Đang tải... (xem toàn văn)
tinh bột biến tính
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM MÔN: PHỤ GIA THỰC PHẨM Đề tài: TINH BỘT BIẾN TÍNH GVHD: Lê Văn Nhất Hoài Nhóm thực hiện: Nhóm 11 Lớp : DHTP7A TP.Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 10 năm 2013 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài LỜI CẢM ƠN Đầu tiên chúng em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh nói chung Viện công nghệ Sinh học Thực phẩm nói riêng tạo điều kiện cho chúng em có môi trường học tập thoải mái sở hạ tầng sở vật chất để chúng em hoàn thành tốt tiểu luận Chúng em chân thành cảm ơn thầy Lê Văn Nhất Hoài tận tình giúp đỡ chúng em tìm hiểu rõ môn Phụ gia thực phẩm Đồng cảm ơn góp ý tất bạn lớp tận tình góp ý để nhóm hoàn thành tốt tiểu luận Hy vọng thông qua nổ lực tìm hiểu tất thành viên, nhóm chúng em giúp bạn hiểu rõ tính chất chức tinh bột biến tính Từ đó, định hướng cho môn học chuyên nghành, bổ sung kiến thức hoàn thành có hiệu lực chuyên môn Vì giới hạn kiến thức thời gian nên nhóm trình bày cách tốt nhất, sai sót điều tránh khỏi, mong Thầy bạn có ý kiến đóng góp để chúng em hoàn thiện kiến thức Chúng em xin chân thành cảm ơn! Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài MỤC LỤC Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài LỜI MỞ ĐẦU Như biết tinh bột thành phần quan trọng thiếu nhiều ngành công nghiệp như: công nghiệp giấy, công nghiệp dệt, công nghiệp keo dán… đặc biệt ngành công nghiệp thực phẩm Đó tính chất đặc trưng tạo hình, tạo dáng, tạo khung, tạo độ dẻo, độ dai, độ dàn hồi, độ xốp, khả tạo màng, tạp gel cho nhiều sản phẩm Tuy nhiên tinh bột tự nhiên hạn chế nhiều tính chất, chưa đáp ứng nhiều yêu cầu khác công nghiệp Vì cần phải thay đổi cấu trúc, tính chất tinh bột tác nhân vật lý, hóa học enzyme tạo dẫn xuất tinh bột với phân tử bị cắt ngắn đi, nối dài xếp lại… để có tính chất đa dạng đáp ứng nhu cầu Đó gọi tinh bột biến tính Vậy biến tính tinh bột nào? Hãy tìm hiểu đề tài “TINH BỘT BIẾN TÍNH” để hiểu rõ cấu tạo, tính chất công dụng sản xuất thưc phẩm Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TINH BỘT VÀ TINH BỘT BIẾN TÍNH I/ Khái niệm, cấu tạo tính chất tinh bột 1) Khái niệm Tinh bột loại polysaccarit có khối lượng phân tử cao gồm đơn vị glucozo nối với liên kết -glycozit (C6H10O5)n Tinh bột bao gồm thành phần chính: amilozơ amilopectin Cả hai có công thức phân tử (C6H10O5)n C6H10O5 gốc α-glucozơ 2) Cấu tạo tính chất a Cấu trúc tính chất amiloza Amilozơ chiếm 20-30% khối lượng tinh bột Trong phân tử amilozơ gốc αglucozơ nối với liên kết α-1,4-glicozit tạo thành chuỗi dài không phân nhánh Phân tử khối amilozơ vào khoảng 150.000−600.000 (ứng với n khoảng 1000−4000) Phân tử amilozơ không duỗi thẳng mà xoắn lại thành hình lò xo Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài a) Các gốc α-glucozơ nối với liên kết α-1,4-glicozơ b) Mô hình phân tử amilozơ Phân tử Am bao gồm chuỗi xếp song song Am dạng tinh thể có cấu trúc xoắn ốc, vòng xoắn gồm phân tử glucozơ.Khi hạt tinh bột, dung dịch trạng thái bị thoái hoá, Am thường có cấu trúc mạch giãn, thêm tác nhân kết tủa vào Am chuyển thành dạng xoắn ốc.ở trạng thái xoắn ốc, Am cho màu xanh với iôt Đường kính xoắn ốc 12,97 Ao, chiều cao 7,91 Ao Phân tử Am có đầu khử đầu không khử, đầu khử có nhóm – OH glucozit Các gốc Am gắn lại với nhờ liên kết ỏ- 1,4 glucozit tạo nên chuỗi dài khoảng 500 -2000 đơn vị glucozơ, phân tử lượng trung bình 10000 - 300000 Am mạch thẳng tạo màng sợi với độ bền độ mềm dẻo cao Trong đóphân tử Ap phân nhánh nhiều nên tạo dạng sợi nhiều Am màng tạo thành dòn Am tách từ hạt tinh bột thường có độ hoà tan cao, song không bền nhanh chóng bị thoái hoá Trong đa số trường hợp dung dịch Am nhanh chóng tạo keo nhiệt độ cao Trong dung dịch, phân tử Am có khuynh hướng liên kết lại với tạo tinh thể Nếu tốc độ liên kết chậm Am tạo thành khối không tan hạt bị thoái hoá Còn nhanh dung dịch chuyển thành thể keo Khi tương tác với iôt, Am cho phức màu xanh đặc trưng Iôt tinh khiết không cho màu xanh thêm tinh bột Am mà xảy iôt pha KI HI Nếu đun nóng, liên kết hydro bị cắt đứt, chuỗi Am duỗi thẳng iôt bị tách khỏi dung dịch Am nên dung dịch màu xanh Am có khả tạo phức với nhiều cácc hợp chất hữu có cực không cực Phức vitamin A với Am thường bền bị oxi hoá b Cấu trúc tính chất amilopectin Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài Amilopectin chiếm khoảng 70-80% khối lượng tinh bột Amilopectin có cấu tạo phân nhánh Cứ khoảng 20-30% mắt xích α-glucozơ nối với liên kết α-1,4-glicozit tạo thành chuỗi Do có thêm liên kết từ C1 chuỗi với C6 chuỗi qua nguyên tử O (gọi liên kết α-1,6-glicozit) nên chuỗi bị phân nhánh mô tả hình Phân tử khối amilopectin vào khoảng từ 300.000−3.000.000 (ứng với n từ 2000 đến 200.000) a) Các gốc α-glucozơ nối với liên kết α-1,4-glicozơ b) Mô hình phân tử amilozơ Khác hẳn với Am, Ap hoà tan nước đun nóng tạo nên dung dịch có độ nhớt cao Khi đun nóng làm thay đổi sâu sắc không thuận nghịch cấu trúc phân tử Ap gây trạng thái hồ hoá tinh bột Phản ứng màu Ap với iôt xảy kết hình thành nên hợp chất hấp thụ Phản ứng với lectin phản ứng đặc trưng Ap Liên kết lectin với monosaccarit chủ yếu liên kết hidro Các nhóm OH C2, C4, C6của gốc monosacarit liên kết với lectin.Nghĩa muốn kết tủa với lectin phân tử polysacarit bắt buộc trạng thái nhánh Tiểu luận phụ gia thực phẩm Cấu tạo Tính chất Amiloza Gồm gốc glucozo tạo thành vòng xoắn ốc, liên kết 1-4 Glicozit, tạo mạch thẳng Độ hòa tan: Dễ hòa tan Tạo màu iot: Cho màu xanh Tạo độ bền GVHD: Lê Văn Nhất Hoài Amilopectin Gồm liên kết 1-4 Gluzit liên kết với 1-6 Glycozit tạo thành chuỗi xoắn ốc Khó hòa tan Cho màu tím, đỏ Tạo độ nhớt Bảng tóm tắt cấu tạo amilozo amilopectin c Tính chất - Tính chất hấp thụ Hạt tinh bột có cấu tạo lỗ xốp nên tương tác với chất hấp thụ bề mặt bên bên tinh bột tham dự Vì trình bảo quản, sấy chế biến thuỷ nhiệt cần phải quan tâm tới vấn đề Các ion liên kết với tinh bột thường ảnh hưởng đến khả hấp thụ tinh bột Khi nghiên cứu khả hấp thụ chất điện li hữu có ion lớn xanh metylen (tích điện dương) tinh bột, người ta nhận thấy tinh bột hấp thụ xanh metylen tốt Đường đẳng nhiệt hấp thụ loại tinh bột không giống Đường đẳng nhiệt hấp thụ loại tinh bột phụ thuộc cấu tạo bên hạt khả trương nở chúng - Độ hoà tan tinh bột Am tách từ tinh bột có độ hoà tan cao song không bền nhanh chóng bị thoái hoá trở nên không hoà tan nước Ap không hoà tan nước