Tìm Hiểu Công Nghệ Biến Tính Tinh Bột ( Sắn, Ngô, Gạo) Thành Vật Liệu Tiên Tiến Làm Nguyên Liệu Thay Thế Giấy, Nhựa Trong Lĩnh Vực Đồ Ăn, Uống.pdf

Nhiều mẫu nhựa sinh học khác nhau được sản xuất, với các thành phần khác nhau của tính bột ngô và gạo,... Tuy nhiên, sự hấp thụ nước và khả năng hòa tan trong nước đã giảm Tỉnh bột không

DAI HOC BACH KHOA HA NOI VIEN KY THUAT HOA HOC

TÌM HIẾU CÔNG NGHE BIEN TINH TINH BOT ( SAN, NGO, GAO)

THANH VAT LIEU TIEN TIEN LAM NGUYEN LIEU THAY THE GIAY,

NHỰA TRONG LĨNH VỰC ĐÔ ĂN, UỐNG

Sinh viên: Nguyễn Tuấn Hưng -20212171

Phạm Đức Hùng - 20221702

Trương Thị Huyền Hạnh - 20221671

Giáo viên: TS Cao Hồng Hà

BỘ MÔN HÓA LÝ - S1 T1 2211211111211 21 21112122211 trerrag 1

ĐỎ AN NHAP MÔN Q11 222 1112121 1212121 tt rau 1

Mã học phan: CH2003 00.00.00 ccccccccccceeccsessesesssesessesseseessesecsevsecsssesevevsesesstsvevsnsenes 1

CHUONG 1 MỞ ĐẦU 22-222221122122212211212222 1e 2

CHUGONG II TONG QUAN VE TINH BOT VA TINH BOT BIEN TINH CHO

NGANH BAO BL ccccsccsssesssessessesssecesesisesseerseetietaretsnstitearetsretietitseseesicanerenesesteee 7

IL2 Tỉnh bột 2222222112212712221221122112111211221221222 1e 8

II3 Tính bột biến tính -22- 2 2222E2212212211221271221211211211211111 11 e6 l6

IL4_ Các phương pháp sản xuất tỉnh bột biến tính 5c s22 se zzzx2 17

I.5 Một số chất PIU gØ1a - 5 00022111101 11011 112111111121 111 1111011101110 1 2k 24

IL6 _ Quy trình sản xuất tinh bột biến tính - 5s s2 EE12E2E122111222x xe 29

IL7 Hệ thống thiết bị -S n1 E111 E1 1121111211122 11 n1 tru 31

IL8§ Sản phẩm n1 E211 2111111121112 121 1111 11tr 32

CHƯƠNG III KẾT LUẬN, TRIÊN VỌNG - 52222 2221221221212222 xe 35

DANH MUC HINH

Hình II I Công thức cầu tạo của atniyÏOS€ - 2 n1 0111121112211 1 2111111122111 122k

Hình II 2Công thức cấu tạo của amylopectin -ss1t11111111111117211 2121 cte2

Hình II 3 Sơ đồ tương quan giữa các dextrin - s12 E1121121 E12 te

Hình II 4 Quy trình sản xuất tính bột săn theo phương pháp Robyt

Hình II 5 Quy trình biến tính tinh bột bằng axit theo phương pháp Ali & Kemf 22

Hình II 6Công thức cầu tạo của tính bột biến tính bằng phương pháp ete hóa 23

Hình II 7 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên tinh chất của tinh bột biến tính kép 25

Hình II § Sơ dé qua trình sản xuất tỉnh bột biến tính 2522222 2 2z£22zcxe 33

Hình II 9 Hệ thống thiết bị 5 S1 E1E1EE1E1111E1151E1121111211111111121111 1 11 ru 34

DANH MỤC BẢNG

Bảng II I Hàm lượng tĩnh bột ở một số loại ©0077 9

Bảng II 2Tình hình sản xuất nguyên liệu tinh bột phô biến ở Việt Nam 10

Bang II 3 Đặc điểm của một số hệ thống tỉnh bột - - c nnnnnnnn HS SH se II

Bang II 4 Ti lệ phan tram amylose va amylopectin ở một số tính bột 12

Bảng II 5 Nhiệt độ hồ hóa của một số loại tỉnh bột 52 2s E22E2EzEc e2 19

Bang II 6 Các loại và chức năng khác nhau của phụ g1a 525522525552 27

CHƯƠNGI MỞ ĐẦU

Lĩnh vực đóng gói thực phẩm tạo ra một lượng lớn chất thải nhựa do nhu cầu cao

đối với các sản phâm đóng gói có thời gian phân hủy ngắn Các loại bao bì tạo ra

nhu cầu rất lớn đối với các bãi chôn lấp và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng

Thể giới ngày nay phải đối mặt từng ngày với các hiểm họa về môi truờng do chính

con người góp phần tạo ra, hành tỉnh chúng ta đang bị quá tải về các loại rác thải

không phân hủy, trong đó các loại bao bì sản xuất từ nhựa chiếm một tỉ trọng đáng

kế Quy mô sử dụng tài nguyên và chất thải từ ngành công nghiệp thực phâm mang

đi là rất lớn và ngày cảng tăng

Construction and demolition 5%

Non packaging 4%

Others 14%

Hình L1 Sản xuất và chất thải nhựa (a) sản xuất và sử dụng toàn câu theo ngành,

(b) Sue phát sinh chất thải nhựa của EU vào năm 2015 j

takeout food containers °°

Paper bottle made

from softwood pulp *

Fossil fuel Sugar beet Corn kernels Wood Bamboo Bagasse Wheatstraw

Hình L2 Lĩnh vực bao bì (a) thị trường theo chủng loại và (b) nguyên liệu đầu

vào cho hộp đựng thực phẩm mang di

Do những tác động tiêu cực đến môi trường của nhựa tổng hợp, việc phát triển nhựa

phân hủy sinh học cho cả ứng dụng công nghiệp và thương mại là rất cần thiết hiện

nay Nhựa phân hủy sinh học được làm từ tính bột, cellulose, chitosan và protein

chiết xuất từ sinh khối tái tạo Sự phát triển của hầu hết nhựa sinh học được cho là

sẽ giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch vả chất thải nhựa, cũng như giảm lượng khí

thải carbon dioxide Đặc điểm phân hủy sinh học của các loại nhựa nảy tạo ra tác

động tích cực trong xã hội, và nhận thức về bao bì phân hủy sinh học cũng thu hút

các nhà nghiên cứu và các ngành công nghiệp Nói chung, các polyme được sản

xuất từ sản lượng dầu mỏ, vì vậy việc sản xuất các loại nhựa nảy cần thêm nhiên

liệu hóa thạch, gây ô nhiễm Hiện tại các nhà khoa học nghiên cứu nhựa sinh học

dựa trên tính bột ngô và gạo cho các ứng dụng đóng gói Nhiều mẫu nhựa sinh học

khác nhau được sản xuất, với các thành phần khác nhau của tính bột ngô và gạo,

glycerol, axit xitric va gelatin Cac đặc tính kéo được cải thiện sau khi thêm tính bột

gạo Tuy nhiên, sự hấp thụ nước và khả năng hòa tan trong nước đã giảm

Tỉnh bột không những là nguồn thực phẩm nuôi sống con người mà còn là một

trong những nguyên liệu quan trọng cho các ngành công nghiệp dược phẩm thực

phẩm và phí thực phẩm như vật liệu giấy đệt keo đán nhờ những đặc tính đặc trưng

của nó đây là nguồn nguyên liệu đồi dào rẻ tiền có khả năng tái tạo cao và khả năng

phân hủy sinh học tuy nhiên tỉnh bột tự nhiên vẫn chưa đáp ứng hoàn toàn trong

nhiều lĩnh vực do hạn chế hiện ở tính chảy tự do hay tính kị nước của hạt tỉnh bột;

tính không hòa tan; tính kém trương nở; độ nhớt tăng trong nước lạnh; sự tăng quá

hay không điều chỉnh được độ nhớt khi nấu Vì vậy, các nhà khoa học đã tìm cách

biến tính tinh bột đề thay đôi cấu trúc tính chất nhăm nâng cao hiệu quả sử dụng và

hiệu quả kinh tế

Do vậy, việc biến tính tỉnh bột được quan tâm rất lớn đề cải thiện tính chất của nó

đáp ứng với nhu cầu sử dụng có rất nhiều phương pháp biến tính tỉnh bột khác nhau

được chia thành nhiều lĩnh vực như vật ly, hoa hoc, enzim Việt Nam là một nước

nông nghiệp, trên một nửa dân số sống dựa vào nghề nông, đồng thời nước ta năm

trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, rất thuận lợi cho việc phát triển nhiều loại cây

trồng trong đó các loại cây lương thực chiếm một vị trí quan trọng trong sản xuất

nông nghiệp và là nguồn nguyên liệu chủ yếu của công nghiệp sản xuất tính bột

Bên cạnh đó, Việt Nam còn là một trong những nước hàng đầu về lĩnh vực sản xuất

và xuất khâu cây lương thực ( lúa, ngô, săn) Đề tận đụng yếu tố này cũng như thực

hiện nghiên cứu ra loại bao bì thân thiện với môi trường chúng tôi chọn đề tài

nghiên cứu: “ Tim hiéu công nghệ biến tính tỉnh bột ( sắn, ngô, gạo) thành vật

liệu tiên tiễn làm nguyên liệu thay thế giấy, nhựa trong lĩnh vực đề ăn, uống”

Nghiên cứu này nhằm mục đích sản xuất bao bì từ tính bột biến tính được sản xuất

từ tinh bột ngô, tinh bột săn và tỉnh bột gạo Điều nảy sẽ rất hữu ích cho các nước

đang phát triển như Việt Nam, nơi các vấn đề môi trường có tác động đáng kê đến

nên kinh tế

Mục tiêu

- Nghiên cứu, tìm hiểu về tinh bột biến tính

- Nghiên cứu phương pháp, quy trình biến tính tỉnh bột và các ảnh hưởng

- Nghiên cứu ứng dụng tỉnh bột biến tính làm vật liệu tiên tiến thay thế giấy, nhựa trong

lĩnh vực thực phâm

'Yêu cầu của đề tài

- Nghiên cứu công nghệ biến tinh tinh bột thành vật liệu thay thé giấy nhựa trong lĩnh vực

đồ ăn, đồ uống

Ý nghĩa

- Tạo ra vật liệu thay thế giấy, nhựa trong lĩnh vực thực phâm góp phần bảo vệ môi trường

- Giải quyết đầu ra cho một số sản phẩm nông sản từ đó nâng cao giá trị kinh tế cho nông

san

- Khác phục vân đề nhập liệu từ nước ngoài

CHƯƠNG II TONG QUAN VE TINH BOT VA TINH BOT BIEN TINH

CHO NGANH BAO Bi

II.1 Bao bi

Theo kết luận của các nhà khoa học, từ thời tiền sử, những con người đầu tiên trên

trái đất đã tìm cách bảo quản thức ăn dư thừa mà họ thu thập được trong quá trình

săn bắn, câu cá để có thể chuẩn bị tốt nhất cho tình trạng thiếu lương thực trong

tương lai Họ đã sử đụng lá cây, vỏ cây và da động vật đề lưu trữ thực phẩm của

họ

Dân dần, con người bắt đầu dùng đất nung đề chứa chất lỏng Những bao bì cô như

chậu băng đất nung và túi da ngày nay vẫn có thê tìm được trong các viện bảo tàng

khảo cô học và cô sinh học Đây là minh chứng cho sự ra đời rất sớm của bao bì và

tầm quan trọng của nó đối với đời sống xa xưa của tô tiên chúng ta Mặc dù hình

dạng ban đầu của bao bì rất thô sơ, nhưng cũng khăng định tính hữu dụng của nó

Qua nhiều thế kỉ, các sản phâm khảo cổ của các nền văn minh cổ đã được đề lại và

chúng ta nhận thấy rằng các sản phẩm chứa dần đạt được những tiến bộ vượt bậc

Trên thực tế, chúng là tiền thân của các sản phâm bao bì hiện nay Mặc dù có ít đối

mới về công nghệ, nhưng các bộ sưu tập gốm và thủy tỉnh trong các bảo tàng ngày

nay đã chứng minh tầm quan trọng của bao bì và trở thành công cụ không thể thiếu

trong đời sống hàng ngày của con người

Trong thời Trung cô, thùng gỗ đã trở thành loại bao bì phố biến nhất đề bảo quản

hàng hóa Chúng được sử dụng để lưu trữ các chất rắn và chất lỏng, bảo vệ chúng

khỏi ánh sáng, nhiệt độ và độ âm Tận dụng thế mạnh của bao bì số trong khi vận

chuyền hàng hóa trên những con đường khó đi và sự cất cánh Phạm vi rộng lớn của

sản phẩm có sẵn mang lại một thay đổi lớn trong lối sống, giúp người tiêu dùng

nhiều sự lựa chọn hơn và tạo điều kiện cho nền thương mại phát triển

Năm 1920, việc phát minh ra giấy bóng kính trong suốt đã đánh dấu sự khởi đầu

của kỉ nguyên nhựa, các túi nhựa đầu tiên dùng đề đóng gói được phát hiện vào năm

1933 Còn túi nhôm lát mỏng được phát minh cho các sản phẩm thuốc và được

phẩm

Ngày nay, các dạng bao bì plastic, nhôm, thiếc được sử dụng rộng rãi do đặc tính

của chúng (độ bên cơ lý cao, tiện lợi ) Tuy nhiên, các loại bao bì này rất tốn kém

đề phân loại, xử lý, tái chế sau khi sử dụng, đặc biệt là chúng không thân thiện với

môi trường Và bao bì sinh học được tạo ra đề khắc phục những vẫn đề nay

8

H2 Tĩnh bột

1 Giới thiệu Tinh bột là một loại polysacarit tự nhiên, tái tạo và có thê phân hủy sinh học được sản xuất

bởi nhiều loại thực vật trong quá trình quang hợp như một nguồn năng lượng dự trữ Tỉnh

bột là chất hữu cơ phong phú thứ hai được tìm thấy trong tự nhiên và đóng vai trò là

carbohydrate được dự trữ trong thực vật Tĩnh bột có thể được phân lập từ nhiều nguồn

khác nhau như hạt ngũ cốc (được coi là nguồn chính đề thu được), một số rễ, củ, quả hạch

và thân rễ Tỉnh bột giải phóng khi tế bảo bị vỡ Các công đoạn chính đề chiết xuất hat tinh

bột bằng phương pháp chiết ướt là rửa, xay xát, chiết xuất, gạn và sấy khô Hình dạng, kích

thước, mức độ tỉnh thể hóa của hạt tỉnh bột cũng như thành phần hóa học và tính chất của

tinh bột phụ thuộc nhiều vào giống cây, điều kiện trồng trọt và quá trình sinh trưởng của

Bang I 1 Ham luong tinh b6t ở một số loại cây

Trong tính bột có vai trò dinh dưỡng đặc biệt lớn vi qua trình tiêu hóa, chúng bị

thủy phân thành đường glucozơ, là chất tạo nên nguồn calo chính của thực phẩm

cho con người Không chỉ vậy, tính bột còn giữ vai trò quan trọng trong công

nghiệp do những tính chất lý hóa của chúng Tĩnh bột thường được ứng dụng trong

ngành công nghiệp thực phẩm, làm chất tạo đông và làm bao bì sản phẩm

Hằng năm, trên thé giới, thực vật tổng hợp được 400 tỷ tấn chất hữu cơ.trong đó,

nguồn nguyên liệu chứa tinh bột cũng đáng kể 90% tỉnh bột được thu thập từ ngô,

9

khoai tây, sắn và gạo, đặc biệt ở Việt Nam và một số quốc gia Đông Nam Á Bên

cạnh việc tăng năng suất va sản lượng tỉnh bột nói chung thì các nước trên thê giới

trong khu vực rất quan tâm đến việc biến tính tính bột

Bang II 2 Tình hình sản xuất nguyên liệu tỉnh bội phố biến ở Việt Nam

10

2 Đặc điểm, cấu trúc và thành phần hóa học, tính chất của tỉnh bột

a Đặc điểm

Tỉnh bột là một thể bột mịn màu trắng bao gồm từ nhiều hạt rất nhỏ Hình dáng, cầu tạo và kích thước của các hạt này khác nhau và đặc trứng cho từng loại cây

Nguồn Kích thước hạt | Hình dáng Hàm lượng | Nhiệt độ hồ hóa

Đại mạch | 5-40 Bau duc 68-90

Lua 2-10 Đa giác 13-35 70-80

Bang IT 3 Dac điểm của một số hệ thống tỉnh bột

Hạt tinh bột của hệ thống nêu trên có dạng hỉnh tròn, hình bầu dục, hay hình đa giác Hat tinh bột khoai tây lớn nhất và bé nhất là hạt tỉnh bột lúa Kích thước các

11

hạt khác nhau dẫn đến những tính chất cơ lí khác nhau như nhiệt độ hồ hoá, khả năng hấp thụ xanh metylen

Hình đáng, thành phần hóa học và những tính chất của tỉnh bột phụ thuộc vào giỗng cây, điều kiện trồng trọt và quá trình sinh trưởng của cây Hàm lượng tinh bột có trong các loại cây khác nhau và có thể thay đối tùy theo thời tiết, mùa vụ, thổ nhưỡng

b Cấu trúc và thành phần hóa học

Tỉnh bột là polisaccaride có khối lượng phân tử cao gồm cac don vi glucose duoc nối với nhau bởi các liên kết ơ-glycoside, có công thức phân tử là (C¿H;¿O:)„„ ở đây

n có thể từ vài trăm đến hơn một triệu

Tinh bột là một cấu trúc đa ty lệ gồm hai polisaccaride khác nhau về khối lượng phân tử và cấu trúc hóa học là: Amylose và Amylopectin Ngoài hai thành phần nay, tinh bột còn có một phân rất nhỏ các chất béo, protein

Hinh II 1 Céng thie cau tao ctia amylose Phân tử amylose có một đầu khử và một đầu không khử, trong đó đầu khử có nhóm

—OH glucozit Các gốc của amylose gắn lại với nhau nhờ liên kết œ—1,4 glucozit tạo nên một chuỗi dài khoảng 500-2000 đơn vị glueose, một phân tử trung bình khoảng 10000-300000 đơn vị glucozo Amylose mạch thăng có thể tạo màng và sợi với độ bền và độ mềm dẻo cao

s Amylopectin Trong phân tử amylopectin, các gốc glucozo gắn với nhau băng cả liên kết œ—1,4 glucozit và liên kết œ— 1,6 glucozit Vì vây amylopectin có cấu trúc nhánh làm cho phân tử cồng kềnh hơn, chiều dài của chuỗi mạch nhánh này khoảng 25-30 đơn vị glucozo Phân tử amylopectin có thê chứa tới 100000 đơn vị glucozo

Phân tử amylopectin chỉ có một đầu khử duy nhất cấu trúc phân tir amylopectin gồm: một nhánh trung tâm ( chứa liên kết œ—1,4 glucozit) từ các nhánh này mọc ra các nhánh phụ có chiều dài khoảng vài chục gốc glucozo Amylopectin được phân

bố bên ngoài hạt Khác với amylose, amylopectin chỉ hòa tan trong nước khi đun nóng và tạo dung dịch có độ nhớt cao

13

của các loại tính bột khác nhau là khác nhau phụ thuộc vào cầu tạo bên trong hạt vả khả năng trương nở của chúng

¢ D6 hoa tan của tỉnh bột

Amylose có độ hòa tan cao song không bên, nhanh chóng bị thoái hóa trở nên không tan trong nước Amylopectin không hòa tan trong nước ở nhiệt độ thường mà chỉ tan trong nước nóng

Trong môi trường axit, tỉnh bột bị thủy phân, nếu môi trường axit mạnh sản phâm cuối cùng là øglucozo Còn trong môi trường kiềm, tính bột bị ion hóa từng phần do

có sự hydrade hóa tốt hơn Tĩnh bột bị kết tủa trong cồn nên côn là dung môi tốt để thu hồi bột

¢ Tinh chat héa hoc

® Phản ứng với lot

Khi tác dụng với iot, amylose sẽ cho phức màu xanh đặc trưng, nên iot là thuốc thử đặc trưng đề xác định hàm lượng amylose bằng phương pháp tắc quang Để phản ứng được thì các phân tử amylose phải có dạng xoắn ốc đề hình thành đường xoắn

ốc đơn của amylose bao quanh phân tử iot Các dextrin có ít hơn 6 gốc glucozo không phản ứng với iot vì không tạo thành một vòng xoăn ốc hoàn chỉnh Axit và một số muối KI, Nq;SO, xúc tác phản ứng: còn Cloral hydrad và một số chất khác lại ức chế phản ứng

Voi amylopectin khi tác dụng với 1ot sẽ cho màu tím đỏ do sự hình thành nên hợp chất hấp phụ

® - Khả năng tạo phức

Amylose có khả năng tạo phức với nhiều hợp chất hữu cơ: các rượu no, các rượu vòng, phenol, xeton thấp phân tử, axit béo, este, dẫn xuất của benzel có nhóm andehit, các nitro paraln, Khi tạo phức với amylose, các chất tạo phức cũng chiếm vị trí tương tự 1ot

Ngoài ra, amylopectin còn cho phản ứng đặc trưng với lectin ( một polysaccaride

mạch nhánh) Khi lectin liên kết với D-glucopiranozic ở đầu cuối không khử của

amylopectin thì sé lam cho amylopectin két tủa và tách ra khỏi dung dịch

Amylose đã thoái hóa không hòa tan trong nước lạnh nhưng có khả năng liên kết với một lượng nước gấp gần 4 lần trọng lượng của chúng Nếu lượng nước ít hơn thì toàn bộ nước sẽ bị hấp thụ còn amylose tạo keo

Keo amylose ở nhiệt độ thường là một khối trắng đục, không thuận nghịch, không

có hiện tượng co

K

“ Sự trương nở và hiện tượng hồ hóa

Khi hoa tan tinh bột vào nước thì có sự tăng thể tích hạt do sự hấp thụ nước làm hạt tỉnh bột trương phông lên — hiện tượng trương nở của tỉnh bột

Nhiệt độ dé phá vỡ hạt chuyên tinh bột từ trạng thải đầu có mức độ oxi hóa khác nhau thành dung dịch keo được gọi là nhiệt độ hồ hóa Các biến đổi hóa lí khi hồ hóa: hạt tỉnh bột trương lên, tăng độ trong suốt và độ nhớt, các phân tử mạch thăng

và nhỏ hòa tan sau đó tự liên hợp với nhau tạo gel Nhiệt độ hồ hóa là một khoảng 60-80°C

Phan lon tinh bột bị hồ hóa khi nấu và ở trạng thái trương nở được dử đung nhiều hơn

% Độ nhớt của hồ tỉnh bột

Phân tử tính bột có nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kết với nhau làm cho

phân tử tập hợp lại, giữ nhiều nước hơn khiến dung dịch có độ đặc, độ dính, độ đéo

và độ nhớt cao hơn Yếu tô chính ảnh hưởng đến độ nhớt của dung dịch là đường kính biểu kiến của các phân tử hay các hạt phân tán, đặc tính bên trong của tinh bột

Các yếu tô khác là: nồng độ, pH, nhiệt độ, tác nhân oxi hóa, thuốc thử phá hủy liên

kết hydro

“~ Kha nang tao gel va su thoai héa gel

Tỉnh bột sau khi hồ hóa và để nguội, các phân tử sẽ tương tác với nhau và sắp xếp lại một cách trật tự để tạo gel với cầu trúc mạng 3 chiều Đề tạo gel thì dung dịch phải có nồng độ đậm đặc vừa phải, phải được hồ hóa đề chuyền tính bột thành trạng thái hòa tan sau đó đề nguội ở trạng thái yên tĩnh Trong gel tỉnh bột chỉ có các liên kết hydro tham gia, có thế nối trực tiếp các mạch polyglucozit hoặc gián tiếp qua phân tử nước

Khi gel tính bột nguội sẽ co lại và lượng dịch thể sẽ thoát ra - sự thoái hóa Quá trình này sẽ tăng mạnh nếu gel ở trạng thái đông lạnh rồi sau đó tan giá

s« Khả năng tạo hình

“ Khả năng phông nở

15

d Những hạn chế của tinh bột

Tinh chảy tự do, tính kị nước, tính không hòa tan, tính kém trương nở

Độ nhớt tăng trong nước lạnh, sự tăng quá mức hay không điều chỉnh được độ nhớt sau khi nấu

Khi đun nấu dễ thoái hóa, giảm pH, giảm độ trong

Sự đính kết hay tạo hỗn hợp giống cao su với tỉnh bột đã nấu

Cau tric san pham không mong muốn, thiếu ôn định, khả năng chịu đựng chế biến thấp

3 Các nguyên liệu chủ yếu để sản xuất tỉnh bột biến tính

a Tỉnh bột sắn

¢ Tinh hình sản xuất và tiêu thụ sắn

Thái Lan chiếm trên 85% lượng xuất khâu sắn toàn cầu, kế đến là Indonesia và Việt Nam Ở Việt Nam, sắn được canh tác phô biến ở hầu hết các tỉnh của các vùng sinh thái nông nghiệp Nhận thấy rõ hiệu quả kinh tế do cây sắn đem lại, nhiều nhà máy chế biến săn ở trong nước cũng được xây dựng Trên phạm vi cả nước, có khoảng

