MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết và lý do chọn đề tài Tính chất đặc trưng nhất của tinh bột trong công nghiệp thực phẩm là không màu, trong suốt, nhớt dẻo và dính. Tuy nhiên tinh bột tự nhiên sử dụng trong công nghệ thực phẩm với một số nhược điểm như tính kị nước, tính không hòa tan, tính kém trương nở, độ nhớt tăng trong nước lạnh, sự dính kết hay tạo hỗn hợp, thoái hóa sau khi chế biến. Các đặc tính của tinh bột tự nhiên không đáp ứng đủ yêu cầu trong các ứng dụng và gia công.
Vì vậy, cần thiết phải biến đổi các đặc tính của tinh bột dể nhận được loại tinh bột có những tính năng để đáp ứng yêu cầu. Tinh bột biến tính đã khắc phục được những yêu tố bất oiwk của tinh bột tự nhiên như không tan trong nước, độ nhớt thấp, quá trình thoái hóa xảy ra sau khi tinh bột đã qua hồ hóa nhờ các phương pháp vật lý, hóa học và enzyme. Tuy nhiên hiện nay, người tiêu dùng đang e ngại về việc sử dụng hóa chất trong thực phẩm nên chúng tôi đã chọn phương pháp vật lý để biến tính tinh bột. Và chúng tôi đã quyết định sắn để biến tính vì sắn là loại củ phổ biến ở Việt Nam.
Tuy nhiên đã có các bài báo khảo sát về liều xạ tác động tới tinh bột nên chúng tôi đã quyết định khảo sát về độ ẩm với tên đề tài “Ảnh hưởng của độ ẩm lên tính chất hóa lý của tinh bột sắn được xử lý bằng tia gamma”. Đối tượng phạm vi và giới hạn nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Sắn (Euphoriaceae) được mua ở công ty TNHH TM DV GOODPRICE VIỆT NAM Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát sự ảnh hưởng độ ẩm lên tính chất hóa lý của tinh bột sắn được chiếu xạ bằng tia Gamma. Giới hạn của nghiên cứu: Chưa làm rõ sự ảnh hưởng của độ ẩm lên tính chất cơ lý, lưu biến và chưa khảo sát các giai đoạn tiêu hóa của tinh bột. 1 Luan van CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.
Giới thiệu chung Tinh bột là nguồn carbohydrate dự trữ dồi dào nhất có thể được tìm thấy các cơ quan của các loại thực vật khác nhau như củ, rễ, lá, quả và hạt của hạt gạo, lúa mì, và ngô, hoặc củ khoai tây và sắn, là thực phẩm chính và là nguồn năng lượng chính trong chế độ ăn uống của con người (Jin, 2018). Tinh bột được sử dung rộng rãi trong thực phẩm, dệt may, mỹ phẩm và dược phẩm. Trong ngành công nghiệp thực phẩm, tinh bột có rất nhiều ứng dụng khác nhau như chất làm đặc, chất tạo màng đến chất ổn định để làm đồ ăn nhẹ, các sản phẩm thịt, nước ép trái cây. Ngoài ra ứng dụng chính của tinh bột trong công nghệ thực phẩm là độ nhớt, độ ổn định khi lạnh đông và rã đông, độ trong, màu sắc, tính chất phủ màng.
Những tính chất này bị ảnh hưởng bởi cấu trúc và tỉ lệ amylose và amylopectin. Ở dạng tự nhiên, tinh bột không có đặc tính phù hợp do độ ổn định nhiệt độ thấp và độ thoái hóa cao. Để thúc đẩy và tăng cường những đặc tính này tinh bột đã được biến đổi bằng hóa chất, vật lý hoặc sử dụng enzyme (Sui et al. Sắn thuộc họ Spurge (Euphoriaceae).
Trước đây sắn được chia thành 2 loại của chi Manihot dựa trên hàm lượng xyanua cao hay thấp trong rễ: Manihot ultissima phol và Manihot palmata (Breuninger, W. Tinh bột sắn có hàm lượng amylose khoảng 18% và 23%, tương đối ổn định. Amylose của sắn có trọng lượng lớn hơn amylose ngô và phân nhánh nhiều hơn. Hai yếu tố này can thiệp vào quá trình thoái hóa và tạo gel.
Tinh bột sắn là lựa chọn cho thực phẩm dành cho trẻ em. Sắn được trồng nhiều nhất ở Brazil và Thái lan (Mason et al. So sánh tinh bột sắn với một số tinh bột thông thường khác (Breuninger, W. Cấu trúc của hạt tinh bột Hạt tinh bột hầu như chỉ bao gồm amylose và amylopectin, chiếm 98 - 99% trọng lượng khô của tinh bột.
Amylopectin thường được tìm thấy với số lượng lớn hơn khi so sánh với amylose, Nguồn Đường Đường Hàm Đề Phophorus Tro Protein Lipid kính kính lượng polymer (%) (%) (%) (%) nội trung amylose hóa nhũ bình (%) amylose (µm) (µm) Sắn 4–35 15 17 3000 0.7 thường Bắp 2–30 10 0 n.8 a Giá trị xấp xỉ b không áp dụng ngoại trừ một số tinh bột amylose cao, tinh bột sáp và tinh bột thu được bằng cách biến đổi gen (Castro et al. Tỷ lệ amylose và amylopectin khác nhau, tùy thuộc vào loại cây (Brander et al. Tinh bột tự nhiên thường chứa 20 - 30% amylose (S. Wang et al.
Tỷ lệ amylose / amylopectin có liên quan đến các tính chất hóa lý và chức năng của tinh bột vì các hạt tinh bột với hàm lượng amylose cao cho thấy mức độ thoái hóa cao và hấp thụ lượng nước hạn chế trong khi nấu, trong khi các hạt tinh bột có hàm lượng amylopectin cao (tinh bột sáp) chứng tỏ độ nhớt cao nhất và độ thoái hóa thấp (Magallanes‐Cruz et al. Amylose được tạo thành từ một chuỗi gồm 600 – 3000 đơn vị glucose được liên kết bởi các liên kết α - 1,4 - glycoside và cố định trong cấu trúc xoắn ốc bằng liên kết hydro nội phân tử (Brander et al. Mặc dù phân tử amylose được xem là phân tử phân nhánh hoặc mặc thẳng chứa vài nhánh, nhưng có chuỗi dài hàng trăm hoặc hàng nghìn các đơn vị glycosyl. Amylose là thành phần nhỏ, mạch thẳng hoặc hơi phân nhánh của tinh bột.
Nhìn chung, phân tử amylose phân nhánh lớn hơn so với amylose mạch thẳng, tuy nhiên, độ dài chuỗi trung bình ngắn hơn chuỗi đơn của amylose mạch thẳng. 3 Luan van Amylopectin là thành phần chính, phân nhánh cao trong tinh bột. Kích thước của amylopectin lớn hơn nhiều so với amylose. Trong khi amylopectin phân nhánh rộng rãi và có chuỗi tương đối ngắn .Các nhánh trong amylopectin chiếm khoảng 5% phân tử, dẫn đến cấu trức phân tử phức tạp.
Các chuỗi ngắn của amylopectin tạo thành chuỗi xoắn kép, giúp kết tinh và hình thành cấu trúc bán tinh thể của tinh bột (Bertoft, 2017). Đơn vị cơ bản Hình 2. Cấu tạo của amylose và amylopectin (Moorthy, 2004) 4 Luan van 2. Đặc điểm chung của tinh bột 2.
Hình thái hạt tinh bột Hạt tinh bột có kích thước (đường kính từ 1 đến 100 mm) và hình dạng (đa giác, hình cầu, dạng thấu kính) ảnh hưởng bởi hàm lượng, cấu trúc và tổ chức của amylose, amylopectin, cấu trúc phân nhánh của amylopectin và mức độ kết tinh (Magallanes‐Cruz et al. Mức độ thay đổi trong cấu trúc dạng hạt của tinh bột từ giống đến cây trồng cao hơn đáng kể ở khoai tây. Kích thước trung bình của tinh bột ngô dao động từ 1 đến 7 µm đối với hạt nhỏ và 15 đến 20 µm cho hạt lớn. Kích thước hạt tinh bột gạo từ 3 đến 5µm.
Hạt tinh bột khoai tây đã được quan sát là hình bầu dục và hình dạng không đều hoặc hình khối (J. Singh et al. Tinh bột sắn có hạt tròn hoặc cắt ngắn trong khi hạt tinh bột ngô là đa giác. Cả hai loại tinh bột đều có kích thước hạt tương tự (5 - 20µm đối với tinh bột ngô và 3 - 32 µm cho tinh bột sắn) (Waterschoot et al.
(A) Hạt nội nhũ tinh bột lúa mì. (B) Nội nhũ của tinh bột bắp. (C) Tinh bột của hạt gạo. (D) Tinh bột khoai tây.
(E) Tinh bột củ sắn. (F) Tinh bột lá cây Arabidopsis (Streb et al. Cấu trúc hạt tinh bột Tinh bột được sinh tổng hợp dưới dạng hạt bán nguyệt có hình dạng và kích thước phụ thuộc về nguồn gốc thực vật. Các dạng tinh bột có trật tự và nhiều cấp bậc với quy mô chiều dài, cấu trúc khác nhau.
Các cấp cấu trúc trung gian bao gồm các vùng vô định hình và khoảng cách vô định hình 9 - 10nm), các khối (30 - 200nm), các vòng tăng trưởng (200 - 600nm) và sự sắp xếp siêu phân tử khác như siêu liên kết (Lourdin et al. Cấu trúc của hạt tinh bột (Tang et al., 2006) Cấu trúc phổ biến bên trong tinh bột là vòng sinh trưởng, khối (blocklet), và lamen (lamellar).Vòng sinh trưởng xuất hiện vòng sáng và xen kẻ với độ dày xấp xỉ vài trăm nanomet. Các vòng có xu hướng dày hơn ở bên trong và trở nên mỏng hơn ở bên ngoài (Atkin et al. Amylose được coi như tồn tại chủ yếu ở trạng thái vô định hình , nên cho rằng các vòng vô định hình chủ yếu bao gồm amylose.
Vòng tinh thể thường được gọi là vòng bán tinh thể và amylopectin thường được xem là hợp chất chủ yếu trong vòng và amylose là một phần của chúng (Koroteeva et al., 2007b); (Koroteeva et al. Khối (blocklet) là vật liệu xây dựng của vỏ và hạt. Các blocklet trên bề mặt của hạt được nghiên cứu trên khoai tây thường, khoai tây sáp, đậu và tinh bột ngô bằng cách sử dụng kính hiển vi 6 Luan van lực nguyên tử (AFM). với kích thước 20 - 300 nm và hình dạng là hình cầu hoặc hình elip (Huang et al.
Blocklet đã được tìm thấy trong cả vùng bán tinh thể và vòng vô định hình. Kích thước của blocklet đơn có thể đại diện cho một hoặc một vài phân tử amylopectin. Ngoài ra amylose có thể là một thành phần của blocklet và hoạt động như một vật liệu kết nối bên ngoài blocklets. Hạt khoai tây có blocklet lớn hơn (50 ~ 300nm) so với hạt lúa mì (10 ~ 60nm) (Bertoft, 2017).
Thành phần chủ yếu cấu tạo nên lamem (lamellar) là amylopecin. Các tinh thể lamellar được xây dựng bởi các chuỗi ngắn xoắn kép amylopectin với trung bình 11 – 15 đường khử glucose. Amylose là một phần của cấu trúc và có thể can thiệp vào sự sắp xếp tinh thể của chuỗi xoắn amylopectin. Các amylose có thể xen kẻ với các chuỗi bên trong của amylopectin, có thể kéo dài vào tinh thể lamellar tinh thể hoặc thông qua vài lớp lamellar (Koroteeva et al., 2007b), (Koroteeva et al.
Sự phân bố của vùng tinh thể và vùng vô định hình của tinh bột đã được xác định thông qua quá trình thủy phân. Phản ứng thủy phân sẽ xảy ra nhanh chóng ở vùng vô định hình có chứa các phân nhánh α - 1,6 - glycoside ở giai đoạn đầu. Sau đó diễn ra ở khu vực kết tinh (Q. Các kĩ thuật biến tính tinh bột 2.
Kĩ thuật biến tính bằng phương pháp hóa học a) Liên kết ngang (Cross-linking) Khi tinh bột được xử lý bằng tác nhân hóa học, liên kết ngang được hình thành, tác nhân trở thành cầu nối liên phân tử hoặc liên kết chéo giữa các phân tử, do đó làm tăng trọng lượng trung bình.