ảnh hưởng của gốc phosphate đến một số tính chất lý hóa tinh bột sắn biến hình tạo liên kết ngang

Luận văn đính kèm theo đây, với đề tài “Ảnh hưởng của gốc phosphate đến một số tính chất lý hóa của tinh bột sắn biến hình tạo liên kết ngang”, đã được hội đồng chấm luận văn thông qua.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM



ẢNH HƯỞNG CỦA GỐC PHOSPHATE ĐẾN MỘT SỐ TÍNH CHẤT LÝ HÓA TINH BỘT SẮN BIẾN HÌNH

TẠO LIÊN KẾT NGANG

PHAN THỊ THÚY DIỄM MSSV: LT 11580

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Mã ngành: 08

Giáo viên hướng dẫn NGUYỄN NHẬT MINH PHƯƠNG

Cần Thơ, 2013

Luận văn đính kèm theo đây, với đề tài “Ảnh hưởng của gốc phosphate đến một số

tính chất lý hóa của tinh bột sắn biến hình tạo liên kết ngang”, đã được hội đồng

chấm luận văn thông qua

Cần thơ, ngày…….tháng…….năm…

Nguyễn Nhật Minh Phương

ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình luận văn nào trước đây

Sinh viên thực hiên

Phan Thị Thúy Diễm

iv

TÓM TẮT

Ảnh hưởng của gốc phosphate đến một số tính chất lý hóa tinh bột sắn biến hình tạo liên kết ngang với tác nhân sodium trimetaphosphate (STMP)/sodium tripolyphosphate (STPP) (99:1,w/w) với các nồng độ khác nhau (4; 8; 12 và 16 %); thay đổi nhiệt độ (40;

45 và 50 oC); thời gian (1; 2 và 3 giờ) và môi trường biến hình khác nhau có pH (4,5; 7

và 11) Các chỉ tiêu đánh giá mức độ biến hình của tinh bột sắn mức độ trùng hợp (Pn),

độ hòa tan (%) và độ trong dung dịch hồ tinh bột (%T650) của tinh bột sắn Kết quả thu nhận cho thấy rằng nồng độ tác nhân, nhiệt độ, thời gian và pH đều ảnh hưởng đến mức

độ trùng hợp, độ hòa tan và độ trong dung dịch hồ tinh bột của tinh bột sắn Mức độ trùng hợp của tinh bột sắn sau khi biến hình gia tăng với sự gia tăng nồng độ tác nhân, nhiệt độ, thời gian và pH, trong đó tính chất về độ hòa tan và độ trong dung dịch hồ tinh bột giảm đáng kể

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ii

LỜI CẢM TẠ iii

TÓM TẮT iv

MỤC LỤC v

DANH SÁCH BẢNG ix

DANH SÁCH HÌNH x

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1 Giới thiệu 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

2.1 Tổng quan về nguyên liệu sắn 3

2.1.1 Nguồn gốc .3

2.1.2 Đặc điểm sinh học 3

2.1.3 Phân loại .3

2.1.4 Cấu tạo củ sắn 4

2.1.5 Thành phần hóa học .5

2.1.5.1 Tinh bột 5

2.1.5.2 Đường 6

2.1.5.3 Protein 6

2.1.5.4 Vitamin và khoáng 6

2.1.5.5 Nước 6

2.1.5.6 Các hợp chất khác 6

2.1.6 Giá trị sử dụng 8

2.1.7 Giá trị dinh dưỡng 8

2.2 Tinh bột 9

2.2.1 Giới thiệu chung về tinh bột 9

2.2.2 Cấu tạo tinh bột 10

2.2.2.1 Cấu tạo amylose 12

vi

2.2.2.2 Cấu tạo amylopectin 12

2.2.3 Một số phản ứng tiêu biểu của tinh bột 13

2.2.3.1 Phản ứng thủy phân 13

2.2.3.2 Phản ứng tạo phức 14

2.2.3.3 Phản ứng hấp thụ 15

2.2.3.4 Phản ứng oxy hóa với periodate 15

2.2.4 Các tính chất của tinh bột 17

2.2.4.1 Độ hòa tan và hút ẩm của tinh bột 17

2.2.4.2 Sự trương nở và hiện tượng hồ hóa của tinh bột 17

2.2.4.3 Đột nhớt của hồ tinh bột 18

2.2.4.4 Khả năng tạo gel và sự thoái hóa gel của tinh bột 19

2.2.4.5 Khả năng tạo hình của tinh bột 20

2.2.4.6 Khả năng phồng nở của tinh bột 20

2.2.5 Những ứng dụng của tinh bột sắn trong ngành công nghiệp thực phẩm và các

ngành công nghiệp khác .21

2.2.5.1 Ứng dụng tinh bột sắn trong ngành công nghiệp thực phẩm 21

2.2.5.2 Ứng dụng tinh bột sắn trong các ngành công nghiệp khác 22

2.3 Tinh bột biến hình 22

2.3.1 Lịch sử hình thành tinh bột biến hình 22

2.3.2 Phân loại tinh bột biến hình 23

2.3.2.1 Phương pháp biến hình vật lý 23

2.3.2.2 Phương pháp biến hình enzyme 24

2.3.2.3 Phương pháp biến hình hóa học 24

2.3.3 Lý thuyết về tinh bột biến hình bằng cách tạo liên kết ngang 30

2.3.3.1 Lịch sử 30

2.3.3.2 Các tính chất của tinh bột liên kết ngang 31

2.3.3.3 Tác nhân tạo liên kết ngang 33

2.4 Sodium trimetaphosphate 33

2.5 Sodium tripolyphosphate .34

2.6 Ứng dụng tinh bột biến hình 35

2.6.1 Ứng dụng tinh bột biến hình trong ngành công nghiệp thực phẩm 35

2.6.2 Ứng dụng tinh bột biến hình trong các ngành công khác 36

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM .38

3.1 Phương tiện thí nghiệm 38

3.1.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 38

3.1.2 Nguyên liệu 38

3.1.3 Dụng cụ thí nghiệm 38

3.1.4 Hóa chất .38

3.2 Phương pháp thí nghiệm 39

3.3 Quy trình sản xuất tinh bột sắn biến hình bằng phương pháp tạo liên kết ngang theo Woo và Seib (2002) 39

3.4 Nội dung và bố trí thí nghiệm 40

3.4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ STMP/STPP đến một số tính chất lý hóa của tinh bột sắn biến hình bằng phương pháp tạo liên kết ngang 40

3.4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian biến hình đến một số tính chất lý hóa của tinh bột sắn bằng phương pháp tạo liên kết ngang 40

3.4.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng pH (môi trường biến hình) đến một số tính chất lý hóa của tinh bột sắn bằng phương pháp tạo liên kết ngang 41

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42

4.1 Ảnh hưởng nồng độ STMP/STPP đến một số tính chất lý hóa của tinh bột sắn 42

4.1.1 Ảnh hưởng nồng độ STMP/STPP đến mức độ trùng hợp của tinh bột sắn 42

4.1.2 Ảnh hưởng nồng độ STMP/STPP đến độ hòa tan của tinh bột sắn 43

4.1.3 Ảnh hưởng nồng độ STMP/STPP đến độ trong dung dịch hồ tinh bột của tinh bột sắn 44

4.2 Ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian biến hình đến một số tính chất lý hóa của tinh bột sắn 45

4.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian biến hình đến mức độ trùng hợp của tinh bột sắn 46

4.2.2 Ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian biến hình đến độ hòa tan của tinh bột sắn 48

viii

4.2.3 Ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian biến hình đến độ trong dung dịch hồ tinh bột của

tinh bột sắn 49

4.3 Ảnh hưởng pH đến một số tính chất lý hóa của tinh bột sắn .50

4.3.1 Ảnh hưởng pH đến mức độ trùng hợp của tinh bột sắn 50

4.3.2 Ảnh hưởng pH đến độ hòa tan của tinh bột sắn 51

4.3.3 Ảnh hưởng pH đến độ trong dung dịch hổ tinh bột của tinh bột sắn 52

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 54

5.1 Kết luận 54

5.2 Đề nghị 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

PHỤ LỤC xii

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1: Thành phần hóa học của củ sắn 5

Bảng 2: Hàm lượng cyanogenic glucoside trong các mô của các giống sắn ngọt và sắn đắng 7

Bảng 3: Đặc điểm của một số hệ thống tinh bột 10

Bảng 4: Nhiệt độ hồ hóa của một số tinh bột tự nhiên 18

Bảng 5: Thành phần hóa học của sodium trimetaphosphate 34

Bảng 6:Ứng dụng của một số loại tinh bột biến hình .36

Bảng 7: Ảnh hưởng nồng độ STMP/STPP đến mức độ trùng hợp, độ hòa tan và độ trong dung dịch hồ tinh bột của tinh bột sắn 42

Bảng 8: Ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian biến hình đến mức độ trùng hợp, độ hòa tan và độ trong dung dịch hồ tinh bột của tinh bột sắn 46

Bảng 9: Ảnh hưởng pH đến mức độ trùng hợp, độ hòa tan và độ trong dung dịch hồ tinh bột của tinh bột sắn 50

x

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1: Cây sắn 4

Hình 2: Cấu tạo củ sắn 5

Hình 3: Cơ chế tạo thành melanin từ tyrosine với xúc tác của enzyme tyrosinase 8

Hình 4: Hình dạng của một số hạt tinh bột .9

Hình 5: Cấu trúc hạt tinh bột .11

Hình 6: Cấu trúc của amylose và amylopectin 12

Hình 7: Phản ứng thủy phân của tinh bột bằng enzyme và acid 14

Hình 8: Phản ứng oxy hóa periodate hình thành hai nhóm aldehyde 15

Hình 9: Oxy hóa periodate tiêu thụ hai phân tử periodate và hình thành hai nhóm aldehyde và một acid formic .16

Hình 10: Oxy hóa periodate với sự tạo thành 3 acid formic 16

Hình 11: Sự hồ hóa và thoái hóa gel của tinh bột .20

Hình 12: Tinh bột biến hình bằng phương pháp hóa học và enzyme 25

Hình 13: Tinh bột oxi hóa, chỉ ra sự hình thành nhóm carbonyl .27

Hình 14: Phản ứng hóa học tạo thành tinh bột acetate 29

Hình 15: Phản ứng hóa học tạo thành tinh bột ether 29

Hình 16: Phản ứng tạo liên kết ngang của tinh bột với phosphorus oxychloride 30

Hình 17: Sự tạo thành tinh bột liên kết ngang 31

Hình 18:Ảnh hưởng pH đến độ trong (% T650) tinh bột lúa mì (Δ) và tinh bột ngô (●) khi sử dụng STPP/STMP 32

Hình 19:Ảnh hưởng nồng độ STMP/STPP và nhiệt độ đến độ hòa tan tinh bột ngô 32

Hình 20: Một số phản ứng tinh bột tạo liên kết ngang với nhóm phosphate 33

Hình 21: Công thức cấu tạo của sodium trimetaphosphate 34

Hình 22: Công thức cấu tạo sodium tripolyphosphate 35

Hình 23: Tinh bột sắn 38

Hình 24: Quy trình sản xuất tinh bột sắn biến hình bằng cách tạo liên kết ngang Woo and Seib (2002) 39

Hình 25: Ảnh hưởng nồng độ STMP/STPP đến mức độ trùng hợp của tinh bột sắn 43

Hình 26: Ảnh hưởng STMP/STPP đến độ hòa tan của tinh bột sắn 44

Hình 27: Ảnh hưởng nồng độ STMP/STPP đến độ trong dung dịch hồ tinh bột của tinh

bột sắn 45 Hình 28: Ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian biến hình đến mức độ trùng hợp của tinh bột

sắn 47 Hình 29: Ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian biến hình đến độ hòa tan tinh bột sắn 48 Hình 30: Ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian biến hình đến độ trong dung dịch hồ tinh bột

của tinh bột sắn 49 Hình 31: Ảnh hưởng pH đến mức độ trùng hợp của tinh bột sắn biến hình 51 Hình 32: Ảnh hưởng của pH đến độ hòa tan của tinh bột sắn biến hình 52 Hình 33: Ảnh hưởng pH đến độ trong dung dịch hồ tinh bột của tinh bột của tinh bột

sắn 53

1

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Giới thiệu

Nước ta có nguồn tinh bột rất đa dạng và phong phú, tuy điều kiện khí hậu khắc nghiệt, thời tiết thất thường, đất đai kém màu mỡ nhưng vẫn thu được nguồn nguyên liệu tinh bột quan trọng với năng suất và chất lượng cao như khoai, sắn, sắn dây, huỳnh tinh… Sắn là loại cây lương thực có sản lượng cao hiện nay, các sản phẩm từ sắn như sắn lát, sắn viên, tinh bột sắn,… Trong đó tinh bột sắn được ứng dụng rộng rãi cho nhiều lĩnh vực như công nghiệp dệt, công nghiệp giấy, công nghiệp chất kết dính, dược phẩm và công nghiệp thực phẩm

Tinh bột là một trong những nguyên liệu quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp như công nghiệp giấy, công nghiệp keo dán, công nghiệp thực phẩm… do có những tính chất đặc trưng của nó như tạo hình dáng, tạo khung, độ đàn hồi, độ xốp, có khả năng tạo gel, tạo màng và một số sản phẩm yêu cầu tinh bột giàu amylose, một số sản phẩm yêu cầu tinh bột thuần nhất amylopectin hoặc cần dạng tinh bột có độ hòa tan tốt, tinh bột bền không bị thoái hóa ở nhiệt độ thấp, cần độ dẻo, độ trong và một số sản phẩm khác không mong muốn những tính chất đó (Aparicio Saguilan et at., 2005) Tuy nhiên, tinh bột tự nhiên còn nhiều hạn chế về mặt tính chất chưa đáp ứng được yêu cầu khác nhau trong công nghiệp, vì vậy cần phải cải biến một số tính chất lý hóa của tinh bột hay còn gọi là biến hình tinh bột để thu về tinh bột có tính chất hoàn toàn mới so với tinh bột tự nhiên

Tinh bột biến hình được cải biến bằng nhiều phương pháp khác nhau: vật lý, hóa học và enzyme; trong từng phương pháp lại có nhiều cách biến hình như phương pháp hóa học các cách như thủy phân bằng aicd, oxy hóa, ether hóa, ester hóa, liên kết ngang,… (Jayakody và Hoover, 2002) để điều chỉnh tính chất của tinh bột thành dạng phù hợp với yêu cầu sử dụng từng sản phẩm cụ thể

Từ những tính chất và ứng dụng từ tinh bột biến hình, mục đích của việc nghiên cứu đề tài này là tạo ra tinh bột sắn biến hình bằng cách tạo liên kết ngang theo phương pháp Woo và Seib, (2002) Tinh bột biến hình tạo liên kết ngang được xử lý với một số tác nhân như sodium trimetaphosphate (STMP), sodium tripolyphospate (STPP), epichlorohydrin (EPI) và phosphoryl clorua (POCl3) đã được sử dụng, có khả năng hình thành hoặc ether hoặc ester mối liên kết giữa các nhóm phân tử hydroxyl trên phân

tử tinh bột (Rutenbergb và Solarek, 1984) Nhằm tạo ra tinh bột biến hình dai hơn, dòn hơn, cứng hơn, chịu được acid, nhiệt và lực cắt hơn tinh bột tự nhiên Các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ liên kết ngang như loại tinh bột, loại tác nhân, thành phần, nồng độ, nhiệt độ, thời gian, pH (Chung, Woo và Lim, 2004; Lim và Seib, 1993)

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Ảnh hưởng nồng độ sodium trimetaphosphate/sodium tripolyphosphate, nhiệt độ, thời gian và pH khác nhau đến một số tính chất của tinh bột sắn biến hình như mức độ trùng hợp, độ hòa tan và độ trong dung dịch hồ tinh bột

Đề xuất quy trình sản xuất tinh bột sắn biến hình bằng phương pháp tạo liên kết ngang với các thông số kỹ thuật

maracheeni ở miền bắc Kerala và các tên gọi khác (singkong, ubikayu, aipim, macaxeir, kappa), bắt nguồn từ lưu vực sông Amazone Nam Mỹ (William F Breuniger et al.,

2009), là cây lương thực ăn củ có thể sống lâu năm, ưa ẩm và có mặt hơn 80 quốc gia

có khí hậu nhiệt đới ẩm trên thế giới Sản lượng sắn hàng năm trên thế giới khoảng 175 triệu tấn với diện tích canh tác 14,15 triệu hecta phân bố trên 80 quốc gia (Hoàng Kim Anh và cộng sự, 2004) Ở nước ta, sắn được trồng khắp nơi từ bắc tới nam nhưng do quá trình sinh trưởng và phát triển của sắn kéo dài, khả năng giữ đất lâu được trồng chủ yếu các tỉnh trung du và thượng du Bắc Bộ như: Phú Thọ, Tuyên Quang, Hòa Bình,…

các tỉnh miền Trung, Tây Nguyên…

2.1.2 ặ ểm s n

Sắn (hình 1) thuộc loại cây gỗ cao từ 1 đến 5 m, giữa thân có lõi trắng và xốp nên rất yếu; lá phân thuỳ sâu, có gân lá nổi rõ ở mặt sau, dạng chân vịt, thuộc loại lá đơn mọc xen kẽ, xếp trên thân theo chiều xoắn ốc, cuống lá có màu xanh, tím hoặc xanh điểm tím; hoa đơn tính có hoa đực và hoa cái trên cùng một chùm hoa, hoa cái không nhiều, mọc ở phía dưới cụm hoa và nở trước hoa đực nên hoa cái được thụ phấn từ hoa đực của cây khác nhờ gió hoặc côn trùng; quả thuộc loại quả nang, có màu nâu nhạt đến đỏ tía, hình lục giác, chia thành ba ngăn, mỗi ngăn một hạt, khi chín, quả tự khai; Rễ mọc

từ mắt và mô sẹo của hom, lúc đầu mọc ngang sau đó cắm sâu xuống đất, theo thời gian chúng phình to ra và tích lũy bột thành củ Thông thường, mỗi cây có từ 5 đến 10 củ phát triển tròn xung quanh gốc, củ sắn có hai đầu nhọn, chiều dài biến động từ 25 đến

100 cm, đường kính trung bình 3 đến 15 cm (Hoàng Kim Anh và cộng sự, 2004) Nhìn chung, kích thước cũng như trọng lượng củ thay đổi theo giống, điều kiện canh tác và

độ màu mỡ của đất

2.1.3 P n lo i

Sắn bao gồm nhiều loại giống, chúng khác nhau về chiều cao, thời gian sinh trưởng, màu sắc củ, thân, gân lá và tính chất sắn đắng hay ngọt (quyết định bởi hàm lượng cyanogenic glucoside cao hay thấp) mà tiến hành phân loại Tuy nhiên trong công nghệ sản xuất tinh bột người ta phân thành hai loại: sắn đắng và sắn ngọt

+ Sắn đắng: chứa nhiều tinh bột, nạc củ (thịt sắn) nhưng độc tố lại cao, hàm lượng cyanogenic glucoside ở lá tươi khoảng 160 - 240 mg / kg và củ tươi từ 60 - 150 mg / kg,

do chứa hàm lượng độc tố cao nên không sử dụng làm thức ăn tươi thường dùng sản xuất tinh bột và đòi hỏi quy trình công nghệ phức tạp hơn để tách dịch bào

+ Sắn ngọt: là loại sắn ít tinh bột, ít độc tố hơn sắn đắng, hàm lượng cyanogenic glucoside ở lá tươi khoảng 80 - 110 mg / kg và củ tươi 20 - 30 mg / kg

- Thịt sắn: chiếm phần lớn khối lượng của củ, cấu tạo chủ yếu chứa tế bào mô mềm (gồm hạt tinh bột, chất nguyên sinh, đường, chất vi lượng), tế bào thành cứng (chủ yếu

là cellulose) và một ít dịch bào

- Vỏ cùi hay vỏ thịt: nằm giữa vỏ gỗ và thịt sắn, chiếm từ 8 - 10% khối lượng toàn củ;

vỏ cùi gồm các tế bào thành dày, ngoài cellulose là chính còn chứa 5 - 8% tinh bột; trong vỏ cùi chứa các hợp chất nitơ và dịch bào (trong dịch bào có tannin, sắc tố, enzyme, độc tố, khoáng) gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng và quá trình chế biến

- Lõi: là thành phần ở trung tâm, lõi lớn sẽ làm hiệu suất và năng suất máy giảm (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2003)

Hình 1: Cây sắn

Nếu thu hoạch quá sớm hàm lượng tinh bột thấp, hàm lượng các chất hòa tan cao khi chế biến tinh bột thì hiệu suất thu hồi thấp và quá trình bảo quản gặp nhiều khó khăn; ngược lại thu hoạch trễ củ nhiều xơ, hàm lượng tinh bột cũng không cao vì một phần tinh bột thủy phân thành đường để cung cấp chất dinh dưỡng cho mầm phát triển

2.1.5.2 n

Đường trong sắn chủ yếu đường glucose và một ít maltose, saccharose; sắn càng già hàm lượng đường càng giảm; trong chế biến đường hoà tan trong nước và theo nước dịch ra ngoài

2.1.5.3 Protein

Protein có trong củ rất thấp chiếm hàm lượng khoảng 1 - 1,2% nên cũng ít ảnh hưởng đến quy trình công nghệ

2.1.5.4 Vitamin và khoáng

Củ sắn có chứa nhiều vitamin C và canxi, ngoài ra trong củ sắn còn có vitamin nhóm B

và nhiều loại khoáng khác

- Độc tố trong sắn

Trong sắn, HCN tồn tại dưới dạng cyanogenic glucoside gồm 2 loại linamarin

(C10H17O6N) và lotaustralin (C11H19O6N); linamarin được phát hiện lần đầu bởi Peckolt

và còn được gọi là manihotoxin, khi vào đường tiêu hóa sẽ được men tiêu hóa thủy

phân thành acid hydrocyanic (HCN) vào máu gây độc

Liều ngộ độc ở người lớn là 20 mg / kg thể trọng, ở trẻ em liều tử vong là 1mg / kg thể trọng, hàm lượng độc tố trong sắn phân bố không giống nhau tùy thuộc vào từng giống

và các mô khác nhau mà hàm lượng độc tố khác nhau (bảng 2)

Sắn cao sản dùng trong công nghiệp chế biến bột ngọt, mì ăn liền, glucose, phụ gia dược phẩm, rượu , có cọng lá dầy màu xanh ánh vàng, đọt lá màu tím, đặc biệt củ nhỏ,

C10H17O6N + H2O C6H12O6 + (CH3) 2 + HCN

Linamirin Glucose Aceton Acid anhydrocyanic

7

tròn, dài, có vỏ lụa màu trắng, hàm lượng cyanogenic glucoside (60 - 150 mg / kg) nhiều hơn sắn thường (20 - 30 mg / kg)

Bảng 2: Hàm lượng cyanogenic glucoside trong các mô của các giống sắn ngọt và sắn đắng

Giống Các mô Cyanogenic glucoside (mg / kg mô ướt)

Ngọt

Hạt Cây giống 10 ngày tuổi

462

Đắng

Hạt Cây giống 10 ngày tuổi

- Hệ enzyme

Trong sắn thì hệ enzyme polyphenoloxydase là enzyme có ảnh hưởng nhiều tới chất

lượng trong bảo quản và chế biến; khi chưa thu hoạch hoạt động enzyme này yếu và ổn

định nhưng sau khi thu hoạch lại hoạt động mạnh Polyphenoloxydase xúc tác quá trình

oxy hoá polyphenol tạo thành octoquinon sau đó trùng hợp các chất không có bản chất

phenol như acid amin để hình thành sản phẩm có màu, trong nhóm polyphenoloxydase

có những enzyme oxy hoá các monophenol mà điển hình là tyrosinase xúc tác sự oxy

hoá acid amin tyrosine tạo nên quinon tương ứng, sau một số chuyển hoá các quinon

sinh ra sắc tố màu xám đen gọi là melanin (hình 3) Đây là một trong những nguyên

nhân làm cho thịt sắn có màu đen mà thường gọi là sắn chảy nhựa, khi sắn đã chảy nhựa lúc mài xát khó mà phá vỡ tế bào để giải phóng tinh bột do đó hiệu suất thu hồi tinh bột thấp, mặt khác tinh bột không trắng

(N uồn: http://www.albinisme.free.fr/biosynthese-melanine.html.) 2.1.6 trị sử dụn

Theo tổ chức Lương Nông Thế Giới (FAO), từ năm 1975 đến 1980, 65% tổng sản lượng sắn được con người sử dụng, phần còn lại làm thức ăn gia súc và sử dụng cho các ngành công nghiệp khác (Hoàng Kim Anh và cộng sự, 2004) Trước hết, sắn có khả năng thay thế trực tiếp một khẩu phần gạo, thực phẩm dễ ăn, dễ chế biến, khả năng bảo quản cũng tương đối ổn định nếu được chế biến thành những sản phẩm khác như sắn lát, miếng sắn, tinh bột sắn…Sắn là nguồn nguyên liệu trong các ngành kỹ nghệ nhẹ, ngành giấy, ngành đường (dùng hóa chất hay men thực vật để chuyển hoá tinh bột sắn thành đường mạch nha hay glucose), rượu và cồn đều có thể sử dụng sắn làm nguyên liệu chính

2.1.7 trị d n d ỡn

Sắn có giá trị dinh dưỡng cao cũng giống như khoai tây, khoai môn, khoai lang… tuy hàm lượng protein có trong sắn thấp nhưng chứa nhiều carbonhydrate là nguồn cung cấp nhiều năng lượng cho cơ thể, một nguồn tốt cung cấp kali và chất xơ giúp duy trì quá trình cân bằng hàm lượng nước trong máu và chất xơ giúp ngừa táo bón, có khuynh hướng giảm hàm lượng cholesterol trong máu, ngăn ngừa những bệnh về tim mạch Như vậy, so với nhu cầu dinh dưỡng và sinh tố của cơ thể con người, sắn là một loại lương thực nếu được sử dụng mức độ hợp lý thì có thể thay thế hoàn toàn nhu cầu đường bột từ các loại lương thực khác cho cơ thể nhưng thực tế đã cho thấy nó có thể

Hình 3: Cơ chế tạo thành melanin từ tyrosine với xúc tác của enzyme tyrosinase

9

gây ra các triệu chứng suy dinh dưỡng do sử dụng không hợp lý và không bổ sung đầy

đủ protein, vitamin… những người dễ bị ảnh hưởng nhiều nhất là phụ nữ đang mang thai, bà mẹ đang cho con bú và trẻ em

2.2 Tinh bột

2.2.1 t u un về t n t

Tinh bột là một loại polysaccharide có khối lượng phân tử cao gồm các đơn vị glucose được nối với nhau bởi các liên kết α-glucoside có công thức phân tử là (C6H10O5)n, với

n có thể từ vài trăm đến một triệu

Trong thực vật, tinh bột thường có mặt dưới dạng không hòa tan trong nước nên có thể tích tụ một lượng nước lớn trong tế bào mà vẫn không ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu Các carbohydrate đầu tiên được tạo thành trong lục lạp do quang hợp, nhanh chóng được chuyển thành tinh bột và được dự trữ trong hạt, quả, rễ, thân và bẹ lá Tinh bột dự trữ dưới dạng hạt, hạt tinh bột của tất cả các hệ thống có dạng hình tròn, hình bầu dục hay hình đa giác; ngay cả trên cùng một loại nguyên liệu, hình dáng và kích thước của chúng cũng không giống nhau thể hiển ở hình 4 Trong các loại hạt tinh bột thì hạt tinh bột khoai tây có kích thước lớn nhất và bé nhất là hạt tinh bột gạo Kích thước của các hạt tinh bột khác nhau cũng ảnh hưởng đến tính chất cơ lý khác nhau như nhiệt độ hồ hóa, khả năng hấp thụ xanh metylen,… Hạt nhỏ có cấu tạo chặt chẽ, hạt lớn

có cấu tạo xốp

(N uồn: http://www.duoclieu.net/Dlieuhoc/Daicuong/Carbohydrat/Tinhbot)

Hình 4: Hình dạng của một số hạt tinh bột

1.1: t t n t Don r ền ; 1.2: t t n t ậu X n ; 1.3: t t n t o; 1.4: t t n t o s n; 1.5: t t n t K o l n ; 1.6: t t n t K o t ; 1.7: t t n t Mì; 1.8: t t n t p;

1.9: t t n t S n; 1.10: t t n t S n d ; 1.11: t t n t Sen; 1.12: t t n t Ý dĩ

Tinh bột thực phẩm có thể chia thành 3 hệ thống:

+ Hệ thống tinh bột của các hạt ngũ cốc như: lúa, ngô (bắp), kê, lúa mì, đại mạch, kiều mạch, yến mạch, lúa mạch đen, hàm lượng tinh bột trong các hạt ngũ cốc chiếm khoảng 50 - 70% lượng chất khô của hạt

+ Hệ thống tinh bột của các hạt họ đậu như: đậu Hà Lan, đậu đỗ (đậu xanh, đậu trắng, đậu đen,…) và đậu ván (trừ đậu tương) cũng giàu tinh bột

+ Hệ thống tinh bột của các loại củ: khoai tây, khoai lang, sắn, dong riềng, củ mài, sắn dây,… cũng là những nguồn thu tinh bột rất quan trọng

Đặc điểm của một số hệ thống tinh bột thể hiện hình dạng, kích thước và hàm lượng amylose của mỗi loại tinh bột khác nhau thì khác nhau (bảng 3)

Bảng 3: Đặc điểm của một số hệ thống tinh bột

(N uồn: Lê N ú v n s , 2003)

Tinh bột sắn có màu trắng, quan sát bằng máy quét SEM hạt tinh bột sắn có kích thước

từ 5 đến 35 µm những hạt kích thước lớn từ 25 đến 35 µm, hạt nhỏ từ 5 đến 15 µm và nhiều hình dạng, chủ yếu là hình tròn và có bề mặt nhẵn Khi hạt tinh bột sắn vỡ ra, có thể quan sát được cấu trúc xốp của hạt; các lỗ xốp này giúp nước thâm nhập và làm trương nở tinh bột, phá vỡ các liên kết hydro giữa các phân tử trong cấu trúc tinh thể

2.2.2 ấu t o t n t

Tinh bột (hình 5) không phải là một hợp chất đồng thể mà gồm hai polysaccharide khác nhau gồm amylose và amylopectin, hầu hết các tinh bột đều chứa khoảng 20 - 30% amylose, 70 - 80% amylopectin Tinh bột loại nếp (gạo nếp hay ngô nếp) gần như 100%

Tinh bột Hình dạng Kích thước hạt (μm) Amylose (%)

11

là amylopectin, tuy nhiên nhiều giống ngô có thể chứa 50 - 80% amylose, trong tinh bột đậu xanh, dong riềng hàm lượng amylose chiếm trên dưới 50% Hai thành phần này khác nhau về tính chất vật lý và hóa học, dựa vào sự khác nhau đó có thể phân chia được hai thành phần để điều chế dạng tinh khiết Các phương pháp để tách và xác định hàm lượng amylose và amylopectin là chiết rút amylose bằng nước nóng; kết tủa amylose bằng rượu; hấp thụ chọn lọc amylose trên cellulose Tinh bột sắn có hàm lượng amylopectin và phân tử lượng trung bình tương đối cao, 215000 g / mol so với 30500,

130000, 224500 và 276000 tương ứng ở amylose của ngô, tinh bột lúa mì, tinh bột khoai tây và tinh bột ngô nếp Hàm lượng amylose nằm trong khoảng 8 - 29% nhưng nói chung các giống sắn có tỷ lệ amylose 16 - 18% Tinh bột sắn có hàm lượng amylopectin nhiều có những tính chất tương tự như các loại tinh bột chứa nhiều amylopectin như độ nhớt cao, xu hướng thoái hóa thấp và độ bền gel cao

Phân tử amylose

Phân tử amylopectin

Vùng tinh thể Vùng vô định hình

Phân tử amylose

Liên kết α-1,6 nhánh trong amylopectin

Hình 5: Cấu trúc hạt tinh bột

Liên kết α-1,4 glucoside

Sự sắp xếp xoắn ốc của chuỗi glucose cạnh nhau

Sự sắp xếp vùng tinh thể

của xoắn ốc kép

(N uồn: Don ld, 2004)

vị glucose, có trọng lượng phân tử 106 daltons và độ trùng hợp 1500 - 1600 Amylose mới tách ra từ hạt tinh bột thường có độ hòa tan cao, song cũng không bền và nhanh chóng bị thoái hóa (Zhenghong Chen, 2003) Trong dung dịch, các phân tử amylose có khuynh hướng liên kết lại tạo ra các tinh thể, nếu tốc độ liên kết chậm thì amylose tạo thành một khối đông không tan của các hạt đã bị thoái hóa, ngược lại nếu tốc độ liên kết nhanh thì amylose chuyển thành thể keo, amylose mạch thẳng có thể tạo màng và sợi với độ bền, độ mềm dẻo cao

D glucopiranozil nằm ở đầu cuối không khử của amylopectin làm cho amylopectin kết tủa và tách ra khỏi dung dịch (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2003)

2.2.3 M t số p n ứn t êu ểu ủ t n t

2.2.3.1 P n ứn t ủ p n

Một phản ứng quan trọng của tinh bột là quá trình thủy phân liên kết giữa các đơn vị glucose bằng acid hoặc bằng enzyme Acid có thể thủy phân tinh bột ở dạng hạt ban đầu hoặc dạng hồ hóa, còn enzyme chỉ thủy phân hiệu quả ở dạng hồ hóa

Phản ứng thủy phân xúc tác của enzyme: Những enzyme thủy phân tinh bột gọi là amylase hiện nay người ta biết rõ có 6 loại enzyme amylase trong đó:

+ 3 loại: α-amylase, β-amylase và glucoamylase xúc tác cắt đứt liên kết α-1,4 glucoside

của tinh bột và polysaccharide cùng loại

+ 3 loại: dextrin-6 glucanhydrolase và dextrinase xúc tác cắt đứt liên kết α-1,6

glucoside trong polysaccharide và dextrin cuối

 α- amylase (endo-1,4-α-D glucan glucohydrolase, EC 3.2.1.1) là enzyme ngoại bào

thủy phân liên kết α-1,4 glucoside của phân tử amylose một cách ngẫu nhiên không

theo một trật tự nào và giải phóng glucose dạng α nên được gọi là α-amylase Enzyme

này không chỉ thủy phân hồ tinh bột, còn có khả năng thủy phân hạt tinh bột nguyên chưa xử lý nhưng với tốc độ rất chậm, amylose bị thủy phân thành oligosaccharide gồm

6 - 7 gốc glucose, các chất này bị phân giải ngắn dần và phân giải chậm đến maltotetraose, maltotriose, maltose; sản phẩm thủy phân amylose chứa 13% glucose và 87% maltose Tác dụng lên amylopectin cũng tương tự như đối với amylose nhưng α-amylase không phân cắt được liên kết α-1,6 glucoside ở mạch nhánh trong phân tử, nếu

có tác dụng lên sản phẩm lâu thì sản phẩm cuối ngoài đường glucose, maltose còn có các dextrin phân tử thấp và izomaltose

 β- m l se (α-1,4-glucan maltohydrolase, EC 3.2.1.2) là một exo-enzyme thủy phân

liên kết α-1,4 glucoside trong tinh bột, glycogen và các polysaccgaride cùng loại, bắt đầu từ đầu mạch không khử của cơ chất tấn công vào các liên kết glucoside qua từng

đơn vị maltose Tên gọi β-amylase không có nghĩa phân tử cơ chất chứa liên kết β, nó chỉ rõ trong đó xảy ra cấu hình đảo ngược trong khi thủy phân cơ chất β-amylase phân

giải 100% amylose và 87% amylopectin được tiến hành từ đầu không khử của nhánh

ngoài cùng khi gặp các α-1,4 đứng cạnh liên tiếp, α-1,6 thì β-amylase ngừng tác dụng

 lu o m l se (γ-amylase) thủy phân liên kết α-1,4 glucoside trong polysaccharide

tách từng gốc glucose khỏi đầu không khử Ngoài ra, enzyme này cũng có khả năng thủy phân liên kết α-1,6 glucoside trong cơ chất phân nhánh tấn công với tốc độ khá lớn, nó thủy phân hoàn toàn tinh bột, glycogen đến dextrin cuối, izomaltose và maltose thành glucose Đa số các glucoamylase đều thuộc enzyme acid thể hiện hoạt tính tối đa

ở pH = 3,5 - 5,5 và nó không được bảo vệ bằng ion Ca 2+

 Oligo-1,6 glucosidase (dextrin-6-glucanhyrolae) dextridase phân cắt liên kết α-1,6

glucoside trong izomaltose và có thể chuyển hóa cơ chất này đến đường lên men được Acid và enzyme đều thủy phân các phân tử tinh bột bằng liên kết α-1,4 glucoside, đặc trưng cho phản ứng này là sự giảm nhanh độ nhớt và tạo ra đường (hình 7)

2.2.3.2 P n ứn t o p ứ

Phản ứng tạo phức rất đặc trưng của tinh bột là phản ứng với iodine, khi tương tác với iodine, amylose cho phức màu xanh đặc trưng, để phản ứng với iodine phân tử amylose phải có mạch vòng hay xoắn ốc, các dextrin có ít hơn 6 gốc glucose không cho phản ứng với iodine vì không tạo vòng hoàn chỉnh, amylose với cấu hình xoắn ốc hấp thụ được 20% khối lượng iodine, tương ứng một vòng có một phân tử iodine Iodine tinh khiết không cho màu xanh khi thêm tinh bột hoặc amylose mà chỉ xảy ra khi iodine được pha trong dung dịch KI hoặc HI Nếu đun nóng, liên kết hydro bị cắt đứt, chuỗi amylose duỗi thẳng, iodine bị tách ra khỏi dung dịch amylose thì dung dịch mất màu

Tinh bột Nước Dextrin Nước Maltose Nước Glucose

Enzyme amylase Enzyme amylase Enzyme maltase

Hình 7: Phản ứng thủy phân của tinh bột bởi enzyme và acid

H + + H 2 O

15

xanh Phản ứng vẫn có thể xảy ra dễ dàng khi dùng amylose khô phản ứng với hơi iodine cũng như khi cho phản ứng giữa dung dịch amylose với dung dịch iodine Như vậy, nước không phải là yếu tố cần thiết nếu amylose đã có cấu hình không gian thích hợp để tạo phức, vai trò của nước là để iodine, amylose chuyển động tự do và tạo điều kiện hình thành xoắn ốc dễ dàng Ngoài khả năng tạo phức với iodine, amylose có khả năng tạo phức với một số hợp chất hữu cơ có cực cũng như các hợp chất hữu cơ không cực khác nhau: Các rượu no (izoamylic, butylic); các rượu vòng, các phenol; các ceton thấp phân tử; các acid béo bậc thấp cũng như các acid béo bậc cao (stearic, oleic…); các este mạch thẳng và mạch vòng; các hydrocarbon thẳng và vòng; các dẫn xuất benzene có nhóm aldehyde; các nitroparafin;…Điều đáng lưu ý là khi tạo phức với amylose, các chất tạo phức cũng chiếm vị trí bên trong dọc theo xoắn ốc tương tự như iodine Phức của amylose với các chất tạo phức không tan trong nước thường bị kết tủa hoặc bị kết tinh khi để yên dung dịch

2.2.3.3 P n ứn ấp t ụ

Cấu tạo hạt tinh bột có lỗ xốp nên khi tương tác với các chất hấp thụ bề mặt bên trong

và bên ngoài của tinh bột đều tham gia, trong quá trình bảo quản, sấy và chế biến thủy nhiệt cần hết sức quan tâm Khi nghiên cứu khả năng hấp thụ các chất điện li hữu cơ có ion lớn như metylen xanh (tích điện dương) của tinh bột, người ta nhận thấy rằng tinh bột hấp thụ metylen xanh rất tốt

2.2.3.4 P n ứn o ó v per od te

Tinh bột chứa nhóm hydroxyl tự do có khả năng phản ứng với tác nhân oxy hóa Ví dụ, hai nhóm hydroxyl cạnh nhau có thể phản ứng với acid periodic hoặc với muối của nó

để hình thành hai nhóm aldehyde khi tách khỏi mạch carbon (hình 8)

(N uồn: Cui et al., 2005)

Phản ứng này sẽ tiêu thụ một mol periodate Trong trường hợp αβγ-triols, sự tách đôi của mạch carbon sẽ xảy ra trên cả hai mặt của vị trí β Phản ứng này sẽ tiêu thụ hai phân

tử periodate và hình thành hai nhóm aldehyde và một acid formic (hình 9)

Hình 8: Phản ứng oxy hóa periodate hình thành hai nhóm aldehyde

(N uồn: u et l., 2005)

Đối với tinh bột, các đơn vị đường với liên kết khác nhau sẽ khác nhau ảnh hưởng đáng

kể trong phản ứng với pepriodate Ví dụ, phân tử có nhóm cuối không khử hoặc liên kết α-1,4 glucoside ở đầu hoặc cuối có ba nhóm hydroxyl gần kề, sự phân tách đôi sẽ xảy ra

và phản ứng tiêu thụ hai mol periodate và tạo thành một acid formic (HCOOH) Việc định lượng periodate tiêu thụ và acid formic hình thành, kết hợp với sự tạo thành những đơn vị đường còn lại trong phản ứng oxy hóa Oxy hóa periodate có thể dùng để ước tính mức độ trùng hợp của liên kết 1,4 tinh bột, sự giải phóng ba acid formic sau phản ứng oxy hóa: một acid formic từ đầu không khử và hai acid formic từ đầu khử (hình 10) Mức độ trùng hợp (Pn) là một trong những tính chất quan trọng của tinh bột liên quan đến đặc tính phân tử của tinh bột, chính là số đơn vị anhydroglucose liên kết trong một phân tử của tinh bột Xác định được mức độ trùng hợp đồng nghĩa với việc xác định được khối lượng phân tử tinh bột, bởi vì nó chính là phép đo lường khối lượng phân tử Mức độ trùng hợp liên quan đến nhiều đặc tính cơ học quan trọng như độ dẻo,

độ bền khi cắt, độ cứng của tinh bột

17

Trong thực nghiệm, tinh bột được oxy hóa trong dung dịch loãng ở nhiệt độ thấp (chẳng hạn 4 oC) Hàm lượng acid formic sinh ra và periodate tiêu thụ được xác định trong khoảng thời gian Giá trị không đổi của phép đo lường acid formic và periodate được chỉ ra cuối phản ứng, acid formic có thể được xác định bằng cách chuẩn độ trực tiếp với dung dịch kiềm

2.2.4.2 S tr n nở v n t ợn ồ ó ủ t n t

Khi hòa tinh bột vào trong nước có sự tăng thể tích hạt do sự hấp thụ nước làm hạt tinh bột trương lên gọi là hiện tượng trương nở của tinh bột Độ tăng kích thước trung bình của một số tinh bột khi ngâm vào nước: tinh bột ngô 9,1%, tinh bột khoai tây 12,7%, tinh bột sắn 28,4% (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2003) Một số kết quả nghiên cứu (Leach

et al., 1959) đã xác định các yếu tố ảnh hưởng đến sự trương nở tinh bột như loại và nguồn gốc tinh bột, ảnh hưởng của quá trình sấy, sự thoái hóa, phương thức xử lý nhiệt ẩm,…

Khi đun nóng trong nước, các hạt tinh bột sẽ trương nở do hấp thụ nước vào trong các nhóm hydroxyl phân cực Khi đó độ nhớt của dung dịch tăng mạnh, kéo dài thời gian

xử lý nhiệt, có thể gây vỡ hạt tinh bột, thủy phân từng phần và hòa tan phần nào các phần tinh bột, kèm theo sự giảm độ nhớt của dung dịch Như vậy, nhiệt độ để phá vỡ hạt tinh bột từ trạng thái đầu có mức độ hydrate hóa khác nhau thành dung dịch keo gọi

là nhiệt độ hồ hóa Các hạt tinh bột khác nhau có nguồn gốc và kích thước khác nhau thì nhiệt độ hồ hóa cũng khác nhau, nhiệt độ hồ hóa không phải một điểm mà là một khoảng nhiệt độ (bảng 4); hạt lớn bị hồ hóa đầu tiên, hạt bé nhất sẽ hồ hóa sau cùng

Bảng 4: Nhiệt độ hồ hóa của một số tinh bột tự nhiên

Tinh bột tự nhiên Nhiệt độ hồ hóa ( o

ở một nhiệt độ nhất định mà thay đổi tùy thuộc vào nhiều yếu tố: nguồn gốc tinh bột khác nhau thì rất khác nhau, nồng độ, tốc độ đun nóng huyền phù; ngoài ra một số tác nhân hóa học cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ hồ hóa, khi xử lý tinh bột bằng tác nhân oxy hóa thì nhiệt độ hồ hóa tăng Việc tạo ra các dẫn xuất của tinh bột nhờ các liên kết ngang hay thêm các chất có hoạt tính bề mặt làm thay đổi nhiệt độ hồ hóa

2.2.4.3 t n t ủ ồ t n t

Độ nhớt là một trong những tính chất quan trọng của tinh bột ảnh hưởng đến chất lượng

và kết cấu nhiều sản phẩm thực phẩm; phân tử tinh bột chứa nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kết được với nhau làm cho phân tử tinh bột tập hợp lại lớn hơn, giữ nhiều phân tử nước hơn khiến cho dung dịch có độ đặc, độ dính, độ dẻo và độ nhớt cao hơn,

do các phân tử di chuyển khó khăn hơn

Yếu tố chính ảnh hưởng đến độ nhớt dung dịch tinh bột là đường kính biểu kiến phân tử hoặc các hạt phân tán Đường kính này phụ thuộc vào các yếu tố sau: đặc tính bên trong phân tử như khối lượng, kích thước, thể tích, cấu trúc và sự bất đối xứng của phân tử; tương tác của tinh bột và dung môi (nước) gây ảnh hưởng đến sự trương nở, sự hòa tan

và cầu hydrate hóa bao quanh phân tử; tương tác của các phân tử tinh bột với nhau quyết định kích thước của tập hợp

19

Nồng độ tinh bột, pH, nhiệt độ, ion Ca2+

, tác nhân oxy hóa, các chất thử phá hủy cầu hydro đều làm cho tương tác giữa các phân tử tinh bột thay đổi làm cho độ nhớt thay đổi theo Tinh bột lúa mì, ngô và tinh bột gạo có độ nhớt thấp hơn so với tinh bột sắn và tinh bột khoai tây; khả năng hồ hóa sớm, độ nhớt cao của tinh bột sắn thể hiện lực liên kết yếu giữa các phân tử tinh bột trong cấu trúc hạt; xử lý hóa học và vật lý (gia nhiệt,

xử lý bằng áp suất hơi, thêm chất hóa học, thay đổi pH của môi trường độ nhớt của tinh bột tăng lên trong môi trường kiềm vì kiềm gây ion hóa các phân tử tinh bột khiến cho chúng hydrate hóa tốt hơn) cũng như sự có mặt các chất như protein, chất béo, chất có hoạt động bề mặt, nồng độ muối, nồng độ đường đều ảnh hưởng tới độ nhớt tinh bột sắn

2.2.4.4 K năn t o el v s t o ó el ủ t n t

a Khả năng tạo gel

Khi để nguội hồ tinh bột các phân tử sẽ tương tác với nhau, sắp xếp lại một cách trật tự

để tạo thành gel tinh bột có cấu trúc mạng ba chiều; để tạo thành gel dung dịch tinh bột phải có nồng độ đậm đặc vừa phải, phải được hồ hóa chuyển tinh bột thành trạng thái hòa tan và sau đó được để nguội ở trạng thái yên tĩnh (hình 11.B) Gel từ tinh bột giàu amylose thường cứng và đàn hồi kém, các tinh bột giàu amlopectin có độ phân nhánh cao thường cản trở tạo gel khi ở nồng độ thấp nhưng khi nồng độ cao (khoảng 30%) thì cũng tạo gel được

b Sự thoái hóa

Khi gel tinh bột để nguội một thời gian dài chúng co lại và lượng dịch thể tách ra gọi là

sự thoái hóa (hình 11.C) Quá trình này sẽ càng tăng mạnh nếu gel để ở lạnh đông rồi sau đó cho tan giá Sự thoái hóa xảy ra chủ yếu do thành phần amylose của tinh bột gây nên, đó là kết quả của sự tạo thành liên kết hydro giữa các phân tử amylose vừa có nhóm -OH vừa có nhóm tiếp nhận hydro Các phân tử amylose mạch thẳng và dài thường định hướng với nhau dễ dàng và tự do hơn so với giữa các phân tử amylopectin Quá trình thoái hóa gồm 3 giai đoạn: đầu tiên các mạch được uốn thẳng lại; tiếp đến vỏ hydrate bị mất và các mạch được định hướng; các cầu hydro được tạo thành giữa các nhóm -OH

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thoái hóa tinh bột: tốc độ thoái hóa tinh bột tăng khi giảm nhiệt độ và đạt cực đại khi pH = 7; tốc độ thoái hóa tinh bột sẽ giảm khi tăng hoặc giảm pH, khi pH > 10 tinh bột không thoái hóa, khi pH < 2 thì tốc độ thoái hóa tinh bột vô cùng bé; magie sulphate làm tăng tốc độ thoái hóa tinh bột Sự thoái hóa kèm theo tách nước và đặc lại của các sản phẩm dạng nửa lỏng cũng như gây cứng lại các sản phẩm bánh mì (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2003)

(N uồn: Murp P., 2000) 2.2.4.5 K năn t o ìn ủ t n t

a Khả năng tạo màng

Tinh bột có khả năng tạo màng tốt, để tạo màng các phân tử tinh bột (amylose và amylopectin) sẽ dàn phẳng ra, sắp xếp lại và tương tác trực tiếp với nhau bằng liên kết hydro hoặc gián tiếp qua phân tử nước; thu được màng tinh bột có tính chất đàn hồi cao: người ta thêm các chất hóa dẻo (chất hóa dẻo thường có cùng bản chất hóa học nhưng có trọng lượng phân tử bé hơn, với màng tinh bột thực phẩm người ta thường dùng glyxerin làm chất hóa dẻo) để làm tăng khoảng cách giữa các phân tử, giảm lực Van der Waals do đó làm yếu lực cố kết nội và làm tăng động năng của các phân tử

b Khả năng tạo sợi

Ngoài khả năng tạo màng, tinh bột cũng có khả năng tạo sợi, sợi tinh bột (sợi miến, bún…) là sự chập lại rất nhiều phân tử amylose và amylopectin, độ dai hay độ bền đứt của toàn sợi do lực tương tác giữa các phân tử cũng như lực tương tác nội phân tử quyết định Độ bền, dai, độ chặt chẽ có liên quan đến độ dài các phân tử tinh bột, các phân tử càng dài thì các sợi càng bền dai Do đó các sợi được tạo từ tinh bột giàu amylose (tinh bột đậu xanh, tinh bột dong riềng,…) thường bền hơn tinh bột giàu amylopectin (tinh bột sắn, tinh bột ngô nếp,…) các nhánh amylopectin thường rất ngắn nên lực tương tác giữa các phân tử yếu, độ bền kém và dễ đứt gãy Ngoài ra khi chập nhiều phân tử lại để thành sợi sẽ có nhiều khuyết tật do đó sợi tinh bột gãy và dễ đứt

2.2.4.6 K năn p ồn nở ủ t n t

Khi tương tác với chất béo, có sự tán trợ của nhiệt độ thì khối tinh bột sẽ tăng thể tích lên rất lớn và trở nên rỗng xốp Ta đều biết chất béo là chất không cực, có khả năng xuyên thấm qua các vật liệu glucid như tinh bột, cellulose Khi nhiệt độ tăng thì các tương tác kỵ nước giữa các chất béo phát triển rất mạnh nên chúng có khuynh hướng tụ

un nón

+ Làm n u

Hình 11: Sự hồ hóa và thoái hóa gel của tinh bột

: S t o ó (retro r d t on) : S ồ ó ( el t n z t on)

A: n t t n ên (n t ve st r )

gian dài

21

lại với nhau có khả năng xuyên qua các “cửa ải” tinh bột Đồng thời nhiệt làm tinh bột

hồ hóa và chín, nhưng không khí cũng như các khí có trong khối bột không xuyên thấm qua lớp màng tinh bột đã tẩm béo sẽ giãn nở và làm tinh bột phồng nở Các tinh bột amylopectin có cấu trúc chặt và khả năng không thấm khí lớn do đó khả năng phồng nở lớn hơn Với tinh bột oxy hóa khả năng này càng mạnh vì các phân tử tích điện cùng dấu sẽ đẩy nhau, nhất là khi sản phẩm chứa tinh bột có kết cấu rất chặt (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2003)

+ Chất độn: Làm tăng hàm lượng chất rắn trong các loại súp đóng hộp, kem, chất bảo quản hoa quả

+ Chất gắn kết: Gắn kết các sản phẩm, ngăn ngừa sự khô trong quá trình nấu như các loại nước sốt và bảo quản thịt

+ Chất ổn định: Sử dụng tính giữ nước cao của tinh bột như dùng trong các loại kem, các loại bột làm bánh

+ Chất làm đặc: Sử dụng đặc tính tạo sệt, dùng trong súp, thực phẩm trẻ em, các loại nước sốt, nước chấm

- Tinh bột biến hình: Tinh bột sắn và các loại tinh bột khác làm nguyên liệu để sản xuất tinh bột biến hình: đặc trưng chủ yếu của tinh bột biến hình chính là nó có độ nhớt cao góp phần tạo độ sệt, độ đặc trong một số sản phẩm như nước sốt, nước chấm, súp; ngoài

ra tinh bột biến hình còn tạo ra độ mờ đục cho một số sản phẩm như nước sốt

- Sản xuất các sản phẩm thủy phân từ tinh bột: Bằng con đường thủy phân, tinh bột là nguyên liệu chính để sản xuất ra các loại sản phẩm như: mạch nha, glucose, sorbitol, maltodextrin… từ đường glucose bằng con đường lên men người ta có thể sản xuất rượu, cồn, mì chính (bột ngọt)

2.2.5.2 Ứn dụn tron n n n n p k

+ Ngành công nghiệp dệt: có ba lĩnh vực chính sử dụng tinh bột là để hồ vải dựa vào tính chất cần có của tinh bột là giá thấp, có độ nhớt và nồng độ chất khô ổn định, độ dính, khả năng tạo bọt thấp; cải thiện của quá trình dệt để cải thiện độ cứng và khối lượng vải; giai đoạn in vải tinh bột có vai trò như chất tạo độ đặc được sử dụng tạo cho bột in có độ ổn định cần thiết giúp tạo ra mẫu vải có màu sạch và sắc nét

+ Ngành công nghiệp giấy: Tăng độ bền, chịu gấp, chống thấm cho giấy; cải thiện ngoại quan của giấy và độ bền; dùng cho các loại giấy tạo sóng, giấy cán tấm và thùng giấy carton

+ Keo dán hoặc chất kết dính: tinh bôt có độ nhớt cao sau khi hồ hóa, nó được ứng dụng trong việc sản xuất các loại hồ, keo dán

+ Thức ăn gia súc: thông thường thức ăn gia súc được sản xuất từ nguyên liệu củ có chứa nhiều tinh bột như bắp, khoai, sắn Ngoài ra tinh bột còn thường được sử dụng như chất độn bổ sung trong quá trình sản xuất thức ăn gia súc

+ Sản xuất dược phẩm: tinh bột được sử dụng trong ngành dược phẩm chủ yếu làm tá dược (chất độn), chất kết dính, hoặc được sử dụng làm màng bọc viên thuốc

+ Các ngành công nghiệp khác: Bao bì nhựa có thể phân huỷ, công nghiệp lốp xe, gỗ dán, trong sản xuất xà bông và chất tẩy rửa

Tuy nhiên, vào giữa năm 1897 đến năm 1901 thì sản phẩm thương mại tinh bột biến hình mới thực sự ra đời Vào năm 1897, Bellmas đã phát hiện ra việc sử dụng dung dịch acid nồng độ thấp, nhiệt độ cao để tạo tinh bột tương tác khác với phương pháp Lintner

là xử lý tinh bột trong dung dịch acid loãng hơn 1-3%, biến hình ở nhiệt độ 55 - 60 oC trong 12 - 24 giờ Kế đó, Duyea đã phát minh ra quy trình sản xuất tinh bột biến hình được ứng dụng trong thương mại, sản xuất tinh bột hòa tan gần giống phương pháp Lintner với tinh bột có nồng độ 12 - 15oBe và dung dịch acid có nồng độ acid thấp hơn 0,5 - 2% , biến hình ở nhiệt độ 55 - 60 oC trong 0,5 - 4,5 giờ Theo Wurzburg, biến hình tinh bột bằng cách đun nóng tinh bột loãng 36 - 40% ở nhiệt độ 40 - 60 oC với acid HCl

23

trong nhiều giờ, sau đó trung hòa, lọc, rửa và sấy khô, cuối cùng thu sản phẩm tinh bột biến hình

Tinh bột biến hình là tinh bột đã qua xử lý bằng biện pháp vật lý, hóa học hoặc enzyme

để điều chỉnh tính chất của tinh bột thành dạng phù hợp với yêu cầu sử dụng Trong sản xuất ứng với mỗi sản phẩm thực phẩm thường đòi hỏi một dạng tinh bột hoặc một dẫn xuất tinh bột nhất định, có sản phẩm yêu cầu tinh bột giàu amylose, một số sản phẩm yêu cầu tinh bột thuần nhất amylopectin hoặc cần dạng tinh bột có độ hòa tan tốt, tinh bột bền không bị thoái hóa ở nhiệt độ thấp, có loại cần độ dẻo, độ trong, một số sản phẩm khác không mong muốn những tính chất đó Nói chung, tinh bột biến hình được

sử dụng bởi 3 nguyên nhân: Thứ nhất, nó cung cấp những đặc tính chức năng trong ứng dụng thực phẩm điều mà tinh bột tự nhiên không thể cung cấp như chất làm dày và ổn định trong thực phẩm Trong những ứng dụng khác, tinh bột biến hình tạo ra sự kết dính hoặc sự hòa tan, nó có thể tạo một kết cấu mềm và bóng mượt; Thứ hai, nguồn tinh bột rất phong phú và luôn sẵn có; Thứ ba, tinh bột biến hình tạo thuận lợi về kinh tế trong nhiều ứng dụng

2.3.2 P n lo t n t n ìn

Dựa vào bản chất của phương pháp có thể phân loại các phương pháp biến hình tinh bột như sau (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2003):

+ Phương pháp biến hình vật lý

+ Phương pháp biến hình enzyme

+ Phương pháp biến hình hóa học

2.3.2.1 P n p p n ìn vật l

Là phương pháp biến hình tinh bột dùng các lực vật lý như cắt, ép, nén và hồ hóa tác dụng lên tinh bột để làm thay đổi một số tính chất nhằm phù hợp với những ứng dụng, sản phẩm tinh bột biến tính của phương pháp này là biến hình trộn với chất rắn trơ; biến hình bằng hồ hóa sơ bộ và biến hình tinh bột bằng gia nhiệt khô ở nhiệt độ cao

a Trộn với chất rắn trơ

Tinh bột nếu hòa trộn trực tiếp vào trong nước thì sẽ vón cục, để tinh bột hòa tan tốt trước hết ta đem nó trộn với chất rắn trơ các hợp chất không phải ion như sacharose… Khi trộn đều với các chất này sẽ làm cho các hạt tinh bột phân chia nhau về vật lý, do

đó sẽ cho phép chúng hydrate hóa một cách độc lập và không kết lại thành cục

b Biến hình bằng hồ hóa sơ bộ trước (hay còn gọi là tinh bột alpha)

Trước hết tinh bột hồ hóa trong một lượng nước, sau đó sấy khô dưới tác dụng của nhiệt

ẩm làm đứt các liên kết của các phân tử, làm phá hủy cấu trúc của hạt tinh bột khi hồ

hóa cũng như tái hợp một phần nào đó các phân tử khi sấy sau này Tinh bột hồ hóa sơ

bộ có những tính chất: trương nhanh trong nước, biến đổi chậm các tính chất khi bảo quản, bền khi bảo quản ở nhiệt độ thấp, có độ đặc, khả năng giữ nước và giữ khí tốt Tinh bột dạng này nếu được sản xuất từ tinh bột giàu amylopectin (tinh bột nếp) làm tăng độ tươi, tăng độ trong suốt, độ đàn hồi cũng như ổn định độ nhớt cho sản phẩm

c Biến hình bằng gia nhiệt khô ở nhiệt độ cao

Tinh bột được gia nhiệt độ khô ở nhiệt độ cao từ 120 - 150 oC, trong thời gian nhất định sản phẩm thu được từ phương pháp này gọi là dextrin và pirodextrin (Wurzurb O B, 1984) Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, tinh bột đã bị biến tính một cách sâu sắc, do đó nhiều tính chất cũng bị thay đổi theo, độ hòa tan tăng, hàm lượng dextrin tăng, đường khử tăng rồi giảm, màu sắc thay đổi Phụ thuộc vào nhiệt độ ta sẽ thu được dextrin trắng (95 - 120 o

C) có độ hòa tan cao trong nước lạnh thay đổi từ 0 - 90% và có mức độ phân nhánh trung bình xấp xỉ 3%; dextrin vàng (120 - 180 o

C) thường có màu vàng nhạt đến nâu sẫm có độ hòa tan rất đáng kể và mức độ phân nhánh trung bình trên 20%, pirodextrin (175 - 195 oC) có mức độ phân nhánh trung bình từ 20 - 25% và khối lượng phân tử lớn hơn dextrin vàng do đó dung dịch cũng bền hơn

2.3.2.2 P n p p n ìn enz me

Là phương pháp tiên tiến cho sản phẩm tinh bột biến hình chọn lọc không bị lẫn những hóa chất khác, sản phẩm thu được các loại đường glucose, fructose, các polyol như sorbitol, mannitol

Các tác nhân biến hình tinh bột: các enzyme thủy phân (các enzyme đặc hiệu với liên kết α-1,4; các enzyme phân cắt liên kết α-1,4 ở nhóm ngoại mạch; các enzyme đặc hiệu với liên kết α-1,6; các enzyme đặc hiệu với liên kết α-1,4 và α-1,6); các enzyme xúc tác phản ứng sinh tổng hợp các oligosaccharide (nghịch đảo của phản ứng thủy phân; enzyme chuyển thủy phân, enzyme transferase); enzyme đồng phân

Biến hình tinh bột bằng phản ứng tổng hợp có enzyme và sự chế tác cylodextrin

25

- Nhóm tinh bột thay thế: tính chất của chúng thay đổi do các nhóm hydroxyl ở carbon

2, 3 và 6 liên kết với các gốc hoá học hay đồng trùng hợp với một hợp chất cao phân tử khác, hoặc hai mạch polysaccharide có thể bị gắn vào nhau do các liên kết dạng cầu nối Mức độ biến tính tinh bột được đặc trưng bởi độ thế (Degree of substitution – DS),

DS là số nhóm hydroxyl bị thế trên một AGU (Anhydrous Glucose Unit), độ thế có giá trị trong khoảng 0 - 3 trong trường hợp này tính chất của tinh bột bị thay đổi rõ rệt Thông thường tinh bột loại này có độ nhớt và độ bền kết dính cao (được sử dụng để sản xuất các sản phẩm cần bảo quản) như tinh bột acetate, tinh bột phosphate, tinh bột liên kết ngang

Tinh bột biến hình bằng phương pháp hóa học và enzyme có thể thấy rõ qua mô hình ở hình 12

N uồn: Murp P, 2000)

Tinh bột biến hình bằng phương pháp hóa học có nhiều cách biến hình khác nhau như biến hình bằng acid, oxy hóa, ester hóa, ether hóa, tạo liên kết ngang (gắn nhóm phosphate hay adiphate) được trình bày như sau:

Thủy phân acid Dextrin

Liên kết ngang Sự ổn định Thủy phân enzyme

Sự thay thế các đầu ưa béo

Phân cắt toàn phần Phân cắt một phần

Hạt tinh bột tự nhiên

Sự oxy hóa

Hình 12: Tinh bột biến hình bằng phương pháp hóa học và enzyme

a Biến hình bằng acid

Trong quá trình biến hình tinh bột phản ứng acid (acid hữu cơ thường sử dụng là HCl,

H2SO4) sinh ra sự thủy phân liên kết glucoside trong phân tử tinh bột như sau: Do sự thủy phân này mà mạch tinh bột ngắn bớt Đối với tinh bột đã phân tán thì liên kết α-1,4 glucoside dễ bị tác động phân giải bởi acid hơn so với phần nhánh α-1,6 glucoside Tuy nhiên, trong tinh bột những phần chứa nhiều liên kết 1,4 điều có mặt trong vùng kết tinh hạt còn phần liên kết 1,6 dễ tiếp cận hơn với sự biến hình bằng acid

Biến hình bằng acid xảy ra qua 2 giai đoạn sau: Giai đoạn đầu là sự tấn công xảy ra nhanh chóng trên vùng vô định hình giàu amylopectin, đặc biệt là những phần nhánh có liên kết α-1,6 glucoside dễ bị tấn công, sự gia tăng những phân đoạn mạch thẳng cũng được tìm thấy trong giai đoạn này; giai đoạn sau là sự tấn công chậm chạp vào vùng kết tinh, vùng có tổ chức cao của amylose và amylopectin

Dưới tác dụng của acid một phần liên kết giữa các phân tử và trong phân tử tinh bột bị đứt, làm cho kích thước phân tử giảm đi và tinh bột thu được những tính chất mới Trong công nghiệp, người ta cho khuếch tán tinh bột (dạng huyền phù 12 - 15oBe) vào dung dịch acid vô cơ có nồng độ 1 - 3%, khuấy đều ở nhiệt độ 50 - 55 oC trong 12 - 14 giờ, trung hòa, lọc rửa và sấy khô

Tinh bột biến hình bằng acid so với tinh bột ban đầu có những tính chất sau:

- Giảm ái lực với iodine;

- Độ nhớt của hồ tinh bột biến hình bằng acid giảm thấp, do sự phá hủy vùng vô định hình giữa các mixen của hạt và làm yếu cấu trúc hạt dẫn đến sự phá hủy hạt ngay cả khi hạt trương không đáng kể, ngoài ra do độ hòa tan trong nước sôi rất lớn có nghĩa là pha gián đoạn của nó giảm đi

- Khi hồ hóa trong nước nóng hạt trương nở kém hơn;

- Trong nước ấm có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ hồ hóa thì độ hòa tan cao hơn;

- Nhiệt độ hồ hóa cao hơn;

- Áp suất thẩm thấu cao hơn do khối lượng phân tử trung bình bé hơn, mức độ trùng hợp cũng giảm Ví dụ mức độ trùng hợp (Pn) của tinh bột sắn giảm liên tục theo thời gian Kích thước phân tử tinh bột giảm nhờ vào sự biến hình bằng acid nghĩa là số nhóm khử tăng lên thì mức độ biến hình tăng Nó được đo bằng chỉ số kiềm, chỉ số kiềm tăng khi mức độ biến hình tăng

- Chỉ số kiềm của tinh bột biến hình bằng acid tăng lên Chỉ số kiềm là lượng kiềm 0,1M tiêu tốn để hòa tan 10 gam tinh bột khô ở nhiệt độ sôi trong thời gian 1 giờ Chỉ

số kiềm có liên quan đến nhóm andehyde, khi kích thước phân tử tinh bột nhỏ thì số

27

lượng nhóm andehyde tăng lên, điều này phản ánh sự tăng chỉ số kiềm theo quá trình biến hình

Có 2 phương pháp biến hình bằng acid đó là:

- Biến hình bằng acid trong môi trường ancol

- Biến hình bằng acid trong môi trường nước

b Tinh bột oxy hóa

Việc xử lý tinh bột bằng các chất oxy hóa đã xuất hiện từ lâu và đã được sử dụng rộng rãi, đầu tiên người ta sử dụng các chất oxy hóa như: hydroperoxide, acid peracetic, pemanganate persulfat, chlorine…chủ yếu làm trắng tinh bột, loại bỏ các chất bẩn và xử

lý quá trình tiệt trùng mà không dùng để biến hình tinh bột

Thông thường tinh bột được oxy hóa bằng sodium hypochloride (hình 13): Cho dung dịch sodium hypocloride có chứa 5 - 10% clorua tự do (hoặc nước javel) vào huyền phù tinh bột nồng độ 20 - 24o

Be và pH = 8 - 10 (bằng cách thêm NaOH loãng, nếu pH cao hơn thì mức độ oxy hóa bị giảm), khuấy đều ở nhiệt độ 21 - 38 oC Sau khi đạt được mức độ oxy hóa cần thiết (thường 4 - 6 giờ) trung hòa đến pH = 6 - 6,5 tách clorua tự

do bằng dung dịch natri bisulfite, rửa tinh bột bằng nước, lọc rồi sấy đến độ ẩm khoảng

10 - 12% Trong phân tử của tinh bột oxy hóa tạo ra các nhóm carboxyl và carbonyl, đồng thời xảy ra phân ly một số liên kết D-glucoside làm giảm kích thước phân tử

(N uồn: u et l., 2005)

Hình 13: Tinh bột oxy hóa, chỉ ra sự hình thành nhóm carbonyl

Theo Farley và Hixton, tinh bột oxy hóa có nhiệt độ hồ hóa thấp hơn tinh bột ban đầu phụ thuộc vào mức độ oxy hóa, mức độ oxy hóa càng cao nhiệt độ hồ hóa càng giảm,

độ nhớt tinh bột giảm trong suốt quá trình hồ hóa Sau khi hồ hóa trong nước nóng và lạnh, dạng hồ của tinh bột oxy hóa không đặc lên và gần như ở trạng thái lỏng Nếu mức độ oxy hóa khá cao thì hạt trong quá trình hồ hóa bị phá hủy hoàn toàn và tạo ra dung dịch trong suốt Nếu đưa lên bảng kính lớp hồ rất mỏng của tinh bột oxy hóa rồi

để khô thì thu được màng mềm, rất trong và rất dễ hòa tan Nét đặc trưng của tinh bột

đã được oxy hóa là độ trắng: tinh bột càng trắng thì mức độ oxy hóa càng cao

Tinh bột oxy hóa bởi natri hypocloride có khuynh hướng tạo màng đồng nhất, ít bị co lại, ít bị gãy và có khả năng hòa tan trong nước cao hơn so với tinh bột biến hình bằng acid hoặc chưa biến hình Thuộc tính này là do nhóm ưa nước carboxyl được hình thành trrong quá trình oxy hóa

c Biến hình tinh bột bằng kiềm

Trong môi trường kiềm tinh bột hòa tan rất dễ vì kiềm ion hóa từng phần và do đó làm cho sự hydrate hóa tốt hơn Kiềm có thể phá hủy tinh bột từ nhóm cuối khử thông qua dạng enol (phản ứng chuyển hoán) Sự phá hủy kiềm cũng có thể xảy ra ngẫu nhiên ở giữa mạch nhất là khi có mặt oxy và có gia nhiệt

Sự ổn định được sử dụng với liên kết ngang để sản xuất tinh bột có khả năng chịu đựng với điều kiện lạnh, giảm nhiệt độ hồ hóa Hiệu quả ổn định phụ thuộc vào số lượng và tính chất của nhóm thay thế (Hosney, 1998) Có bốn loại tinh bột biến hình đã được tạo

ra bằng phản ứng tinh bột với tác nhân đơn chức, chúng là tinh bột tinh bột acetate, tinh bột monophosphates, tinh bột sodium succinate octenyl và tinh bột ether (tinh bột hydroxyl hóa)

e Tinh bột acetate

Bằng cách cho tinh bột tự nhiên phản ứng với anhydric acetic hoặc vinyl acetate, trong một trường kiềm có gia nhiệt thu được sản phẩm tinh bột acetate (hay còn gọi là tinh bột acetyl hóa)

Các nhóm ester có tác dụng ngăn ngừa sự thoái hóa của nhóm amylose trong tinh bột,

sự biến đổi này ngăn chặn sự tạo gel, cải thiện độ ổn định sau quá trình lạnh đông và tan