c. Tác nhân hóa học

Tiểu luận phụ gia thực phẩm



GVHD: Lê Văn Nhất Hoài



Khi biến tính bằng oxi hóa, hình dạng tinh bột không thay đổi nhưng kích thước tinh bột

tẻ tăng lên, tinh bột nếp không thay đổi. Trong phân tử tinh bột oxi hóa tạo ra các nhóm



cacboxyl và nhóm cacbonyl. Sự oxi hóa thường xảy ra ở các nhóm cacbon C 2, C3, C6.

+ Quá trình oxi hóa bằng cách chuyển nhóm andehit thành nhóm cacboxyl tạo ra



các aldonic, có tên là nhóm cuối axit D-gluconic:

+ Quá trình oxi hóa nhóm metyl ở C6 thành nhóm cacboxyl axit D-



gluconic(C8H10O7). Quá trình OXH có thể tiến hành bằng dẫn xuất 6-andehit:

+ Quá trình oxi hóa nhóm hydroxyl thứ hai thành nhóm xeton:



20



Tiểu luận phụ gia thực phẩm



GVHD: Lê Văn Nhất Hoài



+ Quá trình oxi hóa 2,3-glucol thành diandehit và dicacboxylic:



-



Tính chất của tinh bột oxi hóa



Tinh bột oxy hóa có màu rất trắng ( tinh bột càng trắng, mức độ oxy hóa

càng cao), nhiệt độ hồ hóa thấp, độ nhớt tăng chậm, gel tinh bột có độ trong cao và xu

hướng thoái hóa giảm.

-



Cấu tạo



Về hạt của tinh bột oxi hóa tương tự như tinh bột ban đầu. chúng cho vết màu xanh với

iot như tinh bột chưa biến tính nhưng trắng hơn. Đó là do phản ứng tẩy trắng của natri

hypoclorit lên các vết bẩn tinh bột. Quá trình xử lí bằng natri hypoclorit hoạt hóa quá

trình hòa tan các vết bẩn làm cho chúng được rửa sạch khỏi tinh bột. tuy nhiên tinh bột

này nhạy cảm với nhiệt hơn, nên chúng được làm khô ở nhiệt độ cao chúng có khuynh

hướng đổi màu.

-



Tính chất

+ Sự tạo ra nhóm cacbonyl, sự đứt liên kết glucozit xảy ra trong suốt quá trình oxi



hóa phụ thuộc vào mức độ phản ứng. Khi mức độ phản ứng tăng lên thì trọng

lượng phân tử giảm, độ nhớt thực giảm.

+ Quá trình oxi hóa làm giảm độ nhớt hoặc làm tăng độ chảy của nó. Vì thế nó có

thể hồ hóa trong nước ở nhiệt độ thấp hơn tinh bột chưa biến tính.

+ Khả năng phân lớp và ổn định hồ tinh bột oxi hóa cao hơn so với tinh bột biến

tính axit.

+ Tinh bột oxi hóa bởi natri hypoclorit có khuynh hướng tạo màng đồng nhất, ít bị

co lại và ít bị gãy hơn so với những loại tinh bột biến tính bằng axit. Dạng màng

của nó có khả năng hòa tan trong nước cao hơn so với tinh bột chưa biến tính

hoặc biến tính axit. Thuộc tính này là do nhóm ưa nước cacboxyl được hình thành

trong quá trình oxi hóa.

Biến tính bằng xử lí tổ hợp để thu được tinh bột keo đông

21



Tiểu luận phụ gia thực phẩm

-



GVHD: Lê Văn Nhất Hoài



Cấu tạo: Tinh bột khi xử lí tổ hợp sẽ xảy ra quá trình oxi hóa tinh bột bằng oxi

hóa và có thể ozon thoát ra trong phản ứng.

Tính chất: Khi tăng độ biến tính thì trọng lượng phân tử tinh bột, độ nhớt của hồ

và nhiệt độ hồ hóa giảm. Đặc trưng của phương pháp này là tinh bột có khả năng

tạo đông cao, không còn mùi đặc biệt và độ trắng cao.



Biến tính bằng cách gán thêm nhóm photphat

-



-



Cấu tạo: Có thể biến tính tinh bột thành tinh bột dihydro photphat khi một nhóm

chức của H3PO4 được este hóa với nhóm OH của tinh bột hay tinh bột monohydro

photphat nếu hai nhóm chức của axit H3PO4 được este hóa.

Tính chất



+ Duy trì được độ sệt không bị phá hủy trong môi truờng acid , nhiệt độ và



khuấy trộn..

+ Không tạo thành gel khi để yên ở nhiệt độ phòng.

+ Có độ bền khi làm lạnh và tan giá.

+ Không co lại khi để yên, có độ nhớt cao.



Biến tính tinh bột bằng cách tạo liên kết ngang

Cấu tạo: Tinh bột được cho tác dụng với axit boric thì nó sẽ có tính chất khác, khi

đó bốn nhóm của hai mạch tinh bột nằm gần nhau tạo thành phức axit boric. Nói

chung bất kể phân tử nào có khả năng phản ứng với hai (hoặc nhiều hơn) nhóm

hydroxyl đều tạo được liên kết ngang giữa các mạch tinh bột.

- Tính chất

+ Ổn định được độ nhớt của hồ, tinh bột biến tính dai hơn, dòn hơn và cứng hơn.

-



+ Đối với tinh bột liên kết ngang, nhiệt đột hồ hóa tăng tỷ lệ thuận, trong khi khả



năng trương nở lại tỷ lệ nghịch với lượng các liên kết ngang. Loại tinh bột này có

độ bền rất cao trong khoảng pH rộng ( ngay cả trong các thực phẩm acid và ưới tác

động của lực cơ học như khuấy).



