I.Đặt vấn đề Tinh bột là polysaccarit chủ yếu có trong hạt, củ, thân cây và lá cây. Một lượng tinh bột đáng kể có trong các loại quả như chuối và nhiều loại rau, trong đó xảy ra sự biến đổi thuận nghịch từ tinh bột thành đường glucozơ phụ thuộc vào quá trình chín và chuyển hóa sau thu hoạch. Tinh bột có vai trò dinh dưỡng đặc biệt lớn vì trong quá trình tiêu hóa chúng bị thủy phân thành đường glcuzơ, là chất tạo nên nguồn calo chính của thực phẩm cho con người. Tinh bột giữ vai trò quan trọng trong công nghiệp thực phẩm do những tính chất lý hóa của chúng. Tính chất chức năng của tinh bột là tất cả những tính chất hóa lý đã góp phần vào việc tạo ra những tính chất đặc trưng và mong muốn của các thực phẩm có chứa polysaccarit này mà trong đó tính chất thủy nhiệt và sự hồ hóa tinh bột đã góp phần làm nên điều đó. II.Tính chất hóa học, tính chất chức năng Khi hòa tan tinh bột vào nước do kích thước của tinh bột lớn nên các phân tử nước sẽ xâm nhập vào giữa các phân tử tinh bột và chúng sẽ tương tác với nhóm hoạt động của tinh bột, quay cực, các phổ hồng ngoại và hàm lượng glucozơ tạo ra lớp vỏ nước làm cho lực liên kết ở mắc xích nào đó của phân tử tinh 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 các phân tử nước vào tinh bột dẫn đén quá trình trương không hạn chế nghĩa là làm bung được các phân tử tinh bột thì nó sẽ chuyển thành hệ thống dung dịch. Trong phân tử tinh 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 tinh bột thường liên kết với nhau bằng liên kết hyđro rất bền, do đó ở trong nước lạnh nó có thể hấp thụ một cách thuận nghịch nhưng rất nhỏ theo kiểu 1
Trang 1I.Đặt vấn đề
Tinh bột là polysaccarit chủ yếu có trong hạt, củ, thân cây và lá cây Một lượng tinh bột đáng kể có trong các loại quả như chuối và nhiều loại rau, trong đó xảy ra sự biến đổi thuận nghịch từ tinh bột thành đường glucozơ phụ thuộc vào quá trình chín và chuyển hóa sau thu hoạch Tinh bột
có vai trò dinh dưỡng đặc biệt lớn vì trong quá trình tiêu hóa chúng bị thủy phân thành đường glcuzơ, là chất tạo nên nguồn calo chính của thực phẩm cho con người Tinh bột giữ vai trò quan trọng trong công nghiệp thực phẩm
do những tính chất lý hóa của chúng Tính chất chức năng của tinh bột là tất
cả những tính chất hóa lý đã góp phần vào việc tạo ra những tính chất đặc trưng và mong muốn của các thực phẩm có chứa polysaccarit này mà trong
đó tính chất thủy nhiệt và sự hồ hóa tinh bột đã góp phần làm nên điều đó
II.Tính chất hóa học, tính chất chức năng
Khi hòa tan tinh bột vào nước do kích thước của tinh bột lớn nên các phân tử nước sẽ xâm nhập vào giữa các phân tử tinh bột và chúng sẽ tương tác với nhóm hoạt động của tinh bột, quay cực, các phổ hồng ngoại và hàm lượng glucozơ tạo ra lớp vỏ nước làm cho lực liên kết ở mắc xích nào đó của phân tử tinh 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 các phân tử nước vào tinh bột dẫn đén quá trình trương không hạn chế nghĩa là làm bung được các phân tử tinh bột thì nó sẽ chuyển thành hệ thống dung dịch Trong phân tử tinh 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 tinh bột thường liên kết với nhau bằng liên kết hyđro rất bền, do đó ở trong nước lạnh nó có thể hấp thụ một cách thuận nghịch nhưng rất nhỏ theo kiểu 1
H
Kiểu 1:
R - O O - R
H
Ngoài ra hạt tinh bột còn có một lớp vỏ bao bọc bên ngoài nên để phá hủy
được cấu trúc này đòi hỏi một năng lượng đáng kể Khi hạt tinh bột hấp thụ nước sẽ xảy ra sự hyđrat hóa các nhóm hyđroxyl tự do và tạo thành liên kết hyđro với nước theo kiểu 2 và đồng thời làm đứt kiểu 1 khi nhiệt độ tăng
Trang 2H H
Kiểu 2:
H H
Ở nhiệt độ thường tinh bột hấp thụ 25-50% nước mà hạt vẫn chưa trương Khi nhiệt độ tăng liên kết 1 bị phá hủy Ở 60 C tinh bột ngô hấp thụ 300% nước so với trọng lượng ban đầu, khi ở 70 C thì hấp thụ 1000% nước
và khi trương nở cực đại tinh bột có thể hấp thụ 2500% nước Khi tăng nhiệt
độ hơn nữa thì liên kết 2 cũng bị đứt làm quá trình hyđrat hóa tinh bột trong nước gồm các giai đoạn như sau:
a – hệ thống dị thể gồm pha nước và pha bột riêng biệt
b – hệ thống dị thể gồm pha nước và pha tinh bột + nước
c – hệ thống dị thể gồm pha nước có xen tinh bột và pha tinh bột có xen các phân tử nước
d – hệ thống đồng thể gồm nước và tinh bột phân bố đồng đều với nhau Quá trình hyđrat hóa bao gồm các giai đoạn sau:
Hạt tinh bột -> hấp thụ nước qua vỏ -> ngưng tụ nước lỏng -> hyđrat hóa và trương nở -> phá vỡ vỏ hạt, đứt liên kết các phân tử -> phân tán -> dung dịch
Sự phá hủy cấu trúc hạt tinh bột có thể xem như giới hạn giữa hai trạng thái khác nhau của tinh bột: tinh bột ban đầu với mức độ hyđrat hóa khác nhau và dung dịch keo của tinh bột Nhiệt độ để phá vỡ hạt, phải chuyển tinh bột từ trạng thái đầu có mức độ hyđrat hóa khác nhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt độ hồ hóa.Các hạt tinh bột có kích thước khác nhau, từ nguồn
Trang 3khác nhau sẽ khác nhau về nhiệt độ chuyển trạng thái Hạt lớn bị hồ hóa đầu tiên, hạt bé nhất sẽ hồ hóa sau cùng Ở hạt tinh bột bé có cấu tạo chặt các phân tử liên kết với nhau bằng một số lớn liên kết hyđro kiểu 1raats bền, do
đó việc phá vỡ hạt khi hồ hóa ở hạt lớn và hạt nhỏ phải xảy ra ở nhiệt độ khác nhau Vì vậy 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 hồ tinh bột tăng dần lên sau đó qua một cực đại rồi giảm xuống
Độ nhớt µ
µ max
toC
t hồ hóa
Nhiệt độ hồ hóa cũng phụ thuộc vào thành phần Amyloza và Amylopectin, Amyloza sắp xếp thành chùm song song được định hướng chặt chẽ hơn Amylopectin vốn có xu hướng cuốn lại thàn hình cầu, có cấu trúc khó đi qua Các ion được liên kết với tinh bột cũng có ảnh hưởng đến độ bền của các liên kết hyđro 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 đẩy nhau do đó làm lung lay cấu trúc bên trong của hạt kết cấu làm thay đổi nhiệt độ hồ hóa Các muối vô cơ khi ở nồng độ thấp sẽ phá hủy liên kết hyđro nên làm tăng độ hòa tan của tinh bột, ngược lại nồng độ muối cao sẽ làm giảm sự hyđrat hóa phân tử tinh bột và làm kết tủa chúng Sự hồ hóa tinh bột cũng có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp trong môi trường kiềm, vì kiềm làm ion hóa từng phần, do đó làm cho sự hyđrat hóa phân tử tinh bột tốt hơn Các chất không điện ly như: đường, rượu cũng có ảnh hưởng đến nhiệt độ
hồ hóa và làm cho nhiệt độ hồ hóa tăng lên
Trang 4Nhiệt độ hồ hóa của 1 số loại tinh bột
Tinh bột tự nhiên Nhiệt độ hồ hóa (t C)
Tinh bột đã hồ hóa thường có một độ trong suốt nhất định.Chính độ trong suốt này có ý nghĩa rất quan trọng đối ới nhiều sản phẩm thực phẩm có chứa tinh bột,đặc biệt là làm tăng giá trị cảm quan của các thực phẩm này Người ta nhân thấy tinh bột của các hạt cốc loại nếp,tinh bột của củ,rễ thương do hồ trong suốt hơn tinh bột của các hạt cốc bình thường
Sự có mặt của các chất khác nhau cũng sẽ có ảnh hưỡng đến độ trong suốt đó.Các đường thường làm tăng đáng kể độ tronh suốt của hồ tinh bột từ các loại hat cốc.Ngược lại,các chất nhũ hóa như:glixerinmonosterat lại lam
hồ mất trong.Các chất hoạt động bề mặt như natri laurilsulfat dễ tạo phức với amiloza cũng làm tăng độ trong của hồ
Trang 5III.Một số sản phẩm liên quan đến tính chất hóa học, tính chất chức năng:
*Phụ lục:
Hình 1: qui trình sản xuất mì
Trang 6Tài liệu tham khảo: Hóa học thực phẩm – Lê Ngọc Tú (chủ biên)
Tinh bột thực phẩm – ĐH Bách Khoa ĐN
Trang web: http://www.cnthucpham.com/4rum/
: http://www.vaas.org.vn
