ĐẶT VẤN ĐỀ Với xu hƣớng phát triển năng động của nền kinh tế, con ngƣời phải bận rộn với nhiều công việc nên những loại thực phẩm chế biến sẵn lƣu trữ lạnh đông đƣợc sử dụng nhƣ một xu thế tất yếu để đáp ứng nhu cầu ăn uống hàng ngày. Các sản phẩm làm sẵn từ tinh bột nhƣ: bánh bao, bánh mì, bánh một lọc, há cảo…. đƣợc ƣu tiên sử dụng. tuy nhiên trong quá trình bảo quản lạnh đông các sản phẩm này thƣờng bị khô , xốp sau khi tiến hành rã đông do tinh bột bị thoái hóa gây ra hiên tƣợng mất nƣớc.
Để giải quyết những vấn đề này chúng tôi tiến hành nghiên cứu khảo sát ảnh hƣởng của một số chất lên quá trình thoái hóa của tinh bộtsắn, đây là loại tinh bột phổ biến và có trữ lƣợng lớn ở nƣớc ta. Chúng tôi lựa chọn nguyên liệu chống thoái hóa là các loại maltodextrin với chỉ số DE khác nhau. Vì đâu là loại nguyên liệu đƣợc sử dụng phổ biến trong ngành công nghệ thực phẩm nhƣ một chất phụ gia. Maltodextrin có độ ngọt thấp nên dễ ứng dụng trong các sản phẩm từ bột.
Hơn nữa nghiên cứu ảnh hƣởng của maltodextrin lên sự thoái hóa của tinh bột còn là một hƣớng mới trong lĩnh vực chống thoái hóa vì vậy chúng tôi tiến hành nghiên cứu ảnh hƣởng của maltodextrin lên gel tinh bột trải qua quá trình lạnh đông – rã đông. Mục tiêu của nghiên cứu là khảo sát ảnh hƣởng của các loại maltodextrin với chỉ số DE khác nhau lên sự thoái hóa của gel tinh bột sắn. Trong phần nghiên cứu này chúng tôi xin đƣợc theo đuổi 2 mục tiêu: + Làm rõ đƣợc sự ảnh hƣởng của các loại maltodextrin lên tính ổn định của gel tinh bột sắn sau rã đông, tức khả năng chống lại sự thoái hóa của tinh bột sắn. + Tìm ra nguyên liệu chống thoái hóa ở nồng độ tối ƣu trên gel tinh bột sắn.
Từ đó có thể ứng dụng vào thực tế để cải thiện chất lƣợng thực phẩm viii do an TÓM TẮT KHÓA LUẬN Việc thoái hóa của gel tinh bột là một quá trình phức tạp, nó gây ra nhiều tác động làm giảm chất lƣợng của các sản phẩm một các rõ rệt sau khi trải qua quá trình lạnh đông – rã đông. Trong đồ án này chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu khảo sát ảnh hƣởng của các loại maltodextrin với chỉ số DE 8, DE 12và DE 20 ở các nồng độ 0%, 3%, 5%, 7% (w:w) lên khả năng chống thoái hóa của gel tinh bột sắn nồng độ 3% (w:w) qua 5 chu kì lạnh đông – rã đông. Bằng các thí nghiệm về kiểm tra độ tách nƣớc, độ đục và mức độ thủy phân bằng enzyme α- amilase của các mẫu gel, có thể thấy đƣợc sự tác động của 3 loại maltodextrin lên quá trình thoái hóa của gel tinh bột qua các chu kì lạnh đông – rã đông là khác nhau. Chỉ có mẫu gel tinh bột bổ sung maltodextrin DE 12 cho thấy tác dụng chống thoái hóa tốt,đối với các mẫu bổ sung maltodextrin DE 8 và DE 20 cho thấy sự xuất hiện của các mẫu này trong gel tinh bột gây ra hiện tƣợng thoái hóa nhanh và mạnh hơn.Mức độ gây thoái hóa của các mẫu gel bổ sung maltodextrin DE 20 cao hơn so với các mẫu bổ sung maltodextrin DE 8 và mức độ thoái hóa của cả 2 mẫu gel tăng tỷ lệ thuận với lƣợng bổ sung vào.
Mức độ ổn định của các mẫu gel còn phụ thuộc vào chu kì và nhiệt độ chúng tôi khảo sát. Nhìn chung khi cùng bảo quản ở cùng một điều kiện hầu hết các mẫu qua nhiều chu kì lạnh đông – rã đông đều cho thấy mức độ thoái hóa tăng dần. Qua các thí nghiệm đã khảo sát chúng tôi kết luận rằng loại maltodextrin DE 12 có khả năng chống thoái hóa gel tinh bột sắn qua các chu kì lạnh đông – rã đông tốt nhất ở nồng độ 5% bổ sung. ix do an 10 do an CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.
