Khảo sát các biến đổi của glucid thực phẩm

Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
GLUXIT THỰC PHẨM
1. Giới thiệu chung:
Glucid có bản chất hóa học là polyhydroxy aldehyde hoặc polyhydroxy ketone.
Đa số các glucid có công thức tổng quát là (C
m
(H
2
O)
n
). Ngoài ra còn có một số loại
glucid đặc biệt, trong cấu trúc của chúng ngoài C, H, O còn có thêm S, N, P.
Lượng glucid trong các nguyên liệu thực vật và động vật rất khác nhau. Trong
thực vật, glucid là thành phần chủ yếu, chiếm tới 85-90% trọng lương chất khô.
Đường và tinh bột được chứa bên trong các tế bào còn non, còn ở thành tế bào thì có
các polysacchrid như cellulose, hemicellulose, protopectin...
Trong các thực phẩm động vật, thường lượng glucid lại rất ít (thường không
vượt quá 2% so với lượng chất khô). Thịt và trứng có rấi ít glucid, chỉ cá, sữa là tương
đối nhiều hơn
Nguồn glucid mà thực phẩm cung cấp cho con người chủ yếu lấy từ thực vật.
 Vai trò của glucid
Glucid có vai trò rất quan trọng trong cơ thể sống. Glucid có vai trò như sau:
• Tham gia mọi hoạt động sống của tế bào.
• Là nguồn chất dinh dưỡng dự trữ dễ huy động, cung cấp chủ yếu các chất
trao đổi trung gian và năng lượng cho tế bào.
• Tham gia vào cấu trúc của thành tế bào thực vật, vi khuẩn; hình thành bộ
khung (vỏ) của nhóm động vật có chân khớp.
• Tham gia vào thành phần cấu tạo của nhiều chất quan trọng như: AND,
ARN…
Đối với công nghệ thực phẩm, vai trò của glucid cũng đa dạng và vô cùng quan
trọng:

- Là chất liệu cơ bản, cần thiết và không thể thiếu của ngành sản xuất lên men:
rượu, bia, bột ngọt, acid amin, vitamin, kháng sinh.
- Tham gia tạo cấu trúc, hình thù, trạng thái và chất lượng cho các loại sản phẩm
thực phẩm.
Tạo kết cấu:
- Tạo sợi, tạo màng, tạo gel, tạo độ đặc, độ cứng, độ đàn hồi cho thực phẩm: tinh
bột, thạch, pectin trong miến, mứt quả, kem, giò lụa…
- Tạo kết cấu đặc thù của một số loại thực phẩm: độ phồng nở của bánh phồng
tôm, tạo bọt cho bia, độ xốp cho bánh mì, vị chua cho sữa…
Tạo chất lượng:
- Chất tạo ngọt cho thực phẩm (các đường)
Trang 1
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
- Tham gia tạo màu sắc và hương thơm cho sản phẩm (đường trong phản ứng
caramen hoá, melanoidin…)
- Tạo ra các tính chất lưu biến cho sản phẩm thực phẩm: độ dai, độ trong, độ
giòn, độ dẻo…
- Có khả năng giữ được các chất thơm trong sản phẩm thực phẩm
- Tạo ẩm cũng như làm giảm hoạt độ nước làm thuận lợi cho quá trình gia công
cũng như bảo quản
 Phân loại:
Glucid được chia làm ba nhóm chính:
- Monosaccharid
- Oligosaccharid
- Polysaccharid
Tên gọi của tất cả các đường đơn và đường đôi đều có đuôi -ose .
Các dạng glucid có từ ba đơn vị đường đơn trở lên hầu như rất ít gặp trong tự nhiên ở
trạng thái tự do, chúng thường ở dạng liên hợp với các chất khác như protein, hoặc
lipid.
Các polysaccharide thường chứa hàng trăm, hàng nghìn đơn vị đường đơn có thể tạo

thành sợi dài hoặc phân nhánh.
2. MONOSACCHARIDE:
2.1. Cấu tạo và danh pháp:
Là chất có chứa nhiều nhóm rượu và một nhóm khử oxy (nhóm khử là nhóm
cacboxyl la aldehyde hay ketone)
Nhóm khử là aldehyde ta có đường aldose và có công thức tổng quát:
Nhóm khử là ketone ta có đường ketose có công thức tổng quát:
CHO – CH
2
OH được xem như là “monosaccharide” đơn giản nhất.
Trong thiên nhiên monosaccharide có chứa từ 2 đến 7 cacbon và được gọi tên
theo số cacbon (theo tiếng Hy Lạp) +ose
Trang 2
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
Ví dụ: monosaccharide có 3C gọi là triose. Tương tự ta có tetrose, pentose,
hexose, heptose.
Đồng phân quang học:
Quy ước Fischer: Fischer là người đầu tiên nêu ra nguyên tắc biểu diễn các
monosaccharide bằng công thức hình chiếu của chúng. Theo đó: hình chiếu đối của
các nguyên tử cacbon bất đối (C*) và các nguyên tử C khác nằm trên một đường
thẳng, nguyên tử C có số thứ tự nhỏ nhất có hình chiếu nằm trên cùng. Còn các nhóm
thế có hình chiếu ở bên phải hay bên trái.
Công thức vòng của monosaccharide:
Công thức thẳng theo Fischer như trình bày ở trên không phù hợp với một số
tính chất hóa học của chúng như: một số phản ứng hóa học thường xảy ra với
aldehyde không xảy ra đối với monosaccharide. Vì vậy có thể nghĩ rằng nhóm –CHO
trong monosaccharide còn tồn tại dưới dạng cấu tạo riêng biệt nào đó.
Mặt khác: monosaccharide có thể tạo ether với methanol tạo thành một hỗn
hợp 2 đồng phân có cùng nhóm methoxyl (- OCH
3

). Điều đó chứng tỏ trong
monosaccharide còn tồn tại một nhóm –OH đặc biệt.
Qua nghiên cứu Kolle cho thấy: số đồng phân thu được của monosaccharide
thực tế nhiều hơn số đồng phân tính theo công thức N=2
n
, do đó để giải thích các hiện
tượng trên, Kolle cho rằng ngoài dạng mạch thẳng monosaccharide còn tồn tại ở dạng
vòng.
Sự tạo thành dạng vòng xảy ra do tác dụng của nhóm –OH cùng phân tử
monosaccharide tạo thành dạng hemiacetal hay hemiketal.
Trang 3
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
Ví dụ: cấu tạo vòng của glucose xảy ra như sau:
Do sự tạo thành hemiacetal vòng mà C
1
trở nên C*, nhóm –OH mới được tạo
ra ở C
1
là –OH glucoside . Tương tự với ketose thì C
2
trở nen6n C*, nhóm –OH mới
được tạo ra ở C
2
là –OH glucoside khi tạo thành hemiketal.
Cách biểu diễn công thức vòng như trên dựa vào nguyên tắc của Haworth: C
và cầu nối với oxy nằm trên một mặt phẳng, các nhóm thế ở công thức thẳng nằm ở
bên phải thì ở công thức vòng nằm ở dưới mặt phẳng và ngược lại. Riêng các nhóm
thế của C có nhóm OH dùng để tạo cầu nối oxy thì theo nguyên tắc ngược lại.
Hiện tượng hổ biến của monosaccharide:
Như ta thấy, không thể giải thích được tất cả các tính chất của monosaccharide

nếu ta chỉ thừa nhận một dạng cấu tạo nào đó của monosaccharide. Nên người ta cho
rằng các dạng cấu tạo đó có thể đã chuyển hóa lẫn nhau.

