăng tính kỵ nước. Sự kết hợp linh hoạt giữa các phương pháp biến tính giúp tạo ra vật liệu đa chức năng. Các sản phẩm này sở hữu độ bền cơ lý tốt và khả năng tương thích cao với polyme tổng hợp.

4.1. Kỹ thuật oxy hóa tinh bột bằng hydro peroxit

Kỹ thuật oxy hóa tinh bột bằng hydro peroxit là phương pháp thân thiện với môi trường. Tác nhân oxy hóa phân hủy hoàn toàn thành nước và oxy, không để lại dư lượng độc hại. Phản ứng diễn ra trong điều kiện kiềm nhẹ dưới sự có mặt của chất xúc tác thích hợp. Cấu trúc hạt tinh bột sau oxy hóa xuất hiện nhiều lỗ xốp nhỏ trên bề mặt. Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột oxy hóa giảm đáng kể so với mẫu đối chứng ban đầu. Màng phim chế tạo từ tinh bột oxy hóa có độ trong suốt vượt trội và độ dẻo dai cao. Đây là vật liệu tiềm năng cho ngành sản xuất màng bọc sinh học.

4.2. Ứng dụng phản ứng ester hóa tinh bột tạo màng bao

Phản ứng ester hóa tinh bột sử dụng các tác nhân anhydrit acid hoặc acid béo mạch ngắn. Quá trình thay thế nhóm hydroxyl ưa nước bằng nhóm ester kỵ nước giúp kiểm soát độ hấp thụ ẩm. Màng bao chế tạo từ tinh bột ester hóa có khả năng kháng nước và ngăn cản khí oxy hiệu quả. Độ bền kéo đứt và độ giãn dài của màng được cải thiện đáng kể. Phương pháp này biến đổi tinh bột từ phụ phẩm thành vật liệu dẻo nhiệt tương tự nhựa truyền thống. Màng tinh bột ester hóa phân hủy sinh học hoàn toàn trong môi trường tự nhiên sau thời gian ngắn.

V. Ứng dụng tinh bột biến tính trong y dược và công nghệ

Ứng dụng của tinh bột biến tính ngày càng mở rộng trong nhiều lĩnh vực công nghệ cao. Ngành dược phẩm sử dụng tinh bột biến tính làm tá dược dính, tá dược rã và chất mang giải phóng thuốc có kiểm soát. Ngành công nghiệp thực phẩm tận dụng tính chất nhũ hóa và làm dày của dẫn xuất tinh bột. Ngành bao bì thân thiện môi trường phát triển màng tự hủy sinh học từ nguồn tinh bột biến tính. Sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên giúp giảm tải rác thải nhựa công nghiệp. Sự đa dạng về tính chất lý hóa cho phép tùy biến sản phẩm theo từng yêu cầu kỹ thuật chuyên biệt.

5.1. Ứng dụng làm tá dược rã cho viên nén paracetamol

Carboxymethyl tinh bột hạt mít và đậu xanh chứng minh hiệu quả vượt trội khi làm tá dược rã. Thử nghiệm trên công thức viên nén paracetamol cho thấy thời gian rã nhanh hơn tiêu chuẩn Dược điển Việt Nam. Khả năng hút nước nhanh và trương nở mạnh của dẫn xuất giúp phá vỡ cấu trúc viên nén tức thì. Độ cứng của viên nén vẫn đảm bảo tính bền vững cơ học trong quá trình vận chuyển. Độ đồng đều khối lượng và hàm lượng hoạt chất đạt tiêu chuẩn kiểm nghiệm nghiêm ngặt. Đây là giải pháp thay thế hoàn hảo cho các loại tá dược tổng hợp đắt tiền nhập khẩu.

5.2. Tiềm năng phát triển bao bì sinh học tự phân hủy

Bao bì sinh học từ tinh bột biến tính là xu hướng tương lai của ngành vật liệu xanh. Tinh bột hạt mít và củ sen biến tính dễ dàng phối trộn với các polyme phân hủy sinh học như PLA hoặc PBAT. Vật liệu composite thu được có độ bền cơ học cao và khả năng chống thấm khí lý tưởng. Màng bao bì có khả năng phân hủy hoàn toàn thành mùn hữu cơ, nước và khí cacbonic trong đất. Quá trình phân hủy không giải phóng vi nhựa hay kim loại nặng gây hại cho hệ sinh thái. Việc mở rộng quy mô sản xuất góp phần hiện thực hóa mục tiêu giảm thiểu ô nhiễm rác thải nhựa.

Mục lục chi tiết luận án

LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
MỞ ĐẦU
1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về tinh bột
1.1.1. Nguồn gốc và quá trình sản xuất tinh bột
1.1.2. Cấu trúc và tính chất của tinh bột
1.2. Một số nguồn tinh bột không phổ biến
1.2.1. Tinh bột hạt mít
1.2.2. Tinh bột đậu xanh
1.2.3. Tinh bột khoai môn
1.3. Một số phương pháp hoá học biến tính tinh bột
1.3.1. Thủy phân bằng axit
1.3.1.1. Cơ chế thủy phân tinh bột bằng axit
1.3.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân
1.3.1.3. Ảnh hưởng của quá trình thủy phân axit đến đặc tính hóa lý của tinh bột
1.3.2. Cơ chế phản ứng oxy hóa tinh bột
1.3.3. Oxy hóa tinh bột bằng natri hypoclorit
1.3.4. Oxy hóa tinh bột bằng hydro peroxit
1.3.5. Oxy hóa tinh bột bằng các tác nhân khác
1.3.6. Ảnh hưởng của quá trình oxy hóa đến đặc tính hóa lý của tinh bột
1.3.7. Cơ chế carboxymetyl hóa tinh bột
1.3.8. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình carboxymetyl hóa
1.3.9. Ảnh hưởng của quá trình carboxymetyl hóa đến đặc tính hóa lý của tinh bột
1.4. Tiềm năng ứng dụng của tinh bột biến tính trong công nghiệp
1.4.1. Ứng dụng tinh bột biến tính trong công nghiệp dược phẩm
1.4.2. Ứng dụng tinh bột biến tính trong công nghiệp thực phẩm
1.4.3. Ứng dụng tinh bột biến tính trong các lĩnh vực khác
1.5. Một số kết quả nghiên cứu tách, biến tính và ứng dụng tinh bột từ các nguồn không phổ biến ở Việt Nam
2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu, hoá chất, dụng cụ, thiết bị nghiên cứu
2.1.1. Nguyên liệu, hóa chất
2.1.2. Dụng cụ, thiết bị nghiên cứu
2.2. Phương pháp tiến hành
2.2.1. Tách và thu nhận tinh bột từ các nguồn không phổ biến
2.2.1.1. Tách và thu nhận tinh bột hạt mít
2.2.1.2. Tách và thu nhận tinh bột hạt đậu xanh
2.2.1.3. Tách và thu hồi tinh bột khoai môn
2.2.2. Carboxymetyl hóa tinh bột
2.2.3. Thủy phân tinh bột bằng axit
2.2.4. Oxy hóa tinh bột
2.2.4.1. Oxy hóa tinh bột bằng natri hypoclorit
2.2.4.2. Oxy hóa tinh bột bằng hydro peroxit
2.2.5. Bào chế thuốc viên nén
2.2.5.1. Thiết lập công thức bào chế viên nén paracetamol 500mg
2.2.5.2. Phương pháp bào chế thuốc viên nén
2.3. Phương pháp phân tích, đánh giá
2.3.1. Phương pháp xác định thành phần chính của tinh bột
2.3.2. Phương pháp xác định tính chất và tính năng của tinh bột
2.3.2.1. Xác định độ thế của CMS
2.3.2.2. Xác định hàm lượng nhóm carboxyl
2.3.2.3. Xác định hàm lượng nhóm carbonyl
2.3.2.4. Khả năng trương nở và độ hoà tan
2.3.2.5. Độ nhớt hồ tinh bột
2.3.3. Phương pháp nghiên cứu đặc trưng lý hóa của tinh bột
2.3.3.1. Phổ hồng ngoại (FTIR)
2.3.3.2. Nhiễu xạ tia X (XRD)
2.3.3.3. Hình thái học bề mặt
2.3.3.4. Phân bố kích thước hạt
2.3.3.5. Phân tích nhiệt lượng quét vi sai (DSC)
2.3.4. Phương pháp đánh giá hiệu quả của tá dược trong thuốc viên nén
2.3.4.1. Độ đồng đều khối lượng
2.3.4.2. Độ đồng đều hàm lượng
2.4. Phương pháp xử lý số liệu
3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Tách, thu nhận và đặc trưng hóa lý, tính năng của tinh bột từ một số nguồn không phổ biến
3.1.1. Tách và thu nhận tinh bột
3.1.2. Đặc trưng lý hóa của tinh bột từ một số nguồn không phổ biến
3.1.2.1. Hình thái học bề mặt
3.1.2.2. Phân bố kích thước hạt tinh bột
3.1.2.3. Phổ hồng ngoại
3.1.2.4. Nhiễu xạ tia X
3.1.2.5. Nhiệt lượng quét vi sai
3.1.3. Tính năng của tinh bột từ một số nguồn không phổ biến
3.1.3.1. Độ hòa tan và khả năng trương nở
3.1.4. Kết luận tiểu mục
3.2. Carboxymetyl hóa tinh bột từ một số nguồn không phổ biến
3.2.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình carboxymetyl hóa tinh bột
3.2.1.1. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng
3.2.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng
3.2.1.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol MCA/AGU
3.2.1.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ IPA/tinh bột
3.2.1.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol NaOH/AGU
3.2.2. Đặc trưng lý hóa của carboxymetyl tinh bột
3.2.2.1. Hình thái học bề mặt
3.2.2.2. Phân bố kích thước hạt
3.2.2.3. Phổ hồng ngoại
3.2.2.4. Nhiễu xạ tia X
3.2.2.5. Nhiệt lượng quét vi sai
3.2.3. Tính năng của carboxymetyl tinh bột
3.2.3.1. Độ hoà tan và khả năng trương nở
3.2.4. Kết luận tiểu mục
3.3. Thủy phân tinh bột từ một số nguồn không phổ biến bằng axit
3.3.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân tinh bột
3.3.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ axit HCl
3.3.1.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/tinh bột
3.3.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng
3.3.1.4. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng
3.3.2. Đặc trưng lý hóa và tính năng của tinh bột thủy phân
3.3.2.1. Hình thái học bề mặt
3.3.2.2. Phân bố kích thước hạt
3.3.2.3. Phổ hồng ngoại
3.3.2.4. Giản đồ nhiễu xạ tia X
3.3.2.5. Nhiệt lượng quét vi sai
3.3.2.6. Độ hòa tan và khả năng trương nở
3.3.3. Kết luận tiểu mục
3.4. Oxy hóa tinh bột
3.4.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa JS bằng NaClO
3.4.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ clo hoạt động
3.4.1.2. Ảnh hưởng của hàm lượng tinh bột
3.4.1.3. Ảnh hưởng của pH
3.4.1.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng
3.4.1.5. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng
3.4.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa JS và MS bằng H2O2
3.4.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ H2O2
3.4.2.2. Ảnh hưởng của hàm lượng tinh bột
3.4.2.3. Ảnh hưởng của pH
3.4.2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ
3.4.2.5. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng
3.4.3. Đặc trưng lý hóa của tinh bột oxy hóa
3.4.3.1. Hình thái học bề mặt
3.4.3.2. Phân bố kích thước hạt
3.4.3.3. Phổ hồng ngoại
3.4.3.4. Nhiễu xạ tia X
3.4.3.5. Nhiệt lượng quét vi sai
3.4.4. Tính năng của tinh bột oxy hóa
3.4.4.1. Độ hoà tan và khả năng trương nở
3.4.5. Kết luận tiểu mục
3.5. Thăm dò ứng dụng tinh bột biến tính từ các nguồn không phổ biến làm tá dược trong bào chế thuốc viên nén
3.5.1. Thăm dò ứng dụng HMS làm tá dược độn
3.5.1.1. Đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng chủ yếu của HMS
3.5.1.2. Thiết lập công thức bào chế và đánh giá chất lượng viên nén
3.5.2. Thăm dò ứng dụng CMJS làm tá dược rã
3.5.2.1. Đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng chủ yếu của CMJS
3.5.2.2. Đánh giá một số tính chất của tá dược
3.5.2.3. Thiết lập công thức bào chế và đánh giá chất lượng viên nén
3.5.3. Kết luận tiểu mục
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM TÁCH VÀ THU HỒI TINH BỘT
KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM THỦY PHÂN TINH BỘT
KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM CARBOXYMETYL HÓA TINH BỘT
KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM OXY HÓA TINH BỘT
KẾT QUẢ ĐO PHÂN BỐ KÍCH THƯỚC HẠT
KẾT QUẢ ĐO DSC
KẾT QUẢ KIỂM NGHIỆM THUỐC VIẾN NÉN
Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luận án tiến sĩ hóa học nghiên cứu biến tính tinh bột từ một số nguồn không phổ biến và thăm dò ứng dụng

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (232 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- LÊ THỊ HỒNG THÚY NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH TINH BỘT TỪ MỘT SỐ NGUỒN KHÔNG PHỔ BIẾN VÀ THĂM DÒ ỨNG DỤNG LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC Hà Nội – 2022 1 VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ …….***………… LÊ THỊ HỒNG THÚY NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH TINH BỘT TỪ MỘT SỐ NGUỒN KHÔNG PHỔ BIẾN VÀ THĂM DÒ ỨNG DỤNG LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 9.14 Người hướng dẫn khoa học: 1. Nguyễn Thanh Tùng 2. Nguyễn Văn Khôi Hà Nội – 2022 2 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi và các cộng sự. Các kết quả nghiên cứu không trùng lặp và chưa từng công bố trong tài liệu khác.

Hà Nội, ngày 28 tháng 10 năm 2022 Tác giả luận án Lê Thị Hồng Thúy i LỜI CẢM ƠN Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. Nguyễn Thanh Tùng và GS. Nguyễn Văn Khôi - những người thầy đã tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo tôi trong thời gian thực hiện luận án, những người thầy đã truyền động lực, niềm đam mê cũng như nhiệt huyết khoa học cho tôi. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Hóa học, các đồng nghiệp và các em sinh viên Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.Hồ Chí Minh đã hỗ trợ và đồng hành cùng tôi trong quá trình thực hiện luận án.

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hóa học, thầy cô Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã chia sẻ những kiến thức chuyên môn và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin trân trọng cảm ơn các đồng nghiệp, các nhà khoa học tại Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng Tp.HCM, Trung tâm nghiên cứu Vật liệu Polyme - Trường Đại học Bách khoa Tp.HCM, Khoa Hóa học – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội đã nhiệt tình phối hợp và giúp đỡ tôi rất nhiều trong công việc thực nghiệm và đo lường. Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã luôn ở bên, động viên tôi hoàn thành bản luận án này. Trân trọng và biết ơn! NCS Lê Thị Hồng Thúy ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AGU Anhydroglucose unit Đơn vị anhydroglucose Am Amylose Amylozơ Ap Amylopectin Amylopectin Can Carbonyl Carbonyl Cax Carboxyl Carboxyl CMS Carboxymethyl starch Carboxymetyl tinh bột CMJS Carboxymethyl jackfruit seed starch Carboxymetyl tinh bột hạt mít CMTS Carboxymethyl taro starch Carboxymetyl tinh bột khoai môn CMMS Carboxymethyl mung bean starch Carboxymetyl tinh bột đậu xanh DĐVN - Dược điển Việt Nam DS Degree of substitution Độ thế DSC Differential scanning calorimetry Phân tích nhiệt lượng quét vi sai EtOH Ethanol Etanol Quang phổ hồng ngoại biến đổi FTIR Fourrier transformation infrared Fourrier HJS Hydrolyzed jackfruit seed starch Tinh bột hạt mít thủy phân HS Hydrolyzed starch Tinh bột thủy phân HMS Hydrolyzed mung bean starch Tinh bột đậu xanh thủy phân IPA Isopropanol Isopropanol JS Jackfruit starch Tinh bột hạt mít MeOH Methanol Metanol MCA Monochloroacetic acid Axit monocloaxetic MS Mung bean starch Tinh bột đậu xanh OJSH Oxidized jackfruit seed starch Tinh bột hạt mít oxy hóa bằng tác starch by hydrogen peroxide nhân hydro peroxit agent OJSJ Oxidized jackfruit seed starch by Tinh bột hạt mít oxy hóa bằng tác sodium hypochlorite agent nhân natri hypoclorit iii Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt OMSH Oxidized mung bean starch by Tinh bột đậu xanh oxy hóa bằng hydrogen peroxide agent tác nhân hydro peroxit OMSJ Oxidized mung bean starch by Tinh bột đậu xanh oxy hóa bằng sodium hypochlorite agent tác nhân natri hypoclorit OS Oxidized starch Tinh bột oxy hóa RE Reaction efficiency Hiệu suất thế SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét SMCA Sodium monochloacetat Natri monocloaxetat SP Swelling power Khả năng trương nở TCVN - Tiêu chuẩn Việt Nam TS Taro starch Tinh bột khoai môn XRD X-Ray diffraction Nhiễu xạ tia X WS Water soluble Độ hòa tan trong nước iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.

