Đánh giá các tính chất hóa lý và cấu trúc của tinh bột sắn biến tính bằng natri hypoclorit ở các mức độ oxy hóa khác nhau

Physicochemical & textural properties of cassava starch oxidized by NaClO– HCMC University of Technology, 2025

• Tác giả: Bùi Đức An
• Người hướng dẫn: PGS.TS. Trịnh Khánh Sơn
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Đánh giá các tính chất hóa lý và cấu trúc của tinh bột sắn biến tính bằng natri hypoclorit ở các mức độ oxy hóa khác nhau
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan cassava starch oxidation tại HCMUTE 2025

Nghiên cứu biến tính tinh bột sắn bằng phương pháp oxy hóa mở ra nhiều tiềm năng công nghệ. Đề tài tốt nghiệp năm 2025 tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (HCMUTE) do nhóm tác giả thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Trịnh Khánh Sơn tập trung làm rõ các biến đổi hóa lý của tinh bột sắn. Quá trình xử lý sử dụng natri hypoclorit (NaClO) ở các nồng độ oxy hóa khác nhau. Phản ứng làm thay đổi sâu sắc cấu trúc hạt tinh bột tự nhiên. Tác nhân oxy hóa tác động trực tiếp lên các liên kết glycosidic và nhóm chức hydroxyl. Tinh bột oxy hóa thành phẩm mang mã hiệu phụ gia thực phẩm E1404. Tinh bột sắn tự nhiên thường có nhược điểm như độ nhớt cao, kém bền nhiệt và dễ thoái hóa cấu trúc khi bảo quản lạnh. Phương pháp oxy hóa khắc phục triệt để các hạn chế này. Hạt tinh bột sau biến tính duy trì trạng thái phân tán đồng đều. Dung dịch hồ hóa đạt độ trong suốt vượt trội và khả năng tạo màng dẻo dai. Dữ liệu thực nghiệm tại phòng thí nghiệm công nghệ thực phẩm HCMUTE cung cấp cơ sở khoa học tin cậy cho việc kiểm soát chất lượng E1404 thương mại.

1.1. Bản chất phản ứng oxy hóa tinh bột sắn

Phản ứng oxy hóa tinh bột sắn diễn ra chủ yếu tại các nhóm hydroxyl tự do ở vị trí carbon C-2, C-3 và C-6 của đơn vị glucose. Tác nhân oxy hóa natri hypoclorit chuyển hóa các nhóm này thành nhóm chức carbonyl và carboxyl mang điện tích âm. Đồng thời, dung dịch oxy hóa gây phân cắt ngẫu nhiên các liên kết alpha-1,4 và alpha-1,6-glycosidic trong mạch polymer amylose và amylopectin. Quá trình khử trùng hợp này làm giảm kích thước phân tử tinh bột đáng kể. Nhiệt độ phản ứng luôn được duy trì nghiêm ngặt dưới nhiệt độ hồ hóa tự nhiên. Điều này ngăn ngừa hiện tượng vỡ hạt sớm và giúp hóa chất khuếch tán đồng đều vào vùng vô định hình của hạt tinh bột.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm tại HCMUTE 2025

Nghiên cứu tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM năm 2025 hướng tới mục tiêu thiết lập quy trình oxy hóa tối ưu cho tinh bột sắn Việt Nam. Nhóm tác giả khảo sát ảnh hưởng đồng thời của nồng độ chất oxy hóa, giá trị pH và thời gian phản ứng. Nghiên cứu xác định chính xác hàm lượng nhóm carbonyl và carboxyl sinh ra sau biến tính. Ngoài ra, các đặc tính hóa lý quan trọng như độ nhớt động học, độ bền gel và sự thoái hóa hồ tinh bột cũng được đo lường tỉ mỉ. Kết quả cung cấp mô hình toán học dự đoán chất lượng sản phẩm E1404 chuẩn xác. Đề tài mở ra hướng tiếp cận kỹ thuật hiện đại cho các nhà máy chế biến nông sản trong nước.

II. Phân tích biến đổi physicochemical của cassava starch oxidation

Quá trình biến tính oxy hóa tinh bột sắn gây ra hàng loạt biến đổi hóa lý mang tính quyết định. Sự hình thành các nhóm carbonyl và carboxyl làm thay đổi hoàn toàn tính chất tích điện của bề mặt phân tử. Lực đẩy tĩnh điện giữa các nhóm carboxyl tích điện âm ngăn cản quá trình liên kết tái hợp giữa các chuỗi polymer thẳng. Hiện tượng thoái hóa tinh bột được giảm thiểu rõ rệt so với mẫu sắn nguyên bản. Đồng thời, cấu trúc tinh thể của hạt bị phá vỡ một phần do sự phân cắt liên kết glycosidic. Khối lượng phân tử trung bình của amylose và amylopectin giảm mạnh khiến độ nhớt của hồ tinh bột sụt giảm nhanh. Hiện tượng này tạo nên đặc tính dung dịch sôi loãng đặc trưng, rất thuận lợi cho các hệ thống bơm công nghiệp. Phổ hồng ngoại FTIR phản ánh rõ sự xuất hiện của các đỉnh hấp thụ mới tương ứng với dao động kéo giãn nhóm C=O và ion carboxylate COO-. Tuy nhiên, việc kiểm soát quá trình oxy hóa đối mặt với thách thức lớn. Nếu nồng độ chất oxy hóa quá cao hoặc thời gian kéo dài, hạt tinh bột sẽ bị ăn mòn quá mức, gây suy giảm độ bền gel và hình thành các tạp chất halogen không mong muốn.

2.1. Biến thiên độ nhớt và tính chất lưu biến

Độ nhớt động học là chỉ số phản ánh mức độ cắt đứt chuỗi tinh bột sau xử lý NaClO. Tinh bột sắn tự nhiên tạo hồ có độ nhớt đỉnh rất cao nhưng kém ổn định dưới lực cắt cơ học. Khi mức độ oxy hóa tăng, độ nhớt đỉnh và độ nhớt cuối giảm mạnh theo đường tuyến tính. Sự phân mảnh amylose tạo ra các chuỗi mạch ngắn hơn, làm giảm khả năng vướng víu phân tử trong dung dịch nước. Dung dịch hồ hóa của tinh bột oxy hóa duy trì tính linh động cao ngay cả ở nồng độ chất khô lớn. Đặc tính lưu biến này tạo điều kiện thuận lợi cho việc gia công thực phẩm dạng lỏng và bán lỏng mà không gây tắc nghẽn đường ống.

2.2. Vấn đề tạo nhóm chức carboxyl và carbonyl

Sự hình thành đồng thời giữa nhóm carbonyl và carboxyl phụ thuộc chặt chẽ vào môi trường pH phản ứng. Kết quả nghiên cứu tại HCMUTE ghi nhận hàm lượng carbonyl tăng khi giá trị pH hạ từ kiềm cao xuống mức trung tính nhẹ. Ngược lại, môi trường kiềm mạnh thúc đẩy chuyển hóa nhóm carbonyl thành carboxyl thông qua các phản ứng thứ cấp. Tỷ lệ không cân đối giữa hai nhóm chức này ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc gel thành phẩm. Hàm lượng carboxyl cao làm tăng độ trương nở và độ trong suốt của hồ tinh bột. Tuy nhiên, nếu hàm lượng carbonyl quá cao, cấu trúc gel có xu hướng giòn và dễ gãy vỡ. Việc kiểm soát chọn lọc hai nhóm chức này đòi hỏi thuật toán điều khiển phản ứng cực kỳ chính xác.

III. Phương pháp tối ưu hóa cassava starch oxidation tại HCMUTE

Để giải quyết các thách thức kỹ thuật, nhóm nghiên cứu tại HCMUTE áp dụng phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology - RSM). Mô hình phức hợp tâm trực diện (CCF) được ứng dụng để tối ưu hóa đồng thời nhiều thông số công nghệ. Ba biến độc lập chính gồm nồng độ dung dịch natri hypoclorit, độ pH và thời gian phản ứng. Nhiệt độ phản ứng được khống chế nghiêm ngặt dưới ngưỡng hồ hóa nhằm bảo tồn toàn vẹn hình thái hạt. Sau khi phản ứng kết thúc, dung dịch được trung hòa nhanh bằng axit loãng và rửa sạch bằng nước cất để loại bỏ hóa chất dư thừa. Tinh bột ướt được thu hồi qua hệ thống lọc hút chân không rồi sấy khô ở nhiệt độ kiểm soát. Mô hình toán học hồi quy bậc hai đạt hệ số tương quan R2 rất cao, chứng minh độ tin cậy vượt trội của phương pháp. Việc chuẩn hóa quy trình này giúp hạn chế tối đa sự hình thành phụ phẩm halogen hữu cơ hấp phụ (AOX). Giải pháp thực nghiệm mang lại quy trình oxy hóa tinh bột sắn hiệu quả cao, tiết kiệm hóa chất và thân thiện với môi trường sản xuất.

3.1. Ứng dụng mô hình bề mặt đáp ứng CCF

Mô hình CCF thuộc phương pháp bề mặt đáp ứng đóng vai trò chủ chốt trong việc phân tích tương tác giữa các yếu tố công nghệ. Phân tích phương sai ANOVA cho thấy yếu tố pH và nồng độ NaClO tác động có ý nghĩa thống kê cao nhất đến hàm lượng nhóm chức (p < 0.05). Đồ thị bề mặt đáp ứng 3D trực quan hóa chính xác vùng vận hành tối ưu. Thay vì tiến hành hàng trăm thí nghiệm ngẫu nhiên, mô hình CCF giảm thiểu đáng kể số lượng mẫu thử mà vẫn bảo đảm độ tin cậy khoa học. Dữ liệu thực nghiệm khớp hoàn hảo với phương trình hồi quy toán học. Điều này cho phép chủ động điều chỉnh nồng độ tác nhân oxy hóa để đạt được các chỉ tiêu cơ lý xác định trước.

3.2. Kiểm soát điều kiện phản ứng với NaClO

Kiểm soát chặt chẽ điều kiện phản ứng với NaClO là yếu tố sống còn để đảm bảo an toàn thực phẩm cho tinh bột E1404. Nhiệt độ huyền phù tinh bột luôn duy trì ổn định dưới mức 40 độ C nhằm ngăn chặn hiện tượng hồ hóa cục bộ. Tốc độ khuấy đảo cơ học được điều chỉnh liên tục giúp chất phản ứng tiếp xúc đồng đều với toàn bộ bề mặt hạt tinh bột. Dung dịch kiềm NaOH loãng được châm tự động để duy trì pH phản ứng trong khoảng quy định. Sau thời gian phản ứng tiêu chuẩn, quá trình oxy hóa được dập tắt tức thì bằng chất khử natri metabisulfite. Quá trình rửa lọc nhiều lần đảm bảo loại bỏ hoàn toàn ion clorua tự do và các hợp chất oxy hóa dư thừa.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn của cassava starch oxidation

Nghiên cứu về quá trình oxy hóa tinh bột sắn tại HCMUTE năm 2025 khẳng định giá trị công nghệ to lớn của tinh bột E1404. Quá trình xử lý bằng natri hypoclorit giúp điều chỉnh chính xác cấu trúc hóa lý và tính chất lưu biến của tinh bột. Thành phẩm có độ nhớt thấp, độ trong suốt cao và khả năng bền đông kết vượt bậc. Tinh bột oxy hóa trở thành nguyên liệu lý tưởng cho ngành sản xuất màng bọc ăn được và bao bì tự hủy sinh học. Trong ngành công nghiệp bánh kẹo, E1404 giữ vai trò cải thiện độ dẻo dai và ngăn ngừa hiện tượng lại đường. Ngành chế biến nước sốt và thực phẩm đóng hộp tận dụng độ nhớt ổn định của hồ tinh bột để duy trì kết cấu sản phẩm qua các công đoạn gia nhiệt khử trùng. Ngoài ra, tinh bột sắn oxy hóa còn được ứng dụng rộng rãi trong tráng phủ giấy cao cấp và công nghiệp dệt sợi. Đề tài mở đường cho việc thương mại hóa nông sản sắn Việt Nam, tạo ra chuỗi giá trị gia tăng cao cho nền kinh tế nông nghiệp bền vững.

4.1. Ứng dụng E1404 trong chế biến thực phẩm

Tinh bột biến tính E1404 giữ vai trò then chốt trong công nghiệp chế biến hiện đại. Sản phẩm được dùng phổ biến làm chất kết dính trong các loại bánh kẹo dẻo và kẹo mềm. Đặc tính tạo màng bóng giúp viên kẹo giữ được hình dáng nguyên vẹn và chống dính bề mặt hiệu quả. Trong sản xuất xúc xích và thịt viên, tinh bột sắn oxy hóa cải thiện đáng kể độ đàn hồi và khả năng giữ nước của khối paste. Nhờ độ nhớt dung dịch thấp ở nhiệt độ sôi, quá trình phối trộn diễn ra nhanh chóng và tiết kiệm năng lượng. Ngoài ra, tính kháng thoái hóa vượt trội giúp thực phẩm duy trì cấu trúc mềm mịn trong suốt thời hạn bảo quản đông lạnh kéo dài.

4.2. Tiềm năng trong sản xuất màng sinh học

Khả năng tạo màng trong suốt và dẻo dai của tinh bột oxy hóa mở ra hướng đi đột phá cho bao bì sinh học. Nhờ sự xuất hiện của các nhóm carboxyl, màng tinh bột E1404 có độ bền kéo cao và khả năng cản khí oxy vượt bậc. Màng phân hủy sinh học hoàn toàn trong môi trường tự nhiên mà không để lại hạt vi nhựa độc hại. Đây là giải pháp xanh thay thế màng nhựa tổng hợp truyền thống trong đóng gói nông sản tươi và bánh nướng. Hơn nữa, vật liệu này có thể kết hợp với các hoạt chất kháng khuẩn tự nhiên để kéo dài độ tươi ngon của thực phẩm. Hướng nghiên cứu từ HCMUTE khẳng định tính khả thi của giải pháp kinh tế tuần hoàn bền vững này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION GRADUATION THESIS MAJOR: FOOD TECHNOLOGY EVALUATION OF PHYSICOCHEMICAL AND TEXTURAL PROPERTIES OF CASSAVA STARCH MODIFIED WITH SODIUM HYPOCHLORITE AT VARYING OXIDATION LEVELS INSTRUCTOR: TRINH KHANH SON STUDENT: BUI DUC AN HUYNH THI NGOC TRAN Ho Chi Minh city, August 2025 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY OF INTERNATIONAL EDUCATION GRADUATION PROJECT ID: 2025-20116131 EVALUATION OF PHYSICOCHEMICAL AND TEXTURAL PROPERTIES OF CASSAVA STARCH MODIFIED WITH SODIUM HYPOCHLORITE AT VARYING OXIDATION LEVELS BUI DUC AN Student ID: 20116131 HUYNH THI NGOC TRAN Student ID: 21116328 Major: FOOD TECHNOLOGY Supervisor: Assoc. Dr Trịnh Khánh Sơn Ho Chi Minh City, August 2025 ii iii ACKNOWLEDMENT Completing this thesis was possible thanks to the invaluable guidance, assistance, and encouragement I received from many individuals and organizations. I want to express my sincerest gratitude to all of them. First, our group extends profound thanks to Associate Professor Dr.

Trinh Khanh Son. His dedicated instruction, encouragement, and support throughout our research were crucial. His expert insights and valuable suggestions served as a compass, guiding me in developing ideas and refining this thesis. I am also incredibly grateful to my family and friends, who consistently stood by me.

Their unwavering support provided immense encouragement and the strength needed to overcome the challenges encountered during the thesis's completion. Finally, I sincerely thank the Board of Rectors of Ho Chi Minh City University of Technology and Education and the Dean of the Faculty of Chemical and Food Technology. They provided all necessary facilities, equipment, and laboratory access, creating a conducive environment for this research project. The assistance and support from our esteemed lecturers, my family, friends, and the university were pivotal in completing this research work.

Thank you very much! iv v vi vii viii ix x xi xii xiii xiv xv TABLE OF CONTENTS ACKNOWLEDMENT. Error! Bookmark not defined. TABLE OF CONTENTS. xvi LIST OF FIGURES.

xix LIST OF TABLES. xxi LIST OF ABBREVIATIONS. xxiii CHAPTER 1: INTRODUCTION. Scope of study.

Physical modification methods. Chemical modification methods. Oxidation modification methods. Modification principle and the sodium hypochlorite agent.

Properties of Starch Modified with Sodium Hypochlorite. Applications of E1404 in Food Products. Response Surface Methodology. Box-Wilson Central Composite Designs.

Box-Behnken Design. 12 CHAPTER 3: MATERIAL AND METHOD. Research methodology for starch. Modeling the research methodology.

Method for the oxidation of starch with sodium hypochlorite. Determination of carbonyl and carboxyl content. Determination of carbonyl content in oxidized starch. Determination of carboxyl content in oxidized starch.

Determination of kinematic viscosity of oxidized starch. Determination of functional groups in oxidized starch. Determination of solubility/swelling power of oxidized starch. Method for measuring starch transmittance of oxidized starch.

Texture profile analysis of oxidized starch. Analysis of pasting properties of oxidized starch. 22 CHAPTER 4: RESULTS AND DISCUSSION. Determination of functional groups in oxidized starch.

