Tính năng công nghệ và ứng dụng của tinh bột

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM

Báo cáo
Tính năng công nghệ và ứng dụng
của tinh bột
GVHD: Th.S. Đặng Thị Ngọc Dung
Nhóm thực hiện: Nhóm 2
TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 04, NĂM 2014
1
1 Hoàng Thị Hoàn 12116030
2 Nguyễn Thị Minh Nguyệt 12116062
3 Nguyễn Hoàng T. Hồng phượng 12116066
MỞ ĐẦU
Tinh bột theo tiếng Hy Lạp là Amidon có công thức hóa học là : (C
6
H
10
O
5
)
n
Tinh bột là polysaccarit chứa hỗn hợp amylose và amylopectin trong hạt
củ,thân cây và lá cây.Một lượng tinh bột đáng kể có trong các loại quả như chuối và
các loại rau.Trong đó xãy ra các biến đổi thuận nghịch từ tinh bột thành đường
glucozo phụ thuộc vào quá trình chín và chuyển hóa sau thu hoạch.
Tinh bột có vai trò dinh dưỡng đặc biệt lớn vì trong quá trình tiêu hóa chúng
bị thủy phân thành đường glucozo là chất tạo nên nguồn calo chính trong thực phẩm
cho con người.Tinh bột giữ vai trò quan trọng trong công nghệ thực phẩm vì những
tính chất hóa lý của chúng.

Tinh bột thường được dùng làm chất tạo độ nhớt sánh cho thực phẩm dạng
lỏng,là tác nhân dạng bền cho thực phẩm dạng keo,là các yếu tố kết tinh và làm đặc
tạo độ cứng và độ đàn hồi cho nhiều thực phẩm.
Trong công nghiệp ứng dụng tinh bột để xữ lý nước thải,tạo màng bao bọc kị
nước trong sản xuất thuốc nỗ nhủ tương,thành phần chất kết tinh trong công nghê
sơn.Các tính chất sản có của tinh bột có thể thay đổi nếu chúng bị biến hình( hóa học
hoặc sinh học)để thu đucợ những tính chất mới,thậm chí hoàn toàn mới lạ
Chúng em xin chân thành cảm ơn Th.S Đặng Thị Ngọc Dung – Giảng viên
môn Hóa học thực phẩm đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài này.
Vì kiến thức chuyên môn chưa tốt nên trong quá trình tìm hiểu không trách khỏi
thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến cô và các bạn.
2
MỤC LỤC
I. Tổng quan về tinh bột……………………………………………… 4
1. Amylose……………………………………………………………….4
a) Cấu trúc hóa học……………………………………………….4
b) Độ hòa tan, tính lưu biến………………………………………5
c) Cấu trúc xoắn………………………………………………… 6
d) Khả năng tạo phức…………………………………………… 7
e) Các tính chất đặc trưng……………………………………… 7
2. Amylopectin………………………………………………………… 7
a) Cấu trúc hóa học……………………………………………….7
b) Độ hòa tan, tính lưu biến………………………………………9
c) Cấu trúc xoắn……………………………………………… 9
d) Khả năng tạo phức………………………………………………
e) Các tính chất đặc trưng………………………………………….
II. Cấu trúc tinh thể của tinh bột…………………………………………
III. Tính năng công nghệ của tinh bột………………………………………
1. Khả năng hấp thụ nước và sự hồ hóa của tinh bột………………………
2. Độ trong của hồ tinh bột………………………………………………

3. Khả năng tạo gel và sự thoái hóa của tinh bột………………………….
4. Tính nhớt dẻo của tinh bột……………………………………………
5. Khả năng tạo màng của tinh bột………………………………………
6. Khả năng tạo sợi của tinh bột…………………………………………
7. Khả năng phông nở của tinh bột…………………………………………
IV. Các phương pháp biến tính tinh bột…………………………………
1. Biến tính tinh bột bằng phương pháp vật lý………………………………
2. Biến tính tinh bột bằng phương pháp hóa học…………………………….
3. Biến tính tinh bột bằng enzyme…………………………………………
V. Ứng dụng của tinh bột…………………………………………………
1. Tinh bột………………………………………………………………
2. Tinh bột biến tính……………………………………………………….
VI. Tài liệu tham khảo………………………………………………….
I. TỔNG QUAN VỀ TINH BỘT
3
• Tinh bột là chất dinh dưỡng dự trữ của thực vật. Tinh bột do cây xanh quang
hợp nên.Tinh bộtcó nhiều trong hạt củ,quả.
• Trong thực vật,tinh bột thường có mặt dưới dạng không hòa tan trong
nước.Do đó có thể tích tụ một lượng lớn trong tế bào mà vẫn không bị ảnh
hưởng đến áp suất thẩm thấu.Các hidrat cacbon đầu tiên được tạo ra từ lục lạp
do quang hợp,nhanh chóng được chuyển hóa thành tinh bột.Tinh bột ở mức độ
này được gọi là tinh bột đồng hóa,rất linh động và có thể được sử dụng ngay
trong qua trình trao đổi chất hoặc có thể được chuyển hóa thành tinh bột dự
trữ trong hạt, quả,củ,rễ thân và bẹ lá.
• Trong nước nóng từ 65°C trở lên,tinh bột tan thành dung dịch keo,tạo thành
hồ tinh bột,cấu trúc phân tử của tinh bột
6 10 5
( )
n
C H O

.
• Tinh bột có nhiều trong các hạt lương thực,do đó lương thực được xem là
nguyên liệu chủ yếu để sản xuất tinh bột cũng như những sản phẩm liên quan
đến tinh bột.
• Ta có thể chia tinh bột thực phẩm thành 3 hệ thống:
 Hệ thống tinh bột của các hạt ngủ cốc.
 Hệ thống tinh bột của các hạt họ đậu.
 Hệ thống tinh bột của các loại củ.
Tinh bột là hỗn hợp của hai loại glucan là amylose và amylopectin.
1. Amylose.
a) Cấu trúc hóa học.
- Amylose là một polymer mạch thẳng cấu tạo từ D – glucopyranose nhờ
các liên kếtα – 1,4 – glucozit.
4
Hình I.1. Công thức cấu tạo của Amylose.
- Quá trình thủy phân của amylose có thể được tiến hành bằng các
enzyme α – amylose, β – amylase và glucoamylase.
- Trong amylose có khoảng 0,1 % các liên kết phân nhánh α – 1,6 nên β
– amylase thường không thể thủy phân được amylose một cách hoàn
toàn.
- Trọng lượng phân tử amylose trong khoảng 10
5
– 10
6
.
- Mức độ polymer hóa DP ( Degree of Polymerisation ) từ 1000 – 2000
(thấp) và 4500 – 6000 ( cao ).
Hình I.2. cấu trúc một phần của amylose.
b) Độ hoà tan tính lưu biến.
- Amylose thu được bằng phương pháp công nghiệp thường là sản phẩm

thoái hóa nên không hòa tan.
- Amylose mới tách ra từ tinh bột bằng phương pháp tạo phức với n –
butanol ở dạng bột xốp khô, có thể hòa tan dễ dàng trong nước nóng
đến 15%.
- Amylose cũng có thể hòa tan trong dung dịch kiềm loãng, tại nồng độ
kiềm tối ưu.
- Do trọng lượng phân tử lớn và có cấu tạo mạch thẳng nên độ nhớt của
dung dịch amylose thu được cũng cao.
5
- Dung dịch amylose rất dễ tạo keo, ngay cả khi ở nhiệt độ cao. Tốc độ
tạo keo là hàm của thời gian, nhiệt độ, pH, nồng độ và phương pháp
hòa tan.
c) Cấu trúc xoắn.
- Tham gia vào thành phần cấu tạo trong cấu trúc tinh thể dạng B là các
sợi amylose xoắn kép song song ngược chiều, được sắp xếp cạnh nhau
thao hình lục giác, vùng tâm của hình lục giác chứa đầy nước.
Hình I.3 cấu trúc xoắn của amlose.
- Cấu trúc tinh thể tinh bột dạng A tương tự như dạng B, nhưng tâm hình
lục giác không chứa nước mà chứa nước mà là một chuỗi xoắn kép
khác, khiến cho toàn bộ “ bó sợi “ có cấu trúc chặt chẽ hơn và trong
trường hợp này chỉ có 8 phân tử nước nằm xen kẽ giữa các chuỗi xoắn
kép.
- Điều kiện môi trường có thể làm thay đổi cấu hình của các chuỗi xoắn
kép.
- Nhiều phân tử như iodine, acid béo, các ester của acid béo, acid
hydroxycarboxylic,… có khả năng tạo thành một dạng mắt lưới với
amylose.
- Kích thước của phòng helix ( khoảng 13,7 A
0
– 16,2 A

0
) có ảnh hưởng
quan trọng đến khả năng tạo phức của amylose.
d) Khả năng tạo phức.
6
- Amylose, đặc biệt là từ ngũ cốc có thể tạo phức với một lượng tương
đối lớn lipid.
- Lipid làm tăng độ bền của cấu trúc helix, và giảm khả năng trương nở
của tinh bột ngũ cốc.
- Khả năng này có thể được cải thiện khi có mặt một số alcohol, như
etanol, amyl alcohol,… Chính các alcohol này chui vào bên trong vòng
xoắn ưa béo và đẩy lipid ra khỏi cấu trúc helix.
- Các phức được làm khô thường rất bền, ví dụ phức giữa amylose và
vitamin A. tính chất này được dùng để tránh hieemnj tượng oxy hóa,
bảo vệ vitamin A trong thuốc và thức ăn gia súc.
e) Các tính chất đặc trưng.
- Phản ứng đặc trưng với iodine cho màu xanh dương.
- Dung dịch không bền, ở nhiệt độ thấp chuyển sang trạng thái vô định
gây kết tủa không thuận nghịch gọi là sự thoái hóa tinh bột.
Bảng I.1.Thành phần amilose và amilopectin của một số loại tinh bột:
Loại tinh bột Amylose % Amilopectin,%
Gạo 18.5 81.5
Nếp 0.3 99.7
Bắp 24 76
Đậu xanh 54 46
Khoai tây 20 80
Khoai lang
Khoai mì
19
17

81
83
2. Amylopectin.
a) Cấu tạo hóa học.
- Amylopectin là một glucan phân nhánh
- Trong phân tử Amylopectin ngoài liên kết α – 1,4, tỷ lệ liên kết phân
nhánh α – 1,6 chiếm khoảng 4 %.
- Trung bình, mỗi nhánh của amylopectin chứa khoảng 15 – 30 gốc glucose.
7
Hình I.3 Một phần cấu trúc của amylopectin.
- Amylopectin có khối lượng phân tử nằm trong khoảng 500 ngàn đến
1000000 dalton.
- Amylopectin thường phân bố ở phía ngoài hạt tinh bột.
- Cấu tạo của amylopectin còn lớn và dị thể hơn amyloza nhiều.Trong tinh
bột tỉ lệ amyloza/amylopectin khoảng ¼.Tỉ lệ này có thể thay đổi phụ
thuộc vào thời tiết mùa vụ hay cách chăm bón.
- Sự khác biệt giữa amylose với amylopectin không phải luôn luôn rõ
nét.Bởi lẽ các phân tử amylose cũng thường có một phần nhỏ phân nhánh
do đó cũng có những tính chất giống như amylopectin.
8
Hình I.4. Dạng amylopectin của tinh bột.
b) Độ hòa tan.
- Amylopectin chỉ tan được trong nước ở nhiệt độ cao tạo thành dung dịch
có độ nhớt cao và rất bền vững. Amylopectin không có khả năng tạo phức
với butanol và các hợp chất hữu cơ khác,không bị hấp thụ trên cellulose
c) Cấu trúc xoắn.
- Tương tự amylose, amylopectin cũng có cấu trúc xoắn kép với các chuỗi
helix song song.
- Cấu trúc tinh thể của tinh bột có liên quan chặt chẽ đến thành phần
amylopectin và khả năng tạo chuỗi xoắn kép.

d) Khả năng tạo phức.
- Amylopectin không có khả năng tạo phức với butanol và các hợp chất hữu
cơ khác,không bị hấp thụ trên cellulose
e) Các tính chất đặc trưng.
- Amylose bắt màu xanh với Iodine,màu này mất đi khi đun nóng, hiện lại
màu khi nguội.
- Amylose bị kết tủa bởi rượu butylic.Trong phân tử amylose có một đầu có
tính khử và một đầu không có tính khử.
- Quá trình thủy phân tương tự như amylose, β – amylase không thủy phân
được các liên kết nhánh α – 1,6. Phần mạch nhánh còn sót lại được gọi là
các dextrin giới hạn.
- Khi đung nóng trong nước, tạo thành dung dịch đặc, trong, dính và có độ
nhớt cao. Độ nhớt giảm nhanh trong môi trường acid, trong quá trình hấp
tiệt trùng và khi chịu một lực cắt.
- Amylopectin không bị thoái hóa, khả năng tạo gel cũng kém ( trừ khi ở
nồng độ rất cao ).
9
II. CẤU TRÚC TINH THỂ CỦA TINH BỘT.
- Hạt tinh bột có dạng hình tròn, bầu dục hoặc đa giác.
10
- Hạt tinh bột khoai tây có kích thước lớn nhất, còn hạt tinh bột gạo có kích
thước nhỏ nhất.
- Trong cùng một loại tinh bột, hình dáng kích thước của các hạt cũng không
giống nhau. Kích thước các hạt khác nhau dẫn đến những tính chất cơ lý khác
nhau như nhiệt độ hồ hóa, khả năng hấp thụ xanh methylene,…
- Hạt nhỏ có cấu tạo chặt, còn hạt lớn thường có cấu tạo xốp hơn.
Hình II.1. cấu trúc tinh thể của một số loại hạt tinh bột.
Cấu trúc tinh thể:
- Tinh bột có bản chất bán tinh thể với nhiều mức độ khác nhau, thường từ 15 –
45 % khi ở dạng hạt.

- Theo nhiều tác giả, amylose có khả năng tạo các chuỗi xoắn kép và có vai trò
trong việc tạo cấu trúc tinh thể của tinh bột. Nhưng một số nghiên cứu mới
đây lại cho rằng khả năng tạo cấu trúc tinh thể của tinh bột liên quan nhiều
hơn đến amylopectin.
- Trong lớp tinh thể, các đoạn mạch thẳng của amylopectin liên kết với nhau tạo
thành các sợi xoắn kép, xếp thành dãy và tạo thành chum trong khi phần mạch
nhánh nằm trong các lớp vô định hình.
- Người ta ước tính rằng, có khoảng 80% các phân tử amylopectin nằm trong
cấu trúc chùm và khoảng 10 – 20 % các phân tử amylopectin tham gia vào các
kiên kết giữa các chùm với nhau.
- Các nghiên cứu bằng X quang cho biết hai kiểu cấu trúc tinh bột từ các nguồn
khác nhau.
11
 Dạng A: tìm thấy trong tinh bột ngũ cốc, các sợi xoắn kép thường rất
dày đặc
 Dạng B: có ở các loại củ cho tinh bột như khoai tây. Chuỗi xoắn kép
tạo thành các khoảng trống để phân tử nước có thể xâm nhập vào.
 Dạng C: cấu trúc hỗn hợp của dạng A và B được tìm thấy trong tinh
bột của các cây họ đậu và các cây nhiệt đới cho củ như cây mì.
- Các nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử, nguyên tử và những nghiên cứu
enzyme cho thấy các lớp tinh thể và vô định hình của phân tử amylopectin tạo
thành một cấu trúc hình cầu. Các hạt cầu cói kích thước lớn ( 50 – 500 nm )
tạo ra các lớp tinh thể cứng, còn các hạt hình cầu nhỏ ( 20 – 50 nm ) tạo ra lớp
bán tinh thể mềm.
Bảng II.1.đặc điểm của một số hệ thống tinh bột
Nguồn Kích thước Hình dạng Hàm lượng Nhiệt độ
hồ
Hạt ngô 10-30 Đa giác 2 67-75
Lúa mì 5-50 Tròn 5 56-80
Lúa mạch đen 5-50 Tròn dài 2 46-62

Đại mạch 5-40 Bầu dục 68-90
Yến mạch 5-12 Đa giác 55-85
Lúa 2-10 Đa giác 13-35 70-80
Đậu đổ 30-50 Tròn 46-54 60-71
Kiều mạch 5-15 Tròn dẹp
Chuối 5-60 Tròn 1
Khoai tây 1-120 Bầu dục 2 56-69
Khoai lang 5-50 Bầu dục 2 52-64
Sắn 5-35 Tròn
Dong riềng 10-130 Bầu dục 38-41
III. TÍNH NĂNG CÔNG NGHỆ CỦA TINH BỘT.
1. Khả năng hấp thụ nước và sự hồ hóa của tinh bột.
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 sẽ xâm nhập vào giữa các phần tử tinh bột.
12
• Tại đây chúng sẽ tương tác với nhóm hoạt động của tinh bột, quay cực,
các phổ hồng ngoại và glucoza, tạo ra lớp vỏ nước làm cho lực liên kết
ở mắt xích nào đó của phân tử tinh bột bị yếu đi do đó phân tử tinh bột
bị xê dịch rồ bị “rão” ra và trương lên.
• Quá trình trương xảy ra không hạn chế sẽ làm bung các phân tử tinh
bột và hệ chuyển thành dạng dung dịch. Quá trình trương luôn luôn đến
trước quá trình hòa tan và đây là một quá trình phụ thuộc vào nhiệt độ
bên ngoài.
Quá trình hấp thụ nước:
• Ở trạng thái tự nhiên, các phân tử tinh bột liên kết với nhau bằng liên
kết hydro rất bền. Ở nhiệt độ lạnh, tinh bột vẫn có thể hấp thụ nước một
cách thuận nghịch nhưng với một lượng rất nhỏ.
• Liên kết với nước kiểu 1
H

R – O O – R
H
Khi hấp thụ nước sẽ xảy ra sự hydrat hóa các nhóm hydroxyl tự do và
kết quả là tạo thành liên kết hydro với nước theo kiểu 2.
• Liên kết với nước kiểu 2:
Nhiệt độ tăng làm đứt các liên kết hydro kiểu 1, và làm khả năng hấp
thụ nước tăng. Nhệt độ tăng cao quá sẽ làm đứt tiếp các liên kết hydro
kiểu 2. Nói chung quá trình hydrat hóa tinh bột trong nước gồm các
giai đoạn sau:
Hạt tinh bột Hấp thụ nước qua vỏ Ngưng tụ nước
lỏng Hydrat hóa và trương nở Phá vỡ vỏ hạt
đứt các liên kết phân tử Phân tán Dung dịch
Nhiệt độ hồ hóa:
• Là nhiệt độ để phá vỡ hạt, chuyển tinh bột từ trạng thái ban đầu có mức
độ hydrat hóa khác nhau thành dung dịch keo.
• Các hạt tinh bột có kích thước và nguồn gốc khác nhau thì có nhiệt độ
hồ hóa khác nhau.
• Các hạt nhỏ có cấu tạo chặt, liên kết hydro kiểu 1 rất bền nên nhiệt độ
hồ hóa các hạt nhỏ lớn hơn nhiệt độ hồ hóa của các hạt lớn, vì thế nhiệt
độ hồ hóa của tinh bột thường là một khoảng nhiệt độ chứ không phải
một điểm.
• Trong quá trình hồ hóa độ nhớt tinh bột tang đến một khoảng cực đại rồi
giảm xuống.
13
Hình III.1. Vi ảnhtinh bột ngô ở30
0
C, nồng độ 5%, độ phóng đại 3000X
14
Tinh bột tự nhiên Nhiệt độ hồ hóa (t
o

C)
Ngô 62-73
Ngô nếp 62-72
Lúa miến 68-75
Sắn 52-59
Gạo 68-74
Lúa mì 59-62
Khoai tây 59-70
HìnhIII. 2.Vi ảnhtinh bột
ngô ở50
0
C, nồng độ
5%, độ phóng đại
3000X
HìnhIII.3.Vi ảnhtinh bột ngô
ở60
0
C, nồng độ5%,
độphóngđại 3000X
HìnhIII.4.Vi ảnhtinh bột ngô ở80
0
C, nồng độ 5%, độ phóng đại 2000X
15
HìnhIII.5. Vi ảnhtinh bột ngô ở85
0
C, nồng độ 5%, độ phóng đại 2000X
16
Các yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ hồ hóa tinh bột:
• Thành phần amylose và amylopectin: amylose xắp xếp thành chùm song
song được định hướng chặt chẽ hơn amylopectin vốn có xu hướng cuốn lại

thành hình cầu, có cấu trúc khó cho nước đi qua.
• Các ion kim loại liên kết với tinh bột: các chuỗi trong mạch tinh bột chứa
các ion tích điện trái dấu sẽ đẩy nhau làm lỏng lẻo cấu trúc tinh bột dẫn đến
thay đổi nhiệt độ hồ hóa.
• Các muối vô cơ ở nồng độ thấp phá hủy các liên kết hydro nên làm tăng khả
năng hòa tan của tinh bột, tuy nhên ở nồng độ cao nó gây hện tượng kết tinh
của tinh bột và giảm sự hydrat hóa.
• pH của môi trường.
• Sự có mặt của các chất không điện ly như đường, rượu cũng ảnh hưởng đến
nhiệt độ hồ hóa và làm cho nhiệt độ hồ hóa tăng lên.
2. Độ trong của hồ tinh bột.
• Tinh bột đã hồ hóa thường có một độ trong suốt nhất định. Độ trong của
hồ tinh bột đã hồ hóa có ý nghĩa quan trọng đối với nhiều sản phẩm thực
phẩm.
• Hồ tinh bột của các loại ngũ cốc loại nếp, tinh bột củ, rễ, thường trong hơn
các hạt ngũ cốc bình thường ( hạt tẻ).
• Sự có mặt của các chất khác nhau cũng sẽ có sự ảnh hưởng đến độ trong
suốt đó. Các đường thường làm tăng đáng kể độ trong của hồ tinh bột,
ngược lại các chất nhũ hóa như glixerinmonosterat lại làm đục hồ tinh bột.
Các chất hoạt động bề mặt như sodium laurilsulphat dễ tạo phức với
amylose và có tác dụng làm tăng độ trong của hồ.
Hình III.6. bánh bột lọc.
3. Khả năng tạo gel và sự thoái hóa của tinh bột.
Khả năng tạo gel:
• Khi để nguội hồ tinh bột thì các phân tử sẽ tương tác với nhau và sắp xếp
lại một cách có trật tự để tạo thành gel tinh bột.
17
• Các yêu cầu để tạo được một gel tinh bột:
+ Dung dịch tinh bột phải có nồng độ vừa phải.
+ Được hồ hóa để chuyển tinh bột thành dạng hòa tan.

+ Để nguội ở trạng thái yên tĩnh để tạo gel tinh bột có cấu trúc mạng ba
chiều.
• òTrong gel tinh bột chỉ có liên kết hydro tham gia nối trực tiếp các mạch
tinh bột hoặc thông qua các cầu phân tử nước. Tnh bột này có khả năng
tạo gel với protein, nhờ đó mà khả năng giữ nước, độ cứng và độ đàn hồi
của gel protein được tốt hơn. Tính chất này có ứng dụng quan trọng trong
các sản phẩm như giò lụa.
Hình III.7. Sản phẩm giò lụa
• Trong tinh bột chứa cả amylose và amylopectin nên trong gel tinh bột có
cả vùng kết tinh và vô định hình. Tham gia vào vùng kết tinh có các phân
tử amylose và các đoạn mạch ngắn của amylopectin kết dính với nhau.
Cấu trúc nhiều nhánh của amylopectin sẽ cản trở sự dàn phẳng và sự kết
tinh. Vùng kết tinh vừa nằm trong các hạt đã trương vừa nằm trong dung
dịch sẽ tạo ra độ bền và đàn hồi cho gel, còn phần của các đại phân tử
amylose và amylopectin nối vào phần kết tinh nằm trong phần vô định
hình sẽ tạo cho gel một áp suất nhất định không để bị phá hủy.
• Tinh bột nếp có hàm lượng amylopectin cao thường khó tạo gel ở nồng độ
thấp, tuy nhiên với nồng độ tinh bột cao ( khoảng 30%) cũng có thể tạo
được gel.
• Gel từ tinh bột giàu amylose thường cứng và đàn hồi kém.
Sự thoái hóa tinh bột:
• Khi để một thời gian dài, các gel tinh bột sẽ co lại và tách nước. Hiện
tượng đó gọi là sự thoái hóa.
• Nguyên nhân của sự thoái hóa là do sự hình thành các cầu hydro giữa các
phân tử tinh bột. Amylose có cấu trúc mạch thẳng nên khả năng định
hướng và tập hợp lại dễ dàng hơn so với amylopectin, vì thế nói chung
hiện tượng thoái hóa thường liên quan đến thành phần amylose của tinh
bột.
18
• Các giai đoạn của quá trình thoái hóa:

* đầu tiên các mạch được uốn thẳng lại.
* sau đó lớp vỏ hydrat bị mất đi, các mạch sẽ định hướng song song với
nhau.
* các cầu hydro được tạo thành giữa các nhóm OH.
• Nguời ta nhận ra rằng tốc độ toái hóa sẽ tăng khi giảm nhiệt độ và đạt cực
đại tại pH = 7. Tốc độ thoái hóa sẽ giảm cả khi tăng hoặc giảm pH.
• Amylose là thành phần chủ yếu gây nên sự thoái hóa của gel tinh bột và sự
thoái hóa của amylose là không khắc phục được, trong khi amylopectin
thoái hóa có thể quay lại trạng thái ban đầu khi đun nóng ở 50 – 60
0
C.
• Sự thoái hóa tinh bột thường kèm theo hiện tượng tách nước và đặc lại của
các sản phẩm dạng nửa lỏng và làm cứng các sản phẩm như bánh mì.
4. Tính chất nhớt dẻo của tinh bột.
- Độ nhớt và độ dẻo của hồ tinh bột là một trong những tính chất quan trọng
ảnh hưởng đến chất lượng và kết cấu của nhiều loại thực phẩm.
- Do khả năng tập hợp lại với nhau và giữ được nhiều phân tử nước ( nhờ các liên
kết hydro giữa các nhóm hydroxyl) mà dung dịch tinh bột ( đặc biệt là tinh bột
nếp chứa nhiều amylopectin) có được các tính chất như độ đặc, độ dính, độ dẻo,
độ nhớt cao.
- Các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ nhớt của dung dịch tinh bột là đường kính
biểu kiến của phân tử hay của các hạt tinh bột. Đường kính này lại phụ thuộc vào
các yếu tố sau:
• Khối lượng, kích thước, thể tích, cấu trúc cũng như sự bất đối xứng của
hân tử hạt tinh bột.
• Tương tác giữa phân tử tinh bột với dung môi gây ảnh hưởng đến độ
trương, độ hòa tan và các cầu hydrat hóa bao quanh phân tử.
• Tương tác giữa các phân tử tinh bột với nhau gây ảnh hưởng đến kích
thước của sự tập hợp.
- Nồng độ tinh bột, pH, nhiệt độ, sự có mặt của ion Ca2+, tác nhân oxy hóa, các

hóa chất phá hủy cầu hydro đều có thể ảnh hưởng đến tương tác giữa các phân tử
tinh bột và làm cho độ nhớt thay đổi.
- Độ nhớt của hồ tinh bột tăng lên trong môi trường kiềm, vì kiềm làm tăng khả
năng ion hóa các phân tử tinh bột nên làm tăng khả năng hydrat hóa. Muối ở nồng
độ thấp ít gây ảnh hưởng nhưng khi ở nồng đọ cao, nó sẽ chiếm mất các phân tử và
tăng khả năng tập hợp giữa các hân tử tinh bột, từ đó dẫn tới tăng độ nhớt.
- Một số phụ gia như đường ( saccharose ở nồng độ tố ưu 5%), acid béo làm tăng
giá trị cực đại của độ nhớt. Các chất hoạt động bề mặt lại làm tăng nhiệt độ để hồ
có được độ nhớt cực đại.
19
- Trong thực phẩm người ta thường sử dụng các chất hoạt động bề mặt để lmf chất
nhũ hóa, chất tạo bọt. Ngòa ra chúng còn được sử dụng để ngăn ngừa sự tạo keo
trong các sản phẩm có chứa tinh bột.
Hình III.8. Bánh canh ( hình minh họa ).
5. Khả năng tạo màng của tinh bột.
- Giống như các hợp chất cao phân tử khác, tinh bột có khả năng tạo màng tốt.
- Để tạo màng, các phân tử tinh bột sẽ dàn phẳng ra, sắp xếp lại và tương tác trực
tiếp với nhau nhờ các liên kết hydro hoặc gián tiếp thông qua các phân tử nước.
tính chất này được ứng dụng để sản xuất các loại bánh tráng, bánh cuốn, bánh
phở… từ tinh bột
Hình III.9: bánh tráng phơi sương Trảng Bàng và bánh cuốn Thanh Trì( Hà Nội)
Các giai đoạn trong quá trình tạo màng:
• Cho tinh bột hân tán trong nước đến một nồng độ nhất định ( không quá
đặc cũng không quá loãng).
• Hồ hóa sơ bộ để tạo ra một độ nhớt nhất định.
20
• Khuấy kỹ và rót dung dchj tinh bột thành một lớp mỏng lên bề mặt kim loại
phẳng và nhẵn đã được gia nhiệt thích hợp ( có thể phết một ít paraffin để
trơ hóa bề mặt kim loại, tránh cho màng khỏi bị dính khi khô).
Cơ chế của việc tạo màng:

• Giai đoạn 1: Nước bốc hơi từ bề mặt tự do của chất lỏng ( áp suất hơi bão
hòa là trở ngại duy nhất ).
• Giai đoạn 2: Nồng độ tinh bột tăng lên và các hạt tinh bột dịch lại gần nhau,
phân tán sắp xếp thành lớp “ đơn hạt ”, một lớp gel nhớt sẽ tạo ra trên bề
mặt màng.
• Giai đoạn 3: Nước nằm giữa các hạt bắt đầu bốc hơi. Lúc này nước phải
thắng trở lực lớp màng mới tạo ra. Các hạt tiếp xúc nhiều hơn và bắt đầu bị
biến dạng. Sức căng bề mặt có khuynh hướng làm co lại bề mặt của hệ
thống.
• Giai đoạn 4: Các hạt bắt đầu thể hiện lực cố kết, tạo nên các tính chất cơ lý
của màng
• Giai đoạn 5: Màng được tạo thành do sự bốc hơi nước.
- Màng tinh bột thu được thường giòn và dễ rách là do khi tạo màng có sự
giảm dần thể tích tinh bột do nước bốc hơi, sự hình thành dần dần các cấu trúc
cục bộ vững chắc làm mất độ chảy và xuất hiện một độ bền nào đó khi màng
còn chưa hình thành.
- Khi màng co ngót, do bề mặt bản kim loại không có khả năng thay đổi kích
thước của mình nên sẽ làm xuất hiện những ứng suất nội. Nếu ứng suất này bé
hơn độ bền của cấu trúc màng đã hình thành tại thời điểm đó thì sự co ngót
không làm rách màng, ngược lại thì màng của tinh bột sẽ bị rách.
- Có thể khắc phục được tình trạng trên bằng cách tăng nhiệt độ tạo màng để
tăng chuyển động nhiệt của các hạt, phá vỡ các cấu trúc cục bộ, hoặc thêm các
hóa chất dẻo để tăng khoảng cách giữa các phân tử, giảm lực Val der Waals để
giảm ứng suất nội, tăng độ mền và độ đàn hồi của màng vừa tạo thành.
6. Khả năng tạo sợi.
- Tinh bột cũng có khả năng tạo sợi, người ta sử dụng tính năng này để sản
xuất các loại bún, miến, hủ tiếu, mì,…
- Có thể tạo sợi bằng cách cho dịch tinh bột qua một bản đục lỗ với đường
kính thích hợp. Khi đùn qua lỗ này chúng sẽ định hướng theo dòng chảy, các
phân tử tinh bột có xu hướng kéo căng ra và sắp xếp song song với nhau theo

phương của trọng lực.
21
- Các sợi ra khỏi khung còn ướt, nhúng chúng ngay vào bể nước nóng để hồ
hóa và định hình sợi bún do tác dụng của nhiệt.
- Các phân tử tinh bột đã được sắp xếp trong từng sợi sẽ tương tác với nhau
và với nước bằng liên kết hydro để tạo thành sợi.Các sợi đã được hình thành
được đưa ra khỏi bể nước nóng và đưa tiếp vào bể nước lạnh để các phân tử
liên kết với nhau chặt chẽ hơn và tạo nhiều liên kết hydro giữa các phân tử.
- Tiếp theo sẽ gia nhiệt để sấy khô nhằm tăng lực cố kết và độ cứng.
- Các loại bún, miến,… được làm từ các loại nguyên liệu tinh bột giàu
amylose như tinh bột đậu xanh, tinh bột rong riềng thường bền và dai hơn so
với làm từ tinh bột gạo, nếp.
- Tinh bột đậu xanh, rong riềng thường có từ 40 – 50 % amylose, các chuỗi
amylose thường liên kết chặt chẽ nên khó bị trương, sợi bún chắc và dai.
- Các tinh bột bắp giàu amylopectin thường rất ngắn nên lực tương tác giữa
các phân tử yếu, do đó kém bền. Ngoài ra khi chập nhiều phân tử lại thành sợi
sẽ có nhiều khuyết tật, vì vậy sợi tinh bột dễ bị đứt.
Hình
III.10. Sợi bún và sợi phở.
7. Khả năng phồng nở của tinh bột.
- Khi chiên ( rán) tinh bột trong chất béo ( dầu mỡ ) ở nhiệt độ cao, chất béo có
xu hướng tụ tập lại với nhau do tương tác kỵ nước và có khả năng xuyên thấm qua
các vật liệu glucid như tinh bột, cellulose,…Nhiệt cũng làm tinh bột hồ hóa và
22
chin. Phần không khí trong khối bột – không thấm được qua các lớp màng tinh bột
đã được tấm béo – sẽ làm giãn nở và phồng nổ tinh bột.
- Tinh bột nếp ( có chứa nhiều amylopectin) có cấu trúc chặt khả năng không
thấm khí lớn nên khả năng phồng nở cũng lớn hơn.
- Tinh bột oxy hóa – do các phân tử tích điện trái dấu đẩy nhau – nên cũng có
khả năng phồng nở cao.

- Tính năng này của tinh bột được ứng dụng để sản xuất các loại bánh phồng
tôm, xôi chiên.
Hình III.11. Bánh phồng.
 Nhược điểm:
Mặc dù tinh bột có rất nhiều tính năng nhưng khi chưa biến tính sẽ bị hạn chế
trong sản xuất công nghiệp.
Ví dụ: Tinh bột ngô chưa biến tính khi đun nóng sẽ dễ dàng bị hydrat hóa,
trương 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 loại tinh bột này trong một số loại
thương phẩm.
Nhược điểm của hạt tinh bột tự nhiên thể hiện ở tính chảy tự do hay tính kỵ
nước của hạt tinh bột, tính kém trương nở, tính không hòa tan, độ nhớt tăng
trong nước lạnh, sự tăng quá hay không điều chỉnh được độ nhớt sau khi nấu,
… Vì thế để có được những loại tinh bột phu hợp người ta tiến hành biến tính
tinh bột.
IV. Các phương pháp biến tính tinh bột.
23
 Biến tính tinh bột là quá trình làm thay đổi cấu trúc phân tử của tinh bột, tạo ra các
phân tử polysaccharide có mạch ngắn hơn hay gắn các chất, các nhóm khác vào
phân tử tinh bột… dưới tác dụng của các tác nhân như nhiệt độ, acid, các chất oxy
hóa… dẫn đến thay đổi cấu trúc vật lý, hóa học của tinh bột.
 Có 3 phương pháp để biến tính tinh bột.
1. Biến tính tinh bột bằng phương pháp vật lý.
Phá hủy tinh bột bằng lực cơ học:
• Khi các hạt tinh bột ẩm được nghiền, tỷ lệ vô định hình trong cấu trúc tinh
thể của hạt tăng lên, kết quả là khả năng phân tán và truong nở trong nước
lạnh cũng tăng lên.
• Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột loại này giảm khoảng 5 – 10
0
C, hạt tinh bột

cũng dễ bị thủy phân hơn bởi enzyme do gia tăng khả năng xâm nhập của
enzyme thông qua các rãnh vô định hình.
• Trong bột bánh được làm từ tinh bột này, nước hấp thụ nhanh và nhiều hơn,
tỷ lệ amylose bị phân hủy cũng nhiều hơn.
Tinh bột ép đùn:
• Trong quá trình ép đùn, cáu truc xoắn kép double helix của amlose có sự
thay đổi
• Tinh bột ép đùn dễ phân tán, tan tốt và có độ nhớt thấp howntinh bột thong
thường.
• Sản phẩm tạo ra là maltose, isomaltose, gentibiose, sophorose,…
Dextrin :
• Đun nóng tinh bột tới nhiệt độ 100 – 200
0
C khi có mặt một lượng nhỏ chất
xúc tác là acid hoặc kiềm sẽ tạo ra các dextrin .
• Gia nhiệt tinh bột tới 95 – 120
0
C ta thu được dextrin trắng, từ 150 – 180
0
C
thu được một chuỗi các dextrin vàng nhạt. Từ 170 – 190
0
C với thời gian
chuyển hóa trên 7h thu được British gum.
• Các biến đổi hóa học chính: giảm kích thước phân tử (ảnh hưởng đến độ
nhớt ), thay đổi tỷ lệ mạch thẳng hay độ phân nhánh trong phân tử tinh bột (
ảnh hưởng đến độ ổn định của dung dịch ).
24
Hình IV.1 Sơ đồ tương quan giữa các dextrin.
Tinh bột hồ hóa trước:

• Huyền phù tinh bột được hồ hóa sau đó sấy khô, các liên kết sẽ bị cắt đứt
một phần.
• Loại tinh bột này có khả năng trương nhanh trong nước lạnh, bền ở nhiệt độ
thấp, có độ đặc và giữ nước mà không cần gia nhiệt.
2. Biến tính tinh bột bằng phương pháp hóa học.
Biến tính nhẹ bằng acid:
• Thủy phân nhẹ tinh bột bằng acid tạo ra một sản phẩm ít tan trong nước
lạnh, nhưng tan tốt trong nước nóng, có độ nhớt và hiện tượng thoái hóa
thấp.
Tinh bột ether:
• Khi huyền phù tinh bột nồng độ 30 – 40% phản ứng với ethylene oxide hay
propylene oxide trong môi trường kiềm sẽ tạo ra các dẫn xuất hydroxyethyl
hay hydroxypropyl của tinh bột.
Tinh bột ester:
• Tinh bột monophosphate ester được sản xuất bằng cách đun nóng tinh bột
với alkaline orthophosphate hay alkaline tripolyphosphate ở 120 – 175
0
C.
• Tinh bột cũng có thể phản ứng với acid hữu cơ như acid acetic, acid béo
mạch dài, muối hay các dẫn xuất của chúng.
25