Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Tinh bột là nguồn carbohydrate dự trữ dồi dào trong tự nhiên, đóng vai trò nguyên liệu cơ bản tạo cấu trúc, độ đặc, độ kết dính và giá trị cảm quan trong công nghiệp chế biến thực phẩm. Tuy nhiên, tinh bột sắn tự nhiên tồn tại nhiều nhược điểm kỹ thuật như không hòa tan trong nước lạnh, độ nhớt kém ổn định dưới tác dụng của nhiệt độ và lực cắt cơ học, cùng với xu hướng thoái hóa (retrogradation) nhanh tạo gel cứng và tách nước trong quá trình bảo quản. Để khắc phục các hạn chế này, các phương pháp biến tính hóa học, vật lý và sinh học đã được áp dụng rộng rãi nhằm thay đổi tính chất chức năng của tinh bột.
Trong số các phương pháp biến tính hóa học, quá trình oxy hóa bằng các tác nhân truyền thống như sodium hypochlorite (NaOCl) hay hydrogen peroxide ($H_2O_2$) giúp phân cắt mạch polysaccharide, giảm độ nhớt biểu kiến, tăng độ trong và tăng cường khả năng tạo màng. Mặc dù vậy, phương pháp sử dụng NaOCl thương mại tiềm ẩn nguy cơ hình thành dư lượng các hợp chất clo hữu cơ độc hại đối với sức khỏe và môi trường. Việc ứng dụng kỹ thuật điện phân dung dịch muối ăn (NaCl) để tạo ra nước điện phân trung tính (Neutral Electrolyzed Water - NEW) chứa các chất oxy hóa hoạt tính cao như axit hypochlorous ($HClO$), ion hypochlorite ($ClO^-$), clo hòa tan ($Cl_2$) với thế oxy hóa khử (ORP) cao và độ pH trung tính (7,0–9,0) mở ra hướng tiếp cận mới: vừa giảm thiểu tính ăn mòn thiết bị, vừa đảm bảo an toàn cho sản phẩm. Nghiên cứu này được thực hiện nhằm kết hợp quá trình hồ hóa nhiệt với quá trình oxy hóa điện phân, từ đó tạo ra tinh bột biến tính đáp ứng các yêu cầu công nghệ chế biến.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của khóa luận được xác định cụ thể gồm 4 nội dung chính:
- Đánh giá sự thay đổi cấu trúc phân tử và tỷ lệ amylose biểu kiến thông qua khả năng tạo phức màu với thuốc thử iodine.
- Xác định mức độ depolymer hóa và sự phân bố khối lượng phân tử trung bình của tinh bột sắn sau biến tính bằng phương pháp sắc ký thẩm thấu gel (GPC).
- Phân tích sự thay đổi các nhóm chức hóa học và hình thái cấu trúc tinh thể của tinh bột thông qua quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) và nhiễu xạ tia X (XRD).
- Khảo sát các tính chất hóa lý và tính năng công nghệ của sản phẩm, bao gồm độ nhớt động học/tương đối trong môi trường kiềm và độ ổn định qua các chu kỳ lạnh đông – rã đông.
Đối tượng nghiên cứu là tinh bột sắn thương mại của Công ty TNHH Goodprice Việt Nam. Phạm vi thực nghiệm được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, kết hợp phân tích chuyên sâu tại Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai Công nghệ Bức xạ (VINAGAMMA) và Viện Công nghệ Hóa học (VAST) trong thời gian từ ngày 05/09/2018 đến ngày 05/01/2019.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận dựa trên nền tảng lý thuyết về cấu trúc siêu phân tử của hạt tinh bột, bao gồm hai thành phần chính là amylose (polymer mạch thẳng liên kết $\alpha$-D-(1,4)-glucoside) và amylopectin (polymer phân nhánh lớn liên kết $\alpha$-D-(1,4) và $\alpha$-D-(1,6)-glucoside). Cơ chế hồ hóa tinh bột được phân tích dựa trên sự phá vỡ liên kết hydro nội phân tử dưới tác dụng của nhiệt độ và nước, chuyển từ cấu trúc bán tinh thể sang trạng thái vô định hình. Về mặt hóa học, quá trình oxy hóa bằng nước điện phân NEW diễn ra khi các tác nhân oxy hóa tác kích ngẫu nhiên vào các nhóm hydroxyl tự do tại vị trí C-2, C-3 và C-6 trên vòng pyranose, chuyển hóa chúng thành các nhóm chức carbonyl ($-C=O$) và carboxyl ($-COOH$), đồng thời bẻ gãy các liên kết glycosidic dẫn đến sự suy thoái mạch polymer. Mức độ an toàn của sản phẩm được đối chiếu theo tiêu chuẩn của Ủy ban Chuyên gia FAO/IAEA/WHO (hàm lượng carboxyl không vượt quá 1,1% và dư lượng $SO_2$ dưới 50 mg/kg).
