Tinh bột biến tính và ứng dụng trong công nghiệp ppt

Tinh bột biến tính và ứng dụng
trong công nghiệp
Tinh bột đã được biết đến từ hàng nghìn năm. Người La Mã gọi là amilum, một từ bắt
nguồn từ tiếng Hy Lạp, amilon. Tinh bột đầu tiên được tách ra từ bột mỳ hoặc một loại
ngũ cốc khác đã được biết đến từ thời xa xưa. Thời gian sau nó được sản xuất từ khoai
tây ở Châu Âu và Nhật Bản, từ củ sắn và lúa gạo ở phương Đông và từ ngô ở Mỹ.
Tinh bột là nguồn cacbohiđrat dự trữ của thực vật vì vậy nó được tìm thấy phổ biến trong
tự nhiên. Tinh bột có nguồn gốc từ các loại cây khác nhau có tính chất vật lí và thành
phần hóa học khác nhau. Tinh bột được tách ra từ hạt như ngô và lúa mì, từ rễ và củ như
sắn, khoai tây, dong là những loại tinh bột chính dùng trong công nghiệp.
Cấu trúc của tinh bột
Tinh bột là một cacbohiđrat cao phân tử bao gồm các đơn vị D-glucozơ nối với nhau bởi
liên kết α-glucozit. Công thức phân tử gần đúng là (C
6
H
10
O
5
)
n
trong đó n có giá trị từ vài
trăm đến khoảng mười nghìn. Tinh bột có dạng hạt màu trắng tạo bởi hai loại polime là
amilozơ và amilopectin.
Amilozơ là polime mạch thẳng gồm các đơn vị D- glucozơ liên kết với nhau bởi liên kết
α-1,4- glucozit (Hình 1).

Amilopectin là polime mạch nhánh, ngoài chuỗi glucozơ thông thường còn có những
chuỗi nhánh liên kết với chuỗi chính bằng liên kết α- 1,6-glucozit (Hình 2).

Các hạt tinh bột là những tinh thể đa hình phụ thuộc vào nguồn gốc xuất xứ trong đó hai
loại polime được sắp xếp đối xứng xuyên tâm. Bên trong hạt tinh bột có phần kết tinh do

amilozơ và phần phân nhánh của amilopectin tạo thành làm cho chúng không tan trong
nước lạnh và tương đối trơ với các enzym thuỷ phân.
Tinh bột biến tính và ứng dụng của chúng trong công nghiệp
Dựa trên bản chất những biến đổi xảy ra trong phân tử tinh bột, Kovalxkaia chia tinh bột
biến tính bằng hoá chất thành 2 loại: tinh bột cắt và tinh bột bị thay thế .
Nhóm tinh bột cắt: trong phân tử tinh bột xảy ra hiện tượng phân cắt liên kết C-O giữa
các monome và những liên kết khác, giảm khối lượng phân tử, xuất hiện một số liên kết
mới trong và giữa các phân tử. Cấu trúc hạt của tinh bột có thể bị phá vỡ ít nhiều. Nhóm
tinh bột này có rất nhiều ứng dụng như tinh bột biến tính bằng axit được dùng để phủ
giấy, tăng độ bền của giấy, cải thiện chất lượng in Trong công nghiệp thực phẩm, tinh
bột loại này dùng để tạo cấu trúc gel trong sản xuất bánh kẹo.
Tinh bột oxi hoá cũng được xếp và nhóm này. Một số loại tinh bột được oxi hoá bởi
KMnO
4
trong môi trường axit được sử dụng thay thế aga, pectin trong sản xuất bánh kẹo,
kem, các sản phẩm sữa cũng như trong đồ hộp. Các sản phẩm tinh bột oxi hoá yếu cũng
được dùng trong bánh mì để làm tăng thời gian giữ khí của bột nhào, giảm thời gian lên
men và tăng chất lượng của bánh. Tinh bột oxi hoá bởi hypoclorit, H
2
O
2
, HI và muối của
nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp giấy.
Nhóm tinh bột thay thế: là nhóm tinh bột mà tính chất của chúng thay đổi do các nhóm
hidroxyl ở cacbon 2, 3 và 6 liên kết với các gốc hoá học hay đồng trùng hợp với một hợp
chất cao phân tử khác, hoặc 2 mạch polisaccarit có thể bị gắn vào nhau do các liên kết
dạng cầu nối.
Mức độ biến tính tinh bột được đặc trưng bởi độ thế (Degree of substitution – DS). DS là
số nhóm hiđroxyl bị thế trên một AGU (Anhydrous Glucose Unit). Như vậy, độ thế có
giá trị trong khoảng 0-3.

Trong trường hợp này tính chất của tinh bột bị thay đổi rõ rệt. Thông thường tinh bột loại
này có độ nhớt và độ bền kết dính cao (được sử dụng để sản xuất các sản phẩm cần bảo
quản) như tinh bột axetat, tinh bột photphat, tinh bột oxi hoá
Các phương pháp biến tính tinh bột ở hình 3:

Hình 3 : Các phương pháp biến tính tinh bột và các sản phẩm chuyển hoá từ tinh bột
Một số ứng dụng của tinh bột biến tính trong công nghiệp
- Trong công nghiệp xây dựng tinh bột được dùng làm chất gắn bê tông, chất gắn đất sét,
đá vôi, keo dính gỗ, gỗ ép, phụ gia cho sơn.
- Trong công nghiệp mỹ phẩm và dược phẩm, tinh bột được dùng làm phấn tẩy trắng, đồ
trang điểm, phụ gia cho xà phòng, kem thoa mặt, tá dược.
- Với công nghiệp khai khoáng, tinh bột được dùng trong tuyển nổi quặng, dung dịch nhũ
tương khoan dầu.
- Với công nghiệp giấy, tinh bột được dùng chế tạo chất phủ bề mặt, thành phần nguyên
liệu giấy không tro, các sản phẩm tã giấy cho trẻ em.
- Với công nghiệp dệt, tinh bột dùng trong hồ sợi, in.
- Với các ngành khác, tinh bột được dùng làm màng plastic phân huỷ sinh học, pin khô,
thuộc da, keo nóng chảy, chất gắn, khuôn đúc, phụ gia nung kết kim loại.