TINH BỘT BIẾN TÍNH (TIỂU LUẬN)

MỤC LỤC
I. Tổng quát............................................................................................................................3
1..............................................................................................................................................Tinh
bột..........................................................................................................................................3
2..............................................................................................................................................Tinh

bột biến tính.......................................................................................................5
II. Các phương pháp biến tính tinh bột....................................................................................6
1..............................................................................................................................................Biến

tính tinh bột bằng phương pháp vật lý...............................................................6
a. Phá huỷ tinh bột bằng lực cơ ....................................................................................6
b..............................................................................................................................................Trộn

với chất rắn trơ..............................................................................................................
c. Biến tính tinh bột bằng gia nhiệt khô ở nhiệt độ cao................................................7

d.Tinh bột hồ hoá trước( Thin-boiling starch)...................................................8
d..............................................................................................................................................Tinh
bột ép đùn (extruded starch).........................................................................................9
2..............................................................................................................................................Biến

tính bằng phương pháp hóa học........................................................................9
a. Biến tính bằng acid....................................................................................................12
b..............................................................................................................................................Biến

tính tinh bột bằng kiềm.................................................................................................13
c. Biến tính tinh bột bằng phương pháp ether hóa........................................................13
d..............................................................................................................................................Biến
tính tinh bột bằng ester hóa..........................................................................................14
e. Biến tính tinh bột bằng liên kết ngang......................................................................15

f. Biến tính tinh bột bằng oxi hóa.................................................................................17
g..............................................................................................................................................Biến
tính tinh bột bằng phương pháp biến tính kép.............................................................19
3..............................................................................................................................................Biến

tính tinh bột bằng enzyme.................................................................................25
III. Lựa chọn tinh bột biến tính.................................................................................................26
1..............................................................................................................................................Dạng

vật lí của tinh bột..........................................................................................................26
2..............................................................................................................................................Mức
độ hồ hóa......................................................................................................................27
IV. Ứng dụng của tinh bột biến tính.........................................................................................28
1..............................................................................................................................................Ổn

định hệ nhũ tương – màng bao.....................................................................................29
2..............................................................................................................................................Công
nghiệp bánh kẹo............................................................................................................33
3..............................................................................................................................................Thực
phẩm đông lạnh............................................................................................................32
1


4..............................................................................................................................................Fruit

preparati........................................................................................................................35
5..............................................................................................................................................Fruit
fillings...........................................................................................................................37
6..............................................................................................................................................Bột
trái cây sấy....................................................................................................................39

7..............................................................................................................................................Sauce
41
MỤC LỤC HÌNH

Hình 1: Cấu trúc hạt tinh bột dưới kính hiển vi...........................................................3
Hình 2: Công thức cấu tạo của tinh bột biến tính bằng phương pháp ether hóa.........13
Hình 2: Công thức cấu tạo của tinh bột biến tính bằng phương pháp oxi hóa............15
Hình 4: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên tính chất của tinh bột oxi hóa...........................17
Hình 5: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên tính chất của tinh bột biến tính kép..................18
Hình 6: Huyền phù tinh bột 5.5% ( w/w) trước khi lạnh đông và sau 4 chu trình lạnh
đông/rã đông (freeze/thaw cycle).................................................................................33
Hình 7: Tinh bột nếp tự nhiên ở nồng độ 4,5% (w/w) sau các chu trình lạnh/rã đông
....................................................................................................................................
34
Hình8: Sốt cà chua sử dụng các loại tinh bột khác nhau và trạng thái của chúng sau 4 chu
trình lạnh/rã đông.........................................................................................................35
MỤC LỤC BẢNG
Bảng1: Một số loạt tinh bột thường gặp trong thực phẩm..........................................23
Bảng 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nấu lên tính chất của tinh bột.............28
Bảng 3: Thiết bị và các điều kiện công nghệ...............................................................29
Bảng4: Một số ứng dụng trong thực phẩm của tinh bột biến tính...............................33
Bảng 6: Thành phần nhân bánh cherry đông lạnh.......................................................33
Bảng 5: Kết quả chu trìn lạnh/rã đông trên dung dịch tinh bột hòa tan......................38

2


I.

TỔNG QUÁT:

1. Tinh bột:

-

-

a. Giới thiệu:
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 cacbohydrate 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.

3


Potato Starch

Corn Starch

Tapioca Starch

Hình 1: Cấu trúc hạt tinh bột dưới kính hiển vi
-

-

b. Cấu tạo:
Tinh bột bao gồm 2 thành phần là amilose và amilopectin . Cả 2 thành phần trên
đều có đơn vị cấu tạo hóa học là monosaccharide glucose.
Trong amylase, các gốc glucose được gắn vào nhau nhờ liên kết α – (1 →4 )
glucoside. Phân tử amilose bao gồm một số chuỗi sắp xếp song song với nhau,
trong đó các gốc glucose của từng chuỗi cuộn vòng lại hình xoắn ốc .

Trong phân tử amylosepectin, các gốc glucose ko chỉ gắn với nhau nhờ liên kết α
– (1 →4) glucoside mà còn nhờ liên kết α – (1 → 6) glucoside. Do đó, có cả cấu
trúc nhánh trong amylopectin.

c. Những vấn đề với tinh bột tự nhiên:
 Phạm vi đỉnh độ nhớt hẹp:

4


-

-

-

-

Một trong những tính chất quan trọng của tinh bột có ảnh hưởng đến chất lượng và
kết cấu của nhiều sản phẩm thực phẩm đó là độ nhớt và độ dẻo. Phân tử tinh bột
có nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kết được với nhau làm cho phân tử tinh

bột tập hợp lại, giữ nhiều nước hơn khiến cho dung dịch có độ đặc, độ dính, độ
dẻo và độ nhớt cao hơn. Yếu tố chính ảnh hưởng đến độ nhớt của dung dịch tinh
bột là đường kính biểu kiến của các phân tử hoặc của các hạt phân tán, đặc tính
bên trong của tinh bột như kích thước, thể tích, cấu trúc, và sự bất đối xứng của
phân tử.
Hình trên miêu tả sự biến đổi của độ nhớt suốt quá trình hồ hóa. Ban đầu, dung
dich tinh bột tăng nhanh độ nhớt do sự tách ra của các sợi tinh bột (A). Khi tiếp
tục nấu, sợi tinh bột tiếp tục bị phân rã, dẫn đến sự giảm nhanh của tinh bột (B).
Có thể thấy trên hình, ở (C) khoảng tăng giảm của độ nhớt rất hẹp. Sự thay đổi
nhanh này còn bị tăng tốc bởi nhiệt độ, acid và khuấy trộn. Khoảng biến thiên độ
nhớt hẹp cùng với sự nhạy cảm của tinh bột với những điều kiện công nghệ chính
là nguyên nhân gây khó khăn cho việc tạo ra sản phẩm mong muốn.
 Nhược điểm về cấu trúc và sự ổn định:
Các loại tinh bột tự nhiên từ bắp, khoai tây, khoai mì… có những nhược điểm cố
hữu không phù hợp với các quá trình chế biến, như: cấu trúc sản phẩm không
mong muốn, thiếu ổn định và khả năng chịu đựng các yếu tố chế biến thấp.
Bằng những phương pháp biến tính thích hợp, những tính chất xấu này có thể
được cải thiện, như độ nhớt được điều khiển, tăng khả năng chịu đựng điều kiện
công nghệ khắc nghiệt, cấu trúc mong muốn, sự ổn định kéo dài.

2. Tinh bột biến tính:
-

Từ khi phát triển vào những năm 1940, tinh bột biến tính đã trở thành một phần
quan trọng trong công nghiệp thực phẩm vì 3 lí do:

5


-

-

II.

o Chúng cung cấp nhiều thuộc tính đặc biệt mà tinh bột bình thường không
thể. Ví dụ, trong bánh pudding, nó đóng vai trò như chất tạo đặc, tạo kết
cấu mịn và rất tiện lợi nếu ở trong “hệ thống thức ăn nhanh” (instant
system). Trong những ứng dụng khác, tinh bột biến tính có thể cung cấp
nhiều chức năng rộng lớn, từ kết nối đến hòa tan, từ hấp thu đến ngăn chặn
sự mất nước, có thể tạo kết cấu quánh hay trơn mịn, lớp bao coating mềm
hay giòn, hoặc có thể làm ổn định hệ nhũ tương.
o Tinh bột thì nhiều và có sẵn.
o Có tính kinh tế vì rẻ hơn một số chất có tính năng tương tự như gum.
Trong thực tế sản xuất, ứng với mỗi một sản phẩm thực phẩm thường đòi hỏi 1
dạng tinh bột hoặc một dẫn xuất tinh bột nhất định. Có sản phẩm yêu cầu tinh bột
giàu amilose lại có sản phẩm yêu cầu tinh bột thuần nhất amilopectin. Có sản
phẩm cần dạng tinh bột có độ hòa tan tốt, có dạng cần tinh bột bền không bị thoái
hóa ở nhiệt độ thấp. Có loại cần độ dẻo độ trong, có loại không mong muốn những
tính chất đó. Vì vậy, để có được những loại hình tinh bột phù hợp người ta phải
biến tính tinh bột.
Biến tính tinh bột là quá trình làm thay đổi cấu trúc của tinh bột, tạo ra các phân tử
polysaccharide có mạch ngắn hơn, hay gắn các nhóm khác vào phân tử tinh bột
dưới tác dụng của các tác nhân như nhiệt độ, acid, enzyme,…dẫn đến làm thay đổi
cấu trúc vật lý, hóa học của tinh bột .

CÁC PHƯƠNG PHÁP BIẾN TÍNH TINH BỘT:
-

Dựa vào bản chất của phương pháp có thể phân loại các phương pháp như sau:

o Phương pháp biến tính vật lí
o Phương pháp biến tính hóa học
o Phương pháp biến tính bằng enzym.

6


1. Biến tính tinh bột bằng phương pháp vật lý:
-

-

-

a.
Phá huỷ tinh bột bằng lực cơ học:

Nguyên tắc:
Tăng tỉ lệ vô định hình trong cấu trúc tinh thể của hạt, kết quả là khả năng phân
tán và trương nở trong nước lạnh cũng tăng lên.

Tiến hành:
các hạt tinh bột ẩm (với hàm ẩm khác nhau) được nghiền (hay chịu tác dụng của
một áp suất)

Tính chất:
Nhiệt độ hồ hoá tinh bột này giảm từ 5-10oC, hạt tinh bột cũng dễ bị thuỷ phân
bởi enzyme hơn 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 được hấp thụ nhiều
và nhanh hơn, tỉ lệ amilo bị phân huỷ cũng cao hơn.

7


-

-

-

b.
Tinh bột ép đùn (extruded starch):
 Nguyên tắc:
Thực hiện ở nhiệt độ cao (185-200 oC) .Trong quá trình ép đùn, cấu trúc xoắn kép
của amylose (cụ thể là khoảng cách giữa các chuỗi) có sự thay đổi; phân huỷ một
phần mạch amylose tạo ra maltose, isomaltose, gentibose, sophorose và 1,6anhydroglucopyranose…
 Tính chất:
Tinh bột ép đùn dễ phân tán, tan tốt, có độ nhớt thấp hơn tinh bột thông thường.
c.
Biến tính tinh bột bằng gia nhiệt khô ở nhiệt độ cao:
 Nguyên tắc:
Giảm kích thước phân tử, thay đổi tỉ lệ mạch thẳng hay độ phân nhánh trong phân
tử tinh bột.
 Tiến hành:
Phun axit (với lượng 0,05-0,15% trọng lượng tinh bột ) vào 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 photphat, Natri bicacbonat 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 từ 1-5% 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:

o Phân giải tinh bột thành sản phẩm có khối lượng phân tử thấp hơn
o Phản ứng tái trùng hợp các sản phẩm vừa mới tạo thành ở trên chủ yếu
bằng liên kết 1-6 tạo cấu trúc có độ phân nhánh cao.
o Ở giai đoạn đầu phản ứng thủy phân là chủ yếu, nên độ nhớt của tinh bột
lúc này bị giảm rất mạnh. Khi tăng nhiệt độ lên thì phản ứng tái trùng hợp
mới trở thành phản ứng chính.
o Ngoài ra ở nhiệt độ cao còn xảy ra phản ứng chuyển glucozit: các liên kết
1-4 glucozit không bền trong amiloza lúc này sẽ chuyển thành liên kết 1-6
bền hơn.

8


-

-

-

-

-

Dưới tác dụng của nhiệt độ, tinh bột đã bị biến tính 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 0C), dextrin vàng (1201800C), pirodextrin (170-1950C).
 Tính chất:
Dung dịch dextrin có khả năng tạo màng, dính kết các bề mặt đồng nhất và không
đồng nhất. Thường dùng dextrin làm chất liên kết và chất keo dính để pha sơn. Do

dextrin có độ nhớt thấp nên có thể dùng ở nhiệt độ cao mà vẫn bền. Độ hòa tan
trong nước lạnh của dextrin cao hơn tinh bột .
Dextrin trắng có độ hòa tan cao trong nước lạnh thay đổi từ 0% đến 90% và có
mức độ phân nhánh trung bình xấp xỉ 3%.
Dextrin vàng thường có màu từ vàng nhạt đến nâu sẫm và có độ hòa tan rất đáng
kể, có mức độ phân nhánh trung bình trên 20%. Pirodextrin có mức độ phân nhánh
từ 20-25% và có khối lượng phân tử lớn hơn dextrin vàng do đó dung dịch cũng
bền hơn.
d.
Tinh bột hồ hoá trước( Thin-boiling starch):
 Nguyên tắc:
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.
 Tiến hành:
9


-

-

-

-

-

Huyền phù tinh bột được hồ hoá sau đó sấy khô. Trong quá trình này, các liên kết
bị cắt đứt một phần.
 Tính chất :

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.
 Ứng dụng:
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 đàn hồi cũng như làm bền độ nhớt.
Dùng tinh bột hồ hóa sơ bộ còn tránh tổn thất các chất bay hơi trong bánh ngọt,
giữ được chất béo và bảo vệ chất béo 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.
e.
Trộn với chất rắn trơ:
 Nguyên tắc:
Làm cho các hạt tinh bột cách biệt nhau về vật lí, do đó sẽ cho phép chúng hydrat
hóa một cách độc lập
 Tính chất:
Tan tốt trong nước và không bị vón cục như tinh bột tự nhiên.

2. Biến tính bằng phương pháp hóa học:

-

-

a.
Biến tính bằng acid :
 Nguyên tắc:
Dưới tác dụng của acid một phần các liên kết giữa các phân tử và trong phân tử
tinh bột bị đứt. Do đó làm cho kich thước phân tử giảm đi và tinh bột thu được
những tính chất mới.
 Tính chất:
Giảm ái lực với iot
Độ nhớt đặc trưng bé hơn
Áp suất thẩm thấu cao hơn do khối lượng phân tử trung bình bé 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
 Tiến hành:
10


-

Biến tính bằng axít trong môi trường ancol:
o Tạo ra những sản phẩm tinh bột mạch ngắn hơn, các dextrin hoặc các
đường. Trong môi trường ancol như etanol hoặc metanol, do các ancol này
có độ phân cực nhỏ hơn nước nên độ phân ly của axit tham gia xúc tác cũng
nhỏ hơn; do đó phản ứng thủy phân làm biến dạng tinh bột diễn ra chậm
hơn so với trong môi trường nước. Vì vậy chúng ta có thể điều chỉnh và
khống chế quá trình biến tính tinh bột để tạo ra các sản phẩm có mạch phân
tử mong muốn một cách dễ dàng hơn và đạt hiệu suất thu hồi cao hơn.
o Qui trình sản xuất theo phương pháp Robyt (cho sắn):
 Axít HCl đậm đặc trộn với 100 ml môi trường, sau đó khuấy đều,

đậy kín miệng bình và biến tính trong 72 giờ.

Qui
trình sản xuất tinh bột từ sắn theo phương pháp Robyt
-

Biến tính bằng axít trong môi trường nước:
11


Qui trình biến tính tinh bột bằng axit theo phương pháp Ali &Kemf
o Biến tính trong môi trường etanol, metanol đắt tiền, tái chế phức tạp, thời
gian dài, tốn nhiều thiết bị, giá thành cao. Biến tính bằng axit trong môi
trường nước khắc phục được những nhược điểm trên.
o Tinh bột khô được phân tán trong nước thành dịch huyền phù với nồng độ
33% và biến tính với xúc tác là dung dịch axit HCl 0,5N ở 500C trong điều
kiện khuấy trộn liên tục. Khi biến tính kết thúc, trung hòa bằng dung dịch
NaOH 1N đến trung tính và rửa sạch tinh bột bằng máy li tâm siêu tốc và
nước nhiều lần.Cuối cùng là sấy, nghiền, rây để thành phẩm có W<12%.
b.
Biến tính tinh bột bằng kiềm :
 Nguyên tắc:

12


-

-

-

Kiềm có thể phá hủy tinh bột từ đầu nhóm cuối khử thông qua dạng enol. Sự phá
hủy của kiềm cũng có thể xảy ra ngẫu nhiên ở giữa mạch nhất là khi có mặt oxi và
có gia nhiệt.
 Tính chất:
Tinh bột hòa tan rất dễ.
 Tiến hành:
Xử lí hạt gạo nếp bằng một hỗn hợp các oxyt kim loại của nước tro có tính kiềm
vừa phải và hài hòa (trong thành phần của nước tro thường có các oxyt như K2O,
Na2O, MgO, CaO, Fe2O3…
c.
Biến tính tinh bột bằng phương pháp ether hóa :
 Tiến hành:
Khi huyền phù tinh bột nồng độ 30 – 40% phản ứng với ethylene oxide hay
propylene oxide trong mội trường kiềm sẽ tạo ra các dẫn xuất hydroxyethyl hay
hydroxypropyl của tinh bột

Hình 2: Công thức cấu tạo của tinh bột biến tính bằng phương pháp ether hóa
-

-

Mức độ thay thế có thể kiểm soát được nhờ điều chỉnh các điều kiện phản ứng.
Sản phẩm có mức độ thay thế thấp chứa ít hơn 0.1 mol alkyl trên 1 mol glucose,
còn sản phẩm có mức độ thay thế cao chứa khoảng 0.8 mol alkyl trên 1 mol
glucose.
 Tính chất:
Việc đưa các nhóm hydroxyalkyl ( thường kèm theo một lượng nhỏ các các liên
kết chéo ) sẽ cải thiện đáng kể khả năng trương nở và hòa tan, hạ thấp nhiệt độ hồ

hóa, cải thiện độ bền khi đông lạnh – rã đông, làm tăng độ trong của paste tinh bột
có độ nhớt cao. Nhờ các tính chất này mà sản phẩm tinh bột ether được sử dụng

13


-

-

-

-

-

-

như chất tạo độ đặc trong các loại thực phẩm lạnh đông và các sản phẩm đồ hộp
cần tiệt trùng nhiệt.
d.
Biến tính tinh bột bằng ester hóa:
 Tiến hành:
Tinh bột monophosphate ester được sản xuất bằng cách đung nóng tinh bột với
alkaline orthophosphate hay alkaline tripolyphosphate ở 120 – 175oC.
Tương tự, tinh bột cũng có thể phản ứng với các acid hữu cơ như acid acetic, acid
béo mạch dài ( 6 – 26 carbon), acid sucinic, acid citric, muối hay các các dẫn xuất
của chúng.
 Tính chất:
Tinh bột loại này có độ nhớt cao, đặc tính làm đặc tốt, paste tinh bột có độ trong

cao. Ngoài ra, tinh bột ester cũng có tính chất lạnh đông/tan giá tốt.
 Ứng dụng:
Chúng được sử dụng rộng rãi làm chất tạo độ đặc và chất ổn định trong các loại
nước sốt (như tương ớt), bột súp, bánh pudding, thực phẩm đông lạnh, margarine
và các loại đồ hộp tiệt trùng nhiệt. Do khả năng tạo được màng trong suốt và đàn
hồi nên tinh bột loại này được dùng để làm lớp phủ bảo vệ trái cây sấy, giữ vai
mùi hay tạo viên nang mềm.
e.
Biến tính tinh bột bằng liên kết ngang:
 Nguyên tắc:
Phân tử bất kì nào có khả năng phản ứng với hai ( hay nhiều hơn) nhóm hydroxyl
đều tạo ra được liên kết ngang giữa các mạch tinh bột.
 Tiến hành:
Tinh bột liên kết ngang được tạo ra khi cho tinh bột phản ứng với các tác nhân đa
chức năng ( di- hoặc polyfunctional reagent) như sodium trimetaphosphate,
phosphorus oxychloride, epichlorohydrin hay hỗn hợp của anhydric acetic và
dicarboxylic acid.
 Tính chất:
Đối với tinh bột liên kết ngang, nhiệt đột hồ hóa tăng tỷ lệ thuận, trong khi khả
năng trương nở lại tỷ lệ nghịch với lượng các liên kết ngang. Loại tinh bột này có
độ bền rất cao trong khoảng pH rộng ( ngay cả trong các thực phẩm acid và dưới
tác động của lực cơ học như khuấy). Loại tinh bột biến tính này thường được sử
dụng trong các loại thực phẩm cần tinh bột có độ bền cao; ví dụ như trong bột dinh
dưỡng cho trẻ em ( bền khi khuấy và đun nóng), làm nhân quả trong bánh (duy trì
được độ sệt khi làm lạnh, không bị phá hủy ở nhiêt độ cao và khuấy trộn, gel tạo
ra trong suốt và bền…)

 Tinh bột monohydro phosphat:
14

-

Cho tinh bột tương tác với natri trimetephosphat.Khi tăng mức độ liên kết ngang
thì khả năng hồ hóa của hạt tinh bột sẽ giảm và có thể đến mức nào đó tinh bột trở
nên không tan trong nước sôi.Tinh bột phosphat có những tính chất sau:
o Duy trì được độ sệt không bị phá hủy trong môi truờng acid , nhiệt độ và
khuấy trộn..
o Không tạo thành gel khi để yên ở nhiệt độ phòng.
o Có độ bền khi làm lạnh và tan giá.
o Không co lại khi để yên.
O

NaO
2Tb - OH

+
O

O

ONa

f.

+

P

P

P

O

NaO
O

P

Tb

O

O

Na2H2P2O7

Tb

ONa

Biến tính tinh bột bằng oxi hóa:

Hình 3: Công thức cấu tạo của tinh bột biến tính bằng phương pháp oxi hóa

-

 Tiến hành:
Quá trình thủy phân và oxy hóa tinh bột sẽ xảy ra khi xử lý huyền phù tinh bột với
hypochloride (HClO hay NaClO). ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ hồ hóa. Trong quá

trình phản ứng, kích thước hạt tinh bột có thay đổi chút ít, chiều dài mạch tinh bột
cũng giảm nhẹ do hiện tượng thủy phân, các nhóm chức tạo ra gồm carbonyl và
carboxyl với tỷ lệ 1 nhóm carboxyl/ 25 – 50 gốc glucose.

15


Qui trình biến tính tinh bột theo phương pháp oxi hóa
-

 Tính chất:
Tinh bột oxy hóa có màu rất trắng ( tinh bột càng trắng, mức độ oxy hóa càng
cao), nhiệt độ hồ hóa thấp, độ nhớt tăng chậm, gel tinh bột có độ trong cao và xu
hướng thoái hóa giảm. Trong cộng nghiệp thực phẩm, có được dùng như chất làm
đặc có độ nhớt thấp trong sốt salad và mayonnaise.
16


Hình 4: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên tính chất của tinh bột oxi hóa

-

-

g.
Biến tính tinh bột bằng phương pháp biến tính kép:
 Tinh bột dihydro phosphat:
Tiến hành: đun nóng hỗn hợp tinh bột và muối phosphat hòa tan trong nước, ví
dụ , muối acid, orto-, piro- hoặc acid tripolyphosphoric. Do ban chất ion của nhóm
phosphat, tinh bột phosphat có độ nhớt của hồ cao hơn tinh bột đầu.

Tính chất : Hồ este monophosphat tinh bột có độ trong suốt cao, độ nhớt cao và
bền đối với sự thoái hóa khi tan giá. Hồ tinh bột này giống gelatin, tạo ra được
màng trong suốt và đàn hồi.

O

NaO
Tb -OH +
OH

O

NaO

P

P
OH

OH

17

+
O

Tb

H2O

O

NaO
P

O

NaO

NaO
P

O

ONa

+

Tb OH

O

NaO

+

P
NaO

O

Na3H2PO7

Tb

P
NaO

O

Hình 5: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên tính chất của tinh bột biến tính kép

-

-

 Tinh bột kép Acetyl Phosphate:
Các loại tinh bột được liên kết ngang thông qua quá trình ête hóa sẽ tạo ra sự liên
kết bền vững . Ðây là loại tinh bột biến đổi 2 lần , nó biểu lộ đồng thời các đặc
tính và chức năng của tinh bột acetyl hoá và tinh bột liên kết ngang.
Tính ổn định vượt trội về sự đông đặc làm tan, độ trong suốt tốt hơn và khả năng
chịu độ nóng cao đã làm tăng độ bền trong axít và khi bị lay động mạnh. Loại tinh
bột này rất tốt khi dùng làm sữa chua, tương ớt, tương cà, nước dùng , bánh bột ,
thạch , giăm bông và xúc xích, thức ăn đóng hộp, thức ăn đông lạnh.

