Tính năng công nghệ và ứng dụng của tinh bột

30 3.7K 31
Tính năng công nghệ và ứng dụng của tinh bột

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM  Báo cáo Tính năng công nghệ ứng dụng của tinh bột GVHD: Th.S. Đặng Thị Ngọc Dung Nhóm thực hiện: Nhóm 2 TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 04, NĂM 2014 1 1 Hoàng Thị Hoàn 12116030 2 Nguyễn Thị Minh Nguyệt 12116062 3 Nguyễn Hoàng T. Hồng phượng 12116066 MỞ ĐẦU Tinh bột theo tiếng Hy Lạp là Amidon có công thức hóa học là : (C 6 H 10 O 5 ) n Tinh bột là polysaccarit chứa hỗn hợp amylose amylopectin trong hạt củ,thân cây lá cây.Một lượng tinh bột đáng kể có trong các loại quả như chuối các loại rau.Trong đó xãy ra các biến đổi thuận nghịch từ tinh bột thành đường glucozo phụ thuộc vào quá trình chín chuyển hóa sau thu hoạch. Tinh bột có vai trò dinh dưỡng đặc biệt lớn vì trong quá trình tiêu hóa chúng bị thủy phân thành đường glucozo là chất tạo nên nguồn calo chính trong thực phẩm cho con người.Tinh bột giữ vai trò quan trọng trong công nghệ thực phẩm vì những tính chất hóa lý của chúng. Tinh bột thường được dùng làm chất tạo độ nhớt sánh cho thực phẩm dạng lỏng,là tác nhân dạng bền cho thực phẩm dạng keo,là các yếu tố kết tinh làm đặc tạo độ cứng độ đàn hồi cho nhiều thực phẩm. Trong công nghiệp ứng dụng tinh bột để xữ lý nước thải,tạo màng bao bọc kị nước trong sản xuất thuốc nỗ nhủ tương,thành phần chất kết tinh trong công nghê sơn.Các tính chất sản có của tinh bột có thể thay đổi nếu chúng bị biến hình( hóa học hoặc sinh học)để thu đucợ những tính chất mới,thậm chí hoàn toàn mới lạ Chúng em xin chân thành cảm ơn Th.S Đặng Thị Ngọc Dung – Giảng viên môn Hóa học thực phẩm đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài này. Vì kiến thức chuyên môn chưa tốt nên trong quá trình tìm hiểu không trách khỏi thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến cô các bạn. 2 MỤC LỤC I. Tổng quan về tinh bột……………………………………………… 4 1. Amylose……………………………………………………………….4 a) Cấu trúc hóa học……………………………………………….4 b) Độ hòa tan, tính lưu biến………………………………………5 c) Cấu trúc xoắn………………………………………………… 6 d) Khả năng tạo phức…………………………………………… 7 e) Các tính chất đặc trưng……………………………………… 7 2. Amylopectin………………………………………………………… 7 a) Cấu trúc hóa học……………………………………………….7 b) Độ hòa tan, tính lưu biến………………………………………9 c) Cấu trúc xoắn……………………………………………… 9 d) Khả năng tạo phức……………………………………………… e) Các tính chất đặc trưng…………………………………………. II. Cấu trúc tinh thể của tinh bột………………………………………… III. Tính năng công nghệ của tinh bột……………………………………… 1. Khả năng hấp thụ nước sự hồ hóa của tinh bột……………………… 2. Độ trong của hồ tinh bột……………………………………………… 3. Khả năng tạo gel sự thoái hóa của tinh bột…………………………. 4. Tính nhớt dẻo của tinh bột…………………………………………… 5. Khả năng tạo màng của tinh bột……………………………………… 6. Khả năng tạo sợi của tinh bột………………………………………… 7. Khả năng phông nở của tinh bột………………………………………… IV. Các phương pháp biến tính tinh bột………………………………… 1. Biến tính tinh bột bằng phương pháp vật lý……………………………… 2. Biến tính tinh bột bằng phương pháp hóa học……………………………. 