Tổng quan về cây sắn và tinh bột sắn 1. Tổng quan về cây sắn Cây sắn có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của châu Mỹ La tinh (Crantz, 1976) và đƣợc trồng cách đây khoảng 5. Trung tâm phát sinh cây sắn đƣợc giả thiết tại vùng đông bắc của nƣớc Brasil thuộc lƣu vực sông Amazon, nơi có nhiều chủng loại sắn trồng và hoang dại (De Candolle 1886; Rogers, 1965). Trung tâm phân bố phụ có thể tại Mexico và vùng ven biển phía bắc của Nam Mỹ.
Cây sắn đƣợc ngƣời Bồ Đào Nha đƣa đến Congo của châu Phi vào thế kỷ 16. Tài liệu nói tới sắn ở vùng này là của Barre và Thevet viết năm 1558. Ở châu Á, sắn đƣợc du nhập vào Ấn Độ khoảng thế kỷ 17(P. Rajendran và cộng sự, 1995) và Sri Lankađầu thế kỷ18 (W.M Bandara và M Sikurajapathy, 1992).
Sau đó, sắn đƣợc trồng ở Trung Quốc, Myanma và các nƣớc châu Á khác ở cuối thế kỷ 18, đầu thế kỷ 19 (Fang Baiping 1992. Cây sắn đƣợc du nhập vào Việt Nam khoảng giữa thế kỷ 18, (Phạm Văn Biên1991). Ở Việt Namsắn đã trở thành nguyên liệu cho công nghiệp, phục vụ đắc lực cho xuất khẩu. Hiện nay, cả nƣớc có khoảng 600.000 ha đất trồng mì, nếu thống kê đầy đủ khoảng gần 700.
Trong diện tích sắn đó, Tây Ninh là một trong những địa phƣơng có diện tích trồng mì lớn nhất, chiếm gần 10% tổng diện tích cả nƣớc.Việt Nam hiện đang sản xuất hàng năm hơn 2 triệu tấn sắn củ tƣơi, đứng hàng thứ 11 trên thế giới về sản lƣợng sắn, nhƣng lại là nƣớc xuất khẩu tinh bột sắn đứng hàng thứ 3 trên thế giới sau Thái Lan và Indonesia. Tổng quan về tinh bột sắn 1. Tinh bột sắn Củ sắn gồm 4 phần chính: vỏgỗ chiếm từ 0.5% - 3% khối lƣợng củ, phần này hầu nhƣ không có tinh bôt.Vỏ cùi hay vỏ thịt chiếm thừ 8% - 10% khối lƣợng củ.Trong vỏ cùi chủ yếu là xenllulose ngoài ra con chứa 5 – 8% tinh bột. Thịt sắn là thành phần chủ yếu của củ sắn, bao gồm các tế bào nhu mô thành mỏng.
Thành phần của vỏ tế bào nhu mô là xenllulose, 1 do an pentozose.Bên trong là các hạt tinh bột và nguyên sinh chất. Lƣợng tinh bột trong thịt sắn phân bố không đều, nhiều nhất ở lớp ngoài rồi giảm dần vào bên trong. Ngoài các tế bào nhu mô con các tế bào thành cứng không chứa tinh bột. Thành phần hóa học của sắn (%) Thành Phần Tỷ lệ (%) Nƣớc 70,25 Tinh bột 21,45 Protein 1,12 Chất béo 0,40 Xenlluloza 1,10 Đƣờng 5,13 Tro 0,54 Tinh bột sắn có kích thƣớc dao động trong khoảng từ 5 đến 40 µm gồm nhiều hạt lớn nhỏ khác nhau .Hình ảnh chụp SEM của tinh bột 1.
Thành phần hóa học của tinh bột Tinh bột không phải hợp chất đồng thể mà gồm 2 polysaccharide khác nhau: amilose và amilpectin. Nhìn chung tỷ lệamilose/amilopetin trong đa số tinh bột là 1/4. Thƣờng trong tinh bột các loại nếp (gạo nếp, ngô nếp) tỷ lệ amilpectin đạt gần nhƣ 100%. Ở tinh bột sắn (sắn) hàm lƣợng amiloseđạt 20 %.
