tìm hiểu về tinh bột đậu xanh và ứng dụng của tinh bột đậu xanh

Trong các cây họ đậu thì đậu xanh là một loại đậu quen thuộc với chúng ta, cũng là một nguồn giàu tinh bột với tỉ lệ amylose chiếm khoảng trên 50% nên đã được ứng dụng trong sản xuất miế

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM MÔN: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN NÔNG SẢN TIỂU LUẬN:

GVHD: ThS Nguyễn Thị Mai Hương LỚP : ĐHTP3

SVTH: NHÓM 4A

Võ Thị Mai Vy 07705151

Lê Thị Mỹ Hiền 07707861 Nguyễn Thị Thu Ngân 07708261 Trương Thị Thúy Hằng 07709121 Hàng Nhật Trung 07702191

TP, Hồ Chí Minh Tháng 4/2010

Để hoàn thành được bài tiểu luận em đã nhận được sự giúp đỡ chân thành nhiệttình của các thầy cô và nhà trường Em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến trườngĐại học Công Nghiệp TPHCM đã tạo dựng được một môi trường làm việc học tậpthuận lợi cho công việc giảng dạy và học tập của giảng viên, sinh viên nhà trường

và đặc biệt là cảm ơn cô Nguyễn Thị Mai Hương đã trực tiếp hướng dẫn để em cóthể hoàn thành được bài tiểu luận này, ngoài ra em cũng xin cảm ơn thư việntrường Đại học Công Nghiệp TPHCM, đặc biệt là phòng đa phương tiện đã tạođiều kiện thuận lợi trong công việc tìm kiếm tư liệu làm bài, thư viện đã cung cấpmột hệ thống tài liệu bổ ích giúp em làm việc có hiệu quả hơn và giải quyết đượcnhững khó khăn, bế tắc trong quá trình làm bài Trong quá trình tiến hành tìm hiểu

và phân tích về đề tài này do vấn đề tài liệu có hạn và tầm hiểu biết chưa sâu sắclắm nên có thể sẽ mắc phải một vài sai sót, thông tin không đầy đủ lắm thì chúng

em mong cô thông cảm và góp ý thêm để bài tiểu luận được tốt hơn và chúng emđược hiểu sâu hơn về vấn đề này Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn cô

DANH SÁCH NHÓM

Trương Thị Thúy Hằng Giới thiệu về hạt đậu xanh

Võ Thị Mai Vy Tinh bột đậu xanh và các tính chất chức

năng của tinh bột đậu xanhHàng Nhật Trung Sản xuất tinh bột từ đậu xanh

Nguyễn Thị Thu Ngân Ứng dụng tinh bột đậu xanh trong sản xuất

miến

Lê Thị Mỹ Hiền Ứng dụng tinh bột đậu xanh trong sản xuất

bánh đậu xanh, Mở đầu, Kết luận

MỤC LỤC

Mở đầu

Nội dung chính

1.Giới thiệu về hạt đậu xanh 7

1.1 Cấu tạo hạt đậu xanh 7

1.2 Thành phần dinh dưỡng của hạt đậu xanh 7

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng 8

1.3.1 Trong canh tác 8

1.3.2 Trong bảo quản 10

2 Tinh bột đậu xanh 10

2.1 Amilose 11

2.2 Amilopectin 11

3 Tính chất chức năng của tinh bột đậu xanh 12

3.1 Khả năng hấp thụ nước và sự hồ hóa 12

3.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng 14

3.1.2 Liên hệ với tinh bột đậu xanh 15

3.2 Độ trong của hồ tinh bột 15

3.3 Tính chất nhớt dẻo của hồ tinh bột 16

3.3.1 Các yếu tố ảnh hưởng 16

3.3.2 Liên hệ với tinh bột đậu xanh 17

3.4 Khả năng tạo gel và thoái hóa gel của tinh bột 17

3.4.1 Khả năng tạo gel 17

3.4.2 Các yêu cầu để có thể tạo gel từ tinh bột 18

3.4.3 Sự thoái hóa gel của tinh bột 18

3.4.4 Liên hệ với tinh bột đậu xanh 19

3.5 Khả năng tạo màng của tinh bột 19

3.5.1 Liên hệ với tinh bột đậu xanh 21

3.6 Khả năng tạo sợi của tinh bột 21

4.Sản xuất tinh bột từ đậu xanh 21

4.1 Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột từ đậu xanh 21

4.2 Giải thích quy trình 22

4.2.1 Phân loại nguyên liệu 22

4.2.2 Ngâm đậu 23

4.2.3 Nghiền sơ bộ 25

4.2.4 Nghiền mịn 25

4.2.5 Rây 26

4.2.6 Ly tâm 26

4.2.7 Rữa tinh bột 26

4.2.8 Sấy .27

4.2.9.Gia công tinh bột khô 27

5.Ứng dụng của tinh bột đậu xanh trong thực phẩm 27

5.1 Ứng dụng trong làm miến 28

5.1.1.Nguyên liệu 28

5.1.2 Công nghệ sản xuất miến .29

5.2 Ứng dụng trong làm bánh đậu xanh 36

5.2.1 Nguyên liệu 36

5.2.2 Quy trình làm bánh 37

5.2.3 Thuyết minh quy trình 38 Kết luận

MỞ ĐẦU

Mỗi loại sản phẩm thực phẩm đều có tính chất đặc trưng riêng như độ đặc, độ đàn hồi, độdẻo, xốp…Để hình thành nên các tính chất ấy thì không thể nào không nhắc đến một loại polysaccharide quan trọng đó là tinh bột Tinh bột là chất dinh dưỡng dự trữ của thực vật,

do cây xanh quang hợp tạo nên và là nguồn cung cấp dinh dưỡng chính cho con người Tinh bột có nhiều trong các loại hạt lương thực gồm 3 hệ thống tinh bột: tinh bột của các hạt ngũ cốc, tinh bột của các hạt họ đậu và tinh bột của các củ Nhìn chung thì tinh bôt đều có hai thành phần là amylose và amylopectin và mang lại cho thực phẩm các đặc tính

về mặt cấu trúc bởi các tính chất như: sự trương nở, hồ hóa, tạo màng, tạo sợi… Tuy nhiên mỗi hệ thống tinh bột với tỉ lệ amylose và amylopectin khác nhau cũng sẽ hình thành nên nét đặc trưng riêng của các sản phẩm thực phẩm Trong các cây họ đậu thì đậu xanh là một loại đậu quen thuộc với chúng ta, cũng là một nguồn giàu tinh bột với tỉ lệ amylose chiếm khoảng trên 50% nên đã được ứng dụng trong sản xuất miến chất lượng cao cũng như phối trộn với các nguyên liệu khác để tạo nên rất nhiều sản phẩm thựcphẩm như bánh đậu xanh… Vậy tinh bột đậu xanh có những tính chất như thế nào mà có thể tạo nên được kết cấu sợi bền và dai của miến, cấu trúc mềm dẻo, thơm mát của nhữngchiếc bánh đậu xanh?….Chính vì thế, nhóm em với đề tài “Tìm hiểu về tinh bột đậu xanh

và ứng dụng của tinh bột đậu xanh” để tìm hiểu rõ hơn những biến đổi của tinh bột trong các quá trình để hình thành nên các tính chất đặc trưng đó

1 Giới thiệu về hạt đậu xanh:

NỘI DUNG CHÍNH

1.1 Cấu tạo hạt đậu xanh:

Cùng với các loại lương thực giàu tinh bột như gạo,nếp,ngô,sắn,khoai thì các loại đậutrong đó có đậu xanh cũng là một nguồn giàu tinh bột

Hạt đậu xanh có kích thước nhỏ và có hình bầu dục nằm ở bên trong quả đậu Quảđậu thường có hình trụ thẳng,do hai mảnh ghép lại,mảnh nhưng số lượng nhiều,có lông.Cấu tạo của hạt đậu xanh thường bao gồm: Vỏ hạt bao bọc xung quanh có tác dụngchống lại ảnh hưởng xấu của điều kiện ngoại cảnh Là loại vỏ trần, được cấu tạo từ nhiềulớp tế bào mà thành phần của nó chủ yếu là xenluloza và hemixenluza Vỏ hạt đục,khôngtrong suốt hoặc đôi khi có màu, có lông và có tác dụng bảo vệ phôi hạt

Ở các loại hạt khác thì ngoài vỏ ra chúng còn có đầy đủ 3 phần là lớp aloron,nội nhũ

và phôi đứng tách biệt nhau.Tuy nhiên ở đậu xanh thì khác,toàn bộ hạt đậu là một phôilớn được bao bọc bằng vỏ hạt

1.2 Thành phần dinh dưỡng của hạt đậu xanh:

Đậu xanh có hàm lượng protein cao (28-32%),tuy nhiên thành phần protein của đậuxanh thì thiếu nhiều axitamin thiết yếu cho con người

Cùng với protein thì tinh bột là chất chiếm nhiều nhất trong thành phần hóa học củahạt đậu (55%),là một nguồn cung cấp tinh bột đáng kể

Trong thành phần hóa học của đậu xanh cũng có pectin,chất béo.Trong đậu xanh thìchất béo có màu sẫm,bán khô,và khi ở trạng thái tự nhiên chưa tinh luyện thì có màu và

có mùi đặc trưng

Đậu xanh là một thực phẩm giàu giá trị dinh dưỡng vì ngoài hàm lượng protein vàtinh bột cao ra thì trong đậu xanh còn chứa rất nhiều folate và vitamin B – chất cần thiếtcho sự chuyển hoá chất béo, protein và carbohydrate Đậu xanh cũng chứa nhiều chấtlutein, zeaxanthin – hai thành phần của chất chống oxi hoá Đậu xanh là loại thức ănnhiều kali, ít natri Đậu xanh vị ngọt, hơi tanh, tính hàn, không độc

Có thể tham khảo thành phần hóa học của các loại đậu đỗ qua bảng trích dẫn dướiđây

Hàm lượng % so với chất khô

Vì có hàm lượng chất dinh dưỡng cao nên người ta thường sử dụng đậu xanh dưới dạngnguyên hạt hoặc nghiền thành bột Chỉ trong trường hợp cần sản xuất miến có chất lượngcao mới cần tách tinh bột từ đậu xanh do thành phần amylose trong tinh bột đậu xanhcao(trên 50%)