60 nha máy chế biến tỉnh bột sắn có quy mô công nghiệp với tổng công suất chế biến mỗi năm hơn nửa triệu tan tinh bột sắn, tương ứng với nhu cầu sử dụng gần 2,5 triệu tan sắn tươi, bằng 30% sản lượng cả nước

Đặc điểm của tỉnh bột sắn

Tinh bột sắn có màu rất trắng, tuy nhiên trong quá trình sản xuất nếu củ được nghiền chưa làm sạch vỏ thì tính bột thu được sẽ có màu tối Tỉnh bột sắn thường có

pH 6-6.3

Hạt tỉnh bột sắn có kích thước 5-40um và nhiều hình dạng, chủ yếu là hình tròn, bề

mặt nhẫn, một bên mặt có lõm hình nón và có một núm nhỏ ở giữa Tính bột săn có cầu trúc xốp, đẽ bị phân huỷ bởi các tác nhân hơn các loại tỉnh bột khác

Tỉnh bột săn có hàm lượng amylopectin và phân tử lượng trung bình tương đối cao 215000g/mol Hàm lượng amylose khaonrg 16-18%

Tỉnh bột sắn có các tính chất tương tự các loại tính bột có hàm lượng amylopectin cao như độ nhớt cao, xu hướng thoái hóa thấp, độ bền gel cao

16

b Tinh bot ngô

K

“ Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô

Ngô được giao trồng khắp thể giới với sản lượng cao hơn bất kì cây lương thực nào Ngô được trồng chủ yếu ở châu Mĩ, cụ thé la Mi

Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa và là cây màu quan trọng nhất được trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa dạng về mùa vụ và

hệ thống canh tác Sản xuất ngô ở nước ta không ngừng tăng diện tích sản lượng và năng suất qua từng năm Tuy nhiên, cho đến nay sản xuất ngô ở nước taphát triền chưa tương xứng với tiềm năng, chưa đáp ứng được nhu câu tiêu đùng trong nước, hàng năm ta vẫn nhập khâu khoảng một triệu tấn ngô hạt

s Đặc điểm của tỉnh bột ngô

Hạt tỉnh bột ngô có cấu tạo đơn, hình dạng khác nhau, thường có dạng hình cầu hoặc đa diện tùy theo giống và vị trí của tính bột ngô Hạt tỉnh bột ngô có kích

thước 6-30um Nhiệt độ hồ hóa khỏang 62-67,5° C,

Hàm lượng amylose trong tính bột ngô khoảng 21-23% ( trừ ngô nếp chứa 100% amylopectin) Phân tử lượng của tinh bột ngô là 30500 g/mol

Tinh bột gạo có tính chất tương tự tính chất của tinh bột nói chung

c Tĩnh bột gạo

K

“ Tinh hinh san xuat va tiéu thu gao

Năm 2022, sản lượng gạo toàn cầu tiếp tục giảm nhẹ so với năm trước, năm 2022-

2023 giảm 0,4 triệu tấn so với báo cáo trước đó, xuống mức 503,3 triệu tân, thấp hơn 2% so với kỷ lục của năm trước Về sản lượng tiêu thụ gạo toàn cầu, sức tiêu thụ giảm 3,9 triệu tấn so với ký lục của năm trước

Năm 2022 lượng gạo xuất khâu của cả nước đạt gần 7,11 triệu tắn, tương đương trên 3,45

ty USD, tang 13,8% về khối lượng, tăng 5,1% về kim ngạch so với năm 2021, giá trung

bình đạt 486,2 USD/tấn, giảm 7,7%

s Đặc điểm của tỉnh bột gạo

Tỉnh bột gạo có hình đa giác, kích thước 2-10um Nhiệt đồ hồ hóa 70-80° C,

Tình bột gạo chứa L5-35%% amylose còn lại là amylopectin Các loại gạo của Việt Nam có hàm lượng amylose khoảng I8-45% Phân tử lượng của tính bột gạo khoang 130000 g/mol

Tỉnh bột gạo có tính chất tương tự tính chất của tỉnh bột nói chung

17

I.3 Tỉnh bột biến tính

Từ khi phát triển vào những năm 1940, tinh bột biến tính đã trở thành một phần quan trọng

trong công nghiệp thực phâm vì:

