Phương pháp biến hình sinh học thường có ưu điểm hơn các phương pháp khác bởi vì:
-Sự phân cắt tinh bột bằng enzym thường đặc hiệu hơn, có thể tạo được sản phẩm đặc thù, độ tinh khiết cao, hiệu suất thu hồi cao.
-Phản ứng xảy ra nhanh và dễ điều chỉnh bằng các thông số toC, pH, thời gian phản ứng, nồng độ cơ chất, nguồn enzym, nồng độ enzym,…
-Công nghệ đơn giản, ít gò bó, không đòi hỏi thiết bị phải chịu acid nên chi phí thiết bị thấp.
-Có thể dùng nguyên liệu là bột, không nhất thiết phải là tinh bột như phương pháp acid,…
Biến hình tinh bột bằng phản ứng thủy phân có enzym để thu nhận các sản phẩm, đặc tính và ứng dụng của chúng:
-Quá trình dextrin hóa và thu nhận maltodextrin. Trong công nghiệp chế biến thực phẩm, maltodextrin là những chất phụ gia rất được quan tâm để chế tác các thực phẩm cho trẻ em, thực phẩm ăn kiêng, thực phẩm dùng để truyền trực tiếp cho bệnh nhân nặng; ngoài ra, nó còn được sử dụng như những tác nhân tạo cấu trúc: tạo độ đặc, độ nhớt cho thực phẩm lỏng kiểu nước xốt, chất kết dính trong sản xuất thức ăn chín...Trong công nghiệp sản xuất mứt quả, maltodextrin được dùng thay cho gôm Arập để sản xuất kẹo
gôm, và kẹo cứng, làm tăng độ dẻo của kẹo caosu, và giảm được sự hồi đường của kẹo,…
Một số maltodextrin có thể được sử dụng thay cho chất béo trong các sản phẩm như bơ và mỡ gầy. Dung dịch 20425% maltodextrin này (chứa tới 5% đường glucoza, maltoza, và maltotrioza) sau một vài giờ có thể chuyển thành một dạng gel thuận nghịch có cấu trúc giống cấu trúc của chất béo, Trong thành phần của các sản phẩm thực phẩm, hàm lượng maltodextrin không cao.
-Đường hóa: sự thủy phân sâu sắc tinh bột tạo đường glucoza, các oligosaccarit thấp phân tử (maltoza, maltotrioza,…).
Dựa vào chỉ số DE cho ta biết mức độ thủy phân và tính chất chung của dịch thủy phân tinh bột (DE của maltodextrin là 20, của các siro glucoza là 20497, của dịch thủy phân là trên 97).
+DE càng cao thì dịch đường tinh bột càng có độ ngọt cao, và khả năng kết tinh càng lớn.
+Khả năng giữ nước và tạo áp suất thẩm thấu: dịch đường có DE thấp, khả năng duy trì độ ẩm cao. Tính chất này có lợi đối với các sản phẩm như bánh biscuit, bánh mì, kem bởi lẽ một lượng ẩm nhất định sẽ mang lại cảm giác tươi mới, nhưng đối với các sản phẩm như mứt kẹo, thì khả năng hấp thụ nước làm cho sản phẩm trở nên đục và dính. Mặt khác, các sản phẩm thủy phân tinh bột có DE cao (các siro glucoza, các dịch đường thủy phân (hydrolysat)) có thể duy trì được áp suất thẩm thấu cao trong môi trường, nhờ vậy mà nó hạn chế được sự xâm nhập của vi sinh vật không có lợi, tính chất này đặc biệt được ứng dụng trong sản xuất các loại mứt.
+Khả năng tạo nhớt của dịch đường tinh bột: độ nhớt giảm rất nhanh khi DE tăng. Các sản phẩm DE thấp được sử dụng như tác nhân làm đặc, trong khi đó các sản phẩm có DE cao được dùng làm chất hóa dẻo cho sản phẩm.
+Khả năng lên men cũng là một thuộc tính của các sản phẩm thủy phân tinh bột có DE cao, khả năng này được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp: dược phẩm, hóa học, thực phẩm.
-Các sản phẩm đặc thù:
+Sorbitol: là sản phẩm thu nhận bằng phản ứng hydro hóa glucoza và tính chất của sorbitol được mô tả như sau:
+khả năng giữ nước cao.
+khả năng chịu nhiệt cao.
+tác dụng làm chậm sự kết tinh của saccaroza và glucoza.
+độ ngọt thấp.
+độ nhớt của dung dịch tương đối thấp.
+tạo phức với kim loại nặng, ứng dụng trong bảo quản chất béo. Sorbitol được ứng dụng làm hàng mỹ phẩm, làm giấy, keo dán,…
+ H2
Xúc tác Cu
+H2 +H2
Glucoizomeraza
+Maltitol: được sử dụng chủ yếu làm chất tạo ngọt, không hút nước, có giá trị dinh dưỡng thấp, ứng dụng nhiều để làm kẹo cao su, trong công nghiệp sản xuất nhựa, chất hóa dẻo.
Sơ đồ: Phản ứng thu nhận maltitol
Sơ đồ: Các đường hướng biến hình sinh học tinh bột và các sản phẩm.
Ngoài ra, người ta còn biến hình tinh bột bằng phản ứng tổng hợp có enzym và sự chế tác cyclodextrin được ứng dụng nhiều trong các ngành công
Tinh bột
Sản phẩm có tỷ lệ chuyển hóa thấp Sản phẩm có tỷ lệ chuyển hóa cao Hóa lỏng dung dịch
Đường hóa
Sản phẩm thủy phân tinh bột Thủy phân có enzym
Maltodextrin Dung dịch glucoza
Hydro hóa
Maltitol Hydro hóa
Lycasin l D – glucoza Đồng phân hóa Dung dịch 42% Fructoza Dung dịch 55490% Fructoza Hydro hóa Maltitol Hydro hóa Sorbitol Dextrin hóa Polydextroza glucoza fructoza Sorbitol Maltitol
nghiệp dược phẩm, thực phẩm, mỹ phẩm, hóa dược, nông nghiệp và nông hóa,…
Chương 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU