Tìm hiểu về các chất độc trong thực phẩm

Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
MỞ ĐẦU
♦●♦
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 glucozơ 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. Tinh bột
thường được dùng làm chất tạo độ nhớt sánh cho thực phẩm dạng lỏng, là tác
nhân làm bền cho thực phẩm dạng keo, là các yếu tố kết dính và làm đặc tạo độ
cứng và độ đàn hồi cho nhiều thực phẩm. Trong công nghiệp, ứng dụng tinh bột
để xử lí nước thải, tạo màng bao bọc kị nước trong sản xuất thuốc nổ nhũ tương,
thành phần chất kết dính trong công nghệ sơn. Các tính chất “sẵn có” của tinh bột
có thể thay đổi nếu chúng bị biến hình (hóa học hoặc sinh học) để thu được
những tính chất mới, thậm chí hoàn toàn mới lạ. Bài tiểu luận này sẽ trình bày vấn
đề: “Tìm hiểu về tinh bột của các loại củ và lương thực. Ứng dụng của chúng trong chế
biến thực phẩm.”
I. Giới thiệu chung về tinh bột:
• Tinh bột là chất dinh dưỡng dự
trữ của thực vật.Tinh bột do cây
xanh quang hợp nên.Tinh bột có
nhiều trong các hạt, củ, quả.
• Trong thực vật, tinh bột
thường có mặt dưới dạng
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm

không hoà tan trong nước. Do đó có thể tích tụ một lượng lớn ở trong tế
bào mà vẫn không bị ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu. Các hyđrat cacbon
đầu tiên được tạo ra ở lục lạp do quang hợp, nhanh chóng được chuyển
thành tinh bột. Tinh bột ở mức độ này được gọi là tinh bột đồng hoá, rất
linh động, có thể được sử dụng ngay trong quá trình trao đổi chất hoặc có
thể được chuyển hoá thành tinh bột dự trữ ở trong hạt, quả, củ, rễ, thân và
bẹ lá.
• Trong nước nóng từ 65
o
C trở lên , tinh bột tan thành dung dịch keo, gọi là hồ
tinh bột.Cấu trúc phân tử của tinh bột (C
6
H
10
O
5
)
n.
• 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 có liên
quan đến tinh bột.
Ta có thể chia tinh bột thực phẩm thành ba hệ thống:

hệ thống tinh bột của các hạt ngũ cốc

hệ thống tinh bột của các hạt họ đậu

hệ thống tinh bột của các củ
I.1 Cấu tạo của hạt tinh bột:
• Cấu tạo bên trong của hạt tinh bột khá phức tạp. Hạt tinh bột có cấu tạo

lớp, trong mỗi lớp đều có lẫn lộn các amiloza dạng tinh thể và amilopectin
sắp xếp theo phương hướng tâm.Nhiều lớp đồng tâm xếp xung quanh một
điểm gọi là rốn hạt.
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
Cấu tạo của hạt tinh bột
• Nhờ phương pháp hiển vi điện tử và nhiễu xạ tia X thấy rằng trong hạt tinh
bột “nguyên thuỷ” các chuỗi polyglucozit của amiloza và amilopectin
tạo thành xoắn ốc với ba gốc glucozơ một vòng.
Tinh bột
• 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 amiloze và phần phân nhánh của amilopectin
tạo thành làm cho chúng không tan trong nước lạnh và tương đối trơ với các
enzyme thuỷ phân.
• Trong tinh bột của các hạt ngũ cốc, các phân tử có chiều dài từ
0,35-0,7µm, trong khi đó chiều dày của một lớp hạt tinh bột là 0,1 µm. Hơn
nữa, các phân tử lại xắp xếp theo hướng tâm nên các mạch glucozit của
các polysaccarit phải ở dạng gấp khúc nhiều lần.
• Các mạch polysaccarit sắp xếp hướng tâm tạo ra độ tinh thể: các mạch bên
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
của một phân tử amilopectin này nằm xen kẽ giữa các mạch bên của phân tử
kia.
• Ngoài cách sắp xếp bên trong như vậy, mỗi hạt tinh bột còn có vỏ bao phía
ngoài. Đa số các nhà nghiên cứu cho rằng vỏ hạt tinh bột khác với tinh
bột bên trong, chứa ít ẩm hơn và bền đối với các tác động bên ngoài.
Trong hạt tinh bột có lỗ xốp nhưng không đều. Vỏ hạt tinh bột cũng có lỗ

nhỏ do đó các chất hòa tan có thể xâm nhập vào bên trong bằng con đường
khuếch tán qua vỏ.
Cấu trúc tinh thể của tinh bột
I.2 Hình dáng, đặc điểm, kích thước của tinh bột:
• Trong thực vật tinh bột ở dạng nhỏ được giải phóng sau khi tế bào bị phá vỡ,
tùy theo dạng nguyên liệu, tinh bột có hình dáng và kích thước khác nhau:
hình tròn, hình bầu dục, hình đa giác…
• Hình dáng, thành phần hoá học và những tính chất của tinh bột phụ thuộc vào
giống cây, điều kiện trồng trọt, quá trình sinh trưởng của cây…
 Tinh bột gạo: hạt tinh bột có kích thước nhỏ 3÷8μm, được bao bằng
vỏ protein cứng, có dạng hình đa giác.
 Tinh bột mì: gồm một loại các hạt có kích thước từ 20÷35μm và một
số loại hạt nhỏ có kích thước trung bình và nhỏ 2÷10μm, có hình dạng
elip hay hình tròn.
 Tinh bột sắn (khoai mì): hạt tinh bột sắn có kích thước trung bình từ
1,5÷30μm, có hình bầu dục.
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
• Kích thước hạt khác nhau sẽ dẫn đến hạt có những tính chất khác nhau như:
nhiệt độ hồ hoá, khả năng hấp phụ xanh metylen, hạt nhỏ thường có cấu tạo
chặt trong khi hạt lớn có cấu tạo xốp.
Bảng I.1: Đặc điểm của một số hệ thống tinh bột.
Nguồn Kích thước Hình dáng Hàm lượng
Nhiệt độ hồ
Hạt ngô 10-30 Đa giác hoặc 2
5
67-75
Lúa mì 5-50 Tròn 2 56-80
Lúa mạch đen 5-50 Tròn dài 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 đỗ 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
I.3 Thành phần hóa học của hạt tinh bột:
• Tinh bột được cấu tạo từ hai loại polysaccharide hoàn toàn khác nhau về tính
chất vật lý và hóa học là amylose và amylopectin.
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
 Dạng lò xo không phân nhánh gọi là amilozơ
 Dạng phân nhánh gọi là amilopectin

Amylopectin molecule

Amylose molecule
 Phần tan trong nước là amilozơ
 Phần không tan trong nước là amilopectin
● Tùy theo từng loại nguyên liệu, thành phần amylose và
amylopectin trong tinh bột khác nhau.
Bảng I.2: Thành phần amylose và amylopectin của một số loại tinh bột
Loại tinh bột Amylose, % Amylopectin, %
Gạo
18,5 81,5

Nếp 0,3 99,7
Bắp 24 76
Đậu xanh 54 46
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
Khoai tây 20 80
Khoai lang 19 81
Khoai mì 17 83
I.3.1 Amylose:
• Amylose là loại mạch thẳng, chuỗi dài từ 500-2000 đơn vị glucozơ, liên kết
nhau bởi liên kết α – 1,4- glucoside.Trong không gian, nó cuộn lại thành hình
xoắn ốc và được giữ bền vững nhờ các liên kết hyđrô.
• Amylose thường ở dạng kết tinh có lớp hydrate bao quanh xen kẽ với các
amylose kết tinh không có lớp hydrate.
• Amylose có trọng lượng phân tử khoảng 50.000÷160.000, do cấu trúc mạch
thẳng, amylose có gốc hydroxyl tự do nhiều nên dễ hoà tan trong nước ấm.
Tuy nhiên, ở dạng tinh thể không bền vững nên khi để yên tinh thể sẽ tách ra.
• Trong hạt tinh bột hoặc trong dung dịch hoặc ở trạng thái thoái hóa
amiloza thường có cấu hình mạch giãn, khi thêm tác nhân kết tủa vào,
amiloza mới chuyển thành dạng xoắn ốc. Mỗi vòng xoắn ốc gồm 6 đơn vị
glucozơ.
• Đường kính của xoắn ốc là 12,97 A
0
, chiều cao của vòng xoắn là
7,91A
0
Các nhóm hydroxyl của các gốc glucozơ được bố trí ở phía ngoài
xoắn ốc, bên trong là các nhóm C-H.
Jun. 2

1
Hóa Sinh Thực Phẩm
Một phần cấu trúc Amylose
• Amylose bắt màu xanh với Iodine, màu này mất đi khi đun nóng, hiện màu
trở lại 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.
I.3.2Amylopectin:
• Amylopectin có cấu tạo vô định hình, có dạng phân nhánh. Ngoài liên kết
α-1,4 glucozid, các phân tử glucose còn liên kết với nhau theo liên kết α-1,6
glucozid.
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
• Cấu trúc phân tử bao gồm một mạch trung tâm thẳng chứa liên kết α-1,4
glucozid, từ mạch này phát ra các nhánh phụ dài chừng vài chục gốc glucose.
• Amylopectin có khối lượng phân tử nằm trong khoảng 500 ngàn đến
1000000 dalton.
• Các amylopectin thường phân bố ở bên ngoài hạt tinh bột.
• Sự khác biệt giữa amiloza và amilopectin không phải luôn luôn rõ nét. Bởi
lẽ ở các phân tử amiloza cũng thường có một phần nhỏ phân nhánh do đó
cũng có những tính chất giống như amilopectin.
• Cấu tạo của amilopectin còn lớn và dị thể hơn amiloza nhiều. Trong tinh
bột tỉ lệ amiloza/amilopectin khoảng ¼. Tỉ lệ này có thể thay đổi phụ
thuộc thời tiết, mùa vụ và cách chăm bón.
• Amylopectin tác dụng với Iod tạo thành màu tím đỏ.
• 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 phụ trên cellulose.
Jun. 2
1

Hóa Sinh Thực Phẩm
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
Mảnh cấu trúc của amylopectin
I.4 Các phản ứng tiêu biểu của tinh bột:
I.4.1 Phản ứng thủy phân:
• Một tính chất quan trọng của tinh bột là quá trình thủy phân liên kết giữa
các đơn vị glucozơ bằng axít hoặc bằng enzym. Axit có thể thủy phân tinh
bột ở dạng hạt ban đầu hoặc ở dạng hồ hóa hay dạng past, còn enzym chỉ
thủy phân hiệu quả ở dạng hồ hóa. Một số enzym thường dùng là α-
amilaza, β- amilaza. Axit và enzym giống nhau là đều thủy phân các phân
tử tinh bột bằng cách thủy phân liênkết α -D (1,4) glycozit. Đặc trưng của
phản ứng này là sự giảm nhanh độ nhớt và sinh ra đường.
• Sự thủy phân của tinh bột trãi qua các giai đoạn sau:
Hình:Phản ứng thủy phân của tinh bột
• Các nhóm hydroxyl trong tinh bột có thể bị oxi hóa tạo thành andehyt,
xeton và tạo thành các nhóm cacboxyl. Quá trình oxi hóa thay đổi tùy thuộc
vào tác nhân oxi hóa và điều kiện tiến hành phản ứng. Quá trình oxi hóa tinh
bột trong môi trường kiềm bằng hypoclorit là một trong những phản ứng hay
dùng, tạo ra nhóm cacboxyl trên tinh bột và một số lượng nhóm cacbonyl.
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
Quá trình này còn làm giảm chiều dài mạch tinh bột và tăng khả năng hòa
tan trong nước, đặc biệt trong môi trường loãng.
• Các nhóm hydroxyl trong tinh bột có thể tiến hành ete hóa, este hóa. Một số
monome vinyl đã được dùng để ghép lên tinh bột. Quá trình ghép được
thực hiện khi các gốc tự do tấn công lên tinh bột và tạo ra các gốc tự do
trên tinh bột ở các nhóm hydroxyl. Những nhóm hydroxyl trong tinh bột

có khả năng phản ứng với andehyt trong môi trường axit. Khi đó xảy ra
phản ứng ngưng tụ tạo liên kết ngang giữa các phân tử tinh bột gần nhau.
Sản phẩm tạo thành không có khả năng tan trong nước.
I.4.2 Phản ứng tạo phức:
• Phản ứng rất đặc trưng của tinh bột là phản ứng với iot. Khi tương tác với
iot, amiloza sẽ cho phức màu xanh đặc trưng. Vì vậy, iot có thể coi là
thuốc thử đặc trưng để xác định hàm lượng amiloza trong tinh bột bằng
phương pháp trắc quan. Để phản ứng được thì các phân tử amiloza phải
có dạng xoắn ốc để hình thành đường xoắn ốc đơn của amiloza bao quanh
phân tử iot.Các dextrin có ít hơn 6 gốc glucozơ không cho phản ứng với iot
vì không tạo được một vòng xoắn ốc hoàn chỉnh. Axit và một số muối như
KI, Na
2
SO
4
tăng cường độ phản ứng.
• Amiloza với cấu hình xoắn ốc hấp thụ được 20% khối lượng iot, tương ứng
với một vòng xoắn một phân tử iot. Amilopectin tương tác với iot cho
màu nâu tím. Về bản chất phản ứng màu với iot là hình thành nên hợp chất
hấp thụ.
• Ngoài khả năng tạo phức với iot, amiloza còn có khả năng tạo phức
với nhiều chất hữu cơ có cực cũng như không cực như: các rượu no, các
rượu thơm, phenol, các xeton phân tử lượng thấp.
I.4.3 Tính hấp phụ của tinh bột:
• Hạt tinh bột có cấu tạo lỗ xốp nên khi tương tác với các chất bị hấp thụ thì bề
mặt trong và ngoài của tinh bột đều tham dự. Vì vậy trong quá trình bảo
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
quản, sấy và chế biến cần phải hết sức quan tâm tính chất này.

• Các ion liên kết với tinh bột thường ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ của
tinh bột. Khả năng hấp thụ của các loại tinh bột phụ thuộc cấu trúc bên trong
của hạt và khả năng trương nở của chúng.
I.4.4 Khả năng hấp phụ nước và khả năng hòa tan của tinh bột:
• Xác định khả năng hấp thụ nước và khả năng hòa tan của tinh bột cho phép
điều chỉnh được tỉ lệ dung dịch tinh bột và nhiệt độ cần thiết trong quá
trình công nghiệp, còn có ý nghĩa trong quá trình bảo quản, sấy và chế
biến thủy nhiệt.
• Rất nhiều tính chất chức năng của tinh bột phụ thuộc vào tương tác của
tinh bột và nước (tính chất thủy nhiệt, sự hồ hóa, tạo gel, tạo màng).
Ngoài ra, nó cũng là cơ sở để lựa chọn tinh bột biến hình thích hợp cho
từng ứng dụng cụ thể.
• Ví dụ: Để sản xuất các sản phẩm nước uống hòa tan như cà phê, trà hòa tan
thì nên chọn tinh bột biến hình nào có độ hòa tan cao nhất.
I.5 Những tính chất vật lí của huyền phù tinh bột trong nước:
I.5.1 Tính hút ẩm và tính hòa tan:
• Khả năng hút ẩm của tinh bột khá hơn do hạt tinh bột có cấu trúc xốp. Khi độ
ẩm tương đối của không khí.
• φ = 75% thì khả năng hút ẩm của tinh bột lên đến 10,33%, khi φ = 100% thì
khả năng hút ẩm đến 20,92%.
• Ở nhiệt độ thường tinh bột không hòa tan trong nước, tinh bột cũng không
hòa tan trong ete, rượu, sunfua cacbon, clorofoc… Tinh bột hòa tan trong
môi trường kiềm tốt hơn là trong môi trường trung tính hoặc axit vì kiềm có
tác dụng ion hóa từng thành phần do đó làm cho phân tử polisaccarit hydrat
hóa tốt hơn.
• Ngoài ra, tinh bột bị kết tủa trong cồn, vì vậy cồn là một tác nhân tốt để
tăng hiệu quả thu hồi tinh bột
I.5.2 Tính chất thủy nhiệt và sự hồ hóa của tinh bột :
• Khi hòa tan tinh bột vào nước do kích thướt phân tử của tinh bột lớn nên đầu
tiên các phân tử sẽ xâm nhập vào giữa các phần tử tinh bột. Tại đây chúng sẽ

tương tác với nhóm hoạt động của tinh bột, quay cực, các phổ hồng ngoại và
hàm lượng 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 rồi bị
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
“rão” ra và bị trương lên. Nếu sự xâm nhập của phân tử nước vào tinh bột
dẫn đến quá trình trương không hạn chế nghĩa là làm bung được các phân tử
tinh bột thì hệ thống chuyển thành dung dịch. Quá trình trương này luôn luôn
đến trước quá trình hòa tan. Dĩ nhiên, với tinh bột để đạt được trạng thái này
còn phụ thuộc vào điệu kiện bên ngoài là nhiệt độ.
Ái lực của dung môi (nước) với tinh bột được biễu diễn bằng phương trình nhiệt
động sau:
Trong đó ΔF – sự biến thiên năng lượng tự do từ trạng thái đầu đến trạng thái cuối
của hệ.
ΔU – biến thiên nội năng của hệ
T - nhiệt độ tuyệt đối.
ΔS - biến thiên entropy của hệ
• Sự hòa tan sẽ xảy ra khi giảm năng lượng tự do ΔF của hệ. ΔF phụ thuộc
ΔU và ΔS.
• Ở các quá trình tự xảy ra thì entropy của hệ có khuynh hướng tăng do đó
TΔS tăng, vì số hạng này là âm nên sự biến thiên entropy của hệ cô lập luôn
luôn làm giảm năng lượng tự do nghĩa là luôn luôn góp phần vào sự hòa tan.
• Sự biến thiên nội năng ΔU là hàm của năng lượng tương tác của phân tử
dung môi với phân tử tinh bột.
• Nếu lực tương tác giữa các phân tử của hai pha ( tinh bột và nước) vượt lên
trên lực tương tác giữa các phân tử trong mỗi pha thì ΔU < 0 và quá trình hòa
tan sẽ tốt hơn.
• Nếu lực tương tác giữa các phân tử tinh bột và nước bé hơn lực tương tác
phân tử trong mỗi pha thì ΔU >0 và sẽ có hoặc không có sự hòa tan, phụ

thuộc vào sự tương quan giữa ΔU và TΔS.
• Khi ΔU = TΔS thì sự gia nhiệt không đáng kể sẽ chuyển hệ thống từ trạng
thái không tan thành hòa tan vì khi tăng nhiệt độ, số hạng entropy tăng nhanh
hơn nội năng rất nhiều. Thí nghiệm về hòa tan đã chứng tỏ khi ΔU > 0 thì
entropy là yếu tố quyết định.
• 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
thường liên kết với nhau bằng liên kết hydro rất bền nên khi ở trong nước
lạnh có thể hấp thụ nước một cách thuận nghịch nhưng rất nhỏ. Ngoài ra, hạt
ΔF = ΔU - TΔS
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
tinh bột lại có lớp vỏ bao bọc nên để phá hủy được cấu trúc này đòi hỏi một
năng lượng đáng kể.
• Người ta thấy rằng khi ở nhiệt độ bình thường tinh bột hấp thụ 25 – 50%
nước mà hạt vẫn chưa trương. Người ta nhận thấy ở 60
0
C tinh bột ngô hấp
thụ 100% nước ( so với trọng lượng ban đầu), khi ở 70
0
C thì hấp thụ 1000%
nước và khi trương nở cực đại tinh bột có thể hấp thu đến 2500% nước.
• Sự phá hủy hạt có thể xem như giới hạn tự nhiên giữa hai trạng thái khác
nhau của tinh bột : tinh bột ban đầu với mức độ hydrat hóa khác nhau và
dung dịch keo của tinh bột.
• Nhiệt độ để phá vỡ hạt chuyển tinh bột từ trạng thái đầu có mức độ hydrat
hóa khác nhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt độ hồ hóa. Các hạt tinh bột
có kích thướt khác nhau, từ nguồn khác nhau sẽ khác nhau về nhiệt độ
chuyển trạng thái. Hạt lớn bị hồ hóa đầu tiên, hồ 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 hydro rất 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 của hồ tinh bột tăng dần
lên sau đó qua một cực đại rồi giảm xuống. Dưới đây là khoảng nhiệt độ hồ
hóa của một số tinh bột. ( Bảng I .1)
• Nhiệt độ hồ hóa cũng phụ thuộc vào thành phần amiloza và amilopectin.
Amiloza sắp xếp thành chùm song song được định hướng chặt chẽ hơn
Amilopectin vốn có xu hướng cuốn lại thành hình cầu, có cấu trúc khó cho
nước đi qua.
• Các ion được liên kết với tinh bột cũng sẽ có ảnh hưởng đến độ bền của các
liên kết hydro 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 quả là làm thay đổi nhiệt độ hồ
hóa.
Bảng I .3 :
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
• Các muối vô cơ khi ở nồng độ thấp sẽ phải phá hủy liên kết hydro nên làm
tăng độ hòa tan của tinh bột, ngược lại nồng độ muối cao sẽ làm giảm sự
hydrat 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 hydrat 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. Ảnh hưởng của dung dịch 20% các
đường khác nhau đến nhiệt độ hồ hóa theo trật tự sau:
Sacaroza > Glucoza > Socboza > Maltoza

Với rượu thì có trật tự sau :
Glixerin > Izopropanol > Etanol > Propanol
Độ trong của hồ :
• Tinh bột đã hồ hóa thương có một độ trong suốt nhất định. Độ trong suốt này
có ý nghĩa rất quan trọng đối với nhiều sản phẩm thực phẩm có chứa tinh
bột, đặc biệt là làm tăng giá trị cảm quan của các thực phẩm này.
• Người ta nhận thấy tinh của các hạt cốc loại nếp, tinh bột của củ, rễ củ
thường cho hồ trong suốt hơn tinh bột của các hạt cốc bình thường (hạt tẻ)
• Sự có mặt của các chất khác nhau cũng sẽ có ảnh hưởng đến độ trong suốt
đó. Các đường thường làm tăng đáng kể độ trong suốt của hồ tinh bột từ các
Tinh Bột Nhiệt độ ban đầu,

0
C
Nhiệt độ trung bình,

0
C
Nhiệt độ cuối,

0
C
Ngô 62 66 70
Ngô nếp 63 68 72
Ngô giàu Am (55%) 67 80 Một số hạt ở
100
0
C vẫn chưa
bị phá hủy
Thóc 68 74,5 78

Lúa mì 59,5 62,5 64
Sắn 52 59 64
Khoai tây 58 62 66
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
loại hạt cốc. Ngược lại, các chất nhũ hóa như glixerinmonosterat lại làm hồ
mất trong. Các chất hoạt động bề mặt như natri laurilsulfat dễ tạo phức với
amiloza cũng làm tăng độ trong của hồ .
I.5.3 Tính chất nhớt – dẻo của hồ tinh bột:
• 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 là độ nhớt và độ dẻo. Phân
tử tinh bột chứa nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kết được với nhau
làm cho phân tử tinh bột tập hợp lại đồ sộ hơn, giữ nhiều phân tử nước hơn
khiến cho dung dịch có độ đặc, độ dính, độ dẻo và độ nhớt cao hơn, do đó
các phân tử di chuyển khó khăn hơn. Tính chất này càng thể hiện mạnh mẽ
hơn ở những tinh bột loại nếp (tinh bột giàu amilopectin).
• Yếu tố chính ảnh hưởng đến độ nhớt của dung dịch tinh bột là đường kính
biểu diễn của phân tử hoặc của các hạt phân tán. Đường kính này sẽ phụ
thuộc vào các yếu tố sau :
- Đăc tính bên trong của phân tử như khối lượng, kích thước, thể tích, cấu
trúc và sự bất đối xứng của phân tử.
- Tương tác của tinh bột với dung môi (nước) gây ảnh hưởng đến sự
trương, sự hòa tan và cầu hydrat hóa bao quanh phân tử.
- Tương tác của các phân tử tinh bột với nhau quyết định kích thước của
tập hợp.
• Nồng độ tinh bột, pH, nhiệt độ, ion Ca
2+
, tác nhân oxy hóa, các thuốc thử
phá hủy cầu hydro đều làm cho tương tác giữa các phân tử tinh bột thay đổi

do đó làm cho độ nhớt thay đổi theo.
• Độ nhớt của tinh bột tăng lên trong môi trường kiềm vì kiềm gây ra kiềm hóa
các phân tử tinh bột khiến cho chúng hydrat hóa tốt hơn.
• Khi cho các phụ gia vào thực phẩm chứa tinh bột thường có ảnh hưởng rất
lớn đến tính chất nhớt dẻo của hồ tinh bột.
• Với các muối, khi ở nồng độ thấp sẽ ảnh hưởng không đáng kể đến độ nhớt
của hồ tinh bột. Ngược lại, khi ở nồng độ cao sẽ làm tăng độ nhớt vì khi đó
muối sẽ chiếm lấy phân tử nước. Các anion mà cation thường có ảnh hưởng
khác nhau đến hồ tinh bột. Chẳng hạn ảnh hưởng của anion và cation đến hồ
tinh bột ngô như bảng I . 4.
Bảng I . 4 :
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
• Với đường như sacaroza khi thêm vào hồ tinh bột ngô 5% sẽ làm tăng giá trị
cực đại của độ nhớt, ảnh hưởng sẽ càng lớn khi lượng đường đạt đến 20%
khối lượng dịch hồ. Khi nồng độ sacaroza cao hơn nữa 50% thì lại làm giảm
giá trị cực đại của độ nhớt. Độ bền của hệ keo hồ tinh bột sẽ bị giảm cùng
với sự tăng lượng sacaroza, pH của đa số thực phẩm thường ở trong giới hạn
4 – 7. Sự thay đổi không đáng kể pH trong khoảng đó chỉ có ảnh hưởng rất
nhỏ đến độ nhớt của hồ tinh bột. Tuy nhiên, nếu sử dụng đệm citrat, bimaleat
thì sẽ có ảnh hưởng đến độ nhớt nhiều hơn.
• Với những thực phẩm có pH thấp (bánh có nhân quả) người ta có thể dùng
tinh bột đặc biệt có chứa các “liên kết ngang” để ngăn chặn tác dụng thủy
phân của axit. Tuy nhiên, nếu sản phẩm có chứa nhiều đường sẽ kiềm hãm sự
trương của hạt tinh bột nên coi như không chịu ảnh hưởng của axit.
• Các chất béo thường làm tăng độ nhớt nhưng sự tăng sẽ không như nhau đối
với các tinh bột khác nhau.
• Đa số các chất hoạt động bề mặt khác thường làm tăng nhiệt độ để hồ có
được độ nhớt cực đại. Trong thực phẩm người ta thường dùng các chất hoạt

Nhiệt độ,
0
C
Tăng độ nhớt Độ nhớt cực đại
Kiểm chứng 72 91
Muối natri iodua 64 79
bromua 74 90
phosphat 78 94
axetat 80 95
clorua 80 95
citrat 84 -
tactrat 84 -
sulfat 85 -
Muối clorua của canxi 79 85
magie 82 94
kali 78 95
natri 80 95
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
động bề mặt phi ion để làm chất nhũ hóa và chất tạo bọt. Hoạt động của
những chất này phụ thuộc trực tiếp vào tương tác với tinh bột. Người ta
thường dùng monoglixerit để làm tăng các cấu trúc của khoai tây sấy khô
dạng hạt cũng như dạng vảy (bỏng). Các chất này cũng có tác dụng ngăn
ngừa sự tạo keo trong các sản phẩm có chứa tinh bột. Nói chung đa số các
chất hoạt động bề mặt dùng trong các sản phẩm thực phẩm đều tạo phức
được với amiloza.
I.5.4 Khả năng tạo gel và thoái hóa của tinh bột :
• 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 có cấu trúc mạng ba chiều. Để

tạo được gel thì dung dịch tinh bột phải có nồng độ đậm đặc vừa phải, phải
được hồ hóa để chuyển tinh bột thành trạng thái hòa tan và sau đó được để
nguội ở trạng thái yên tĩnh. Khác với gel protein, trong gel tinh bột chỉ có
duy nhất các liên kết hydro tham gia.
• Liên kết hydro có thể nối trực tiếp các mạch polyglucozit lại với nhau hoặc
gián tiếp qua cầu phân tử nước.
• Vì tinh bột chứa cả amilopectin và amiloza nên trong gel tinh bột có vùng kết
tinh và vùng vô định hình. Tham gia vào vùng kết tinh có các phân tử
amiloza và các đoản mạch amilopectin kết dính với nhau. Cấu trúc nhiều
nhánh mà chủ yếu là các nhánh bên của phân tử amilopectin sẽ cản trở sự dàn
phẳng và sự kết dính. Vùng kết dính vừa nằm trong các hạt đã trương vừa
nằm trong dung dịch nước giữa các hạt sẽ tạo ra độ bền và độ đàn tính của
gel. Phần của đại phân tử Am và AP nối vào mixen kết tinh nhưng nằm
trong phần vô định hình ở giữa các mixen sẽ tạo cho gel một áp suất nhất
định không bị phá hủy và trong một chừng mực đáng kể áp suất này do số
lượng tương đối của phân tử trong phần vô định hình quyết định.
• Các tinh bột vừa chứa Am và AP nên có khuynh hướng tạo gel như nhau khi
ở nồng độ tương đối thấp. Chỉ có tinh bột khoai tây là khả năng này kém
hơn, có thể là do hàm lượng Am của nó cao hơn nhưng trước hết là do độ dài
bất thường và mức độ phân nhánh yếu của Am sẽ cản trở sự uốn thẳng để tạo
ra cấu trúc mixen. Các tinh bột giàu Amilopectin như tinh bột ngô nếp, có độ
phân nhánh cao thường cản trở sự tạo gel khi ở nồng độ thấp nhưng khi ở
nồng độ cao (khoảng 30%) thì cũng tạo được gel.
• Tinh bột cũng có thể đồng tạo gel với protein. Nhờ tương tác này mà khả
năng giữ nước, độ cứng và độ đàn hồi của gel protein được tốt hơn.
Gel từ tinh bột giàu Am thường cứng và đàn hồi kém.
Sự thoái hóa
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm

• Khi gel tinh bột để một thời gian dài chúng sẽ co lại và một lượng dung dịch
thể sẽ tách ra. Quá trình đó gọi là sự thoái hóa. Quá trình này sẽ càng tăng
mạnh nếu gel để lạnh đông rồi sau đó cho tan giá. Có hiện tượng thoái hóa là
do hình thành nhiều cầu hydro giữa các phân tử tinh bột. Các phân tử amiloza
có mạch thẳng nên định hướng với nhau dễ dàng và tự do hơn các phân tử
amilopectin. Vì thế hiện tượng thoái hóa gần như chỉ có liên quan với các
phân tử Am là chủ yếu.
• Sự thoái hóa bao gồm ba giai đoạn sau:
- Đầu tiên các mạch được uốn thẳng lại.
- Tiếp đến vỏ hydrat bị mất và các mạch được định hướng.
- Các cầu hydrat được tạo thành giữa các nhóm OH.
• Người ta nhận thấy rằng tốc độ thoái hóa sẽ tăng khi giảm nhiệt độ và sẽ đạt
cực đại khi pH = 7. Tốc độ thoái hóa dẽ giảm khi tăng hoặc giảm pH. Khi pH
> 10 sẽ không có thoái hóa. Khi pH < 2 thì tốc độ thoái hóa vô cùng bé.
Magie sulfat làm tăng tốc độ thoái hóa.
• Người ta cũng nhận ra rằng AP đã thoái hóa có thể quay trở về trạng thái ban
đầu khi đun nóng từ 50
0
C đến 60
0
C nhưng sự thoái hóa của amiloza thì
không thể khắc phục được, ngay cả khi đun nóng có áp suất. Sự khác biệt
này có thể là do vùng kết tinh khá lơn được tạo ra bởi amiloza
• Những tinh bột của ngô nếp, thóc nếp trong thực phẩm dạng lỏng khi bảo
quản ở nhiệt độ rất thấp vẫn bền không bị phân lớp và không bị thoái hóa.
Tinh bột loại này có độ trong suốt cao và khả năng liên kết nước rất lớn.
• Sự thoái hóa thường kèm theo tách nước và đặc lại của các sản phẩm dạng
nửa lỏng cũng như gây cứng lại của các sản phẩm bánh mỳ.
I.5.5 Khả năng tạo hình của tinh bột :
 Khả năng tạo màng:

• Tinh bột có khả năng tạo màng tốt.Để tạo màng, các amylose và amylopectin
phải duỗi thẳng mạch, sắp xếp lại, tương tác trực tiếp với nhau bằng liên kết
hydro hoặc gián tiếp thông qua nước.
• Màng có thể thu được từ dung dịch phân tán trong nước.Dạng màng này dễ
trương ra trong nước .
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
Quy trình tạo màng:
Tinh bột →Hòa tan → Hồ hóa sơ bộ → Khuấy kỹ → Rót mỏng lên mặt phẳng kim
loại

 Khả năng tạo sợi:
• Tinh bột cũng có khả năng tạo sợi.Chính nhờ khả năng này mà người ta có
thể làm bún, miếng, hủ tiếu.
• 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.
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
• Các sợi ra khỏi khung còn ướt, chúng ướng nhúng ngay vào bểnước nóng để
hồ hoá 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 hyđrô để hình thành sợi bún.
• Các sợi đã hình thành được kéo ra khỏi bễ rồi nhúng vào nước lạnh để các
phân tử liên kết với nhau chặt chẽ hơn và tạo nhiều liên kết hyđrô giữa các
phân tử.
• Tiếp theo sẽ gia nhiệt để sấy khô nhằm tăng lực cố kết và độ cứng.

• Các sợi bún được làm từ các loại tinh bột giàu amylose như tinh bột đậu
xanh, tinh bột dong riềng thường bền và dai hơn so với sợi bún được làm từ
tinh bột gạo, bắp.
• Tinh bột đậu xanh và dong riềng thường chứa 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 amilopectin thường rất ngắn nên lực tương tác giữa các
phân tử yếu, do đó độ bền kém.Ngoài ra khi chập nhiều phân tử lại thành sợi
sẽ có nhiều khuyết tật, do đó sợi tinh bột sẽ dễ bị đứt.
I.5.6 Tính chất cơ cấu trúc của tinh bột:
• Giống như dung dịch các hợp chất cao phân tử khác hồ tinh bột có những
tính chất cơ cấu trúc nhất định như độ bền, độ dẻo, độ đàn hồi… các tính
chất này chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác.
• Khi tác động cơ học thì các cấu trúc đã bị phá hủy sẽ không được phục hồi
theo thời gian, có nghĩa là ứng xuất trước giới hạn của hồ tinh bột sau khi
phá hủy cấu trúc sẽ liên tục bị giảm.
• Khi lão hóa thường xảy ra sự tăng bền mạng cấu trúc của hệ thống tức là
tăng tính chất cứng và giảm tính chất co dãn của hệ thống tinh bột.
• Các chất đa điện ly có ảnh hưởng đến sự tạo cấu trúc và độ bền của tinh bột.
Các chất polyacrylanat natri alginat, cacboxymetylcellulose khi thêm vào
khung cấu trúc của hồ tinh bột 2% sẽ làm giảm độ bền cấu trúc và độ nhớt
của hồ nhưng lại làm tăng tính đàn hồi và tính dẻo cũng như khả năng dính.
• Khi bảo quản, nồng độ chất khô càng lớn thì quá trình tạo cấu trúc trong gel
sẽ xảy ra càng nhanh. Vì do nồng độ đậm đặc sẽ có sự tiếp xúc mật thiết giữa
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
các phân tử với nhau nên có điều kiện thuận lợi để phát triển mạng cấu trúc.
Khi nhiệt độ bảo quản gel càng cao thì quá trình tạo cấu trúc chậm lại.
• Tính cơ cấu trúc của hồ tinh bột sẽ thay đổi khi thêm một lượng nhỏ cation
Ca

2+
, Mg
2+
, Na
+
…Độ bền của hồ tinh bột giảm xuống khi trong nước có các
muối CaSO
4
, MgSO
4
, NaCl
I.5.7 Sự trương nở:
• Khi ngâm hạt tinh bột trong nước hay nói cách khác là tạo huyền phù tinh bột
ở nhiệt độ thường, ta thấy thể tích hạt tinh bột tăng lên.
• Sự gia tăng này gây nên bởi sự hấp thụ nước vào trong hạt tinh bột, làm hạt
tinh bột trương phồng lên, gọi là hiện tượng trương nở hạt tinh bột.
• Hiện tượng này được giải thích như sau: Ở điều kiện thường phần lớn tinh
bột tồn tại ở dạng monohydrat. Khi điều kiện bão hòa ẩm do các phân tử
nước có kích thước bé chúng dễ dàng liên kết với các nhóm OH kém hoạt
động hơn như C ở vị trí số 2,3 tạo nên dạng tinh bột trihydrat. Lúc này có sự
hiện diện các phân tử nước nên kích thước hạt tinh bột tăng lên.
• Tùy thuộc vào cấu trúc các loại tinh bột khác nhau mà khả năng trương nở
trong điều kiện bão hòa sẽ mạnh hay yếu. Thông thường tinh bột các loại hạt
trương nở kém hơn so với tinh bột củ.
• Ví dụ:độ tăng kích thước trung bình của mộtsố loại tinh bột khi ngâm trong
nước như sau: tinh bột bắp 9.1%, tinh bột khoai tây 12.7%, tinh bột khoai mì
28.4%.
I.6. Tương tác với chất khác
I.6.1 Khả năng đồng tạo gel với protein
• Tinh bột có thể tương tác với protein làm cho sản phẩm có những tính chất

cơ lý nhất định như độ đàn hồi, độ cứng cũng như khả năng giữ nước của
protein tăng lên. Tương tác giữa protein và tinh bột ở đây chủ yếu vẫn là liên
kết hydro và lực Van der Waals. Trong trường hợp này cả protein và tinh bột
đều sắp xếp lại phân tử để tạo thành gel và tương tác với nhau, hay nói cách
khác tinh bột có tính chất đồng tạo gel với protein. Tính nhờ khả năng này
của tinh bột và các gel protein trong các sản phẩm như kamaboko, giò,….có
được những tính chất lưu biến hấp dẫn hơn.
I.6.2 Khả năng phồng nở của tinh bột
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
• Khi tương tác với chất béo và sự tán trợ của nhiệt độ thì khối tinh bột sẽ tăng
thể tích lên rất lớn và trở nên rỗng xốp. Ta đều biết chất béo là chất không
cực, có khã năng xuyên thắm qua các vật liệu gluxit như tinh bột, xelluloza.
Khi nhiệt độ tăng thì các tương tác kỵ nước giữa các chất béo phát triển rất
mạnh nên chúng có khuynh hướng tụ lại với nhau do đó mà có khả năng
xuyên qua các “cửa ải” tinh bột. Đồng thời nhiệt làm tinh bột hồ hóa và chín,
nhưng không khí cũng như các khí có trong khối bột không thấm qua lớp
màng tinh bột đã tẩm béo do đó sẽ giản nở và làm tinh bột phồng nở. Các
tinh bột amylopectin (tinh bột nếp) có cấu trúc chặt và khả năng không thấm
khí lớn do đó khả năng phổng nở lớn hơn. Với các tinh bột oxy hóa (tinh bột
tẩy trắng bằng chất oxy hóa) thì khả năng này lại càng mạnh vì các phân tử
tích điện cùng dấu sẽ đẩy nhau, nhất là khi sản phẩm chứa tinh bột có kết cấu
rất chặt. Đó là cơ sở để sản xuất ra các sản phẩm như bánh phồng tôm, phồng
nấm.
II. BIẾN HÌNH TINH BỘT:
• Trong thực tế sản xuất ứng với mỗi một sản phẩm thực phẩm thường đòi hỏi
một dạng tinh bột hoặc một dẫn xuất tinh bột nhất định. Có sản phẩm cần
tinh bột giàu amiloza, lại có sản phẩm cần tinh bột thuần nhất amilopectin.
Có sản phẩm cấn dạng tinh bột có độ hòa tan tốt, lại có sản phẩm cần dạng

tinh bột bển không bị thoái hóa khi ở nhiệt độ thấp. Có loại sản phẩm cần độ
dẻo, độ trong, ngược lại cũng có sản phẩm không mong muốn những tính
chất đó. Vì vậy, để cò được những loại hình tinh bột phù hợp, người ta phải
biến hình tinh bột.
• Nói chung, mục đích của biến hình là nhằm:
- Cải biến tính chất của sản phẩm
- Tăng giá trị cảm quan
- Tạo mặt hàng mới
• Dựa vào bản chất của phương pháp có thể phân loại các phương pháp sau:
- Phương pháp biến hình vật lý
- Phương pháp biến hình hóa học
- Phương pháp biến hình enzim.
II.1. PHƯƠNG PHÁP BIẾN HÌNH VẬT LÝ:
Jun. 2
1
Hóa Sinh Thực Phẩm
II.1.1. Trộn với chất rắn trơ
• Ta đều biết tinh bột có ái lực đối với nước nhưng nếu hòa trực tiếp vào nước
thì sẽ bị vón cục.
• Có thể làm cho tinh bột hòa tan tốt nếu đầu tiên đem trộn nó với chất rắn trơ,
các hợp chất ko phài ion như sacaroza…..(dạng bột thuận lợi hơn). Khi trộn
lẫn đồng đều với các chất này sẽ làm cho các hạt tinh bột (phân chia nhau)
cách biệt nhau về vật lý, do đó sẽ cho phép chúng hydrat hóa một cách độc
lập và không kết lại thành cục.
II.1.2. Biến hình bằng hồ hóa sơ bộ
• Tinh bột ban đầu được hồ hóa trong một lượng thừa nước sau đó sấy khô. Có
thể sấy phun hoặc sấy thùng quay. Dưới tác dụng của nhiệt độ, đúng hơn là
tác dụng nhiệt ẩm sẽ làm đứt các liên kết giữa các phân tử, làm phá hủy cấu
trúc của hạt tinh bột khi hồ hóa, cũng như sẽ tái liên hợp một phần nào đó
các phân tử khi sấy sau này.

• 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 khã 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 dạng này nếu đi từ tinh bột amilopectin (tinh bột nếp) thì sẽ làm
tăng “độ tươi” cho sản phẩm, tăng độ trong suốt, độ đàn hồi cũng như độ
bền 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 oxy hóa trong xúp khô,
liên kết ẩm và ổn định ẩm trong các sản phẩm thịt.
• Tinh bột hồ hóa sơ bộ (hay tinh bột trương) cũng được dùng để huyền phú
hóa các tinh bột, tinh bột thô cũng như các chất không hóa tan tương tự khác.
Ete oxyt của itnh bột dưới dạng hồ hóa sơ bộ được sử dụng trong sản xuất
kem rất có hiệu quả.