ỨNG DỤNG TINH BỘT TRONG SẢN XUẤT TINH BỘT BIẾN TÍNH

Nhóm 6:
ỨNG DỤNG TINH BỘT TRONG SẢN XUẤT TINH BỘT BIẾN TÍNH
I. Tinh bột
Tinh bột tiếng Hy Lạp là amidon công thức hóa học: (C
6
H
10
O
5
)
n
) là một
polysacarit carbohydrates chứa hỗn hợp amylose và amylopectin, tỷ lệ phần
trăm amilose và amilopectin thay đổi tùy thuộc vào từng loại tinh bột, tỷ lệ này
thường từ 20:80 đến 30:70. Tinh bột có nguồn gốc từ các loại cây khác nhau có
tính chất vật lí và thành phần hóa học khác nhau. Chúng đều là các
polymer carbohydrat phức tạp của glucose (công thức phân tử là C
6
H
12
O
6
). Tinh
bột được thực vật tạo ra trong tự nhiên trong các quả, củ như: ngũ cốc. Tinh bột,
cùng với protein và chất béo là một thành phần quan trọng bậc nhất trong chế độ
dinh dưỡng của loài người cũng như nhiều loài động vật khác. Ngoài sử dụng
làm thực phẩm ra, tinh bột còn được dùng trong công nghiệp sản xuất
giấy, rượu, băng bó xương. 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.
Hồ tinh bột

Thuốc thử tinh bột
là iốt. Khi gặp iốt,
tinh bột sẽ cho màu
xanh dương.
• CẤU TRÚC TINH BỘT
Tinh bột là một cacbohydrat cao phân tử bao gồm các đơn vị D – glucozo
nối với nhau bởi hoặc α – glicosit. Công thức phân tử gần đúng là (C
6
H
10
0
5
)
n
trong đó n có giá trị từ vài trăm đến khoảng mươi nghìn. Tinh bột có dạng hạt
màu trắng tạo bởi hai laoij polime là amilozo và amilopectin
Amilozo là polime mạch thẳng gồm các đơn vị D – glucozo liên kết với
nhau bởi liên kết hoặc α – 1,4 glicosit (hình 1)
Amilopectin là polime mạch nhánh, ngoài chuỗi glucozo thông thường
còn có những chuỗi nhánh liên kết với chuỗi chính bằng liên kết α – 1,6 glicosit
(hình 2).
Các hạt tinh bột là nhưng 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 amilozo và phần phân nhánh của amilopectin tạo
thành làm cho chúng không tan trong nước lạnh và tương đối chơ với các
enzyme thủy phân.
II.TINH BỘT BIẾN TÍNH.
a.Khái niệm tinh bột biến tính
Tinh bột ở dạng không biến tính, khi sử dụng trong công nghiệp thực phẩm bị
hạn chế. Nhược điểm của tinh bột tự nhiên thể hiện ở tính chảy tự do hay tính kị

nước của hạt tinh bột, tính không hòa tan, tính kém trương nở, độ nhớt tăng
trong nước lạnh, sự tăng quá hay không điều chỉnh được độ nhớt sau khi nấu. sự
dính kết hay tạo hỗn hợp giống cao su đối với những loại tinh bột đã nấu đặc
biệt là ngô nếp, khoai tây, tinh bột sắn, tính dẽ thoái hóa khi kéo dài thời gian
đun nóng hay giảm pH, độ kém trong Vì vậy để có những lạo hình tinh bột
phù hợp theo yêu cầu sử dụng người ta tiến hành biến tính tinh bột.
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, enzyme, các chất oxy hóa dẫn đến làm thay đổi cấu trúc vật lý, hóa học
của tinh bột.
Dựa trên bản chất những biến đổi xảy ra trong phân tư tinh bột,
kovalxkaia chia tinh bột biến tính bằng hóa chất thành hai loại: tinh bột cắt và
tinh bột bị thay thế.
Tinh bột cắt: trong phân tử tinh bột xảy ra hiện tượng 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 phân tử. Cấu trúc hạt tinh bột của phân tử có
thể bị phá vỡ ít nhiều. Nhóm tinh bột này có rất nhiều ứng dụng như tinh bột
biến tính bằng axit dùng để phủ giấy, tăng độ bền của giấy, cải thiện chất lượng
in Trong công nghiệp thực phẩm tinh bột này được dùng để chế tạo gel trong
sản xuất bánh kẹo.
Tinh bột oxi hóa cũng được xếp vào nhóm này. Một số loại tinh bột được
oxi hóa bởi KMnO
4
trong môi trường axit được sử dụng để thay thế aga, pectin
trong sản xuất bánh kẹo, kem, các sản phẩm sữa cũng như trong đồ hộp. Các sản
phẩm oxi hóa yếu cũng được sử dụng trng sản xuất bánh mì để làm tăng khả
năng giữ khí của bột nhào, giảm thời gian lên men và tăng chất lương của bánh.
Tinh bột oxi hóa bởi hypoclorit, H
2

O
2,
HI và muối của nó được sử dụng rộng rã
trong công nghiệp giấy.
Tinh bột thay thế: là nhóm tinh bột mà tính chất của chúng thay đổi do
các nhóm hydroxyl ở cacbon 2, 3 và 6 liên kết với các gốc hóa học hay đồng
trùng hợp với một hợp chất cao phân tử khác, hoặc hai mạch polisaccarit có thể
được gắn vào nhau do các liên kết dạng cầu nối.
Mức độ tinh bột biến tính được đặc trưng bởi độ thế (Degree of
substitution – DS). DS là số nhóm hydroxyl bị thế trên một AGU (Ahydrous
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 một cách 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 hoa.
Tinh bột biến tính được đánh số và đặt tên theo các nhóm sau
1401 tinh bột Acid xử lý
1402 tinh bột xử lý kiềm
1403 tinh bột tẩy trắng
1404 tinh bột oxy hóa
1405 Tinh bột, men điều trị
1410 Monostarch phosphate
1411 Distarch glycerol
1412 Distarch phosphate este hóa với natri trimetaphosphate
1413 Phosphated distarch phosphate
1414 acetyl phosphate distarch
1420 Tinh bột acetate este hóa với acetic anhydride
1421 Tinh bột acetate este hóa với vinyl acetate
1422 acetyl hóa adipate distarch
1423 acetyl hóa glycerol distarch

1440 Hydroxypropyl tinh bột
1442 Hydroxypropyl distarch phosphate
1443 Hydroxypropyl distarch glycerol
1450 Tinh bột natri succinat octenyl
b, Mục đích của biến tính tinh bột
- Thay đổi cấu chúc tinh bột nhằm đáp ứng một nhu cầu nào đó
- Tăng giá trị sử dụng của tinh bột
- Tạo nhiều sản phẩm đa dạng từ tinh bột
c, Ứng dụng của biến tính tinh bột
- Tinh bột biến tính dùng trong công nghiệp thực phẩm là: chất độn trong
nước sốt, đồ hộp , đồ uống, bánh kẹo,sữa bột,dùng trong sản xuất thú
y,công nghiệp dệt,công nghiệp giấy.
- Tinh bột biến tính dạng keo được dùng để sản xuất các sản phẩm cần
chất dính như tem,hình hoặc thẻ dán có lớp keo phía sau, nhãn vở, bao
thư…
- Việc tạo gel có thể sản xuất ra các sản phẩm có cấu trúc mềm mượt
.dạng mượt dùng để nấu súp và nước xốt, dạng mềm làm bánh táo hoặc
pizza.
III. Các phương pháp biến tính tinh bột
1. Biến tính tinh bột bằng phương pháp vật lý
Biến tính tinh bột bằng phương pháp vật lí :là phương pháp biến tính tinh
bột bằng phương pháp thuần túy dùng các lực vật lí như ép ,nén và hồ hóa
tác dụng lên tih bột để làm thay đổi một số tinh chất của nó nhằm phù hợp
với nhưng ứng dụng sản phẩm tinh bột biến tính của phương pháp này là
những tinh bột hồ hóa , tinh bột xử lí nhiệt ẩm .
Biến tính tinh bột bằng phương pháp vật lí :
a,Trộn với chất rắn trơ.
Tinh bột có ái lực với nước nhưng nếu hòa rực tiếp vào nước thì sẽ bị vón
cục . Có thể làm cho tinh bột phân tán tốt vào nước nếu đầu tiên đem trộn
nó với chất rắn trơ. Khi trộn đồng đều sẽ làm cho các hạt tinh bột cách

biệt nhau về vật lí do đó sẽ cho phép chúng hydrat hóa 1 cách độc lập và
không kết thành cục .
b,Biến hình bằng hồ hóa sơ bộ.
Tinh bột ban đầu được hồ hóa trong nước ,sau đó sấy phun hoặc sấy thùng
quay . Dưới tác dụng nhiệt ẩm làm đứt các liên kết giữa các phân tử , làm
phá vỡ cấu trúc của các hạt tinh bột khi hồ hóa . Tinh bột hồ hóa sơ bộ 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
Do đó người ta thường dùng tinh bột hồ hóa sơ bộ này trong mọi
trường hợp khi cần độ đặc , giữ nước mà không cần nấu . Tinh bột loại
này nếu đi từ tinh bột amilopectin thì sẽ làm tăng độ “tươi” cho sản
phẩm ,tăng độ trong suốt , độ dàn hồi cũng như làm bền độ nhớt .
Dùng tinh bột hồ hóa sơ bộ còn tránh làm tổn thất các chất bay hơi
trong bánh ngọt , giữ được chất béo và bảo vệ chất béo tránh khỏi bị
oxi hóa khi sấy khô, liên kết ẩm và ổn định ẩm trong các sản phẩm
thịt. Ete oxit của tinh bột dưới dạng hồ hóa sơ bộ được sử dụng trong
sản xuất kem rất có hiệu quả .
Amiloza hoặc tinh bột giàu amiloza( trên 60% amiloza) nếu khuếch
tán vào nước dưới áp suất cao hơn áp suất khí quyển rồi sau đó sấy
khô thì không bị thoái hóa .Người ta thường thêm tinh bột hồ hóa sơ
bộ vào các dung dịch khoan 1 lượng nước cần thiết .
c,Phá hủy tinh bột bằng lực cơ học
Khi các hạt tinh bột ẩm ( với các hàm ẩm khác nhau) được nghiền hay
chịu tác dụng của một áp suất , tỷ lệ vô định hình trong cấu trúc tinh thể
của hạt tăng lên, kết quả là khả năng phân tán và trương nở trong nước
lạnh cũng tăng lên . Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột loại này giảm khoảng
5~10 ‘C , hạt tinh bột cũng dễ bị thủy phân bởi enzym hơn do gia tăng

khả năng xâm nhập của enzym thông qua các rãnh vô dịnh hình . Trong
bột bánh được làm từ tinh bột loại này , nước được hấp thụ nhiều và
nhanh hơn , tỷ lệ amylose bị thủy phân cũng cao hơn .
d.Tinh bột ép đùn
Trong quá trình ép đùn , cấu trúc xoắn kép double helix của amylose có
sự thay đổi về khoảng cách giữa các chuỗi , tinh bột ép đùn dễ phân tán ,
tan tốt và có độ nhớt thấp hơn tinh bột thông thường .Sự phân hủy một
phần mạch amylose cho tháy các thay đổi về mặt hóa học vẫn xuất hiện ở
nhiệt độ cao của quá trình ép đùn (185-200) . Sản phẩm tạo ra có maltose,
isomaltose, gentibiose, sophorose và 1g,6-anhydroglucopyranose.
e,Biến hình tinh bột bằng gia nhiệt khô ở nhiệt độ cao
Dextrin là sản phẩm phân giải nữa vời của tinh bột . Thực tế pirodexxtrin
thu được khi gia nhiệt tinh bột khô ở nhiệt độ 175-195’C trong thời gian
7-18h.
Phương pháp chế tạo pirodexxtrin như sau :
- Phun axit ( với lượng 0.05-0.15% trọng lượng tinh bột ) và tinh bột có
độ ẩm khoảng 5%. Có thể dùng ALCL3 làm chất xúc tác .Cũng có thể
cho thêm các tác nhân kiềm tính như Canxi phophat, Natri bicabonat
hoặc Tritanolamin làm chất đệm ( để làm giảm bớt độ axit khi ở nhiệt
độ cao ). Sau khi sấy nhẹ tinh bột đến độ ẩm khoảng 15% thì tiến hành
dextrin hóa trong thiết bị trộn có gia nhiệt bằng hơi , bằng dầu hoặc đốt
nóng trực tiếp . Dextrin hóa xong thì làm nguội . Khi dextrin hóa
thường xảy ra 2 phản ứng sau:
- Phân giải tinh bột thành sản phẩm có khối lượng phân tử thấp hơn
- Phản ứng tái trùng hợp các sản phảm rồi mới tạo thành ở trên chủ yếu
bằng liên kết 1-6 tạo cấu trúc có độ phân nhánh cao
ở giai đoạn đầu phản ứng thủy phân là chủ yếu, nên độ nhớt của tinh bột
bị giảm rất mạnh. Khi tăng nhiệt độ lên thì phản ứng tái trùng hợp mới
thành phản ứng chính.
Ngoài ra ở nhiệt độ cao còn xảy ra phản ứng chuyển glucozit: các liên kết

1-4 không bền trong amiloza lúc này chuyển thành liên kết 1-6 bền hơn
Dưới tác dụng của nhiệt độ, tinh bột đã bị biến hình một cách sâu sắc do
đó nhiều tính chất cũng bị thay đổi theo, độ hòa tan tăng, hàm lượng
dextrin tăng, đường khử tăng rồi giảm, độ nhớt giảm, màu sắc thay đổi.
phụ thuộc vào nhiệt độ ta sẽ thu được dextrin trắng (95-120 độ C) .
dextrin vàng 120-180 độ C, pirodextrin 170-195 độ C.
+ dextrin trắng có độ hòa tan cao trong nước lạnh có sự thay đổi từ 0%-
90% và có mức độ phân nhánh trung bình xấp xỉ 3%
+ dextrin vàng thường có màu vàng nhạt đến nâu sẫm và có độ hòa tan
đáng kể, có mức độ phân nhánh trên 20%
+pirodetrin có mức độ phân nhánh từ 20%-25% và có khối lượng phân tử
lớn hơn dextrin vàng nên dung dịch cũng bền hơn
Dung dịch dextrin có khả năng tạo màng, dính kết các bề mặt đồng nhất
và không đồng nhất. thường dùng dixtrin làm chất liên kết và chất keo
dính để pha sơn. Do dixrtrin có độ nhớt thấp dùng ở nhiệt độ cao mà vẫn
bền. độ hòa tan trong nước lạnh của dixtrin cao hơn tinh bột, thường dùng
dixtrin trắng, vàng và piroditrin để pha keo dán phong bì, bìa cat tông, dán
nhãn chai, băng dính.
Keo dixtrin có tham có phụ gia làm biến đổi tính chất của màng dixtrin.
Natri tetraborat là một trong những phụ gia được dùng rộng rãi cùng với
dextrin, có thể thêm borat đến 20% khối lượng của keo. Tham borat làm
tăng độ nhớt của dung dịch dextrin tăng độ bền và khả năng dính của nó.
Đường, mật rỉ, glyxerin và các chất polyhidroxit tham vào keo dextrin để
tăng tính dẻo của màng và giảm độ giòn khi độ ẩm thấp. các dextrin được
dùng để hồ sợi.
Pirodextrin còn được dùng làm chất làm đặc thuốc nhuộm sợi dùng làm
dung môi và chất mang chất màu.
2. Biến tính tinh bột bằng phương pháp hóa học
Là phương pháp sử dụng những hóa chất cần thiết nhằm thay đổi tính chất của
tinh bột , sản phẩm chủ yếu của phương pháp biến tính hóa học là những tinh

bột xử lý axit, tinh bột ete hóa , ete hóa , photpho hóa
Các phương pháp hóa học trong công nghiệp biến tính tinh bột :
+biến tính bằng kiềm
+biến tính bằng axit
+biến tính bằng oxi hóa
+ biến tính bằng xử lí tổ hợp để thu nhận tinh bột keo đông
+biến tính bằng cách tạo liên kết ngang
+ biến tính bằng cách gắn them nhóm phosphate
.Tinh bột –H+ đứt liên kết trong phân tử tinh bột kích thước phân tử giảm
 tinh bột biến tính
Trong sản xuất công nghiêp, người ta cho khuếch tán tinh bột ( huyền phù tinh
bột 12-15bx) trong dd axit vô cơ có nồng độ 1-3% ; rồi khuấy đều ở nhiệt độ 50-
55 độ C trong 12-14h . Sau đó trung hòa, lọc rửa và sấy vôi
Tính chất : +giảm ái lực với iot
+độ nhớt đặc trưng bé hơn
+áp suất thẩm thấu cao hơn
+khi hồ hóa trong nước nóng hạt trương nở kém hơn
+ trong nước ấm có nhiệt độ thấp hơn, nhiệt độ hồ hóa thì độ hòa tan
cao hơn
+ nhiệt độ hồ hóa cao hơn
+chỉ số kiềm cao hơn
1. Phương pháp biến tính bằng axit
Có 2 phương pháp :
+ biến tính bằng axit trong môi trường ancol
+biến tính bằng axit trong môi trường nước
a,Biến tính bằng axit trong môi trường ancol
Ưu điểm : tạo ra những sản phẩm tinh bột mạch ngắn hơn , các dextrin hoặc các
đường
Nhược điểm: + trong môi trường ancol như etanol hoặc methanol , phản ứng
thủy phân làm biến dạng tinh bột diễn ra chậm hơn so với môi trường trong

nước
+ biến tính trong môi trường etanol , methanol đắt tiền , tái chế
phức tạp , thời gian dài, tốn nhiều thiết bị , giá thành cao
b, Biến tính bằng axit trong môi trường nước
Tinh bột, ddHCl0.5N
Tinh bột hòa trộn  biến hình (50 độc C)
DdNaOH 1N trung hòa
Nước lọc rửa nước lọc =>Sấy (45-50) =>Nghiền => Rây =>
Thành phẩm
2. Biến tính 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 có thể phá hủy từ đầu nhóm cuối khử thông qua dạng entol
Sự phá hủy kiềm cũng có thể có thể xảy ra ngẫu nhiên ở giữa mạch nhất là khi
có mặt oxi và có gia nhiệt độ
3. Biến tính bằng oxi hóa
Nước huyền phù tinh bột ddNaOH0,01N
(33-44%) Oxi hóa ddNaOCl chứa 6% clo tự do
Khuấybiến hình (30 Oc; T=4-6h)
Trộn
HCl0.01Ntrung hòa (Ph=6-6,5)
Na2H2O3tách clo tự do
0,01N
Li tâm , rửa nhiều lần
Sấy, nghiền, rây, thành phẩm
Đặc điểm : +nét đặc trưng của tinh bột đã đc oxi hóa là độ trắng , tinh bột càng
trắng thì mức độ oxi hóa càng cao
+nếu mức độ oxi hóa khá cao thì hạt trong quá trình hồ hóa bọ phá
hủy hoàn toàn và tạo ra dd trong suốt
Ứng dụng : +hồ bề mặt trong công nghiệp sản xuất giấy

+hồ sợi bong , sơi pha và tơ nhân tạo trong công nghiệp dệt
+chất làm đặc trong công nghiệp thực phẩm
4.Biến tính bằng xử lí tổ hợp để thu nhận tinh bột keo đông
Huyền dịch tinh bột  ddHCl10%
Khuấy đều liên tục (42- 45 độ C)
Hỗn hợp KMnO4 5%
Cất giữ  mất màu
Gạn rửa sản phẩm
5. Biến tính tinh bột bằng cách tạo liên kết ngang
Tinh bột sẽ thu được tính chất mới khi cho tác dụng với axit boric . Khi đó, 4
nhóm OH của 2 mạch tinh bột nằm gần nhau sẽ tạo thành phức với axit boric .
Nói cách khác , khi đó giữa các mạch polyglucozit sẽ tạo ra các lk ngang
Tinh bột thu được sẽ dai hơn, giòn và cứng hơn
Ứng dụng : +thành phần của dung dịch sét để khoan dầu mỏ
+thành phần của sơn , của gốm
+làm chất kết dính cho các viên than
+làm chất mang các chất điện li trong pin khô
6. Biến tính bằng cách gắn them nhóm phosphate
Gắn them 1 nhóm chức acid  tinh bột phosphate
H3P04
Được este hóa với nhóm OH
Của tinh bột
Gắn 2 nhóm chức axit tinh bột phosphate 2 tinh bột H3PO4
3.biến tính tinh bột băng phương pháp thủy phân bằng enzyme.
a.Định nghĩa:
Ngày nay, khi khoa học phát triển, có rất nhiều phương pháp thủy
phân tinh bột khác nhau như phương pháp vật lý, phương pháp hóa học,
phương pháp thủy phân,… ở đây, chúng ta chỉ xét phương pháp thủy
phân tinh bột bằng enzyme do phương pháp này phổ biến là được áp dụng
rông rãi nhất hiện nay.

b.Thủy phân tinh bột bằng enzyme:
Thủy phân là một quá trình hóa học trong đó một phân tử bị phân cắt
khi có mặt của phân tử nước. Một phần của phân tử sau khi cắt sẽ tương
tác với cation H
+
từ phân tử nước, phần khác sẽ liên kết với anion OH
-
còn
lại.
Phương pháp thủy phân bằng enzyme: là phương pháp biến tính tinh
bột tiên tiến hiện nay, cho sản phẩm tinh bột biến tính chọn lọc không bị
lẫn những hóa chất khác. Sản phẩm của phương pháp này là các loại
đường glucose, fructose; các poliol như sorbitol, mannitol; các
axit amin như lysin, MSG, các rượu, các axit.
c.Các enzyme sử dụng trong thủy phân tinh bột:
Là các enzyme thuộc hệ enzyme amylase. Emzyme thuộc hệ
amylase là enzymexúc tác thủy phân liên kết glucoside nằm trong chuỗi
polysaccharide và tinh bột.
Enzyme thuộc hệ enzyme amylase gồm có α-amylase (enzyme dịch
hóa) và γ-amylase (enzyme đường hóa).
Quá trình thủy phân bởi α-amylase là một quá trình đa giai đoạn:
Giai đoạn đầu: dưới xúc tác của enzyme α-amylase thì các chuỗi
polysaccharide được thủy phân nhanh để tạo thành các dextrin phân tử
lượng thấp. Vì thế độ nhớt của hồ tinh bột giảm nhanh nhưng độ ngọt
tăng không đáng kể.
Giai đoạn 2: các dextrin vừa được hình thành sẽ được thủy phân tiếp
theo thành các phần tử có trọng lượng nhỏ hơn hoặc là các đường nhưng
với tốc độ chậm. Trong giai đoạn này độ ngọt của dịch thủy phân tăng
nhanh nhưng với tốc độ chậm. Trong giai đoạn này độ ngọt của dịch thủy
phân tăng nhưng quá trình thủy phân sâu sắc thành đường bởi các

enzyme này chậm và không triệt để.
Tính chất sinh học và cách thức tác dụng của α-amylase phụ thuộc
vào nguồn gốc enzyme và bản chất của cơ chất.
Ví dụ:
α-amylase từ vi khuẩn (Termamyl) α-amylase từ nấm mốc (Fungamyl)
+ khả năng chịu nhiệt cao: 95-
105°C.
+ vùng pH hoạt động: 6,0-6,5
+ đặc tính dextrin hóa nổi trội (sản
phẩm thủy phân phần lớn là
dextrin)
+ khả năng chịu nhiệt kém: 60-
65°C.
Vùng pH hoạt động: 5,0-5,5.
+ có đặc tính đường hóa cao hơn.
Khác với α-amylase, γ-amylase có khả năng thủy phân liên kết 1-4
glucoside và tách tuần tự từng đơn vị glucose một ra khỏi đầu không khử
của chuỗi mạch polysaccharide. Vì vậy, quá trình thủy phân của γ-
amylase là một quá trình đơn giai đoạn. Suốt trong quá trình thủy phân,
độ ngọt của dịch thủy phân tăng đều đặn nhưng độ nhớt giảm chậm.
Các chế phẩm γ-amylase bán trên thị trường chủ yếu được sản xuất từ
nấm mốc: AMG, Sansuper nên khả năng chịu nhiệt kém. Nhưng lại chịu
được acid.
*Cơ chế tác động:
Trong phản ứng có sự xúc tác của enzyme, nhờ sự tạo thành phức
hợp trung gian enzyme - cơ chất mà cơ chất được hoạt hóa. Khi cơ chất
kết hợp vào enzyme, do kết quả của sự cực hóa, sự chuyển dịch của các
electron và sự biến dạng của các liên kết tham gia trực tiếp vào phản ứng
dẫn tới làm thay đổi động năng cũng như thế năng, kết quả là làm cho
phân tử cơ chất trở nên hoạt động hơn, nhờ đó tham gia phản ứng dễ

dàng.
Năng lượng hoạt hóa khi có xúc tác enzyme không những nhỏ hơn
rất nhiều so với trường hợp không có xúc tác mà cũng nhỏ hơn so với cả
trường hợp có chất xúc tác thông thường.
Nhiều dẫn liệu thực nghiệm đã cho thấy quá trình tạo thành phức
hợp enzyme - cơ chất và sự biến đổi phức hợp này thành sản phẩm, giải
phóng enzyme tự do thường trải qua ba giai đoạn theo sơ đồ sau:
E + S → ES → P + E
[Trong đó E là enzyme, S là cơ chất (Substrate), ES là phức hợp
enzyme - cơ chất, P là sản phẩm (Product)
Giai đoạn thứ nhất: enzyme kết hợp với cơ chất bằng liên kết yếu
tạo thành phức hợp enzyme - cơ chất (ES) không bền, phản ứng này xảy
ra rất nhanh và đòi hỏi năng lượng hoạt hóa thấp;
Giai đoạn thứ hai: xảy ra sự biến đổi cơ chất dẫn tới sự kéo căng và
phá vỡ các liên kết đồng hóa trị tham gia phản ứng.
Giai đoạn thứ ba: tạo thành sản phẩm, còn enzyme được giải phóng
ra dưới dạng tự do.
Các loại liên kết chủ yếu được tạo thành giữa E và S trong phức
hợp ES là: tương tác tĩnh điện, liên kết hydrogen, tương tác Van der
Waals. Mỗi loại liên kết đòi hỏi những điều kiện khác nhau và chịu ảnh
hưởng khác nhau khi có nước.
d.Vai trò của enzyme trong thủy phân tinh bột:
Thủy phân tinh bột tạo ra đường, từ đường có thể tạo ra những sản
phẩm khác nhau là cơ sở chính để sử dụng tinh bột trong công nghiệp. Sự
phân cắt tinh bột bởi enzyme thường đặc hiệu hơn, có thể tạo ra những
sản pẩm đặc thù, không thể thu được bằng phương pháp acid, phản ứng
nhanh hơn, công nghệ đơn giản hơn và ít gò bó hơn.
Tinh bột của các loại ngũ cốc có màng tế bào bảo vệ nên enzyme
amylase không thể tác dụng trực tiếp được. Khi nghiền nguyên liệu chỉ
một phần rất ít màng tế bào bị phá vỡ, phần lớn màng tế bào còn lại sẽ

ngăn cản sự tiếp xúc của enzyme amylase với tinh bột. Mặt khác, tinh bột
sống ở trạng thái không hòa tan, amylase tác dụng lên tinh bột rất chậm và
kém hiệu quả. Vì vậy, mục đích của quá trình dịch hóa là phá vỡ tinh bột
và biến tinh bột thành trạng thái hòa tan. Dịch hóa xong, tinh bột trong
dịch đã chuyển sang trạng thái hòa tan nhưng chưa thể lên men trực tiếp
được mà phải trải qua quá trình thủy phân do tác dụng của amylase để
biến tinh bột thành đường.
e.Quy trình:
 Dịch hóa tinh bột:
+ mục đích: chuyển hệ huyền phù của hạt tinh bột thành dạng dung dịch
hòa tan dextrin có nhiều mạch ngắn hơn.
+ nhiệt độ hồ hóa trên 100°C: α-amylase của vi khuẩn Bacillus
Licheniformis giúp giảm nhiệt độ hồ hóa nhưng phải ở môi trường có pH > 5,9.
+ trong quá trình dịch hóa, pH phải được điều chỉnh về vùng trung tính,
thêm Ca
2+
để tăng độ bền enzyme.
+ các enzyme α-amylase được lấy từ:
o Vi khuẩn Bacillus Subtilis: chịu nhiệt ở 80-85°C.
o Vi khuẩn Bacillus Licheniformis, vi khuẩn Bacillus
Stearothermophilus: chịu nhiệt ở 90-100°C.
+ phương pháp thủy phân 2 lần để tăng khả năng lọc của sản phẩm.
Bước 1: enzyme bền nhiệt được sử dung để thủy phân tới DE = 4-8.
Sau đó đun tới 140°C.
Bước 2: thêm enzyme vào thủy phân ở 95-100°C.
+ các phương pháp dùng enzyme:
• Thủy phân, gia nhiệt, thủy phân.
• Thủy phân ở nhiệt độ cao.
• Thủy phân 2 lần, gia nhiệt 2 lần.
• Thủy phân 2 lần, gia nhiệt một lần.

• Dịch hóa ở nhiệt độ cao.
 Đường hóa tinh bột:
Sau khi dịch hóa, chất dịch được thủy phân thành glucose, Maltose,
Oligosaccharide dưới tác dụng của enzyme GA, α-amylase, β-amylase tùy
vào tính chất của sản phẩm cuối
Cơ chất dextrin DP 8-12.
pH được điều chỉnh để dường hóa tiếp bằng GA.
Mục đích của việc thay đổi pH là dừng phản ứng α-amylase để giữ
mạch dài tối ưu và đưa pH về pH tối kích của enzyme đường hóa.
Khó khăn của quá trình này là khả năng thủy phân kém liên kết α-1,6
glucoside của các enzyme đường hóa làm hiệu suất thủy phân thấp và hiện
tượng chyển gốc glucose tạo ra các sản phẩm phụ như isomaltose. Do đó
để tăng tỉ lệ đường hóa bằng cách sử dụng kết hợp enzyme. Khi đó hiệu
suất thủy phân tăng lên 94-95,5%.
e. Các sản phẩm của quá trình thủy phân tinh bột bằng enzyme:
1. Dextrin:
Dextrin là sản phẩm được tạo thành do sự thủy phân tinh bột mà
giá trị tương đương dextrose (DE) đạt được nhỏ hơn 20. Dextrin có công
thức tổng quát giống với cacbonhydrate nhưng chiều dài chuỗi ngắn hơn
và mức độ phức tạp cũng thấp hơn.
Dextrin có thể ở dạng polymer mạch thẳng, phân nhánh hay
polymer mạch vòng (cyclodextrin).
Dextrin là sản phẩm trung gian giữa tinh bột và đường đơn hay
đường đôi. Bản chất là đường nên chúng tương đối được cơ thể dễ hấp thu
hơn tinh bột. Dextrin được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp vì chúng
không có độc tố và giá thành thấp. Được sử dụng như dịch keo có thể
hòa tan trong nước như hồ dán, dùng làm tác nhân hóa dày trong chế
biến thực phẩm và tác nhân kết dính trong dược phẩm. Đường malto-
dextrin chủ yếu dùng làm thức ăn cho trẻ em, thực phẩm ăn kiêng với
lượng nhỏ calo pha loãng (Janusz vaf Anna, 2004), làm chất thơm hay

màu thực phẩm, dùng trong công nghiệp dược phẩm. Một số dextrin
được sử dụng thay thế cho chất béo trong các sản phẩm như bơ và mỡ
gầy. Trong công nghiệp rượu bia, dextrin được đưa vào để ổn định lượng
dextrin trong sản phẩm, vừa là cơ chất cho quá trình lên men vừa tăng
chất lượng, tạo cảm quan tốt cho sản phẩm. Trong y học, dextrin được
pha chế với glucose 5%, NaCl 9‰ hay sorbitol 5% tạo dung dịch huyết
tương, dung dịch này dùng để chữa trị cho bệnh nhân mất máu nhiều
(Lê Hồng Phú, 2000).
2. Các sản phẩm đường ngọt:
*D.E (dextro equivalent)
Là đại lượng chỉ khả năng khử so với chuẩn 100% ở đường glucose
hay là số gram thương đương D-glucose trong 100g chất khô của sản
phẩm.
D.E được xác định bằng phương pháp so màu thuốc thử DNS (3,5-
dinitro satilic acid) hay bằng phương pháp sắc kí.
*Các sản phẩm đường ngọt từ tinh bột:
Sản phẩm của quá trình thủy phân tinh bột bằng acid hoặc enzyme.
Những sản phẩm có nhiều ứng dụng bao gồm glucose tinh thể hoặc
dung dịch glucose, siro giàu fructose, siro giàu glucose và maltose,
maltosedextrin và cyclodextrin. Các sản phẩm này được phân loại dựa
trên D.E.
 Siro giàu glucose (glucose syrups)
Khi tinh bột hoàn tất quá trình thủy phân bằng enzyme nó tách ra
thành dextrose. Syrups là dung dịch cô đặc của hydrolysate. Phản ứng
được kiểm soát ở nhiều giai đoạn trung gian khác nhau. Do đó glucose
syrups bao gồm dextrose, maltose và một hỗn hợp các đường cao cấp hơn.
Phân loại glucose syrups:
- Malto – dextrin D.E dưới 20.
- Low coversion syrups D.E khoảng từ 20-28
- Regular conversion syrups D.E khoảng từ 38-42

- High conversion syrups D.E khoảng 65
- High maltose syrups D.E khoảng 40.
Tinh bột sử dụng trong sản xuất syrups càng tinh khiết càng tốt với
hàm lượng protein thấp, đặc biệt là protein hòa tan. Khi tinh bột không
inh khiết, sự có mặt của các sản phẩm phá vỡ protein gây ra phản ứng
Maillard với dextrose tạo màu nâu cho sản phẩm. (ứng dụng làm kẹo
đường).
Glucose syrups không thể bảo quản lâu dài vì syrups có thể bị hư
hỏng .
Phương pháp sản xuất glucose syrups trực tiếp từ hạt nguyên chất
ngày càng phổ biến vì tiết kiệm chi phí hơn khi không phải dùng đến máy
móc thiết bị cho quá trình phân chia tinh bột.
 Dextrose:
Hầu hết dextrose được chế biến bằng quá trình enzyme – acid kết
hợp với một tỉ lệ nhỏ tu được từ quá trình enzyme – enzyme.
Dextrose là một loại đường kết tinh màu trắng tồn tại ở 3 dạng.
dạng phổ biến nhất là α-D-glucosehydrate kết tinh từ dung dịch được cô
cạn ở nhiệt độ thấp hơn 50°C.
Dextrose có rất nhiều trong tự nhiên ở dạng tự do trong mật ong)
hay kết hợp. Dextrose ít ngọt hơn succrose.
Ứng dụng: ở Anh, dextrose greens được xem như có giá trị sử dụng
trong sản xuất bia và rượu táo.
f.Các yếu tố ảnh hưởng đến qua trình thủy phân tinh bột bằng
enzyme:
Như đã biết, tốc độ thủy phân tinh bột phụ thuộc vào sự tạo thành liên kết
“enzyme – tinh bột”. sự tạo thành liên kết này là do hấp phụ lẫn nhau giữa các
nhóm háo nước có trên bề mặt của các hạt tinh bột và enzyme như –COOH,
-CHO, -OH, -CO, -NH
2
. –SH. Các nhóm này khi tác dụng lẫn nhau sẽ làm giảm

năng lượng bề mặt, làm biến dạng các phần riêng biệt của phần tử amylose và
amylopectin, cuối cùng dẫn đến làm đứt các noois glucoside để tạo ra các sản
phẩm và giải phóng enzyme. Enzyme được giải phóng lại tiếp tục tạo liên kết
mới va thực hiện nhiều chu trình tiếp theo.
Mỗi enzyme chỉ có thể hoạt động tốt khi ở trạng thái nhất định. Trạng thái
này phụ thuộc vào: nhiệt độ, pH và sản phẩm của môi trường phản ứng.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ:
Tốc độ phản ứng enzyme cũng như các phản ứng hóa học khác đều tăng,
giảm theo nhiệt độ. Tuy nhiên vì enzyme có bản chất protein nên khi tăng nhiệt
độ đến một giới hạn nào đó thì vận tốc phản ứng enzyme sẽ bị giảm do sự biến
tính của protein-enzyme. Trong khoảng nhiệt độ mà enzyme chưa bị biến tính
thì hệ số truyền nhiệt của đa số enzyme vào khoảng 1,4 – 2 nghĩa là khi tăng
nhiệt độ lên 10°C thì vận tốc phả ứng tăng lên 1,4 – 2 lần. khi bắt đầu có sự biến
tính protein thì xảy ra hiện tượng: một mặt vận tốc phản ứng vẫn tăng theo sự
tăng nhiệt độ, mặt khác tốc độ biếm tính protein cũng nhanh hơn. Kết quả là vận
tốc phản ứng giảm dần đến đình chỉ hoàn toàn.
Nhiệt độ mà tại đó tốc độ phản ứng đạt cao nhất được gọi là nhiệt độ tối ưu
hay tối thích. Nhiệt độ mà tại đó enzyme bị mất hoàn toàn hoạt tính gọi là nhiệt
độ tới hạn. nhiệt độ tối ưu lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
+ trước hết, nhiệt độ tối ưu phụ thuộc vào nguồn gốc hệ amylase. Ví dụ: α
– amylase của vi khuẩn chịu nhiệt có nhiệt độ tối ưu cao và đạt 95-105°C; nhưng
α – amylase của thóc này mầm chỉ có nhiệt độ tối ưu là 73-76°C còn α – amylase
của A.oryzae là 50-55°C.
+ Nhiệt độ tối ưu phụ thuộc vào nồng độ cơ chất trong dung dịch. Ví dụ:
với dung dịch 1% tinh bột, nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của amylase A.oryzae là
50°C. trong dung dịch 5% tinh bột, nhiệt độ tối ưu của amylase là 55°C. khi tăng
nồng độ tinh bột lên 10% thì nhiệt độ tối ưu của amylase A.oryzae vẫn chỉ là
55°C. như vậy hoạt độ của enzyme sẽ được bảo vệ khi tăng nống độ cơ chất trong
dung dịch nhưng chỉ trong giới hạn nhiệt độ xác định đối với mỗi enzyme.
+ Nhiệt độ tối ưu còn phụ thuộc vào thời gain tác dụng. thời gian tác dụng

lâu sẽ làm giảm khả năng chịu nhiệt của enzyme.
+ nhiệt tối ưu cũng phụ thuộc vào pH của môi trường phản ứng và tăng
cùng với pH trong giời hạn nhất định.
-Ảnh hưởng của pH:
Tất cả các protide đều lưỡng tính. Tính chất này phụ thuộc vào pH của
môi trường, các nhóm acid hoặc kiềm của enzyme đều có khả năng ion hóa. Khi
thay đổi pH môi trường sẽ xảy ra liên kết với H
+
hoặc OH
-
. Do đó, mức độ ion
hóa của nhóm này hoặc nhóm khác trong phân tử enzyme sẽ bị giảm. nếu nhóm
đó đóng vai trò trung tâm hoạt động của enzyme thì sự tạo thành liên kết giữa
enzyme – cơ chất sẽ bị ức chế và do đó ảnh hưởng tới quá trình thủy phân.
pH có ảnh hưởng lớn tới vận tốc phản ứng enzyme, mỗi enzyme chỉ hoạt
động thích hợp nhất ở một pH xác định gọi là pH hoạt động tối ưu của enzyme.
-Ảnh hưởng của nồng độ enzyme:
Sự thủy phân tinh bột là tổng các tác dụng của một số enzyme chứa trong
thóc mầm, nấm mốc hoặc vi khuẩn. Mỗi hệ amylase đều có số lượng và hoạt độ
khác nhau của từng enzyme. Khi tăng hoạt độ enzyme thì tốc độthủy phân tinh
bột sẽ tăng và tỉ lệ với lượng enzyme đưa vào nhưng chỉ trong giai đoạn đầu khi
bậc phản ứng bằng 0.Tùy theo chất lượng của chế phẩm enzyme amylase, tỷ lệ
này có thể khác nhau và dao động trong giới hạn khá lớn. Tỷ lệ này cũng không
cố định mà giảm dần theo trình độ công nghệ đạt được trong sản xuất chế phẩm
amylase.
IV.Quy trình chung sản xuất tinh bột biến tính
2.1 Rửa
*mục đích:
chuẩn bị,làm sạch,loại bỏ một số tập chất,làm cho các tính chất nguyên liệu đạt
yêu cầu,đảm bảo sản phẩm có chất lượng tốt.

-phương pháp rửa xổi được ứng dụng phổ biến. nguyên tắc là phun nước lên
nguyên liệu với một áp lực nhất định. Dưới tác dụng của nước,chất bẩn sẽ được
tách ra và đi theo dòng nước.
2.2 Ngâm hạt:
* Mục đích:
-chuẩn bị cho quá trình nghiền,
-làm hạt ngô mềm,dễ nghiền,giúp phá hủy khuôn protit làm cho các hạt tinh bột
thoát ra dễ dàng.
- Ngâm là tách khoảng 2/3 lượng chất hòa tan, nâng cao hiệu suất thu hồi tinh
bột và nâng cao chất lượng sản phẩm* phương pháp:
- Có thể tiến hành ngâm ngô trong nước ở nhiệt độ thường, đến cuối quá trình
ngâm có thể cho nước nóng chứa 0.18-0.25% H2SO3 vào bể ngâm ngô.
- Có thể ngâm ngay trong dung dịch SO2 0.25% ở nhiệt độ 48-52oC.(vk lactic
hoạt đông thích hợp ở 48-52oC chuyển hóa 1 phần gluxit thành axit lactic trong
nước ngâm,làm mềm hạt)
-nếu ngâm hạt không đúng quy cách hay sau khi ngâm để nguội mới nghiền thì
khó tách phôi vả tinh bột,vì vậy phôi dễ bị vụn nát,ít đàn hồi,
2.3Nghiền sơ bộ (lần 1 và 2)
* Mục đích:
- Phá vở hạt thành mảnh để tách phôi dể dàng đồng thời thu được tỷ lệ tinh bột
cao.
* chế độ thích hợp,nghiền lần 1giải phóng được 75-85% phôi,20-25% tinh
bột,lần 2 là 15-20% phôi,10-15%tinh bột.
2.4 Tách phôi:
*mục đích: tách phôi ra để tăng hàm lượng tinh bột trong tổng số chất khô.
* Quá trình tách phôi dựa trên nguyên tắc về sự chênh lệch khối lượng riêng của
phôi và ngô mảnh. Phôi chứa khoảng 50-55% chất béo (tính theo phôi khô) .
2.5 Rây sữa tinh bột
*mục đích:
- chẩn bị cho quá trình nghiền

-để khỏi nghiền lại tinh bột tự do,gluten và các phân tử cellulose nhỏ,giảm nhẹ
tải lượng máy nghiền,sữa tinh bột trước khi nghiền mịn cần qua quá trình rây.
2.6 Nghiền mịn
Mục đích : sau khi tách phôi thu được sữa tinh bột mà phần rắn bao gồm các
phân tử nhỏ, vỏ liên kết với nội nhũ,mành nội nhũ nguyên,các hạt tinh bột và
các phần tử gluten.
2.7 Rây
Sữa tinh bột sau khi nghiền mịn là có thành phần chất rắn là xơ,tinh bột tự do và
gluten.
-Mục đích của quá trình rây và rửa bã là loại bỏ phần bã xơ,làm tăng hàm lượng
tinh bột trong sữa tinh bột.
-quá trình rây và rửa bã hoạt động theo nguyên tắc ngược dòng.và để hạn chế sự
phát triển của vsv gây thối và lam bết bề mặt rây thì ta sử dụng nước bã có pha
thêm dung dịch H2SO3 nồng độ 0.05%(PH=4.3-4.5) và nhiệt độ khoảng 50oC
2.8 Tách gluten
- Sữa tinh bột sau khi tinh chế có 2 thành phần chính là tinh bột và gluten
*Mục đích của quá trình ly tâm là tách gluten ra khỏi sữa tinh bột
-Để tách tinh bột khỏi gluten người ta dựa vào sự khác nhau về khối lượng riêng
của các cấu tử trong sữa tinh bột,khối lượng riêng của tinh bột là 1.61kg/l, khối
lượng riêng của gluten là 1.08kg/l.
2.9 Tinh chế dịch sữa
* mục đích:
-Sữa tinh bột sau khi lắng tách gluten còn chứa rất nhiều chất hòa tan chủ yếu là
protein và tro,nên đòi hỏi phải rửa nhiều lần để tách các chất hòa tan tối đa(có
thể rửa từ 2 đến4 lần). nếu tinh bôt ướt sản xuất tinh bột khô thì phải rửa tinh bột
2 lần,Sản xuất mật rửa 3 lần và sản xuất glucóe tinh chế phải rửa 4 lần.
- Để rửa tinh bột có thể dùng máy rửa chân không hay cyclon nước
2.10 Ly tâm tách nước
* Mục đích là giảm hàm ẩm của nguyên liệu trước khi đi vào thiết bị sấy, giup
tiết kiệm thời gian và năng lượng

*Nồng độ chất khô trong dịch sữa tinh bột tăng lên.
2.11 Sấy tinh bột:
*Mục đích là giảm hàm ẩm của sản phẩm và bảo quản sản phẩm.Làm yếu hay
tiêu diệt vi sinh vật.
*Sữa tinh bột sau khi rữa được đưa vào máy sấy, quá trình sấy thực hiện sao cho
sau khi sấy hàm lượng ẩm còn lại trong tinh bột bắp là: 10 - 12%
Phương pháp sấy tiết kiệm nhiên liệu nhất là sấy bằng không khí nóng.
Tách phôi
rây
Nghiền mịnrâyTách gluten
Tinh chế dịch
sữa
Ly tâm tách
nước
Nước
gluten
Tinh bột
Sấy
xơ
Tinh chế dịch
sữa