nhiệt độ thường mà hoà tan nước nóng Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài Trong môi trường axit tinh bột bị thuỷ phân tạo thành “tinh bột hoà tan” Nếu môi trường axit mạnh sản phẩm cuối glucozơ Còn môi trường kiềm, tinh bột bị ion hoá phần có hydrat hoá tốt Tinh bột bị kết tủa cồn, cồn dung môi tốt để tăng hiệu thu hồi bột - Phản ứng với iốt Khi tương tác với iot Am cho phức màu xanh đặc trưng Vì iốt coi thuốc thử đặc trưng để xác định hàm lượng Am tinh bột phương pháp trắc quang Để phản ứng với iôt, phân tử Am phải có dạng xoắn ốc để hình thành đường xoắn ốc đơn Am bao quanh phân tử iôt Các dextrin có gốc glucozơ không cho phản ứng với iôt không tạo thành vòng xoắn ốc hoàn chỉnh Axit số muối KI, Na2SO4 tăng cường độ phản ứng Cloral hydrat số chất khác lại ức chế cường độ phản ứng Am với hình thể xoắn ốc hấp thụ 20% khối lượng iôt tương ứng với vòng xoắn ốc phân tử iot Trong phân tử I2 –Am, phân tử iot chui vào vùng ưa béo xoắn ốc Với Ap xảy tương tác với iot, Ap cho màu tìm đỏ Về chất phản ứng màu iot Ap xảy hình thành nên hợp chất hấp phụ - Khả tạo phức Ngoài khả tạo phức với iôt, Am có khả tạo phức với nhiều hợp chất hữu có cực cực như: rượu no (izoamylic, butylic, izoprotylic), rượu vòng, phenol, xeton thấp phân tử, axit béo dãy thấp axit béo dãy cao, este mạch thẳng mạch vòng, dẫn xuất benzen có nhóm andehit, nitro parafin… Khi tạo phức với Am, chất tạo phức chiếm vị trí bên dọc theo xoắn ốc tương tự iốt Ngoài ra, Ap cho phản ứng đặc trưng với lectin Về chất phản ứng protein với polysacarit có mạch nhánh Khi lectin liên kết với lien kết -D – glucopiranozic nằm đầu cuối không khử Ap làm cho Ap kết tủa tách khỏi dung dịch 10 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài acid Biểu đồ sau cho thấy sơ lược độ nhớt khác tinh bột với mật độ liên kết ngang khác Bảng sau bảng Penford tinh bột liên kết ngang pH cần thiết cho tinh bột: Sản phẩm Mazaca 3541X Mazaca 3543X Mazaca 3544X Mazaca 3545X pH 4.5-6.0 305-5.0 2.6-4.0 2.0-3.0 47 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài Công thức cấu tạo tinh bột có cầu nối ngang b) Tinh bột liên kết với chất vơ cơ, hữu cơ: Acetylation hydroxylpropylation: Quy trình sản xuất: pha trộn tinh bột vào dung dịch kiềm với ether acetic anhydric hay alkylene oxide ty thuộc vào thay Quá trình thay diễn tinh bột trung hòa, lọc , rửa làm khô Kết trình thay phân tử tinh bột tách rời đáng kể hạt tinh bột Sự hấp thụ nước trở nên dễ dàng hơn, nhiệt độ cho trình tạo gel thấp khoảng từ 2-10 oC tùy thuộc vào mức độ thay Tinh bột biến tính hai lần dạng không bị thối hóa, chí nhiệt độ điểm đông đặc nước, giữ lại kết cấu ngắn bền với tác động học acid tinh bột có liên kết ngang 48 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài Tinh bột acetyl hóa với acetic andhyric 49 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài Tinh bột Hydroxyl propyl hóa Tinh bột carboxylmethyl + Nhóm hydrogen phân tử tinh bột thay nhóm carboxymethyl tạo tinh bột carboxymethyl Công thức cấu tạo tinh bột cacboxymethyl + Thêm nhóm Carboxymethyl làm cho tinh bột bị hư hỏng nhiệt, vi khuẩn Loại tinh bột dùng chất phụ thêm dầu chiên + Nhóm Carboxymethyl làm cho tinh bột thêm háo nước,ứng dụng aspirin loại thuốc khác để làm cho thuốc mau tan + Những mạch carbon dài vào carboxymethyl, carboxyethyl làm hạn chế khả tái tạo lại cấu trúc tinh bột Telomere hóa với butadien: + Phần tinh bột kỵ nước ứng dụng việc chế tạo giấy không thấm nước, tổng hợp nhựa làm sơn trang trí, làm chất polymer tự phân huỷ sinh học 50 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài + Quá trình xảy nhờ vào butadiene telomere hoá tinh bột tạo sản phẩm octadienyl ethers khó bị khử Khả nối tiếp từ đến phụ thuộc vào nhiệt độ, tỉ lệ butadiene/sucrose chất xúc tác tự nhiên đặc trưng + Các tinh bột biến tính dạng thể tính kỵ nước mạnh, hoà tan nước Chúng thường dùng việc sản xuất latex ngành nghiên cứu lưu biến học sản phẩm cuối tác nhân làm đặc + Hydro hóa liên kết C=C bề mặt mắc xích tinh bột biến tính thực với có mặt phức tan palladium Hydro hóa có chức điều kiện để sản xuất tinh bột biến tính: tinh bột butadiene sản xuất 90 oC bị hydro hóa hoàn toàn xảy phản ứng tinh bột thay sản xuất 50oC 51 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài + Bên trái hình tinh bột biến tính dạng telomere 50 oC,bên phải 90oC.Ở 50oC trông tinh thể giống tinh bột tự nhiên, 90 oC hạt tinh bột to với bề mặt ghồ ghề Tinh bột phosphate: + Các gốc OH carbon C2, C3, C6 phân tử tinh bột liên kết với H3PO4 muối phosphate tạo tinh bột phosphate Tinh bột ether: + Đây phản ứng xảy 2-diethyaminoethylchloride ((C 2H5)2-N-CH2CH2-Cl) tinh bột môi trường kiềm tạo sản phẩm tinh bột ether - nhóm tinh bột cationic quan trọng Gắn nhóm amino thứ vào phân tử tinh bột làm cho có khả mang chất quan trọng hoà tan vào H 2O Tính chất hữu dụng tinh bột dùng chất ẩm thêm vào cuối việc sản xuất giấy bảng giấy tính chất điện tử ion dương vào sợi phân tử cellulose Tính chất không phụ thuộc vào tinh bột mà phụ thuộc vào chất titanium dioxide, calcium carbonate bột giấy đặc Cationic có vai trò làm bền liên kết sợi cellulose + Các loại thuốc thử nhóm dialkylamino alkyl epoxides, dialkylamino alkyl halides 3-dibutylamino 1,2-epoxy propane, 2-dimethylamino isopropyl chloride… + Công nghệ sản xuất :Tinh bột đưa vào bình phản ứng tạo môi trường kiềm cách thêm vào soda hoạt tính Natri Chloride thêm vào để ngăn cản khả 52 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài trương nở tinh bột làm tăng khả hấp phụ kiềm tinh bột Tiếp tục khuấy nhóm amine thứ ba thêm vào Hỗn hợp giữ 50 oC vài để pH đạt tới 3-5 pha loãng HCl vào Sau tẩy rửa, cô đặc, khử nước, làm khô, đóng gói Tinh bột cationic ether làm thay đổi thành phần bột kết hợp với tinh bột bình thường Bột có độ thoái hoá hơn, tăng khả giữ nước, tăng độ nhớt c) Tinh bột ester: + Tinh bột bị ester hoá biến tính với acid Ester sản phẩm phản ứng rượu acid Khi tinh bột nhóm hydroxyl acid hydrogen, chúng kết hợp lại tạo thành ester + Sử dụng acid acetic để ester hoá tạo tinh bột acetate Tinh bột acetate khó tạo hồ tinh bột so với tinh bột thường Ứng dụng tinh bột acetate dùng việc chế tạo màng polymer cho dược phẩm, sản xuất đồ hộp, thực phẩm khô, sử dụng công nghiệp dệt, giấy + Tinh bột xử lý với acid fomic tạo tinh bột lưới có độ bền nhiệt cao d) Tinh bột polymer hóa: Polymer siêu hấp thụ nước: + Vật liệu polymer siêu hấp thụ nước ứng dụng nông nghiệp có khả giữ ẩm chế tạo thành công phương pháp biến tính tinh bột sắn với axit acrylic + Polymer siêu hấp thụ nước vật liệu có khả giữ 100g nước/1g polymer khô Vật liệu sử dụng nhiều lĩnh vực khác như: sản xuất sản phẩm chăm sóc vệ sinh, làm phụ gia chống thấm xây dựng, sản xuất nước hoa khô, đệm chống thấm, tác nhân làm đặc, v.v Polymer siêu hấp thụ nước làm tăng hiệu sử dụng phân bón ion thành phần phân bón khuếch tán vào lỗ xốp mạng lưới polymer liên kết với nhóm - COO axit acrylic (nhờ liên kết phối trí, lực hút tĩnh điện ) Polymer siêu hấp thụ nước có tác dụng làm bền cấu trúc đất, có khả phân huỷ sinh học 53 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài Polymer phân hủy sinh học: Ứng dụng phương pháp biến tính tinh bột để nghiên cứu tạo sản phẩm polymer phân huỷ sinh học (còn gọi polymer tự phân huỷ) Có dạng sản phẩm có khả tự phân huỷ: +Vật liệu polymer phân huỷ sinh học sở nhựa LDPE (low-density polyethylene) với tinh bột, có tham gia ethylen-acrylic axit (EAA) polycaprolacton (PCL) chất trợ tương hợp (sản phẩm A) +Vật liệu polymer sở ghép maleic-anhydrid (MA) lên mạch PE tổ hợp với tinh bột (sản phẩm B) +Vật liệu polymer-blend sở nhựa LDPE với tinh bột, biến tính với polyvinlylancol (PVA) (sản phẩm C) +Vật liệu polymer-blend sở nhựa LDPE với tinh bột, biến tính với Acetatxenluloza (sản phẩm D) +Vật liệu polymer cách ghép PEg-MA với tinh bột biến tính với EAA v PCL (sản phẩm E) + Ứng dụng polime phân huỷ sinh học: Làm màng phủ cho lạc giúp rút ngắn thời gian sinh trưởng lạc từ đến 10 ngày, tăng suất cho lạc từ 4,5 đến 7,1 tạ/ha, màng phủ polymer tự huỷ huỷ hoàn toàn khoảng 170 ngày + Dùng màng phủ tự phân huỷ làm ti cho bầu ươm cây: Bầu ươm có tác dụng giữ nhiệt, giữ ẩm, kích thích sinh trưởng 54 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài III.Thủy phân tinh bột: 1) Thuỷ phân acid: Thuỷ phân tinh bột hồ hoá sơ bộ: + Tinh bột biến tính acid thường dạng tinh bột hồ hoá sơ thể tính nhớt nhiệt độ thấp nhiệt độ hồ hoá tinh bột bình thường Điều đun nhẹ với acid làm mắc xích tinh bột bị khử phá huỷ liên kết thành mạch nhỏ thẳng, dễ liên kết lại với tạo hồ tinh bột Quá trình gây biến đổi hồ tinh bột nóng chí có thoái hóa + Công nghệ sản xuất đơn giản bao gồm xử lý hồ tinh bột với HCl vừa đủ, trộn lẫn HCl tinh bột để phản ứng xảy đồng Hỗn hợp giữ 50-55 oC nhiều đến đạt trạng thái lỏng cần thiết (có phân tử dạng xoắn vòng) Sau rửa sạch, cô đặc khử nước, đóng gói sản phẩm Rang khô tinh bột với acid: + Acid sử dụng công nghiệp để sản xuất dextrin, maltodextrin vài loại sirô có giá trị D.E khoảng 40 Quá trình tiến hành thiết bị liên tục gián đoạn 15-20 phút, nồng độ tinh bột từ 35-40%, nồng độ HCl từ 0,015-0,02 N, nhiệt độ từ 140-160oC Sau đạt D.E yêu cầu, sản phẩm trung hoà Natri carbonate Hạn chế: Hiệu suất thủy phân thấp, dung dịch sau thủy phân bị nâu hoá mạnh, có nhiều sản phẩm phụ không mong muốn dẫn đến chi phí để tinh cao, ảnh hưởng đến môi trường sinh thái gây nhiều khó khăn xử lý nước thải Ứng dụng: Tinh bột biến tính dùng làm mứt dẻo, chất tạo màu, mùi 55 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài Tinh bột thủy phân acid 2) Thủy phân enzyme: Dịch hoá tinh bột : + Mục đích: Chuyển hệ huyền phù hạt tinh bột thành dạng dung dịch hòa tan dextrin có nhiều mạch ngắn + Nhiệt độ 100oC để loại bỏ phức lipid amylose Sử dụng enzym bền nhiệt độ 105oC: -amylase vi khuẩn Bacillus Licheniformis giúp giảm nhiệt độ hồ hoá phải môi trường có pH > 5,9 + Trong trình dịch hoá, pH phải điều chỉnh vùng trung tính, thêm ion Ca2+ để tăng độ bền enzym + Các enzym -amylase lấy từ: - Vi khuẩn Bacillus Subtilis: chịu nhiệt 80-85 oC - Vi khuẩn Bacillus Lichesuformis, vi khuẩn Bacillus Stearothermophilus: chịu nhiệt 90-100 oC + Phương pháp thuỷ phân hai lần để tăng khả lọc sản phẩm - Bước 1: Enzym bền nhiệt sử dụng để thuỷ phân tới DE=4-8, sau đun tới 140 oC 56 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài - Bước 2: Thêm enzym vào thuỷ phân 95-100 oC + Các phương pháp dùng enzym: Quá trình Chuẩn bị Thuỷ phân, gia nhiệt, thuỷ phân [S]:30-35% Ca:300ppm pH: 6,2-6,5 Alpha-S [S]: 30-35% [Ca]:100ppm pH: 5,8-6,2 Alpha -L/st [S]: 30-35% [Ca]:100ppm pH: 5,8-6,2 Alpha -L/st [S]: 30-35% [Ca]:100ppm pH: 5,8-6,2 Alpha -L/st [S]: 30-35% Thêm Ca Không điều chỉnh pH Thuỷ phân nhiệt độ cao Thuỷ phân lần, gia nhiệt lần Thuỷ phân lần, gia nhiệt lần Dịch hóa nhiệt độ cao Gia nhiệt Thuỷ phân Gia nhiệt Thuỷ phân 85-88 oC DE 4-8 130-140 oC 5-10 phút 85-88 oC Alpha-S 130-140 oC 2-5 phút 95-100 oC Alpha -L/st 105-108 oC 5-10 phút 95-100oC 105-108 oC 5-10 phút 95-100oC DE 4-8 145-150 oC 15-60 giây 95-100oC Alpha -L/st 150-160 oC 4-8 phút 95-100oC pH=5,6-6,2 Alpha -L/st 85-95 oC Alpha -L/st Chú thích: + [S]: nồng độ chất + [Ca]: nồng độ ion Canxi + Alpha-S: -amylase B.Subtilis + Alpha-L/st: -amylase B.Licheniformis B.Stearothermophilus Đường hoá tinh bột: + Sau dịch hóa, chất dịch thủy phân thành glucose, maltose, oligosaccharide tác dụng enzym GA, -amylase, β-amylase tuỳ vào tính chất sản phẩm cuối + Cơ chất dextrin DP 8-12 + pH điều chỉnh để đường hoá tiếp GA + Mục đích việc thay đổi pH dừng phản ứng α-amylase để giữ mạch dài tối ưu đưa pH pH tối kích enzym đường hóa 57 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài + Khó khăn trình khả thuỷ phân liên kết α-1,6 glucoside các` enzyme đường hóa làm hiệu suất thủy phân thấp tượng chuyển gốc glucose tạo sản phẩm phụ isomaltose Do để tăng tỉ lệ đường hóa cách sử dụng kết hợp enzyme thủy phân liên kết nhánh có pH nhiệt độ tối ưu giống với enzym Khi hiệu suất thủy phân tăng lên 94-95,5% 3) Thuỷ phân tinh bột sống chưa hồ hóa: + Khi chưa hồ hóa, hạt tinh bột tồn dạng bán tinh thể không tan, bền vững với nhiều chất hóa học enzym + Khi hồ hoá nhiệt độ, kết hợp với enzym thuỷ phân tinh bột dạng hạt giúp phản ứng dịch hoá, đường hoá xảy nhanh + Các enzym thuỷ phân: - α-amylase GA ngoại bào Aspergillus: thuỷ phân tinh bột bắp, khoai tây - Amyloglucosidase Awamori có hoạt tính cắt liên kết nhánh, có khả hấp thu bề mặt tinh bột thuỷ phân chúng, hoạt độ tối ưu pI= 3,4 - α-amylase từ Lactobacillus amylovorus: thuỷ phân khoai tây, hấp phụ bề mặt khoai tây thuỷ phân chúng + Ảnh hưởng: Phụ thuộc vào nguồn tinh bột, liên kết amylose amylopectin Hình hạt tinh bột sắn sống chưa hồ hoá thuỷ phân amylase: Chú thích: A: Bề mặt tinh bột sắn chưa bị enzyme công B: Bề mặt tinh bột sắn bị công α-amylase từ B.Subtilis SH C,D: Bề mặt tinh bột sắn bị công glucoamylase từ A.Kawashaki 58 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài B Nguồn khai thác sản xuất sản phẩm tinh bột Tình hình sản xuất sử dụng sản phẩm tinh bột giới Tinh bột xuất khắp nơi giới thực vật có số nguyên liệu dùng phổ biến thương mại Trên 90% tinh bột sản xuất Mỹ từ ngô, khoai tây, lúa mì Khoai tây đóng vai trò quan trọng công nghiệp tinh bột Châu Âu Pháp, Đức, Hà Lan Thụy Điển Tinh bột sắn tinh bột cọ (Sago starch) sản xuất nhiều quốc gia nhiệt đới Brazil, miền đông nước Mỹ, Châu Phi … Có giá trị tinh bột huỳnh tinh sản xuất Châu Phi, St Vincent, Caribean Theo tài liệu cung cấp A.C.C năm 1996 sản kượng nguyên liệu sản phẩm tinh bột giới EU vào năm 1995 xấp xỉ 37.10 sản xuất từ ngô, sắn lúa mì khoai tây, 27.6 10 (74%) tinh bột ngô, 3.710 (10%) tinh bột sắn, 2.9 106(8%) tinh bột lúa mì 2.7 106 (7%) tinh bột khoai tây Tinh bột sản xuất vượt trội nước công nghiệp hoá cao Mỹ, Châu Âu Nhật Bản Tình hình sản xuất sử dụng tinh bột Việt Nam Ở nước ta, lương thực chiếm vị trí quan trọng sản xuất nông nghiệp nguồn nguyên liệu quan trọng cho nhiều nghành công nghiệp, có công nghiệp sản xuất tinh bột dẫn xuất tinh bột Nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất tinh bột loại củ sắn, khoai lang, khoai tây, dong riềng, huỳnh tinh… Và nguyên liệu hạt hạt gạo, ngô Trong năm gần đây, suất diện tích trồng lương thực nói ngày tăng Năm 1997, diện tích trồng ngô 12253 với sản lượng 1034200 tấn/năm, diện tích trồng khoai lang 4018 với sản lượng 2399900 tấn/năm, diện tích trồng sắn 277400 với sản lượng 2211500 tấn/năm Như vậy, hàng năm nước ta có triệu sắn củ Hiện nay, phủ tập trung nỗ lực đẩy mạnh thâm canh để tăng sản lượng lúa ngô, mở rộng diện tích trống sản lượng từ triệu năm 2000 tăng lên 2.183 triệu năm 2003, đầu tư phát triển vùng nguyên liệu cho 41 nhà máy chế biến sắn, sản lượng phấn đấu đạt 3.2 triệu tấn/năm Ngoài có nguồn nguyên liệu khác khoai tây, dong riềng… có sản lượng đáng kể Tuy nhiên, phần nhỏ nguồn nguyên liệu nói chế biến thành sản phẩm thực phẩm tinh bột, đường mật tinh bột, mì chính, miến sợi, hạt chân châu… theo nhiều quy trình khác với qui mô lớn, vừa nhỏ Còn lại chủ yếu làm thức ăn cho gia súc 59 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài Tinh bột chủ yếu sản xuất theo phương pháp thủ công nên hiệu xuất thu hồi thấp, hàm lượng tinh bột chưa cao phẩm chất chưa tốt Gần nước ta nhập số dây chuyền công nghệ chế biến tinh bột sắn qui mô công nghiệp Một số nhà máy chế biến tinh bột như: Vi thai tapico.Co, ltd Gia Lai, VedanViệt Nam Enterprise Co.Ltd đồng nai, Formosatapico Co.Ltd Quảng nam, hai nhà máy sản xuất tinh bột sắn tỉnh Tây Ninh Singapo Thái Lan đầu tư, nhà máy tinh bột sắn Sơn Tịnh – Quảng Ngãi… Các sản phẩm tinh bột biến tính sản xuất với qui mô công nghiệp chủ yếu xiro gluco, gọi mật tinh bột Các sản phẩm khác maltodextrin, tinh bột tan… chưa ý đầu tư thích đáng dừng mức độ nghiên cứu phạm vi phòng thí nghiệm KẾT LUẬN Qua tìm hiểu đề tài này, thấy tinh bột tinh bột biến tính có nhiều ứng dụng ngành công nghiệp nay, đặc biệt ngành công nghệ chế biến thực phẩm, phụ gia thiếu hầu hết sản phẩm thực phẩm Nó góp phần làm cho nguồn thực phẩm ngày đa dạng hơn, đáp ứng đầy đủ nhu cầu người sống 60 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài TÀI LIỆU THAM KHẢO Phụ gia bao bì thực phẩm - Đỗ Văn Chương, NXB Lao Động (2010) Phụ gia thực phẩm – Đàm Sao Mai, NXB Đại học Quốc Gia TPHCM (2012) http://www.google.com Hóa sinh công nghiệp - Lê Ngọc Tú, NXB Khoa Học Kĩ Thuật (2004) Stig E.Friberg and Ka’re Larsson (1997) Food emulsion, fourth edition, revised and expanded Mercel Dekker Inc 61 [...]