Phương pháp thực nghiệm được triển khai theo quy trình chuẩn hóa gồm các giai đoạn:
| Hạng mục phân tích / Xử lý |
Phương pháp & Thiết bị sử dụng |
Thông số / Tiêu chuẩn áp dụng |
| Hồ hóa tinh bột |
Nấu cách thủy kết hợp nồi hấp tiệt trùng (Autoclave) |
Hồ hóa sơ bộ ở 95°C; hồ hóa hoàn toàn ở 121°C trong 15 phút (nồng độ huyền phù 5% w/v). |
| Oxy hóa bằng điện phân |
Bể điện phân NEW hình trụ tròn ($d=12\text{ cm}$), 2 điện cực Titan phủ oxit $RuO_2, IrO_2, TiO_2$ |
Thể tích gel 4 lít (200g tinh bột thô); điện áp 10V; cường độ dòng điện 3A; thời gian 1 giờ; nồng độ NaCl: 0,0%; 0,5%; 0,75%; 1,0%; 2,0%; 3,0%; 5,0%. |
| Xác định TAC, ORP, pH |
Chuẩn độ Iod; Bút đo ORP-969; Máy đo pH Mettler Toledo S20 |
TAC theo TCVN 6225-3:2011; ORP đo bằng điện cực thế khử (mV); pH đo trực tiếp ở 30°C. |
| Nhóm chức Carbonyl & Carboxyl |
Chuẩn độ hóa học với hydroxylamine hydrochloride ($HONH_2\cdot HCl$) và chuẩn độ ngược với HCl 0,1N; Phổ FTIR |
Phương pháp Smith (1967) tính số nhóm CO/100 đơn vị glucose; Phân tích phổ FTIR vùng 1120–1200, 1665–1760, 2500–3300 $\text{cm}^{-1}$ (Fanning, 1993). |
| Hàm lượng Amylose |
Đo quang phổ tạo phức màu Iodine trên thiết bị UV-Vis (UV-2401PC, Shimadzu) |
Bước sóng $\lambda = 620\text{ nm}$ và $510\text{ nm}$, phương trình hồi quy theo Zhu (2008). |
| Độ nhớt tương đối |
Nhớt kế mao quản Ostwald ($\varnothing = 0,3\text{ mm}$) |
Dung môi KOH 1M ở nhiệt độ ổn nhiệt 30°C; dãy nồng độ tinh bột 1,0–5,0 mg/mL. |
| Độ ổn định đông – rã đông |
Đo tỷ lệ tách nước gel tinh bột 6% qua chu kỳ nhiệt |
Chu kỳ 21 giờ lạnh đông (-5°C) và 3 giờ rã đông trong 9 ngày; ly tâm 1000×g trong 15 phút. |
| Quang phổ FTIR |
Máy quang phổ hồng ngoại FTIR-8400S (Shimadzu) |
Ép viên KBr với áp suất 550 bar trong 15 phút; dải số sóng quét từ 400 đến 4500 $\text{cm}^{-1}$. |
| Nhiễu xạ tia X (XRD) |
Máy tán xạ tia X (VAST) |
Bức xạ Cu-K$\alpha$ ($\lambda = 0,15406\text{ nm}$), điện áp 40 kV, dòng 40 mA, góc quét $2\theta$ từ 5° đến 30°. |
| Khối lượng phân tử (GPC) |
Hệ thống HPLC 1100 (Agilent), đầu dò chỉ số khúc xạ RID |
Cột Ultrahydrogel 500 ($300 \times 7,8\text{ mm}$), pha động $KNO_3$ 0,5M (lọc $0,45\ \mu\text{m}$, siêu âm 45 phút), tốc độ $1\text{ mL/phút}$, tiêm $20\ \mu\text{L}$, 35°C. |
Nguồn số liệu trong khóa luận được thu thập từ các phép đo thực nghiệm lặp lại, đối chiếu với tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10546:2014 đối với tinh bột sắn thương phẩm.