3. Biến tính tinh bột bằng enzyme:
18

-

-

-

Sự phân cắt tinh bột bởi enzym đặc hiệu hơn, có thể tạo ra được những sản phẩm
rất đặc thù, không thể thu được bằng phương pháp acid, phản ứng nhanh hơn,
công nghệ đơn giản hơn và ít gò bó.
Amylase là một trong những enzyme quan trọng nhất trong ngành công nghệ sinh
học hiện nay. Do có những ứng dụng hết sức rộng rãi trong công nghiệp thực
phẩm, dược phẩm, công nghệ lên men, công nghiệp dệt và công nghiệp giấy.
Amylase đầu tiên được sản xuất ở qui mô công nghiệp năm 1984, nó có nguồn gốc
từ nấm mốc và được sử dụng như một loại dược phẩm để chữa bệnh về tiêu hoá.
Ngày nay các amylase vi sinh vật đã được thay thế thành công acid trong công
nghiệp thuỷ phân tinh bột. Amylase cũng được sử dụng rộng rãi để đường hoá tinh
bột trong sản xuất rượu bia. Các enzyme có độ tinh sạch cao và những tính chất
phù hợp có những triển vọng to lớn trong công nghiệp dược phẩm và công nghiệp
hoá chất tinh khiết.
Theo phân loại của Nigam (1995), hệ amylase tham gia vào quá trình thuỷ phân
tinh bột gồm có các enzyme chính được liệt kê trong sơ đồ :

19


Endo-α-1,4
glucanase

α-1,4 glucanase
Exo-α-1,4

glucanase

α-amylase

Exomalto - hexahydroladse
Exomalto - pentahydrolase
Exomalto - tetrahydrolase
β-amylase
Glucoseamylase
α-amyloglucosidase

Enzyme
thủy phân
tinh bột
Pullulanase
Endo-α-1,6
glucanase
Isoamylase
α-1,6 glucanase
Exo-α-1,6
glucanase

-

Exopullulanase

α-amylase, β-amylase và glucoamylase là những enzyme biến tính tinh bột quan
trọng nhất. α-amylase (endo-1,4-α-D-glucan glucohydrolase, EC 3.2.1.1) là
enzyme ngoại bào thuỷ phân liên kết 1,4-α-D-glucoside của phân tử amylose một
cách ngẫu nhiên. Đó cũng là những endo-enzyme phân cắt bên trong mạch tinh

bột với sản phẩm chính tạo thành là dextrin. Β- amylase (α-1,4-glucan
maltosehydrolase, EC 3.2.1.2) là một exo-enzyme thuỷ phân từ đầu không khử của
mạch amylose, amylopectin và glycogen, chúng cắt lần lượt các liên kết glucoside
tạo ra maltose (dạng β-anomer). Do ezyme này không thuỷ phân được liên kết α1,6 glucoside ở amylosepectin nên kết quả thuỷ phân cuối cùng thường gồm 5060% maltose và β-limit dextrin. Glucoamylase (α-1,4-glucan glucohydrolase EC
3.2.1.3) là enzyme thuỷ phân liên kết α-1,4 và α-1,6 EC 3.2.1.3) là enzyme thuỷ
phân liên kết α-1,4 và α-1,6 glucoside từ đầu khônng khừ của mạch tinh bột tạo ra
đường glucose. Ngoài ra, α-glucosedase và các enzyme thuỷ phân liên kết nhánh
cũng được sử dụng nhiều trong công nghiệp thuỷ phân tinh bột. α-glucosidase
20


-

thuỷ phân từ đấu không khử các liên kết α-1,4 và α-1,6 của các gốc
glucopyranose để tạo ra đường α-D-glucose. Enzyme này thuỷ phân rất tốt các
đường đôi và các oligosaccharide, nó có tiềm năng và ứng dụng trong nhiều lĩnh
vực, đặc biệt trong chuyển hoá xi-rô giàu maltose thành xi-ro giàu glucose và
trong thuỷ phân các dextrin giới hạn. Enzyme thuỷ phân liên kết α-1,6 glucoside
trong phân tử amilopectin, glycogen và những polymer khác như pullulanase,
exopullulanase, isomylase thường được sử dụng kết hợp với β-amilase, GA trong
sản xuất một số sản phẩm xi-rô hay đường glucose với mục đích tăng hiệu suất
thuỷ phân.
Các giai đoạn chính trong quá trình sản xuất các sản phẩm đường ngọt từ tinh bột
gồm hồ hoá và dịch hoá tinh bột bằng α-amylase, đường hoá tinh bột bằng βamylase, glucose amylase và các enzyme tạo oligosaccharide, isomer hoá bằng
glucoisomerase (để chuyển glucose thành fructose). Tuỳ thuộc vào enzyme sử
dụng mà sản phẩm thu được khác nhau.

