1.5.5.1 Tính hòa tan và hút ẩm
Ở nhiệt độ thường tinh bột không có khả năng hòa tan trong nước, cồn, ete, benzen, cloroform Tinh bột có khả năng hòa tan trong dung dịch kiềm và dung dịch của một số muối kim loại nặng, thành phần amylose có khả năng hòa tan trong nước ấm (tinh bột hòa tan trong môi trường kiềm tốt hơn trong môi trường trung tính hoặc acid) Tuy không hòa tan nhưng trong nước tinh bột vẫn hút 25-30% và hầu như không trương nở tinh bột, sau khi sấy khô có khả năng hút nước rất mạnh
28
Quá trình trương nở khi hòa tan tinh bột vào nước, do kích thước phân tử của tinh bột lớn nên đầu tiên các phân tử nước sẽ xâm nhập vào giữa các phân tử tinh bột Nếu sự xâm nhập của các phân tử nước vào tinh bột dẫn đến quá trình trương không hạn chế, nghĩa là làm bung được các phân tử tinh bột thì hệ thống chuyển thành dung dịch Quá trình trương nở này luôn đến trước quá trình hòa tan Nhiệt độ để vỡ hạt chuyển tinh bột từ trạng thái đầu có mức độ hydrate hóa khác nhau thành dung 14 dịch keo gọi là nhiệt độ hồ hóa Hạt tinh bột lớn bị hồ hóa đầu tiên, hạt bé nhất sẽ hồ hóa sau cùng (Dương Thị Phượng Liên, 2000, Hoàng im Anh, 2007)
1.5.5.2 Tính hồ hóa
Khả năng trương nở của tinh bột ở trong nước khi tăng nhiệt độ tạo thành dung dịch keo là một trong những tính chất quan trọng của tinh bột.
hi đun nóng tinh bột trong nước, tính chất vật lí của tinh bột biến đổi nhiều, ở trạng thái này độ nhớt và khả năng xuyên sáng của dung dịch tinh bột tăng lên rất rõ, chất khô hòa tan bị hao hụt 4%. Thể tích hạt tinh bột tăng lên rất nhiều lần cho đến khi hạt tinh bột bị rách và giải phóng các thành phần amylose và amylopectin ở dạng cấu trúc vô định hình, nhiệt độ ở trạng thái này gọi là nhiệt độ hồ hóa (Dương Thị Phượng Liên, 2000, Hoàng im Anh, 2007)
Sự hồ hóa không chỉ xảy ra khi đun nóng huyền phù tinh bột mà còn xảy ra khi có dung dịch kiềm và một số muối kim loại nặng, tác dụng lên tinh bột ở nhiệt độ thường.
Quá trình hồ hóa các tinh bột đều giống nhau: ban đầu độ nhớt tăng sau đó cực đại rồi giảm xuống. Sự hồ hóa tinh bột không xảy ra ở nhiệt độ nhất định mà thay đổi tùy thuộc nhiều yếu tố: nhiệt độ hồ hóa của tinh bột có nguồn gốc khác nhau thì rất khác nhau, nồng độ huyền phù tinh bột, tốc độ đun nóng huyền phù đều có ảnh hưởng đến nhiệt độ hồ hóa hi tăng nồng độ tinh bột thì nhiệt độ hồ hóa tăng lên một ít Hạt tinh bột có kích thước nhỏ sẽ có nhiệt độ hồ hóa cao hơn nhiệt độ hồ hóa của hạt lớn. Khi xử lí tinh bột bằng tác nhân oxy hóa thì nhiệt độ hồ hóa tăng (Vũ Trường Sơn, Nhan Minh Trí, 2000)
1.5.5.3 Sự thoái hóa của tinh bột
Đây là quá trình ngược lại của sự hồ hóa Nếu dung dịch từ tinh bột được làm nguội từ từ và sau đó giữ ở nhiệt độ nhỏ hơn 35oC, tinh bột mất tính hòa tan,
29
nước trong tinh bột tách ra, tinh bột ở trạng thái kết tủa và lắng xuống dưới dạng tinh thể.
Tinh bột bị thoái hóa có sức chịu đựng khá hơn đối với sự tấn công của enzyme so với hạt chưa xử lí nhiệt Sự thoái hóa tinh bột chủ yếu do thành phần amylose của tinh bột gây nên, đó là kết quả của sự tạo thành liên kết hydro giữa các phân tử amylose vừa có nhóm hydroxyl (-OH) vừa có nhóm tiếp nhận hydro
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thoái hóa: tốc độ thoái hóa tăng lên cùng với sự giảm nhiệt độ và đạt cực đại khi pH=7 và sẽ giảm khi tăng hoặc giảm pH.
- pH >10 sự thoái hóa không xảy ra - pH < 2 tốc độ thoái hóa vô cùng bé hả năng tạo sợi của tinh bột
Sợi tinh bột là sự chập lại của nhiều phân tử amylose và amylopectin: độ dai hay độ bền vững của toàn sợi là do lực tương tác giữa các phân tử cũng như lực tương tác nội phân tử quyết định (liên kết hydro giữa các phân tử amylose và amylopectin; giữa amylose và amylopectin với nước) hi số lượng liên kết nhiều thì cấu trúc màng và sợi chặt chẽ hơn
Độ bền, dai, chặt chẽ có liên quan đến độ dai của các phân tử tinh bột, thường các phân tử dài thì các sợi bền dai
Các hạt tinh bột giàu amylopectin, các nhánh amylopectin thường rất ngắn nên lực tương tác giữa các phân tử yếu, do đó độ bền kém, dễ đứt gãy Ngoài ra khi chập nhiều phân tử lại để thành sợi sẽ có nhiều khuyết tật do đó sợi tinh bột ráo và dễ đứt (Vũ Trường Sơn, Nhan Minh Trí, 2000).
1.5.5.4 Khả năng tạo màng
Giống như các chất cao phân tử khác, tinh bột có khả năng tạo màng tốt Cho tinh bột phân tán trong đến một nồng độ nhất định không đặc quá và không loãng quá, hồ hóa sơ bộ để tạo một độ nhớt nhất định Trong dung dịch hồ hóa tinh bột, để tạo màng các phân tử tinh bột (amylose và amylopectin) sẽ dàn phẳng ra, sắp xếp lại và tương tác với nhau bằng liên kết hydro và gián tiếp qua phân tử nước Việc hình thành màng có thể xảy ra 3 giai đoạn:
30
Giai đoạn 1: từ bề mặt bốt hơi, nồng độ tinh bột tăng lên, các hạt tinh bột gần nhau và sắp xếp lại thành lớp đơn hạt đặc
Giai đoạn 2: nước nằm giữa các hạt tinh bột tiếp tục bốc hơi Các hạt tiếp xúc nhiều hơn và bị biến dạng Sức căng bề mặt lúc này rất lớn, có khuynh hướng làm co bề mặt hệ thống và phụ thuộc vào độ nhớt của chúng
Giai đoạn 3: hi tiếp xúc nhau các hạt bắt đầu thể hiện lực cố kết Tính chất cơ lí của màng phụ thuộc vào hiện tượng xảy ra trong giai đoạn này
hi khô, thể tích màng bị giảm, dẫn đến sự co ngót về chiều dày và xuất hiện ứng suất
Màng thu được từ dung dịch có nồng độ thấp, tốc độ bay hơi lớn, mạch phân tử tinh bột được định hướng một cách mạnh mẽ, thường có độ bền cao hơn nhưng ứng suất nội lớn
hi tạo màng, quá trình khô chậm thì màng kém bền, tuy nhiên lại không có ứng suất nội
Các yếu tố ảnh hưởng quá trình tạo màng:
Nồng độ của dung dịch:
Quá trình bốc hơi làm thể tích của màng bị giảm, dẫn đến sự co ngót về chiều dày, sự co ngót càng lớn khi nồng độ tinh bột càng nhỏ, và ngược lại
Quá trình bốc hơi nước:
Màng thu được từ dung dịch có nồng độ thấp, tốc độ bay hơi lớn, mạch phân tử tinh bột được định hướng một cách mạnh mẽ Vì vậy, tốc độ bốc hơi nước phải điều chỉnh hợp lý bằng cách thay đổi nhiệt độ, thay đổi tốc độ chuyển dịch và trao đổi không khí
1.5.5.5 Khả năng đồng tạo gel với protein
Tinh bột có thể tương tác với protein làm cho sản phẩm có những tính chất cơ lí nhất định: độ dàn hồi, độ cứng cũng như khả năng giữ nước của protein tăng lên (Lê Ngọc Tú và công sự, 2003).
1.5.5.6 Tính chất cơ cấu trúc của tinh bột
Hồ tinh bột có những tính chất cơ cấu trúc nhất định như: độ bền, độ dẻo, độ đàn hồi hi tác động cơ học thì cấu trúc đã bị phân hủy sẽ không được phục hồi theo thời gian hi lão hóa thường xảy ra sự tăng bền mạng cấu trúc của hệ thống tức là tăng tính chất cứng và giảm tính chất co giãn của hệ thống tinh bột hi bảo quản, nồng độ chất khô càng lớn thì quá trình tạo cấu trúc trong gel sẽ xảy ra càng
31
nhanh Vì nồng độ đậm đặc sẽ có sự tiếp xúc mật thiết giữa các phân tử với nhau do đó có điều kiện để phát triển mạng cấu trúc hi nhiệt độ bảo quản gel càng cao thì quá trình tạo cấu trúc chậm lại
1.5.5.7 Tính hấp phụ
Hạt tinh bột có cấu tạo lỗ xốp nên khi tương tác với các chất hòa tan thì bề mặt bên trong và bên ngoài hạt đều tham dự Sự hấp thụ và phản hấp thụ hơi nước, các chất thể khí và thể hơi trong quá trình bảo quản, sấy, chế biến thủy nhiệt có nghĩa quan trọng