Nội dung chính theo từng chương
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Chương này tổng hợp cơ sở lý thuyết chuyên sâu về thành phần hóa học và tổ chức cấu trúc của hạt tinh bột. Hạt tinh bột tự nhiên có mức độ tinh thể từ 17% đến 35% tùy thuộc vào độ ẩm và nguồn gốc, trong đó amylopectin đóng vai trò tạo mạng lưới tinh thể dạng A, B hoặc C, còn amylose tập trung chủ yếu ở vùng vô định hình. Chương tổng quan phân tích chi tiết cơ chế tương tác tạo phức xoắn ốc giữa chuỗi amylose với phân tử iodine cho cực đại hấp thụ ở bước sóng $\lambda_{\max} = 620\text{ nm}$, nguyên lý hấp thụ đặc trưng trên phổ FTIR tại các số sóng $578\text{ cm}^{-1}$ (khung pyranose), $930\text{ cm}^{-1}$ (liên kết $\alpha$-1,4 glycosidic), $1043\text{ cm}^{-1}$ (sự hình thành vòng xoắn) và $1642\text{ cm}^{-1}$ (nước hấp thụ trong vùng vô định hình).
Về kỹ thuật điện phân, tác giả phân tích nguyên lý hoạt động của hai hệ thống sản xuất nước điện phân: nước điện phân có màng ngăn (AEW, pH < 2,7, tính acid mạnh) và nước điện phân không màng ngăn (NEW, pH 7,0–9,0). Trong hệ thống NEW, các phản ứng điện hóa tại cực dương giải phóng $Cl_2$, kết hợp với các ion $OH^-$ tạo thành $HOCl$ và $ClO^-$. Phản ứng oxy hóa tinh bột đạt tốc độ nhanh nhất ở môi trường trung tính (pH $\approx$ 7) do $HOCl$ tồn tại chủ yếu ở dạng không phân ly, dễ dàng tương tác với các phân tử tinh bột trung tính để hình thành các dẫn xuất oxy hóa chứa nhóm carbonyl và carboxyl.
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Chương 2 trình bày chi tiết về thông số nguyên liệu, hóa chất và toàn bộ quy trình công nghệ tiến hành thí nghiệm. Tinh bột sắn nguyên liệu đạt độ ẩm 11–14%, hàm lượng protein $\le 0,35%$, tinh bột $\ge 85%$, hàm lượng tro $\le 0,12%$ và pH dung dịch 10% đạt 6,0–7,0.
Quy trình chế tạo mẫu biến tính được mô tả chi tiết: 4 lít gel tinh bột nồng độ 5% (đã hồ hóa sơ bộ ở 95°C và hồ hóa hoàn toàn ở 121°C trong 15 phút) được đưa vào bể điện phân cùng với các nồng độ NaCl tương ứng ($0,0%; 0,5%; 0,75%; 1,0%; 2,0%; 3,0%; 5,0%$). Quá trình điện phân duy trì ở 10V, 3A trong 60 phút ở 30°C với hệ thống cánh khuấy từ liên tục. Sau phản ứng, mẫu được trung hòa về pH 7,0 bằng dung dịch HCl 1M, kết tủa và rửa 3 lần bằng ethanol theo tỷ lệ thể tích 1:2, ly tâm tách bã ở 4500×g trong 10 phút và sấy đối lưu ở 90°C trong 12 giờ. Các mẫu biến tính được ký hiệu lần lượt là Pre-CN0 (mẫu đối chứng không bổ sung muối), Pre-CN0.5, Pre-CN1, Pre-CN2, Pre-CN3 và Pre-CN5. Chương 2 cũng thiết lập đầy đủ các công thức toán học xác định các đại lượng trọng lượng phân tử trung bình số ($M_n$), trung bình khối ($M_w$), trung bình ly tâm ($M_z$) và chỉ số đa phân tán ($D = M_w / M_n$) qua dữ liệu sắc ký GPC.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm và biện luận khoa học:
- Tính chất của dung dịch điện phân: Nồng độ clo hoạt tính tổng (TAC) và thế oxy hóa khử (ORP) tỷ lệ thuận với nồng độ muối NaCl bổ sung. Hàm lượng TAC biến thiên theo phương trình bậc hai: $y = -3\cdot 10^{-6}x^2 + 0,0047x + 0,0105$ ($R^2 = 0,9944$). Thế oxy hóa khử ORP tăng nhanh trong quá trình điện phân và đạt giá trị dương cao ở các nồng độ muối lớn, trong khi pH dung dịch tăng chậm và dao động ổn định trong khoảng trung tính đến kiềm nhẹ (7,0–10,0).
- Biến đổi cấu trúc hóa học và tinh thể: Phổ FTIR cho thấy các đỉnh hấp thu chính của khung carbohydrate không bị thay đổi về bản chất liên kết cơ bản, tuy nhiên có sự gia tăng cường độ hấp thu của nhóm carbonyl ($C=O$) và carboxyl ($COOH$). Giản đồ XRD chỉ ra sự chuyển biến rõ rệt: mẫu tinh bột hồ hóa đối chứng (Pre-CN0) có cấu trúc hoàn toàn vô định hình, trong khi các mẫu tinh bột hồ hóa sau biến tính điện phân và kết tủa bằng ethanol xuất hiện các đỉnh nhiễu xạ đặc trưng của tinh thể loại V, được hình thành do phức hợp xoắn giữa chuỗi amylose mạch ngắn với phân tử ethanol trong quá trình thu hồi mẫu.
- Mức độ depolymer hóa và tính chất công nghệ: Phép đo GPC xác nhận khối lượng phân tử trung bình ($M_w, M_n$) của tinh bột giảm liên tục khi tăng nồng độ muối NaCl điện phân, phản ánh hiện tượng cắt mạch polysaccharide mạnh mẽ bởi các gốc oxy hóa hoạt tính. Sự suy thoái này kéo theo sự suy giảm hàm lượng amylose biểu kiến, giảm độ nhớt tương đối của dung dịch tinh bột trong KOH 1M và làm giảm độ bền lạnh đông – rã đông (tỷ lệ tách nước sau 9 ngày bảo quản tăng lên). Riêng ở mẫu Pre-CN5 (nồng độ muối 5,0%), mức độ depolymer hóa diễn ra quá mức dẫn đến sự sai lệch nhẹ về một số chỉ tiêu so với xu hướng tuyến tính chung.
Kết quả và đóng góp
Khóa luận đã định lượng cụ thể các biến đổi hóa lý của tinh bột sắn hồ hóa dưới tác động của kỹ thuật biến tính bằng nước điện phân trung tính NEW:
| Ký hiệu mẫu |
Nồng độ NaCl (%) |
Biến đổi cấu trúc tinh thể (XRD) |
Xu hướng khối lượng phân tử ($M_w$) & Độ nhớt |
Xu hướng nhóm chức Carbonyl / Carboxyl |
| Pre-CN0 |
0,0 |
Dạng vô định hình hoàn toàn (amorphous) |
Khối lượng phân tử cao nhất, độ nhớt tương đối lớn nhất |
Hàm lượng carbonyl/carboxyl ở mức nền |
| Pre-CN0.5 |
0,5 |
Bắt đầu chuyển dịch sang tinh thể loại V |
$M_w$ giảm nhẹ, độ nhớt giảm |
Carbonyl/carboxyl tăng nhẹ |
| Pre-CN1 |
1,0 |
Xuất hiện rõ đỉnh tinh thể loại V |
$M_w$ và độ nhớt tiếp tục giảm |
Carbonyl/carboxyl tăng đều |
| Pre-CN2 |
2,0 |
Cấu trúc tinh thể loại V rõ nét |
$M_w$ giảm mạnh, độ nhớt dung dịch loãng |
Tăng rõ rệt các nhóm chức oxy hóa |
| Pre-CN3 |
3,0 |
Tinh thể loại V bền vững |
$M_w$ giảm sâu, mạch polymer bị cắt ngắn |
Tỷ lệ nhóm oxy hóa tăng cao |
| Pre-CN5 |
5,0 |
Tinh thể loại V (có độ lệch do depolymer hóa sâu) |
$M_w$ rất thấp, độ nhớt suy giảm mạnh |
Mức oxy hóa cao nhất, có sự chệch nhẹ xu hướng |
Về mặt giải pháp và kiến nghị công nghệ, tác giả đề xuất:
- Sử dụng quy trình hồ hóa trước kết hợp điện phân NEW để gia tăng khả năng tiếp xúc giữa chất oxy hóa và các mạch polysaccharide, giúp phản ứng diễn ra đồng đều trên toàn bộ khối gel mà không bị cản trở bởi cấu trúc hạt bán tinh thể tự nhiên.
- Duy trì nồng độ muối NaCl trong khoảng từ 1,0% đến 3,0% để kiểm soát mức độ oxy hóa vừa phải, tránh tình trạng depolymer hóa quá mức làm suy giảm nghiêm trọng độ ổn định cấu trúc gel như ở nồng độ 5,0%.
Đóng góp mới của khóa luận là chứng minh tính khả thi của việc ứng dụng kỹ thuật điện phân NEW không màng ngăn (với điện cực Titan phủ oxit trơ) vào quá trình oxy hóa tinh bột sắn đã hồ hóa hoàn toàn, thay thế cho phương pháp oxy hóa bằng hóa chất NaOCl lỏng truyền thống. Nghiên cứu cung cấp hệ thống dữ liệu thực nghiệm toàn diện từ các chỉ số điện hóa (TAC, ORP, pH), cấu trúc phân tử (FTIR, XRD, GPC) đến đặc tính chức năng (độ nhớt, đông – rã đông), tạo cơ sở khoa học cho công nghệ sản xuất tinh bột biến tính hai lần.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận chỉ ra một số giới hạn thực tế trong phạm vi nghiên cứu:
- Thực nghiệm mới dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm với thể tích bể điện phân gián đoạn 4 lít, sử dụng một chế độ điện áp (10V) và cường độ dòng điện (3A) cố định trong thời gian 1 giờ.
- Chưa khảo sát chi tiết ảnh hưởng độc lập của thời gian điện phân, khoảng cách điện cực và nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất tạo nhóm carboxyl/carbonyl.
- Ở nồng độ muối 5,0% NaCl, hiện tượng depolymer hóa diễn ra quá mạnh dẫn đến các sai lệch tính chất chưa được mô hình hóa toán học hoàn chỉnh.
Hướng nghiên cứu tiếp theo được văn bản định hướng:
- Tối ưu hóa đa yếu tố (thời gian, dòng điện, nồng độ muối, tốc độ khuấy) nhằm kiểm soát chính xác mức độ cắt mạch polymer theo từng mục đích công nghệ cụ thể.
- Mở rộng nghiên cứu quy trình công nghệ ở quy mô bán công nghiệp và công nghiệp đối với sản phẩm tinh bột biến tính hai lần (kết hợp hồ hóa nhiệt và oxy hóa điện phân).
- Thử nghiệm ứng dụng thực tế sản phẩm tinh bột biến tính này trong các hệ thực phẩm cụ thể như sản xuất màng bao ăn được, chất làm dày cho sốt mayonnaise, súp hoặc phụ gia giữ nước trong thực phẩm lạnh đông.
Giá trị tham khảo
Khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho:
- Sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh thuộc các ngành Công nghệ Thực phẩm, Kỹ thuật Hóa học, Công nghệ Sinh học và Khoa học Vật liệu nghiên cứu về biến tính carbohydrate, hóa keo và ứng dụng công nghệ điện hóa trong chế biến.
- Các kỹ sư công nghệ và chuyên viên R&D tại các nhà máy sản xuất tinh bột, phụ gia thực phẩm đang tìm kiếm giải pháp công nghệ xanh thay thế hóa chất tẩy trắng/oxy hóa truyền thống.
Các nội dung đáng tham khảo nhất bao gồm:
- Quy trình thiết lập hệ thống điện phân NEW không màng ngăn với điện cực Titan phủ oxit xúc tác ($RuO_2, IrO_2, TiO_2$).
- Phương pháp luận phân tích cấu trúc tinh bột kết hợp đồng thời các kỹ thuật hiện đại: đo phổ FTIR định tính nhóm chức, tán xạ XRD nhận diện tinh thể loại V, sắc ký GPC xác định phân bố trọng lượng phân tử và chuẩn độ hydroxylamine xác định nhóm carbonyl.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao khóa luận lại lựa chọn kỹ thuật nước điện phân trung tính (NEW) thay vì nước điện phân acid (AEW)?
Nước điện phân trung tính (NEW) được tạo ra từ hệ thống không màng ngăn, duy trì độ pH trong khoảng 7,0–9,0 và chứa dạng hợp chất clo hoạt động hiệu quả nhất là axit hypochlorous ($HClO$, chiếm tới 95%). NEW giúp khắc phục triệt để các nhược điểm của AEW (pH < 2,7) như gây ăn mòn mạnh thiết bị, clo khí dễ bay hơi làm giảm hoạt tính theo thời gian và gây kích ứng, đồng thời hệ thống không màng ngăn mang lại hiệu quả kinh tế và độ ổn định cao hơn.
2. Quá trình biến tính điện phân ảnh hưởng như thế nào đến khối lượng phân tử của tinh bột sắn?
Dữ liệu sắc ký thẩm thấu gel (GPC) cho thấy quá trình điện phân làm giảm đáng kể khối lượng phân tử trung bình số ($M_n$) và trung bình khối ($M_w$) của tinh bột. Nồng độ muối NaCl càng cao thì lượng tác nhân oxy hóa sinh ra càng lớn, thúc đẩy quá trình cắt đứt các liên kết $\alpha$-1,4 và $\alpha$-1,6 glycosidic (depolymer hóa), khiến các đại phân tử tinh bột bị phân mảnh thành các chuỗi ngắn hơn.
3. Hiện tượng chuyển đổi cấu trúc tinh thể sang dạng V trên giản đồ XRD diễn ra do nguyên nhân nào?
Tinh bột sắn sau khi hồ hóa hoàn toàn ở 121°C sẽ chuyển sang trạng thái vô định hình (thể hiện ở mẫu đối chứng Pre-CN0). Tuy nhiên, sau quá trình điện phân, các mẫu tinh bột được thu hồi bằng cách kết tủa và rửa 3 lần với dung môi ethanol (tỷ lệ 1:2). Trong quá trình này, các chuỗi amylose mạch thẳng ngắn đã tương tác và tạo phức hợp xoắn kép với các phân tử ethanol phân cực yếu, dẫn đến sự tái sắp xếp cấu trúc hình thành dạng tinh thể loại V đặc trưng.
4. Mức độ oxy hóa của tinh bột trong nghiên cứu có đáp ứng tiêu chuẩn an toàn thực phẩm không?
Khóa luận đối chiếu kết quả thực nghiệm với quy định an toàn của Ủy ban Chuyên gia FAO/IAEA/WHO về Thực phẩm (JECFA), trong đó hàm lượng nhóm carboxyl trong tinh bột oxy hóa dùng cho thực phẩm không được vượt quá 1,1% và dư lượng $SO_2$ không quá 50 mg/kg. Các mẫu biến tính trong nghiên cứu đều được kiểm soát trong ngưỡng phản ứng cho phép, đảm bảo khả năng ứng dụng thực tế.
5. Tại sao độ nhớt và độ bền lạnh đông – rã đông của tinh bột lại suy giảm sau khi biến tính điện phân?
Quá trình oxy hóa điện phân làm phân cắt mạch polymer (giảm kích thước phân tử và giảm khối lượng phân tử) đồng thời đưa vào các nhóm chức tích điện âm (carboxyl), làm giảm lực ma sát nội tại và độ đặc của dung dịch, dẫn đến giảm độ nhớt tương đối. Đồng thời, các chuỗi polymer bị cắt ngắn có khả năng tái sắp xếp tự do nhanh hơn trong quá trình bảo quản nhiệt độ thấp, làm suy giảm khả năng liên kết giữ nước của mạng gel và dẫn đến tăng tỷ lệ tách nước qua các chu kỳ đông – rã đông liên tiếp.
Kết luận
Khóa luận của tác giả Lê Khánh Vy đã nghiên cứu thành công quá trình biến tính oxy hóa tinh bột sắn hồ hóa bằng kỹ thuật nước điện phân trung tính (NEW) với các nồng độ muối NaCl từ 0,5% đến 5,0%. Kết quả thực nghiệm chứng minh sự gia tăng nồng độ muối làm tăng hàm lượng tác nhân oxy hóa (TAC, ORP), thúc đẩy quá trình depolymer hóa làm giảm khối lượng phân tử, giảm độ nhớt và hình thành cấu trúc tinh thể dạng V thông qua quá trình tạo phức với ethanol khi thu hồi. Nghiên cứu cung cấp luận cứ khoa học thực nghiệm vững chắc, mở ra tiềm năng ứng dụng công nghệ điện hóa thân thiện môi trường trong sản xuất tinh bột biến tính phục vụ ngành công nghiệp chế biến thực phẩm.