Sản lượng một số loại tinh bột trên thế giới giai đoạn 2005-2018. Tình hình sản xuất nguyên liệu tinh bột phổ biến trên thế giới. Tình hình sản xuất nguyên liệu tinh bột phổ biến tại Việt Nam. Đặc điểm của một số loại tinh bột.

Số lượng các bài báo về tinh bột công bố trên Scopus. Hàm lượng tinh bột từ một số nguồn phổ biến và không phổ biến. Ứng dụng của tinh bột biến tính trong lĩnh vực thực phẩm. Một số chỉ tiêu cơ bản của nguyên liệu.

Hóa chất sử dụng trong quá trình thực nghiệm. Công thức viên nén paracetamol. Độ lệch cho phép so với khối lượng trung bình. Một số chỉ tiêu cơ bản của các loại tinh bột.

Dao động hồng ngoại đặc trưng của tinh bột. Nhiệt độ hồ hoá (To, Tp, Te) của JS, MS và TS. Bảng kết quả phân bố kích thước hạt CMS. Nhiệt độ hồ hóa (To, Tp, Te) của các CMS.

Độ hoà tan và khả năng trương nở của các CMS ở 50oC. Kết quả phân bố kích thước hạt của tinh bột thủy phân. Nhiệt độ hồ hóa của (To, Tp, Te) của tinh bột thủy phân. Kết quả phân bố kích thước hạt của tinh bột oxy hóa.

Đặc trưng dao động hóa trị của nhóm carbonyl trong OS. Nhiệt độ hồ hóa của (To, Tp, Te) của tinh bột oxy hóa. Độ hòa tan của JS, MS và OS ở các nhiệt độ khác nhau. Khả năng trương nở của JS, MS và OS ở các nhiệt độ khác nhau.

Kết quả xác định một số chỉ tiêu chất lượng chủ yếu của HMS. Công thức bào chế viên nén paracetamol thay thế tá dược độn. Kết quả đánh giá chất lượng viên nén sử dụng HMS làm tá dược độn. Kết quả xác định một số chỉ tiêu chất lượng chủ yếu của CMJS.

Kết quả xác định một số tính chất chính của CMS làm tá dược. Công thức viên nén paracetamol thay thế tá dược rã. Kết quả đánh giá chất lượng viên nén sử dụng CMJS làm tá dược rã.112 v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1. Sản lượng tinh bột phổ biến ở Châu Âu giai đoạn 2004-2019.

Cấu trúc phân tử amylozơ và amylopectin. Đặc trưng cấu trúc của amylopectin trong hạt tinh bột. Cơ chế thuỷ phân tinh bột bằng axit. Ảnh SEM của JS (a,b), MS (c,d) và TS (e,f).

Đồ thị phân bố kích thước hạt tinh bột tự nhiên. Phổ FTIR của JS, MS và TS. Giản đồ nhiễu xạ tia X của JS, MS và TS. Giản đồ DSC của JS, MS và TS.

Độ hòa tan của JS, MS và TS theo nhiệt độ. Khả năng trương nở của JS, MS và TS theo nhiệt độ. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhớt của JS, MS và TS. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến DS.

Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến RE. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến DS. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến RE. Ảnh hưởng của tỷ lệ MCA /AGU đến DS.

Ảnh hưởng của tỷ lệ MCA/AGU đến RE. Ảnh hưởng của tỷ lệ IPA/tinh bột đến DS. Ảnh hưởng của tỷ lệ IPA/tinh bột đến RE. Ảnh hưởng của tỷ lệ NaOH/AGU đến DS.

Ảnh hưởng của tỷ lệ NaOH/AGU đến RE. Ảnh SEM (2000) của MS và CMMS tại các tỷ lệ MCA/AGU khác nhau 58 Hình 3. Ảnh SEM (2000) của JS và CMJS tại các tỷ lệ MCA/AGU khác nhau. Ảnh SEM (5000) của TS và CMTS tại các tỷ lệ MCA/AGU khác nhau.

Ảnh SEM (2000) của JS và CMJS tại các nồng độ NaOH khác nhau. Phân bố kích thước hạt CMJS tại các tỷ lệ MCA/AGU khác nhau. Phân bố kích thước hạt CMTS tại các tỷ lệ MCA/AGU khác nhau. Phân bố kích thước hạt CMMS tại các tỷ lệ MCA/AGU khác nhau.

