Sự thay đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của maltodextrin dưới tác động của argon-plasma nguội ở áp suất khí quyển

Tạp chí Khoa học và Công nghệ 141 (2020) 057-062 
57 
Sự thay đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của maltodextrin dưới tác động của 
argon-plasma nguội ở áp suất khí quyển 
Changes in Structure and Physico-Chemical Properties of Maltodextrin under Atmospheric Cold 
Argon-Plasma Treatment 
Trịnh Khánh Sơn1,*, Nguyễn Thùy Linh2 
1Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. HCM - 01 Võ Văn Ngân, phường Linh Chiểu, quận Thủ Đức, Tp. HCM 
2Trường Đại học Nông Lâm Tp. HCM - Quốc lộ 1, phường Linh Trung, quận Thủ Đức, Tp. HCM 
Đến Tòa soạn: 03-11-2017; chấp nhận đăng: 20-3-2020 
Tóm tắt 
Maltodextrin được xử lý bằng hệ thống DBD argon-plasma. Sau xử lý, màu sắc các mẫu maltodextrin thay 
đổi rõ rệt và phân biệt được bằng mắt thường; acid tự do tăng 2,25 lần; DE tăng ~1,9 lần so với mẫu ban 
đầu. Độ nhớt của mẫu có sự tương quan chặt chẽ với thời gian xử lý plasma. Sau xử lý, maltodextrin bị 
depolymer hóa làm giảm khối lượng phân tử trung bình và DP xuống khoảng 1,56 lần so với mẫu ban đầu. 
Tỉ lệ a-helix/vô định hình ít có sự thay đổi. Phổ FTIR cho thấy, quá trình depolymer hóa và tạo liên kết 
ngang diễn ra đồng thời ở các mức độ khác nhau. Thời gian xử lý ngắn chủ yếu làm gãy liên kết C-O-C; 
trong khi đó, các liên kết C-O-C mới sẽ dần hình thành ở thời gian xử lý dài hơn. 
Từ khóa: argon-plasma, độ nhớt, FTIR, khối lượng phân tử, maltodextrin 
Abstract 
Maltodextrin was modified under DBD argon-plasma system. Under treatment, color of maltodextrin samples 
were significantly changed and could be distinguished by human eyes; free acid content is 2.25-folded 
increase; DE value is ~1.9-folded increase comparing to untreated maltodextrin. The viscosity was strongly 
correlated to treatment time. After modification, maltodextrin was depolymerized to reduce of around 1.56-
folded of its average molecular weight and DP comparing to untreated sample. The ratio of a-
helix/amorphous structure was not dramatically changed. FTIR spectra showed that the depolymerization 
and cross-linking formation was processed at various level. Short time of treatment was mainly resulted in 
the broken down of C-O-C bonds; whilst, new C-O-C linkage was created during long time of treatment. 
Keywords: argon-plasma, FTIR, maltodextrin, molecular weight, viscosity 
1. Giới thiệu 
Maltodextrin* là một sản phẩm thủy phân từ tinh 
bột có một số tính chất khác biệt hơn so với tinh bột. 
Maltodextrin có công thức hóa học là 
(C6H10O5)n.H2O, tương tự với công thức hóa học của 
tinh bột nhưng có khối lượng phân tử nhỏ hơn [1,2]. 
Maltodextrin là một sản phẩm thủy phân không hoàn 
toàn từ tinh bột (bằng nhiệt, acid hoặc enzyme) có 
đương lượng dextrose (DE) nhỏ hơn 20 [1,2]. 
Maltodextrin tan trong nước và thường tồn tại dưới 
dạng bột trắng hay dạng dung dịch đậm đặc. 
Maltodextrin được thừa nhận là phụ gia cho thực 
phẩm [1]. Trong công nghệ thực phẩm, maltodextrin 
là: (a) chất cố định mùi, vị; (b) thay đổi cấu trúc và 
tăng cảm quan thực phẩm; (c) chất trợ sấy; (d) tăng 
năng lượng cho thực phẩm ăn kiêng... giúp thực phẩm 
dễ hòa tan, dễ tiêu hóa, tăng giá trị dinh dưỡng [1]. 
* Địa chỉ liên hệ: Tel: (+84) 935.133734 
Email: khanhson96@gmail.com; 
sontk@hcmute.edu.vn 
Tính chất của maltodextrin phụ thuộc vào giá trị DE 
và mức độ polymer hóa (DP). Maltodextrin có DE 
càng thấp càng ít hút ẩm [2]. 
Trong tất cả phương pháp biến tính tinh bột 
bằng tác nhân vật lý, phương pháp xử lý bằng plasma 
nguội ở áp suất khí quyển (ACP, atmospheric cold 
plasma) có tính mới và có nhiều ưu điểm vượt trội, 
nhất là kỹ thuật xử lý khá đơn giản. Tại vùng plasma, 
với khí dẫn argon, một lượng lớn các electron năng 
lượng cao được tạo thành từ sự phóng điện trong chất 
khí. Những electron này có thể gắn vào các nguyên tử 
argon và biến đổi chúng sang trạng thái kích thích 
hoặc phân ly tạo Ar+ và e- . Năng lượng dưới dạng các 
nguyên tử, ion, điện tử (Ar, Ar*, Ar+, e-) sẽ tác động 
lên bề mặt vật liệu có nguồn gốc từ tinh bột và làm 
thay đổi thuộc tính bề mặt của mẫu, dẫn đến hai phản 
ứng chính có thể xảy ra trong quá trình xử lý plasma 
là phản ứng depolymer hóa và phản ứng tạo liên kết 
ngang [3]. Đã có nhiều nghiên cứu về việc sử dụng 
plasma nguội để biến tính tinh bột nhằm làm thay đổi 
độ trong của gel, khả năng bền nhiệt, tính chất lưu 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 141 (2020) 057-062 
58 
biến và độ tiêu hóa [3, 4]. Xét về bản chất hóa học, do 
maltodextrin là sản phẩm thủy phân không hoàn toàn 
từ tinh bột, nên các biến đổi do plasma gây ra trên 
tinh bột hoàn toàn có thể xảy ra trên maltodextrin. 
Tuy nhiên, cho đến hiện nay, hầu như chưa có nghiên 
cứu nào đề cập đến vấn đề này. Vì vậy, mục tiêu của 
nghiên cứu của chúng tôi là khảo sát và đánh giá sự 
thay đổi cấu trúc và các tính chất hóa lý của 
maltodextrin dưới tác dụng của argon-plasma nguội ở 
áp suất khí quyển. 
2. Vật liệu và phương pháp 
2.1. Xử lý maltodextrin bằng plasma nguội ở áp suất 
khí quyển (ACP) 
Phương pháp xử lý maltodextrin bằng argon-
plasma, cơ bản được dựa theo phương pháp của Trịnh 
Khánh Sơn [4]. Maltodextrin (5.0 g) (HiMedia 
Laboratories, Ấn Độ), dàn trải đều trên phiến kính (19 
cm x 13 cm). Sau đó đặt vào thiết bị DBD plasma, 
với các thông số đầu vào của thiết bị: (a) cường độ 
dòng điện 1 A, 120 voltage, 50 Hz; (b) lưu lượng khí 
argon 5 l/phút; (c) thời gian cho 1 chu kỳ là 2 phút; 
(d) số lần đảo trộn mẫu 3 phút/lần; (e) thời gian xử lý 
0, 5, 10, 15 và 20 phút (tương ứng với các mẫu MD0, 
MD5, MD15 và MD20). Thiết bị DBD plasma được 
chế tạo bởi Phòng thí nghiệm Công nghệ plasma và 
môi trường, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM. 
2.2. Màu sắc maltodextrin theo hệ màu CIE Lab 
Mẫu maltodextrin được tiến hành đo màu sắc 
bằng thiết bị đo màu (Minolta-CR400, Nhật Bản). 
Kết quả thu được là trung bình của ba lần đo lặp lại. 
Giá trị L*, a*, b* biểu thị lần lượt màu trắng, đỏ và 
vàng của tinh bột [5]. Sự khác biệt về màu sắc giữa 
các mẫu maltodextrin xử lý so với mẫu maltodextrin 
không qua xử lý được xác định bằng công thức (1) : 
∆E∗ = √∆L∗ + ∆a∗ + ∆b∗. Độ trắng được xác định 
theo công thức (2): 
WI = 100 − (100 − L∗) + a∗ + b∗ [6]. 
2.3. Hàm lượng acid tự do (FA) 
Hàm lượng acid tự do được xác định theo 
phương pháp của Sokhey A.S và cs [7]. 
2.4. Đương lượng dextrose (DE) 
Đương lượng dextrose của mẫu maltodextrin được 
xác định theo phương pháp của Peter Bernfeld [8]. 
2.5. Phổ hồng ngoại FTIR (Fourier transform 
infrared spectroscopy) 
Phổ FTIR được sử dụng như một công cụ để 
định lượng và mô tả sự thay đổi trong cấu trúc của 
maltodextrin. Các mẫu matodextrin sẽ được đo phổ 
hồng ngoại FTIR (FTIR-8400S, Shimadzu, Nhật Bản) 
với 20 lần quét ở bước sóng từ 400-4000 cm-1 [9]. 
KBr (0,2g) và tinh bột (0,002g) được đưa vào bộ nén 
mẫu và nén với áp suất 8 bar trong 10 phút. Sau đó, 
mẫu được tiến hành đo trong thiết bị FTIR. Kết quả 
phổ sau đó được biểu thị dưới dạng biểu đồ bằng 
phần mềm SigmaPlot (Version 10.0, 2006, Systat 
Software, Inc, Germany). 
2.6. Độ nhớt, khối lượng phân tử (M) và mức độ 
polymer hóa (DP) 
Độ nhớt nội tại (intrinsic viscosity) của 
maltodextrin được đo theo phương pháp của Ljubica 
Dokic và cs [10] và Harding Stephen E. [11]. 
Maltodextrin được pha loãng với nước cất thành một 
dãy nồng độ 5, 10, 15 và 20 g/ml, sau đó được xác 
định độ nhớt () bằng nhớt kế mao dẫn Ostwald có 
Ø=0,3 mm (Ref.No 509 03, Đức). Các dung dịch 
maltodextrin được ổn nhiệt trong bể điều nhiệt tại 
nhiệt độ là 30oC. Mẫu nước cất được xác định thời 
gian chảy qua hai vạch được đánh dấu là 19,17 giây. 
Độ nhớt động học (, m2/giây, kinematic viscosity) 
được xách định theo công thức (4): =0,004×t – 
0,12/t [12]. Tỉ trọng của dung dịch maltodextrin được 
xác định bằng công thức (5): =m/V; với m là khối 
lượng (g) và V là thể tích (ml). Độ nhớt tương đối 
(rel) được xác định theo các phương trình sau (6): 
rel=/o=t/to / o; với  là độ nhớt (m
2/giây) của 
mẫu, o là độ nhớt (m
2/giây) của nước, t là thời gian 
(giây) chảy của dung dịch mẫu trong nhớt kế, to là 
thời gian (giây) chảy của nước trong nhớt kế, là tỉ 
trọng của dung dịch mẫu ở 30oC, và o là tỉ trọng của 
nước ở 30oC. Độ nhớt rút gọn (reduced viscosity) 
(ml/g) được tính theo công thức (7): red=(rel-1)/c; 
với c là nồng độ dung dịch maltodextrin. Độ nhớt nội 
tại ([i], ml/g) của mẫu được tính theo công thức (8): 
i= lim→ η. Từ độ nhớt nội tại, khối lượng phân 
tử (M) của maltodextrin được xác định thông qua 
công thức của Staudinger-Mark-Houwink [10] thể 
hiện mối quan hệ giữa độ nhớt nội tại và khối lượng 
phân tử (9) : [i]=KM
a ; với K và a được gọi là hệ số 
Mark-Houwink là hằng số được xác định bằng thực 
nghiệm với hệ số nằm trong khoảng 0,5<a<1,0. Mối 
quan hệ giữa đương lượng dextrose (DE), mức độ 
polymer hóa (DP), và độ nhớt nội tại được thể hiện 
qua các công thức sau (10): 
i= K(


+ 18)a và DP =
,

 ; với DP là là mức 
độ polymer hóa. Với DE trong khoảng 10-20 thì K= 
3,56×10-3 và a = 1 [10]. 
2.7. Tính toán thống kê 
Các số liệu được thể hiện dưới dạng trung 
bình độ lệch chuẩn (n=3). Các số liệu được tính toán 
sự khác biệt bằng phép tính Anova một chiều 
(P<0,05, Duncan’s multiple range test) bằng phần 
mềm SPSS (Released 2008, SPSS Statistics for 
Windows, Version 17.0, Chicago: SPSS Inc.). 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 141 (2020) 057-062 
59 
3. Kết quả và thảo luận 
3.1. Các thông số về màu sắc 
Màu sắc là một trong những yếu tố quan trọng 
trong việc đánh giá chất lượng của nguyên liệu, sản 
phẩm hay sự chấp nhận của người tiêu dùng đối với 
sản phẩm. Hơn nữa, sự thay đổi màu sắc còn thể hiện 
sự thay đổi về thành phần, cấu trúc của nguyên liệu, 
sản phẩm. Sự thay đổi màu sắc của mẫu trước và sau 
khi xử lý plasma được thể hiện ở bảng 1. Theo đó, giá 
trị a* (xanh lá-đỏ) giảm từ -2,04 xuống còn -2,14 sau 
khi mẫu bị xử lý plasma trong 20 phút. Giá trị b* 
(vàng-xanh da trời) giữa các mẫu maltodextrin có xử 
lý plasma (MD5, MD10, MD15, MD20) không thay 
đổi nhiều, tuy nhiên, so với mẫu không xử lý (MD0), 
các mẫu có xử lý plasma có giá trị b* cao hơn. Như 
vậy, việc sử lý plasma làm màu sắc mẫu maltodextrin 
trở nên xanh và vàng hơn so với mẫu MD0. Sự thay 
đổi giá trị b* (màu vàng) là do phản ứng caramen hóa 
các monosaccharide thu được từ quá trình phân cắt 
maltodextrin bằng plasma. Trong quá trình xử lý 
plasma, maltodextrin bị bẻ gãy tạo thành các phân tử 
có kích thước nhỏ hơn như acid, dextrin, đường, và 
các gốc tự do. Dưới tác dụng của nhiệt độ, các phân 
tử đường bị caramen hóa làm thay đổi màu sắc của 
mẫu maltodextrin. Bên cạnh đó, khi tăng thời gian xử 
lý giá trị L* (đen-trắng) bị giảm là do ảnh hưởng của 
sự thay đổi của độ vàng [13]. Điều này cũng tương 
ứng với độ trắng (WI) của mẫu bị xử lý thấp hơn mẫu 
MD0 (bảng 1). Giá trị ∆E* cho thấy rất rõ rằng, việc 
xử lý plasma làm mẫu có sự thay đổi rõ rệt về màu 
sắc. Sự khác biệt về màu sắc được thể hiện qua giá trị 
∆E* ở các mức ≥4,89 chứng tỏ sự khác biệt về màu 
sắc giữa các mẫu xử lý plasma với mẫu ban đầu là rất 
rõ ràng để nhận biết bằng mắt thường [14]. 
Hình 1. Thiết bị DBD plasma. 
1. Cực âm; 2. Phiến kính; 3. Ống cách điện; 4. Mẫu 
tinh bột; 5. Khí argon vào; 6. Môi trường plasma; 7. 
Cực dương 
Bảng 1. Ảnh hưởng của thời gian xử lý DBD argon-plasma đến màu sắc và mối tương quan giữa độ nhớt rút gọn 
(y) với hàm lượng maltodextrin (x) của maltodextrin 
Mẫu L* a* b* ∆E WI y=ax+b; R2 
MD0 98,45±0,01a -2,04±0,00a 2,48±0,00c 0,00±0,00e 96,43±0,00a y=0,2512x+4,8552, R2=0,9971 
MD5 93,67±0,02b -2,16±0,00d 3,49±0,00b 4,89±0,00d 92,46±0,02b y=0,2476x+4,7064, R2=0,9982 
MD10 93,06±0,00d -2,19±0,00e 3,60±0,01a 5,51±0,00a 91,88±0,00e y=0,2614x+4,1819, R2=0,9993 
MD15 93,49±0,01c -2,15±0,00c 3,26±0,01d 5,02±0,00c 92,41±0,01c y=0,2750x+3,7572, R2=0,9999 
MD20 93,07±0,00d -2,14±0,00b 3,24±0,02e 5,43±0,00b 92,06±0,01d y=0,2996x+3,1194, R2=0,9950 
Các giá trị trong bảng biểu thị giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (n=3). Các chữ cái trong cùng một cột có ký hiệu khác nhau 
biểu thị sự khác biệt có nghĩa về mặt thống kê (P<0,05). MD0: mẫu không xử lý; MD5, MD10, MD15, MD20: mẫu 
maltodextrin được xử lý DBD argon-plasma trong 5, 10, 15 và 20 phút. 
Bảng 2. Hàm lượng acid tự do (FA), đương lượng dextrose (DE), độ nhớt nội tại (i), khối lượng phân tử (M), 
mức độ polymer hóa (DP), tỉ lệ vùng a-helix/vô định hình (H/A) và độ hấp thu (Abs) FTIR của đỉnh 1155 cm-1 
của các mẫu maltodextrin1 
Mẫu FA DE i M DP H/A Abs 1155cm
-1 
MD0 0,20±0,00a 13,58±0,79a 4,86±0,00e 1363,82±0,00e 8,22±0,00e 0,93±0,00b 0,566±0,01d 
MD5 0,35±0,00b 15,83±0,33b 4,71±0,01d 1322,02±0,00d 7,97±0,00d 0,94±0,00c 0,281±0,00a 
MD10 0,40±0,00c 17,12±0,64c 4,18±0,00c 1174,69±0,00c 7,07±0,00c 0,92±0,00a 0,371±0,01b 
MD15 0,40±0,00c 20,63±0,21d 3,76±0,01b 1055,39±0,00b 6,34±0,00b 0,94±0,00c 0,446±0,00c 
MD20 0,45±0,00d 25,80±0,00e 3,12±0,01a 876,24±0,00a 5,24±0,00a 0,96±0,00d 0,598±0,02e 
1Các giá trị trong bảng biểu thị giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (n=3). Các chữ cái trong cùng một cột có ký hiệu khác nhau 
biểu thị sự khác biệt có nghĩa về mặt thống kê (P<0,05). MD0: mẫu không xử lý; MD5, MD10, MD15, MD20: mẫu 
maltodextrin được xử lý DBD argon-plasma trong 5, 10, 15 và 20 phút 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 141 (2020) 057-062 
60 
Hình 2. Phổ FTIR của các mẫu maltodextrin 
MD0: mẫu không xử lý; MD5, MD10, MD15, MD20: mẫu 
maltodextrin được xử lý DBD argon-plasma trong 5, 10, 15 
và 20 phút 
3.2. Đương lượng dextrose (DE) và hàm lượng acid 
tự do (FA) 
DE là một chỉ số quan trọng của maltodextrin vì 
khi chỉ số DE thay đổi sẽ dẫn đến các tính chất chức 
năng và ứng dụng của maltodextrin cũng sẽ thay đổi 
[15]. Kết quả (bảng 2) cho thấy mối tương quan đồng 
biến giữa giá trị DE và thời gian xử lý (t) argon-
plasma là tuyến tính (DE=0,585t+12,744, 
R²=0,9311). Theo đó, mẫu maltodextrin xử lý plasma 
trong 20 phút (MD20) có giá trị DE cao nhất gấp ~1,9 
lần so với mẫu không xử lý (MD0). Chỉ số DE càng 
cao cho thấy mức độ depolymer hóa càng nhiều và 
khối lượng phân tử của maltodextrin càng giảm [15]. 
Hàm lượng acid tự do (FA) cho biết tính acid 
của maltodextrin từ đó thể hiện phạm vi ứng dụng của 
maltodextrin trong sản xuất công nghiệp. Theo như 
những nghiên cứu về xử lý plasma trên tinh bột trước 
đây thì việc xử lý plasma có thể làm thay đổi pH cũng 
như hàm lượng acid tự do của tinh bột [16]. Bảng 1 
cho thấy mối tương quan đồng biến giữa FA và thời 
gian xử lý (t) Argon-plasma (FA=0,011t+0,258; 
R²=0,81618). Mẫu maltodextrin xử lý plasma trong 
20 phút (MD20) có hàm lượng acid tự do cao nhất và 
gấp 2.25 lần so với mẫu không xử lý (MD0). Kết quả 
này tương tự với nghiên cứu trước đây của Cheng-yi 
Lii và cs [16] trên tinh bột. Phản ứng depolymer hóa 
xảy ra trong quá trình xử lý plasma, sự bẻ gãy mạch 
maltodextrin tạo ra các gốc carboxyl (-COOH), 
carbonyl (aldehyde hoặc ketone) hoặc peroxide ([O-
O]2-) [17] từ đó làm tăng hàm lượng acid tự do trong 
mẫu. Hàm lượng acid tự do và phản ứng depolymer 
hóa của maltodextrin phụ thuộc vào thời gian xử lý 
plasma. Theo đó, thời gian xử lý càng dài mức độ 
depolymer hóa càng cao và hàm lượng acid tự do 
(FA) càng tăng [16]. 
3.3. Độ nhớt, khối lượng phân tử (M) và mức độ 
polymer hóa (DP) 
Các kết quả (bảng 2) cho thấy độ nhớt rút gọn 
(η) của các mẫu maltodextrin thay đổi đồng biến 
với hàm lượng maltodextrin trong dung dịch. Các đặc 
tính của maltodextrin (kích thước, thể tích, cấu trúc), 
nồng độ maltodextrin, pH, nhiệt độ đều làm cho 
tương tác của các phân tử maltodextrin với nước thay 
đổi, do đó làm độ nhớt thay đổi theo [7, 18]. Kết quả 
cho thấy độ nhớt nội tại (i) của maltodextrin giảm 
dần theo thời gian (t) xử lý (i=-0,0884t+5,0082, 
R2=0,967), trong đó mẫu MD20 là thấp nhất. Kết quả 
trên tương tự với công bố của Cheng-yi Lii và cs 
[16] trên tinh bột. Theo Sokhey A. S. [7], sự giảm độ 
nhớt xảy ra là do sự thay đổi về cấu trúc, cấu hình và 
trọng lượng phân tử của maltodextrin. Trong quá 
trình xử lý, plasma có thể gây ra phản ứng depolymer 
hóa làm bẻ gãy mạch maltodextrin tạo ra các chuỗi 
polysaccharide mạch ngắn hơn dẫn đến giảm độ nhớt 
[18]. 
Khối lượng phân tử trung bình ảnh hưởng đến 
hầu hết các tính chất hóa lý của maltodextrin. Khối 
lượng phân tử trung bình (M) của maltodextrin giảm 
khi tăng thời gian (t) xử lý plasma (M=-
24,836t+1406,8, R2=0,967). Kết quả tương tự đã 
được Cheng-yii Lii và cs [16] công bố khi xử lý 
plasma trên tinh bột. Việc giảm khối lượng phân tử 
trung bình là do các chuỗi polysaccharide bị bẻ gãy 
tạo ra các phân tử có kích thước nhỏ hơn [17]. Theo 
bảng 2 và 4, chúng tôi nhận thấy mức độ polymer hóa 
(DP) của maltodextrin giảm tuyến tính với thời gian 
xử lý (t) plasma (DP=-0,1518t+8,4859; R2=0,967). 
Kết quả tương tự cũng được Benchamaporn Pimpa và 
cs [5] công bố trước đó. Cùng với sự giảm độ nhớt và 
DP thì chỉ số DE của maltodextrin tăng lên [10]. 
Dưới tác động của plasma có mức năng lượng cao đã 
ion hóa mạch amylose và amylopectin cũng là 
nguyên nhân dẫn đến sự giảm độ nhớt nội tại, khối 
lượng phân tử trung bình [5]. 
3.4. Sự thay đổi về cấu trúc 
Kết quả phổ FTIR (hình 2) cho thấy hình dạng 
phổ của các mẫu maltodextrin trước và sau xử lý 
plasma cơ bản không khác biệt nhau về hình dạng, 
không có đỉnh mới xuất hiện hay mất đi. Phân tử 
nước được giữ lại trong cấu trúc của maltodextrin nhờ 
liên kết chặt và liên kết yếu với phân tử nước tại hai 
đỉnh lần lượt là 1645 cm-1 và 3363 cm-1. Kết quả thu 
được từ đồ thị FTIR cho thấy, cường độ đỉnh (i) 1645 
cm-1 và (ii) 3363 cm-1 các mẫu MD0; MD5; MD10; 
MD15; MD50 lần lượt là (i) 0,294; 0.190; 0.198; 
0,230; 0.51 và (ii) 0,374; 0,247; 0,290; 0,280; 0,593. 
Như vậy, các mẫu xử lý với thời gian ngắn (từ 5 đến 
15 phút) có cường độ đỉnh –OH thấp hơn mẫu MD0 
(không xử lý). Trong khi đó, mẫu xử lý plasma trong 
20 phút (MD20) lại có cường độ đỉnh cao hơn mẫu 
MD0 và các mẫu xử lý khác. Có thể thấy, đồng thời 
có hai yếu tố cùng tác động đến cường độ đỉnh –OH 
01000200030004000
Đ
ộ 
hấ
p 
th
u
 t
ư
ơ
ng
 đ
ố
i
Bước Sóng
MD20
MD15
MD10
MD5
MD0
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 141 (2020) 057-062 
61 
trong phổ FTIR: (a) quá trình depolymer hóa tạo 
thành các phân tử nước tự do [3] và (b) quá trình bay 
hơi nước dưới tác dụng của nhiệt độ cũng như tác 
dụng của dòng khí argon (5 l/phút) trong quá trình xử 
lý plasma. Điều này có thể được giải thích do trong 
quá trình xử lý plasma xảy ra phản ứng depolymer 
hóa [3]. Phản ứng depolymer hóa bẻ gãy mạch 
maltodextrin tạo thành các phân tử nước tự do. Phân 
tử nước được tạo thành không hấp thu trong cấu trúc 
xoắn α-helix, nhưng được hấp thu trong vùng vô định 
hình, điều này dẫn đến cường độ hấp thu của nhóm -
OH tăng sau khi xử lý plasma [3, 19]. Phản ứng 
depolymer hóa còn phụ thuộc vào thời gian xử lý 
plasma [16]. Thời gian xử lý càng dài mức độ 
depolymer hóa càng cao. Tuy nhiên, cũng trong 
khoảng thời gian xử lý đó, nước được tạo thành bị 
bay hơi dẫn đến cường độ hấp thu của nhóm -OH 
giảm. Thời gian xử càng lâu thì mức độ depolymer 
càng cao (cường độ hấp thu nhóm –OH tăng), nhưng 
đồng thời cũng tăng thời gian bay hơi nước (cường độ 
hấp thu nhóm –OH giảm). Như vậy, ở thời gian xử lý 
ngắn (từ 5 đến 15 phút) lượng nước tự do sẽ bị bay 
hơi hoàn toàn; ngược lại, mẫu xử lý trong 20 phút thì 
lượng nước tạo thành bởi phản ứng depolymer nhiều 
hơn lượng bị bay hơi. 
Phân tích cấu trúc của maltodextrin bằng phổ 
FTIR cho biết đỉnh 1155 cm-1 là do sự dao động của 
liên kết glycoside C-O-C biến dạng bất đối xứng và 
đỉnh 927 cm-1 là do sự giao động của liên kết α-1,4 
glycoside. Độ hấp thu của nhóm C-O-C giảm sau khi 
xử lý plasma (từ 5 đến 15 phút) là do phản ứng 
depolymer hóa xảy ra trong quá trình xử lý làm bẻ 
gãy liên kết C-O-C (bảng 2) [3]. Mẫu MD20 có 
cường độ hấp thu của nhóm C-O-C tăng so với mẫu 
xử lý khác (hình 2). Điều này có thể giải thích bởi 
trong quá trình xử lý plasma hai phản ứng sau đồng 
thời xảy ra ở các mức độ khác nhau: (a) phản ứng 
depolymer hóa và (b) phản ứng tạo thành liên kết 
chéo [3]. Với thời gian xử lý plasma ngắn (từ 5 đến 
15 phút), quá trình depolymer hóa chiếm ưu thế làm 
bẻ gãy mạch maltodextrin tạo thành các dextrin có 
kích thước phân tử nhỏ hơn, glucose và nước...Với 
thời gian xử lý dài (20 phút), giữa hai phân tử glucose 
của maltodextrin có thể hình thành liên kết glycosidic 
(C-O-C) mới chiếm ưu thế từ đó làm tăng cường độ 
hấp thu của nhóm C-O-C so với mẫu không xử lý 
plasma. Tuy nhiên, cần có thêm những phân tích chi 
tiết để làm rõ hơn vấn đề này. 
Tinh bột hoặc các dẫn xuất từ tinh bột như 
maltodextrin có cấu trúc bán tinh thể bao gồm vùng 
α-helix (là vùng có cấu trúc xoắn kép) và vùng vô 
định hình. Tỉ lệ giữa độ hấp thu của đỉnh 1047 cm-1 
(α-helix) và 1022 cm-1 (vô định hình) biểu thị mức độ 
cấu trúc có trật tự của mẫu [19]. Kết quả về tỉ lệ α-
helix/vô định hình của các mẫu được thể hiện trong 
bảng 2. Các mẫu sau xử lý plama đều có tỉ lệ α-
helix/vô định tăng nhẹ so với mẫu MD0. Tuy nhiên, 
sự khác biệt này là rất nhỏ và không có nhiều ý nghĩa 
về mặt cấu trúc. 
4. Kết luận 
Kỹ thuật xử lý bằng argon-plasma đã giúp mẫu 
maltodextrin giảm rõ rệt mức độ polymer hóa và khối 
lượng phân tử, giúp DE tăng lên và đạt giá trị 25,80 
(tăng 12,22 so với mẫu ban đầu) đồng nghĩa với việc 
maltodextrin bị chuyển thành dạng sản phẩm có độ 
ngọt cao hơn so với mẫu maltodextrin ban đầu nhưng 
vẫn giữ nguyên dạng rắn. 
Tài liệu tham khảo 
[1] Ioannis S. Chronakis, On the molecular 
characteristics, compositional properties, and 
structural functional mechanisms of maltodextrins: a 
review, Critical Reviews in Food Science and 
Nutrition. 38(7) (1998), 599-637. 
[2] Kearley M.W., Dzied S.Z., Handbook of starch 
hydrolysis products and their derevatives, Springer-
Science+Business, B.V. British (1995). 
[3] Rungtiwa W., Panakamol D., Weerawut C., Sawanee 
H., Kesini L., Manop S., Asira F., Somsak D., 
Modification of tapioca starch by non-chemical route 
using jet atmospheric argon plasma, Carbohydrate 
polymers. 102 (2014), 790-798. 
[4] Trịnh Khánh Sơn, Nguyễn Thị Lý, Nguyễn Thùy 
Linh, Nghiên cứu sự biến tính và sự thay đổi độ tiêu 
hóa in vitro của tinh bột bắp do xử lý bằng argon-
plasma nguội ở áp suất khí quyển. Tạp chí Khoa học 
và Công nghệ. 52(5C) (2014), 31-37. 
[5] Benchamaporn Pimpa , Sharifah Kharidah Syed 
Muhammad , Muhammad Ali Hassan , Zulkafli 
Ghazali , Kamaruddin Hashim and Duangkhae 
Kanjanasopa, Effect of electron beam irradiation on 
physicochemical properties of sago starch, 
Songklanakarin Journal of Science and 
Technology. 29(3) (2007), 759-768. 
[6] Tyre C. Lanier; Kathy Hart; Roy E. Martin, A Manual 
of standard methods for measuring and specifying the 
properties of surimi, Raleigh, N.C. : University of 
North Carolina Sea Grant College Program (1991). 
[7] Sokhey A. S., Chinnaswamy R., Chemical and 
molecular properties of irradiated starch 
extrudates, Cereal Chemistry. 70(3) (1993), 260-268. 
[8] Peter Bernfeld, Amylases: alpha and beta methods, 
Enzymology. 1 (1995), 149-158. 
[9] Alexandre T. Paulino, André R. Fajardo, Andrea P. 
Junior, Edvani C. Muniz, Elias B. Tambourgi, Two-
step synthesis and properties of a magnetic-field-
sensitive modified maltodextrin-based hydrogel, 
Polymer International. 60(9) (2011), 1324–1333. 
[10] Ljubica Dokic, Jovan Jakovljevic, Petar Dokic, 
Relation between viscous characteristics and dextrose 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 141 (2020) 057-062 
62 
equivalent of maltodextrins, Starch/Stärke 56(11) 
(2004), 520-525. 
[11] Harding Stephen E., The intrinsic viscosity of 
biological macromolecules, Progress in measurement, 
interpretation and application to structure in dilute 
solution, Progress in biophysics and molecular 
biology. 68(2) (1997), 207-262. 
[12] Operating Instruction, Schott-Geräte GmbH, SI 
Analytics GmbH, Postfach 2443, 55014 Mainz, 
Hattenbergstrasse 10, 55122 Mainz, Germany. 
[13] Il-Jun Kang, Myung-Woo Byun, Hong-Sun 
Yook, Chun-Ho Bae, Hyun-Soo Lee, Joong-Ho 
Kwon, Cha-Kwon Chung, Production of modified 
starches by gamma irradiation, Radiation Physics and 
Chemistry. 54(4) (1999), 425-430. 
[14] Mokrzycki W.S. and Tatol M., Color difference Delta 
E - A survey, Machine Graphics and Vision. 20(4) 
(2012), 383-411. 
[15] Costas G. Biliaderis, Matar S. Izydorczyk, Functional 
Food Carbohydrates, CRC Press. Taylor & Francis 
Group, LLC (2007). 
[16] Cheng-yi Lii, Chia-ding Liao, Leszek Stobinski and 
Piotr Tomasik, Effect of corona discharges on 
granular starches, Food, Agriculture & Environment. 
1(2) (2003), 143-149. 
[17] Nemţanu Monica R., and Mirela Braşoveanu, 
Functional properties of some non-conventional 
treated starches, Biopolymers (Edited by M. 
Eknashar) (2010), 319-344. 
[18] Deschreider A.R., Changes in starch and its 
degradation products on irradiating wheat flour with 
gamma rays, Starch/starke. 12 (1960), 197-201. 
[19] Deeyai P., Suphantharika M., Wongsagonsup R., 
Dangtip S., Characterization of modified tapioca 
starch in atmospheric argon plasma under diverse 
humidity by FTIR spectroscopy, Chinese Physics 
Letters. 30(1) ,(2013) 018103-1- 018103-4