3. Biến tính tinh bột bằng enzyme………………………………………… V. Ứng dụng của tinh bột………………………………………………… 1. Tinh bột……………………………………………………………… 2. Tinh bột biến tính………………………………………………………. VI. Tài liệu tham khảo…………………………………………………. I. TỔNG QUAN VỀ TINH BỘT 3 • Tinh bột là chất dinh dưỡng dự trữ của thực vật. Tinh bột do cây xanh quang hợp nên.Tinh bộtcó nhiều trong hạt củ,quả. • Trong thực vật,tinh bột thường có mặt dưới dạng không hòa tan trong nước.Do đó có thể tích tụ một lượng lớn trong tế bào mà vẫn không bị ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu.Các hidrat cacbon đầu tiên được tạo ra từ lục lạp do quang hợp,nhanh chóng được chuyển hóa thành tinh bột.Tinh bột ở mức độ này được gọi là tinh bột đồng hóa,rất linh động có thể được sử dụng ngay trong qua trình trao đổi chất hoặc có thể được chuyển hóa thành tinh bột dự trữ trong hạt, quả,củ,rễ thân bẹ lá. • Trong nước nóng từ 65°C trở lên,tinh bột tan thành dung dịch keo,tạo thành hồ tinh bột,cấu trúc phân tử của tinh bột 6 10 5 ( ) n C H O . • Tinh bột có nhiều trong các hạt lương thực,do đó lương thực được xem là nguyên liệu chủ yếu để sản xuất tinh bột cũng như những sản phẩm liên quan đến tinh bột. • Ta có thể chia tinh bột thực phẩm thành 3 hệ thống:  Hệ thống tinh bột của các hạt ngủ cốc.  Hệ thống tinh bột của các hạt họ đậu.  Hệ thống tinh bột của các loại củ. Tinh bột là hỗn hợp của hai loại glucan là amylose amylopectin. 1. Amylose. a) Cấu trúc hóa học. - Amylose là một polymer mạch thẳng cấu tạo từ D – glucopyranose nhờ các liên kếtα – 1,4 – glucozit. 4 Hình I.1. Công thức cấu tạo của Amylose. - Quá trình thủy phân của amylose có thể được tiến hành bằng các enzyme α – amylose, β – amylase glucoamylase. - Trong amylose có khoảng 0,1 % các liên kết phân nhánh α – 1,6 nên β – amylase thường không thể thủy phân được amylose một cách hoàn toàn. - Trọng lượng phân tử amylose trong khoảng 10 5 – 10 6 . - Mức độ polymer hóa DP ( Degree of Polymerisation ) từ 1000 – 2000 (thấp) 4500 – 6000 ( cao ). Hình I.2. cấu trúc một phần của amylose. b) Độ hoà tan tính lưu biến. - Amylose thu được bằng phương pháp công nghiệp thường là sản phẩm thoái hóa nên không hòa tan. - Amylose mới tách ra từ tinh bột bằng phương pháp tạo phức với n – butanol ở dạng bột xốp khô, có thể hòa tan dễ dàng trong nước nóng đến 15%. - Amylose cũng có thể hòa tan trong dung dịch kiềm loãng, tại nồng độ kiềm tối ưu. - Do trọng lượng phân tử lớn có cấu tạo mạch thẳng nên độ nhớt của dung dịch amylose thu được cũng cao. 5 - Dung dịch amylose rất dễ tạo keo, ngay cả khi ở nhiệt độ cao. Tốc độ tạo keo là hàm của thời gian, nhiệt độ, pH, nồng độ phương pháp hòa tan. c) Cấu trúc xoắn. - Tham gia vào thành phần cấu tạo trong cấu trúc tinh thể dạng B là các sợi amylose xoắn kép song song ngược chiều, được sắp xếp cạnh nhau thao hình lục giác, vùng tâm của hình lục giác chứa đầy nước. Hình I.3 cấu trúc xoắn của amlose. - Cấu trúc tinh thể tinh bột dạng A tương tự như dạng B, nhưng tâm hình lục giác không chứa nước mà chứa nước mà là một chuỗi xoắn kép khác, khiến cho toàn bộ “ bó sợi “ có cấu trúc chặt chẽ hơn trong trường hợp này chỉ có 8 phân tử nước nằm xen kẽ giữa các chuỗi xoắn kép. - Điều kiện môi trường có thể làm thay đổi cấu hình của các chuỗi xoắn kép. - Nhiều phân tử như iodine, acid béo, các ester của acid béo, acid hydroxycarboxylic,… có khả năng tạo thành một dạng mắt lưới với amylose. - Kích thước của phòng helix ( khoảng 13,7 A 0 – 16,2 A 0 ) có ảnh hưởng quan trọng đến khả năng tạo phức của amylose. d) Khả năng tạo phức. 6 - Amylose, đặc biệt là từ ngũ cốc có thể tạo phức với một lượng tương đối lớn lipid. - Lipid làm tăng độ bền của cấu trúc helix, giảm khả năng trương nở của tinh bột ngũ cốc. - Khả năng này có thể được cải thiện khi có mặt một số alcohol, như etanol, amyl alcohol,… Chính các alcohol này chui vào bên trong vòng xoắn ưa béo đẩy lipid ra khỏi cấu trúc helix. - Các phức được làm khô thường rất bền, ví dụ phức giữa amylose vitamin A. tính chất này được dùng để tránh hieemnj tượng oxy hóa, bảo vệ vitamin A trong thuốc thức ăn gia súc. e) Các tính chất đặc trưng. - Phản ứng đặc trưng với iodine cho màu xanh dương. - Dung dịch không bền, ở nhiệt độ thấp chuyển sang trạng thái vô định gây kết tủa không thuận nghịch gọi là sự thoái hóa tinh bột. Bảng I.1.Thành phần amilose amilopectin của một số loại tinh bột: Loại tinh bột Amylose % Amilopectin,% Gạo 18.5 81.5 Nếp 0.3 99.7 Bắp 24 76 Đậu xanh 54 46 Khoai tây 20 80 Khoai lang Khoai mì 19 17 81 83 2. Amylopectin. a) Cấu tạo hóa học. - Amylopectin là một glucan phân nhánh - Trong phân tử Amylopectin ngoài liên kết α – 1,4, tỷ lệ liên kết phân nhánh α – 1,6 chiếm khoảng 4 %. - Trung bình, mỗi nhánh của amylopectin chứa khoảng 15 – 30 gốc glucose. 7 Hình I.3 Một phần cấu trúc của amylopectin. - Amylopectin có khối lượng phân tử nằm trong khoảng 500 ngàn đến 1000000 dalton. - Amylopectin thường phân bố ở phía ngoài hạt tinh bột. - Cấu tạo của amylopectin còn lớn dị thể hơn amyloza nhiều.Trong tinh bột tỉ lệ amyloza/amylopectin khoảng ¼.Tỉ lệ này có thể thay đổi phụ thuộc vào thời tiết mùa vụ hay cách chăm bón. - Sự khác biệt giữa amylose với amylopectin không phải luôn luôn rõ nét.Bởi lẽ các phân tử amylose cũng thường có một phần nhỏ phân nhánh do đó cũng có những tính chất giống như amylopectin. 8 Hình I.4. Dạng amylopectin của tinh bột. b) Độ hòa tan. - Amylopectin chỉ tan được trong nước ở nhiệt độ cao tạo thành dung dịch có độ nhớt cao rất bền vững. Amylopectin không có khả năng tạo phức với butanol các hợp chất hữu cơ khác,không bị hấp thụ trên cellulose c) Cấu trúc xoắn. - Tương tự amylose, amylopectin cũng có cấu trúc xoắn kép với các chuỗi helix song song. - Cấu trúc tinh thể của tinh bột có liên quan chặt chẽ đến thành phần amylopectin khả năng tạo chuỗi xoắn kép. d) Khả năng tạo phức. - Amylopectin không có khả năng tạo phức với butanol các hợp chất hữu cơ khác,không bị hấp thụ trên cellulose e) Các tính chất đặc trưng. - Amylose bắt màu xanh với Iodine,màu này mất đi khi đun nóng, hiện lại màu khi nguội. - Amylose bị kết tủa bởi rượu butylic.Trong phân tử amylose có một đầu có tính khử một đầu không có tính khử. - Quá trình thủy phân tương tự như amylose, β – amylase không thủy phân được các liên kết nhánh α – 1,6. Phần mạch nhánh còn sót lại được gọi là các dextrin giới hạn. - Khi đung nóng trong nước, tạo thành dung dịch đặc, trong, dính có độ nhớt cao. Độ nhớt giảm nhanh trong môi trường acid, trong quá trình hấp tiệt trùng khi chịu một lực cắt. - Amylopectin không bị thoái hóa, khả năng tạo gel cũng kém ( trừ khi ở nồng độ rất cao ). 9 II. CẤU TRÚC TINH THỂ CỦA TINH BỘT. - Hạt tinh bột có dạng hình tròn, bầu dục hoặc đa giác. 10 [...]... 10-130 Bầu dục Dong riềng 38-41 III TÍNH NĂNG CÔNG NGHỆ CỦA TINH BỘT 1 Khả năng hấp thụ nước sự hồ hóa của tinh bột Quá trình trương nở: • Khi hòa tan tinh bột vào nước do kích thước phân tử của tinh bột lớn nên đầu tiên các phân tử sẽ xâm nhập vào giữa các phần tử tinh bột 12 Tại đây chúng sẽ tương tác với nhóm hoạt động của tinh bột, quay cực, các phổ hồng ngoại glucoza, tạo ra lớp vỏ nước làm... pháp biến tính tinh bột 23  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, các chất oxy hóa… dẫn đến thay đổi cấu trúc vật lý, hóa học của tinh bột  Có 3 phương pháp để biến tính tinh bột 1 Biến tính tinh bột bằng phương... vi ứng dụng của loại tinh bột này trong một số loại thương phẩm Nhược điểm của hạt tinh bột tự nhiên thể hiện ở tính chảy tự do hay tính kỵ nước của hạt tinh bột, tính kém trương nở, tính không hòa tan, độ nhớt tăng trong nước lạnh, sự tăng quá hay không điều chỉnh được độ nhớt sau khi nấu, … Vì thế để có được những loại tinh bột phu hợp người ta tiến