Tinh bột đã đƣợc biết đến từ hàng nghìn năm. Ngƣời La Mã gọi là amilum, một từ bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp là amilon. Năm 1804 Bouillon-langrange lần đầu tiên đã thuyết trình sự sản xuất dextrin bằng cách nung tinh bột. Năm 1821, một trận hỏa hoạn xảy ra ở nhà máy dệt Dublin, nơi mà sử dụng tinh bột nhƣ một chất phụ gia (sizing additive). Sau khi ngọn lửa đã đƣợc dập tắt, một trong những ngƣời công
20
nhân thấy rằng một số tinh bột đã chuyển sang màu nâu bởi nhiệt độ và hòa tan trong nƣớc rất nhiều. Năm 1811, Kirehoff đã khám phá rằng đƣờng có thể sản xuất từ tinh bột khoai tây bằng cách thủy phân với acid, vì sự nhập cây mía đƣờng ở Đông Ấn trong giai đoạn này bị hạn chế bởi chiến tranh Napoleonic, thì kỹ thuật này đã đƣợc ứng dụng để thay đổi độ ngọt tự nhiên. Đầu năm 1830, cùng lúc với việc mở rộng nhà máy tinh bột khoai tây, đƣờng từ tinh bột đã đi vào sử dụng trong sản xuất rƣợu ở đức. Nacgeli (1874) đã chỉ ra rằng, hạt tinh bột thủy phân bằng acid sẽ cung cấp mạch phân tử ngắn. Sản phẩm của Nacgeli và những sản phẩm khác của Lintner (1886) đã tạo thành một nền cơ bản cho tính dễ tan của tinh bột.
Ngày nay tinh bột biến hình ngày càng đƣợc sử dụng phổ biến vì các tính chất chức năng của tinh bột đƣợc cải thiện hơn ví dụ: Tinh bột ở dạng không biến tính, khi sử dụng trong công nghiệp thực phẩm bị hạn chế. Các hạt tinh bột bắp nếu ở dạng chƣa biến tính, khi đun nóng sẽ dễ dàng hyđrat hoá, trƣơng nhanh rồi vỡ hạt làm giảm độ nhớt để tạo nên một khối keo và dễ chảy. Vì vậy làm hạn chế phạm vi ứng dụng của tinh bột này trong nhiều loại thƣơng phẩm. Nhƣợc điểm của tinh bột tự nhiên thể hiện ở tính chảy tự do hay tính kị nƣớc của hạt tinh bột, tính không hoà tan, tính kém trƣơng nở, độ nhớt tăng trong nƣớc lạnh, sự tăng quá hay không điều chỉnh đƣợc độ nhớt sau khi nấu. Sự dính kết hay tạo hỗn hợp giống cao su đối với những loại tinh bột đã nấu, đặc biệt là ngô nếp, khoai tây, tinh bột sắn, tính dễ thoái hoá khi kéo dài thời gian đun nóng hay giảm pH. nghiên cứu sản xuất tinh bột biến hình góp phần tăng giá trị của tinh bột và góp phần phát triển nền kinh tế. Những hạn chế của tinh bột tự nhiên không thể sử dụng trong công nghiệp thực phẩm nhƣ:
Dễ dàng bị cắt: khi nấu tinh bột tự nhiên đễ bị vỡ trong suốt quá trình chế biến, mất độ nhớt. Để khắc phục nhƣợc điểm đó tinh bột phải đƣợc biến đổi để liết kết các phân tử tinh bột lại tạo liên kết gọi là liên kết ngang sẽ khắc phục đƣợc nhƣợc điểm này.
Sự ổn định kém: sau khi nấu tinh bột tự nhiên nhanh chóng trở nên trong suốt và thoái hóa. Quá trình này sẽ đƣợc thúc đẩy ở điều kiện đông lạnh và tan giá.
Giảm độ hòa tan: tinh bột tự nhiên rất khó hòa tan trong nƣớc, để tăng độ hòa tan ta có thể dung enzyme hoặc acid để thủy phân và phân cắt các mạch phân tử trong tinh bột để tăng độ hòa tan.
Tinh bột đã đƣợc biến hình lần đầu để khắc phục những thiếu sót trên vào cuối những năm 1930, tinh bột đã đƣợc sử dụng nhƣ một chất làm dày trong thực phẩm đóng hộp, làm dày trong chả cá, chả thịt và bánh pudding. Tinh bột có thể biến hình bằng 3 phƣơng pháp: vật lý, sinh học và hóa học. Tinh bột có thể đƣợc biến đổi về
21
vật lý để cải thiện độ hòa tan trong nƣớc và thay đổi đặt tính của hạt. Các phƣơng pháp biến đổi vật lý liên quan đến việc xử lý hạt tinh bột tự nhiên với nhiệt ẩm và hồ hóa sơ bộ. Tinh bột đƣợc biến hình một cách rộng rãi bằng phƣơng pháp hóa học, những phƣơng pháp hóa học phổ biến nhất là xử lý bằng acid, tạo liên kết ngang và oxy hóa, thay thế bao gồm ester hóa và ether hóa. Bên cạnh đó sự phát triển của công nghệ sinh học cung cấp những phƣơng pháp khác nữa cho sự biến hình tinh bột bằng cách sử dụng enzyme.
* Các phƣơng pháp biến hình tinh bột
- Biến tính tinh bột bằng phƣơng pháp vật lý + Phá hủy tinh bột bằng lực cơ học
+ Gia nhiệt ở nhiệt độ cao + Biến tính bằng hồ hóa sơ bộ
+ Biến tính bằng cách trộn với chất rắn trơ - Biến tính tinh bột bằng phƣơng pháp hóa học + Biến tính nhẹ bằng acid
+ biến tính bằng phƣơng pháp oxy hóa
+ biến tính bằng xử lý tổ hợp để thu nhận tinh bột keo đông + Biến tính bằng cách tạo ra liên kết ngang
+ Biến tính bằng cách gắn thêm nhóm phosphate
- Biến tính tinh bột bằng enzyme: Thƣờng sử dụng enzyme amylase để phân cắt phân tử tinh bột tạo ra các sản phẩm nhƣ:
+ Mantodetrin
+ Đƣờng ngọt glucozơ và fructozơ + Polyol, sorbitol, mannitol
+ Acid amin : MSG, lyzine + Acid hữu cơ : acid citric
+ Rƣợu : Ethanol, axetol, butenol