Đề tài Tinh bột biến tính

có gia nhiệt. Tính chất: Tinh bột hòa tan rất dễ. Tiến hành: Xử lí hạt gạo nếp bằng một hỗn hợp các oxyt kim loại của nước tro có tính kiềm vừa phải và hài hòa (trong thành phần của nước tro thường có các oxyt như K2O, Na2O, MgO, CaO, Fe2O3… Biến tính tinh bột bằng phương pháp ether hóa : Tiến hành: Khi huyền phù tinh bột nồng độ 30 – 40% phản ứng với ethylene oxide hay propylene oxide trong mội trường kiềm sẽ tạo ra các dẫn xuất hydroxyethyl hay hydroxypropyl của tinh bột Hình 2: Công thức cấu tạo của tinh bột biến tính bằng phương pháp ether hóa Mức độ thay thế có thể kiểm soát được nhờ điều chỉnh các điều kiện phản ứng. Sản phẩm có mức độ thay thế thấp chứa ít hơn 0.1 mol alkyl trên 1 mol glucose, còn sản phẩm có mức độ thay thế cao chứa khoảng 0.8 mol alkyl trên 1 mol glucose. Tính chất: Việc đưa các nhóm hydroxyalkyl ( thường kèm theo một lượng nhỏ các các liên kết chéo ) sẽ cải thiện đáng kể khả năng trương nở và hòa tan, hạ thấp nhiệt độ hồ hóa, cải thiện độ bền khi đông lạnh – rã đông, làm tăng độ trong của paste tinh bột có độ nhớt cao. Nhờ các tính chất này mà sản phẩm tinh bột ether được sử dụng như chất tạo độ đặc trong các loại thực phẩm lạnh đông và các sản phẩm đồ hộp cần tiệt trùng nhiệt. Biến tính tinh bột bằng ester hóa: Tiến hành: Tinh bột monophosphate ester được sản xuất bằng cách đung nóng tinh bột với alkaline orthophosphate hay alkaline tripolyphosphate ở 120 – 175oC. Tương tự, tinh bột cũng có thể phản ứng với các acid hữu cơ như acid acetic, acid béo mạch dài ( 6 – 26 carbon), acid sucinic, acid citric, muối hay các các dẫn xuất của chúng. Tính chất: Tinh bột loại này có độ nhớt cao, đặc tính làm đặc tốt, paste tinh bột có độ trong cao. Ngoài ra, tinh bột ester cũng có tính chất lạnh đông/tan giá tốt. Ứng dụng: Chúng được sử dụng rộng rãi làm chất tạo độ đặc và chất ổn định trong các loại nước sốt (như tương ớt), bột súp, bánh pudding, thực phẩm đông lạnh, margarine và các loại đồ hộp tiệt trùng nhiệt. Do khả năng tạo được màng trong suốt và đàn hồi nên tinh bột loại này được dùng để làm lớp phủ bảo vệ trái cây sấy, giữ vai mùi hay tạo viên nang mềm. Biến tính tinh bột bằng liên kết ngang: Nguyên tắc: Phân tử bất kì nào có khả năng phản ứng với hai ( hay nhiều hơn) nhóm hydroxyl đều tạo ra được liên kết ngang giữa các mạch tinh bột. Tiến hành: Tinh bột liên kết ngang được tạo ra khi cho tinh bột phản ứng với các tác nhân đa chức năng ( di- hoặc polyfunctional reagent) như sodium trimetaphosphate, phosphorus oxychloride, epichlorohydrin hay hỗn hợp của anhydric acetic và dicarboxylic acid. Tính chất: Đối với tinh bột liên kết ngang, nhiệt đột hồ hóa tăng tỷ lệ thuận, trong khi khả năng trương nở lại tỷ lệ nghịch với lượng các liên kết ngang. Loại tinh bột này có độ bền rất cao trong khoảng pH rộng ( ngay cả trong các thực phẩm acid và dưới tác động của lực cơ học như khuấy). Loại tinh bột biến tính này thường được sử dụng trong các loại thực phẩm cần tinh bột có độ bền cao; ví dụ như trong bột dinh dưỡng cho trẻ em ( bền khi khuấy và đun nóng), làm nhân quả trong bánh (duy trì được độ sệt khi làm lạnh, không bị phá hủy ở nhiêt độ cao và khuấy trộn, gel tạo ra trong suốt và bền…) Tinh bột monohydro phosphat: Cho tinh bột tương tác với natri trimetephosphat.Khi tăng mức độ liên kết ngang thì khả năng hồ hóa của hạt tinh bột sẽ giảm và có thể đến mức nào đó tinh bột trở nên không tan trong nước sôi.Tinh bột phosphat có những tính chất sau: Duy trì được độ sệt không bị phá hủy trong môi truờng acid , nhiệt độ và khuấy trộn.. Không tạo thành gel khi để yên ở nhiệt độ phòng. Có độ bền khi làm lạnh và tan giá. Không co lại khi để yên. Biến tính tinh bột bằng oxi hóa: Hình 3: Công thức cấu tạo của tinh bột biến tính bằng phương pháp oxi hóa Tiến hành: Quá trình thủy phân và oxy hóa tinh bột sẽ xảy ra khi xử lý huyền phù tinh bột với hypochloride (HClO hay NaClO). ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ hồ hóa. Trong quá trình phản ứng, kích thước hạt tinh bột có thay đổi chút ít, chiều dài mạch tinh bột cũng giảm nhẹ do hiện tượng thủy phân, các nhóm chức tạo ra gồm carbonyl và carboxyl với tỷ lệ 1 nhóm carboxyl/ 25 – 50 gốc glucose. Qui trình biến tính tinh bột theo phương pháp oxi hóa Tính chất: Tinh bột oxy hóa có màu rất trắng ( tinh bột càng trắng, mức độ oxy hóa càng cao), nhiệt độ hồ hóa thấp, độ nhớt tăng chậm, gel tinh bột có độ trong cao và xu hướng thoái hóa giảm. Trong cộng nghiệp thực phẩm, có được dùng như chất làm đặc có độ nhớt thấp trong sốt salad và mayonnaise. Hình 4: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên tính chất của tinh bột oxi hóa Biến tính tinh bột bằng phương pháp biến tính kép: Tinh bột dihydro phosphat: Tiến hành: đun nóng hỗn hợp tinh bột và muối phosphat hòa tan trong nước, ví dụ , muối acid, orto-, piro- hoặc acid tripolyphosphoric. Do ban chất ion của nhóm phosphat, tinh bột phosphat có độ nhớt của hồ cao hơn tinh bột đầu. Tính chất : Hồ este monophosphat tinh bột có độ trong suốt cao, độ nhớt cao và bền đối với sự thoái hóa khi tan giá. Hồ tinh bột này giống gelatin, tạo ra được màng trong suốt và đàn hồi. Hình 5: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên tính chất của tinh bột biến tính kép Tinh bột kép Acetyl Phosphate: Các loại tinh bột được liên kết ngang thông qua quá trình ête hóa sẽ tạo ra sự liên kết bền vững . Ðây là loại tinh bột biến đổi 2 lần , nó biểu lộ đồng thời các đặc tính và chức năng của tinh bột acetyl hoá và tinh bột liên kết ngang. Tính ổn định vượt trội về sự đông đặc làm tan, độ trong suốt tốt hơn và khả năng chịu độ nóng cao đã làm tăng độ bền trong axít và khi bị lay động mạnh. Loại tinh bột này rất tốt khi dùng làm sữa chua, tương ớt, tương cà, nước dùng , bánh bột , thạch , giăm bông và xúc xích, thức ăn đóng hộp, thức ăn đông lạnh. Biến tính tinh bột bằng enzyme: Sự phân cắt tinh bột bởi enzym đặc hiệu hơn, có thể tạo ra được những sản phẩm rất đặc thù, không thể thu được bằng phương pháp acid, phản ứng nhanh hơn, công nghệ đơn giản hơn và ít gò bó. Amylase là một trong những enzyme quan trọng nhất trong ngành công nghệ sinh học hiện nay. Do có những ứng dụng hết sức rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, công nghệ lên men, công nghiệp dệt và công nghiệp giấy. Amylase đầu tiên được sản xuất ở qui mô công nghiệp năm 1984, nó có nguồn gốc từ nấm mốc và được sử dụng như một loại dược phẩm để chữa bệnh về tiêu hoá. Ngày nay các amylase vi sinh vật đã được thay thế thành công acid trong công nghiệp thuỷ phân tinh bột. Amylase cũng được sử dụng rộng rãi để đường hoá tinh bột trong sản xuất rượu bia. Các enzyme có độ tinh sạch cao và những tính chất phù hợp có những triển vọng to lớn trong công nghiệp dược phẩm và công nghiệp hoá chất tinh khiết. Theo phân loại của Nigam (1995), hệ amylase tham gia vào quá trình thuỷ phân tinh bột gồm có các enzyme chính được liệt kê trong sơ đồ : Enzyme thủy phân tinh bột α-1,4 glucanase Endo-α-1,4 glucanase Exo-α-1,4 glucanase Exomalto - hexahydroladse Exomalto - pentahydrolase Exomalto - tetrahydrolase β-amylase Glucoseamylase α-amyloglucosidase α-amylase α-1,6 glucanase Endo-α-1,6 glucanase Exo-α-1,6 glucanase Pullulanase Isoamylase Exopullulanase α-amylase, β-amylase và glucoamylase là những enzyme biến tính tinh bột quan trọng nhất. α-amylase (endo-1,4-α-D-glucan glucohydrolase, EC 3.2.1.1) là enzyme ngoại bào thuỷ phân liên kết 1,4-α-D-glucoside của phân tử amylose một cách ngẫu nhiên. Đó cũng là những endo-enzyme phân cắt bên trong mạch tinh bột với sản phẩm chính tạo thành là dextrin. Β- amylase (α-1,4-glucan maltosehydrolase, EC 3.2.1.2) là một exo-enzyme thuỷ phân từ đầu không khử của mạch amylose, amylopectin và glycogen, chúng cắt lần lượt các liên kết glucoside tạo ra maltose (dạng β-anomer). Do ezyme này không thuỷ phân được liên kết α-1,6 glucoside ở amylosepectin nên kết quả thuỷ phân cuối cùng thường gồm 50-60% maltose và β-limit dextrin. Glucoamylase (α-1,4-glucan glucohydrolase EC 3.2.1.3) là enzyme thuỷ phân liên kết α-1,4 và α-1,6 EC 3.2.1.3) là enzyme thuỷ phân liên kết α-1,4 và α-1,6 glucoside từ đầu khônng khừ của mạch tinh bột tạo ra đường glucose. Ngoài ra, α-glucosedase và các enzyme thuỷ phân liên kết nhánh cũng được sử dụng nhiều trong công nghiệp thuỷ phân tinh bột. α-glucosidase thuỷ phân từ đấu không khử các liên kết α-1,4 và α-1,6 của các gốc glucopyranose để tạo ra đường α-D-glucose. Enzyme này thuỷ phân rất tốt các đường đôi và các oligosaccharide, nó có tiềm năng và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong chuyển hoá xi-rô giàu maltose thành xi-ro giàu glucose và trong thuỷ phân các dextrin giới hạn. Enzyme thuỷ phân liên kết α-1,6 glucoside trong phân tử amilopectin, glycogen và những polymer khác như pullulanase, exopullulanase, isomylase thường được sử dụng kết hợp với β-amilase, GA trong sản xuất một số sản phẩm xi-rô hay đường glucose với mục đích tăng hiệu suất thuỷ phân. Các giai đoạn chính trong quá trình sản xuất các sản phẩm đường ngọt từ tinh bột gồm hồ hoá và dịch hoá tinh bột bằng α-amylase, đường hoá tinh bột bằng β-amylase, glucose amylase và các enzyme tạo oligosaccharide, isomer hoá bằng glucoisomerase (để chuyển glucose thành fructose). Tuỳ thuộc vào enzyme sử dụng mà sản phẩm thu được khác nhau. Các giai đoạn chính và những biến đổi enzym tham gia trong việc chế tác các sản phẩm thủy phân tinh bột Các sản phẩm đường ngọt từ tinh bột có nhiều ứng dụng bao gồm đường glucose tinh thể hoặc dung dịch (D-glucose), xiro giàu fructose hoặc fructose tinh thể, xiro glucose và maltose, maltodextrin và xiro dextrin. Các sản phẩm thuỷ phân như đường glucose, các loại xiro và maltodextrin thường được phân loại dựa trên chỉ số DE. Tinh bột có chỉ số DE bằng 0 do số lượng các gốc khử có mặt rất ít. Thuỷ phân hoàn toàn tinh bột sẽ tạo ra đường glucose với chỉ số DE 100. Các sản phẩm thuỷ phân ở mức độ trung gian sẽ có giá trị DE nằm trong khoảng 0 – 100. Đường glucose thường chứa ít nhất 99.5% glucose, các dạng xiro có DE trong khoảng từ 20 – 99.4 còn maltodextrin là những sản phẩm có chỉ số DE từ 4 – 20. Tuy nhiên, DE không hoàn toàn thể hiện đúng mức độ thuỷ phân đặc biệt đối với các sản phẩm xirô có cùng chỉ số DE nhưng khác nhau ở thành phẩn đường oligo do tinh bột được thuỷ phân với những nguồn enzyme và phương pháp khác nhau. Trong trường hợp này, sản phẩm được đánh giá bởi thành phần và nồng độ các đường DP1 ( glucose), DP2 ( maltose), DP3 (malto triose), DP4( maltotetraose)… Các sản phẩm chứa fructose thông thường được mô tả bằng hàm lượng fructose, sản phẩm chuẩn thường chứa 42,55,90% fructose, đường fructose tinh thể chứa ít nhất 99% fructose sạch. Cyclodextrin là các mạch vòng chứa 6,7 hoặc 8 gốc glucose tương ứng với α,β- và γ- cyclodextrin được tạo ra bởi tác dụng của xiro dextrin glucano – transferase CGTase từ vi khuẩn B.macerans. Cyclodextrin được sản xuất ở Nhật Bản bởi nhiều hãng, trong đó lớn nhất là hãng Nihon Shokuhin Kato với sản phẩm α-cyclodextrin có độ tinh sạch 98.5%. Maltodextrin: Maltodextrin là một polysaccharide gồm các D-glucose liên kết với nhau bằng liên kết α-1,4 glucoside. Maltodextrin có giá trị dinh dưỡng nhưng lại không ngọt. Maltodextrins có vai trò như một chất phân tán , chất mang hương, chất giữ ẩm, chất tạo độ nhớt … Nó có nhiều ứng dụng - nước sốt đến bánh có nhân trái cây và đồ uống. Nó là nguồn carbohydrates có giá trị dinh dưỡng. Bằng cách kiểm soát các yếu tố khác nhau, tùy theo mức độ thủy phân mà các nhà sản xuất có được sản phẩm phù hợp. Tuy nhiên, maltodextrins thương mại thường là hỗn hợp của nhiều polysaccharide khác nhau. Maltodextrin thường được phân loại theo chỉ số DE DE chỉ ra mức độ polyme (DP) của phân tử tinh bột - số lượng của các đơn vị monosaccharide trong phân tử. DE là bắt nguồn từ công thức DE = 100 ÷ DP. DE càng cao, hàm lượng monosaccharide càng nhiều và chuỗi polyme càng ngắn. Glucose (dextrose) có DE = 100; tinh bột thì DE gần như bằng 0. Maltodextrin có DE bằng 5 thông thường dao động trong khoảng ừ 4 đến 7, maltodextrin có DE bằng 10 thì dao động từ 8 đến 12. Khi chỉ số DE tăng sẽ ảnh hưởng đến các tính chất sau: Mức độ hóa nâu ( do tăng lượng đường khử) Khả năng hút ấm Tính dẻo Độ ngọt Độ hòa tan Tính thẩm thấu Khi chỉ số DE giảm sẽ dẫn theo các tính chất sau: Khối lượng phân tử Độ nhớt Khả năng cố kết Khả năng tạo màng Ngăn chặn hiện tượng kết tinh đường Bảng1: Một số loạt tinh bột thường gặp trong thực phẩm STT Chỉ số Quốc tế Tên phụ gia và ADI Tên thực phẩm có dùng phụ gia Giới hạn tối đa cho phép trong thực phẩm 1 1400 Dextrin, tinh bột rang trắng hoặc vàng (Dextrins, roasted starch, while & yellow) ADI: chưa xác định Phomat ép Sữa chua có hương liệu, sản phẩm xử lý nhiệt sau lên men, đá, kem hỗn hợp, viên xúp 5g/kg dùng một mình hay kết hợp với các chất ổn định & chất mang khác. Xem Diamidon Axetyl adipat (1422) 2 1401 Tinh bột xử lý acid (Acid treated starch) ADI: chưa xác định Đồ hộp rau, quả, cá đá, kem hỗn hợp, sữa chua thơm Viên xúp Xem diamidon axetyl glyxerol (1423) Giới hạn bởi GMP 3 1402 Tinh bột xử lý kiềm (Alkaline treated starch) ADI: chưa xác định Đồ hộp rau, quả, cá đá, kem hỗn hợp, sữa chua thơm Xem Diamidon Axetyl adipat (1422) 4 1403 Tinh bột đã khử màu (Bleached starch) Xem tinh bột xử lý acid (1401) Đá kem hỗn hợp Cá xácđin và sản phẩm. Viên xúp, cá nhỏ đông lạnh nhanh Xem tinh bột xử lý acid (1401) 30g/kg, dùng một mình hay kết hợp với tinh bột khác 20g/kg dùng một mình hay kết hợp với các chất làm đông đặc hoặc làm dày khác Giới hạn bởi GMP 5 1405 Tinh bột đã xử lý men (Enzyme treated starches) ADI: chưa xác định Đá, kem hỗn hợp Viên canh xúp 30g/kg, dùng một mình hay kết hợp với tinh bột khác Giới hạn bởi GMP 6 1410 Monoamidon photphat (Mono starch phosphate) ADI: chưa xác định Xem tinh bột xử lý kiềm (1401) Xem tinh bột xử lý kiềm (1401) 7 1411 Diamidon glyxerol (Distarch glyxerol) ADI: chưa xác định Đồ hộp rau, củ có bơ hay dầu mỡ, cá và sản phẩm, thức ăn trẻ em đóng hộp Cá thu và sản phẩm đóng hộp Xem Diamidon Axetyl adipat (1422) 60g/kg, dùng một mình hay kết hợp với tinh bột khác 8 1412 Diamidon phophat (Distarch phosphate) ADI: chưa xác định Xem Diamidon Axetylphotphat (1414) Xem Diamidon Axetylphotphat (1414) 9 1413 Diamidon photphat photphat hoá (Phosphated distarch photphate) ADI: chưa xác định Đồ hộp rau, quả có bơ hay dầu, mỡ, sữa chua có hương liệu và sản phẩm xử lý nhiệt sau lên men, cá, và sản phẩm thức ăn trẻ em đóng hộp Xem Diamidon Axetyl adipat (1422) 10 1414 Diamidon axetyl photphat (Acetylated distarch photphate) ADI: chưa xác định Xem 1422 Thức ăn trẻ em chế biến sẵn Xem 1422 5g/kg, dùng một mình hay kết hợp với tinh bột khác có đậu tương 25g/kg dùng một mình hay kết hợp với tinh bột khác trong sản phẩm có acid amin hoặc protein thủy phân 11 1420 Amidon axetat (Starch acetate) ADI: chưa xác định Đá, kem hỗn hợp, sữa chua có hương liệu. Sản phẩm xử lý nhiệt sau lên men, đồ hộp rau, củ có bơ hay dầu, mỡ, viên xúp. Xem Diamidon Axetyl adipat (1422) 12 1422 Diamidon axetyl adipat (Acetylated distarch adipate) ADI: Chưa xác định Đồ hộp rau, củ, đậu, hạt nấm có bơ, mỡ hay dầu Sữa chua & sản phẩm xử lý nhiệt sau lên men Thức ăn trẻ em đóng hộp Đá kem hỗn hợp Cá xácđin và sản phẩm. Viên xúp, cá nhỏ đông lạnh nhanh 10g/kg dùng một mình hay kết hợp với các chất làm dày khác 10g/kg dùng một mình hay kết hợp với tinh bột khác 60g/kg dùng một mình hay kết hợp với tinh bột khác 30g/kg, dùng một mình hay kết hợp với tinh bột khác 20g/kg dùng một mình hay kết hợp với các chất làm đông đặc hoặc làm dày khác Giới hạn bởi GMP 13 1423 Diamidon axetyl glyxerol (Acetylated distarch glycerol) ADI: chưa xác định Nấm, đậu cove xanh cà rốt, măng tây đóng hộp có bơ, mỡ hay dầu, cá xacdin thức ăn trẻ em đóng hộp, đá kem hỗn hợp Xem Diamidon Axetyl adipat (1422) 14 1440 Hydroxy propyl amidon photphat (hydroxy propyl starch) ADI: chưa xác định Xem diamidon axetyl photphat (1414) Xem diamidon axetyl photphat (1414) 15 1442 Hydroxy propyl diamidon photphat (hydroxy propyl distarch phosphate) ADI: chưa xác định Xem tinh bột xử lý kiềm (1402) Xem tinh bột xử lý kiềm (1402) LỰA CHỌN TINH BỘT BIẾN TÍNH: Nhà sản xuất khi cân nhắc sử dụng loại tinh bột nào cho sản phẩm thường xem xét các câu hỏi: Tính chất của sản phẩm hướng đến? Có nấu (cook-up) hay ăn nhanh (instant)? Đông lạnh hay đóng hộp? Thời gian sử dụng mong muốn? Dạng vật lí sử dụng.? Thành phần khác trong sản phẩm: đường, acid, chất béo, protein…. Ảnh hưởng đến tinh bột và chức năng của nó? Các điều kiện công nghệ? Cụ thể: Dạng vật lí của tinh bột: Tinh bột thường được sử dụng ở 4 dạng: khô, trương nở, huyền phù, màng khô. Khi được sử dụng ở dạng khô hay dạng chưa hồ hóa, tinh bột thường được sử dụng như là tác nhân tạo bụi (dusting agent), làm lớp áo ngoài sản phẩm bánh để dễ lấy ra khỏi chảo sau khi nướng. Khi được sử dụng ở dạng trương nở hay dạng hồ hóa, nó được sử dụng để tạo độ nhớt, cấu trúc,…trong những sản phẩm như sauce, nhân bánh và kem. Dạng huyền phù thường được sử dụng làm màng bao hay ổn định hệ nhũ tương. Dạng màng phim, tinh bột thường là chất kết nối, ví dụ làm kết dính hạt mè trên bánh cracker. Mức độ hồ hóa: Nhiệt độ để phá vỡ hạt chuyển tinh bột từ trạng thái đầu có mức độ oxi hóa khác nhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt độ hồ hóa. Phần lớn tinh bột bị hồ hóa khi nấu và trạng thái trương nở được sử dụng nhiều hơn ở trạng thái tự nhiên. Các biến đổi hóa lí khi hồ hóa như sau: hạt tinh bột trương lên, tăng độ trong suốt và độ nhớt, các phân tử mạch thẳng và nhỏ thì hòa tan và sau đó tự liên hợp với nhau để tạo thành gel. Nhiệt độ hồ hóa không phải là một điểm mà là một khoảng nhiệt độ nhất định. Tùy điều kiện hồ hóa như nhiệt độ, nguồn gốc tinh bột, kích thước hạt và pH mà nhiệt độ phá vỡ và trương nở của tinh bột biến đổi một cách rộng lớn: pH: Tinh bột biến tính nhẹ bằng liên kết ngang khi được nấu ở pH trung tính trong những kiện thích hợp sẽ cho một kết cấu đặc, tơi xốp (short, heavy-bodied texture). Nếu cùng loại tinh bột này được nấu ở pH thấp hơn 3.5 sẽ tạo ra kết cấu ít tơi xốp hơn và độ nhớt thấp hơn. Với các sản phẩm có nồng độ acid cao, một sự biến tính đơn giản để tạo ra một sản phẩm chấp nhận được là nấu tinh bột trước, sau đó mới cho acid vào. Sản phẩm cuối cùng sẽ có kết cấu như được nấu ở pH trung tính. Dù vậy, việc cho riêng acid vào như thế có thể không phù hợp trong quá trình sản xuất thực tế. Tối ưu nhất là sử dụng tinh bột biến tính bằng phương pháp cross-link có thể chịu được điều kiện sản xuất pH thấp. Trong thực phẩm có acid, chẳng hạn như nhân bánh cherry pie, việc chọn lựa tinh bột phù hợp là rất quan trọng. Nếu chọn không đúng, nhân bánh sẽ có độ nhớt thấp và dễ chảy