tinh bột của các loại củ và lương thực, ứng dụng của chúng

• Tinh bột sẽ thu được tính chất mới khi cho tác dụng với axít boric. Khi đó 4 nhóm OH của 2 mạch tinh bột nằm gần nhau sẽ tạo thành phức với axít boric. Nói cách khác khi đó giữa các mạch polyglucozit sẽ tạo ra các liên kết ngang như trong hình. Tinh bột thu được sẽ dai hơn, dòn và cứng hơn. Nói chung phân tử bất kì nào có khả năng phản ứng với hai (hay nhiều hơn) nhóm hydroxyl đều tạo ra được liên kết ngang giữa các mạch tinh bột. • Các tinh bột có liên kết ngang còn là thành phần của dung dịch sét để khoan dầu mỏ, thành phần của sơn, của gốm, làm chất kết dính cho các viên than, làm chất mang các chất điện di trong pin khô.

xảy ra sự biến đổi thuận nghịch từ tinh bột thành đường glucozơ phụ thuộc vào quá

trình chín và chuyên hóa sau thu hoạch Tĩnh bột có vai trò dinh dưỡng đặc biệt

lớn vì trong quá trình tiêu hóa chúng bị thủy phân thành đường glucozo 1a chat tạo nên nguồn calo chính của thực phẩm cho con người Tỉnh bột giữ vai trò quan trọng trong công nghiệp thực phẩm do những tính chất lý hóa của chúng Tỉnh bột

thường được dùng làm chất tạo độ nhớt sánh cho thực phẩm dạng lỏng, là tác nhân

làm bên cho thực phẩm dạng keo, là các yếu tố kết dính và làm đặc tạo độ cứng và

độ đàn hồi cho nhiều thực phẩm Trong công nghiệp, ứng dụng tỉnh bột để xử lí

nước thải, tạo màng bao bọc kị nước trong san xuất thuốc nỗ nhũ tương, thành

phần chất kết dính trong công nghệ sơn Các tính chất “sẵn có” của tỉnh bột có thể

thay đổi nếu chúng bị biến hình (hóa học hoặc sinh học) dé thu được những tính

chất mới, thậm chí hoàn toàn mới lạ Bài tiểu luận này sẽ trình bày van dé: “Tim hiểu về tỉnh bột của các loại củ và lương thực Ứng dụng của chúng trong chế biến thực phẩm.”

I Giới thiệu chung về tỉnh bột:

e Tinh bột là chất đinh dưỡng dự -

trữ của thực vật.Tính bột do cây xanh ©

quang hợp nên.Tinh bột có nhiều trong |

các hạt, củ, quả

ực vật, tính bột thường có mặt dưới dạng không hoà tan trong

nước Do đó có thể tích tụ một lượng lớn ở trong tế bào mà vẫn không bị ảnh

hưởng đến áp suất thầm thấu Các hyđrat cacbon đầu tiên được tạo ra ở lục lạp do

quang hợp, nhanh chóng được chuyên thành tinh bột Tinh bột ở mức độ này được

gọi là tỉnh bột đồng hoá, rất linh động, có thể được sử dụng ngay trong quá trình

trao đôi chất hoặc có thể được chuyển hoá thành tình bột dự trữ ở trong hạt, quả,

củ, rễ, thân và bẹ lá

e Trong nước nóng từ 65”C trở lên, tính bột tan thành dung dịch keo, gọi là

hỗ tỉnh bột.Cẫu trúc phân tử của tỉnh bột (C¿H¡oO¿)„,

e Tỉnh bột có nhiều trong các hạt lương thực, do đó lương thực được xem là

nguyên liệu chủ yếu để sản xuất tinh bột cũng như những sản phẩm có liên quan

I.1 Câu tạo của hạt tỉnh bột:

e Cấu tạo bên trong của hạt tính bột khá phức tạp Hạt tính bột có cấu tạo

lớp, trong mỗi lớp đều có lẫn lộn các amiloza dạng tỉnh thể và amilopectin sắp xếp

theo phương hướng tâm.Nhiều lớp đồng tâm xếp xung quanh một điểm gọi là rốn

hạt

Cấu tạo của hạt tỉnh bột

e Nhờ phương pháp hiển vi điện tử và nhiễu xạ tia X thấy rằng trong hạt tỉnh bột “nguyên thuỷ” các chuỗi polyglucozit của amiloza và amilopectin tạo thành xoắn ốc với ba gốc glucozơ một vòng

e Cac hat tinh bot 1a nhitng tinh thé da hinh phu thudc vao nguồn gốc xuất

xứ trong đó hai loại polime được sắp xếp đối xứng xuyên tâm Bên trong hạt tinh bột có phần kết tinh do amiloze và phan phân nhánh của amilopectin tạo thành làm cho chúng không tan trong nước lạnh và tương đối trơ với các enzyme thuỷ phân

e Trong tính bột của các hạt ngũ cốc, các phân tử có chiều đài từ 0,35-

0,7m, trong khi đó chiều dày của một lớp hạt tính bột là 0,1 um Hơn nữa, các phân tử lại xắp xếp theo hướng tâm nên các mạch glucozit của các polysaccarit

phải ở dạng gấp khúc nhiều lần

e Các mạch polysaccarit sắp xếp hướng tâm tạo ra độ tinh thể: các mạch

bên c ân tử amlilopectin này nắm xen kẽ giữa các mạch bên của phân tử

kia

e Ngoài cách sắp xếp bên trong như vậy, mỗi hạt tinh bột còn có vỏ bao

phía ngoài Đa số các nhà nghiên cứu cho rằng vỏ hạt tỉnh bột khác với tỉnh

bột bên trong, chứa ít ẫm hơn và bền đối với các tác động bên ngoài Trong hạt

tinh bột có lỗ xốp nhưng không đều Vỏ hạt tỉnh bột cũng có lỗ nhỏ do đó các

chất hòa tan có thể xâm nhập vào bên trong bằng con đường khuếch tán qua vỏ

I.2 Hình dáng, đặc điểm, kích thước của tinh bột:

e Trong thực vật tỉnh bột ở dạng nhỏ được giải phóng sau khi tế bào bị phá

vỡ, tùy theo dạng nguyên liệu, tính bột có hình dáng và kích thước khác nhau: hình

tròn, hình bầu đục, hình đa giác

e Hinh dáng, thành phần hoá học và những tính chất của tinh bột phụ thuộc

vào giống cây, điều kiện trồng trọt, quá trình sinh trưởng của cây

Y Tinh bột gạo: hạt tinh bột có kích thước nhỏ 3+8um, được bao bằng

vỏ protein cứng, có dạng hình đa giác

v_ Tinh bột mì: gồm một loại các hạt có kích thước từ 20-:35m và một

số loại hạt nhỏ có kích thước trung bình và nhỏ 2+z1l0um, có hình

dạng elip hay hình tròn

v_ Tỉnh bột sẵn (khoai mì): hạt tỉnh bột sẵn có kích thước trung bình từ

1,5+30um, co hinh bau duc

thước hạt khác nhau sẽ dẫn đến hạt có những tính chất khác nhau như:

nhiệt độ hồ hoá, khả năng hấp phụ xanh metylen, hạt nhỏ thường có cấu tạo chặt

trong khi hạt lớn có cầu tạo xốp

Bảng I.1: Đặc điểm của một số hệ thống tỉnh bột

Nguồn Kích thước | Hình đáng Hàm lượng | Nhiệt độ hồ

I.3 Thành phân hóa hoc cia hat tinh bot:

e Tinh bột được cau tao tir hai loai polysaccharide hoan toàn khác nhau về tính chất vật lý và hóa học là amylose và amylopectin

VY Dạng lò xo không phân nhánh gọi là amilozơ

Y Dang phan nhánh gọi là amilopectin

py

Amylopectin molecule

Amylose molecule

Y Phan tan trong nudc 1a amilozo

v Phần không tan trong nước là amilopectin

e Tùy theo từng loại nguyên liệu, thành phần amylose và amylopectin trong tinh bột khác nhau

Bang I.2: Thành phần amylose và amylopectin của một số loại tỉnh bột

Khoai mì 17 83

L3.1 Amylose:

e Amylose la loai mach thang, chuỗi dài từ 500-2000 đơn vị glucozơ, liên

kết nhau bởi liên kết œ — 1,4- glucoside.Trong không gian, nó cuộn lại thành hình xoắn ốc và được giữ bên vững nhờ các liên kết hyđrô

e Amylose thường ở dạng kết tỉnh có lớp hydrate bao quanh xen kẽ với các amylose kết tinh không có lớp hydrate

se Amylose có trọng lượng phân tử khoảng 50.000+160.000, do cầu trúc mạch thăng, amylose có gốc hydroxyl tự do nhiều nén dé hoa tan trong nước 4m Tuy nhiên, ở đạng tinh thê không bền vững nên khi để yên tỉnh thể sẽ tách ra

e Trong hạt tĩnh bột hoặc trong dung dịch hoặc ở trạng thái thoái hóa

amiloza thường có cầu hình mạch giãn, khi thêm tác nhân kết tủa vào, amiloza

mới chuyền thành dạng xoắn ốc Mỗi vòng xoắn ốc gồm 6 đơn vị glucozơ

e Đường kính của xoăn ôc là 12,97 AD, chiêu cao của vòng xoắn là 7,91A9 Các nhóm hydroxyl của các gốc glucozơ được bố trí ở phía ngoài xoắn

ốc, bên trong là các nhóm C-H

Mật phan cau tric Amylose

e Amylose bat mau xanh véi Iodine, mau nay mat di khi dun nong, hién mau

trở lại khi nguội Amylose bị kết tủa bởi rượu butylic.Trong phân tử amylose có

một đầu có tính khử và một đầu không có tính khử

e Amylopectin cé cau tao vé định hình, có dạng phân nhánh Ngoài liên kết

ø-1,4 glucozid, các phân tử glucose còn liên kết với nhau theo liên kết ơ-1,6

cr=1,B-glycosidic inkage

Single reducing end

Structure of amylopectin, a branched starch

glucozid

trúc phân tử bao gồm một mạch trung tâm thắng chứa liên kết ơ-1,4 ølucozid, từ mạch này phát ra các nhánh phụ dài chừng vài chục gốc glucose

® &-1.4 linked D-glucose

® &-1.4,6 D-glucose branchpoints

Amylopectin model structure

se Amylopectin có khối lượng phân tử năm trong khoảng 500 ngàn đến

1000000 dalton

e_ Các amylopectin thường phân bố ở bên ngoài hạt tỉnh bột

e© Sự khác biệt giữa amiloza và amilopectin không phải luôn luôn rõ nét Bởi

lẽ ở các phân tử amiloza cũng thường có một phần nhỏ phân nhánh do đó cũng có những tính chất giống như amilopectin

e Cấu tạo của amilopectin còn lớn và dị thé hơn amiloza nhiều Trong tính

bột tỉ lệ amiloza/amilopectin khoảng 1⁄4 Tỉ lệ này có thể thay đổi phụ thuộc thời

tiết, mùa vụ và cách chăm bón

e Amylopectin tác dụng với lod tạo thành màu tím đỏ

e Amylopectin chi tan được trong nước ở nhiệt độ cao tạo thành dung dịch có

độ nhớt cao và rất bền vững Amylopectin không có khả năng tạo phức với butanol

và các hợp chất hữu cơ khác, không bị hấp phụ trên cellulose

Minh cầu trúc của amylopectin

I.4 Các phản ứng tiêu biểu của tỉnh bột:

I.4.1 Phản ứng thủy phân:

e Một tính chất quan trọng của tinh bột là quá trình thủy phân liên kết giữa

các đơn vị glucozơ bằng axít hoặc bằng enzym Axit có thể thủy phân tinh bột ở

d

quả ở dạng hồ hóa Một số enzym thường ding 1a a- amilaza, B- amilaza Axit va enzym giống nhau là đều thủy phân các phân tử tỉnh bột bằng cách thủy phân liênkết œ -D (1,4) glycozit Đặc trưng của phản ứng này là sự giảm nhanh độ nhớt và sinh ra đường

đầu hoặc ở dạng hồ hóa hay dạng past, còn enzym chỉ thủy phân hiệu

e Su thuy phan cua tinh bot trai qua các giai đoạn sau:

Tmh bột 2 Dextrin _ He Maltose HD Gloces

Men Amplace Men Amylase Men Maltace

Hinh:Phan ứng thủy phân của tỉnh bột

e Các nhóm hydroxyl trong tính bột có thể bị oxi hóa tạo thành andehyt, xeton và tạo thành các nhóm cacboxyl Quá trình oxi hóa thay đổi tùy thuộc vào

tác nhân oxi hóa và điều kiện tiến hành phản ứng Quá trình oxi hóa tỉnh bột trong

môi trường kiềm bằng hypoclorit là một trong những phản ứng hay dùng, tạo ra nhóm cacboxyl trên tinh bột và một sé lượng nhóm cacbonyl Quá trình này còn

làm giảm chiều dài mạch tỉnh bột và tăng khả năng hòa tan trong nước, đặc biệt

trong môi trường loãng

CHaSH

e_ Các nhóm hydroxyl trong tỉnh bột có thể tiến hành ete hóa, este hóa Một

số monome vinyl đã được dùng để ghép lên tinh bột Quá trình ghép được thực

hiện khi các gốc tự do tấn công lên tinh bột và tạo ra các gốc tự do trên tinh bột

oO Các droxyl Những nhóm hydroxyl trong tĩnh bột có khả năng phản

ứng với andehyt trong môi trường axit Khi đó xảy ra phản ứng ngưng tụ tạo liên

kết ngang giữa các phân tử tỉnh bột gần nhau Sản phẩm tạo thành không có

khả năng tan trong nước

I.4.2 Phản ứng tạo phức:

e Phản ứng rất đặc trưng của tinh bột là phản ứng với iot Khi tương tác với

1ot, amiloza sẽ cho phức màu xanh đặc trưng Vì vậy, lot có thể coi là thuốc thử

đặc trưng để xác định hàm lượng amiloza trong tinh bột bằng phương pháp trắc

quan Dé phản ứng được thì các phân tử amiloza phải có dang xoắn ốc để hình

thành đường xoắn ốc đơn của amiloza bao quanh phân tử iot.Các dextrin có ít hơn

6 gốc glucozơ không cho phản ứng với iot vì không tạo được một vòng xoắn ốc

hoàn chỉnh Axit và một số muối như KI, Na2SO4 tăng cường độ phản ứng

e© Amiloza với câu hình xoắn ốc hấp thụ được 20% khối lượng 1ot, tương ứng

với một vòng xoắn một phân tử iot Amilopectin tương tác với iot cho màu nâu

tím Về bản chất phản ứng màu với iot là hình thành nên hop chat hap thu

e Ngoài khả năng tạo phức với lot, amiloza còn có kha năng tạo phức với

nhiều chất hữu cơ có cực cũng như không cực như: các rượu no, các rượu thơm,

phenol, các xeton phân tử lượng thấp

1.4.3 Tinh hấp phụ của tỉnh bột:

e Hạt tỉnh bột có cấu tạo lỗ xốp nên khi tương tắc với các chất bị hấp thụ thì

bề mặt trong và ngoài của tinh bột đều tham dự Vì vậy trong quá trình bảo quản, sây và chế biến cần phải hết sức quan tâm tính chất này

e Các ion liên kết với tỉnh bột thường ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ của

tinh bột Khả năng hấp thụ của các loại tinh bột phụ thuộc cầu trúc bên trong của hạt và khả nắng trương nở của chúng