- _ Cung cấp nhiều tính chất đặc biệt mà tinh bột bình thường không có

- _ Thời gian phân hủy ngắn

Biến tính tính bột là quá trình làm thay đổi cấu trúc tính bột, tạo ra các phân tử

polysaccharide có mạch ngắn hơn, hay gắn với các nhóm khác vào phân tử tính bột dưới

tác dụng của các tác nhân như nhiệt độ, acid, enzyme dẫn đến thay đổi cầu trúc vật lý, hóa hoc cua tinh bột

Các đặc tinh cua tinh bét, amylose ciing nhu amylopectin cé thê được cải thiện thông qua các phương pháp biến đôi vật lý và hóa học, làm cho chúng phù hợp hơn cho các ứng dụng

xử lý nhiệt âm

a Phương pháp trộn với chất rắn trơ

Tinh bột có ái lực lớn đối với nước nên khi hòa tan trực tiếp vào trong nước thì tỉnh bột sẽ

bị vón cục Do đó đề tính bột hòa tan tốt, đầu tiên nên trộn tinh bột với các chat ran tro, cdc

chất không phải ion như saccarose Trộn đồng đều với các chất này sẽ làm cho hạt tỉnh bột cách nhau về mặt vật lý, cho phép chúng hydrat hóa một cách độc lập và không liên kết lại

thành cục

b Phương pháp hồ hóa sơ

Tinh bột bắt đầu biến tính tạo gel ở nhiệt độ 60-70°C và tùy thuộc vào từng loại tính bột

mà có biến tính ở nhiệt độ khác nhau Tùy loại tính bột khác nhau có cầu 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 âm đồng thời thì sẽ xảy ra hiện tượng hồ hóa, các hạt tính bột sẽ trương nở lên do hấp thụ nước vào các nhóm hydroxyl phân cực Các hạt tỉnh bột lớn nhất sẽ trương nở trước hết do cấu trúc kém bèn nhất Khi đó độ nhớt của huyền phù tính bột bột tăng mạnh

18

vì các hạt tinh bột trương nở kết dính vào nhau Tiếp tục xử lý sẽ gây vỡ hạt tinh bột, thủy phân từng phần các phân tử cầu thành tỉnh bột, làm giảm độ nhớt của dung dịch Khi dung dịch rất đậm đặc thì tỉnh bột sẽ hình thành gel, độ nhớt tăng lên, đôi khi tạo ra kết tủa Thời gian tạo gel khác nhau tùy theo thời gian tác dụng nhiệt khác nhau làm cho tất cả các hạt tinh bột trương nở hoản toàn

5 Nhiét độ hô hóa của một số loại tỉnh bột

Sau khi hạt tính bột bị phá hủy, hình thành sự tái liên kết giữa các mạch polymer và tạo

thành dạng gel Đây là dạng gel của amylose, các phần tử liên kết với nhau bằng liên kết

ngang và liên kết với nhánh phân tử amylopectin

Nếu quá trình tạo gel xảy ra chính xác, đúng loại tình bột thì ta thu được loại gel có cầu trúc dài, bền, có hình dạng xác định Đó là cầu trúc bậc ba bao gồm cac soi amylose ngang đọc liên kết với nhau theo chiều cao rộng dài tại các nut mang gel

c Phương pháp xử lý nhiệt khô

* Nguyên tắc: Giảm kích thước phân tử, thay đổi tỉ lệ mạch thăng hay đo phân nhánh trong phân tử tỉnh bột

* Tiện hảnh: Phun axIt(với lượng 0,005-0,15% trọng lượng tình bột) vào tình bột có độ âm

khoảng 5% Có thê dùng AlC1; làm chất xúc tác Cũng có thê cho thêm các tác nhân kiềm

tính như Canxi photphat, Natri bicacbonat hoặc Tritanolamin làm chất đệm(đẻ làm giảm

bớt độ axit khi ở nhiệt độ cao) Sau khi sấy nhẹ tinh bột đến độ âm từ 1-5% thì tiến hành dextrin hóa trong thiết bị trộn có gia nhiệt bằng hơi, bằng dầu hoặc đốt nóng trực tiếp

Dextrin hóa xong thì làm nguội Khi dextrin hóa thường xảy ra 2 phản ứng sau:

- Phân giải tinh bột thành sản phâm có khối lượng phân tử thấp hơn

- Phản ứng tái trùng hợp các sản phâm vừa mới tạo thành ở trên chủ yếu bằng liên kết 1-6

tạo cầu trúc có độ phân nhánh cao

19