2.2. Tính chất của monosaccharide:
2.2.1. Tính chất vật lý của monosaccharide:
Monosaccharide là những chất không màu, phần lớn có vị ngọt, hòa tan tốt
trong nước, không tan trong dung môi hữu cơ.
Trang 4
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
Có hiện tượng solvat hóa làm dung dịch khó kết tinh do đó muốn sản phẩm tạo
thành không bị kết tinh thì người ta dùng đường monosaccharide (hiện tượng
Solvat hóa là hiện tượng hút nước liên tục → làm bóng sản phẩm → không kết
tinh bề mặt dạng hạt). Hạn chế của đường monosaccharide là sử dụng nhiều thì bị
chảy nước.
Độ phân cực:
Các monosaccharide có khả năng làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực, dựa
vào tính năng này, người ta đã xác định chính xác các loại đường bằng thiết bị phân
cực kế. Ví dụ: glucose trong tự nhiên có độ quay cực [α]
D
là +52,5
0
(quay phải), còn
fructose là -92,4
0
(quay trái).
Ngoài ra sự sắp xếp của các nhóm –OH về bên trái hay bên phải của trục C
cũng làm thay đổi tính hoạt quang, khi hòa tan các đường trong môi trường nước thì
độ hoạt quang cũng bị thay đổi cho đến trạng thái cân bằng, ví dụ trong môi trường
nước, D-glucose ở trạng thái cân bằng sẽ có độ hoạt quang không đổi là +52,7
0

. Hiện
tượng này gọi là hiện tượng hỗ biến. Ở 25
0
C trong dung dịch có 1/3 α-D-glucose, 2/3
là β-D-glucose.
Tính hòa tan của đường monosaccharide:
Mỗi loại đường có 1 độ hòa tan khác nhau. Ví dụ ở 20
0
C khả năng hòa tan
trong nước của glucose là 107g/100g nước, của fructose là 375g/100g nước, của
saccharose là 204g/100g nước. Từ đó ta nhận thấy rằng glucose khó kết tinh hơn so
với đường saccharose và đường fructose. Dựa vào đặc điểm này người ta đã chế biến
các sản phẩm có độ kết tinh theo ý muốn bằng cách phối trộn các loại đường lại với
nhau.
Tính hút ẩm của đường:
Mỗi loại đường có độ hút ẩm khác nhau. Ví dụ: glucose có độ hút ẩm kém hơn
fructose. Tùy sản phẩm chế biến mà ta sẽ kết hợp với các loại đường có độ hút ẩm
tương thích. Có những sản phẩm cần độ bóng mướt thì ta thêm các chất có tính hút
ẩm vào như đường nghịch đảo hoặc mật ong. Còn đối với những sản phẩm cần ở
trạng thái vô định hình thì những chất có tính hút ẩm cao sẽ gây kết tinh cho sản
phẩm, lúc này ta cần sử dụng loại đường nhu glucose để làm giảm khả năng kết tinh
tại sản phẩm.
2.2.2. Tính chất hóa học của monosaccharide:
Phản ứng với ion kim loại: khử ion kim loại từ hóa trị cao xuống hóa trị thấp
Phản ứng oxi hóa:
Khi oxi hóa nhẹ các monosaccharide bằng các dung dịch như Cl
2
, Br
2
hay I

2
trong môi trường kiềm hoặc dùng dung dịch kiềm của các ion kim loại, thì nhóm
aldehyde ở C số 1 của monosaccharide sẽ bị oxi hóa thành cacboxyl.
Trang 5
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
Trong trường hợp nhóm
aldehyde được bảo vệ thì nhóm
hydroxyl của cacbon số 6 trong phân
tử đường sẽ bị oxi hóa thành nhóm
cacboxyl.
Khi oxi hóa ở mức độ mạnh hơn (ví dụ cho tác dụng với dung dịch HNO
3
) thì
cả nhóm aldehyde của C số 1 và nhóm hydroxyl của C số 6 đều bị oxi hóa thành
nhóm cacboxyl.
Tính chất này được sử dụng để xác định hàm lượng glucose bằng cách sử dụng
thuốc thử Fehling qua việc xác định hàm lượng cặn Cu
+
tạo thành.
Tham gia phản ứng khử:
Dưới tác dụng của các chất khử nhóm aldehyde của các aldose hoặc nhóm –
C=O của các ketose sẽ bị khử để tạo thành các rượu polyol tương ứng.
Các D-glucose bị khử thành D-sorbitol, D-mannose bị khử thành D-manitol,
còn D-fructose bị khử thanh D-sorbitol và D-manitol.
Sorbitol là một sản phẩm màu trắng, không
mùi, có vi ngọt dễ chịu,hòa tan tốt trong môi
trường nước và rượu nhưng không hòa tan
trong dung môi hữu cơ. Điều lí thú là rượu này
không có tính khử, không thể lên men được và
rất bền với tấn công của vi khuẩn. Sorbitol thể

