__O 2 2 Tác giả đề nghị cơ chế như sau
4.5. Biến hình tinh bột
Trong thực tế sản xuất ứng với mỗi loại sản phẩm thường đòi hỏi một dạng tinh bột hoặc một dẫn xuất tinh bột nhất định. Để có được những loại hình tinh bột phù hợp người ta cần biến hình tinh bột. Mục đích của quá trình biến hình tinh bột nhằm:
- cải biến các tính chất của sản phẩm;
- tăng giá trị cảm quan;
- tạo ra mặt hàng mới, sản phẩm mới;
Dựa vào bản chất của phương pháp có thể phân loại các phương pháp như sau:
- phương pháp biến hình vật lý;
- phương pháp biến hình hóa học;
- phương pháp biến hình enzim.
4.5.1. Phương pháp biến hình vật lý:
4.5.1.1. Trộn với chất rắn trơ:
Tinh bột có tính ái lực đối với nước nên hòa vào nuớc trực tiếp sẽ bị vón cục.
Nếu đem trộn nó với chất trơ sẽ làm cho các hạt tinh bột cách biệt nhau về vật lý, do đó sẽ cho phép chúng hydrat hóa một cách độc lập và không kết lại thành cục.
4.5.1.2. Biến hình bằng hồ hóa sơ bộ:
Dưới tác dụng của nhiệt độ, đúng hơn là tác dụng nhiệt ẩm sẽ làm đứt các liên kết giữa các phân tử, làm phá huỷ cấu trúc của hạt tinh bột khi hồ hóa, cũng như sẽ tái liên hợp một phần nào đó các phân tử khi sấy sau này.
Tinh bột hồ hóa có những tính chất sau:
- trương nhanh trong nước;
- biến đổi chậm các tính chất khi bảo quản;
- bền khi ở nhiệt độ thấp;
- có độ đặc và khả năng giữ nước, giữ khí tốt.
Tinh bột sau khi hồ hóa sơ bộ được dùng nhiều trong công nghệ như: tránh tổn thất các chất bay hơi trong bánh ngọt; giữ được chất béo và bảo vệ chất béo khỏi bị oxi hóa trong xúp khô; liên kết ẩm và ổn định ẩm trong các sản phẩm thịt;
được dùng để huyền phù hóa các tinh bột, tinh bột thô cũng như các chất không hòa tan tương tự khác.
4.5.1.3. Biến hình tinh bột bằng gia nhiệt khô ở nhiệt độ cao:
Thục chất của quá trình này là nhằm thu sản phẩm dextrin trong tinh bột và biến hình của dextrin để tạo ra các sản phẩm cần thiết. Chúng được ứng dụng nhiều trong các ngành như pha sơn, dùng làm chất làm đặc cho các thuốc nhuộm sợi, làm tăng tính lưu biến cho thuốc nhuộm, bột thực phẩm, dùng để pha keo dán phong bì, dán nhãn chai, băng dính, thùng cactong....
4.5.2. Biến hình bằng phương pháp hóa học:
4.5.2.1. Biến hình bằng acid:
Dưới tác dụng của acid một phần các liên kết giữa các phần tử và trong phân tử tinh bột bị đứt do đó làm cho kích thước phân tử giảm đi và tinh bột thu được có những tính chất mới. Thường người ta biến hình tinh bột trong điều kiện acid nhẹ đến khi dung dịch tinh bột có pH khoảng bằng 6, sau đó đem lọc, rửa tinh bột và sấy khô.
Tinh bột biến hình bằng acid, so với tinh bột ban đầu có những tính chất sau:
- giảm một ít ái lực đối với iod;
- độ nhớt đặc trưng bé hơn;
- áp suất thẩm thấu cao hơn do khối lượng phân tử trung bình bé hơn;
- khi hồ hóa trong nước nóng hạt trương kém hơn;
- trong nước ấm có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ hồ hóa thì độ hòa tan cao;
- nhiệt độ hồ hóa cao hơn;
- chỉ số kiềm cao hơn.
Do sau khi biến tính bằng acid có độ nhớt thấp nên được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp dệt để hồ sợi dọc, sợi tổng hợp, sợi vicose, sợi acetate, tơ tằm,... nhằm mục đích tạo độ bền và chịu mài mòn cao cho sợi; dùng trong công nghiệp giấy để làm bóng giấy, tăng độ bền với độ mài mòn và chất lượng in của giấy.
4.5.2.2. Biến hình tinh bột bằng kiềm:
Trong môi trường kiềm tinh bột hòa tan rất dễ vì kiềm làm ion hóa từng phần và do đó làm cho sự hydrat hóa tốt hơn. Kiềm cũng có thể làm phá hủy từ đầu nhóm cuối khử thông qua dạng enol để cuối cùng tạo ra những hợp chất có màu kiểu humic. Sự phá hủy kiềm cũng có thể xảy ra ngẫu nhiên ở giữa mạch nhất là khi có mặt của oxi và có gia nhiệt. Mục đích của biến hình này làm tăng gía trị dinh dưỡng và tính cảm quang cho thực phẩm.
4.5.2.3. Biến hình tinh bột bằng oxi hóa:
Thông thường tinh bột được oxi hóa bằng hypocholrid, nét đặc trưng của tinh bột đã được oxi hóa là độ trắng, mức độ oxi hóa càng cao làm cho tinh bột càng trắng hơn.
O
O
CH2 O
H OH
OH H
O P
ONa O O
O O
CH2
O OH H
Tinh bột oxi hóa được sử dụng để hồ bề mặt trong sản xuất giấy, để hồ sợi bông, sợi pha và tơ nhân tạo trong công nghiệp dệt và chất làm đặc trong công nghệ thực phẩm.
4.5.2.4. Biến hình tinh bột bằng xử lý tổ hợp để thu nhận tinh bột keo đông:
Tinh bột biến hình này có khả năng keo đông cao, không còn mùi đặc biệt và có độ trắng cao. Người ta dùng tinh bột keo đông làm chất ổn định trong sản xuất kem và có thể dùng thay thế aga – aga và agaroit.
4.5.2.5. Biến hình tinh bột bằng cách gắn thêm nhóm phosphat:
Khi cho acid H3PO4 được este hóa với nhóm OH của tinh bột thì được tinh bột phosphat. Có hai loại tinh bột phosphat:
- Tinh bột dihidrophosphat: Đun nóng tinh bột với muối phosphat (như muối của acid orthophosphoric, acid pirophosphoric hoặc acid tripoliphosphoric,...) hòa tan trong nước theo phản ứng sau:[4]
- Tinh bột monohidrophosphat: Cho muối trimetaphosphat tác dụng với tinh bột thu được sản phẩm có cấu trúc
Đỗ Thị Bích Thuận Trang 24 O
O
CH2OH
O H OH OH H
OH P NaO
HO O +
O P NaO
HO O
O O
CH2
O H OH OH H
Tinh bột monohidrophosphat có liên kết ngang rất bền trong một thời gian dài ở nhiệt độ cao và pH giảm. Tuy nhiên, dịch hồ tinh bột loại này sẽ không trương và không đạt được khả năng làm đặc tối đa.
Tinh bột phosphat được dùng làm chất độn trong các sản phẩm thực phẩm, dùng trong công nghiệp giấy, công nghiệp dệt, tinh chế quặng, sản xuất chất tẩy rửa, trong công nghiệp đúc.
4.5.2.6. Biến hình bằng cách tạo liên kết ngang:
Phân tử nào có khả năng phản ứng với nhóm hydroxyl đều tạo ra được liên kết ngang giữa các mạch tinh bột. Ví dụ như: oxiclorophospho, trimetaphosphat, formaldehid, dialdehid vinylsulfon, diepoxit,...
Tinh bột phản ứng với acid boride tại bốn nhóm OH của hai mạch tinh bột nằm ngang nhau, kết quả tạo thành phức bisdiol. Trong thực phẩm phức bisdiol sẽ làm cho thực phẩm có độ dai, giòn, cứng hơn so với tinh bột ban đầu
4.5.2.7. Biến hình bằng cách gắn thêm nhóm ít phân cực :
Trong công nghiệp, nhằm tăng khả năng phân hủy của các loại nhựa, bao bì người ta thường phối trộn (blend) tinh bột biến tính với các loại nhựa PE, PP,...
Tinh bột được biến tính bằng cách ester hóa với các tác nhân anhydric acetic, anhydric phtalic nhằm làm giảm độ phân cực của tinh bột cũng như tăng độ tương hợp với các loại nhựa trên.
O
O O
H OH
O H
O B
O
CH2O O
H OH
O
H OH2C
Tinh bột khi bị hồ hóa ở nhiệt độ 700C, khi đó tinh bột đã được hồ hóa, các hạt tinh bột bị phá vỡ, đưa các nhóm hydroxyl (-OH) ra ngoài. Lượng thừa amylopectin tách ra dễ hơn và phản ứng dễ dàng hơn.
4.5.3. Biến hình tinh bột bằng enzim:
Dưới tác dụng của từng enzim amylaza, tinh bột bị cắt thành những dextrin phân tử thấp hoặc thành từng đơn vị glucose, đo đó mà tính chất của dung dịch tinh bột cũng thay đổi theo. Quá trình này làm cho dung dịch tinh bột bị loãng và độ nhớt giảm xuống còn gọi là quá trình dịch hóa. Quá trình này được ứng dụng khởi đầu cho quá trình đường hóa sản xuất rượu hay rủ hồ vải rất có hiệu quả.