Biến tính bằng axit

22



Tiểu luận phụ gia thực phẩm



GVHD: Lê Văn Nhất Hoài



Cấu tạo: Dưới tác dụng của axit, một phần liên kết giữa các phân tử và trong phân

tử tinh bột bị đứt làm cho kích thước tinh bột giảm đi và ta thu được tinh bột có

tính chất mới. Axit vô cơ thường dung là HCl và H2SO4. Trong quá trình biến tính

tinh bột thì phản ứng axit gây ra sự thủy phân liên kết glucozit trong phân tử tinh

bột như sau:

Mạch tinh bột lúc này ngắn hơn. Đối với tinh bột đã phân tán thì liên kết 1,4 - D

– glucozit nhạy cảm với sự phân giải axit hơn so với những điểm phân nhánh 1,6

-D.



-



Sự thủy phân axit vào 2 vị trí:

+ Vô định hình, giàu Ap, đặc biệt là những điểm phân nhánh 1,6

+ Vùng kết tinh và vùng có tổ chức cao của Ap và Am.



- D – glycozit.



Sản phẩm của sự thủy phân không hoàn toàn là dextrin. Dextrin là hỗn hợp của mono,

oligo và polisacrit.

+

+

+

+

+

+

+

+

+



Tính chất

Độ nhớt của hồ tinh bột biến tính bằng axit giảm thấp.

Chỉ số kiềm của tinh bột biến tính tăng lên khi mức độ thủy phân tăng.

Khối lượng phân tử của tinh bột giảm, mức độ trùng hợp cũng giảm.

Tinh bột biến tính có độ bền màng cao.

Giảm ái lực với iot

Áp suất thẩm 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 .

CHƯƠNG 2: CƠ CHẾ TẠO GEL CỦA TINH BỘT BIẾN TÍNH

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



cách có trật tự để tạo thành gel tinh 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 hoá để chuyển tinh



bột thành trạng thái hoà tan và sau đó được để nguội ở trạng thái yên tĩnh. Khác với gel



23



Tiểu luận phụ gia thực phẩm



GVHD: Lê Văn Nhất Hoài



protein, trong gel tinh bột chỉ có duy nhất các liên kết hydro tham gia. Liên kết hydro có

thể nối trực tiếp các mạch polyglucoside lại với nhau hoặc gián tiếp qua cầu phân tử nước

Vì tinh bột chứa cả amilopectin và amilose nên trong gel tinh 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 kết dính với nhau. Cấu trúc nhiều nhánh mà chủ yếu là các nhánh bên của

phân tử amilopectin sẽ cản trở sự dàn phẳng và sự kết tinh. Vùng kết tinh vừa nằm trong

các hạt đã trương vừa nằm trong dung dịch nước giữa các hạt sẽ tạo ra độ bền và độ đàn

tính của gel. Phần của đại phân tử Am và AP nối vào mixen kết tinh nhưng nằm trong

phần vô định hình ở giữa các mixen sẽ tạo cho gel một áp suất nhất định không bị phá

huỷ và trong một chừng mực đáng kể áp suất này do số lượng tương đối của các phân tử

trong phần vô định hình quyết định.

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

độ tương đối thấp. Chỉ có tinh 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 dài bất thường và mức độ phân

nhánh yếu của Am sẽ cản trở sự uốn thẳng để tạo ra cấu 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.

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 tinh bột giàu Am

thường cứng và đàn hối kém.



1.Sự hồ hóa tinh bột:

Tinh bột bắt đầu biến tính tạo gel ở nhiệt độ 60-70 oC và tuỳ thuộc vào từng loại

tinh bột mà có biến tính ở nhiệt độ khác nhau . Tuỳ loại tinh bột khác nhau có cấu trúc và

số lượng hạt khác nhau dẫn đến khả năng hấp thụ nước khác nhau. Khi tinh bột được xử

lý bằng nhiệt và ẩm đồng thời thì sẽ xảy ra hiện tượng hồ hoá,các hạt tinh bột sẽ trương

nở lên do hấp phụ nước vào các nhóm hydroxyl phân cực.Các hạt tinh bột lớn nhất sẽ

24



Tiểu luận phụ gia thực phẩm



GVHD: Lê Văn Nhất Hoài



trương nở trước hết do cấu trúc kém bền nhất. Khi đó độ nhớt của huyền phù tinh bột

tăng mạnh vì các hạt tinh bột trương nở kết dính vào nhau.Tiếp tục xử lý sẽ gây vỡ hạt

tinh bột, thuỷ phân từng phần các phân tử cấu thành tinh bột,làm giảm độ nhớt của dung

dịch. Khi dung dịch rất đậm đặc thì tinh bột hình thành gel,độ nhớt tăng lên,đôi khi tạo

kết tủa.Thời gian tạo gel khác nhau tuỳ theo thời gian tác dụng nhiệt khác nhau làm cho

tất cả các hạt tinh bột trương nở hoàn toàn.

Loại tinh bột

Bắp nếp

Bắp nếp (Hạt tinh bột lớn hơn)

Lúa mì

Khoai mì

Khoai tây

Bắp giàu amylose



Nhiệt độ hồ hoá(oC)

62 – 72

63 – 72

52 – 63

59 – 70

56 – 66

110 – 120



Nhiệt độ hồ hóa của một số loại tinh bột.



Những biến đổi của tinh bột trong quá trình tạo gel:

Tinh bột thô chưa

được hấp thụ hơi ẩm

không



thể



tạo



gel.Vậy sự tạo gel ở

tinh bột là sự biến

tính của tinh bột

trong môi trường ẩm

dưới ảnh hưởng của

nhiệt độ. Nếu chỉ gia

nhiệt tinh bột thô thì

25