2 do an Amilose Amilose là loại mạch thẳng, chuỗi dài từ 500-2000 đơn vị glucose, liên kết nhau bởi liên kết α−1,4 glicoside. Cấu tạo amylose. Amilose “nguyên thủy” có mức độ trùng hợp không phải hàng trăm mà là hàng ngàn. Có hai loại amilose: - Amilose có mức độ trùng hợp tƣơng đối thấp thƣờng không có cấu trúc bất thƣờng và bị phân ly hoàn toàn bởi β-amilase.
Tinh bột chứa nhiều amilose thì khó bị phân hủy hơn tinh bột nhiều amilopectin. - Amilose có mức độ trùng hợp lớn hơn, có cấu trúc án ngữ đối với β−amilase nên chỉ bị phân hủy 60%. Trong hạt tinh bột hoặc trong dung dịch hoặc ở trạng thái thoái hóa, amilose thƣờng có cấu hình mạch giãn, khi thêm tác nhân kết tủa vào, amilose mới chuyển thành dạng xoắn ốc. Mỗi vòng xoắn ốc gồm 6 đơn vị glucose.
Đƣờng kính của xoắn ốc là 12,97A0, chiều cao của vòng xoắn là 7,91A0. Các nhóm hydroxyl của các gốc glucose đƣợc bố trí ở phía ngoài xoắn ốc, bên trong là các nhóm C-H. Amilopectin 3 do an Hình1. Cấu tạo amylopectin.
Amilopectin là polyme mạch nhánh, ngoài mạch chính có liên kết α-1,4 glucoside còn có nhánh liên kết với mạch chính bằng liên kết α-1,6 glucoside. Mối liên kết nhánh này làm cho phân tử cồng kềnh hơn, chiều dài của chuổi mạch nhánh này khoảng 25-30 đơn vị glucose. Phân tử amilopectin có thể chứa tới 100000 đơn vị glucose. Tính năng của tinh bột sắn Khả năng hấp thụ của hạt tinh bột Hạt tinh bột có cấu tạo lỗ xốp nên khi tƣơng tác với các chất hòa tan thì trên bề mặt và bên ngoài của hạt đều tham dự.
Sự hấp thụ và phản hấp thụ hơi nƣớc, các chất ở thể khí và thể hơi trong quá trình bảo quản, sấy và chế biến thủy nhiệt có ý nghĩa quan trọng. Vì vậy trong quá trình bảo quản cũng nhƣ chế biến tinh bột cần lƣu ý tính chất này. Bằng nghiên cứu thực nghiệm ngƣời ta nhận thấy rằng khi độ ẩm tƣơng đối của không khí là 73% thì khả năng hấp thụ nƣớc của tinh bột là 10.33%, khi độ ẩm không khí đạt 100% thì khả năng hút ẩm lên đến 20,93% (Lê Ngọc Tú và cộng sự 1999). Khả năng hấp thụ nƣớc Khi hòa tan tinh bột vào nƣớc do kích thƣớc phân tử tinh bột lớnnên các phân tử nƣớc sẽ xâm nhập vào giữa các phân tử tinh bột.
Tại đây chúng sẽ tƣơng tác với các nhóm hoạt động của tinh bột tạo ra lớp vỏ nƣớc làm cho liên kiết ở mắt xích nào đó của hạt tinh bột bị yếu đi, do đó phân tử tinh bột bị xê dịch rồi “rão “ ra và bị trƣơng lên. Quá trình trƣơng lên này luôn đến trƣớc quá trình hòa tan. Để đạt tới trạng thái này còn phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ và loại tinh bột. Trong phân tử tinh bột có chứa các nhóm có cực mạnh nên chúng hòa tan trong nƣớc.
Khi ở nhiệt độ thƣờng tinh bột hấp thụ 25 – 50 % nƣớc, ở600C tinh bột hấp thụ 300% nƣớc, ở 70℃ thì hấp thụ 1000% nƣớc và khi trƣơng nở cực đại tinh bột có thể hấp thụ 2500% nƣớc(Lê Ngọc Tú và cộng sự 1999). Tính chất nhớt – dẻo của hồ tinh bột Đây là một trong những tính chất quan trọng của tinh bột có ảnh hƣởng đến chất lƣợng và kết cấu của nhiều loại thực phẩm. Phân tử tinh bột có nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kết đƣợc với nhau làm cho tinh bột tập hợp lại đồ sộ hơn, giữ nƣớc nhiều hơn khiến cho 4 do an dung dịch có độ đặc, độ dính, độ dẻo và độ nhớt cao hơn.