... ứng dụng tính chất này để sản xuất bánh phồng tôm II/ Tinh bột biến tính - Khái niệm: Tinh bột biến tính là tinh bột đã bị thay đổi lý tính của tinh bột như tính tan, tính dính, màu sắc, mùi vị tinh bột nhằm mục đích tạo mặt hàng mới, tăng giá trị cảm quan, cải biến các tính chất của sản phẩm phù hợp với nhu cầu sử - dụng Phân loại: Dựa trên bản chất những biến đổi xảy ra trong phân tử tinh bột, Kovalxkaia... 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... rõ rệt, chứng tỏ tính không tan của kiểu tinh thể - Sự trương nở và hồ hóa tinh bột Khi hoà tan tinh bột vào nước thì có sự tăng thể tích hạt do sự hấp thụ nước làm hạt tinh bột trương phồng lên Hiện tượng này gọi là hiện tượng trương nở của tinh bột Độ tăng kích thước trung bình của một số loại tinh bột khi ngâm vào nước như sau: tinh bột bắp 9.1%, tinh bột khoai tây 12.7%, tinh bột khoai mì 28.4%... phân tử tinh bột bắt đầu kết hợp lại tạo thành liên kết Hydro và có khuynh hướng siết chặt lại hay giải phóng nước Quá trình giải phóng nước này gọi là sự syneresis Bên dưới là bảng của Penford về tinh bột chưa được biến tính: 27 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài TINH BỘT CỦA PENFORD Tinh bột lúa mì Tinh bột bắp thường Tinh bột bắp nếp Tinh bột khoai tây giàu amylose Tinh bột khoai... 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... – 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 xảy ra quá trình dextrin hoá tinh bột, điều này ảnh hưởng tới độ nhớt cũng như độ bền gel,... 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... 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... Hoài Biến tính bằng xử lí tổ hợp để thu được tinh bột keo đông - 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. .. bánh Bắt đầu đun dung dịch tinh bột bắp 5% thì tinh bột bắp biến tính nhẹ,nước được hấp phụ nhẹ trên bề mặt hạt tinh bột Thậm chí ngay cả khi ở nhiệt độ phòng thì sự hấp phụ nước cũng đã xảy ra (27oC) Khi đun dung dịch tinh bột bắp 5% tới 40 oC thì nước được hấp phụ nhiều hơn trên bề mặt hạt tinh bột, các liên kết hidro giữa mạch polymer tinh bột yếu dần Vài loại hạt tinh bột có thể hấp thụ nước Đun ... học tinh bột bị thay đổi tính chất Dựa chất biến đổi xảy phân tử tinh bột, tinh bột biến tính hóa chất chia thành loại: tinh bột cắt tinh bột thay Tinh bột cắt: Tính chất: Độ nhớt thấp, mạch tinh. .. tinh bột chưa biến tính: 27 Tiểu luận phụ gia thực phẩm GVHD: Lê Văn Nhất Hoài TINH BỘT CỦA PENFORD Tinh bột lúa mì Tinh bột bắp thường Tinh bột bắp nếp Tinh bột khoai tây giàu amylose Tinh bột. .. dụng Phân loại: Dựa chất biến đổi xảy phân tử tinh bột, Kovalxkaia chia tinh bột biến tính hóa chất thành loại: tinh bột cắt tinh bột bị thay Nhóm tinh bột cắt: phân tử tinh bột xảy tượng phân cắt