Carbonyl content in oxidized starch. Carboxyl content in oxidized starch. Kinematic viscosity of oxidized starch. Solubility and swelling power of oxidized starch.

Transmittance of oxidized starch. Texture profile analysis of oxidized starch. Hardness of oxidized starch gel. Adhesiveness of oxidized starch gel.

Cohesiveness of oxidized starch gel. Springiness of oxidized starch gel. Gumminess of oxidized starch gel. Chewiness of oxidized starch gel.

Resilience of oxidized starch. Pasting properties of oxidized starch. 58 CHAPTER 5: CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS. 72 xviii LIST OF FIGURES Figure 2.1 Schematic of Starch Oxidation by Sodium Hypochlorite (NaClO) [35].2 The experimental design points for a 2-factor CCF model [46] .3 Box-Behnken Design for Three Factors [47] .2 Independent factors (left) and response factor (right) of CCF .3 Production process of E1404 modified starch .4 Typical rapid viscoanalyser pasting curve identifying characteristic features[57] .1 FTIR spectra of native starch and oxidized starch samples .2 CCF model of carbonyl content in oxidized starch samples.3 CCF model of carboxyl content in oxidized starch samples.4 Kinematic viscosity of native and oxidized starch .5 The CCF model of the kinematic viscosity of oxidized starch .6 Solubility of native and oxidized starch samples .7 The CCF model of the solubility of oxidized starch .8 Swelling power of native and oxidized starch samples .9 The CCF model of the swelling power of oxidized starch .10 Transmittance of oxidized starch .11 The CCF model of the transmittance of oxidized starch .12 The CCF model for the hardness of oxidized starch gels .13 The CCF model for the adhesiveness of oxidized starch gel .14 The CCF model for cohesiveness of oxidized starch gels .15 The CCF model for spriginess of oxidized starch gels .16 The CCF model of gumminess oxidized starch gels .17 The CCF model for chewiness of oxidized starch gels .18 The CCF model for Resilience of oxidized starch gels .19 Pasting curves of native cassava starch samples and modified cassava starch samples are denoted OS 1, OS 2, OS 3 .20 Pasting curves of modified cassava starch samples are denoted OS 4, OS 5, OS 6, OS 7 .21 Pasting curves of modified cassava starch samples are denoted OS 9, OS 10, OS 11, OS 13 .22 Pasting curves of modified cassava starch samples are denoted OS 14, OS 15, OS 16, OS 17.

60 xx LIST OF TABLES Table 3.2 Parameters for texture profile analysis .3 Ideal starch characteristics for various product types .1 Summary of FTIR absorption peaks and interpretations for oxidized starch .2 Carbonyl content in native and oxidized starch .3 Carboxyl content in native and oxidized starch .4 Kinematic viscosity of native and oxidized starch .5 Solubility of native and oxidized starch samples.6 Swelling power of native and oxidized starch samples .7 Transmittance of native and oxidized starch .8 The hardness of native and oxidized starch gels .9 Adhesiveness of native and oxidized starch gels .10 Cohesiveness of native and oxidized starch gels .11 Spriginess of native and oxidized starch gels .12 Gumminess of native and oxidized starch gels .13 Chewiness of native and oxidized starch gels .14 Resilience of native and oxidized starch gels .15 Pasting properties of native starch and oxidized starch. 60 xxi LIST OF ABBREVIATIONS OS Oxidized starch NS Native starch INS International Numbering System RSM Response Surface Methodology HMT Heat-Moisture Treatment DS Degree of Substitution CMS Carboxymethyl starch DSP Distarch Phosphate MSP Monostarch Phosphate MCA Monochloroacetic acid STPP Sodium Tripolyphosphate OSA Octenyl Succinic Anhydride AOX Adsorbable Organic Halogens CCD Central Composite Designs CCF Face-Centered design LOF The Lack of Fit FTIR Fourier Transform Infrared xxii ABSTRACT Oxidized starch (E1404) is a key food additive, but the combined effects of its production parameters are not fully understood. This study aimed to systematically evaluate how simultaneous changes in reaction time (10–60 min), NaOCl concentration (1,000–20,000 ppm), and pH (8–11) affect the properties of oxidized cassava starch. The objective was to model these interactions to enable the production of starches with specific functionalities.