I.4.4 Khả năng hấp phụ nước và khả năng hòa tan của tỉnh bột:

e Xác định khả năng hấp thụ nước và khả năng hòa tan của tỉnh bột cho

phép điều chỉnh được tỉ lệ dung dịch tỉnh bột và nhiệt độ cần thiết trong qua

trình công nghiệp, còn có ý nghĩa trong quá trình bảo quản, sấy và chế biến

thủy nhiỆt

e Rất nhiều tính chất chức năng của tỉnh bột phụ thuộc vào tương tác của

tinh bột và nước (tính chất thủy nhiệt, sự hồ hóa, tạo gel, tạo màng) Ngoài ra,

nó cũng là cơ sở để lựa chọn tinh bột biến hình thích hợp cho từng ứng dụng cụ

thé

ụ: Đê sản xuât các sản phâm nước uông hòa tan như cà phê, trà hòa

tan thì nên chọn tính bột biên hình nào có độ hòa tan cao nhật

IL.5 Những tính chất vật lí của huyền phù tỉnh bột trong nước:

I.5.1 Tính hút âm và tính hòa tan:

e Kha nang hut 4m của tinh bột khá hơn do hạt tỉnh bột có câu trúc xốp Khi

độ âm tương đối của không khí

e = 75% thì khả năng hút âm của tỉnh bột lên đến 10,33%, khi ọ = 100% thì khả năng hút âm đến 20,92%

e_ Ở nhiệt độ thường tinh bột không hòa tan trong nước, tinh bột cũng không

hòa tan trong ete, rượu, sunfua cacbon, clorofoc Tĩnh bột hòa tan trong môi

trường kiềm tốt hơn là trong môi trường trung tính hoặc axit vì kiềm có tác dụng

ion hóa từng thành phần đo đó làm cho phân tử polisaccarit hydrat hóa tốt hơn

e Ngoài ra, tinh bột bi kết tủa trong cồn, vì vậy côn là một tác nhân tốt để

tăng hiệu quả thu hồi tinh bột

I.5.2 Tính chất thủy nhiệt và sự hồ hóa của tỉnh bột :

e Khi hòa tan tĩnh bột vào nước do kích thướt phân tử của tinh bột lớn nên

đầu tiên các phân tử sẽ xâm nhập vào giữa các phần tử tinh bột Tại đây chúng sẽ tương tác với nhóm hoạt động của tinh bột, quay cực, các phổ hồng ngoại và hàm lượng glucoza, tạo ra lớp vỏ nước làm cho lực liên kết ở mắt xích nào đó của phân

tử tỉnh bột bị yếu đi, do đó phân tử tinh bột bị xê dịch rồi bị “rão” ra và bị trương

lên Nếu sự xâm nhập của phân tử nước vào tinh bột dan đến quá trình trương không hạn chế nghĩa là làm bung được các phân tử tinh bột thì hệ thống chuyển thành dung dịch Quá trình trương này luôn luôn đến trước quá trình hòa tan Dĩ

nhiên, với tinh bột dé đạt được trạng thái này còn phụ thuộc vào điệu kiện bên ngoài là nhiệt độ

Ai luc cha dung môi (nước) với tinh bột được biếu diễn bằng phương trình nhiệt

nhiệt độ tuyệt đối

AS - biến thiên entropy của hệ

e Sự hòa tan sẽ xảy ra khi giảm năng lượng tự do ÁAF của hệ AE phụ thuộc

AU va AS

e Ở các quá trình tự xảy ra thì entropy của hệ có khuynh hướng tăng do đó

TAS tăng, vì số hạng này là âm nên sự biến thiên entropy của hệ cô lập luôn luôn

làm giảm năng lượng tự do nghĩa là luôn luôn góp phần vào sự hòa tan

e© Sự biến thiên nội năng AU là hàm của năng lượng tương tác của phân tử

dung môi với phân tử tinh bột

e© Nếu lực tương tác giữa các phân tử của hai pha ( tinh bột và nước) vượt lên

trên lực tương tác giữa các phân tử trong mỗi pha thì AU < 0 và quá trình hòa tan

sẽ tốt hơn

e Nếu lực tương tác giữa các phân tử tinh bột và nước bé hơn lực tương tác

phân tử trong mỗi pha thì AU >0 và sẽ có hoặc không có sự hòa tan, phụ thuộc vào

sự tương quan giữa AU và TAS

e© Khi AU =TAS thì sự gia nhiệt không đáng kế sẽ chuyên hệ thống từ trạng

thái không tan thành hòa tan vì khi tăng nhiệt độ, số hạng entropy tăng nhanh hơn

nội năng rất nhiều Thí nghiệm về hòa tan đã chứng tỏ khi AU > 0 thì entropy là

yếu tố quyết định

e Trong phân tử tĩnh bột có chứa các nhóm có cực mạnh, theo thường lệ thì

chúng hòa tan trong nước Khi tinh bột ở trạng thái tự nhiên thì các phân tử thường

liên kết với nhau băng liên kết hydro rất bền nên khi ở trong nước lạnh có thể hấp

thụ nước một cách thuận nghịch nhưng rất nhỏ Ngoài ra, hạt tính bột lại có lớp vỏ

bao bọc nên để phá hủy được cấu trúc này đòi hỏi một năng lượng dang ké

e©_ Người ta thấy rằng khi ở nhiệt độ bình thường tỉnh bột hấp thụ 25 — 50%

nước mà hạt vẫn chưa trương Người ta nhận thấy ở 60°C tinh bột ngô hấp thụ

100% nước ( so với trọng lượng ban đầu), khi ở 70°C thì hấp thụ 1000% nước và

khi trương nở cực đại tỉnh bột có thê hấp thu đến 2500% nước

e Sự phá hủy hạt có thể xem như giới hạn tự nhiên giữa hai trạng thái khác

nhau của tỉnh bột : tinh bột ban đầu với mức độ hydrat hóa khác nhau và dung dịch

keo của tinh bột

e Nhiệt độ để phá vỡ hạt chuyển tinh bột từ trạng thái đầu có mức độ hydrat

hóa khác nhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt độ hồ hóa Các hạt tỉnh bột có

kích thướt khác nhau, từ nguồn khác nhau sẽ khác nhau về nhiệt độ chuyển trạng

thái Hạt lớn bị hồ hóa đầu tiên, hồ bé nhất sẽ hồ hóa sau cùng Ở hạt tinh bột bé có

cầu tạo chặt các phân tử liên kết với nhau bằng một số lớn liên kết hydro rất bền

do đó việc phá vỡ hạt khi hồ hóa ở hạt lớn và hạt nhỏ phải xảy ra ở nhiệt độ khác

nh ây nhiệt độ hồ hóa không phải là một điểm mà là một khoảng nhiệt độ Nhìn chung quá trình hồ hóa ở tất cả các loại tinh bột đều giống nhau : ban đầu độ

nhớt của hồ tinh bột tăng dân lên sau đó qua một cực đại rồi giảm xuống Dưới đây

là khoảng nhiệt độ hồ hóa của một số tỉnh bột ( Bảng I 1)

e Nhiệt độ hồ hóa cũng phụ thuộc vào thành phần amiloza va amilopectin Amiloza sắp xếp thành chùm song song được định hướng chặt chẽ hơn

Amilopectin vốn có xu hướng cuốn lại thành hình cầu, có cấu trúc khó cho nước đi

qua

e_ Các ion được liên kết với tinh bột cũng sẽ có ảnh hưởng đến độ bên của các

liên kết hydro giữa các yếu tố cấu trúc bên trong của hạt Khi giữa các phần của các chuỗi có chứa những ion mang điện tích cùng dấu thì sẽ đầy nhau do đó làm

lung lay cấu trúc bên trong của hạt kết quả là làm thay đổi nhiệt độ hồ hóa

e_ Các muối vô cơ khi ở nồng độ thấp sẽ phải phá hủy liên kết hydro nên làm

tăng độ hòa tan của tính bột, ngược lại nồng độ muối cao sẽ làm giảm sự hydrat

hóa phân tử tỉnh bột và làm kết tủa chúng

e© Sự hồ hóa tinh bột cũng có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp trong môi trường kiêm Vì kiềm làm ion hóa từng phần do đó làm cho sự hydrat hóa phân tử tỉnh

bột tốt hơn

ất không điện ly như đường, rượu cũng có ảnh hưởng đến nhiệt độ

hồ hóa và làm cho nhiệt độ hồ hóa tăng lên Ảnh hưởng của dung địch 20% các

đường khác nhau đến nhiệt độ hồ hóa theo trật tự sau:

Sacaroza > Glucoza > Socboza > Maltoza

Với rượu thì có trật tự sau :

Glixerin > Izopropanol > Etanol > Propanol

Độ trong của hỗ :

e Tinh bột đã hồ hóa thương có một độ trong suốt nhất định Độ trong suốt

này có ý nghĩa rất quan trọng đối với nhiều sản phẩm thực phẩm có chứa tỉnh bột,

đặc biệt là làm tăng giá trị cảm quan của các thực phẩm này

e© Người ta nhận thấy tỉnh của các hạt cốc loại nếp, tinh bột của củ, rễ củ

thường cho hồ trong suốt hơn tinh bột của các hạt cốc bình thường (hạt té)

e©_ Sự có mặt của các chất khác nhau cũng sẽ có ảnh hưởng đến độ trong suốt

đó Các đường thường làm tăng đáng kể độ trong suốt của hồ tỉnh bột từ các loại

hạt cốc Ngược lại, các chất nhũ hóa như glixerinmonosterat lại làm hồ mắt trong

Các chất hoạt động bề mặt như natri laurilsulfat dễ tạo phức với amiloza cũng làm

tăng độ trong của hồ

1.5.3 Tính chất nhớt —- dẻo của hồ tỉnh bột:

e_ Một trong những tính chất quan trọng của tinh bột có ảnh hưởng đến chất

lượng và kết cầu của nhiều sản phẩm thực phẩm là độ nhớt và độ dẻo Phân tử tỉnh

bột chứa nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kết được với nhau làm cho phân

tử tinh bột tập hợp lại đồ sộ hơn, giữ nhiều phân tử nước hơn khiến cho dung dịch

có độ đặc, độ dính, độ dẻo và độ nhớt cao hơn, do đó các phân tử di chuyên khó

khăn hơn Tính chất này càng thể hiện mạnh mẽ hơn ở những tính bột loại nếp

(tỉnh bột giàu amilopectm)

e_ Yếu tố chính ảnh hưởng đến độ nhớt của dung dịch tinh bột là đường kính

biểu diễn của phân tử hoặc của các hạt phân tán Đường kính này sẽ phụ thuộc vào

các yếu tố sau :

- Đặc tính bên trong của phân tử như khối lượng, kích thước, thê tích,

cầu trúc và sự bất đối xứng của phân tử

- Tương tác của tỉnh bột với dung môi (nước) gây ảnh hưởng đến sự

trương, sự hòa tan và cầu hydrat hóa bao quanh phân tử

- Tương tác của các phân tử tinh bột với nhau quyết định kích thước của

tập hợp

ø độ tinh bột, pH, nhiệt độ, ion Ca or tác nhân oxy hóa, các thuốc thử

phá hủy cầu hydro đều làm cho tương tác giữa các phân tử tinh bột thay đổi do đó làm cho độ nhớt thay đỗi theo

e_ Độ nhớt của tinh bột tăng lên trong môi trường kiềm vì kiềm gây ra kiềm hóa các phân tử tỉnh bột khiến cho chúng hydrat hóa tốt hơn

e© Khi cho các phụ gia vào thực phẩm chứa tinh bột thường có ảnh hưởng rất

e V6i đường như sacaroza khi thêm vào hồ tinh bột ngô 5% sẽ làm tăng giá

trị cực đại của độ nhớt, ảnh hưởng sẽ càng lớn khi lượng đường đạt đến 20% khối

lượng dịch hồ Khi nồng độ sacaroza cao hơn nữa 50% thì lại làm giảm giá trỊ cực

đại của độ nhớt Độ bền của hệ keo hồ tỉnh bột sẽ bị giảm cùng với sự tăng lượng

sacaroza, pH của đa số thực phẩm thường ở trong giới hạn 4 — 7 Sự thay đôi

không đáng kế pH trong khoảng đó chỉ có ảnh hưởng rất nhỏ đến độ nhớt của hồ

tinh bột Tuy nhiên, nếu sử dung dém citrat, bimaleat thì sẽ có ảnh hưởng đến độ

nhớt nhiều hơn

e_ Với những thực phẩm có pH thấp (bánh có nhân quả) người ta có thể dùng

tinh bột đặc biệt có chứa các “liên kết ngang” để ngăn chặn tác dụng thủy phân của

axit Tuy nhiên, nếu sản phẩm có chứa nhiều đường sẽ kiềm hãm sự trương của hạt

tinh bột nên coi như không chịu ảnh hưởng của axIt

e Các chất béo thường làm tăng độ nhớt nhưng sự tăng sẽ không như nhau

đối với các tỉnh bột khác nhau

e© Đa số các chất hoạt động bề mặt khác thường làm tăng nhiệt độ để hồ có

được độ nhớt cực đại Trong thực phẩm người ta thường dùng các chất hoạt động

bề mặt phi ion dé lam chất nhũ hóa và chất tạo bọt Hoạt động của những chất này

phụ thuộc trực tiếp vào tương tác với tỉnh bột Người ta thường dùng monoglixerit

đề làm tăng các cấu trúc của khoai tây sây khô đạng hạt cũng như dang vảy (bỏng)

Các chất này cũng có tác dụng ngăn ngừa sự tạo keo trong các sản phẩm có chứa

tinh bột Nói chung đa số các chất hoạt động bề mặt dùng trong các sản phẩm thực

phẩm đều tạo phức được với amiloza

1.5.4 Khả năng tạo gel và thoái hóa của tỉnh bột :

e_ Khi để nguội hồ tỉnh bột thì các phân tử sẽ tương tác với nhau và sắp xếp lại

một cách có trật tự để tạo thành gel tĩnh bột có cấu trúc mạng ba chiều Để tạo

được gel thì dung dịch tinh bột phải có nồng độ đậm đặc vừa phải, phải được hồ

hóa dé chuyển tỉnh bột thành trạng thái hòa tan và sau đó được để nguội ở trạng

thái yên tĩnh Khác với gel protein, trong gel tinh bột chỉ có duy nhất các liên kết

hydro tham gia

e Liên kết hydro có thê nối trực tiếp các mạch polyglucozit lại với nhau hoặc

gián tiếp qua cầu phân tử nước

e Vì tinh bột chứa cả amilopectin và amiloza nên trong gel tính bột có vùng

kết tinh và vùng vô định hình Tham gia vào vùng kết tinh có các phân tử amiloza

và các đoản mạch amilopectin kêt dính với nhau Câu trúc nhiêu nhánh mà chủ yêu

là bên của phân tử amilopectin sẽ cản trở sự đàn phẳng và sự kết dính Vùng kết dính vừa nằm trong các hạt đã trương vừa năm trong dung dịch nước

giữa các hạt sẽ tạo ra độ bên và độ đàn tính của gel Phan cua dai phan tr Am va

AP nối vào mixen kết tỉnh nhưng nằm trong phần vô định hình ở giữa các mixen

sẽ tạo cho gel một áp suất nhất định không bị phá hủy và trong một chừng mực đáng kế áp suất này do số lượng tương đối của phân tử trong phần vô định hình quyết định

e Các tinh bột vừa chứa Am và AP nên có khuynh hướng tạo gel như nhau

khi ở nồng độ tương đối thấp Chí có tỉnh bột khoai tây là khả năng này kém hơn,

có thể là do hàm lượng Am của nó cao hơn nhưng trước hết là do độ dai bat thường và mức độ phân nhánh yếu của Am sẽ cản trở sự uốn thắng để tạo ra cầu trúc mixen Các tinh bột giàu Amilopectin như tinh bột ngô nếp, có độ phân nhánh cao thường cản trở sự tạo gel khi ở nồng độ thấp nhưng khi ở nồng độ cao (khoảng 30%) thì cũng tạo được gel

e Tinh bột cũng có thể đồng tạo gel với protein Nhờ tương tác này mà khả năng giữ nước, độ cứng và độ đàn hồi của gel protein được tốt hơn

Gel từ tỉnh bột giàu Am thường cứng và đàn hồi kém

Sự thoái hóa

e Khi gel tỉnh bột để một thời gian dài chúng sẽ co lại và một lượng dung dịch thể sẽ tách ra Quá trình đó gọi là sự thoái hóa Quá trình này sẽ càng tăng mạnh nếu gel để lạnh đông rồi sau đó cho tan giá Có hiện tượng thoái hóa là do hình thành nhiều cầu hydro giữa các phân tử tỉnh bột Các phân tử amiloza có mạch thắng nên định hướng với nhau đễ dàng và tự do hơn các phân tử amilopectin Vì thế hiện tượng thoái hóa gần như chỉ có liên quan với các phân tử

Am là chủ yếu

e_ Sự thoái hóa bao gồm ba giai đoạn sau:

- - Đầu tiên các mạch được uốn thẳng lại

- _ Tiếp đến vỏ hydrat bị mất và các mạch được định hướng

- _ Các cầu hydrat được tạo thành giữa các nhóm OH

e© _ Người ta nhận thấy rằng tốc độ thoái hóa sẽ tăng khi giảm nhiệt độ và sẽ đạt cực đại khi pH = 7 Tốc độ thoái hóa đẽ giảm khi tăng hoặc giảm pH Khi pH > 10

sẽ không có thoái hóa Khi pH < 2 thì tốc độ thoái hóa vô cùng bé Magie sulfat

làm tăng tốc độ thoái hóa

e Người ta cũng nhận ra rằng AP đã thoái hóa có thể quay trở về trạng thái ban đầu khi đun nóng từ 50°C đến 60°C nhưng sự thoái hóa của amiloza thì không thể khắc phục được, ngay cả khi đun nóng có áp suất Sự khác biệt này có thê là do

vùng kết tinh khá lơn được tạo ra bởi amiloza

tính bột của ngô nếp, thóc nếp trong thực phẩm đạng lỏng khi bảo

quản ở nhiệt độ rất thấp vẫn bên không bị phân lớp và không bị thoái hóa Tinh bột

loại này có độ trong suốt cao và khả năng liên kết nước rất lớn

e Sự thoái hóa thường kèm theo tách nước và đặc lại của các sản phẩm dạng

nửa lỏng cũng như gây cứng lại của các sản phẩm bánh mỳ

L.5.5 Khả năng tạo hình của tỉnh bột :

* Khả năng tạo màng:

e Tinh bột có khả năng tạo màng tốt Để tạo màng, các amylose và

amylopectin phải duỗi thắng mạch, sắp xếp lại, tương tác trực tiếp với nhau bằng

liên kết hydro hoặc gián tiếp thông qua nước

e Mang có thể thu được từ dung dịch phân tán trong nước.Dạng màng này dé

trương ra trong nước

Quy trình tạo màng:

Tỉnh bột —>Hòa tan —› Hồ hóa sơ bộ — Khuấy kỹ — Rót mỏng lên mặt phẳng kim

loại

Y Kha nang tao sgi:

e Tinh bột cũng có khả năng tạo sợi.Chính nhờ khả năng này mà người †a có

e_ Các sợi ra khỏi khung còn ướt, chúng ướng nhúng ngay vào bếnước nóng

đề hỗ hoá và định hình sợi bún đo tác dụng của nhiệt

e_ Các phân tử tinh bột đã được sắp xếp trong từng sợi sẽ tương tác với nhau

và với nước bằng liên kết hyđrô để hình thành sợi bún

e_ Các sợi đã hình thành được kéo ra khỏi bễ rồi nhúng vào nước lạnh để các

phân tử liên kết với nhau chặt chẽ hơn và tạo nhiều liên kết hyđrô giữa các phân

tử

e_ Tiếp theo sẽ gia nhiệt dé sây khô nhằm tăng lực cố kết và độ cứng

e Các sợi bún được làm từ các loại tính bột giàu amylose như tính bột đậu

xanh, tinh bột dong riêng thường bên và dai hon so với sợi bún được làm từ tỉnh

1.5.6 £ cơ cầu trúc của tỉnh bột:

e Giống như dung dịch các hợp chất cao phân tử khác hồ tỉnh bột có những

tính chất cơ cầu trúc nhất định như độ bèn, độ đẻo, độ đàn hồi các tính chất này

chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tô khác

e Khi tác động cơ học thì các cấu trúc đã bị phá hủy sẽ không được phục hồi

theo thời gian, có nghĩa là ứng xuất trước giới hạn của hồ tinh bột sau khi phá hủy

cấu trúc sẽ liên tục bị giảm

e© Khi lão hóa thường xảy ra sự tăng bền mạng cấu trúc của hệ thống tức là

tăng tính chất cứng và giảm tính chất co dãn của hệ thống tỉnh bột

e Các chất đa điện ly có ảnh hưởng đến sự tạo cầu trúc và độ bên của tỉnh bột

Các chất polyacrylanat natri alginat, cacboxymetylcellulose khi thêm vào khung

cầu trúc của hỗ tinh bột 2% sẽ làm giảm độ bén cau trúc và độ nhớt của hồ nhưng

lại làm tăng tính đàn hồi và tính dẻo cũng như khả năng dính

e©_ Khi bảo quản, nồng độ chất khô càng lớn thì quá trình tạo cấu trúc trong gel

sẽ xảy ra càng nhanh Vì do nồng độ đậm đặc sẽ có sự tiếp xúc mật thiết giữa các

phân tử với nhau nên có điều kiện thuận lợi để phát triển mạng cấu trúc Khi nhiệt

độ bảo quản gel càng cao thì quá trình tạo cấu trúc chậm lại

e Tinh cơ cấu trúc của hồ tinh bột sẽ thay đổi khi thêm một lượng nhỏ cation

Ca, Mg”, Na” Độ bền của hồ tinh bột giảm xuống khi trong nước có các muối

CaSO., MgSQOu,, NaCl

IL.Š.7 Sự trương nở:

e© Khi ngâm hạt tỉnh bột trong nước hay nói cách khác là tạo huyền phù tinh

bột ở nhiệt độ thường, ta thấy thê tích hạt tỉnh bột tăng lên

e©_ Sự gia tăng này gây nên bởi sự hấp thụ nước vào trong hạt tỉnh bột, làm hạt

tinh bột trương phông lên, gọi là hiện tượng trương nở hạt tính bột

e_ Hiện tượng này được giải thích như sau: Ở điều kiện thường phần lớn tỉnh

bột tồn tại ở dạng monohydrat Khi điều kiện bão hòa 4m do các phân tử nước có

kích thước bé chúng đễ dàng liên kết với các nhóm OH kém hoạt động hơn như C

ở vị trí số 2,3 tạo nên dạng tính bột trihydrat Lúc này có sự hiện diện các phân tử

nước nên kích thước hạt tĩnh bột tăng lên

e Tùy thuộc vào cầu trúc các loại tỉnh bột khác nhau mà khả năng trương nở

trong điều kiện bão hòa sẽ mạnh hay yếu Thông thường tỉnh bột các loại hạt

trương nở kém hơn so với tinh bột củ

ụ:độ tăng kích thước trung bình của mộtsô loại tinh bột khi ngâm trong

nước như sau: tinh bột bắp 9.1%, tình bột khoai tây 12.7%, tính bột khoai mì 28.4%

1.6 Tương tác với chất khác

1.6.1 Kha năng đồng tạo gel với protein

e_ Tinh bột có thể tương tác với protein làm cho sản phẩm có những tính chất

cơ lý nhất định như độ đàn hồi, độ cứng cũng như khả năng giữ nước của protein

tăng lên Tương tác giữa protein và tinh bột ở đây chủ yếu vẫn là liên kết hydro và

lực Van đer Waals Trong trường hợp này cả protein và tỉnh bột đều sắp xếp lại phân tử để tạo thành gel và tương tác với nhau, hay nói cách khác tinh bột có tính chất đồng tạo gel với protein Tính nhờ khả năng này của tỉnh bột và các gel protein trong các sản phẩm như kamaboko, giò, có được những tính chất lưu

biến hấp dẫn hơn

1.6.2 Kha năng phồng nở của tỉnh bột

e Khi tương tác với chất béo và 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 khã năng xuyên thắm qua các vật liệu gluxit như tinh bột, xelluloza Khi

nhiệt độ tăng thì các tương tác ky nước giữa các chất béo phát triển rất mạnh nên chúng có khuynh hướng tụ lại với nhau do đó mà có khả nắng xuyên qua các “cửa

ải” tỉnh bột Đồng thời nhiệt làm tinh bột hồ hóa và chín, nhưng không khí cũng như các khí có trong khối bột không thấm qua lớp màng tinh bột đã tâm béo do đó

sẽ giản nở và làm tinh bột phông nở Các tỉnh bột amylopectin (tỉnh bột nếp) có cầu trúc chặt và khả năng không thắm khí lớn do đó khả năng phống nở lớn hơn Với các tinh bột oxy hóa (tinh bột tây trắng băng chất oxy hóa) thì khả năng này lại càng mạnh vì các phân tử tích điện cùng dấu sẽ đây nhau, nhất là khi sản phẩm chứa tinh bột có kết cấu rất chặt Đó là cơ sở để sản xuất ra các sản phẩm như bánh phông tôm, phông nắm

II BIEN HiNH TINH BOT:

e Trong thực tế sản xuất ứng với mỗi một sản phẩm thực phẩm thường đòi

hỏi một dạng tỉnh bột hoặc một dẫn xuất tinh bột nhất định Có sản phẩm cần tinh

bột giàu amiloza, lại có sản phẩm cần tinh bột thuần nhất amilopectin Cd san phẩm cần dạng tinh bột có độ hòa tan tốt, lại có sản phẩm cần dạng tinh bột bến

không bị thoái hóa khi ở nhiệt độ thấp Có loại sản phẩm cần độ dẻo, độ trong,

ngượ ø có sản phẩm không mong muốn những tính chất đó Vì vậy, dé cò

được những loại hình tinh bột phù hợp, người ta phải biến hình tinh bột

e Nói chung, mục đích của biến hình là nhằm:

- _ Cải biến tính chất của sản phẩm

- Tang gia tri cam quan

- Tao mat hang moi

e_ Dựa vào bản chất của phương pháp có thể phân loại các phương pháp sau:

- Phương pháp biến hình vật lý

- Phương pháp biến hình hóa học

- Phương pháp biến hình enzim

II.1 PHUONG PHAP BIEN HINH VAT LY:

11.1.1 Trén voi chat ran tro

e Ta déu biét tĩnh bột có ái lực đôi với nước nhưng nêu hòa trực tiép vao

nước thì sẽ bị vón cục

e C6 thể làm cho tỉnh bột hòa tan tốt nếu đầu tiên đem trộn nó với chất rắn

trơ, các hợp chất ko phải ion như sacaroza (dạng bột thuận lợi hơn) Khi trộn

lẫn đồng đều với các chất này sẽ làm cho các hạt tỉnh bột (phân chia nhau) cách

biệt nhau về vật lý, đo đó sẽ cho phép chúng hydrat hóa một cách độc lập và không

kết lại thành cục

H.1.2 Biến hình bằng hồ hóa sơ bộ

e Tinh bột ban đầu được hồ hóa trong một lượng thừa nước sau đó sấy khô

Có thể sấy phun hoặc sấy thùng quay Dưới tác dụng của nhiệt độ, đúng hơn là tác

dụng nhiệt âm sẽ làm đứt các liên kết giữa các phân tử, làm phá hủy câu trúc của

hạt tinh bột khi hồ hóa, cũng như sẽ tái liên hợp một phần nào đó các phân tử khi

say sau nay

e©_ Tinh bột hồ hóa sơ bộ có những tính chất sau:

- _ Trương nhanh trong nước

- _ Biến đổi chậm các tính chất khi bảo quản

- _ Bên khi ở nhiệt độ thấp

ó độ đặc và khã năng giữ nước, giữ khí tốt

e Do đó người ta thường dùng tinh bột hồ hóa sơ bộ này trong mọi trường hợp khi cần độ đặc, giữ nước mà không cần nấu

e Tinh bột dạng này nếu đi từ tinh bột amilopectin (tinh bột nếp) thì sẽ làm

tăng “độ tươi” cho sản phẩm, tăng độ trong suốt, độ đàn hồi cũng như độ bền

nhớt

e Dùng tỉnh bột hồ hóa sơ bộ còn tránh tốn thất các chất bay hơi trong bánh

ngọt, giữ được chất béo và bảo vệ chất béo khỏi bị oxy hóa trong xúp khô, liên kết

4m và ôn định âm trong các sản phẩm thịt

e_ Tinh bột hồ hóa sơ bộ (hay tỉnh bột trương) cũng được dùng để huyền phú

hóa các tính bột, tính bột thô cũng như các chất không hóa tan tương tự khác Ete oxyt của 1tnh bột dưới dạng hồ hóa sơ bộ được sử dụng trong sản xuất kem rất có

hiệu quả

e©_ Người ta còn nhận thấy amiloza hoặc tinh bột giàu amiloza (trên 60% AM) nếu khuếch tán vào nước dưới áp suất cao hơn áp suất khí quyền rồi sau đó sấy khô (trong sấy thúng quay) thì không hề bị thoái hóa,

e©_ Người ta cũng rất thường dùng tỉnh bột hồ hóa sơ bộ trong các ngành công nghiệp khác Chẳng hạn, người ta thường thêm tinh bot dang nay vào các dung dịch khoan (khi khoan giếng dầu mỏ) nhằm giữ cho dung dịch khoan một lượng nước cần thiết

11.1.3 Bién hinh tinh bột bằng gia nhiệt khô ở nhiệt độ cao

e Dextrin là sản phẩm phân giải nửa vời của tinh bột không kể đến phương pháp thu nhận Về bàn chát, đextrin là những mảnh phân tử tỉnh bột có dạng mạch

thăng, mạch phân nhánh hoặc mạch vòng

e Dwa vào phương pháp thu nhận dextrin, có thể phân ra bốn nhóm:

- Dextrin thu duoc bang tác dụng của enzim amilaza trên tinh bột

- Dextrin thu được bằng tác dụng của vi khuẩn Bacillus macerans trén tinh bột (dextrin chardinger)

- Dextrin thu được bằng tác dụng thủy phân của axit trong môi trường nước

- Dextrin thu duoc bang gia nhiệt khi có mặt một Ít axit hoặc gia nhiệt

khô gọi là pirodextrin

e Thực tế, pirodextrin thu được khi gia nhiệt tính bột khô ở nhiệt độ 175 —

195” C trong thời gian 7 — 18h

e Phương pháp chế tạo pirodextrin như sau Phun axit (với lượng 0.05 — 0.15 trọng lượng tỉnh bột) vào tinh bột có độ am khoang 5% Co thé dùng AICI,

làm x ững có thể thêm các tác nhân kiềm tính như canxi phosphat và natri

bicacbonat hoặc trietanolamin làm chất đệm (để làm giảm bớt độ axit khi ở nhiệt

độ cao) Sau khi sấy nhẹ tinh bột đến độ âm 1 — 5% thì tiến hành dextrin hóa trong

thiết bị trộn có gia nhiệt bằng hơi, bằng dầu hoặc đốt nóng trực tiếp Khi dextrin

hóa xong thì làm nguội

e Khi dextrm hóa thường xảy ra hai phản ứng sau:

- _ Phản ứng phân giải tinh bột thành sản phẩm có khối lượng phân tử thấp

- Phan img tai trùng hợp các sản phẩm vừa tạo thành ở trên chủ yếu bằng

liên kết 1 — 6 đến cấu trúc có độ phân nhánh cao

e_ Ở giai đoạn đầu, phản ứng thủy phân là chủ yếu, vì độ nhớt của tinh bột lúc

này bị giám rất mạnh Khi nhiệt độ tăng lên thì phản ứng tái trùng hợp mới trở

thành chính Ngoài ra khi ở nhiệt độ cao còn xảy ra phản ứng chuyển glucozit; các

liên kết 1 — 4 glucozit không bên ở trong amiloza lúc này sẽ chuyển thành liên kết

1 - 6 bén hon

e Khi nghiên cứu các sản phẩm phản ứng dextrin hóa amiloza, ngưới ta thấy

ngoài liên kết ơ, D (1 —4) có trong amiloza ban đầu, còn liên kết œ, D (1 —>6), B,

D (I1 —6) và ơ, D (1 —›2) bên cạnh nhóm cuối 1 —6 anhydro 8, D —

glucopiranoza

e Có thể nhóm OH ở C6 của cùng một đơn vị glucoza (a), hoặc của đơn vị

ølucoza bên cạnh cùng mạch (b), hoặc của đơn vị glucoza khác mạch (c) đã tan

công liên két glucozit dé tao ra lévoglucozan (I) (có liên kết 8, D (1 —6) —

anhydroglucopiranozit) hoặc tạo ra sản phẩm có mạch nhánh kiểu (II) hoặc kiểu

(HD ( có liên kết œ, D (1 —6) — glucopiranozit):

e Levoglucozan vừa tạo ra, cũng có thể tương tác với một mạch polyglucozit

khác để tạo ra mạch phân nhánh kiểu (IV) có liên kết 8, D (1 —›2) —

ølucopiranozit) nhất là khi không còn âm

e_ Phụ thuộc vào nhiệt độ (điều kiện dextrin hóa) ta sẽ thu được dextrin trắng (

95 — 120 °C), dextrin vang ( 150 — 180 °C), pirodextrin ( 170 — 195 °C)

e Dextrin trắng có độ hòa tan trong nước lạnh thay đổi từ 0% - 90% và có

mức độ phân nhánh trung bình xấp xỉ 3%

e©_ Dextrin vàng thường có từ vàng nhạt đến nâu sẫm và có độ hòa tan rất đáng

kể Dextrin vàng được tạo ra do phản ứng tái trùng hợp và phản ứng chuyển

ølucozIt nên phân tử có mức độ phân nhánh trung bình trên 20%

đextrin có mức độ phân nhánh từ 20 — 25% và có khối lượng phân tử lớn hơn đextrin vàng do đó dung dịch cũng bền hơn

e Dung dich dextrin cé kha nang tao mang, dính kết các bề mặt đồng nhất và

không đồng nhất Người ta thường đùng dextrin làm chất liên kết và chất keo dính

đề pha sơn Do đextrin có độ nhớt thấp nên có thể dùng ở nồng độ cao mà van bén

Độ hòa tan của dextrin trong nước lạnh cao hơn tĩnh bột

e©_ Người ta thường dung dextrin trắng, dextrin vàng và pirodextrin để pha keo dán phong bì, nhãn chai, băng dính,thùng cactong

e Nhiều keo dextrin có thêm phụ gia để làm biến đổi tính chất của dung dich

và của màng dextrm Natritetraborat là một trong những phụ gia được dùng rộng rãi cùng với dextrin Natri tetraborat là một trong những phụ gia được dùng rộng

rãi cùng với dextrin Có thể thêm borax đến 20% khối lượng keo Thêm borax sẽ

làm tăng độ nhớt của dung dịch đextrin, tăng độ bền và khả năng dính cỉa nó Đường, mật ri, glycerin và các hợp chất polyhydroxyl thêm vào keo dextrin để tăng tính dẻo củng màng và giảm độ giòn khi độ âm thấp

e_ Các dextrin được dùng để hồ sợi

e Pirodextrin còn được dùng làm chất làm đặc cho các thuốc nhuộm sợi Các thuốc nhuộm này thường là dung dịch nước của các hóa chất và chất màu hoặc sắc

tố Pirodextrin không chỉ lắm đặc thuốc nhuộm mà còn làm thay đổi tính chất lưu

biến của nó

e Do hòa tan tốt trong nước lạnh nên các dextrin cũng được dùng làm chất

mang các thành phần hoạt động như các bột thực phẩm Người ta cũng dùng làm

dung môi và chất mang các chất màu

e Trong công nghiệp dược, dextrin trắng được dùng làm nguồn thức ăn cacbon đồng hóa chậm thay cho glucoza khi điều chế một số kháng sinh bang phương pháp lên men

I.2 Biến hình bằng phương pháp hóa hoc

IL2.1.Biến hình bằng axit

e Dưới tác dụng của axit một phần các liên kết giữa các phân tử và trong phân tử tinh bột bị đứt Do đó làm cho kịch thước phân tử giảm ởi và tính bột thu được những tính chất mới

e Trong sản xuất công nghiệp, người ta cho khuếch tán tỉnh bột (huyền

phù t -15Bx) trong dung địch axit vô cơ có nồng độ 1-3%, rồi khuấy

đều ở nhiệt độ 50-55C trong 12-14 h Sau đó trung hòa, lọc rữa và sấy khô

Tinh bột biến tính bằng axit so với tỉnh bột ban đầu có những tính chất sau:

Giảm ái lực với 1ot

Độ nhớt đặc trưng bé hơn

Áp suất thâm thấu cao hơn do khối lượng phân tử trung bình bé hơn

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

Chỉ số kiềm cao hơn

Có 2 phương pháp biến hình băng axit đó là:

e_ Biến hình bằng axít trong môi trường ancol

e _ Biến hình bằng axít trong môi trường nước

II.2.1.1 Nghiên cứu phương pháp biến hình bằng phương pháp axít trong môi trường ancol

e© Tạo ra những sản phẩm tính bột mach ngắn hơn, các dextrin hoặc

các đường Trong môi trường ancol như etanol hoặc metanol, do các ancol này

có độ phân cực nhỏ hơn nước nên độ phân ly của axit tham gia xúc tác cũng nhỏ

hơn; do đó phản ứng thủy phân làm biến dạng tỉnh bột diễn ra chậm hơn so với

trong môi trường nước Vì vậy chúng ta có thể điều chỉnh và khống chế quá

trình biến hình tinh bột để tạo ra các sản phẩm có mạch phân tử mong muốn

một cách dễ dàng hơn và đạt hiệu suất thu hồi cao hơn

> Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phân cắt mach tinh bột trong quá

trình biến hình:

e Chủ yếu là nhiệt độ, hàm lượng axit, nồng độ dịch tỉnh bột và loại môi

trường Khả năng phân cắt mạch tỉnh bột biểu thị bằng chỉ số mức độ trùng hợp

mạch tinh bột

II2.1.2 Nghiên cứu biến hình tỉnh bột bằng phương pháp axit trong môi trường nước

Qui trình theo phương pháp Ali và Kemf:

Tỉnh bit Hoa triIn BiliIn hình

Hình: Qui trình biến hình tỉnh bột bằng axit theo phương pháp Ali va Kemf

e Biến hình trong môi trường etanol, metanol đắt tiền, tái chế phức tạp, thời gian dài, tốn nhiều thiết bị, giá thành cao Biến hình bằng axit trong môi trường nước khắc phục được những nhược điểm trên

e Tinh bột khô được phân tán trong nước thành dịch huyền phù với nồng

độ 33% và biến hình với xúc tác là dung dịch axit HCI 0,5N ở 50°C trong

điều kiện khuấy trộn liên tục Khi biến hình kết thúc, trung hòa bằng dung dịch NaOH IN đến trung tính và rửa sạch tỉnh bột bằng máy li tâm siêu

tc và nước nhiêu lân.Cuôi cùng là sây, nghiên, rây đê thành phâm có

trình biến hình

+ Ảnh hưởng của hàm lượng axit và thời gian biến hình đến Pn và độ hòa tan

Các mẫu tinh bột biến hình được chuẩn bị theo qui trình trên với các mức thời gian

30, 60, 90 và 120 phút Hàm lượng axit HCI 0,5N thay đổi ở các mức 50, 100, 150

va 200 ml Nong độ sữa tinh bột chọn là 33%, nhiệt độ biến hình 50°C

> Kết luận: Hàm lượng axit và thời gian càng tăng thì Pn càng giảm và độ hòa tan càng tăng

> Giải thích:

e Hàm lượng HCl tang thi càng có nhiều HỶ tan công vào mạch tính bột,

tinh ân cách càng nhiều, số lượng gốc glucozơ có trong 1 mạch tỉnh

bột càng giảm Vì vậy, mức độ trùng hợp giảm Còn khi thời gian biến hình

càng dài thì H” càng có điều kiện để xâm nhập và tái xúc tác vào các vị trí bên

trong mạch tĩnh bột nên mức độ phân cắt cao hơn Pn giảm, nên sé luong

mạch ngắn tăng, tức khối lượng phân tử của tỉnh bột giảm, làm dễ dàng

chuyển dịch hơn mạch dài nên khả năng khuyếch tán vào nước dễ hơn và hòa

tan tốt hơn

e Mức độ phân cắt của tỉnh bột khác nhau thì khác nhau, tỉnh bột sắn đạt Pn

thấp nhất

e_ Tinh bột sắn biến hình có độ hòa tan cao nhất vì trong quá trình biến hình,

Pn giảm rất nhanh nên mạch ngắn tăng nhiều, kích thước phân tử nhỏ hơn nên

khả năng khuyếch tán và đễ hòa tan trong nước hơn

_SZ CORNSTARCH, FRES 5c (3000

Hình : Vi anh tinh bot ngé 6 5 0C, nông độ 5%, độ phóng đại 3000X

Hình: Vì ảnh tỉnh bột ngô ở 60°C, nông độ5%, độ phóng dai 3000X

e© Kích thước vi ảnh của 3 loại tỉnh bột biến hình đều tăng rõ rệt, mức độ biến

hình càng tăng thì kích thước càng tăng

> Giải thích:

e CácH xâm nhập vào trong vỏ bằng khuếch tán và tiến hành phân cắt các phân tử tinh bột bên trong hạt Tạo ra những phân tử ngắn hơn, nhưng số lượng phân tử mạch ngăn sẽ tăng làm tăng thể tích của các vi hạt Do đó kích thước vi

hạt t ng lên trong toàn bộ mẫu

c) Sự thay đôi nhiệt đô hồ hóa tronø quá trình_biến hình

e Trong quá trình biến hình có sự thay đổi lớn về cấu trúc mạch tỉnh bột

làm cho nhiệt độ hồ hóa bị thay đổi.Nói chung tỉnh bột nào có mức độ phân

cắt cao hơn thì nhiệt độ hồ hóa cao hơn

> Giải thích:

e Khi bị phân cắt thành những phân tử nhỏ hơn, mạch ngắn hơn nhưng

không đồng đều Do mạch phân tử tinh bột biến hình có kích thước ngắn hơn

nên dễ đàng xắp sếp chặc chẽ hơn làm cản trở quá trình hydrat hóa và trương

nở của tinh bột Mặc khác cũng có thê là do lúc đó trong hạt, mức độ có trật tự

của các mixen đã tăng lên, các mạch tỉnh bột nằm trong vùng vô định hình

bị thủy phân nên các mixen đó đã liên kết với nhau, tạo ra những mảng mạch

khá lớn và vì vậy làm nhiệt độ hồ hóa tăng lên

H.1.2 Biến hình tỉnh bột bằng kiềm

e Trong môi trường kiềm, tỉnh bột hòa tan rat dé vi kiềm làm ion hóa

từng phần và do đó làm cho sự hydrat hóa tốt hơn Kiềm có thê phá hủy tỉnh bột

từ đầu nhóm cuối khử thông qua dạng enol Sự phá hủy kiềm cũng có thể xảy

ra ngẫu nhiên ở giữa mạch nhất là khi có mặt oxi và có gia nhiệt Sản phẩm bánh

gio là kết quả của sự biến hình tỉnh bột bằng kiềm dựa trên nguyên lí đó

Trong thực tế người ta thường xử lí hạt gạo nếp băng một hỗn hợp các oxyt

kim loại của nước tro có tính kiềm vừa phải và hài hòa (trong thành phần của

nước tro thường có các oxyt như K2O, Na2O, MpgO, CaO, Fe2O3 Sau đó gói

lại và nấu Sản phẩm thu được chang những có trạng thái đồng thể,nhuyễn,

mịn, đai, đẻo mà có màu nâu đẹp, được bổ sung thêm những nguyên tố có trong

tro

H.1.3 Biến hình tỉnh bột bằng oxi hóa

Thông thường tỉnh bột được oxi hóa bằng hypoclorit Cho dung dich Natrihypoclorit có chứa 5-10% clo tự do (hoặc nước javel) vào huyền phù tỉnh bột

có nông độ 20-240Be và có pH= 8-10 (bằng cách thêm NaOH loãng, nếu pH cao

hơn thì mức độ oxi hóa bị giảm) Khuấy đều ở nhiệt độ 21ÖC đến 38ÖC Sau khi đạt

được mức độ oxi hóa cần thiết (thường 4-6h) trung hòa huyền phù dịch tinh bột

đến pH= 6-6,5 Tách clo ty do bang dung dịch natribisuft Rữa tỉnh bột bằng nước, lọc rồi sây đến độ âm 10-12%

e Nét đặc trưng của tình bột đã được oxI hóa là độ trắng: tinh bột càng trắng thì mức độ oxI hóa càng cao

e Trong phân tử của tính bột oxi hóa tạo ra các nhóm cacboxyl và cacbonyl,

đ xảy ra phân ly một số liên kết D-glucozit, đo đó làm giảm kích thước phân tử

e Nếu mức độ oxi 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 oxi hóa rồi để khô thì thu được màng mềm, rất trong và rất dễ hòa tan

Tỉnh bột oxi hóa được sử dụng để hồ bề mặt trong công nghiệp sản xuất giấy, để

hồ sợi bông, sợi pha và tơ nhân tạo trong công nghiệp đệt, chất làm đặc trong công nghiệp thực phẩm

‹* Nghiên cứu biến hình nh bột bằng phương pháp oxi hóa

> Nghiên cứu sự thay đối hình dang và kích thước của tỉnh bột sắn dây

trong quá trình oxi hóa

e Sự thay đổi hình dang và kích thước tinh bột băng phương pháp biến hình

oxi hóa gần như cùng qui luật với phương pháp oxi hóa Nghĩa là sau khi biến hình thì kích thước hạt tính bột tăng lên, còn hình dáng bên ngoài thì gần như không đổi Như vậy thì chất xúc tác axit hay chất xúc tác oxi hóa không phá vỡ hạt tỉnh bột mà xâm nhập vào bên trong hạt bằng cách khuếch tán qua lớp vỏ hạt

> Sư thay đôi nhiệt đô hồ hóa trong quá trình biến hình

e Tỉnh bột oxI hóa có sự thay đổi lớn về cấu trúc mạch tinh bột và kích thước của

hạt đo đó nhiệt độ hồ hóa cũng bị thay đổi

e Kết quả cho thấy: Các hạt tỉnh bột oxi hóa có nhiệt độ hồ hóa thấp hơn nhiệt

độ tinh bột ban đầu.( nhiệt độ hỗ hóa của nguyên liệu sắn dây ban đầu:

60,030C) Mức độ oxi hóa càng cao thì nhiệt độ hồ hóa càng giảm

e Giải thích: Quá trình oxi hóa tính bột, tạo thành các nhóm cacboxyl và cacbonyl và sự đứt liên kết glucozit tạo thành các phân tử tỉnh bột có mạch ngắn hơn Ngoài ra do tạo thành các 1on liên kết với tinh bột sẽ ảnh hưởng đến độ bền của các liên kết hydro giữa các yếu tố cấu trúc bên trong của hạt Do đó sự hiện diện của các nhóm cacboxyl tích điện âm cùng dấu sẽ đây nhau làm lung lay cấu trúc bên trong của hạt, kết quả làm nhiệt độ hồ hóa của tinh bột biến hình giảm

e Mức độ oxi hóa càng tăng, sự cắt mạch và số nhóm cacboxyl, cacbonyl tao thành càng lớn nên cấu trúc bên trong hạt càng kém bên, nên nhiệt độ hồ hóa của