Các giai đoạn chính và những biến đổi enzym tham gia trong việc chế tác các sản
phẩm thủy phân tinh bột

21


-

-

-

-

-

-

Các sản phẩm đường ngọt từ tinh bột có nhiều ứng dụng bao gồm đường glucose
tinh thể hoặc dung dịch (D-glucose), xiro giàu fructose hoặc fructose tinh thể, xiro
glucose và maltose, maltodextrin và xiro dextrin.
Các sản phẩm thuỷ phân như đường glucose, các loại xiro và maltodextrin thường
được phân loại dựa trên chỉ số DE. Tinh bột có chỉ số DE bằng 0 do số lượng các
gốc khử có mặt rất ít. Thuỷ phân hoàn toàn tinh bột sẽ tạo ra đường glucose với
chỉ số DE 100. Các sản phẩm thuỷ phân ở mức độ trung gian sẽ có giá trị DE nằm
trong khoảng 0 – 100. Đường glucose thường chứa ít nhất 99.5% glucose, các
dạng xiro có DE trong khoảng từ 20 – 99.4 còn maltodextrin là những sản phẩm
có chỉ số DE từ 4 – 20. Tuy nhiên, DE không hoàn toàn thể hiện đúng mức độ
thuỷ phân đặc biệt đối với các sản phẩm xirô có cùng chỉ số DE nhưng khác nhau
ở thành phẩn đường oligo do tinh bột được thuỷ phân với những nguồn enzyme và
phương pháp khác nhau. Trong trường hợp này, sản phẩm được đánh giá bởi thành
phần và nồng độ các đường DP1 ( glucose), DP2 ( maltose), DP3 (malto triose),
DP4( maltotetraose)…

Các sản phẩm chứa fructose thông thường được mô tả bằng hàm lượng fructose,
sản phẩm chuẩn thường chứa 42,55,90% fructose, đường fructose tinh thể chứa ít
nhất 99% fructose sạch. Cyclodextrin là các mạch vòng chứa 6,7 hoặc 8 gốc
glucose tương ứng với α,β- và γ- cyclodextrin được tạo ra bởi tác dụng của xiro
dextrin glucano – transferase CGTase từ vi khuẩn B.macerans. Cyclodextrin được
sản xuất ở Nhật Bản bởi nhiều hãng, trong đó lớn nhất là hãng Nihon Shokuhin
Kato với sản phẩm α-cyclodextrin có độ tinh sạch 98.5%.
 Maltodextrin:
Maltodextrin là một polysaccharide gồm các D-glucose liên kết với nhau bằng liên
kết α-1,4 glucoside. Maltodextrin có giá trị dinh dưỡng nhưng lại không ngọt.
Maltodextrins có vai trò như một chất phân tán , chất mang hương, chất giữ ẩm,
chất tạo độ nhớt … Nó có nhiều ứng dụng - nước sốt đến bánh có nhân trái cây và
đồ uống. Nó là nguồn carbohydrates có giá trị dinh dưỡng.
Bằng cách kiểm soát các yếu tố khác nhau, tùy theo mức độ thủy phân mà các nhà
sản xuất có được sản phẩm phù hợp. Tuy nhiên, maltodextrins thương mại thường
là hỗn hợp của nhiều polysaccharide khác nhau.
Maltodextrin thường được phân loại theo chỉ số DE
DE chỉ ra mức độ polyme (DP) của phân tử tinh bột - số lượng của các đơn vị
monosaccharide trong phân tử. DE là bắt nguồn từ công thức DE = 100 ÷ DP. DE
càng cao, hàm lượng monosaccharide càng nhiều và chuỗi polyme càng ngắn.
Glucose (dextrose) có DE = 100; tinh bột thì DE gần như bằng 0. Maltodextrin có
DE bằng 5 thông thường dao động trong khoảng ừ 4 đến 7, maltodextrin có DE
bằng 10 thì dao động từ 8 đến 12.
22


-

-

STT

1

2

3

4

5

Khi chỉ số DE tăng sẽ ảnh hưởng đến các tính chất sau:
o Mức độ hóa nâu ( do tăng lượng đường khử)
o Khả năng hút ấm
o Tính dẻo
o Độ ngọt
o Độ hòa tan
o Tính thẩm thấu
Khi chỉ số DE giảm sẽ dẫn theo các tính chất sau:
o Khối lượng phân tử
o Độ nhớt
o Khả năng cố kết
o Khả năng tạo màng
o Ngăn chặn hiện tượng kết tinh đường

Bảng1: Một số loạt tinh bột thường gặp trong thực phẩm
Chỉ số Quốc
Tên thực phẩm có
Giới hạn tối đa cho

Tên phụ gia và ADI
tế
dùng phụ gia
phép trong thực phẩm
Dextrin, tinh bột rang Phomat ép
5g/kg dùng một mình
trắng
hoặc
vàng Sữa chua có hương hay kết hợp với các chất
(Dextrins,
roasted liệu, sản phẩm xử lý ổn định & chất mang
1400
starch, while & yellow) nhiệt sau lên men, đá, khác.
ADI: chưa xác định
kem hỗn hợp, viên Xem Diamidon Axetyl
xúp
adipat (1422)
Tinh bột xử lý acid
Đồ hộp rau, quả, cá Xem diamidon axetyl
(Acid treated starch)
đá, kem hỗn hợp, sữa glyxerol (1423)
1401
ADI: chưa xác định
chua thơm
Giới hạn bởi GMP
Viên xúp
Tinh bột xử lý kiềm Đồ hộp rau, quả, cá Xem Diamidon Axetyl
(Alkaline
treated đá, kem hỗn hợp, sữa adipat (1422)
1402

starch)
chua thơm
ADI: chưa xác định
Tinh bột đã khử màu
Xem tinh bột xử lý Xem tinh bột xử lý acid
(Bleached starch)
acid (1401)
(1401)
Đá kem hỗn hợp
30g/kg, dùng một mình
Cá xácđin và sản hay kết hợp với tinh bột
phẩm.
khác
1403
Viên xúp, cá nhỏ 20g/kg dùng một mình
đông lạnh nhanh
hay kết hợp với các chất
làm đông đặc hoặc làm
dày khác
Giới hạn bởi GMP
1405
Tinh bột đã xử lý men Đá, kem hỗn hợp
30g/kg, dùng một mình
23


6

1410

7

1411

8

1412

9

1413

10

1414

11

1420

12

1422

(Enzyme
treated
starches)
ADI: chưa xác định
Monoamidon photphat
(Mono

starch
phosphate)
ADI: chưa xác định
Diamidon glyxerol
(Distarch glyxerol)
ADI: chưa xác định
Diamidon phophat
(Distarch phosphate)
ADI: chưa xác định
Diamidon
photphat
photphat hoá
(Phosphated distarch
photphate)
ADI: chưa xác định
Diamidon
axetyl
photphat
(Acetylated
distarch
photphate)
ADI: chưa xác định

Viên canh xúp

hay kết hợp với tinh bột
khác
Giới hạn bởi GMP
Xem tinh bột xử lý Xem tinh bột xử lý kiềm
kiềm (1401)

(1401)
Đồ hộp rau, củ có bơ
hay dầu mỡ, cá và sản
phẩm, thức ăn trẻ em
đóng hộp
Cá thu và sản phẩm
đóng hộp
Xem Diamidon
Axetylphotphat
(1414)
Đồ hộp rau, quả có bơ
hay dầu, mỡ, sữa chua
có hương liệu và sản
phẩm xử lý nhiệt sau
lên men, cá, và sản
phẩm thức ăn trẻ em
đóng hộp
Xem 1422
Thức ăn trẻ em chế
biến sẵn

Xem Diamidon Axetyl
adipat (1422)
60g/kg, dùng một mình
hay kết hợp với tinh bột
khác
Xem Diamidon
Axetylphotphat (1414)
Xem Diamidon Axetyl
adipat (1422)

Xem 1422
5g/kg, dùng một mình
hay kết hợp với tinh bột
khác có đậu tương
25g/kg dùng một mình
hay kết hợp với tinh bột
khác trong sản phẩm có
acid amin hoặc protein
thủy phân
Amidon axetat
Đá, kem hỗn hợp, sữa Xem Diamidon Axetyl
(Starch acetate)
chua có hương liệu. adipat (1422)
ADI: chưa xác định
Sản phẩm xử lý nhiệt
sau lên men, đồ hộp
rau, củ có bơ hay dầu,
mỡ, viên xúp.
Diamidon axetyl adipat Đồ hộp rau, củ, đậu, 10g/kg dùng một mình
(Acetylated
distarch hạt nấm có bơ, mỡ hay kết hợp với các chất
adipate)
hay dầu
làm dày khác
ADI: Chưa xác định
Sữa chua & sản phẩm 10g/kg dùng một mình
xử lý nhiệt sau lên hay kết hợp với tinh bột
24

13

1423

14

1440

15

1442

III.

Diamidon
axetyl
glyxerol
(Acetylated
distarch
glycerol)
ADI: chưa xác định

men
khác
Thức ăn trẻ em đóng 60g/kg dùng một mình
hộp
hay kết hợp với tinh bột
Đá kem hỗn hợp
khác

Cá xácđin và sản 30g/kg, dùng một mình
phẩm.
hay kết hợp với tinh bột
Viên xúp, cá nhỏ khác
đông lạnh nhanh
20g/kg dùng một mình
hay kết hợp với các chất
làm đông đặc hoặc làm
dày khác
Giới hạn bởi GMP
Nấm, đậu cove xanh Xem Diamidon Axetyl
cà rốt, măng tây đóng adipat (1422)
hộp có bơ, mỡ hay
dầu, cá xacdin thức ăn
trẻ em đóng hộp, đá
kem hỗn hợp
Xem diamidon axetyl Xem diamidon axetyl
photphat (1414)
photphat (1414)

Hydroxy
propyl
amidon
photphat
(hydroxy
propyl
starch)
ADI: chưa xác định
Hydroxy
propyl Xem tinh bột xử lý Xem tinh bột xử lý kiềm

diamidon
photphat kiềm (1402)
(1402)
(hydroxy
propyl
distarch phosphate)
ADI: chưa xác định

LỰA CHỌN TINH BỘT BIẾN TÍNH:

Nhà sản xuất khi cân nhắc sử dụng loại tinh bột nào cho sản phẩm thường xem xét các
câu hỏi:
- Tính chất của sản phẩm hướng đến?
- Có nấu (cook-up) hay ăn nhanh (instant)?
- Đông lạnh hay đóng hộp?
- Thời gian sử dụng mong muốn?
- Dạng vật lí sử dụng.?
- Thành phần khác trong sản phẩm: đường, acid, chất béo, protein…. Ảnh hưởng đến
tinh bột và chức năng của nó?
- Các điều kiện công nghệ?
25