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần hóa học của hạt đậu xanh

1.3.1 Trong canh tác:

• Đất và các chất dinh dưỡng

Đậu xanh là cây ngắn ngày nên quá trình tổng hợp chất khô trong hạt đậu xanh diễn

ra trong một thời gian ngắn,muốn thu được hàm lượng chất dinh dưỡng (protein,tinhbột,chất béo…) cao thì cần phải tạo điều kiện thuận lợi cho cây đậu xanh sinh trưởng vànảy mầm

Muốn vậy thì phải trồng đậu xanh trên những loại đất xốp nhẹ,khả năng giữ ẩmtốt,đủ dinh dưỡng và pH trong khoảng 5.5-7.6 Ngoài ra muốn hạt đậu xanh có tỷ lệ chất

dinh dưỡng cao thì trong đất trồng cần phải bổ sung thêm phân lân vì photpho là yếu tốquan trọng để tổng hợp ra protein,ATP,mỡ,các enzyme và nhiều thành phần khác

Bên cạnh đó muốn tăng hàm lượng tinh bột có trong đậu xanh thì một chất khôngthể không bổ sung vào đất trồng là kali vì kali có tác dụng giúp cho quá trình quang hợpdiễn ra tốt hơn cũng như thúc đẩy sự hoạt động của enzyme để chuyển hóa các hợp chấthydratcacbon tạo thành tinh bột dự trữ trong hạt đậu xanh,làm tăng khả năng thu hồi tinhbột của hạt đậu xanh

Ngoài ra ta cũng có thể bổ sung thêm lưu huỳnh vào đất trồng để thúc đẩy thêm quátrình tạo thành axitamin trong hạt,nâng cao giá trị dinh dưỡng của hạt đậu

• Ánh sáng

Trong quá trình trồng cây đậu xanh thì điều kiện thông thoáng ánh sáng là tiền đềđạt năng suất cao Cây đậu xanh có hiệu suất quang hợp tương đối kém so với một số câynhư ngô,mía Vì vậy mà nếu thiếu ánh sáng thì quá trình quang hợp diễn ra kém dẫn đếnviệc tạo ra tinh bột tích lũy trong hạt đậu cũng giảm Thiếu ánh sáng còn gây rụnghoa,giảm nốt sần ở rễ làm giảm khả năng cố định đạm vì vậy mà hàm lượng chất dinhdưỡng của hạt đậu cũng giảm

• Nước

Vì đậu xanh là một cây ưa ẩm nên lượng nước trong đất đối với năng suất thu hồihạt là rất quan trọng,đặc biệt là trong quá trình ra hoa cần phải tưới nước đầy đủ.Nếukhông tươi nước đầy đủ thì tỷ lệ hoa sẽ giảm dẫn đến làm giảm hàm lượng chất khô củahạt Lưu ý là lượng nước tưới cũng không được quá nhiều vì nếu như vậy sẽ làm chết cây

do cây có bộ rễ kém phát triển nên khả năng chịu úng của nó kém

• Nhiệt độ

Đậu xanh thích ứng với một khoảng nhiệt độ khá rộng từ 16 đến 36oC Tuy nhiênđậu xanh sinh trưởng và phát triển tốt nhất trong phạm vi nhiệt độ 22 – 27oC, phát triểnbình thường ở khoảng phạm vi nhiệt độ 16 – 21oC và 28-36oC Nhiệt độ nằm trongkhoảng thích hợp sẽ tạo điều kiện cho quá trình quang hợp,hô hấp diễn ra thuận lợi,tăng

hiệu suất tổng hợp thành phần chất khô trong hạt và từ đó tăng hiệu quả thu hồi tinh bột

và các chất dinh dưỡng khác từ đậu xanh

1.3.2 Trong bảo quản:

Trong quá trình bảo quản đậu xanh các điều kiện ảnh hưởng đến tốc độ hô hấp đềulàm ảnh hưởng đến sự hao tốn thành phần chất khô của hạt vì khi hạt đã tách khỏi cây thìkhông còn quá trình tổng hợp chất khô nữa

• Nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng lớn đến sự hô hấp của hạt,nhiệt độ cao thì càng kíchthích sự hô hấp phân hủy các hợp chất tinh bột,protein,các thành phần dinh dưỡng khác

để tạo năng lượng cho việc duy trì sự sống,Trong đó thành phần tinh bột là được ưu tiên

sử dụng làm cơ chất cho quá trình hô hấp của hạt dẫn đến việc làm giảm hiệu quả thu hồitinh bột của hạt đậu xanh

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 686Kcal (hiếu khí)

C6H12O6 → C2H5OH + CO2 + 28Kcal (yếm khí)

• Độ ẩm

Trong quá trình bảo quản cũng cần phải chú ý đến độ ẩm của khối hạt vì nếu độ

ẩm cao cũng làm tăng tốc độ hô hấp và kích thích quá trình nảy mầm Khi hạt nảy mầm,các chất khô trong hạt bị phân giải Protein biến thành các axit amin, tinh bột biến thànhđường, chất béo biến thành glyxerin và axit béo,làm hao hụt thành phần chất dinh dưỡng.Trong bảo quản phải luôn giữ thủy phần của hạt dưới 12%

• Oxi trong không khí

Nếu có thể thì trong quá trình bảo quản nên điều chỉnh hàm lượng oxi trongkhông khí để hạn chế quá trình hô hấp hiếu khí Vì quá trình hô hấp hiếu khí sinh ra rấtnhiều nhiệt làm khối hạt nóng nhanh,thúc đẩy quá trình hô hấp và nảy mầm diễn ra nhanhhơn

2 Tinh bột đậu xanh:

Cũng như các hạt chứa tinh bột khác,thành phần tinh bột của đậu xanh cũng chứa cảhai thành phần amylose và amylopectin

2.1 AMILOZA

Amiloza là loại mạch thẳng, chuỗi dài từ 500-2000 đơn vị glucozơ, liên kết nhau bởiliên kết α−1,4 glicozit

Amiloza “nguyên thủy” có mức độ trùng hợp không phải hàng trăm mà là hàng ngàn

Có hai loại amiloza:

Amiloza có mức độ trùng hợp tương đối thấp ( Khoảng 2000) thường không có cấutrúc bất thường và bị phân ly hoàn toàn bởi β-amilaza

Amiloza có mức độ trùng hợp lớn hơn, có cấu trúc án ngữ đối với β−amilaza nên chỉ

bị phân hủy 60%

Trong hạt tinh bột hoặc trong dung dịch hoặc ở trạng thái thoái hóa, amiloza thường

có cấu hình mạch giãn, khi thêm tác nhân kết tủa vào, amiloza mới chuyển thành dạngxoắn ốc Mỗi vòng xoắn ốc gồm 6 đơn vị glucozơ Đường kính của xoắn ốc là 12,97 A0,chiều cao của vòng xoắn là 7,91A0 Các nhóm hydroxyl của các gốc glucozơ được bố trí

ở phía ngoài xoắn ốc, bên trong là các nhóm C-H

Công thức hóa học của amyloza

2.2 AMYLOPECTIN

Amilopectin là polyme mạch nhánh, ngoài mạch chính có liên kết α-1,4 glucozit còn

có nhánh liên kết với mạch chính bằng liên kết α-1,6 glucozit.Mối liên kết nhánh này làmcho phân tử cồng kềnh hơn, chiều dài của chuổi mạch nhánh này khoảng 25-30 đơn vịglucozơ Phân tử amilopectin có thể chứa tới 100000 đơn vị glucozơ

Sự khác biệt giữa amiloza và amilopectin không phải luôn luôn rõ nét Bởi lẽ ở cácphân tử amiloza cũng thường có một phần nhỏ phân nhánh do đó cũng có những tính chấtgiống như amilopectin.

Cấu trúc Amiloza và amilopectin

Đa số thành phần tinh bột của các hạt cốc tỷ lệ giữa amylose và amylopectin là 1/4 Tuy nhiên ở tinh bột đậu xanh thì thành phần amylose chiếm trên dưới 50% (46-54%).Chính đặc điểm này làm tinh bột đậu xanh có một số tính chất khác biệt và được ứngdụng nhiều trong công nghiệp sản xuất miến có chất lượng cao

Kích thước và nhiệt độ hồ hóa của tinh bột đậu xanh như trong bảng sau

Kích thướchạt nm

Hình dáng Hàm lượng

amylose , %

Nhiệt độ hồhóa , 0C

3 Tính chất chức năng của tinh bột đậu xanh:

3.1 Khả năng hấp thụ nước và sự hồ hóa:

Tinh bột là nhứng polymer có khả năng hấp thu nước tốt (gấp 2000 lần thể tích của nó)

và hòa tan tốt trong nước Khi hòa tan tinh bột vào nước, đầu tiên các phân tử nước sẽthâm nhập vào giữa các phân tử tinh bột có kích thước phân tử lớn và tương tác với cácnhóm hoạt động của tinh bột tạo ra lớp vỏ nước và làm cho mắc xích nào đó của phân tửtinh bột bị yếu đi Kết quả, phân tử tinh bột bị xê dịch,rão ra rồi trương lên Quá trìnhtrương xảy ra không hạn chế sẽ làm bung các phân tử tinh bột và hệ chuyển thành dạngdung dịch Quá trình trương luôn xảy ra trước quá trình hòa tan và đây là một quá trìnhphụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ bên ngoài

Quá trình hòa tan tinh bột vào nước diễn ra như sau:

Sự hòa tan tinh bột vào nước cần phải có thời gian để nước có thể đi vào bêntrong mạch tinh bột(do kích thước phân tử nước nhỏ, linh động hơn phân tử tinh bột nênban đầu chỉ có nước khuếch tán vào bên trong tinh bột) và làm thay đổi dần độ linh độngcủa mạch tinh bột,do đó đa số các tinh bột không thể hòa tan ngay mà phải qua một quátrình hấp thu một lượng lớn nước,đó là quá trình trương Tế bào trương lên có chứa nướcbên trong sẽ tồn tại tách biệt với nước trong hỗn hợp Sau một thời gian, khi mạch đã đủlinh động thì chúng bắt đầu khuếch tán dần dần vào nước và hình thành hai lớp : lớp dungdịch tinh bột đậm đặc và lớp chủ yếu là nước Phải một thời gian nữa thì hai pha mớikhuếch tán vào nhau để cho ta một một pha đồng nhất, cùng nồng độ

Sự phá hủy hạt tinh bột có thể xem như giới hạn tự nhiên giữa hai trạng thái khácnhau của tinh bột: tinh bột ban đầu với các mức hydrat hóa khác nhau và dung dịch keocủa tinh bột

