Luận án Nghiên cứu công nghệ sản xuất tinh bột kháng tiêu hoá loại RS3 từ nguyên liệu gạo bằng thuỷ phân enzyme kết hợp xử lý nhiệt ẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP VÀ CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH ========================================== PHẠM CAO THĂNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT KHÁNG TIÊU HOÁ LOẠI RS3 TỪ NGUYÊN LIỆU GẠO BẰNG THUỶ PHÂN ENZYME KẾT HỢP XỬ LÝ NHIỆT ẨM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2024 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP VÀ CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH ========================================== PHẠM CAO THĂNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT KHÁNG TIÊU HOÁ LOẠI RS3 TỪ NGUYÊN LIỆU GẠO BẰNG THUỶ PHÂN ENZYME KẾT HỢP XỬ LÝ NHIỆT ẨM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH MÃ SỐ: 954.01.04 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. NGUYỄN DUY LÂM 2. PGS.TS. PHẠM ANH TUẤN HÀ NỘI - 2024 i LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Duy Lâm và PGS.TS Phạm Anh Tuấn, những người Thầy đã tận tình hướng dẫn, hỗ trợ và cung cấp cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Lãnh đạo Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, Phòng Khoa học, Đào tạo và HTQT, Trung tâm Nghiên cứu và Kiểm tra chất lượng nông sản thực phẩm cùng các Phòng, Ban khác trong Viện đã tạo điều kiện cho tôi về thời gian, cơ sở vật chất cũng như hỗ trợ, chia sẻ những kinh nghiệm trong quá trình nghiên cứu. Xin trân trọng cảm ơn Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã quan tâm giúp đỡ và phê duyệt cho chúng tôi được thực hiện đề tài trọng điểm cấp Bộ về lĩnh vực mà tôi nghiên cứu, đấy chính là những tiền đề giúp tôi có thêm định hướng để thực hiện đề tài luận án của mình. Cuối cùng, xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình cùng bạn bè, đồng nghiệp đã ủng hộ, đồng hành trong quá trình tôi thực hiện và hoàn thành luận án này. Xin trân trọng cảm ơn! iii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC HÌNH x MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết 1 2. Mục tiêu 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2 3.1. Ý nghĩa khoa học 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn 3 4. Đóng góp mới của luận án 3 5. Bố cục của luận án 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 5 1.1. Giới thiệu chung về tinh bột 5 1.1.1. Cấu trúc và thành phần của tinh bột 6 1.1.2. Tính chất chức năng của tinh bột 7 1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc và tính chất của tinh bột 7 1.2. Biến tính tinh bột 8 1.2.1. Biến tính tinh bột bằng phương pháp vật lý 10 1.2.2. Biến tính tinh bột bằng phương pháp hóa học 10 1.3. Tinh bột kháng tiêu hóa 12 1.3.1. Đặc điểm của tinh bột theo thuộc tính tiêu hóa 12 1.3.2. Cấu trúc và phân loại tinh bột kháng tiêu hóa (RS) 13 1.3.2.1. Cấu trúc của tinh bột kháng tiêu hóa 13 1.3.2.2. Phân loại tinh bột kháng tiêu hóa 14 1.3.3. Cơ chế hình thành tinh bột kháng tiêu hóa (RS3) 16 1.3.3.1. Nguyên tắc chung 16 1.3.3.2. Cơ chế tác động của enzyme đến cấu trúc và chức năng của tinh bột 17 iv 1.3.3.3. Sự hình thành tinh thể và cơ chế tạo tinh bột kháng tiêu hóa RS3 20 1.4. Tổng quan các công trình nghiên cứu về sản xuất tinh bột RS3 21 1.4.1. Tổng hợp các công nghệ biến tính tinh bột bằng phương pháp vật lý 21 1.4.2. Công nghệ thủy phân enzyme trong sản xuất tinh bột RS3 26 1.4.3. Công nghệ xử lý nhiệt trong sản xuất tinh bột RS3 30 1.4.3.1. Công nghệ biến tính tinh bột bằng nhiệt ẩm 30 1.4.3.2. Công nghệ biến tính tinh bột bằng hấp nhiệt và làm nguội 32 1.4.4. Công nghệ làm sạch và thu hồi tinh bột RS3 38 1.5. Nguyên liệu sản xuất tinh bột kháng tiêu hoá 39 1.5.1. Một số nguyên liệu chính để sản xuất tinh bột kháng tiêu hoá 39 1.5.2. Nguyên liệu gạo trong sản xuất tinh bột kháng tiêu hóa 42 1.6. Tình hình nghiên cứu công nghệ sản xuất tinh bột kháng tiêu hóa tại Việt Nam 46 1.7. Tổng hợp luận giải những vấn đề cần nghiên cứu 48 CHƯƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 50 2.1. Nguyên vật liệu nghiên cứu 50 2.1.1. Nguyên liệu nghiên cứu 50 2.1.2. Hóa chất và thiết bị sử dụng 50 2.1.2.1. Hóa chất và vật liệu 50 2.1.2.2. Thiết bị sử dụng 51 2.2. Nội dung nghiên cứu 52 2.3. Phương pháp nghiên cứu 53 2.3.1. Phương pháp chuẩn bị mẫu 53 2.3.1.1. Chuẩn bị bột gạo 53 2.3.1.2. Chuẩn bị tinh bột gạo 53 2.3.2. Phương pháp công nghệ 54 2.3.3. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 55 2.3.3.1. Phương pháp thực nghiệm xác định ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình tiền xử lý tinh bột gạo bằng thủy phân enzyme pullulanase 55 2.3.3.2. Phương pháp thực nghiệm xác định ảnh hưởng của các yếu tố trong quá trình hấp nhiệt/làm nguội đến hàm lượng RS3 57 2.3.3.3. Phương pháp thực nghiệm đa yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tiền xử lý nguyên liệu bằng thủy phân enzyme pullulanase kết hợp thủy nhiệt 58 v 2.3.3.4. Phương pháp tối ưu hóa bằng hàm mong đợi 60 2.3.4. Phương pháp sản xuất thử nghiệm tinh bột RS3 quy mô pilot 60 2.3.5. Phương pháp phân tích 61 2.3.5.1. Phương pháp phân tích hóa học 61 2.3.5.2. Phương pháp phân tích hóa lý 63 2.3.6. Phương pháp phân tích cấu trúc và hình thái tinh bột 64 2.3.7. Phương pháp thủy phân enzyme đánh giá mức độ thủy phân và khả năng tiêu hóa tinh bột in vitro 64 2.3.8. Phương pháp tinh chế bằng enzyme 65 2.3.9. Xác định tỷ lệ thu hồi và hiệu suất thu hồi tinh bột kháng tiêu hoá 65 2.3.10. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu 65 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 66 3.1. Kết quả nghiên cứu phân tích và lựa chọn nguyên liệu thích hợp để sản xuất tinh bột kháng tiêu hóa 66 3.1.1. Đặc tính thành phần bột gạo của các loại giống lúa khảo sát 66 3.1.2. Đặc tính thành phần tinh bột gạo tự nhiên và xử lý thoái hóa 68 3.1.3. Các đặc trưng RVA của tinh bột gạo 70 3.1.4. Đặc điểm hình thái hạt tinh bột - hình ảnh SEM của tinh bột gạo giống IR50404 71 3.1.5. Phổ nhiễu xạ tia X và độ kết tinh tương đối của tinh bột gạo giống IR50404 71 3.2. Kết quả thực nghiệm quá trình tiền xử lý nguyên liệu bằng thủy phân enzyme pullulanase để sản xuất tinh bột RS3 73 3.2.1. Kết quả khảo sát đánh giá hiệu quả quá trình thủy phân bằng emzyme pullulanase từ nguyên liệu tinh bột hồ hóa và thoái hóa đến khả năng tạo tinh bột RS3 73 3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ tinh bột đến khả năng tạo tinh bột RS3 74 3.2.3. Ảnh hưởng của pH đến khả năng tạo tinh bột RS3 75 3.2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến khả năng tạo tinh bột RS3 76 3.2.5. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến khả năng tạo tinh bột RS3 77 3.2.6. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme pullulanase đến khả năng tạo tinh bột RS3 78 3.2.7. Thành phần hóa học và tính chất của sản phẩm tinh bột RS3 79 3.2.8. Đặc điểm cấu trúc và hình thái tinh bột kháng tiêu hoá trung gian 80 3.3. Kết quả nghiên cứu công nghệ biến tính làm giàu hàm lượng tinh bột kháng tiêu hóa RS3 bằng phương pháp hấp nhiệt và làm nguội 82 vi 3.3.1. Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian và chu kỳ hấp nhiệt đến hàm lượng RS3 82 3.3.2. Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ làm nguội và thời gian lưu ủ nhiệt đến hàm lượng RS3 84 3.4. Kết quả tối ưu hóa một số yếu tố công nghệ tiền xử lý bằng thủy phân enzyme pullulanase kết hợp quá trình thủy nhiệt để sản xuất tinh bột kháng tiêu hóa RS3 từ nguyên liệu gạo 87 3.4.1. Cơ sở lập luận chọn biến và mục tiêu của quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố 87 3.4.2. Kết quả thực nghiệm đa yếu tố 88 3.4.2.1. Khảo sát sự biến thiên của hàm Y1 89 3.4.2.2. Khảo sát sự biến thiên của hàm Y2 92 3.4.2.3. Khảo sát sự biến thiên của hàm Y3 94 3.4.3. Kết quả tối ưu hóa quá trình tiền xử lý bằng thủy phân enzyme pullulase kết hợp quá trình thủy nhiệt 96 3.5. Kết quả sản xuất thử nghiệm tinh bột kháng tiêu hóa RS3 bằng thủy phân enzyme kết hợp thủy nhiệt từ nguyên liệu gạo, quy mô pilot 100 3.5.1. Nguyên liệu và một số thiết bị chính sử dụng trong quá trình sản xuất thử nghiệm 100 3.5.2. Phương pháp tiến hành sản xuất thử nghiệm 100 3.5.3. Kết quả sản xuất thử nghiệm 101 3.6. Đề xuất quy trình công nghệ sản xuất tinh bột kháng tiêu hoá RS3 110 3.6.1. Phạm vi và đối tượng áp dụng quy trình 110 3.6.2. Cơ sở để xây dựng quy trình 110 3.6.3. Các thiết bị chính sử dụng trong quy trình 110 3.6.4. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột RS3 110 3.6.5. Thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất tinh bột RS3 111 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 114 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO 117 PHỤ LỤC 128 vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên đầy đủ Tiếng Anh Tên đầy đủ Tiếng Việt ANN Annealing Xử lý ủ nhiệt AOAC Association of Official Analytical Hội Khoa học phân tích Quốc tế ATTP An toàn thực phẩm cs Cộng sự DB Degree of branching Mức độ phân nhánh DCS Differential scanning calorimetry Nhiệt lượng quét vi sai DH Degree of hydrolysis Mức độ thủy phân DP Degree of polymerization Mức độ trùng hợp FTIR Fourier transform infrared spectroscopy Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier GI Glycemic Index Chỉ số đường huyết Hàm lượng RS3 Hàm lượng tinh bột kháng tiêu hoá loại RS3 HT Hydrothermal Thủy nhiệt KPH Không phát hiện In vitro Thử nghiệm trong ống nghiệm In vivo Nghiên cứu trên động vật ISO International Organization for Standardization Tổ chức Tiêu chuẩn hóa quốc tế LOD Limit of detection Giới hạn phát hiện NPn Average Degree of Polymerization Mức độ trùng hợp trung bình ppm Parts per million Phần triệu ppb Parts per billion Phần tỷ RDS Rapidly Digestible Starch Tinh bột tiêu hóa nhanh viii SDS Slowly Digestible Starch Tinh bột tiêu hóa chậm RS Resistant starch Tinh bột kháng tiêu hoá RVA Rapid Visco Analyzer Thiết bị phân tích độ nhớt nhanh SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét T Temperature Nhiệt độ TB Tinh bột Tinh bột RS3 Tinh bột kháng tiêu hoá