hiện một ưu điểm lớn là không làm tăng lượng
glucozơ trong máu lên cao sau khi ăn. Chính vì vậy sorbitol được dùng trong sản xuất
thức ăn kiêng cho người đái tháo đường. Sorbitol không phá hủy răng nên dùng sản
xuất kẹo cao su và thuốc đánh răng. Ngoài ra sorbitol còn được đưa vào trong công thức
của nhiều loại thức ăn, nước uống. Người ta còn dùng sorbitol để sản xuất vitamin C.
Tham gia phản ứng tạo este:
Nhóm –OH tại C số 1 và nhóm –OH của C số 6 thường tham gia phản ứng tạo
este. Trong đó quan trọng nhất là phức este với các phosphat như: D-
Trang 6
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
glyceraldehyde-3-phosphat, D-glucose-1-phosphat, D-glusose-1,6-biphosphat. Một số
loại phức este của phosphat với các monosaccharide.
Phản ứng với methanol :
- Tham gia phản ứng tạo liên kết glycosid Các nhóm -OH của monosaccharid dễ dàng
tham gia phản ứng với rượu tạo thành ester tương ứng và được gọi là nhóm -OH
glycosid và liên kết tạo thành được gọi là glycosid. Ví dụ: phản ứng tạo metyl
glucosid:
Tham gia phản ứng tạo liên kết glucoside:
-OH glucoside được hình thành khi các mạch thẳng của monosaccharide hoặc
oligosaccharide đóng vòng thì ở đó nhóm aldehyde và cetose phản ứng với OH trong
mạch đóng vòng tạo thành dạng bán acetal.
Người ta quan tâm đến –OH glucoside do –OH glucoside rất dễ tham gia phản
ứng trong oligosaccharide và polysaccharide. Trong oligosaccharide và
polysaccharide có rất nhiều nhóm OH do có sự co kéo giữa O và H nên H
+
rất dễ tách
ra → dễ mở vòng → xuất hiện lại nhóm CHO hoặc C=O → thể hiện tính khử.
Các monosaccharide chỉ thể hiện tính khử khi ở dạng mạch thẳng.
Khi 2 aldose liên kết với nhau bằng liên kết 1-2, 1-4, 1-6 thì còn nhóm –OH
glucoside nên còn tính khử.

Khi 2 cetose liên kết với nhau bằng liên kết 1-2, 1-4, 1-6 thì còn nhóm –OH
glucoside nên còn tính khử.
Khi 1 aldose liên kết với 1 cetose bằng liên kết 1-2 thì không còn nhóm –OH
glucoside nên không còn tính khử, khi liên kết với nhau bằng liên kết 1-4 và 1-6 thì
còn nhóm –OH glucoside.
Trang 7
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
Trong thực tế phụ thuộc vào các chất liên kết, có thể có các kiểu glucoside
như: O – glucoside, S - glucoside, N - glucoside, C – glucoside. Các chất này có hoạt
tính sinh học khác nhau.
R: phần glucide của phân tủ glucozit A: Aglucon
Với alglucon là phần phi glucide được thế vào vị trí hydro của nhóm – OH
glucoside. Ví dụ các gốc rượu, các gốc của các hợp chất thơm, các gốc strerid, các
gốc alkaloid, ...
Các glucisode điển hình là glucoside của các phân tử glucose tạo thành các
polysaccharide như glycogen, tinh bột và cellulose.
Các glucoside dễ bị thủy phân, khi đó các liên kết glucoside bị đứt ra và các
monosaccharide tương ứng hình thành. Các phản ứng thủy phân này được xúc tác chủ
yếu bởi acid, chỉ trong một số trường hợp mới do kiềm xúc tác do đa số glucoside bền
với kiềm.
Tham gia phản ứng với acid:
Khi đun sôi các pentose, hexose với các acid có nồng độ cao như HCl 12%
hoặc H
2
SO
4
đậm đặc thì các phân tử nước sẽ bị mất đi và tạo thành các furfurol từ
pentose hoặc oxymethylfurfurol từ hexose.
Khi trùng ngưng các sản phẩm này với một số chất khác thì các phức màu hình
thành. Các phức màu này được sử dụng để định tính và định lượng monosaccharide.

Ví dụ khi cho furfurol tác dụng với alanin và HCl thì hợp chất màu đỏ sẽ hình
thành.
Ngoài ra, các sản phẩm này cũng hình thành trong quá trình chế biến thực
phẩm, ví dụ khi nướng bánh các furfurol bay hơi tạo thành mùi đặc trưng cho bánh.
Tham gia phản ứng với kiềm:
Trang 8
R - CHO
OH
-
2Cu(OH)
2
R - COOH +
2 H
2
OCu
2
O ↓
+
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
Tác động của các base lên monosaccharide phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ
của các base.
Dưới tác dụng của các dung dịch kiềm yếu như Ba(OH)
2
, Ca(OH)
2
, thì sự dồng
phân hóa có thể xảy ra giữa glucoside, mannose, fructose. Hiện tượng này có thể xảy
ra trong cơ thể.
Dung dịch kiềm loãng các monosaccharide mạch thẳng sẽ nhanh chóng biến
thành vòng. Trong môi trường kiềm loãng ở 37

0
C các nhóm – endol sẽ di chuyển vào
giữa mạch. Trong môi trường co nồng độ kiềm cao hoặc nhiệt độ cao, các
monosaccharide có thể bị phân giải, hiện tượng caramen hình thành, các mạch cacbon
dễ bị đứt.
Trong môi trường kiềm các monosaccharide là chất khử mạnh. Nó có khả năng
khử dung dịch Fehling tạo thành Cu
2
O tạo kết tủa đỏ.
Người ta ứng dụng tính chất này để định lượng đường khử theo phương pháp
Bectrand.
2.2.3. Một số các monosaccharide quan trọng:
a. Pentose:
Pentose là các monosaccharide chứa 5 cacbon. Pentose hiện diện chủ yếu trong cấu
trúc của động vật, thực vật; ngoài ra ở trạng thái tự do ta cũng có thể gặp một số loại.
Các pentose quan trong là: L – Arabinose, D – Xylose, D – Ribose và D –
Deroxyribose.
Ngoài ra các D – Ribulose và L – Xylulose cũng thường có mặt trong cấu trúc của
thực vật, vi sinh vật và mô động vật.
L – Arabinose:
Trang 9
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
L – Arabinose có trong thành phần
của các polysaccharide như
hemicellulose, các chất nhầy...
Pentose này không bị lên men bởi
nấm men, thường tồn tại trong thực
vật dạng L:
D – Xylose:
Ít tồn tại ở trạng thái tự do, chủ yếu

nằm ở dạng polysaccharide trong
thực vật như: xylan, và trong gỗ,
rơm, rạ... Chính vì vậy, khi thủy
phân các nguyên liệu trên ta thu
được D – Xylose.
Xylose không bị lên men bởi nấm men, không bị người và động vật đồng hóa, thường
tồn tại ở dạng mạch thẳng (D) và dạng mạch vòng pyranose (6 cạnh)
D – Ribose:
D – Ribose là loại monosaccharide thường gặp trong thành phần của nhiều chất quan
trọng cơ thể sống như: acid ribonucleic, vitamin, coenzyme nicotinamide adenin
dinucleic (NAD.H
2
).
Dẫn xuất của Ribose là D –
Dezoxyribose là thành phần quan
trọng của acid dezoxyribonucleic,
tham gia trong cấu tạo của AND. Đây
là chất có vai trò quan trọng trong một
số đặc tính sinh học của cơ thể sống, đặc biệt là tính di truyền.
b. Hexose:
Hexsose là các monosaccharide chứa 6 cacbon. Đây là loại monosaccharide phổ biến
nhất trong tự nhiên, nó là thành phần cơ bản của nhiều polysaccharide.
Các hexose thường tồn tại ở dạng vòng pyranose, dạng furanose ít gặp (trừ trường
hợp của fructose).
Các hexose điển hình: D – Glucose, D – Galactose, D – Fuctose, D – Mannose, ....
D – Glucose:
Trang 10
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
Đây là loại monosaccharide
phổ biến ở thực vật và ở động

vật. Nó có nhiều ở trong nho
chín nên còn được gọi là đường
nho.
Trong dung dịch, D – Glucose
ở dạng pyranose. Dễ bị lên men bởi nấm men.
D – Glucose là thành phần cơ bản cấu tạo nên nhiều loại polysaccharide: tinh bột,
glycogen, cellulose, ...
Trong cơ thể người và động vật, D – Glucose là thành phần cố địng trong máu, dễ
dàng được cơ thể con người hấp thụ. Do đó trong nhiều trường hợp, khi cơ thể con
người hao hụt lượng đường trong máu, lúc này người ta phải truyền glucose vào.
D – Fructose:
Đây là loại monosaccharide phổ
biến ở thực vật. Nó có nhiều ở
trong quả và mật hoa. D – Fructose
có khả năng làm quay mặt phẳng
ánh sáng phân cực sang trái nên
được gọi là levulose. Khi khử
fructose tạo thành sorbitol và manitol.
D – Fructose thường tồn tại dưới dạng fruranose. Dễ bị lên men bởi nấm men.
D – Fructose là thành phần của các disaccharide và các polyfructoside thường gặp
trong thực vật.
D – Galactose:
Đây cũng là loại đường thường tồn tại dưới dạng pyranose. D – Galactose có
trong thành phần của lactose và các polysaccharide galactan thực vật. Ngoài ra còn
nằm trong thành phần cấu tạo của melibiose và agar-agar.
Dẫn xuất của D – Galactose là acid galacturonic nằm trong thành phần của
pectin.
D – galactose chỉ bị lên men bởi các loại nấm men đặc biệt.
D – Mannose:
D – Mannose có thể tồn tại ở dạng

vòng pyranose.
D – Mannose có trong thành phần
của hemicellulose, các chất nhầy,...
Trang 11
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
Các mannose dễ bị lên men bởi nấm men.
3. OLIGOSACCHARID
Oligosaccharid là tên gọi chung cho các carbohydrat có cấu trúc từ hai đến mười phân
tử monosaccharid.
3.1. Disaccharid
Sự tạo thành disaccharide là do sự kết hợp của 2 monose cùng loại hay khác loại
nhờ liên kết glucosidic. Liên kết glucosidic có thể được tạo thành giữa -OH glucoside
của monose này với -OH glucoside của monose kia, hay giữa một nhóm -OH
glucoside của monose này với -OH ( không phải -OH glucoside) của monose kia. Tùy
thuộc vào sự liên kết mà tính chất cũng khác nhau:
- Kiểu liên kết thứ nhất: hai monosaccharid kết hợp với nhau qua một nhóm -OH
glycosid và một nhóm -OH rượu. Trong cấu trúc phân tử của nó vẫn còn một nhóm -
OH glycosid, do đó nó vẫn mang tính khử.
Ví dụ đường Lactose.
- Kiểu liên kết thứ hai: hai monosaccharid kết hợp với nhau qua hai nhóm -OH
glycosid. Trong cấu trúc phân tử không còn nhóm -OH glycosid, do đó nó không
mang tính khử.
Ví dụ đường Saccharose.
Một số loại disaccharid
- Saccharose
Là đường ăn phổ biến trong cuộc sống hàng
ngày. Nó có nhiều trong củ cải đường và mía.
Được sử dụng nhiều trong công nghiệp sản
xuất đường.
Saccharose được kết hợp bởi α-D-Glucose và

β-D-Fructose qua liên kết -OH glycosid, do đó nó không còn nhóm -OH glycosid tự
do nên không có tính khử.
Sucrose có vị ngọt sắc, dễ kết tinh, nấm men dể sử dụng.
Là sản phẩm của quá trình quang hợp, có thể tổng hợp trực tiếp.
Saccharose còn được gọi là sucrose. Là loại đường dễ bị thủy phân dưới tác
dụng của enzym saccharase (invertase). Ngoài tác dụng của enzym, saccharose cũng
bị thủy phân dưới tác dụng của acid vô cơ (HCl 3%)và nhiệt độ. Sản phẩm tạo thành
là glucose và fructose, trong trường hợp này người ta gọi các đường tạo thành là
đường nghịch chuyển (đường invert).
Trang 12
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
Sự nghịch đảo làm tăng chất khô lên 5,26%, đồng thời tăng nhẹ vị ngọt và nhất
là độ hoà tan của đường trong dung dịch. Dung dịch đường nghịc đảo ít nhớt hơn so
với dung dịch saccaza khi dùng một trọng lượng khô ngang nhau.
Tính hút ẩm: so sánh giữa các đường có tính khử cao glucose, maltose thường
hút ẩm kém so với saccaza nhất là so với đường nghịch đảo và fructose.
Ứng dụng: khi làm bánh mứt thêm đường nghịch đảo hoặc mật ong để duy trì
kết cấu mềm, láng, tạo độ bóng.
Saccazo còn dùng để sản xuất đường isomalt
(ISOMALT là sản phẩm họ Polyol, Cấu trúc gần giống các chất bột đường được
tạo thành từ các chất đường bột bằng phản ứng hydro hoá. Isomalt không có trong tự
nhiên. Isomalt có độ ngọt thấp, nhưng khi kết hợp với các chất đường khác, ví dụ đường
kính sẽ làm tăng độ ngọt để đạt độ ngọt khác nhau. So với đường kính khả năng hấp thu
sinh học của các chất đường rượu trên hệ thống ruột non bị giảm rất mạnh..
Isomalt có giá trị năng lượng thấp giúp
kiểm soát cân nặng ở thừa cân - béo phì.
ISOMALT thích hợp cho bệnh nhân đái tháo
đường. Ngày nay ISOMALT đang được sử
dụng như là một chất tạo ngọt thay thế cho
đường trong các sản phẩm thực phẩm như