Using a Response Surface Methodology (RSM) with a Face-centered Central Composite Design (CCF), the study found that oxidation profoundly altered starch properties. The modification caused significant depolymerization, confirmed by FTIR analysis. This led to decreased kinematic and pasting viscosity, reduced swelling power, and increased solubility. Paste clarity also generally improved due to inhibited retrogradation.

Textural properties such as hardness, gumminess, and chewiness showed a complex, non- linear relationship with reaction conditions, particularly oxidant concentration. This resulted from a competition between structural weakening via chain scission and structural reinforcement via enhanced retrogradation of shorter polymer chains. Similarly, pasting analysis revealed increased paste stability (lower breakdown) and a highly tunable gelling tendency (setback viscosity), which could be either suppressed or enhanced by adjusting reaction parameters, especially pH. In conclusion, this research demonstrates that oxidative modification is a highly versatile tool.

By carefully controlling the interplay between reaction time, oxidant concentration, and pH, it is possible to produce 'tailor-made' starches with a wide spectrum of functional properties. The findings allow for the design of specific starches suitable for diverse food applications, such as canned sauces requiring high stability, instant noodles needing strong gelling, or frozen products demanding a soft, stable texture xxiii CHAPTER 1: INTRODUCTION 1. Problem statement Starch, the primary energy storage polysaccharide in plants, is of great importance to human life and has a long history of application in various sectors, ranging from food, textiles, and paper to pharmaceuticals and biomaterials. The gelling capacity, viscosity- imparting nature, and adhesive properties of starch have been exploited for thousands of years through traditional food processing methods such as porridge preparation, baking, and noodle production.

Among the common starch sources, cassava and rice starches are of particular significance, especially in Asian countries. Cassava starch, extracted from the root of the tropical crop Manihot esculenta, is widely utilized due to its low cost, high viscosity, good gelling ability, and abundant supply[1]. The production and consumption of cassava starch are predominantly concentrated in developing countries. However, native starch, regardless of its origin, often exhibits certain property limitations that render it unsuitable for modern industrial applications.

These limitations include: a propensity for retrogradation over time, leading to alterations in gel structure and firmness; viscosity instability under fluctuating temperature and pH conditions; poor gelling capability under specific conditions (e., highly acidic environments); and limited solubility. To overcome these drawbacks and broaden the applicational scope of starch, scientists have developed various starch modification methods. One of the most widely used and commercially significant types of modified starch is oxidized starch, designated as E1404 under the International Numbering System (INS) for food additives. Oxidized starch is produced by treating starch with oxidizing agents, most commonly sodium hypochlorite (NaOCl), under strictly controlled conditions of temperature, pH, and concentration [2].

E1404 starch is widely applied in the food industry as a thickening and stabilizing agent, for instance, in products such as gummy confectionery, sauces, soups, and food coatings [3]. The continuous development of modified starches, including E1404, has been and continues to open up new potential applications, meeting the increasingly diverse and stringent demands of various industries. Numerous previous studies have focused on the influence of various factors on the degree of starch oxidation. For instance, effect of hypochlorite levels on the modification of cassava starch [4], properties of oxidized cassava starch as influenced by oxidant concentration and 1 reaction time [5], physicochemical properties of oxidized cassava starch prepared under various alkalinity levels [6].

However, in those studies, influencing factors such as sodium hypochlorite concentration, reaction time, and alkalinity were typically investigated individually. The research on the combined and interactive effects among these factors remains very limited. Based on this rationale, the study aims to systematically investigate the changes in the physicochemical properties of oxidized starch under the simultaneous influence of three factors: reaction time, oxidant concentration, and pH. Research objectives This study focuses on clarifying the effects of different levels of oxidative modification (E1404) on the physicochemical properties of cassava starch gels.

Specifically, the study will analyze the effects of three factors: reaction time, reagent concentration and pH range. Using the CCF model to evaluate the changes in objective functions such as carbonyl/carboxyl content, kinematic viscosity, solubility, swelling power, transmitance, hardness, adhesiveness, cohesiveness, gumminess, resilence, chewiness, springiness. Scope of study Native cassava starch was chemically modified using sodium hypochlorite (NaOCl) to produce samples with various degrees of oxidation. A Face-centered Central Composite Design, a type of Response Surface Methodology (RSM), was implemented to design the experiment.

The oxidant concentration, pH level, and reaction time were selected as the independent variables, while the resulting starch characteristics were evaluated as the target responses. In this study, the following contents were conducted: Production of modified starch e1404 with different degrees of modification. Study of changes in physicochemical properties according to modified levels.