SEMINAR

Công nghệ biến tính tinh bột

bằng phương pháp vật lý và hóa học

Nhóm 4

I.MỞ ĐẦU:Tinh bột là nguồn cacbohiđrat dự trữ của thực vật vì vậy nó được tìm thấy phổ biến trong tự nhiên.

Tinh bột có nguồn gốc từ các loại cây khác nhau có tính chất vật lí và thành phần hóa học khác nhau.

Trong thực tế sản xuất, ứng với mỗi một sản phẩm thực phẩm thường đòi hỏi một dạng tinh bột hoặc một dẫn xuất tinh bột như: tinh bột phải có độ hòa tan tốt, giàu amiloza, amylopectin, tính bền…

Và để có được những loại hình tinh bột phù hợp người ta phải biến hình tinh bột.

II.CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA TINH BỘT:

1.Cấu tạo: Tinh bột là loại polysaccarit có khối lượng phân tử cao

gồm các đơn vị glucozơ được nối nhau bởi các liên kết

-glycozit. (C6H10O5)n.

Tinh bột bao gồm 2 thành phần:

+ Amiloza

+ Amilopectin

2. Hình dạng:Có dạng hình tròn, bầu dục, hay đa giác …

Tính chất cơ lí khác nhau như nhiệt độ hồ hoá, khả năng hấp thụ xanh metylen ...

Amiloza Amilopectin

Cấu tạo

Tính chất

-Gồm 6 gốc glucozo tạo thành 1 vòng xoắn ốc, liên kết 1- 4 Glicozit, tạo mạch thẳng.

- Độ hòa tan:+ Dễ hòa tan

- Tạo màu iốt:+ Cho màu xanh.+ Tạo độ bền

- Gồm liên kết 1- 4 Gluzit liên kết với 1- 6 Glicozit tạo thành chuổi xoắn ốc.

+ Khó hòa tan(t0 cao).

+ Cho màu tím, đỏ.+ Tạo độ nhớt.

Cấu tạo tinh bột

III.NỘI DUNG THẢO LUẬN:

1.Biến tính tinh bột là gì ?

Biến tính tinh bột là quá trình làm thay đổi cấu trúc phân tử của tinh bột, tạo ra các phân tử polysaccharide có mạch ngắn hơn hay gắn các chất,các nhóm khác vào phân tử tinh bột … dưới tác dụng của các tác nhân như nhiệt độ, acid, enzym, các chất oxy hoá … dẫn đến làm thay đổi cấu trúc vật lý, hoá học của tinh bột.

Mục đích của biến hình tinh bột:

Tạo mặt hàng mới Tăng giá trị cảm quan

Cải biến các tính chất của sản phẩm

2.Các phương pháp biến tính tinh bột:2.1.Phương pháp vật lý: -Là phương pháp biến tính tinh bột thuần túy dùng các lực vật lý như ép, nén và hồ hóa tác dụng lên tinh bột để làm thay đổi một số tính chất của nó nhằm phù hợp với những ứng dụng, sản phẩm tinh bột biến tính của phương pháp này là những tinh bột hồ hóa, tinh bột xử lý nhiệt ẩm.

-Các phương pháp vật lý trong công nghệ biến tính tinh bột: +phương pháp trộn với chất rắn trơ +hồ hóa sơ bộ +gia nhiệt khô ở nhiệt độ cao

Tinh bộtChất rắn trơ

Trộn

Hỗn hợp Nước

Hydrat hóa

Các hạt tinh bột cách biệt nhau về vật lí do đó sẽ cho phép chúng hydrat hóa một cách độc lập và không vón cục

2.1.1.Phương pháp trộn với chất rắn trơ:

Tinh bột Hồ hóa

Nước

Sấy

Làm phá vỡ cấu trúc của các hạt tinh bột khi hồ

hóa

Làm đứt các liên kết giữa các phân tử

2.1.2. Biến hình bằng hồ hóa sơ bộ:

Tính chất của tinh bột hồ hóa sơ bộ

Trương nhanh trong nước

Biến đổi chậm các tính chất khi bảo quản

Bền khi ở nhiệt độ thấp

Có độ đặc và khả năng giữ nước, giữ khí tốt

Thường dùng tinh bột hồ hóa sơ bộ này trong mọi trường hợp khi cần độ đặc, giữ nước mà không cần nấu.

2.1.3.Biến hình tinh bột bằng gia nhiệt khô ở nhiệt độ cao:

-Dextrin là sản phẩm phân giải nữa vời của tinh bột. Thực tế pirodextrin thu được khi gia nhiệt tinh bột khô ở nhiệt độ 175-1950C trong thời gian 7-18h.

-Phương pháp chế tạo pirodextrin như sau:

Tinh bột (độ ẩm khoảng 5%)Axit

0,05-0,15%

trọng

lượng tinh

bột

Phun

AlCl3

Xúc tác

Sấy nhẹ(độ ẩm 1-5%)

Dextrin hóa

Làm nguội

Phân giải tinh bột thành sản phẩm có khối lượng phân tử

thấp hơn

Phản ứng tái trùng hợp các sản phẩm vừa mới tạo thành

ở trên chủ yếu bằng liên kết 1-6

tạo cấu trúc có độ phân nhánh cao

Sơ đồ tương quan giữa các dextrin

2.2.Phương pháp hóa học:

-Là phương pháp sử dụng những hóa chất cần thiết nhằm thay đổi tính chất của tinh bột, sản phẩm chủ yếu của phương pháp biến tính hóa học là những tinh bột xử lý axit, tinh bột ete hóa, este hóa, phosphat hóa.

-Các phương pháp vật lý trong công nghệ biến tính tinh bột:+biến tính bằng axit+biến tính bằng kiềm+biến tính bằng oxi hóa+biến tính bằng xử lý tổ hợp để thu nhận tinh bột keo đông+biến tính bằng cách tạo liên kết ngang+biến hình bằng cách gắn thêm nhóm phosphat

2.2.1.Biến tính tinh bột bằng axit:

Tinh bột

H+

Đứt liên kết trong phân tử tinh bột

Kích thước phân tử giảm

Tinh bột biến tính

-Trong sản xuất công nghiệp, người ta cho khuếch tán tinh bột( huyền phù tinh bột 12-15Bx) trong dung dịch axit vô cơ có nồng độ 1-3%, rồi khuấy đều ở nhiệt độ 50-55oC trong 12-14h. Sau đó trung hòa, lọc rửa và sấy vôi.

Tính chất

Áp suất thẩm

thấu cao hơn

Khi hồ hóa

trong nước

nóng hạt trương nở kém

hơn

Trong nước ấm có nhiệt độ thấp

hơn nhiệt độ hồ hóa thì độ

hòa tan cao hơn

Giảm ái lực với

iot

Độ nhớt đặc

trưng bé hơn

Nhiệt độ hồ hóa

cao hơn

Chỉ số kiềm cao

hơn

Phương pháp biến tính bằng axit

Biến tính bằng axit trong môi trường ancol

Biến tính bằng axit trong môi trường nước

Tinh bột

Hòa trộnMôi

trường(etanol hay metanol)

HCl đậm đặc

Biến hình(72h)

Rửa Cồn 70o

Lọc hút chân không

Sấy(40-50oC)

Nước lọc

Nghiền

Thử lại axit Nước thải

Chưng cất

Rây Cồn sử dụng lại

Quy trình sản xuất tinh bộttừ sắn theo

phương phápRobyt

2.2.1.1.Biến tính bằng axit trong môi trường ancol

Nhược điểm

Ưu điểm Tạo ra những sản phẩm tinh bột mạch ngắn hơn, các dextrin hoặc các đường

Trong môi trường ancol như etanol hoặc metanol, phản ứng thủy phân làm biến dạng tinh bột diễn

ra chậm hơn so với môi trường trong nước

Biến tính trong môi trường etanol, metanol đắt tiền, tái chế phức tạp, thời gian dài, tốn nhiều

thiết bị, giá thành cao

2.2.1.2.Biến tính bằng axit trong môi trường nước:

2.2.2.Biến tính tinh bột bằng kiềm:

-Trong môi trường kiềm, tinh bột hòa tan rất dễ vì kiềm làm ion hóa từng phần và do đó làm cho sự hydrat hóa tốt hơn.

-Kiềm có thể phá hủy từ đầu nhóm cuối khử thông qua dạng enol.

-Sự phá hủy kiềm cũng có thể xảy ra ngẫu nhiên ở giữa mạch nhất là khi có mặt oxi và có gia nhiệt.

Sản xuất bánh gio

2.2.3. Biến tính tinh bột bằng oxi hóa:

Nét đặc trưng của tinh bột đã được oxi hóa là độ trắng: tinh bột càng trắng thì mức độ oxi hóa càng cao

Nếu mức độ oxi hóa khá cao thì hạt trong quá trình hồ hóa bị phá hủy hoàn toàn và tạo ra dung dịch trong suốt

Đặc điểm

Ứng dụng Hồ bề mặt trong công nghiệp sản xuất giấy

Hồ sợi bông, sợi pha và tơ nhân tạo trong công nghiệp dệt

Chất làm đặc trong công nghiệp thực phẩm

2.2.4.Biến tính bằng xử lý tổ hợp để thu nhận tinh bột keo đông:

Huyền dịch tinh bột Dung dịch HCl 10%

Khuấy đều liên tục

24-25oBe

42-45oC

lượng 1-15% so với huyền dịch

Hỗn hợp KMnO4 5%

Cất giữ Mất màu

Gạn, rửa Sản phẩm

Quy trình biến tính tinh bột bằng xử lý hỗn hợp

Ứng dụng

Làm chất ổn định trong sản xuất

kem

Tinh bột keo đông có thể dùng thay

thế aga-aga và agaroit

2.2.5.Biến tính tinh bột bằng cách tạo liên kết ngang:

-Tinh bột sẽ thu được tính chất mới khi cho tác dụng với axit boric. Khi đó, 4 nhóm OH của 2 mạch tinh bột nằm gần nhau sẽ tạo thành phức với axit boric. Nói cách khác, khi đó giữa các mạch polyglucozit sẽ tạo ra các liên kết ngang.

-Tinh bột thu được sẽ dai hơn, giòn và cứng hơn.

Sự tạo thành liên kết ngang giữa axit boric và tinh bột

Ứng dụng

Thành phần của sơn, của gốm

Thành phần của dung dịch sét để khoan dầu mỏ

Làm chất mang các chất điện di trong pin khô

Làm chất kết dính cho các viên than

Gắn 2 nhóm chức acid H3PO4

Gắn 1 nhóm chức acid H3PO4

Được este hóa với

nhóm OH của tinh bột

Tinh bột phosphat(tinh bột dihydro

phosphat)

Tinh bột phosphat 2 tinh bột hoặc 2 tinh

bột 1 hydro phosphat

2.2.6.Biến tính bằng cách gắn thêm nhóm phosphat:

Hai tinh bột một hydro phosphat

Tinh bột Natri trimeta phosphat

Tương tác

Tinh bột có liên kết ngangBền ở to cao,

pH thấp

Tăng mức độ liên kết ngang thì hồ hóa

tinh bột giảm

Bánh có nhân quảThức ăn trẻ em

-Cách tiến hành:+Đun nóng hỗn hợp tinh bột với muối phosphat hòa tan trong nước.+Sấy khô hỗn hợp tinh bột có độ ẩm 40% với muối ortophosphat mono natri đến độ ẩm 10% sau đó đốt nóng trong 1h ở nhiệt độ 120-140oC.+ Đun nóng hỗn hợp tinh bột ướt với muối natri tripoly phosphat đến độ ẩm 5-10% đốt nóng trong 1h (120-130oC).+Làm nguội, rửa bằng nước và sấy khô.

Tinh bột dihydro phosphat

Tính chất

Bền với sự thoái hóa khi tan giá

Độ trong suốt cao

Độ nhớt lớn

Ứng dụngLàm chất độn trong sản phẩm thực phẩmDùng trong công nghiệp giấy, dệt…

IV.CÁC LOẠI SẢN PHẨM TINH BỘT BIẾN TÍNH VÀ ỨNG DỤNG:Tên gọi sản phẩm Ký hiệu thương phẩm Ðặc tính và công dụng

Tinh bột acetylat

BSF – 7611BSS – 8812BSM – 7613BSL – 7614BSX – 8815BSX – 8850

Ðặc tính: trong suốt, điểm ngưng kéo thấp, tăng tính ổn định, nhiệt độ thấp, giữ nước tốt, chất tổ chứcCông dụng: mì ăn liền, thực phẩm đông lạnh, giăm bông, xúc xích, viên cá, bánh cảo

Tinh bột cation

JTF – 1046JTM – 1047JTM – 1029JTL – 1048

Ðặc tính : mang điện tích dương, dung dịch hồ có độ nhớt cao.

Công dụng : dùng gia keo nội bộ giấy, dùng trong sản xuất định hình tờ giấy, chất dẻo phủ và làm giảm chất thải trong công nghệ sản xuất giấy.

Tên gọi sản phẩm

Ký hiệu thương phẩm Ðặc tính và công dụng

Tinh bột oxy hóa

ETF – 7617ETS – 8818ETM – 5419ETL – 1020ETL – 1085ETX – 1073ETX – 1042ETM – 1044

Ðặc tính: lực tạo màng mỏng tốt, ít hút nước, bóng, linh động tự do

Công dụng : Tăng tỷ lệ thu hồi bột giấy, tráng phủ bề mặt giấy, keo dán trong sản xuất tấm trần thạch cao, keo dán trong sản xuất bao bì carton.

Tinh bột

phosphat acetylat

CBS – 8827CBM – 1028CBX – 8829CBS – 8830CBS – 8831CBM – 8834CBA – 8858CBS – 1068CBS – 1064CBL – 8835CBA – 1063

Ðặc tính: tăng tính ổn định ở nhiệt độ thấp, sức đề kháng với nhiệt độ cao, cắt gọt cơ khí và với axít, kiềm nhẹ tốt.

Công dụng : thực phẩm đóng hộp , thực phẩm đông lạnh, nước chấm, tương ớt, nước cà chua, xúp, nước ép thịt, và các thực phẩm nướng, quay…

Tên gọi sản phẩm

Ký hiệu thương phẩm Ðặc tính và công dụng

Tinh bột phosphat

( Phosphat starch)

CTF – 7631CTM – 7669CTF – 7655CTF – 7657

Ðặc tính và công dụng: làm chất tăng độ đặc và tính ổn định cho thực phẩm, làm chất độn cho máy in, ngành giấy, sản xuất mì ăn liền, sản xuất xúc xích, cá viên, thịt viên...

Tinh bột acetate oxy hóa

EBX – 1032EBX – 1081EBS – 1082EBX – 1093EBX – 1094

Ðặc tính: tính linh động tốt, có ức trở và ức phủ, làm chất ổn định.

Công dụng: ngành giấy ( nhựa dẻo), ngành thực phẩm : mì sợi ướt, đồ ăn nhẹ, bánh cảo, giăm bông, xúc xích

Este đơn succinat Octenyl

KSX – 7643KSM – 7661

Ðặc tính: tính ổn định nhũ keo tốt, có tính làm thông nước.

Công dụng : bột gia vị, chất ổn định nhũ keo, đĩa giấy dùng một lần

Một số sản phẩm ứng dụng tinh bột biến tính

V.KẾT LUẬN:

Tóm lại nhờ có tinh bột biến tính mà trong sản xuất người ta đã tạo ra được nhiều loại sản phẩm khác nhau, phù hợp với nhu cầu của người tiêu dùng. Bằng các phương pháp biến tính khác nhau mà các sản phẩm tạo ra có các tính chất chức năng khác nhau : độ dẻo, độ nhớt độ dai...phù hợp với từng cảm quan của từng người.

Đồng thời nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan của các sản phẩm được chế biến ra, do đó mà càng khẳng định được giá trị của các sản phẩm đó trên thị trường, nhằm làm tăng khả năng tiêu dùng và làm cho kinh tế ngày càng phát triển hơn.