loại RS3 TBHH Tinh bột hồ hóa TBTH Tinh bột thoái hóa TBTN Tinh bột tự nhiên TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam Tg Glass Transition Temperature Nhiệt độ chuyển thủy tinh Tm Melting Temperature Nhiệt độ nóng chảy XRD X - Ray Diffraction Nhiễu xạ tia X ix DANH MỤC BẢNG TT Tên bảng Trang Bảng 1.1 Phương pháp biến tính bằng các kỹ thuật vật lý đến sự thay đổi cấu trúc và tính chất của tinh bột 21 Bảng 1.2 Hàm lượng tinh bột kháng của một số nguyên liệu sản xuất RS 40 Bảng 2.1 Bảng giá trị mã hóa của các biến số độc lập 59 Bảng 2.2 Ma trận thực nghiệm đa yếu tố theo biến mã hóa 59 Bảng 3.1 Đặc tính thành phần bột gạo của các loại giống lúa khảo sát 66 Bảng 3.2 Các thông số RVA của tinh bột gạo các giống lúa 70 Bảng 3.3 Số liệu nhiễu xạ tia X của tinh bột gạo giống IR50404 72 Bảng 3.4 Thành phần hóa học và một số thông số chất lượng của tinh bột RS3 79 Bảng 3.5 Tổng hợp kết quả thực nghiệm đa yếu tố 88 Bảng 3.6 Kết quả phân tích hồi quy các hàm mục tiêu Y1, Y2, Y3 89 Bảng 3.7 Điều kiện ràng buộc của các yếu tố và mục tiêu thực nghiệm 96 Bảng 3.8 Giá trị dự đoán và thực nghiệm của các đáp ứng trong điều kiện tối ưu 98 Bảng 3.9 Các thông số chất lượng của tinh bột gạo và sản phẩm tinh bột RS3 102 Bảng 3.10 Các chỉ tiêu vi sinh và dư lượng kim loại nặng của sản phẩm tinh bột RS3 102 Bảng 3.11 Số liệu nhiễu xạ tia X của tinh bột gạo giống IR50404 tự nhiên và tinh bột RS3 105 Bảng 3.12 Thông số RVA của tinh bột gạo giống IR50404 tự nhiên và tinh bột RS3 106 Bảng 3.13 Các thông số nhiệt của tinh bột gạo giống IR50404 tự nhiên và tinh bột RS3 107 Bảng 3.14 Mức độ tương đồng và tỷ lệ hấp thụ tại bước sóng 1.047 cm-1/1.022 cm-1 của tinh bột gạo tự nhiên giống IR50404 và tinh bột RS3 109 x DANH MỤC HÌNH TT Tên hình Trang Hình 1.1 Cấu trúc của amylose và amylopectin trong tinh bột 6 Hình 1.2. Tổng hợp các phương pháp biến tính tinh bột bằng vật lý và hóa học 9 Hình 1.3 Mô phỏng cấu trúc của các loại tinh bột kháng tiêu hóa 13 Hình 1.4 Cơ chế tác động của enzyme đến cấu trúc để cải thiện chức năng của tinh bột 17 Hình 1.5 Sơ đồ hoạt động của các enzyme thủy phân tinh bột 18 Hình 1.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ tạo mầm, phát triển mạng tinh thể và kết tinh tổng thể 20 Hình 2.1 Sơ đồ thiết kế nghiên cứu công nghệ sản xuất tinh bột RS3 54 Hình 3.1 Hàm lượng RS3 và amylose trong bột gạo của 8 giống lúa có hàm lượng amylose cao nhất 67 Hình 3.2 Hàm lượng RS3 và amylose trong tinh bột gạo của 4 giống lúa 69 Hình 3.3 Hình thái tinh bột gạo giống IR50404 71 Hình 3.4 Phổ nhiễu xạ tia X của tinh bột gạo giống IR50404 72 Hình 3.5 Hàm lượng RS3 sau quá trình thủy phân từ tinh bột hồ hóa và tinh bột thoái hóa 73 Hình 3.6 Ảnh hưởng của nồng độ tinh bột đến hàm lượng RS3 74 Hình 3.7 Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng RS3 trong quá trình thủy phân bằng enzyme pullulanase 76 Hình 3.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng RS3 76 Hình 3.9 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng RS3 77 Hình 3.10 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme pullulanase đến hàm lượng RS3 78 Hình 3.11 Phổ nhiễu xạ tia X của tinh bột gạo tự nhiên (TB-TN), tinh bột thoái hóa (TB-TH) và sản phẩm tinh bột kháng tiêu hóa (TB-RS3) 80 Hình 3.12 Hình thái tinh bột gạo giống IR50404 tự nhiên (trái) và sau khi xử lý thủy phân và thoái hóa (phải). Độ phóng đại 6.000 lần 81 Hình 3.13 Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian và chu kỳ hấp nhiệt đến hàm lượng RS3 82 xi Hình 3.14 Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian và làm nguội theo chu kỳ đến hàm lượng RS3 84 Hình 3.15 Biểu diễn 2D quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu Y1 91 Hình 3.16 Biểu diễn 3D quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu Y1 91 Hình 3.17 Biểu diễn 2D quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu Y2 93 Hình 3.18 Biểu diễn 3D quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu Y2 93 Hình 3.19 Biểu diễn 2D quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu Y3 95 Hình 3.20 Biểu diễn 3D quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu Y3 95 Hình 3.21 Mức độ đáp ứng sự mong đợi 97 Hình 3.22 Một số thiết bị chính dùng trong sản xuất thử nghiệm tinh bột RS3 100 Hình 3.23 Sản phẩm tinh bột kháng tiêu hoá RS3 101 Hình 3.24 Hình thái và kích thước hạt tinh bột gạo giống IR50404 tự nhiên (A) và tinh bột RS3 (D). Độ phóng đại 2.500 X (cột bên trái) và 6.000 X (cột bên phải) 104 Hình 3.25 Phổ nhiễu xạ tia X của tinh bột gạo giống IR50404 tự nhiên (A) và tinh bột RS3 (D) 105 Hình 3.26 Biểu đồ nhiệt lượng vi sai (DSC) của tinh bột gạo giống IR50404 tự nhiên (A) và tinh bột RS3 (D) 107 Hình 3.27 Phổ FT-IR của tinh bột gạo giống IR50404 tự nhiên (A) và tinh bột RS3 (D) 108 Hình 3.28 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột RS3 từ nguyên liệu tinh bột gạo 111 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết Tinh bột kháng tiêu hóa (Resistant starch - RS) là loại tinh bột không bị tiêu hóa trong ruột non trong vòng 120 phút. Khi đến ruột già, RS hoạt động như một nguồn dinh dưỡng cho vi khuẩn có lợi. Trong số các loại tinh bột kháng tiêu hóa, RS3, hay còn gọi là tinh bột tái tinh thể hóa, hình thành khi tinh bột được gia nhiệt và làm nguội. Tinh bột kháng tiêu hóa loại RS3 (tinh bột RS3) được coi là một loại chất xơ không tan và có tiềm năng nhất trong số các loại tinh bột kháng tiêu hóa, nhờ vào khả năng kháng lại quá trình tiêu hóa của enzyme trong ruột non và tính ổn định dưới các điều kiện chế biến thực phẩm như nhiệt độ cao và pH khác nhau. Do đó, tinh bột RS3 được coi như một thực phẩm chức năng có lợi cho sức khỏe con người, với những tác dụng tăng cường hệ vi sinh vật đường ruột, kiểm soát lượng đường trong máu, giảm nguy cơ mắc các bệnh về tim mạch, hỗ trợ quản lý cân nặng và phòng ngừa một số bệnh mạn tính [11]. Tùy thuộc vào nguồn gốc tinh bột và phương pháp biến tính mà các đặc tính cấu trúc, tính chất chức năng và hàm lượng tinh bột kháng tiêu hoá loại RS3 (hàm lượng RS3) cũng khác nhau. Do vậy, việc nghiên cứu tìm ra những nguyên liệu có hiệu quả để sản xuất tinh bột kháng tiêu hoá là cần thiết. Gạo là một trong những loại ngũ cốc quan trọng nhất trên thế giới, đặc biệt là ở các nước châu Á. Cấu trúc và tính chất của gạo có nhiều lợi thế để sản xuất tinh bột RS3 như: Hàm lượng tinh bột cao; các hạt tinh bột có cấu trúc phức tạp với các phân nhánh và liên kết hydrogen giữa các chuỗi glucose, cấu trúc này là điều kiện lý tưởng cho quá trình biến đổi tinh bột thành các dạng tinh bột kháng tiêu hóa, đặc biệt là tinh bột RS3; tinh bột gạo có khả năng thủy phân tốt, cho phép tạo ra các sản phẩm RS3 thông qua các quá trình biến tính tinh bột, làm cho quá trình sản xuất RS3 từ gạo trở nên hiệu quả và dễ dàng điều chỉnh. Sử dụng gạo làm nguyên liệu để sản xuất tinh bột RS3 còn làm tăng giá trị gia tăng cho sản phẩm này, tận dụng được nguồn nguyên liệu dồi dào và rẻ tiền. Việc sử dụng gạo cũng có thể cải thiện tính chấp nhận của 2 người tiêu dùng đối với các sản phẩm chế biến từ tinh bột RS3, vì gạo là một thực phẩm quen thuộc và được ưa chuộng [12, 13]. Phương pháp sản xuất tinh bột kháng tiêu hoá hiện nay chủ yếu bằng các phương pháp biến tính vật lý và hóa học [14]. Tại Việt Nam, việc nghiên cứu sản xuất tinh bột kháng tiêu hoá ngày càng được quan tâm, đã có những nghiên cứu bước đầu trên các đối tượng nguyên liệu như đậu xanh, khoai lang, khoai môn, gạo, chuối với các phương pháp biến tính khác nhau, trong đó định hướng nghiên cứu phát triển các công nghệ tiên tiến và thân thiện môi trường đang là đề tài được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm . Xuất phát từ xu hướng phát triển và nhu cầu thị trường, từ năm 2016 Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã phê duyệt thực hiện đề tài “Nghiên cứu sản xuất tinh bột từ gạo tấm làm nguyên liệu cho chế biến thực phẩm” thuộc Chương trình KH&CN trọng điểm cấp Bộ, chủ nhiệm là PGS.TS Nguyễn Duy Lâm và Nghiên cứu sinh là thành viên chính, chủ trì các nội dung có liên quan đến hướng nghiên cứu phát triển của đề tài luận án “Nghiên cứu công nghệ sản xuất tinh bột kháng tiêu hoá loại RS3 từ nguyên liệu gạo bằng thủy phân enzyme kết hợp xử lý nhiệt ẩm”. 2. Mục tiêu Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất tinh bột kháng tiêu hoá loại RS3 từ nguồn nguyên liệu gạo phổ biến tại Việt Nam bằng phương pháp thủy phân enzyme kết hợp xử lý nhiệt ẩm để tạo ra sản phẩm tinh bột RS3 đảm bảo chất lượng, ATTP và có khả năng ứng dụng ở quy mô công nghiệp. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1. Ý nghĩa khoa học - Đã xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất tinh bột kháng tiêu hoá loại RS3 từ nguyên liệu gạo IR50404 bằng quá trình tiền xử lý thủy phân enzyme pullulanase kết hợp kỹ thuật hấp nhiệt/làm nguội 3 chu kỳ. - Công trình nghiên cứu của luận án góp phần bổ sung bộ cơ sở dữ liệu khoa học về quy trình công nghệ sản xuất tinh bột kháng tiêu hoá loại RS3. Luận án là tài 3 liệu tham khảo có giá trị đối với các nhà khoa học, các nghiên cứu sinh, doanh nghiệp sản xuất chế biến thuộc lĩnh vực nghiên cứu về tinh bột nói chung và tinh bột kháng tiêu hoá loại RS3 nói riêng. Trong đó, các thông số của quá trình công nghệ được thiết lập có hệ thống từ yếu tố nguyên liệu gạo đến sơ chế, tiền xử lý và biến tính thoái hóa tinh bột tạo tinh bột RS3 đảm bảo tính kế thừa, phát triển, logic và khoa học. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả của đề tài luận án góp phần đa dạng hóa sản phẩm, nâng cao chất lượng và gia tăng giá trị sản phẩm gạo Việt Nam. - Bước đầu tinh bột kháng tiêu hoá loại RS3 được tạo ra từ nguyên liệu gạo IR50404 có thể mở rộng cho một số giống lúa gạo có tiềm năng đã được lựa chọn. Sản phẩm tinh bột RS3 đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng và ATTP là nguồn thực phẩm chức năng và phụ gia thực phẩm phục vụ cho ngành công nghệ chế biến góp phần bảo vệ sức khỏe, nâng cao chất lượng cuộc sống con người và cộng đồng. 4. Đóng góp mới của luận án