lỏng, không đạt yêu cầu. Những thành phần khác trong thực phẩm: Đường: ảnh hưởng rõ ràng đến quá trình hồ hóa tinh bột. Hình trên đã cho thấy ảnh hưởng của nồng độ đường khác nhau lên nhiệt độ hồ hóa của tinh bột biến tính liên kết ngang. Ta thấy nồng độ đường càng cao thì nhiệt độ hồ hóa càng cao. Hỗn hợp 60% đường và tinh bột sẽ có nhiệt độ hồ hóa trên 100oC. Chất béo và protein cũng làm tăng nhiệt độ hồ hóa tinh bột. Những chất này có xu hướng bao phủ hạt tinh bột, ngăn cản sự xâm nhập của nước cũng như sự hydrate hóa và trương nở. Trong mọi trường hợp, tinh bột nên được nấu trước khi cho thêm các thành phần khác, hoặc nên lựa chọn loại tinh bột hồ hóa phù hợp với những điều kiện của thực phẩm. Các điều kiện công nghệ: Thời gian và nhiệt độ: Nếu tinh bột không được nấu ở nhiệt độ và thời gian chính xác, mức độ trương nở sẽ không đạt yêu cầu, tinh bột cũng không tạo ra những tính chất mong muốn. Ta có thể thấy rõ điều đó trong ví dụ sau: Bảng 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nấu lên tính chất của tinh bột tinh bột biến tính cross-linking nhiệt độ nấu thời gian nấu 710C 5 phút 60 phút độ nhớt thấp, đục, vị hồ bột 820C 5 phút 60 phút cấu trúc mịn, độ nhớt cao hơn vữa ra, độ nhớt giảm, dính kết Tác động cơ học: Các tác động như khuấy trộn tác động lên quá trình nấu tinh bột cũng có thể làm tăng hay giảm độ đặc của hỗn hợp. Huyền phù tinh bột biến tính cross-linking nhẹ, nếu khuấy nhẹ, hầu hết hạt tinh bột vẫn giữ nguyên và rất ít sự thay đổi của sản phẩm được nhận ra. Nhưng khi khuấy mạnh hơn, hạt tinh bột sẽ vỡ ra và sản phẩm tạo ra sẽ có những tính chất tinh bột nấu quá thời gian – độ nhớt thấp và kết cấu mịn. Đối với huyền phù tinh bột biến tính cross-linking cao hơn, khuấy trộn thấp thì tinh bột khó trương nở đồng đều, tuy nhiên, nếu khuấy cao hơn thì lại tạo ra một hỗn hợp phù hợp để tạo sản phẩm có dạng đặc và tơi xốp. Vì nhiều loại thiết bị sử dụng trong qui trình sản xuất cũng liên quan đến điều kiện công nghệ, tinh bột cũng cần được chú ý khi lựa chọn thiết bị. Bảng 3: Thiết bị và các điều kiện công nghệ thiết bị điều kiện công nghệ nồi có áo hơi (steam-jacketed kettle) cắt xé nhẹ, thời gian nấu và làm nguội dài thiết bị thanh trùng nguội có quét bề mặt (swept surface cooker-cooler) cắt xé trung bình, thời gian nấu và làm nguội trung bình hơi tiếp xúc (tangential steam) cắt xé cao, nhiệt độ cao, thời gian nấu ngắn máy nghiền keo (colloid mill) cắt xé rất cao nồi nấu pha hơi (steam infusion cooker) cắt xé thấp, nhiệt độ cao, thời gian nấu ngắn thiết bị trao đổi bản mỏng (plate exchanger cooker-cooler) cắt xé cao, thời gian nấu và làm nguội ngắn, nhiệt độ trung bình làm nguội nhanh (flash cooling) cắt xé cao (gây ra bởi làm nguội chân không) bơm (pumps) mức độ cắt xé tùy máy ỨNG DỤNG CỦA TINH BỘT BIẾN TÍNH: Bảng4: Một số ứng dụng trong thực phẩm của tinh bột biến tính Tinh bột Ứng dụng Tinh bột bắp sáp (giàu amilopectin) Salad, thục phẩm đóng hộp tiệt trùng và đông lạnh, súp, bánh snack. Tinh bột hồ hoá trước Bánh nướng, nhân bánh ngọt, phủ salad, pudding. Tinh bột thuỷ phân nhẹ bằng acid Màng bảo vệ thực phẩm. Tinh