hành biến tính tinh bột IV Các phương pháp biến tính. .. hóa của gel tinh bột sự thoái hóa của amylose là không khắc phục được, trong khi amylopectin thoái hóa có thể quay lại trạng thái ban đầu khi đun nóng ở 50 – 60 0C • Sự thoái hóa tinh bột thường kèm theo hiện tượng tách nước đặc lại của các sản phẩm dạng nửa lỏng làm cứng các sản phẩm như bánh mì 4 Tính chất nhớt dẻo của tinh bột - Độ nhớt độ dẻo của hồ tinh bột là một trong những tính. .. gel tinh bột có độ trong cao xu hướng thoái hóa giảm 3 Biến tính tinh bột bằng enzyme • Amylase là một trong những hệ enzyme quan trọng nhất ứng dụng trong ngành công nghệ thực phẩm Ngày nay amylase vi sinh vật đã thay thế acid trong công nghiệp thủy phân tinh bột • α – amylase, β – amylase, glucoamylase là những enzyme quan trọng nhất trong biến tính tinh bột  Nhược điểm: • Tinh bột biến tính. .. tác kỵ nước có khả năng xuyên thấm qua các vật liệu glucid như tinh bột, cellulose,…Nhiệt cũng làm tinh bột hồ hóa 22 chin Phần không khí trong khối bột – không thấm được qua các lớp màng tinh bột đã được tấm béo – sẽ làm giãn nở phồng nổ tinh bột - Tinh bột nếp ( có chứa nhiều amylopectin) có cấu trúc chặt khả năng không thấm khí lớn nên khả năng phồng nở cũng lớn hơn - Tinh bột oxy hóa –... khả năng giữ nước, độ cứng độ đàn hồi của gel protein được tốt hơn Tính chất này có ứng dụng quan trọng trong các sản phẩm như giò lụa Hình III.7 Sản phẩm giò lụa • Trong tinh bột chứa cả amylose amylopectin nên trong gel tinh bột có cả vùng kết tinh vô định hình Tham gia vào vùng kết tinh có các phân tử amylose các đoạn mạch ngắn của amylopectin kết dính với nhau Cấu trúc nhiều nhánh của. .. tăng đáng kể độ trong của hồ tinh bột, ngược lại các chất nhũ hóa như glixerinmonosterat lại làm đục hồ tinh bột Các chất hoạt động bề mặt như sodium laurilsulphat dễ tạo phức với amylose có tác dụng làm tăng độ trong của hồ • Hình III.6 bánh bột lọc 3 Khả năng tạo gel sự thoái hóa của tinh bột Khả năng tạo gel: • Khi để nguội hồ tinh bột thì các phân tử sẽ tương tác với nhau sắp xếp lại một... loại hạt tinh bột Cấu trúc tinh thể: Tinh bột có bản chất bán tinh thể với nhiều mức độ khác nhau, thường từ 15 – 45 % khi ở dạng hạt Theo nhiều tác giả, amylose có khả năng tạo các chuỗi xoắn kép có vai trò trong việc tạo cấu trúc tinh thể của tinh bột Nhưng một số nghiên cứu mới đây lại cho rằng khả năng tạo cấu trúc tinh thể của tinh bột liên quan nhiều hơn đến amylopectin Trong lớp tinh thể,... acid • Loại tinh bột này có độ bền rất cao trong khoảng pH rộng dưới tác dụng của lực cơ học như khuấy • Tinh bột liên kết ngang cũng có thể được tạo ra qua các cầu B ( boric acid ) Loại này rất dai, cứng, bền, cứng giòn hơn tinh bột bình thường • Tinh bột oxy hóa: Khi xử lý huyền phù với hypochloride ( HClO hay NaClO) ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ hồ hóa sẽ xảy ra oxy hóa tinh bộtTinh bột oxy . khảo…………………………………………………. I. TỔNG QUAN VỀ TINH BỘT 3 • Tinh bột là chất dinh dưỡng dự trữ của thực vật. Tinh bột do cây xanh quang hợp nên .Tinh bộtcó nhiều trong hạt củ,quả. • Trong thực vật ,tinh bột thường có mặt. để sản xuất tinh bột cũng như những sản phẩm liên quan đến tinh bột. • Ta có thể chia tinh bột thực phẩm thành 3 hệ thống:  Hệ thống tinh bột của các hạt ngủ cốc.  Hệ thống tinh bột của các. Cấu trúc tinh thể của tinh bột ……………………………………… III. Tính năng công nghệ của tinh bột …………………………………… 1. Khả năng hấp thụ nước và sự hồ hóa của tinh bột …………………… 2. Độ trong của hồ tinh bột …………………………………………… 3.

Ngày đăng: 10/06/2014, 23:03

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan