CHƯƠNG 2: CƠ CHẾ TẠO GEL CỦA TINH BỘT BIẾN TÍNH – Tài liệu text

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản vừa đủ của tài liệu tại đây ( 1.45 MB, 65 trang )

Tiểu luận phụ gia thực phẩm

GVHD: Lê Văn Nhất Hoài

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 polyglucoside lại với nhau hoặc gián tiếp qua cầu phân tử nước

Vì tinh bột chứa cả amilopectin và amilose 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 tinh. Vùng kết tinh 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

huỷ và trong một chừng mực đáng kể áp suất này do số lượng tương đối của các 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 hối kém.

1.Sự hồ hóa tinh bột:

Tinh bột bắt đầu biến tính tạo gel ở nhiệt độ 60-70 oC và tuỳ thuộc vào từng loại

tinh bột mà có biến tính ở nhiệt độ khác nhau. Tuỳ loại tinh bột khác nhau có cấu trúc và

số lượng hạt khác nhau dẫn đến khả năng hấp thụ nước khác nhau. Khi tinh bột được xử

lý bằng nhiệt và ẩm đồng thời thì sẽ xảy ra hiện tượng hồ hoá,các hạt tinh bột sẽ trương

nở lên do hấp phụ nước vào các nhóm hydroxyl phân cực.Các hạt tinh bột lớn nhất sẽ

24

Tiểu luận phụ gia thực phẩm

GVHD: Lê Văn Nhất Hoài

trương nở trước hết do cấu trúc kém bền nhất. Khi đó độ nhớt của huyền phù tinh bột

tăng mạnh vì các hạt tinh bột trương nở kết dính vào nhau.Tiếp tục xử lý sẽ gây vỡ hạt

tinh bột, thuỷ phân từng phần các phân tử cấu thành tinh bột,làm giảm độ nhớt của dung

dịch. Khi dung dịch rất đậm đặc thì tinh bột hình thành gel,độ nhớt tăng lên,đôi khi tạo

kết tủa.Thời gian tạo gel khác nhau tuỳ theo thời gian tác dụng nhiệt khác nhau làm cho

tất cả các hạt tinh bột trương nở hoàn toàn.

Loại tinh bột

Bắp nếp

Bắp nếp (Hạt tinh bột lớn hơn)

Lúa mì

Khoai mì

Khoai tây

Bắp giàu amylose

Nhiệt độ hồ hoá(oC)

62 – 72

63 – 72

52 – 63

59 – 70

56 – 66

110 – 120

Nhiệt độ hồ hóa của một số loại tinh bột.

Những biến đổi của tinh bột trong quá trình tạo gel:

Tinh bột thô chưa

được hấp thụ hơi ẩm

không

thể

tạo

gel.Vậy sự tạo gel ở

tinh bột là sự biến

tính của tinh bột

trong môi trường ẩm

dưới ảnh hưởng của

nhiệt độ. Nếu chỉ gia

nhiệt tinh bột thô thì

25

Tiểu luận phụ gia thực phẩm

xảy

ra

GVHD: Lê Văn Nhất Hoài

quá

trình

dextrin hoá tinh bột,

điều này ảnh hưởng

tới độ nhớt cũng như

độ bền gel, làm độ

nhớt và độ bền giảm.

Nếu chỉ cho quá

trình xảy ra trong độ

ẩm giới hạn (ít hơn

mức tối đa) thì quá

trình xảy ra không

hoàn toàn. Điều này

thường xảy ra trong

lúc nướng bánh.

Bắt đầu đun dung

dịch tinh bột bắp 5%

thì tinh bột bắp biến

tính nhẹ,nước được

hấp phụ nhẹ trên bề

mặt hạt tinh bột.

Thậm chí ngay cả

khi ở nhiệt độ phòng

thì sự hấp phụ nước

cũng

đã

xảy

ra.

(27oC)

26

Tiểu luận phụ gia thực phẩm

GVHD: Lê Văn Nhất Hoài

Khi đun dung dịch

tinh bột bắp 5% tới

40oC thì nước được

hấp phụ nhiều hơn

trên bề mặt hạt tinh

bột,

hidro

các

liên

giữa

kết

mạch

polymer tinh bột yếu

dần. Vài loại hạt tinh

bột có thể hấp thụ

nước.

Đun tới 50oC ,các

liên kết hydro yếu

đến mức đã có thể

cho nước đi vào bên

trong hạt.

Tiếp tục đun dung

dịch tới 60-65oC thì

hạt tinh bột bắp bắt

đầu được hấp thụ

nước, liên kết hydro

càng yếu hơn nữa.

Vài dạng phân tử

amylose có thể hoạt

động tự do, tách khỏi

bề mặt hạt làm cho

càng

nhiều

nước

được hấp thụ và càng

27

Tiểu luận phụ gia thực phẩm

nhiều

GVHD: Lê Văn Nhất Hoài

phân

tử

amylose tách ra hoạt

động tự do trong

dung dịch keo phân

tán bên ngoài hạt.

Những

phân

tử

amylose dài có các

dạng keo đặc trưng.

Vào khoảng giữa 6070oC, sự biến đổi

diễn ra một cách rõ

ràng hơn dưới tác

dụng của các tác

nhân như gia nhiệt,

tính chất

của tinh

bột …

Đến 70-90oC, hạt

tinh bột đã trương nở

cực đại, chuẩn bị cho

việc tạo gel.

Tới 90oC thì cấu trúc

hạt vỡ ra, không còn

liên kết hydro giữa

các mạch polymer

tinh bột.

Sau khi hạt tinh bột bị phá huỷ, hình thành sự tái liên kết giữa các mạch polymer và tạo

thành dạng gel. Đây là dạng gel của amylose ,các phân tử liên kết với nhau bằng các liên

kết ngang và liên kết với nhánh của phân tử amylopectin.

28

Tiểu luận phụ gia thực phẩm

GVHD: Lê Văn Nhất Hoài

Nếu quá trình tạo gel xảy ra chính xác,đúng loại tinh bột thì ta thu được loại gel có cấu

trúc dài, bền ,có hình dạng xác định. Đó là cấu trúc bậc ba bao gồm các sợi amylose

ngang dọc liên kết với nhau theo chiều cao, rộng, dài tại các nút mạng gel.

2.Sự thoái hóa:

Khi cất giữ hồ tinh bột trong thời gian lâu thì các sợi tinh bột sẽ tiến gần đến

nhau tạo liên kết Hydro nội phân tử, giảm liên kết với nước và tách nước, hiện tượng hồ

tinh bột bị ứa nước gọi là hiện tượng thối hóa. Thông thường hàm lượng amylose càng

cao thì sự thối hóa càng lớn. Hình bên dưới minh họa cho ấy sự thay đổi độ nhớt của

nhiều loại tinh bột khác nhau trong quá trình tạo gel.

29

Tiểu luận phụ gia thực phẩm

GVHD: Lê Văn Nhất Hoài

Biểu đồ thay đổi độ nhớt của tinh bột trong quá trình hồ

Hiện tượng tạo gel có thể được tạo ra bởi các tác động cơ học bằng cách tách rời

phân tử tinh bột trong hạt tinh bột, cho phép nước được hấp thụ vào trong hạt. Quá trình

tạo gel cũng có thể xảy ra bằng cách cộng hợp kiềm như hydroxide hay hypochloride.

Kiềm bắt đầu quá trình oxi hóa phân tử tinh bột thông qua việc phá vỡ cấu tạo các hạt

tinh bột cho phép quá trình hấp thụ nước xảy ra.

Mỗi lần được làm nguội đến nhiệt độ môi trường xung quanh, tinh bột tạo thành

hoặc là dạng gel rắn chắc hoặc là dạng hồ lỏng. Khuynh hướng thối hóa tăng lên lập tức

tương ứng với thành phần amylose. Thông thường bột mì với 25% amylose sẽ thối hóa,

trái lại bắp không có amylose tạo ra một dạng gel sợi di và sẽ không bị thối hóa. Suốt quá

trình thối hóa phân tử tinh bột bắt đầu kết hợp lại tạo thành liên kết Hydro và có khuynh

hướng siết chặt lại hay giải phóng nước. Quá trình giải phóng nước này gọi là sự

syneresis.

Bên dưới là bảng của Penford về tinh bột chưa được biến tính:

30

Tiểu luận phụ gia thực phẩm

GVHD: Lê Văn Nhất Hoài

TINH BỘT CỦA PENFORD

Tinh bột lúa mì

Tinh bột bắp thường

Tinh bột bắp nếp

Tinh bột khoai tây giàu amylose

Tinh bột khoai mì

Những tinh bột có hàm lượng amylose tương đối cao rất dễ bị thối hóa. Quá trình thối

hóa tạo ra syneresis, là một vấn đề quan trọng trong sản xuất những thực phẩm có thời

hạn sử dụng lâu di bởi vì trong thời gian bảo quản có sự phát triển của các vi sinh vật và

có thể gây ngộ độc thực phẩm.

Những phương pháp giảm sự thối hóa tinh bột:

+ Sử dụng tinh bột chứa ít amylose. Bắp nếp là dạng thường gặp nhất vì nó chứa 100% l

amylopectin.

+ Tuy nhiên các phân tử amylopectin bình thường khi bị hồ hóa sẽ tạo thành các sợi di

tạo ra cảm giác không ngon miệng. Hơn nữa, hầu hết hồ tinh bột đều có nhược điểm là dễ

bị thối hóa dưới tác dụng cơ học hay dưới tác dụng của các chất hóa học như acid. Do đó

để khắc phục những nhược điểm trong các tinh bột giàu amylopectin sẽ được biến tính

hóa học tạo ra các liên kết ngang giữa các phân tử amylopectin. Quá trình này tạo ra một

dạng tinh bột biến tính không bị thối hóa bền dưới tác động của cơ học và các tác nhân

hóa học.

Ở nhiệt độ thường thì tinh bột có liên kết ngang không bị thối hóa tuy nhiên nó dễ

bị thối hóa nếu hồ tinh bột bị hạ nhiệt độ xuống quá thấp, dưới điểm đông đặc của nước.

Thối hóa gây nên bởi đông đặc có thể được khắc phục bằng cách biến tính hóa học lần

thứ 2 để tăng số liên kết ngang. Quá trình biến tính lần thứ 2 bao gồm sự thay thế nhóm –

OH cho một mạch H-C ngắn bên trong phân tử tinh bột.

Quá trình thối hóa tinh bột có liên kết ngang bằng phương pháp đông đặc có thể

ngăn chặn được bằng cách thay thế những nhóm –OH trong chuỗi polymer tinh bột bằng

các nhóm hóa học để tạo thành liên kết Hydro giữa các phân tử tinh bột gần nhau. Sự

31

Tiểu luận phụ gia thực phẩm

GVHD: Lê Văn Nhất Hoài

thay thế này tạo ra một loại tinh bột biến tính hai lần nhờ đó khả năng bị thối hóa giảm

đáng kể.

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA TINH BỘT BIẾN TÍNH

I.

MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA TINH BỘT BIẾN TÍNH TRONG CÔNG NGHIỆP

32

Tiểu luận phụ gia thực phẩm

GVHD: Lê Văn Nhất Hoài

 Trong công nghiệp thực phẩm, tinh bột biến tính được dung ổn định cấu trúc, tạo

độ dai, dẻo ,độ sánh,..cho thực phẩm.

 Trong công nghiệp mỹ phẩm và dược phẩm, tinh bột được dung làm phấn tẩy

trắng, đồ trang điểm, phụ gia cho xà phòng, kem thoa mặt, tá dược.

 Trong công nghiệp xây dựng tinh bột được dung làm chất gắn bê tông, chất gắn

đất sét, đá vôi, keo dính gỗ, gỗ ép, phụ gia cho sơn.

 Với công nghiệp khai khoáng, tinh bột được dùng trong tuyển nổi quặng, dung

dịch nghũ tương khoan dầu.

 Với công nghiệp giấy, tinh bột được dung làm chất phủ bề mặt, thành phần

nguyên liệu giấy không tro, các sản phẩm tã giấy cho trẻ em.

 với công nghiệp dệt, tinh bột dung trong hồ sợi, in.

 với các nghành khác, tinh bột được dung làm màng plastic phân hủy sinh học, pin

khô, thuộc da, keo nóng chảy, chất gắn, khuôn đúc, phụ gia nung kết kim loại, chất

tẩy rửa, công nghiệp gỗ dán.

1. Tinh bột acetate:

Bằng cách cho tinh bột tự nhiên phản ứng với anhydric acetic hoặc vinyl acetat,

thu được sản phẩm tinh bột acetat (hay còn gọi là tinh bột acetyl hoá).

Các nhóm este có tác dụng ngăn ngừa sự thoái hóa của nhóm amylos trong tinh

bột. Sự biến đổi này ngăn chặn tự tạo gel, sự rỉ nước và duy trì ngoại quan cấu trúc của

sản phẩm gia công. Nó cũng cải thiện độ ổn định sau quá trình đông lạnh-rã đông, cải

thiện khả năng giữ nước và hạ thấp nhiệt độ hồ hoá của tinh bột, làm tăng độ nhớt đỉnh

và cải thiện độ trong của gel.

Kết quả của việc biến tính này là 1 sản phảm

tinh bột ổn định để sản xuất bột nhão bền vững qua

nhiều chu kỳ đông lạnh-rã đông và ngăn ngừa tình

trạng rỉ nước xảy ra.

Ứng dụng

– Tăng thêm sức mạnh cho các loại bột mềm mà

khi bột nhão được nấu lên sẽ sánh hơn.

33

Source: https://vh2.com.vn
Category : Chế Tạo