bột bắp sáp liên kết ngang Nhân bánh, nước sốt, trái cây đóng hộp đông lạnh hoạc tiệt trùng, pudding, salad dressing, súp, thực phẩm cho trẻ em. Tinh bột hydroxypropyl ether Trái cây đóng hộp đông lạnh hoặc tiệt trùng. Tinh bột carboxymethyl ether Chất làm bền nhũ tương Este củ tinh bột với acid acetic Trái cây đóng hộp đông lạnh hoặc tiệt trùng, thực phẩm trẻ em. Ester của tinh bột với acid succinic và acid adipic Trái cây đóng hộp đông lạnhhoặc tiệt trùng, các vi hạt để bảo vệ mùi. Ester của tinh bột với acid sulfuric Chất làm đặc, lành bến nhũ tương, điều trị những chỗ loét. Ổn định hệ nhũ tương – màng bao: Phản ứng giữa tinh bột với hợp chất ưa béo nào đó sẽ tạo ra tính chất kị nước cho tinh bột và làm ra một sản phẩm đặc trưng có thể được sử dụng để ổn định hệ nhũ tương và làm màng bao. Mục đích chính của tinh bột ở đây là cung cấp độ nhớt và sự ổn định. Hệ nhũ tương ổn định với tinh bột ưa béo này gồm hệ nhũ tương trong nước giải khát, kem, salad dressing và những hệ nước trong dầu đặc biệt. Hệ nhũ tương trong nước giải khát: Trong nước giải khát, hệ nhũ tương hương vị đã cô đặc thường được sử dụng để chuẩn bị nước ngọt như nước cam hay chanh. Một quá trình điển hình bao gồm việc chuẩn bị hệ nhũ tương các chất mùi vị trộn với hỗn hợp tinh bột ưa béo, có thể chứa cả acid citric, sodium benzoate và chất màu. Hệ nhũ tương này phải được đồng hóa để đạt chất lượng mong muốn. Một lượng nhỏ hỗn hợp hệ nhũ tương vừa tạo được này, sau đó sẽ được sử dụng để tạo hương vị cho sản phẩm nước ngọt cuối cùng, loại mà chủ yếu là đường và nước. Chất ổn định hệ nhũ tương là rất quan trọng vì hương vị có thể bị tách ra trong quá trình bảo quản. Màng bao: Tinh bột ưa béo cũng được dùng để làm màng bao trong các quá trình có bước nhũ tương hóa, theo sau là quá trình sấy (chủ yếu là sấy phun). Các lĩnh vực ứng dụng bao gồm mùi vị, kem và vitamin. Hình trên minh họa tinh bột ưa béo hoạt động như thế nào trong việc làm màng bao cho tinh dầu chanh. Ta thấy tinh bột thì bao phủ và bảo vệ một lượng dầu cao hơn khi sử dụng gum arabic truyền thống. Tính chống oxi hóa của chất bao cũng là một tính chất quan trọng. Ngay sau khi sấy phun, một lượng giống nhau các cấu tử bị oxi hóa tồn tại ở cả sản phẩm có tinh bột hay gum. Nhưng, sau một thời gian, dầu được bao với gum arabic bị oxi hóa nhiều hơn dầu có màng bao là tinh bột biến tính. Công nghiệp bánh kẹo: Trong lĩnh vực này, tinh bột được sử dụng với nhiều chức năng, chẳng hạn như tác nhân tạo gel, tạo đặc, ổn định cấu trúc, làm bền bọt, ngăn cản kết tinh, là chất kết dính, tạo màng, … Liên quan đến rau quả, sản phẩm phổ biến có thể kể đến jelly gum mềm. Thành phần có thể gồm: 5-17% tinh bột, 70-90% chất tạo ngọt, 0-20% thành phần khác (chất tạo vị, chất màu, dầu, chất giữ ẩm, chất bảo quản). Trong đó, chất tạo vị trái cây thường hay sử dụng, gồm puree trái cây hoặc puree trái cây cô đặc, hoặc cũng có thể dùng trái cây sấy nguyên quả trong jelly gum. Chức năng chủ yếu của tinh bột ở đây là cung cấp cấu trúc. 3 loại tinh bột thường dùng: Tinh bột “dễ chảy” (fluidity starch): trong loại jelly gum này, tinh bột đượ