kẹo, bánh. Isomalt người ta đã sản xuất kẹo
cao su, kem đánh răng để phòng râu răng.)
- Maltose
Maltose còn được gọi là đường mạch nha, có
nhiêu trong hạt nảy mầm.
Được cấu tạo từ hai phân tử đường α-D-
Glucose qua liên kết O-glycosid giữa nhóm -
OH ở vị trí C1 của phân tử đường thứ nhất và
nhóm -OH của C4 của phân tử đường thứ hai.
Do đó maltose vẫn còn một nhóm -OH glycosid nên maltose có tính khử.
Dùng nhiều trong thực phẩm: bánh kẹo, vị kém ngọt.
Maltose chủ yếu được tạo thành khi thủy phân tinh bột. Ngoài ra nó cũng có mặt
trong một số tế thực vật bậc cao. Dễ bị thủy phân bởi α- glucosidase, HCl 3% tạo
thành hai phân tử α-D-Glucose
- Lactose
Lactose còn được gọi là đường sữa, do lactose có
chủ yếu trong sữa người và động vật.
Trang 13
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
Lactose được cấu tạo từ α-D-glucose và β-D-galactose qua liên kết glycosid giữa
nhóm -OH glycosid của β-D-galactose và nhóm -OH rượu của α-D-Glucose. Do đó
lactose vẫn còn có một nhóm -OH glycosid vậy nên vẫn mang tính khử.
Ở nhiệt độ thường lactose hòa tan trong nước ít hơn mười lần so vời saccharose,
Lactose kết tinh chậm, tinh thể cứng và có nhiều dạng tinh thể. Độ ngọt của
lactose chỉ bằng 1/6 saccharose.
Lactose khó bị thủy phân bởi acid hơn so với saccharose. Để thủy phân phải đun
sôi với acid và không xảy ra hiện tượng nghịch đảo. Lactose còn bị thủy phân bởi
enzym - galatosidase nằm trong ruột tạo thành β-D-galactose và α-D-glucose.
- Xellobioza: xơ hoà tan
Có nhiều trong hạt ngũ cốc nảy mầm.

Được cấu tạo từ α-D-glucose và β-D-glucoseliên kết với nhau nhờ các nhóm
OH ở ví trí C1 và C4. Có tính khử.
Là sản phẩm thuỷ phân của cellulose nhờ enzịm cellulase có nhiều trong ruột
mối, dạ cỏ động vật nhai lại.
3.2. Trisaccharide
Rafinose
Ngoài disaccharid, ta còn gặp dạng
trisaccharide như rafinose. Đây là một chất rất
phổ biến trong tự nhiên. Có nhiều trong hạt
bông và trong củ cải đường. Rafinose có chứa
galactose, glucose và fructose.
Các monosaccharid này gắn với nhau
qua các -OH glycosid của chúng do đó rafinose
không còn tính khử.
Rafinose tinh thể không có vị ngọt, hoà tan trong nước, bị thủy phân bởi acid
và enzym invertase giải phóng ra fructofuranoza. Phân tử disaccarit hình thành nếu
tiếp tục bị thuỷ phân thì sẽ tạo thành D-galatose và D-glucose. Rafinose kém bền với
nhiệt hơn so với saccharose.
4. POLYSACCHARID:
4.1 Tinh bột:
a. Giới thiệu chung:
Tinh bột có vai trò dinh dưỡng đặc biệt
lớn vì trong quá trình tiêu hóa, chúng bị
thủy phân thành đường glucoza là chất
Trang 14
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
tạo nên nguồn calo chính của thực phẩm cho con người. Tinh bột là chất dự trữ của
thực vật. Tinh bột do cây xanh quang hợp tạo nên.Tinh bột có nhiều trong các hạt, củ,
quả. Trong thực vật tinh bột thường có mặt dưới dạng không hòa tan trong nước do
đó có thể tích tụ một lượng lớn ở trong tế bào mà vẫn không ảnh hưởng đến áp suất

thẩm thấu. Các hydat 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
hóa, rất linh động, có thể được sử dụng ngay trong quá trình trao đổi chất hoặc có thể
được chuyển thành tinh bột dự trữ ở trong hạt, củ, quả, rễ, thân và bẹ lá.
Tinh bột có nhiều trong các loại lương thực do đó các loại lương thực được coi
là nguyên liệu chủ yếu để sản xuất tinh bột….
Ta có thể chia tinh bột ra làm 3 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
Tinh bột gồm hai thành phần amylase : amylopectin theo tỷ lệ 1:4
b. Cấu trúc:
Trong tinh bột, tỷ lệ amylose trên amylopectin bằng khoảng ¼. Trong một số
trường hợp tỷ lệ này có thể thay đổi ít nhiều, ví dụ, ở một số hạt lúa nếp chứa rất ít
amylose, trong khi đó ở một số hạt đậu, lượng amylose lại chiếm đến 75%. Trong hạt
tinh bột khoai tây có 19-22% amylose và 78-91% mamylopectin, ở hạt lúa mì và hạt
ngô amylose chiếm 25% còn amylopectin chiếm 75%.
Amylose được cấu tạo nên từ các phân tử D-glucose tại nối α (1,4) glycosid,
các gốc glucoza được gắn vào nhau nhờ liên kết 1→ 4 và tạo nên một chuỗi dài bao
Trang 15
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
gồm từ 200-1000 gốc glucoza. Khối lượng phân tử của nó thấp dao động từ 150000
đến 600000. Phân tử amylose bao gồm một số chuỗi sắp xếp song song với nhau,
trong đó các gốc glucozacuar từng chuỗi cuộn vòng lại
hình xoắn ốc. Phân tử amylose có một đầu không khử và
một dầu khử (đầu có nhóm OH glucozit).amylose tác
dụng với iot tạo thành màu xanh, amylose dễ hòa tan
trong nước ấm và tạo nên dung dịch có độ nhớt không
được cao..dịch hồ dễ thoái hóa.
Amylopectin có cấu trúc nhánh. Trong cấu trúc phân tử của nó chứa cả liên kết

α glycosid (1,4) và α (1,6) glycosid. Cấu trúc phân tử bao gồm một mạch trung tâm
thẳng chứa liên kết α (1,4) glycosid, từ mạch này
phát ra các nhánh phụ dài chừng vài chục gốc
glucose. Khối lượng phân tử của amylopectin cao
nằm trong khoảng 500000 đến 1 triệu
dalton…..Các amylopectin thường phân bố ở bên
ngoài hạt tinh bột. Amylopectin thường tác dụng
với iot tạo thành màu tím đỏ. Amylopectin chỉ hòa
tan khi đun nóng và có độ nhớt cao, dịch hồ khó
thoái hóa. Amylopectin hấp thụ nhiều nước khi nấu chín và là thành phần chủ yếu tạo
nên sự trương phồng của hạt tinh bột.
Tinh bột có khả năng bị thủy phân bởi amylose hoặc acid. Trước tiên các
dextrin hình thành (đây là oligosaccharide có khoảng 8 glucose với ít nhất một nối α
(1,6) glycosid), sau đó chất này có thể bị thủy phân tận cùng dến glucose. Tùy theo độ
lớn của phân tử mà các dextrin sẽ có pahnr ứng màu khác nhau với iode.
c. Phương pháp tách chiết :
Ta có thể trích ly amylose bằng nước ở các nhiệt độ khác nhau, do amylose có
khả năng hòa tan tốt trong nước. Tuy nhiên phương pháp này đạt hiệu quả không cao.
Ngoài ra ta cũng có thể khuếch tán tinh bột trong nước, trong dung dịch đệm.
Sau kết tủa bằng tác nhân có cực (vd: rược isoamylic, n-butylic, cyclohexylic), hoặc
với tác nhân không cực( tạo phức với dung dịch ưa béo (CCl
4
, CCl
3
, dicloetan….))
Người ta cũng sử dụng phương pháp sắc ký cột ( caxi phosphat). Sau rửa lại
bằng dung dịch đệm phosphat. Ta sẽ được amylose kéo theo, còn amylopectin ở lại.
d. Các phản ứng tiêu biểu của tinh bột
- Phản ứng thủy phân
Trang 16

Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
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 liên kết α-D (1,4) glycozit. Đặc trưng
của phản ứng này là sự giảm nhanh độ nhớt và sinh ra
đường.
α- amilaza β- amilaza amiloglucosidaza
Thuỷ phân liên kết α-D
(1,4) glycozit
Thuỷ phân liên kết α (1,4)
glycozit
Thuỷ phân liên kết α (1,4)
và (1,6) glycozit
Bắt đầu ở bất kì vị trí nào Bắt đầu ở đầu mạch không
khử
Bắt đầu ở đầu mạch không
khử
Cắt thứ tự 2 gốc 1 Cắt 1 gốc 1
Sản phẩm: dextrin (tinh
bột tan)
Sản phẩm chủ yếu:
mantose ngoài ra còn có
glucose, dextrin
Sản phẩm chủ yếu là
glucose còn có mantose,
dextrin.

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. 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.
- 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
Trang 17
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
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..
- Tính hấp thụ 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 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.
- Khả năng hấp thụ 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 tinhbột 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 thìnên chọn tinh bột biến hình nào
có độ hòa tan cao nhất.
e. Tính chất của tinh bột:
* Quá trình hydrat hóa – sự trương nở của tinh bột
Ở trạng thái tự nhiên tinh bột liên kết với nhau qua liên kết hydro, tạo thành
trạng thái rất bền, do đó khi ở trong nước lạnh rất khó hấp thụ nước. Khi tăng nhiệt
độ, ta có trạng thái mới.
Sự trương nở của tinh bột phụ thuộc vào nhiệt độ. Ví dụ với tinh bột ngô:
Nhiệt độ thường hấp thụ 10-25% nước
60
o
C hấp thụ 300% nước
70
o
C hấp thụ 1000% nước

Trương nở cực đại
2000% nước
*Sự hồ hóa
Nhiệt độ để phá vỡ tinh bột
chuyển từ trạng thái có mức độ hydrat
Trang 18
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
hóa khác nhau thành dạng keo gọi là nhiệt độ hồ hóa. Khi hạt tinh bột được xử lí đồng
thời bằng nhiệt và ẩm thì sẽ xảy ra hiện tượng hồ hóa: trên 55-70
o
C, các hạt tinh bột
sẽ trương phồng do hấp thụ nước vào các nhóm hydroxyl phân cực. Khi đó độ nhớt
của huyền phù tinh bột tăng mạnh vì các hạt trương phồng kết dính vào nhau. Nếu
tiếp tục kéo dài việc xử lí thủy nhiệt, có thể gây ra nổ vỡ hạt tinh bột, thủy phân từng
phần và hòa tan phần nào các phân tử cấu thành của tinh bột, kèm theo giảm độ nhớt
của dung dịch.
Nhiệt độ hồ hóa phụ thuộc vào các yếu tố :
- Kích thước (lớn trước, bé sau)
- Thành phần (ưu tiên amylose)
- Các ion liên kết với tinh bột ( cùng dấu, gần nhau → đẩy nhau)
- Các muối vô cơ ( nồng độ thấp tăng độ hòa tan, nồng độ cao kết tủa)
- Môi trường: trong môi trường kiềm thì sự hồ hóa diễn ra dễ dàng hơn.
- Hàm lượng các chất không điện ly như đường, rượu cũng làm tăng nhiệt độ hồ
hóa.
- Sau khi hồ hóa tinh bột sẽ có độ trong suốt nhất định. Độ trong của hồ phụ
thuộc vào các yếu tố:
- Các dạng bột nếp, tinh bột của các loại củ, rễ trong hơn.
- Khi cho thêm đường sẽ trong hơn
- Có chất nhũ hóa sẽ làm giảm độ trong.
*Tính nhớt dẻo:

Tính chất này tác động đến chất lượng thực phẩm. Phân tử tinh bột chứa nhiều
nhóm hydroxyt 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 amylopectin). Tính
chất này tăng trong môi trường kiềm, thể hiện mạnh ở các tinh bột giàu amylopectin.
Tính nhớt, dẻo của tinh bột phụ thuộc vào đường kính, kích thước, thể tích, cấu
trúc của tinh bột, vào sự tương tác của tinh bột với nước và với nhau, vào nồng độ
tinh bột, vào pH, nhiệt độ, Ca
+
, tác nhân oxy hóa.
*Khả năng tạo gel và thoái hóa của hồ 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 hyro tham gia.
Trang 19
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
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 amylose nên trong gel tinh
bột có vùng kết tinh và vùng vô định hình. Tinh bột giàu amilose tạo gel cứng, độ bền
kém.
-Sự thoái hóa:
Khi gel tinh bột để một thời gian dài chúng sẽ co lại và một lượng dịch thể sẽ
tách ra. Quá trình đó gọi là sự thoái hóa. Quá trình này sẽ càng tăng mạnh nếu gel để
ở 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 amylose có mạch thẳng nên định hướng
với nhau dễ dàng và tự do hơn các phân tử amylopectin. Vì thế hiện tượng thoái hóa
gần như chỉ có liên quan với các phân tử amylose là chủ yếu.

Trong quá trình thoái hóa luôn kèm theo sự tách nước và đặc lại của các sản
phẩm nửa lỏng. Gây cứng với bánh mì.
Hiện tượng này hình thành do các cầu H giữa các tinh bột xuất hiện. Quá trình
diễn ra qua các giai đoạn sau:
+Các mạch được uốn thẳng
+Vỏ hydrat bị mất, các mạch được định hướng.
+Cầu H hình thành giữa các nhóm OH
Các yếu tố ảnh hưởng tới sự thoái hóa:
+ pH: tốc độ thoái hóa đạt cực đại khi pH =7. Khi pH >10 thì không còn sự thoái
hóa, khi pH<2 thì tốc độ thoái hóa vô cùng bé.
+Thành phần: với amylosepectin nếu chỉ đun nóng đến 50-60
o
C, thì có thể quay về
trạng thái ban đầu khi hạ nhiệt độ. Tuy nhiên với amylose thì không thể khắc phục
được sự thoái hóa.
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 mì.
* 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
Quy trình tạo màng:
Tinh bột→Hòa tan → Hồ hóa sơ bộ →Khuấy kỹ → rót mỏng lên mặt phẳng kim loại.
Để màng khỏi bị dính sau khi khô cần phết một ít parafin lên bề mặt kim loại.
• Khả năng tạo sợi:
Trang 20
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM

Tinh bột cũng có khả năng tạo sợi. Chính nhờ khả năng này mà người ta sản
xuất miến.
Tinh bột dậu xanh và rong riềng thường chứa 40-50% amylose, phân tử
maylose dài nên lực tương tác giữa các phân tử lớn và do đó có độ bền đứt lớn. Các
chuỗi amylose liên kết với nhau rất chặt nên khó bị trương ra hơn, do đó sợi chắc và
dai.
Các tinh bột giàu amylopectin, các mạch nhánh của amylopectin thường rất
ngắn nên lực tương tác giữa các phân tử rất yếu do đó độ bền đứt kém. Ngoài ra khi
chập nhiều phân tử lại để thành sợi sẽ có nhiều khuyết tật do đó sợi tinh bột rão và dễ
đứt.
• Khả năng tạo màng bao:
Màng từ tinh bột giàu amylose có tính chất đặc biệt như không thấm đối với
oxy và chất béo do đó được dùng để bao thuốc viên, làm túi để đựng chất béo lỏng.
Amylose đã sấy phun có thể bao thuốc bằng phương pháp ép trực tiếp thay cho
phương pháp tạo hạt ẩm. Nhiều thuốc không thể ép trực tiếp mà cần phải đưa thêm
một số tá dược để đạt được một số tính chất cần thiết nào đó. Với amylose có thể tạo
được mức độ rắn bất kỳ vì khi vào dịch dạ dày màng này sẽ bị phá hủy. Amylose có ít
nhóm khử do đó khả năng để tương tác với các chất thuốc là bé nhất .
• Tương tác với các chất khác:
+ Khả năng đồng tạo gel với protein
Tinh bột có thể tương tác với protein làm cho sản phẩm có những tích 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 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. Chính nhờ khả năng này của tinh bột mà các gel protein trong các sản
phẩm như kamaboko, giò….có được những tính chất lưu biến cũng như những tính
chất cảm quan hấp dẫn hơn.
+ Khả năng phồng nở của tinh bột
Khi tương tác với chất béo và có 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 khả năng xuyên thấm 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
Trang 21
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
năng không thấm khí lớn do đó khả năng phồng nở lớn hơn. Với các tinh bột oxy hóa
(tinh bột tẩy 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.
* 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 đàn hồi, độ bền, độ dẻo….
Các tính chất cơ cấu trúc này của hồ tinh bột thường chụi ảnh hưởng của nhiều
yếu tố khác nhau.
Khi tác động cơ học thì các cấu trúc đã bị phá hủy sẽ không được hồi phục
theo thời gian, có nghĩa là ứng suất trượt 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 giãn.
Các chất đa điện ly có ảnh hưởng đến sự tạo cấu trúc và độ bền của hồ tinh
bột. Các chất polyacrylamit, natri alginat, cacboxymetylxenlluloza 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 đọ đậm đặc sẽ có sự tiếp xúc mật thiết giữa các phân
tử với nhau do đó mà có điều kiện thuận lợi để phát triển mạng cấu trúc.

Khi tăng nhiệt độ bảo quản gel càng cao thì quá trình tạo cấu trúc sẽ càng ngày
càng chậm lại.
Tính chất cơ cấu trúc của hồ tinh bột sẽ thay đổi khi thêm một lượng nhỏ các
cation Ca
2+
, Mg
2+
, Na
+
.
4.2. Inulin
Inulin là loại polysacarit hòa tan được trong nước, khi thêm rượu vào dung dịch
trong nước sẽ kết tủa được inulin. Inulin cấu tạo bởi D-fructoza nên còn được gọi là
fructan. Nó có nhiều ở củ mẫu đơn, rễ cải đắng và một số cây hộ hòa thảo. Ở các thực
vật này, inulin thay thế cho tinh bột. Phân tử lượng của inulin biến đổi từ 5000-6000.
Trong phân tử inulin, các gốc fructoza liên kết với nhau nhờ liên kết 2→1. Số gốc
fructoza trong một phần tử inulin là 34. Phần tận cùng của phân tử là gốc disacarit
sacaroza. Người ta xử dụng inulin để sản xuất fructose. Để xác định inulin người ta
thủy phân nó và xác định bằng phản ứng định tính Seliwanoff.
4.3. Xelluloza:
Trang 22
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
Xelluloza là polysacarit chủ yếu của thành tế bào thực vật. Trong bông nó
chiếm trên 90%, còn trong gỗ hơn 50%. Khi đun sôi với axit sulfuric đặc, xelluloza sẽ
chuyển thành glucoza còn khi thủy phân trong điều kiện nhẹ nhàng sẽ tạo nên
disacarit xellobioza. Các đơn vị cấu tạo xellobiza gắn với nhau nhờ liên kết glucozit.
Phân tử xelluloza chứa từ 1400-10000 gốc glucoza. Phân tử lượng của các xelluloza
thu được từ các nguồn khác nahu xê dịch trong giới hạn khá rộng rãi ( từ 5.10
4
tới

1.10
6
hoặc cao hơn nữa). Dùng phương pháp phân tích tia Rontghen, người ta đã
chứng minh được rằng phân tử xelluloza có dạng sợi. Các dạng sợi của xelluloza lại
gắn vào nhau nhờ các liên kết hydro tạo nên cấu trúc mixen của xelluloza. Trong phân
tử xelluloza có nhieuf nhóm hydroxyl tồn tại dưới dạng tự do, hydrocuar chúng dễ
được thay thế bởi một số gốc hóa học ví dụ gốc metyl (-CH
3
) hoặc gốc axetyl (-
CH
3
CO) hình thành nên các dẫn xuất ete hoặc este của xelluloza. Việc tạo nên các dẫn
xuất đó cũng góp phần vào việc nghiên cứu cấu trúc của xelluloza , mặt khác người at
đã biết nhiều dẫn xuất của xelluloza có ý nghĩa rất quan trọng trong nhiều ngành
công nghiệp, ví dụ, các dẫn xuất nitroxelluloza, axetylxelluloza trong kỹ nghệ sợi
nhân tạo, da nhân tạo, kỹ nghệ chất nổ, chất dẻo. Trong thời gian gần đây, các dẫn
xuất của xelluloza như cacboximetylxelluloza, dietylaminoetylxelluloza được dùng rất
hiệu quả trong các phương pháp sắc ký trao đổi ion để phân chia hỗn hợp protein.
Trong cacboximetylxelluloza một số nhóm hydroxyl của xelluloza được thay thế bằng
các gốc –OCH
2
COOH, còn trong dẫn xuất dietylaminoetylxelluloza một số nhóm
hydroxyl của xelluloza lại được thay thế bằng gốc –O – CH
2
CH
2
N(C
2
H
5

)
2
.
Xelluloza không có ý nghĩa về mặt dinh dưỡng của người vì không tiêu hóa
được ở trong ống tiêu hóa. Động vật nhai lại có thể tiêu hóa dễ dàng xelluloza, vì
trong ruột của chúng có chứa các vi khuẩn có khả năng tiết ra enzim xellulaza là
enzim thủy phân xelluloza.
Cellulose và các dẫn xuất:
Cellulose là một chất hữu cơ tồn tại rất nhiều trong tự nhiên và là thành phần chính
cấu tạo nên tế bào thực vật. Hợp chất này là một nguyên liệu để sản xuất phụ gia ứng
dụng trong công nghiệp thực phẩm và nhiều lĩnh vực khác. Hợp chất cellulose bao
gồm nhiều chất nh ư: methyl cellulose (E461), hydroxypropyl cellulose (E463),
hydroxypropyl methyl cellulose (E464), methyl cellulose (E465) và natri
carboxymethyl cellulose (E466) hay còn g ọi tắt là CMC. Trong các hợp chất đó thì
CMC là một hợp chất được ứng dụng nhiều nhất trong công nghiệp thực phẩm.
Tính chất CMC
Hợp chất CMC được sản xuất từ việc xử lý celluloza với dung dịch NaOH và sau đó
là phản ứng Williamson:
Cell-OH + NaOH + ClCH
2
- COONa Cell-O-CH
2
COONa + H
2
O + NaCl
Trang 23
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
Mono cloracetatnatri CMC
ClCH
2

- COONa + NaOH HOCH
2
COONa + NaCl
Như vậy CMC là một dẫn xuất quan trọng của cellulose đ ược cấu tạo từ hợp chất
cellulose kết hợp với Natri
Dạng thương phẩm CMC có dẫn suất từ 0,4 đến 1,4. Tuy nhi ên cũng có loại cao hơn
sử dụng cho các sản phẩm đặc biệt. Dẫn suất d ưới 0,4 CMC không hòa tan trong
nước CMC dùng trong thực phẩm có dẫn suất 0,65 đến 0,95 và độ tinh khiết > 99,5
%. Với CMC dẫn suất 0,95 và nồng độ tối thiểu 2 % cho độ nhớt 25 Mpa tại 25
0
C.
Có thể sử dụng CMC ỏ dạng nóng hoặc lạnh.
CMC l à các anion polyme mạch thẳng cho
chất lỏng gọi là dung dịch giả. Dung dịch 1%
thông thường pH = 7 – 8,5 còn ở pH = 5 - 9
dung dịch ít thay đổi, ở pH <3 độ nhớt tăng,
thậm chí kết tủa. Do đó không sử dụng đ ược
CMC cho các sản phẩm có pH thấp, pH >7
độ nhớt giảm ít. Dung dịch CMC có thể bị
phá hủy do các vi sinh vật hoặc enzim khử. G
ia nhiệt ở 80
0
C trong 30 phút ho ặc 100
0
C
trong 1 phút có thể khử tác nhân vi sinh vật
mà không ảnh hưởng đến chất lượng CMC.
Độ nhớt CMC giảm khi nhiệt độ tăng, tác
dụng đó có tính thuận nghịch. Sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhớt của CMC 0,7
Ds được thể hiện ở giản đồ sau:

Trang 24
Trường Đại Học Công Nghiệp TPHCM
Độ nhớt của CMC còn chịu ảnh hưởng bởi các ion kim loại:
+ Cation hóa trị 1: ít tác dụng ở điều kiện bình thường (trừ Agar+).
+ Cation hóa trị 2: Ca
2+
, Mg
2+
làm giảm độ nhớt.
+ Cation hóa trị 3: Al
3+
, Cr3
+
, Fe
3+
tạo gel.
Nói chung, tác d ụng trên độ nhớt của các loại muối cũng t ùy tuộc vào phương
pháp thêm vào. CMC có th ể kết hợp dễ dàng với thành phần hóa học thực phẩm
như: đường, protein, tinh bột và hầu hết các polyme trung tính.
Ứng dụng CMC và các dẫn suất cellulose
Cellulose và các dẫn suất từ cellulose được sử dụng nhiều trong chế biến thực
phẩm hơn 10 năm nay. Hiện tại việc sử dụng không ngừng phát triển không những
trong việc cải thiện tính chất sản phẩm mà còn góp phần trong việc sáng tạo các sản
phẩm mới. Tính chất tan của dẫn suất cellulose trong nước là nguyên nhân làm thay
đổi tính chất lưu biến học của thực phẩm, kết quả là cải thiện được cấu trúc, tạo dáng
cho sản phẩm…
Tùy thuộc vào điều kiện sử dụng các dẫn suất cellulose có thể có các chức năng
sau: giữ nước, tạo đặc, ổn định sản phẩm, trợ phân tán,…V ì vậy dùng dẫn suất
celluloza cho một sản phẩm có một công dụng hoặc nhiều công dụng phát huy c ùng
lúc. Liều lượng thường sử dụng ở mức độ nhỏ hơn 1% (thường 0.1-0.5 %). Dẫn suất

celluloza sử dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất nước uống, bánh, sản phẩm sữa,
mì sợi,…
* Dùng trong sản xuất kem và các sản phẩm cùng loại: Kem chứa 10 % chất
béo, 11 % sữa không béo, 15 % đ ường; 0,2 – 0,3 % chất ổn định; 0,25 – 0,5 % chất
nhũ hóa. Các thành phần trên thay đổi tùy theo từng Quốc gia và từng yêu cầu sản
phẩm nhưng chất ổn định không vượt quá 0,5 %. Hiện nay chất dùng làm đặc là
CMC, khi hòa tan sẽ tạo dung dịch có độ nhớt cao, CMC có khả năng l àm chậm quá
trình kết tinh, làm mịn tinh thể, cải thiện độ bóng, ngăn cản kem chảy.
* Trong nước uống: Việc sử dụng riêng rẽ hoặc kết hợp với các chất keo khác d
ùng để giữ ổn định các pha rắn trong dung dịch. Ngoài ra nó còn có khả năng ngăn
cản phân ly tinh dầu/n ước trong các sản phẩm nước quả. Nồng độ thường sử dụng là
1 %.
* Trong sản xuất bánh kẹo và các sản phẩm từ tinh bột: Cải thiện được tính chất
bột nhào cũng như các sản phẩm, được sử dụng ở nồng độ 0,1 – 0,5 % trên trọng
lượng chất khô. Hợp chất CMC có tác dụng l àm mềm khối bột nhào, giữ ẩm, kéo dài
thời gian bảo quản, làm sản phẩm dễ trở lại trạng thái ban đầu, chống dính...
Trang 25