Nhiệt độ để phá vỡ hạt, chuyển hạt từ trạng thái đầu có mức độ hidrat hóa khácnhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt độ hố hóa

Các hạt tinh bột khác nhau,từ các nguồn khác nhau sẽ có nhiệt độ hồ hóa khácnhau,thường là một khoảng nhiệt độ

Nhìn chung thì quá trình hồ hóa ở tất cả các loài tinh bột đều giống nhau: ban đầu độnhớt của hồ tinh bột tăng dần lên sau đó qua một cực đại rồi giảm xuống do pha phân tántrong dịch tăng dần cho đến khi hệ đồng nhất thì pha phân tán giảm xuống

3.1.1Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hòa tan và nhiệt độ hồ hóa của tinh bột

™ Thành phần hóa học của tinh bột:

Tinh bột có chứa nhiều amylose thì sẽ khó hòa tan hơn và nhiệt độ hồ hóa cao hơn doamylose sắp xếp thành chùm song song và định hướng chặt chẽ hơn amylopectin và có

xu hướng cuộn lại thành hình cầu có cấu trúc khó cho nước đi qua

™ Độ mềm dẻo của mạch tinh bột:

Mạch càng mềm dẻo thì sự trương càng tốt,phân từ amylose có cấu trúc mạch thẳngcác liên kết bên trong phân tử cứng hơn phân từ amylopectin có cấu trúc phân nhánh

™ Khối lượng phân tử:

Độ dài của mạch càng lớn thì năng lượng tương tác giữa các mạch càng lớn,càng khótách chúng ra khỏi nhau khi hòa tan dẫn đến nhiệt độ hồ hóa sẽ cao hơn

™ Nhiệt độ:

Nhiệt độ càng cao thì khả năng hòa tan càng cao

™ Trạng thái pha của tinh bột:

Trong tinh bột amylose thường tồn tại ở trạng thái tinh thể nên tan kém hơnamylopectin ở trạng thái vô định hình vì để tách các đại phân tử trong tinh thể cần tiêutốn năng lượng vượt quá năng lượng tương tác giữa các phân tử và năng lượng mạng tinhthể Dẫn đến nhiệt độ để hồ hóa amylose cao hơn amylopectin

™ Các yếu tố khác:

Các ion liên kết với tinh bột cũng ảnh hưởng đến khả năng hòa tan và nhiệt độ hồhóa của tinh bột do làm thay đổi độ bền của các liên kết hidro bên trong cấu trúc của hạttinh bột Khi giữa các phần của các chuỗi có chứa những ion mang điện tích trái dấu thì

sẽ đẩy nhau do đó làm lung lay cấu trúc bên trong của hạt và kết quả là làm giảm nhiệt độ

hồ hóa

Kiềm giúp việc hidrat hóa tinh bột tốt hơn và giảm nhiệt độ hồ hóa do nó có tác dụnglàm ion hóa từng phần phân tử tinh bột

Các muối vô cơ khi ở nồng độ thấp sẽ làm tăng độ hòa tan của tinh bột nhưng khi ởnồng độ cao nó sẽ tranh giành nước với các phân tử tinh bột gây nên hiện tượng muối kếtlàm kết tủa tinh bột và giảm độ hòa tan của nó.

Các chất không điện ly như đường, rượu cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ hồ hóa và làmnhiệt độ hồ hóa tăng lên do sự có mặt của các chất không điện ly sẽ làm giảm độ phâncực của nước dẫn đấn làm giảm khả năng hòa tan của tinh bột trong nước

3.1.2 Liên hệ với tinh bột đậu xanh

Trong tinh bột đậu xanh có chứa nhiều amylose hơn một số loại tinh bột khác(trên50%) nên nhiệt độ hồ hóa của nó cũng tương đối lớn hơn (60-710C) Do amylose có cấutrúc mạch dài và không phân nhánh nên liên kết hóa học giữa các phân tử bên trong mạchbền hơn và năng lượng tương tác giữa các mạch lớn làm cho mạch amylose cứng hơnamylopectin và cản trở việc tách chúng ra khỏi nhau, dẫn đến khả năng hòa tan trongnước chậm và nhiệt độ hồ hóa cao hơn các loại tinh bột có chứa ít amylose hơn

Mặt khác trong dung dịch các amylose có xu hướng liên kết lại với nhau để tạo tinhthể nên nhiệt độ hồ hóa của tinh bột đậu xanh cũng cao hơn

Có thể làm tăng khả năng hòa tan và giảm nhiệt độ hồ hóa của tinh bột đậu xanhbằng cách cho thêm vào dung dịch một lượng muối vừa phải hoặc bổ sung tác nhân kiềmtrong quá trình hòa tan

3.2 Độ trong của hồ tinh bột

Tinh bột sau khi đã hồ hóa thường có một độ trong suốt nhất định Chính độ trongsuốt này có ý nghĩa rất quan trọng đối với nhiều sản phẩm thực phẩm có chứa tinh bột,đặc biệt là làm tăng giá trị cảm quan

Dịch hồ trong hay đục là do sự tán xạ ánh sáng đi qua nó ít hay nhiều Thường thìcác loại tinh bột có chứa nhiều amylopectin sẽ trong hơn tinh bột có chứa nhiều amylose

vì dịch hồ của tinh bột giàu amylose thì các phân tử tinh bột phân tán tương đối đều nênánh sáng đi qua bị tán xạ nhiều lần làm cho dịch hồ ít trong

Tinh bột đậu xanh có chứa nhiều amylose nên dịch hồ thu được đục

Để làm tăng độ trong của hồ tinh bột đậu xanh ta có thể bổ sung vào chất hoạt động

bề mặt natri laurysulfat vì phức này có khả năng tạo phức với amylose làm tăng độ trongcủa hồ tinh bột đậu xanh Đường cũng có thể làm tăng đáng kể độ trong của hồ tinh bột

3.3 Tính chất nhớt dẻo của hồ tinh bột

Độ nhớt và độ dẻo của hồ tinh bột là một trong những tính chất quan trọng ảnhhưởng đến chất lượng và tính chất của nhiều loại thực phẩm.Phân tử tinh bột chứa nhiềunhóm hydroxyl có khả năng liên kết lại với nhau làm cho phân tử tinh bột tập hợp lại đồ

sộ hơn và giữ được nhiều phân tử nước hơn khiến cho dung dịch có độ đặc,độ dẻo,độdính và độ nhớt cao hơn.Tinh bột chứa nhiều amylopectin thì tính chất này càng thể hiệnmạnh hơn

3.3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất nhớt dẻo của hồ tinh bột

Yếu tố lớn nhất ảnh hưởng đến tính nhớt dẻo của hồ tinh bột là đường kính biểu kiếncủa phân tử hoặc các hạt phân tán Đường kính này lại phụ thuộc vào các yếu tố sau:Khối lượng, kích thước, thể tích, cấu trúc cũng như sự bất đối xứng của phân tử tinh bột.Tương tác giữa các phân tử tinh bột với dung môi (nước) gây ảnh hưởng đến độtrương, độ hòa tan và các cầu hydrat hóa bao quanh phân tử

Tương tác giữa các phân tử tinh bột gây ảnh hưởng đến kích thước của sự tập hợpCác tác nhân có khả năng làm phá hủy cầu hydro như nồng độ tinh bột, pH, nhiệt độ,ion canxi, tác nhân oxy hóa, các thuốc thử đều làm cho tương tác giữa các phân tử tinhbột thay đổi và làm cho độ nhớt thay đổi

Khi cho thêm các chất phụ gia vào cũng làm thay đổi độ nhớt của hồ tinh bột nhưsau:

o Kiềm làm ion hóa các phân tử tinh bột làm chúng hydrat hóa tốt hơn nên trongmôi trường kiềm độ nhớt của hồ tinh bột tăng lên

o Các muối khi ở nồng độ thấp sẽ không ảnh hưởng đáng kể đến độ nhớt của hồ tinhbột,tuy nhiên ở nồng độ cao sẽ tranh giành các phân tử nước và làm cho độ nhớtcủa hồ tinh bột tăng lên

o Cho thêm đường và axit béo sẽ làm tăng giá trị cực đại của độ nhớt

o pH cũng có khả năng làm thay đổi độ nhớt nhưng đa số pH của thực phẩm nằmtrong khoảng từ 4 – 7,pH trong khoảng này thì không ảnh hưởng đáng kể đến độnhớt của hồ tinh bột.Đối với các thực phẩm có pH thấp (bánh có nhân quả) thì tathường sử dụng các loại tinh bột có liên kết ngang để tránh sự thủy phân tinh bộtbởi axit.

3.3.2 Liên hệ với tinh bột đậu xanh

Như đã phân tích ở trên , do tinh bột đậu xanh có chứa nhiều amylose nên trong dịch

hồ thu được các phân tử amylose ở dạng mạch thẳng luôn có xu hướng liên kết lại vớinhau,phá vỡ các liên kết nước cùng với cấu trúc mạch thẳng làm khả năng giữ nước củacác phân tử amylose kém hơn nên dẫn đến dịch hồ thu được từ tinh bột đậu xanh sẽ có độnhớt thấp hơn

Trong một số sản phẩm đòi hỏi phải có tính nhớt dẻo và kết dính tốt thì ta có thể làmtăng độ nhớt của dịch hồ tinh bột đậu xanh thông quá việc hồ hóa nó trong môi trườngkiềm loãng rồi sau đó trung hòa lại.Cũng có thể bổ sung vào dịch hồ một lượng phù hợpcác chất phụ gia như muối,đường,chất béo…

3.4 Khả năng tạo gel và thoái hóa gel của tinh bột

3.4.1 Khả năng tạo gel

Một tính chất quan trọng khác nữa của tinh bột là khả năng tạo gel của nó Gel tinhbột được hình thành khi có sự sắp xếp một cách có trật tự của các phân tử tinh bột khi đểnguội dịch hồ tinh bột Gel tinh bột được hình thành hoàn toàn là do sự hình thành cácliên kết hidro nối trực tiếp các phân tử tinh bột với nhau hoặc thông qua các cầu phân tửnước Ngoài khả năng tự tạo gel thì tinh bột còn có khả năng đồng tạo gel với protein

Vì trong tinh bột có cả amylose và amylopectin nên trong mạng gel tinh bột có cảvùng kết tinh và vùng vô định hình.Chính đặc điểm này tạo nên độ bền và độ đàn hồi chogel

Tinh bột chứa nhiều amylopectin thì khó tạo gel hơn tinh bột có chứa nhiếu amylose

vì cấu trúc phân nhánh của nó làm cản trở sự giàn phẳng và liên kết lại với nhau của các

phân tử để tạo thành mạng gel Tuy nhiên với nồng độ tinh bột cao(khoảng 30% ) thìcũng tạo gel được.

Một điều đáng quan tâm nữa là gel từ tinh bột giàu amylose thì cứng và ít đàn hồihơn và mạng gel thu được cũng ít trong hơn gel từ tinh bột giàu amylopectin Có thể giảithích cho hiện tượng này là do amylose là các phân tử mạch thẳng và dài nên trong dịch

hồ nó có xu hướng tập hợp lại với nhau tương đối mạnh nên trước khi mạng gel đượchình thành thì đã có sự tập hợp từng phần của các phân tử amylose làm cho mạng gel thuđược từ các mạch tinh bột đã có sự tập hợp cục bộ sẽ kém đồng nhất dẫn đến gel bị đục

và ít đàn hồi hơn Còn amylopectin thì khả năng tập hợp lại với nhau kém hơn do có cấutrúc mạch phân nhánh nên tạo điều kiện cho sự định hướng các mạch trước khi sắp xếptrật tự tạo thành mạng gel làm cho gel khi thu được sẽ đồng đều,trơn,đàn hồi và trongsuốt hơn Ngoài ra sự đàn hồi của gel thu được còn phụ thuộc vào số phân tử nước cótrong mạng gel.Amylopectin có khả năng giữ nhiều phân tử nước trong mạng gel hơn nêngel thu được cũng đàn hồi hơn

3.4.2 Các yêu cầu để có thể tạo gel từ tinh bột

Dung dịch tinh bột phải có nồng độ vừa phải(nếu ít quá thì quá trình tạo gel sẽ rấtchậm và khó khăn vì số vị trí tiếp xúc để tạo ra nút mạng lưới quá ít Nếu cao quá thì dễdấn đến hiện tượng đông tụ)

Tinh bột phải được hồ hóa để chuyển tinh bột thành dạng hòa tan

Để nguội ở trạng thái yên tĩnh để tạo gel tinh bột có cấu trúc mạng ba chiều

3.4.3 Sự thoái hóa gel của tinh bột

Hiện tượng thoái hóa là hiện tượng các gel tinh bột co lại và tách nước khi để mộtthời gian dài Quá trình này tăng cường khi gel để lạnh đông rồi sau đó làm tan giá.Nguyên nhân của sự thoái hóa là do sự hình thành cầu hydro giữa các phân tử tinh bột.Gel hình thành từ tinh bột giàu amylose thì dễ thoái hóa hơn do amylose có cấu trúcmạch thẳng nên có khả năng định hướng và tập hợp dễ dàng hơn so với amylopectin, vàkhi các phân tử tập hợp liên kết lại với nhau sẽ tách các phân tử nước

Ngoài ra tốc độ thoái hóa còn phụ thuộc vào pH và nhiệt độ Tốc độ thoái hóa sẽ tăngkhi giảm nhiệt độ và đạt cực đại tại pH=7 Khi tăng hoặc giảm pH đểu làm giảm tốc độthoái hóa.

3.4.4 Liên hệ với tinh bột đậu xanh

So với các loại tinh bột khác thường có tỉ lệ amylose/amylopectin là ¼ thì tinh bộtđậu xanh có thành phần amylose tương đối lớn (>50%) nên khả năng tạo gel và sự thoáihóa gel của nó cũng khác.Do có chứa nhiều amylose nên quá trình hình thành gel củadịch tinh bột đậu xanh diễn ra nhanh và dễ dàng hơn.Gel thu được từ tinh bôt đậu xanhthì cứng,ít đàn hồi và ít trong hơn(đã được giải thích ở trên) Các phân tử amylose có khảnăng tập hợp liên kết mạnh nên khả năng giữ nước của nó kém làm cho gel thu được từtinh bột đậu xanh nhanh bị thoái hóa hơn gel từ các loại tinh bột thông thường

3.5 Khả năng tạo màng của tinh bột

Giống như các hợp chất cao phân tử khác,tinh bột có khả năng tạo màng tốt.Để tạomàng,các phân tử tinh bột sẽ giàn phẳng ra,sắp xếp lại và tương tác trực tiếp với nhaunhờ các liên kết hidro và/hoặc gián tiếp thông qua các phân từ nước.Tính chất này dùng

để sản xuất các loại bánh tráng,bánh cuốn,bánh phở…từ tinh bột

Các bước tiến hành để tạo thành màng từ tinh bột như sau:

Cho tinh bột phân tán trong nước đến một nồng độ nhất định(không quá đặc và cũngkhông quá loãng vì nếu quá đặc hoặc quá loãng thì trong quá trình hình thành màng rất dễ

bị rách)

Hồ hóa sơ bộ để tạo ra một độ nhớt nhất định

Khuấy kỹ và rót dịch tinh bột thành một lớp mỏng lên bề mặt kim loại phẳng và nhẵn

đã được gia nhiết thích hợp(có thể phết một lớp parafin để trơ hóa bề mặt kim loại,tránhcho màng khỏi bị dính sau khi khô)

Nhìn chung cơ chế của việc tạo thành màng chủ yếu là do sự bốc hơi nước của dịch

hồ dưới tác dụng của nhiệt(nước tự do sẽ bốc hơi trước),tạo điều kiện cho các phân tửtinh bột sắp xếp tập hợp lại với nhau thông qua các liên kết bên trong phân tử,liên kếthydro,liên kết Van der Waals…

Các giai đoạn của quá trình tạo màng diễn ra như sau

o Giai đoạn 1: nước bốc hơi từ bề mặt tự do của chất lỏng(trong trường hợp

này,áp suất hơi bão hòa là trở ngại duy nhất)

o Giai đoạn 2: nồng độ tinh bột tăng lên và các hạt tinh bột dịch lại gần

nhau,phân tán sắp xếp lại thành lớp “đơn hạt”,một lớp gel nhớt sẽ tạo ra trên

bề mặt màng(nước phải thắng trở lực của lớp gel này)

o Giai đoạn 3: nước nằm giữa các hạt(nước solvate hóa,liên kết bền vững hơn

với tinh bột)bắt đầu bốc hơi.Lúc này nước phải thắng trở lực của lớp màngmới tạo ra.Các hạt tiếp xúc nhiếu hơn và bắt đầu bị biến dạng.Sức căng bề mặt

có khuynh hướng làm biến dạng bề mặt của hệ thống

o Giai đoạn 4: các hạt bắt đầu thể hiện tính cố kết tạo nên tính chất cơ lý của

màng

o Giai đoạn 5: màng được tạo thành do kết quả của việc bốc hơi nước.

Màng sau khi thu được sẽ bị giảm thể tích và có độ cứng nhất định.Tính chất củamàng thu được còn phụ thuộc vào tốc độ bốc hơi,nồng độ dung dịch và thành phần củatinh bột

Nếu màng thu được từ dung dịch có nồng độ thấp,tốc dộ bốc hơi nhanh thì các phân tửtinh bột sẽ được định hướng mạnh mẽ làm màng thu được bền nhưng ứng suất nội sẽ rấtlớn.Ngược lại màng thu được từ dung dịch có nồng độ cao,tốc độ bốc hơi chậmhơn,màng được làm khô từ từ nên kém bền nhưng không có ứng suất nội.Vì vậy ta có thểthay đổi nhiệt độ điều chỉnh tốc độ bốc hơi,thay đổi độ nhớt và nồng độ tinh bột để thuđược màng có tính chất như mong muốn

Ngoài ra màng tinh bột thu được thường giòn và dễ rách là do việc hình thành cấutrúc cục bộ vững chắc trong suốt quá trình tạo thành màng.Do bề mặt kim loại không cókhả năng thay đổi kích thước nên sự hình thành cấu trúc cục bộ sẽ dẫn đến hình thành cácứng suất nội.Nếu ứng suất này bé hơn độ bền của màng ngay tại thời điểm đó thì màngkhông bị rách còn ngược lại thì sẽ làm rách màng

Khắc phục hiện tượng trên bằng cách tăng cao nhiệt độ tạo màng để làm tăng tốc độchuyển động nhiệt gây cản trở quá trình hình thành cấu trúc cục bộ,hoặc bổ sung các chấthóa dẻo(là những chất có khối lượng, kích thước nhỏ và có cùng bản chất)vào dung dịch.Các chất này sẽ nằm xen kẽ giữa các phân tử tinh bột và làm giảm lực liên kết giữachúng

3.5.1 Liên hệ với tinh bột đậu xanh

Về bản chất thì tinh bột đậu xanh cũng có thể dùng được trong các sản phẩm tạomàng.Thành phần tinh bột có chứa nhiều amylose nên màng thu được từ tinh bột đậuxanh sẽ cứng,giòn và ít trong hơn các loại tinh bột thông thường.Tuy nhiên do giá thànhcao và nguyên liệu hạt đậu xanh thì có thành phần dinh dưỡng cao nên tinh bột đậu xanh

ít được sử dụng trong sản xuất bánh tráng hoặc bánh cuốn…(thường là dùng tinh bột gao

có chứa trên 80% amylose).Chỉ trong một số sản phẩm bánh cuốn hoặc bánh xèo nhằmtăng thêm mùi vị và tính chất cảm quan cho bánh mới dùng bột đậu xanh kết hợp với bột

từ gạo để chế biến

3.6 Khả năng tạo sợi của tinh bột

Tinh bột cũng có khả năng tạo sợi,khả năng tạo sợi của tinh bột cũng dựa vào sự sắpxếp và định hướng giữa các mạch amylose và amylopectin trong hồ tinh bột.Tinh bộtchứa nhiều amylose thì khả năng tạo sợi tốt hơn và sợi thu được có chất lượng tốt hơnKhả năng tạo sợi là ứng dụng quan trọng nhất của tinh bột đậu xanh.Sợi thu được từ tinhbột đậu xanh sẽ có độ bền đứt cao và tính chất cảm quan tốt.Cơ chế tạo sợi và tính chấtcủa sợi hình thành sẽ được nói rõ ở phần ứng dụng của tinh bột đậu xanh trong sản xuấtmiến

4 Sản xuất tinh bột từ đậu xanh

4.1 Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột từ đậu xanh