Phổ FTIR của JS (1) và CMJS ở các tỷ lệ MCA/AGU: 0,5(2); 1,0(3); 2,0(4). Phổ FTIR của TS(1) và CMTS ở các tỷ lệ MCA/AGU: 0,5(2); 1,0(3); 2,0(4). Phổ FTIR của MS(1) và CMMS ở các tỷ lệ MCA/AGU: 0,5(2); 1,0(3); 2,0(4). Giản đồ nhiễu xạ tia X của JS(1) và CMJS ở các tỷ lệ MCA/AGU: 0,5(2); 1,0(3); 2,0(4).

Giản đồ nhiễu xạ tia X của TS(1) và CMTS ở các tỷ lệ MCA/AGU: 0,5(2); 1,0(3); 2,0(4). Giản đồ nhiễu xạ tia X của MS(1) và CMMS ở các tỷ lệ MCA/AGU: 0,5(2); 1,0(3); 2,0(4). Giản đồ nhiễu xạ tia X của của JS(1) và CMJS ở các nồng độ NaOH: 5%(2), 10%(3), 15%(4), 20%(5). Giản đồ DSC của các CMS.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhớt của CMS. Ảnh hưởng của nồng độ axit đến độ nhớt. Ảnh hưởng của nồng độ axit đến hiệu suất thu hồi. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/tinh bột đến độ nhớt.

Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/tinh bột hiệu suất thu hồi. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến độ nhớt. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất thu hồi. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến độ nhớt.

Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất thu hồi. Ảnh SEM của HJS tại các nồng độ HCl khác nhau. Ảnh SEM của HMS tại các nồng độ HCl khác nhau. Phân bố kích thước hạt của HJS.

Phân bố kích thước hạt của HMS. Phổ FTIR của JS và các HJS. Phổ FTIR của MS và các HMS. Giản đồ nhiễu xạ tia X của JS và HJS.

Giản đồ nhiễu xạ tia X của MS và HMS. Giản đồ DSC của MS và HMS. Giản đồ DSC của JS và HJS. Độ hòa tan của tinh bột thủy phân theo nhiệt độ.

Khả năng trương nở của tinh bột thủy phân theo nhiệt độ. Ảnh hưởng của nồng độ clo hoạt động đến hàm lượng nhóm Cax và Can. Ảnh hưởng của nồng độ clo hoạt động đến hiệu suất thu hồi. Ảnh hưởng của hàm lượng tinh bột đến hàm lượng nhóm Cax và Can.

Ảnh hưởng của hàm lượng tinh bột đến hiệu suất thu hồi. Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng nhóm Cax và Can. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hồi. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hàm lượng nhóm Cax và Can.

Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất thu hồi. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hàm lượng nhóm Cax và Can. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất thu hồi. Ảnh hưởng của nồng độ H2O2 đến hàm lượng nhóm Cax và Can.

Ảnh hưởng của nồng độ H2O2 đến hiệu suất thu hồi. Ảnh hưởng của hàm lượng tinh bột đến hàm lượng nhóm Cax và Can. Ảnh hưởng của hàm lượng tinh bột đến hiệu suất thu hồi. Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng nhóm Cax và Can.

Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hồi. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng nhóm Cax và Can. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Lê Thị Hồng Thúy (2022). Biến tính tinh bột từ nguồn không phổ biến và ứng dụng trong hóa học [Luận án tiến sĩ, Học viện Khoa học và Công nghệ]. LuanAn.net. https://luanan.net/hoa-hoc/luan-an-tien-si-hoa-hoc-bien-tinh-tinh-bot-tu-nguon-khong-pho-bien

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Biến tính tinh bột từ nguồn không phổ biến và ứng dụng trong hóa học" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận án hóa học: biến tính tinh bột từ nguồn ít phổ biến, thăm dò ứng dụng. Khám phá tiềm năng vật liệu mới.

Luận án "Biến tính tinh bột từ nguồn không phổ biến và ứng dụng trong hóa học" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Học viện Khoa học và Công nghệ. Năm bảo vệ: 2022.

Luận án "Biến tính tinh bột từ nguồn không phổ biến và ứng dụng trong hóa học" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Biến tính tinh bột từ nguồn không phổ biến và ứng dụng trong hóa học" thuộc chuyên ngành Hóa hữu cơ. Danh mục: Hóa Học.

Luận án "Biến tính tinh bột từ nguồn không phổ biến và ứng dụng trong hóa học" có bao nhiêu trang?

Luận án "Biến tính tinh bột từ nguồn không phổ biến và ứng dụng trong hóa học" có 232 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Biến tính tinh bột từ nguồn không phổ biến và ứng dụng trong hóa học" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter