Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/63844
| Title: | การทำให้บริสุทธิ์ สมบัติทางเคมีกายภาพ และอิทธิพลของเฮมิเซลลูโลสจากรำข้าวขาวดอกมะลิ 105 ต่อการเกิดเจลาติไนเซชันและรีโทรเกรเดชันของสตาร์ชข้าวโพด |
| Other Titles: | Purification and physicochemical properties of Khao Dawk mali 105 rice bran Hemicellulose and their influence on gelationization and retrogradation of corn starches |
| Authors: | พรรณลดา ฉากทองคำ |
| Advisors: | ดริษ กวักเพฑูรย์ |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์ |
| Advisor's Email: | Daris.K@Chula.ac.th |
| Subjects: | เฮมิเซลลูโลส รำข้าว Hemicellulose Rice bran |
| Issue Date: | 2554 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาวิธีการทำให้เฮมิเซลลูโลสบริสุทธิ์ สมบัติทางเคมีกายภาพของเฮมิเซลลูโลสที่สกัดได้จากรำข้าวขาวดอกมะลิ 105 ด้วยน้ำร้อนและสารละลายด่าง และอิทธิพลของเฮมิเซลลูโลสต่อการเกิดเจลาติไนเซชันและรีโทรเกรเดชันของสตาร์ชข้าวโพดที่มีปริมาณอะมิโลสต่างกัน จากการศึกษาเปรียบเทียบวิธีแยกเฮมิเซลลูโลสให้บริสุทธิ์ด้วยวิธีตกตะกอนด้วยเอทานอลและไดอะไลซิส พบว่าการทำไดอะไลซิสจะได้เฮมิเซลลูโลสที่มีสมบัติด้านการละลายดีกว่าการตกตะกอนด้วยเอทานอล จึงเลือกใช้วิธีนี้ในการแยกเฮมิเซลลูโลสให้บริสุทธิ์ โดยเฮมิเซลลูโลสจะถูกสกัดด้วยน้ำร้อน (H1) จากรำข้าวเจ้าที่ผ่านการกำจัดไขมัน แป้งและโปรตีนออกแล้ว ส่วนรำข้าวที่เหลือนำมาสกัดด้วยสารละลาย 4M NaOH จากนั้นนำเฮมิเซลลูโลสที่สกัดได้จากสารละลายด่างมาแยกตามระดับความมีขั้วด้วย DEAE-cellulose-chromatography เป็นสองส่วนคือ เฮมิเซลลูโลสที่ชะด้วยสารละลาย 0.005 M formic acid (H2) และเฮมิเซลลูโลสที่ชะด้วยสารละลาย 1M formic acid (H3) โดยสารละลายเฮมิเซลลูโลสทั้งสามส่วนจะถูกทำให้เข้มข้นก่อนนำไปทำให้เป็นผงด้วยการทำแห้งแบบเยือกแข็ง ปริมาณเฮมิเซลลูโลส H1 H2 และ H3 ที่สกัดได้ คือ 5.30% 4.38% และ 12.28% โดยน้ำหนักแห้งของรำข้าวที่กำจัดไขมันแล้วตามลำดับ จากการศึกษาน้ำหนักโมเลกุลด้วย HPSEC พบว่าน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยโดยน้ำหนัก (MW) ของ H1 H2 และ H3 คือ 35.10x104 82.32x104 และ 47.51x104 กรัมต่อโมล ตามลำดับ และจากการศึกษาชนิดและปริมาณของน้ำตาลที่เป็นองค์ประกอบด้วย HPAEC-PAD พบว่า H1 มีปริมาณน้ำตาลกลูโคสสูงที่สุด รองลงมาคือ กาแลกโตส อะราบิโนส และไซโลสตามลำดับ H2 และ H3 พบน้ำตาลอะราบิโนสและไซโลสเป็นหลัก แต่มีสัดส่วนของน้ำตาลอะราบิโนสต่อไซโลส (Ara/Xyl) ต่างกัน โดย H2 และ H3 มี Ara/Xyl คือ 1.00 และ 1.3 ตามลำดับ เมื่อศึกษาอิทธิพลของเฮมิเซลลูโลสต่อสมบัติทางความหนืดของสตาร์ชข้าวโพดด้วย rheometer (temperature test) พบว่าความหนืดเริ่มต้น (initial viscosity) และอุณหภูมิเริ่มเกิดความหนืด (pasting temperature) เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ แต่ความหนืดสูงสุด (peak viscosity) ความหนืดที่ลดลง (breakdown) ความหนืดสุดท้าย (final viscosity) และค่าการคืนตัว (setback) ลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อมีการเติมเฮมิเซลลูโลส จากการศึกษาอิทธิพลของเฮมิเซลลูโลสต่อสมบัติทางวิสโคอีลาสติกของเจลสตาร์ชข้าวโพดด้วย rheometer (dynamic test) พบว่าค่า storage modulus (G') และ loss modulus (G'') ลดลง แต่ให้ค่า tan δ เพิ่มขึ้น และจากการศึกษาอิทธิพลของเฮมิเซลลูโลสต่อสมบัติทางความร้อนด้วย DSC พบว่าเมื่อมีการเติมเฮมิเซลลูโลส อุณหภูมิที่ใช้หลอมผลึกของแอมิโลเพคตินจะสูงขึ้น (To Tp Tc) แต่พลังงานที่ใช้ในการหลอมผลึก (∆H1) ลดลง ภายหลังจากการเก็บเจลสตาร์ชที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 14 วันแล้วนำมาวิเคราะห์ด้วย DSC อีกครั้ง พบว่าการหลอมผลึกแอมิโลเพกตินที่จัดเรียงตัวใหม่จากกระบวนการรีโทรเกรเดชันจะเริ่มหลอมละลายที่อุณหภูมิสูงขึ้น (To Tp Tc) แต่พลังงานในการหลอมผลึก (∆H2) ลดลง นอกจากนี้ยังพบว่าอัตราส่วนการเกิดรีโทรเกรเดชันของแอมิโลเพกติน (∆H2/∆H1) ลดลง อิทธิพลเหล่านี้พบในสตาร์ชข้าวโพดมากกว่าสตาร์ชข้าวโพดข้าวเหนียว และจะเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณเฮมิเซลลูโลสในระบบเพิ่มขึ้น โดย H1 H2 และ H3 จะให้อิทธิพลต่อแต่ละสมบัติในระดับที่ต่างกัน งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าเฮมิเซลลูโลสจากรำข้าวเจ้าที่สกัดด้วยวิธีการต่างกันจะมีสมบัติทางเคมีกายภาพ ได้แก่ ขนาด รูปร่าง และชนิดของน้ำตาลที่ต่างกัน ซึ่งความแตกต่างนี้ จะมีอิทธิพลต่อการเกิดเจลาติไนเซชันและรีโทรเกรเดชันของสตาร์ชข้าวโพดในระดับที่ต่างกัน นอกจากนี้ความเข้มข้นของเฮมิเซลลูโลสและสัดส่วนของแอมิโลส/แอมิโลเพกทินของสตาร์ชยังมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นด้วย\ |
| Other Abstract: | Purification and physicochemical properties and influence of hemicelluloses extracted from Khao Dawk Mali 105 rice bran and their influence on gelatinization and retrogradation of waxy corn starch (WCS) and normal corn starch (CS) were investigated. Dialysis was used to purify hemicelluloses rather than ethanol precipitation because it produced hemicelluloses with a high solubility. Hemicellulose was extracted by hot water (H1). The residue was extracted by 4M NaOH and fractionated by DEAE-cellulose-chromatography into two hemicellulosic sub-fractions. The first fraction (H2) was eluted with 0.005M formic acid and the second fraction (H3) was eluted with 1M formic acid. The yield based on defatted rice bran of H1, H2 and H3 is 5.30%, 4.38% and 12.28%, respectively. Average molecular weight (Mw) analyze by HPSEC of H1, H2 and H3 were 35.10x10-4 g/mol, 82.32x10-4 g/mol and 47.51x10-4 g/mol, respectively. Sugar moieties of hemicelluloses were analyzed by HPAEC-PAD. Glucose was the major component and galactose, arabinose and xylose were the minor component of H1. H2 and H3 were rich in arabinose and xylose but H3 has higher arabinose to xylose ratio than H2. Effect of hemicelluloses on pasting properties of corn starch were analyzed by rotational rheometer. Addition of hemicellulose increased in initial viscosity (IV) and pasting temperature (PT) but decreased the peak viscosity (PV), breakdown (BD), final viscosity (FV) and setback (SB) of corn starch. The obtained gel mixture of corn starch and hemicelluloses were further studied their dynamic viscoelastic properties. Increasing in hemicelluloses in the gel mixture would decreased the storage (G') and loss (G'') modulus while increased phase shift (tan δ). Thermal properties of the mixture of corn starch and hemicelluloses were subjected to DSC. The gelatinization peak of amylopectin increased in its onset (To), peak (Tp), conclusion (Tc) temperatures and decreased in gelatinization enthalpy (∆H1) with the increasing in the amount of hemicelluloses. After storing at 4°C for 14 days, the starch/hemicellulose gels were again subjected to DSC. The To, Tp, and Tc of the melting peak of retrograded amylopectin increased, while the melting enthalpy (∆H2) and retrogradation ratio (∆H2/∆H1) decreased with the increasing in the amount of hemicelluloses. Theses effect of hemicelluloses on starch gelatinization and retrogradation were obviously found in CS than in WCS. Furthermore, H1, H2 and H3 expressed these effects at a different degree. The study showed that rice bran hemicelluloses extracted by different method were significantly different in their physicochemical properties such as size, shape and sugar composition. These differences made each hemicelluloses influenced the starch gelatinization and retrogradation at different level. Moreover, hemicelluloses concentration and ratio of amylose and amylopectin also involved with the degree of the hemicelluloses effects. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2554 |
| Degree Name: | วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | เทคโนโลยีทางอาหาร |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/63844 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Sci - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Phanlada Chakthongkam.pdf | 2.55 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.