CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.2. Tổng quan về tinh bột
1.2.4.1. Phản ứng thủy phân
Một tính chất quan trọng của tinh bột là quá trình thủy phân liên kết giữa các đơn vị glucose bằng acid hoặc bằng enzyme. Acid có thể thủy phân tinh bột ở dạng hạt ban đầu hoặc ở dạng hồ hóa. Một số enzyme thường dùng là -amylase, -amylase. Acid và enzyme giống nhau là đều thủy phân các phân tử tinh bột bằng cách thủy phân liên kết -D (1,4) glycosidic. Đặc trưng của phản ứng này là sự giảm nhanh độ nhớt và sinh ra đường. Trước đây, phản ứng này là phương pháp để sản xuất dextrose và siro tinh bột. Ngày nay, thủy phân bằng enzyme đã thay thế một phần hay hồn tồn phương pháp acid vì phương pháp này cho hiệu quả kinh tế cao hơn. Ngược lại với enzyme, acid xâm nhập vào tinh bột chưa bị hồ hóa gây nên sự thủy phân ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ hồ hóa của tinh bột. Điều này được ứng dụng để sản xuất tinh bột biến tính acid [21,30].
1.2.4.2. Phản ứng tạo phức
Phản ứng đặc trưng của tinh bột là phản ứng với Iodine. Khi tương tác với Iodine, Am sẽ cho phức màu xanh đặc trưng. Để phản ứng được thì các phân tử Am phải có dạng xoắn ốc để hình thành đường xoắn ốc đơn của Am bao quanh phân tử Iodine. Các dextrin có ít hơn 6 gốc glucose khơng cho phản ứng với Iodine vì khơng tạo thành một vịng xoắn ốc hồn chỉnh. Acid và một số muối KI, Na2SO4 tăng cường độ phản ứng. Cloral hydrat và một số chất khác lại ức chế cường độ phản ứng này. Am với hình thể xoắn ốc hấp thụ được 20% khối lượng Iodine tương ứng với một vòng xoắn ốc
một phân tử Iodine. Trong phân tử I2 - Am, các phân tử Iodine chui vào trong vùng ưa béo của xoắn ốc. Với Ap khi xảy ra tương tác với Iodine, Ap cho màu tím đỏ. Về bản chất phản ứng màu với Iodine của Ap xảy ra do sự hình thành nên hợp chất hấp phụ. Ngồi khả năng tạo phức với Iodine, Am cịn có khả năng tạo phức với nhiều hợp chất hữu cơ có cực cũng như khơng có cực như: các rượu no (izoamylic, butylic, izoprotylic), các rượu vòng, các phenol, các xeton phân tử thấp, các acid béo, các ester mạch thẳng và mạch vịng, các dẫn xuất benzen có nhóm aldehid, các nitro parafin… Khi tạo phức với các Am, các chất tạo phức cũng chiếm vị trí bên trong dọc theo xoắn ốc tương tự Iodine.
Ngoài ra, Ap cho phản ứng đặc trưng với lectin. Về bản chất đây là một phản ứng giữa một protein với một polysaccharide có mạch nhánh. Khi lectin liên kết với -D- glucopiranozic nằm ở đầu cuối không khử của Ap sẽ làm cho Ap kết tủa và tách ra khỏi dung dịch [24,30].
1.2.4.3. Phản ứng hấp thụ
Hạt tinh bột có cấu tạo lỗ xốp nên khi tương tác với chất hấp thụ thì bề mặt trong và ngồi của tinh bột đều tham gia. Các ion liên kết với tinh bột thường ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ của tinh bột. Khả năng hấp thụ của các loại tinh bột phụ thuộc vào cấu trúc bên trong của hạt và khả năng trương nở của chúng [22,24].
1.2.4.4. Phản ứng oxy hóa
Các nhóm alcol trong tinh bột có thể bị oxy hóa thành andehyd, xeton và các nhóm carboxyl. Q trình oxy hóa phụ thuộc vào chất oxy hóa và điều kiện phản ứng. Sự oxy hóa tinh bột với dung dịch kiềm hypochloride là một trong những phản ứng công nghiệp lâu đời nhất. Phản ứng này tạo ra những nhóm carboxyl dọc theo phân tử tinh bột cũng như một lượng nhỏ nhóm carbonyl. Oxy hóa tinh bột bằng hypochloride cũng làm giảm chiều dài mạch tinh bột, làm tăng tính tan của nó trong nước, đặc biệt trong kiềm lỗng. Các chất oxy hóa khác như periodate tấn cơng vào các nhóm -OH bậc 2 liền kề, chuyển nó thành aldehid và cắt liên kết giữa cacbon 2 và 3. Sản phẩm thương mại được biết đến cho quá trình này là tinh bột diandehyd [25,27,31].
1.2.4.5. Phản ứng ester hóa, ether hố
Các nhóm hydroxyl trong tinh bột có thể tiến hành ether hố, ester hố. Một số monome vinyl đã được dùng để ghép lên tinh bột. Quá trình ghép được thực hiện khi các gốc tự do tấn công lên tinh bột và tạo ra các gốc tự do trên tinh bột ở các nhóm hydroxyl. Những nhóm hydroxyl trong tinh bột có khả năng phản ứng với aldehyd trong
mơi trường acid. Khi đó xảy ra phản ứng ngưng tụ tạo liên kết ngang giữa các phân tử tinh bột gần nhau. Sản phẩm tạo thành khơng có khả năng tan trong nước. Các tác nhân hai chức khác như acrolein, epyclohydrin... khi phản ứng với tinh bột thì cũng cho các sản phẩm có tính chất tương tự. Nếu mức độ liên kết ngang thấp (1 liên kết ngang/vài trăm đơn vị glucose) thì sản phẩm có thể bị gel hố tạo thành dạng paste [28,32,33].