Tiểu luận hóa học thực phẩm tinh bột

I.Đặt vấn đề
Tinh bột là polysaccarit chủ yếu có trong hạt, củ, thân cây và lá cây.
Một lượng tinh bột đáng kể có trong các loại quả như chuối và nhiều loại
rau, trong đó xảy ra sự biến đổi thuận nghịch từ tinh bột thành đường
glucozơ 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 glcuzơ, là chất tạo nên nguồn calo chính của thực phẩm
cho con người. Tinh bột giữ vai trò quan trọng trong công nghiệp thực phẩm
do những tính chất lý hóa của chúng. Tính chất chức năng của tinh bột là tất
cả những tính chất hóa lý đã góp phần vào việc tạo ra những tính chất đặc
trưng và mong muốn của các thực phẩm có chứa polysaccarit này mà trong
đó tính chất thủy nhiệt và sự hồ hóa tinh bột đã góp phần làm nên điều đó.
II.Tính chất hóa học, tính chất chức năng
Khi hòa tan tinh bột vào nước do kích thước của tinh bột lớn nên các
phân tử nước sẽ xâm nhập vào giữa các phân tử tinh bột và chúng sẽ tương
tác với nhóm hoạt động của tinh bột, quay cực, các phổ hồng ngoại và hàm
lượng glucozơ tạo ra lớp vỏ nước làm cho lực liên kết ở mắc xích nào đó của
phân tử tinh bột bị yếu đi, do đó phân tử tinh bột bị xê dịch rồi bị “rão” ra
và bị trương lên. Nếu sự xâm nhập của các phân tử nước vào tinh bột dẫn
đén quá trình trương không hạn chế nghĩa là làm bung được các phân tử tinh
bột thì nó sẽ chuyển thành hệ thống dung dịch. Trong phân tử tinh bột có
chứa các nhóm có cực mạnh, theo thường lệ thì chúng hòa tan trong nước.
Khi tinh bột ở trạng thái tự nhiên thì các phân tử tinh bột thường liên kết với
nhau bằng liên kết hyđro rất bền, do đó ở trong nước lạnh nó có thể hấp thụ
một cách thuận nghịch nhưng rất nhỏ theo kiểu 1
H
Kiểu 1:
R - O O - R
H
Ngoài ra hạt tinh bột còn có một lớp vỏ bao bọc bên ngoài nên để phá
hủy

được cấu trúc này đòi hỏi một năng lượng đáng kể. Khi hạt tinh bột hấp
thụ nước sẽ xảy ra sự hyđrat hóa các nhóm hyđroxyl tự do và tạo thành liên
kết hyđro với nước theo kiểu 2 và đồng thời làm đứt kiểu 1 khi nhiệt độ tăng
H H
Kiểu 2:
R - O O O - R
H H
Ở nhiệt độ thường tinh bột hấp thụ 25-50% nước mà hạt vẫn chưa
trương. Khi nhiệt độ tăng liên kết 1 bị phá hủy. Ở 60 C tinh bột ngô hấp thụ
300% nước so với trọng lượng ban đầu, khi ở 70 C thì hấp thụ 1000% nước
và khi trương nở cực đại tinh bột có thể hấp thụ 2500% nước. Khi tăng nhiệt
độ hơn nữa thì liên kết 2 cũng bị đứt làm quá trình hyđrat hóa tinh bột trong
nước gồm các giai đoạn như sau:
a – hệ thống dị thể gồm pha nước và pha bột riêng biệt
b – hệ thống dị thể gồm pha nước và pha tinh bột + nước
c – hệ thống dị thể gồm pha nước có xen tinh bột và pha tinh bột có xen
các phân tử nước
d – hệ thống đồng thể gồm nước và tinh bột phân bố đồng đều với nhau
Quá trình hyđrat hóa bao gồm các giai đoạn sau:
Hạt tinh bột -> hấp thụ nước qua vỏ -> ngưng tụ nước lỏng -> hyđrat
hóa và trương nở -> phá vỡ vỏ hạt, đứt liên kết các phân tử -> phân tán ->
dung dịch.
Sự phá hủy cấu trúc hạt tinh bột có thể xem như giới hạn giữa hai trạng
thái khác nhau của tinh bột: tinh bột ban đầu với mức độ hyđrat hóa khác
nhau và dung dịch keo của tinh bột. Nhiệt độ để phá vỡ hạt, phải chuyển tinh
bột từ trạng thái đầu có mức độ hyđrat hóa khác nhau thành dung dịch keo
gọi là nhiệt độ hồ hóa.Các hạt tinh bột có kích thước khác nhau, từ nguồn
khác nhau sẽ khác nhau về nhiệt độ chuyển trạng thái. Hạt lớn bị hồ hóa đầu
tiên, hạt bé nhất sẽ hồ hóa sau cùng. Ở hạt tinh bột bé có cấu tạo chặt các
phân tử liên kết với nhau bằng một số lớn liên kết hyđro kiểu 1raats bền, do

đó việc phá vỡ hạt khi hồ hóa ở hạt lớn và hạt nhỏ phải xảy ra ở nhiệt độ
khác nhau. Vì vậy nhiệt độ hồ hóa không phải là một điểm mà là một
khoảng nhiệt độ. Nhìn chung quá trình hồ hóa ở tất cả các loại tinh bột đều
giống nhau: ban đầu độ nhớt hồ tinh bột tăng dần lên sau đó qua một cực đại
rồi giảm xuống
Độ nhớt µ
µ max
t
o
C
t hồ hóa
Nhiệt độ hồ hóa cũng phụ thuộc vào thành phần Amyloza và
Amylopectin, Amyloza sắp xếp thành chùm song song được định hướng
chặt chẽ hơn Amylopectin vốn có xu hướng cuốn lại thàn hình cầu, có cấu
trúc khó đi qua. Các ion được liên kết với tinh bột cũng có ảnh hưởng đến độ
bền của các liên kết hyđro giữa các yếu tố cấu trúc bên trong của hạt, khi
giữa các phần của các chuỗi có chứa những ion mang điện tích cùng dấu thì
sẽ đẩy nhau do đó làm lung lay cấu trúc bên trong của hạt kết cấu làm thay
đổi nhiệt độ hồ hóa. Các muối vô cơ khi ở nồng độ thấp sẽ phá hủy liên kết
hyđro nên làm tăng độ hòa tan của tinh bột, ngược lại nồng độ muối cao sẽ
làm giảm sự hyđrat hóa phân tử tinh bột và làm kết tủa chúng. Sự hồ hóa
tinh bột cũng có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp trong môi trường kiềm, vì kiềm
làm ion hóa từng phần, do đó làm cho sự hyđrat hóa phân tử tinh bột tốt hơn.
Các chất không điện ly như: đường, rượu cũng có ảnh hưởng đến nhiệt độ
hồ hóa và làm cho nhiệt độ hồ hóa tăng lên.
Nhiệt độ hồ hóa của 1 số loại tinh bột
Tinh bột tự nhiên Nhiệt độ hồ hóa (t C)
Ngô 62 – 73
Ngô nếp 62 – 72
Lúa miến 68 – 75

Lúa miến nếp 67 – 74
Gạo 68 – 74
Lúa mì 59 – 62
Sắn 52 – 59
Khoai tây 59 - 70


Độ trong của hồ
Độ trong của hồ
Tinh bột đã hồ hóa thường có một độ trong suốt nhất định.Chính độ
Tinh bột đã hồ hóa thường có một độ trong suốt nhất định.Chính độ


trong suốt này có ý nghĩa rất quan trọng đối ới nhiều sản phẩm thực phẩm có
trong suốt này có ý nghĩa rất quan trọng đối ới nhiều sản phẩm thực phẩm có


chứa tinh bột,đặc biệt là làm tăng giá trị cảm quan của các thực phẩm này.
chứa tinh bột,đặc biệt là làm tăng giá trị cảm quan của các thực phẩm này.
Người ta nhân thấy tinh bột của các hạt cốc loại nếp,tinh bột của củ,rễ
Người ta nhân thấy tinh bột của các hạt cốc loại nếp,tinh bột của củ,rễ


thương do hồ trong suốt hơn tinh bột của các hạt cốc bình thường.
thương do hồ trong suốt hơn tinh bột của các hạt cốc bình thường.
Sự có mặt của các chất khác nhau cũng sẽ có ảnh hưỡng đến độ trong
Sự có mặt của các chất khác nhau cũng sẽ có ảnh hưỡng đến độ trong


suốt đó.Các đường thường làm tăng đáng kể độ tronh suốt của hồ tinh bột từ

suốt đó.Các đường thường làm tăng đáng kể độ tronh suốt của hồ tinh bột từ


các loại hat cốc.Ngược lại,các chất nhũ hóa như:glixerinmonosterat lại lam
các loại hat cốc.Ngược lại,các chất nhũ hóa như:glixerinmonosterat lại lam


hồ mất trong.Các chất hoạt động bề mặt như natri laurilsulfat dễ tạo phức
hồ mất trong.Các chất hoạt động bề mặt như natri laurilsulfat dễ tạo phức


với amiloza cũng làm tăng độ trong của hồ.
với amiloza cũng làm tăng độ trong của hồ.
III.Một số sản phẩm liên quan đến tính chất hóa học, tính chất
chức năng:
*Phụ lục:
Hình 1: qui trình sản xuất mì

Tài liệu tham khảo: Hóa học thực phẩm – Lê Ngọc Tú (chủ biên)
Tinh bột thực phẩm – ĐH Bách Khoa ĐN
Trang web: /> :