Quá trình thủy phân tinh bột

dịch tinh bột phải có nồng độ đậm đặc vừa phải, phải được hồ hóa để chuyển tinh bột thành trạng thái hòa tan và sau đó được để nguội ở trạng thái yên tĩnh. Trong gel tinh bột chỉ có các liên kết
hydro tham gia, có thể nối trực tiếp giữa các mạch amylose và amylopectin hoặc được nối gián tiếp qua phân tử nước.
Khi gel tinh bột để nguội một thời gian dài sẽ co lại, các phân tử amylose có thể bị tách nước và liên kết lại với nhau thông qua liên kết hydro, quá trình này gọi là q trình thối hóa.
Trong suốt q trình thối hóa, các mạch xoắn amylose liên kết lại với nhau giữa 40 – 70 đơn vị glucose. Kết quả amylose sẽ tách lớp lắng xuống. Q trình thối hóa diễn ra mạnh trong hồ tinh
bột tự nhiên giàu amylose. Hàm lượng amylose được xem là một trong những nhân tố ảnh hưởng lớn đến q trình thối hóa. Amylose có chiều dài mạch càng lớn thì mức độ thối hóa càng tăng.
Q trình này sẽ càng tăng mạnh nếu gel để ở lạnh đơng rồi sau đó cho rã đơng. Đối với tinh bột giàu amylopectin thì thường khơng xảy ra hiện tượng thối hóa do cấu trúc cồng kềnh khó lại gần
để kết lại với nhau. Các loại hạt khác nhau thì có mức độ thối hóa khác nhau ví dụ như tinh bột khoai tây có mức độ thoái hoá cao hơn so với gạo, bắp, lúa mì. Do đó cần có chế độ xử lí phù hợp
cho từng loại sản phẩm tinh bột cụ thể để tránh xảy ra hiện tượng thối hóa làm ảnh hưởng đến tính chất cơng nghệ sản phẩm.
1.5.5. Q trình tạo phức giữa tinh bột và lipid Trong hạt tinh bột ngồi các thành phần chính là amylose và amylopectin còn tồn tại một
lượng nhỏ khoảng 1 các chất béo như acid béo, lisophospholipids và monoacylglycerides có thể làm thay đổi đặc tính và tính chất chức năng của tinh bột. Sự tạo phức giữa tinh bột và lipid mà chủ
yếu là amylose với hàm lượng khoảng 15 ÷
45 khối lượng amylose trong hạt làm giảm khả năng hòa tan của tinh bột trong nước, thay đổi tính chất lưu biến của hồ tinh bột, giảm khả năng trương
nở, tăng nhiệt độ hồ hóa, giảm độ bền vững của gel đồng thời làm giảm q trình thối hóa của hạt tinh bột. Phức này được ứng dụng khá phổ biến trong thực phẩm: làm giảm độ nhớt thực phẩm từ
tinh bột, tăng sự ổn định khi rã đông thực phẩm lạnh đông, chất ổn định bột nhào và làm mềm trong bánh mì, thay thế chất béo và là chất tạo đặc trong thực phẩm...Các acid béo có khuynh
hướng liên kết mạch xoắn của amylose và thường nằm ở cuối mạch phân tử amylose.
Hình 9 : Mơ hình phức chất giữa amylose và hai phân tử monopalmitin Les Copeland, 2009

2. Quá trình thủy phân tinh bột

2.1. Giới thiệu
Quá trình thủy phân là quá trình xảy ra dưới tác dụng của các phân tử nước tham gia phản ứng cắt đứt mạch các phân tử có kích thước lớn. Trước đây quá trình thủy phân tinh bột sử dụng
Trang 14
xúc tác acid. Xúc tác này đòi hỏi nhiều năng lượng hơn cho q trình gia nhiệt và khó khăn trong kiểm soát. Hiện nay thường sử dụng xúc tác là enzyme bởi yêu cầu giữ lại màu sắc và các thành
phần trong nguyên liệu do chế độ xử lý nhẹ nhàng hơn quá trình thủy phân bằng acid. Trong hạt tinh bột, do có các vùng kết tinh nên gây khó khăn cho enzyme trong q trình thủy phân bởi vì
cấu trúc liên kết chặt chẽ nên enzyme khó xâm nhập. Hầu hết các enzyme đều đặc hiệu cho liên kết α-1,4 glycoside, nhưng để thủy phân hoàn toàn tinh bột cần phải cắt hết các liên kết α-1,6
glycoside này. Do đó có thể bổ sung các enzyme cắt đặc hiệu cho liên kết α-1,6 glycoside.
2.2. Enzyme thủy phân tinh bột
Enzyme chỉ thủy phân hiệu quả tinh bột khi tiếp xúc trực tiếp với phân tử tinh bột hay nói cách khác là tinh bột đã được hòa tan một phần. Một số enzym thường dùng là α-amylase, β-
amylase, glucoamylase… Đa phần các enzyme đều thủy phân đặc hiệu các phân tử tinh bột. Đặc trưng của phản ứng thủy phân là sự giảm nhanh độ nhớt dung dịch và sinh ra các dextrin phân tử
lượng nhỏ. Sự xâm nhập của nước, enzyme vào hạt tinh bột đầu tiên xảy ra ở vùng vô định hình. Đầu tiên emzyme tấn cơng vào bề mặt hạt hình thành những lỗ nhỏ, các lỗ này to dần và hình thành
kênh dẫn, kênh này dẫn đến tâm hạt dẫn đến sự phá vỡ toàn bộ hạt. Các enzyme thủy phân được chia thành hai nhóm lớn là exo- và endo- enzyme. Exo- enzyme thường tác dụng vào phân tử ở vị
trí đầu mạch của đầu khơng khử. Endo- enzyme tác động vào vị trí giữa mạch của các phân tử nên làm cho độ nhớt dung dịch gảm nhanh hơn.
Hình 10
: Sơ đồ phân loại các enzyme thủy phân tinh bột Józef Synowiecki, 2007 2.2.1. Nhóm enzyme đặc hiệu với liên kết
α - 1,4 glycoside
• Enzyme
α - amylase EC.3.2.1.1
Enzym α - amylase là protein phân tử lượng thấp, thường nằm trong khoảng 50000 đến 60000đvC. Các nhà nghiên cứu cho thấy hầu hết các chuỗi mạch axit amin của enzym α - amylase
Trang 15
đều có cấu trúc bậc 3 tương tự nhau. Enzyme α
- amylase có thể có nguồn gốc từ thực vật mầm hạt nảy mầm, động vật tuyến tụy của heo, bò… hay từ vi sinh vật vi khuẩn và nấm mốc. Trong
đó nguồn cung cấp α
- amylase thường sử dụng là từ vi sinh vật do có khả năng chịu nhiệt cao. Hiệu quả thủy phân cao nhất là
α - amylase thu được ở tuyến tụy heo, kế đến là
α - amylase từ
mầm hạt nảy mầm và cuối cùng là từ vi khuẩn và nấm mốc. Enzyme α
- amylase tác động chủ yếu lên liên kết
α -1,4 glycoside ở vị trí giữa mạch nên làm giảm nhanh độ nhớt do đó còn được gọi là
enzyme dịch hóa. Khi α
- amylase tiếp xúc hạt tinh bột và tiến hành thủy phân hạt tinh bột sẽ tạo ra các sản phẩm chính là dextrin thường có từ 2 – 7 đơn vị glucose. Cách thức tác dụng của α -
amylase phụ thuộc nguồn gốc enzym và bản chất của cơ chất. Một điều hay nhầm lẫn là
α - amylase cắt ngẫu nhiên vào mạch tinh bột nhưng thực chất nó
có tính chất cắt đặc hiệu. Tính chất cắt này phụ thuộc vào nguồn gốc enzyme mà sẽ có tính đặc trưng riêng cho từng lồi. pH tối ưu của α - amylase phụ thuộc vào nguồn gốc enzyme. Nói chung,
pH tối ưu nằm trong khoảng axit yếu 4,8 - 6,9. Tuy nhiên có một số α - amylase chịu axit cao như α - amylase từ Bacillus acidocaldarious pH tối ưu 3,5 và chịu kiềm mạnh như α - amylase từ
Bacillus licheniformis pH tối ưu 9,0. Sự có mặt của ion canxi cho phép cải thiện độ ổn định của enzyme đối với sự thay đổi của pH. Nhiệt độ hoạt động tối ưu của α - amylase cũng phụ thuộc vào
nguồn gốc enzyme. Nói chung nhiệt độ tối ưu nằm trong khoảng 40-50
C, nhưng có thể đạt tới giá trị gần 70-80
C đối với α-amylase từ vi khuẩn như B. sterothermophilus, B. subtilis, B. licheniformis.
Bảng 5 : Các tính chất của
α -amylase từ các nguồn khác nhau Tinh bột thực phẩm, Đại học Bách
Khoa Đà Nẵng
• Enzyme
β - amylase EC.3.2.1.2
Những hiểu biết về β - amylase còn rất hạn chế. Chỉ có các enzyme có nguồn gốc thực vật được biết đến nhiều nhất. Các enzyme này được sinh tổng hợp ở trong các hạt dưới dạng tiềm ẩn,
sau đó được hoạt hóa trong q trình nảy mầm nhờ enzyme protease. Gần đây người ta tách chiết được β - amylase từ vi khuẩn như Bacillus pseudomonas, B. streptomices. Enzyme β -amylase
được tạo ra từ một chuỗi mạch polypeptide duy nhất, có khối lượng phân tử 60000 đvC. Các enzym β - amylase có pH tối ưu nằm trong khoảng 5 - 6 và nhiệt độ tối ưu khoảng 50
C. Tuy nhiên các β - amylase vi khuẩn thường có tính bền nhiệt hơn so với β - amylase có nguồn gốc thực vật.
Trang 16
Bảng 6 : Các tính chất của β - amylase từ các nguồn khác nhau Tinh bột thực phẩm, Đại học Bách
Khoa Đà Nẵng
Cơ chế tác động của β – amylase chủ yếu vào các liên kết α
- 1,4 glycoside từ đầu khơng khử của mạch giải phóng ra chủ yếu các phân tử maltose. Tác động của enzyme sẽ ngừng lại ở chỗ sát
với liên kết α - 1,6 glycoside. Amylose gần như bị thủy phân hồn tồn trong khi đó, trong cùng điều kiện thì chỉ có 55 amylopectin được chuyển thành β - maltose. Phần còn lại của sự thủy
phân amylopectin là dextrin có phân tử lượng nhỏ hơn và có chứa tất cả các liên kết α- 1,6 glycoside của phân tử ban đầu.
2.2.2. Nhóm enzyme đặc hiệu với liên kết α
- 1,6 glycoside •
Pullulanase EC.3.2.1.41 Enzyme này có thể thủy phân các liên kết α- 1,6 glycoside của tinh bột, glycogen, pullulan
và các dextrin. Điều đáng chú ý là sự định vị của liên kết α- 1,6 glycoside có ảnh hưởng lớn đến tác động của enzym. Đặc biệt sự có mặt của hai liên kết α - 1,4 glycoside nằm kề bên liên kết α- 1,6
glycoside là điều kiện cần thiết cho enzyme phân cắt liên kết này.
• Isoamylase EC.3.2.1.68
Enzyme này khơng có khả năng thủy phân pullulan và không thể cắt đứt liên kết α- 1,6 glycoside của các phân tử chứa ít hơn ba liên kết α- 1,4 glycoside.
2.2.3. Nhóm enzyme đặc hiệu với liên kết α - 1,4 glycoside và α- 1,6 glycoside •
Amyloglucosidase EC.3.2.1.3 Amyloglucosidase từ nấm mốc là các protein có khối lượng phân tử dao động lớn từ 27000
đến 112000 đvC tùy thuộc vào nguồn gốc của enzym. Tính chất của amyloglucosidase phụ thuộc vào nguồn gốc của enzyme. Hoạt động tối ưu của enzyme nằm trong khoảng pH 4,5-5,5 và nhiệt
độ 40-60 C. Sự có mặt của các oligosaccharide trong mơi trường có tác dụng ổn định enzyme.
Ngược lại sự có mặt của ion canxi kìm hãm và làm biến tính enzyme. Enzyme này được xem là enzyme duy nhất có khă năng chuyển hóa hồn tồn tinh bột thành glucose.
2.3. Q trình thủy phân tinh bột
Có 3 giai đoạn trong q trình thủy phân tinh bột: hồ hóa, dịch hóa và đường hóa. Q trình hồ hóa là q trình các hạt trương nở kèm theo sự giải phóng các các sợi amylose và amylopectin dưới tác
Trang 17
dụng xúc tác của α
-amylase. Trong q trình hồ hóa, độ nhớt dịch tăng dần và khi quá trình kết thúc độ nhớt dịch sẽ đạt giá trị cực đại. Sau đó các sợi amylose và amylopectin tiếp tục được giải
phóng trong quá trình dịch hóa và sau đó sẽ bị cắt ngắn tạo thành các dextrin phân tử lượng nhỏ. Kết quả độ nhớt của dịch giảm xuống. Q trình đường hóa là quá trình cắt ngắn các phân tử
dextrin phân tử lượng nhỏ để tạo ra sản phẩm là các loại đường đơn giản như glucose, maltose… dưới tác dụng xúc tác của enzyme glucoamylase. Độ nhớt của dịch khi này được xem là có giá trị
thấp nhất.
Hình 11
: Mơ hình mơ phỏng hình thái hạt tinh bột trong q trình thủy phân và sự biến đổi độ nhớt.
Những cơng ty khác nhau có phương pháp hồ hóa tinh bột khác nhau nhưng trên nguyên tắc là giống nhau. Sau đây là một ví dụ cụ thể về quy trình xử lí của một số cơng ty hiện nay.
Trang 18
Hình 12
: Quy trình thực hiện thủy phân tinh bột Đầu tiên tinh bột sẽ được trộn với nước theo tỉ lệ 30-40 ww ở pH 6.0-6.5, 20-80 ppm
Ca
2+
ổn định và hoạt hóa hoạt tính của enzyme α
-amylase. Tỉ lệ này có thể thay đổi tùy loại tinh bột sử dụng phụ thuộc vào quy trình xử lí của từng sản phẩm tinh bột. Sau đó α -amylase được bổ
sung vào để thực hiện q trình hồ hóa. Khi đó mơi trường phải ở điều kiện thích hợp cho enzyme xúc tác. Thời gian lưu trong jet cooker rất ngắn, một phần tinh bột đã hồ hóa sẽ được đưa qua hệ
thống ống duy trì nhiệt độ 100-105
C trong khoảng 5 phút để q trình hồ hóa xảy ra hồn tồn. Sau đó q trình thủy phân tiếp tục với q trình dịch hóa trong thùng chứa ở nhiệt độ 90-100
C và kết thúc sau 1 – 2 giờ. Cuối cùng nhiệt độ sẽ được hạ về 55
C để thực hiện tiếp q trình đường hóa, q trình này sẽ kéo dài cho đến lúc dịch thủy phân đạt đến DE cuối theo u cầu. Tinh bột
sau q trình dịch hóa thường được đưa qua q trình đường hóa nhưng một phần nhỏ có thể được sấy phun để tạo thành maltodextrin. Trong trường hợp này thì chúng ta phải ức chế enzyme bằng
cách giảm pH xuống giá trị thấp hơn giá trị tối thích của enzyme khi kết thúc quá trình xử lý nhiệt.
2.3.1. Sự hồ hóa tinh bột Hạt tinh bột khơng tan trong nước lạnh nhưng có xu hướng trương nở trong nước phụ thuộc
vào kiểu và thành phần cấu tạo trong hạt tinh bột. Tại nhiệt độ thường và pH trong khoảng 4 – 10, hạt tinh bột tự nhiên không tan mà chỉ hấp thụ nước khoảng 30 khối lượng của nó. Hỗn hợp thu
được gọi là huyền phù tinh bột. Thật ra, ở nhiệt độ này, một số phân tử nước đã chui được vào bên trong cấu trúc của hạt tinh bột nhưng với số lượng không nhiều. Nước hấp thụ vào và làm hạt
trương nở khoảng 5 thể tích. Dưới nhiệt độ hồ hóa, xảy ra q trình hút nước và trương nở thuận nghịch. Khi được đun nóng, nhiệt năng cung cấp sẽ phá vỡ hàng loạt liên kết hydro ràng buộc các
phân tử nước, giúp các phân tử nước này trở nên linh động hơn, dễ dàng tấn công vào cấu trúc micelle của hạt tinh bột, dẫn đến xảy ra q trình hydrat hóa. Khi đó các phân tử nước sẽ chuyển
động nhanh hơn và có nhiều phân tử khuếch tán vào bên trong của hạt tinh bột. Do đó, hạt tinh bột sẽ trương nở đáng kể, tăng thể tích và kích thước. Dưới tác dụng của nhiệt, một số phân tử amylose
Trang 19
và và amylopectin phân tử lượng nhỏ sẽ khuếch tán vào môi trường xung quanh. Các phân tử tinh bột này sẽ bị hydrate hóa tạo thành các micelle nhỏ. Các micelle này và các hạt tinh bột đã trương
nở sẽ kết hợp lại với nhau bằng liên kết hydro, hình thành các liên kết ba chiều mới, làm độ nhớt tăng lên. Khi nhiệt độ tăng, đường kính hạt tăng đến khi lớp ngoài của hạt bị phá vỡ, lúc này hỗn
hợp đạt đỉnh nhớt. Sự gia tăng độ nhớt cuối của mẫu hồ hóa đã gia nhiệt được cho là giải phóng các sợi chủ yếu là amylose và đoạn nhánh sự biến dạng của hạt tinh bột đã trương nở. Do đó, hồ
tinh bột là một dung dịch bao gồm các hạt đã trương nở lơ lửng trong nước nóng, các phân tử amylose cũng bị phân tán trong này. Những tác động qua lại trong dung dịch khi này liên quan đến
liên kết hydro nội phân tử giữa các hạt tinh bột với nhau và giữa các hạt tinh bột với nướcTako và Hizukuri, 1999.
Tóm lại q trình hồ hóa được định nghĩa là sự đứt gãy không thuận nghịch trong cấu trúc các phân tử hạt tinh bột khi được gia nhiệt với lượng nước lấy dư Sivak và Preiss, 1998. Do đó
xảy ra các hiện tượng là chuyển từ huyền phù sang dạng dung dịch keo, và từ dạng dung dịch keo chuyển sang dạng gel Gomi và cộng sự, 1998; Chatakanonda và cộng sự, 2000 cũng như sự phá
hủy cấu trúc liên kết trong mạng Hsu và cộng sự, 2000. Vùng được hồ hóa đầu tiên là các vùng vơ định hình, tại đó liên kết hydro yếu hơn những vùng có cấu trúc tinh thể, do vậy liên kết hydro
giữa các phân tử tinh bột ở vùng đó dễ bị phân hủy, giúp cho hiện tượng hydrat hóa dễ dàng hơn. Mặt khác, nhiệt độ cao cũng phá hủy các liên kết hydro giữa các phân tử tinh bột, giúp các phân tử
nước dễ dàng hydrat hóa. Trong q trình hồ hóa, một số phân tử tinh bột bị hydrat hóa mạnh mẽ sẽ tách khỏi mạng lưới micelle, khuếch tán vào môi trường nước gây nên hiện tượng hòa tan tinh
bột vào nước nóng.
Thơng thường, cấu trúc mạng lưới micelle khơng ổn định, ngồi ra kích thước của hạt cũng khơng ổn định, nên q trình hồ hóa khơng xảy ra ở một nhiệt độ nhất định, mà dao động trong
một khoảng nhiệt độ tùy vào việc cung cấp thêm năng lượng cho sự phá vỡ liên kết ở những vùng có cấu trúc chặt chẽ trong mạng lưới micelle tạo nên liên kết mới giữa tinh bột và nước. Q trình
hồ hóa các loại tinh bột thường xảy ra ở nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ sơi của nước. Nếu sau khi hồ hóa xong mà quá trình gia nhiệt vẫn kéo dài cho đến nhiệt độ sơi, thì năng lượng được cung cấp
thừa do gia nhiệt lại tiếp tục phá hủy liên kết hydro vừa mới tạo ra giữa phân tử nước và các nhóm -OH của tinh bột, làm cho kết cấu của tinh bột đã hồ hóa trở nên lỏng lẻo, giảm độ nhớt và độ dẻo
của hồ tinh bột.
Nhiệt độ hồ hóa của các nguồn tinh bột khác nhau thì khác nhau. Tinh bột khoai mì có nhiệt độ hồ hóa trong khoảng 58.5 – 70
C, so với 56 – 66 C ở khoai tây và 62 – 72
C ở tinh bột bắp. Các dẫn xuất của tinh bột được tạo ra nhờ các liên kết ngang hay khi thêm các chất có hoạt tính bề mặt
có thể làm thay đổi nhiệt độ hồ hóa. Nhiệt độ hồ hóa cũng ảnh hưởng đến chất lượng nấu của tinh bột, nhiệt độ hồ hóa thấp thường có chất lượng nấu thấp do tinh bột dễ bị phá vỡ. Nồng độ huyền
phù tinh bột, tốc độ đun nóng, độ ẩm ban đầu của tinh bột đều có ảnh hưởng đến nhiệt độ hồ hóa. Khi tăng nồng độ huyền phù tinh bột thì nhiệt độ hồ hóa giảm. Nhiệt độ hồ hóa phụ thuộc nhiều
vào kích thước hạt tinh bột, kích thước hạt nhỏ thì có nhiệt độ hồ hóa cao hơn so với tinh bột chứa hạt có kích thước lớn.
Như vậy nhiệt độ hồ hóa và khả năng hồ hóa của một loại tinh bột nào đó sẽ phụ thuộc rất lớn vào cấu trúc của mạng lưới micelle trong hạt tinh bột, cấu trúc này được đặc trưng bởi hình
dáng, kích thước phân tử, khối lượng phân tử, tỉ lệ giữa amylose và amylopectin, mức độ phân nhánh và chiều dài của nhánh amylopectin. Ngoài ra nhiệt độ hồ hóa còn phụ thuộc vào tính chất lý
hóa của chất khuếch tán và môi trường khuếch tán. Biliaderis và Tonogai 1991 nghiên cứu những ảnh hưởng khi các hạt tinh bột liên kết với lipid vào những đặc tính nhiệt, nhớt, dẻo của gel tinh
Trang 20
bột và nhận thấy việc thêm các lysophospholipid làm giảm enthalpy hồ hóa của tinh bột cùng với sự gia tăng về nhiệt độ tại điểm chuyển đổi amylose – lipid xảy ra. Nguyên nhân là do các lipid tạo
phức với amylose trên bề mặt hạt do đó ngăn cản sự xâm nhập các phân tử nước và hạt tinh bột làm hạn chế quá trình trương nở của hạt.
Garcia, V. và cộng sự 1997 đã nghiên cứu những thay đổi về cấu trúc của hạt tinh bột sau khi gia nhiệt trong nước với hàm lượng nước khác nhau. Hình ảnh hiển vi quang học cho thấy hạt
khi bị gia nhiệt dưới nhiệt độ bắt đầu hấp thu nhiệt T
o
không làm ảnh hưởng đến hạt. Sau khi gia nhiệt đến các nhiệt độ khác nhau, hình ảnh hiển vi quang học cho thấy, tương ứng với hàm lượng
nước khác nhau trong suốt quá trình, có 4 hình thái riêng biệt trong tập hợp hạt: hạt nguyên, hạt bị mất một phần tính lưỡng chiết, hạt khơng có tính lưỡng chiết nhưng còn dạng hình cầu và hạt
khơng còn ngun vẹn. Sự thay đổi càng rõ ràng khi thực hiện quá trình gia nhiệt với hàm lượng nước và nhiệt độ cao hơn.
Hình 13
: Biến đổi độ nhớt theo nhiệt độ Ở đây chúng ta cần phân biệt sự hồ hóa và q trình hydrat hóa của hạt tinh bột. Q trình
hydrat hóa là quá trình hạt tinh bột hút nước làm hạt trương nở dẫn đến tăng độ nhớt của hỗn hợp, còn sự hồ hóa chỉ mức độ hấp thu nước tối đa làm hạt trương nở cực đại dẫn đến độ nhớt đạt cực
đại. Mức độ trương nở sẽ phụ thuộc vào cấu trúc bên trong của hạt. Cấu trúc phân tử bên trong càng cứng, nhiệt độ cho quá trình hồ hóa càng cao. Trong q trình hồ hóa chúng ta cần quan tâm
tới hiện tượng hồ tinh bột sau khi gia nhiệt và được làm nguội, các phân tử amylose sẽ tách ra, tái kết hợp và hợp nhất với các hạt tinh bột đã trương nở theo một cấu trúc có thứ tự làm cho độ nhớt
tăng lên Lai và cộng sự, 2000. Hiện tượng này được xem như là quá trình kết tinh hoặc tái kết tinh nghĩa là sự hình thành và sự kết hợp của hai đoạn xoắn ốc của amylose Seow và cộng sự,
1996.
2.3.2. Dịch hóa và đường hóa Sau giai đoạn hồ hóa hạt tinh bột trương nở nhưng vẫn còn nguyên vẹn. Khi ta tiếp tục gia
nhiệt hỗn hợp, sự chuyển động hỗn loạn của các phân tử tinh bột trong hỗn hợp dưới tác dụng của nhiệt độ sẽ làm cho liên kết giữa các phân tử tinh bột với nhau, giữa tinh bột với nước trở nên lỏng
Trang 21
lẻo. Kết quả là các phân tử amylose và amylopectin được giải phóng từ dạng “liên kết” trong cấu trúc hạt tinh bột sang dạng “tự do”. Quá trình này được gọi là q trình dịch hóa. Sản phẩm tạo
thành của q đường hóa là maltodextrin, các oligosacarit, đường glucose, maltose và maltotriose. Lúc này tinh bột trở nên “hòa tan” trong nước, độ nhớt của hỗn hợp giảm đi đáng kể. Q trình này
được thực hiện dưới sự có mặt của enzyme α-amylase và
β -amylase hình thành các phân tử có
chiều dài mạch ngắn hơn. Enzyme này có thể có trong bản thân hạt tinh bột hay được bổ sung từ ngoài vào. Tiếp theo enzyme glucose-amylase sẽ được bổ sung vào để tiến hành thủy phân hoàn
toàn các phân tử mạch ngắn để hình thành đường glucose. Tùy theo loại sản phẩm mong muốn q trình chuyển hóa này có thể được xúc tác bởi một hay kết hợp nhiều enzyme. Khi sử dụng enzym
amiloglucosidase sẽ cho ra các sản phẩm giàu glucose. Còn thủy phân bằng một hỗn hợp các enzym β - amylase và pululanase thì cho sản phẩm giàu maltose 90. Để tách riêng hai quá trình
dịch hóa và đường hóa thì cần sử dụng những điều kiện nhiệt độ và pH tối ưu để tăng hoạt độ của enzym cũng như để cơ chất có trạng thái hòa tan tốt.

3. Sóng siêu âm