Tài liệu Nghiên cứu chế biến tinh bột thành tinh bột biến tính để ứng dụng trong tinh bột hoà tan và công ngh

ĐỀ TÀI: Nghiên cứu chế biến tinh bột thành tinh bột biến tính để ứng dụng trong tinh bột hoà tan và công nghiệp giấy

Mở đầu


Nước ta nằm ở vùng nhiệt đới nên có nhiều điều kiện thuận lợi về tự nhiên để phát triển nông nghiệp. Trong những năm gần đây nước ta sản xuất ra rất nhiều lương thực, nhu cầu nhân dân được đáp ứng đầy đủ, một phần lương thực đã được xuất khẩu nhưng chủ yếu là gạo. Các cây lương thực khác như ngô, khoai, sắn cũng được trồng ở nhiều nơi và có sản lượng cao. Theo niên giám thống kê năm 1998, diện tích trồng khoai lang là 4018 ha, sản lượng 2399900 tấn /năm. Diện tích trồng sắn 2777400 ha, sản lượng 2211500 tấn/năm. Với nguồn tinh bét khoai và sắn dồi dào như vậy thì trên thực tế ta chỉ sử dụng trực tiếp cho chăn nuôi là chủ yếu, còn phần để chế biến thành các sản phẩm có giá trị còn Ýt. Đời sống nhân dân ở các vùng trồng khoai và sắn rất khó khăn vì sắn và khoai có giá trị thương phẩm thấp, những vùng đó lại chỉ thích hợp cho các loại cây trên phát triển. Để từng bước tháo gỡ khó khăn thì việc nghiên cứu làm tăng giá trị sử dụng, đa dạng các sản phẩm từ các nguyên liệu rẻ tiền là cần thiết. Một trong những biện pháp là sản xuất tinh bột biến tính để sử dụng trong công nghiệp thực phẩm và các ngành công nghiệp khác. Nhu cầu về tinh bột biến tính ở nước ta rất lớn và chủ yếu phải nhập khẩu. Để nâng cao đời sống nhân dân, sử dụng nguồn nguyên liệu sẵn có em được giao nhiệm vụ :²Nghiên cứu chế biến tinh bột thành tinh bột biến tính để ứng dụng trong tinh bột hoà tan và công nghiệp giấy”.
Nội dung bao gồm:
-Xác định một số đặc tính của tinh bét khoai và sắn.




PHẦN I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

I. Tinh bét
Trong thiên nhiên, tinh bột là hợp chất hữu cơ rất phổ biến và dồi dào chỉ sau xenluloza. Tinh bột là nguồn dự trữ năng lượng chủ yếu của cây trồng. Nó có mặt ở hầu hết các bộ phận của cây xanh: cành, lá, rễ, củ và quả. Tinh bột giữ chức năng sinh học giống nhau đối với người, động vật cũng như đối với các sinh vật bậc thấp. Người ta chia tinh bột thực phẩm thành ba hệ thống:
+Tinh bột các hạt cốc: Lúa, ngô, kê, lúa mì
+Tinh bột các cây họ đậu: Đậu Hà lan, đậu đỗ
+Tinh bột các loại củ: Sắn, khoai, khoai lang,rong riềng
Trong các nguồn nguyên liệu kể trên thì tinh bột sắn và tinh bét khoai lang có hàm lượng cao, giá rẻ. Cây sắn và khoai lang dễ trồng năng suất cao.
Tinh bột tồn tại dưới dạng hạt, có kích thước biến đổi từ 0,02¸0,12 mm. Tuỳ vào nguồn gốc và điều kiện canh tác mà các hạt tinh bột có hình dáng và kích thước khác nhau. Bên ngoài hạt tinh bột là vỏ, có nhiều lỗ nhỏ và có cấu trúc rắn hơn, Ýt Èm hơn so với lớp bên trong. Bên trong hạt có cấu tạo lớp, trong mỗi lớp là các tinh thể amiloza và amilopectin xắp xếp theo phương hướng tâm. Hạt tinh bột có cấu tạo lỗ xốp nên có khả năng hút Èm, hấp phụ và phản hấp phụ các chất khí, lỏng tốt. Với lỗ xốp thì khi tương tác với các chất hoà tan thì bề mặt bên trong và bên ngoài điều tham dù.
I.1.Hợp phần amiloza và amilopectin của tinh bét
Tinh bột có nguồn gốc thực vật chứa hai loại polysaccarit khác nhau- amyloza(20-30%) và amilopectin(70-80%).
I.1.1.1 Amiloza
Amiloza cấu tạo từ vài trăm đơn vị D-glucopyranoza liên kết với nhau bằng liên kết a-1,4-glucozit(Hình 1). Các mạch này hoàn toàn thẳng hoặc phân nhánh ở mức độ rất thấp tạo nên một chuỗi dài 200¸1000 gốc glucoza. Amiloza trong hạt tinh bét, trong dung dịch hoặc trong trạng thái thoái hoá có cấu hình mạch dãn. Khi thêm tác nhân kết tủa mới chuyển thành dạng xoắn ốc. Amiloza ở trạng thái tinh thể thì có cấu hình xoắn ốc. Mỗi vòng xoắn ốc gồm 6 gốc glucoza. Đường kính xoắn ốc là 12,97A[SUP]0[/SUP] chiều cao là 9,71A[SUP]0[/SUP]. Các nhóm Hydroxyl của các gốc glucoza được bố trí phía ngoài xoắn ốc, bên trong là các nhóm C-H. Kích thước bên trong vòng phải đủ lớn để chứa được phân tử Iôt, Butanol. Phân tử lượng của amiloza trong khoảng 50.000-160.000. Theo Stepanenko thì amiloza có hai loại:
+Amiloza có mức độ trùng hợp tương đối thÊp ( khoảng 2000) thì không có cấu trúc bất thường và bị phân ly hoàn toàn bởib-amilaza
+Amiloza có mức độ trùng hợp lớn (trên 6000)có cấu trúc án ngữ với b-amilaza nên chỉ bị phân giải 60%.
Hình 1.





I.1.1.2.Các tính chất của amiloza
Amiloza dễ tan trong nước Êm và tạo nên dung dịch có độ nhớt không cao. Dung dịch của amiloza không bền khi nhiệt độ hạ thấp các dung dịch đậm đặc của amiloza nhanh chóng tạo gel tinh thể và các chất kết tủa không thuận nghịch.
Hiện tượng tinh bột đã được hồ hoá chuyển trở về trạng thái ban đầu là hiện tượng thoái hoá. Hiện tượng này là kết quả của sự tạo thành liên kết hydro giữa các phân tử amiloza vừa có nhóm hydroxyl vừa có nhóm tiếp nhận hydro giữa các phân tử amiloza mạch đã dãn thường định hướng với nhau dễ dàng và tự do hơn giữa các phân tử amilopectin cứng nhắc. Sự thoái hoá chỉ liên quan chủ yếu đến amiloza. Qúa trình thoái hoá giồm ba giai đoạn:
+Đầu tiên các mạch được uấn thẳng lại.
+Tiếp theo vá hydrat bị mất và các mạch được định hướng
+Cuối cùng là sự tạo thành liên kết hydro giữa các nhóm hydroxyl của amiloza
Tốc độ thoái hoá chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như pH, nhiệt độ, nồng độ dịch và sự tồn tại của các ion kim loại. Tốc độ thoái hoá tăng khi nhiệt độ giảm và cực đại khi pH =7 và sẽ giảm khi tăng hoặc giảm pH. Với pH >10 không cho hiện tượng thoái hoá, pH <2 thì tốc độ thoái hoá vô cùng nhỏ.
Amilaza tương tác với Iod cho phức màu xanh đặc trưng. Dựa vào tính chất này để xác định hàm lượng amiloza của tinh bột bằng phương pháp trắc quang . Phản ứng với Iôt xảy ra khi phân tử amiloza có dạng vòng hoặc xoắn ốc. Các dextrim có Ýt hơn 6 gốc glucoza không cho phản ứng màu với Iod vì không tạo được một vòng xoắn ốc hoàn chỉnh. Amiloza với hình thể xoắn ốc hấp thụ được 26%khối lượng Iod tương ứng với một vòng xoắn ốc một phân tử Iod. Phản ứng xảy ra dễ dàng khi amiloza khô với hơi Iot cũng như chúng tồn tại dưới dạng dung dịnh. Trong phức amiloza-Iod trục của mạch polyiot trùng với trục của xoắn ốc. Phức amiloza-Iod bền được là do tương tác của các ngẫu cực cảm ứng vốn tạo ra nhờ các đơn vị glucoza trong xoắn ốc và mạch polyiot. Ngoài ra amiloza còn có khả năng tạo phức với một số lớn các hợp chất hữu cơ có cực và có độ hoà tan khác trong nước cũng như với các hợp chất không cực kiểu Cacbuahydro loại parafin và Cacbuahydro vòng như rượu izomilic, rượu butanol

I.1.2. Amilopectin
Amilopectin là phân tử có độ phân nhánh rất cao, được cấu tạo từ vài trăm đoạn mạch. Mỗi đoạn mạch này chứa 20¸25 măt xích glucoza liên kết a-1,4-glucozit. Các đoạn mạch nối với nhau chủ yếu bằng liên kết a-1,6-glucozit(hình 1.2).
Hình 2.










Amylopectin rất gần với glucogen hay tinh bột của động vật.
Amilopectin không có khả năng liên kết với butanol hoặc các hợp chất hữu cơ khác. Khi hoà tan trong nước sôi amilopectin tạo thành dung dịch có độ nhớt cao và rất bền vững. Vì có cấu trúc phân tử cồng kềnh lập thể nên các phân tử amilopectin không có xu hướng kết tinh và do đó chúng có khả năng giữ nước lớn . Các dung dịch amilopectin không có hiện tượng thoái hoá. Amilopectin cho màu xanh tím với I[SUB]2 [/SUB]và khả năng hấp thụ này rất thấp .

I.2 Tính chất của tinh bét
I.2.1 Tính lưỡng chiết
Cấu trúc tinh thể của tinh bột được tao thành nhờ liên kết hydro giữa các phân tử amyloza và các mạch nhánh của amylopectin tạo nên các mixen. Cấu trúc này ảnh hưởng đến sự xuyên qua của ánh sáng vào hoạt tinh bột, làm lệch mặt phẳng của ánh sáng phân cực, nhờ thế mà ta có thể quan sát được tính lưỡng chiết của tinh bét hay còn gọi là hiện tượng chữ thập đen khi quan sát ở dưới kính hiển vi
I.2.2. Nhiệt độ hồ hoá
Ở nhiệt độ thấp trong nước, hạt tinh bột không có sự thay đổi về hình dạng bên ngoài đáng kể. Khi tăng nhiệt độ lên, hạt tinh bét trong dịch huyền phù bắt đầu trương lên cùng với sự hút nước tăng dần. Tính lưỡng chiết sẽ mất đi khi hạt tinh bột tiếp tục giãn nở, hút nước nhiều hơn, trở nên trong hơn, thể tích và độ nhớt tăng lên và thu được hồ tinh bét.
Nhiệt độ hồ hoá không phải là nhiệt độ xác định mà là một khoảng (bảng 1.1), thấp nhất là nhiệt độ mà ở đó phân tử tinh bột đầu tiên mất lưỡng tính chiết và cao nhất là nhiệt độ mà ở đó chỉ còn 10% tinh bột giữ được tính lưỡng chiết.
Bảng 1.1Khoảng nhiệt độ hồ hoá của một sốloại tinh bét
[TABLE]
[TR]
[TD]Tinh bét[/TD]
[TD=colspan: 3]Nhiệt độ mất tính lưỡng chiết [SUP]o[/SUP] C[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Thấp nhất[/TD]
[TD]Trung bình[/TD]
[TD]Cao nhất[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Ngô nếp[/TD]
[TD]62[/TD]
[TD]66[/TD]
[TD]70[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Ngô tẻ(55%amyloza)[/TD]
[TD]67[/TD]
[TD]80[/TD]
[TD]100[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Đại mạch[/TD]
[TD]67,5[/TD]
[TD]73,5[/TD]
[TD]78[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Gạo[/TD]
[TD]65[/TD]
[TD]74,3[/TD]
[TD]78[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Kê[/TD]
[TD]57[/TD]
[TD]61[/TD]
[TD]70[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Bét[/TD]
[TD]59,5[/TD]
[TD]62,5[/TD]
[TD]64[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Khoai tây[/TD]
[TD]58[/TD]
[TD]62[/TD]
[TD]66[/TD]
[/TR]
[/TABLE]
I.2.3Khả năng tạo gel
Khi các hạt tinh bột trương nở, một số phân tử amyloza có phân tử lượng thấp chuyển ra ngoài và chúng có thể liên hợp với nhau tạo thành các chùm dày đặc. Các chùm này sẽ kết tủa khi nồng độ thấp hoặc tạo thành gel khi ở nồng độ cao. Lượng amyloza trong tinh bột càng cao thì khả năng tạo gel càng lớn.
I.2.4. Khả năng bị phân bởi enzin
Hầu hết các amylaza đều thuỷ phân tốt hồ tinh bột. Sản phẩm thuỷ phân của tinh bột phụ thuộc vào bản chất của enzim amylaza và cơ chất. Một số loại amylaza có khẩ năng thuỷ phân được tinh bột sống.
I.3. Sắn (Manihot utlissma pohl)
Sắn (Manihot) là cây lương thực ưa Êm và Èm, phát nguồn từ sông Amaron Nam Mỹ. Đến thế kỷ 16 mới trồng ở châu Á và Phi. Cây sắn được trồng ở nhiều nơi trên nước ta, nhất là vùng trung du và miền núi. Sắn dễ trồng, Ýt tốn công sức , Ýt bị côn trùng phá hoại, có thể sinh trưởng tốt ở nhiều loại đất, chịu được khô cằn. Chính vì vậy mà diện tích cũng như sản lượng sắn rất lớn. Cây sắn có chiều cao trung bình 1¸5m, bình thường cao 2¸3 m, củ dài 15¸100cm, đường kính 3¸15cm. Năng suất 5¸60 tấn /1ha
Cấu tạo của củ sắn gồm bốn phần :
-Vỏ gỗ chiếm 0,5¸3% khối lượng củ. Cấu tạo chủ yếu từ xenluloza có màu trắng vàng đỏ, có tác dụng bảo vệ củ khỏi tác dụng của ngoại cảnh.
-Vỏ cùi chiếm 8% đến 10% khối lượng củ. Vỏ cùi mề gồm các tế bào thành dày ngoài xenlluloza còn chứa gỗ chiếm 5¸8% tinh bét. Trong vỏ cùi có chứa các sắc tố, độc tố và enzin.
-Thịt sắn là phần chủ yếu của củ, bao gồm các tế bào nhu mô thành mỏng . Bên ngoài có tế bào nhu mô là xelluloza, pentozan, bên trong là các hạt thịt sắn, nhiều nhất ở lớp vỏ ngoài và giảm giần vào trong .

[TABLE]
[TR]
[TD]Thành phần[/TD]
[TD] Tỷ lệ %[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Nước[/TD]
[TD] 70,25[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Tinh bét[/TD]
[TD] 21,45[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Protein[/TD]
[TD] 1,12[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Chất béo[/TD]
[TD] 0,40[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Xelluloza[/TD]
[TD] 1,10[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Đường[/TD]
[TD] 5,13[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Tro[/TD]
[TD] 0,54[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Bảng 2.2 Thành phần hoá học của sắn
Tinh bột sắn là thành phần hoá học chính của củ sắn. Tinh bột sắn có kích thước 15¸80 mm. Dưới kính hiển vi hạt tinh bột sắn có hình dạng tròn. bầu dục. Tinh bột sắn cũng bao gồm hai cấu tử amiloza và amilopectin. Hàm lượng hai cấu tử này khác với các tinh bột khác. Hàm lượng amiloza của tinh bột sắn từ 12¸18% , amylopectin78¸80%. Nhiệt độ hồ hoá trong khoảng từ 58[SUP]0[/SUP]C¸68[SUP]0[/SUP]C nhiều tác giả cho rằng 51¸79[SUP]0[/SUP]C (Nguyễn Tố Tâm) 61¸80,5[SUP]0[/SUP]C (Nguyễn Đình Thưởng).
Tinh bột sắn nhìn bề ngoài có màu sáng trắng, gồm nhiều hạt nhỏ, khi hồ hoá trở lên trong và có màu sám. Khi hồ hoá độ nhớt tăng rất nhanh, độ kết dính cao hơn các loại tinh bột khác như khoai tây, khoai lang Ở nước ta tinh bét sắn là nguồn nguyên liệu dồi dào và rẻ tiền nhất vì vậy tinh bột sắn được dùng nhiều trong nghành công nghiệp như: công nghiệp giấy, công nghiệp dệt, công nghiệp dược, công nghiệp thực phẩm
I.4. Khoai lang .(Batats edulis chois)
Khoai lang là cây màu ưa Èm lên được trồng phổ bién ở các nước nhiệt ôn đới. Ở nước ta khoai lang chiếm vị chí quan trọng sau lúa và ngô, nó được trồng từ đồng bằng đến trung du, nhất là ở đất cát và cát phù xa khoai lang được trồng nhiều sản lượng cao khó bảo quản được lâu, giá trị hàng hoá thấp nên chủ yếu làm thức ăn cho chăn nuôi. Cấu tạo củ khoai lang gồm ba phần:
-Vá bao chiếm 1%trọng lượng củ.
-Vỏ cùi chiếm từ 5¸12% gồm những tế bào thành mỏng, chứa tinh bột nguyên sinh chất và dịch thể. Trong dịch thể chứa chất tanin, sắc tố, enzin.
-Thịt củ, gồm các tế bào nhu mô có chứa tinh bột, các hợp chất Nitơ và một số nguyên tố vi lượng. Tinh bét khoai lang chủ yếu tập trung ở phần thịt củ.


[TABLE]
[TR]
[TD]Thành phần[/TD]
[TD] Tỷ lệ %[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Nước[/TD]
[TD] 68,1[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Tinh bét[/TD]
[TD] 15¸31[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Protein[/TD]
[TD] 1,6[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Chất béo[/TD]
[TD] 0,50[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Xelluloza[/TD]
[TD] 0,9[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Đường[/TD]
[TD] 5¸10[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Tro[/TD]
[TD] 1[/TD]
[/TR]
[/TABLE]
Bảng 2.3 Thành phần hoá học của sắn
Hạt tinh bét khoai lang hình trống, kích thước nhỏ hơn tinh bột sắn, đường kính 10 mm, tỷ lệ các chiều khoảng 1/2. Trong củ khoai lang có nhều mủ, chứa sắc tố, tamin và các Emzim là những chất sinh mầu nên tinh bét khoai lang không có màu trắng như tinh bột sắn.

II.Tinh bột biến tính
II.1 Khái niệm chungMở đầu


Nước ta nằm ở vùng nhiệt đới nên có nhiều điều kiện thuận lợi về tự nhiên để phát triển nông nghiệp. Trong những năm gần đây nước ta sản xuất ra rất nhiều lương thực, nhu cầu nhân dân được đáp ứng đầy đủ, một phần lương thực đã được xuất khẩu nhưng chủ yếu là gạo. Các cây lương thực khác như ngô, khoai, sắn cũng được trồng ở nhiều nơi và có sản lượng cao. Theo niên giám thống kê năm 1998, diện tích trồng khoai lang là 4018 ha, sản lượng 2399900 tấn /năm. Diện tích trồng sắn 2777400 ha, sản lượng 2211500 tấn/năm. Với nguồn tinh bét khoai và sắn dồi dào như vậy thì trên thực tế ta chỉ sử dụng trực tiếp cho chăn nuôi là chủ yếu, còn phần để chế biến thành các sản phẩm có giá trị còn Ýt. Đời sống nhân dân ở các vùng trồng khoai và sắn rất khó khăn vì sắn và khoai có giá trị thương phẩm thấp, những vùng đó lại chỉ thích hợp cho các loại cây trên phát triển. Để từng bước tháo gỡ khó khăn thì việc nghiên cứu làm tăng giá trị sử dụng, đa dạng các sản phẩm từ các nguyên liệu rẻ tiền là cần thiết. Một trong những biện pháp là sản xuất tinh bột biến tính để sử dụng trong công nghiệp thực phẩm và các ngành công nghiệp khác. Nhu cầu về tinh bột biến tính ở nước ta rất lớn và chủ yếu phải nhập khẩu. Để nâng cao đời sống nhân dân, sử dụng nguồn nguyên liệu sẵn có em được giao nhiệm vụ :²Nghiên cứu chế biến tinh bột thành tinh bột biến tính để ứng dụng trong tinh bột hoà tan và công nghiệp giấy”.
Nội dung bao gồm:
-Xác định một số đặc tính của tinh bét khoai và sắn.




PHẦN I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

I. Tinh bét
Trong thiên nhiên, tinh bột là hợp chất hữu cơ rất phổ biến và dồi dào chỉ sau xenluloza. Tinh bột là nguồn dự trữ năng lượng chủ yếu của cây trồng. Nó có mặt ở hầu hết các bộ phận của cây xanh: cành, lá, rễ, củ và quả. Tinh bột giữ chức năng sinh học giống nhau đối với người, động vật cũng như đối với các sinh vật bậc thấp. Người ta chia tinh bột thực phẩm thành ba hệ thống:
+Tinh bột các hạt cốc: Lúa, ngô, kê, lúa mì
+Tinh bột các cây họ đậu: Đậu Hà lan, đậu đỗ
+Tinh bột các loại củ: Sắn, khoai, khoai lang,rong riềng
Trong các nguồn nguyên liệu kể trên thì tinh bột sắn và tinh bét khoai lang có hàm lượng cao, giá rẻ. Cây sắn và khoai lang dễ trồng năng suất cao.
Tinh bột tồn tại dưới dạng hạt, có kích thước biến đổi từ 0,02¸0,12 mm. Tuỳ vào nguồn gốc và điều kiện canh tác mà các hạt tinh bột có hình dáng và kích thước khác nhau. Bên ngoài hạt tinh bột là vỏ, có nhiều lỗ nhỏ và có cấu trúc rắn hơn, Ýt Èm hơn so với lớp bên trong. Bên trong hạt có cấu tạo lớp, trong mỗi lớp là các tinh thể amiloza và amilopectin xắp xếp theo phương hướng tâm. Hạt tinh bột có cấu tạo lỗ xốp nên có khả năng hút Èm, hấp phụ và phản hấp phụ các chất khí, lỏng tốt. Với lỗ xốp thì khi tương tác với các chất hoà tan thì bề mặt bên trong và bên ngoài điều tham dù.
I.1.Hợp phần amiloza và amilopectin của tinh bét
Tinh bột có nguồn gốc thực vật chứa hai loại polysaccarit khác nhau- amyloza(20-30%) và amilopectin(70-80%).
I.1.1.1 Amiloza
Amiloza cấu tạo từ vài trăm đơn vị D-glucopyranoza liên kết với nhau bằng liên kết a-1,4-glucozit(Hình 1). Các mạch này hoàn toàn thẳng hoặc phân nhánh ở mức độ rất thấp tạo nên một chuỗi dài 200¸1000 gốc glucoza. Amiloza trong hạt tinh bét, trong dung dịch hoặc trong trạng thái thoái hoá có cấu hình mạch dãn. Khi thêm tác nhân kết tủa mới chuyển thành dạng xoắn ốc. Amiloza ở trạng thái tinh thể thì có cấu hình xoắn ốc. Mỗi vòng xoắn ốc gồm 6 gốc glucoza. Đường kính xoắn ốc là 12,97A[SUP]0[/SUP] chiều cao là 9,71A[SUP]0[/SUP]. Các nhóm Hydroxyl của các gốc glucoza được bố trí phía ngoài xoắn ốc, bên trong là các nhóm C-H. Kích thước bên trong vòng phải đủ lớn để chứa được phân tử Iôt, Butanol. Phân tử lượng của amiloza trong khoảng 50.000-160.000. Theo Stepanenko thì amiloza có hai loại:
+Amiloza có mức độ trùng hợp tương đối thÊp ( khoảng 2000) thì không có cấu trúc bất thường và bị phân ly hoàn toàn bởib-amilaza
+Amiloza có mức độ trùng hợp lớn (trên 6000)có cấu trúc án ngữ với b-amilaza nên chỉ bị phân giải 60%.
Hình 1.





I.1.1.2.Các tính chất của amiloza
Amiloza dễ tan trong nước Êm và tạo nên dung dịch có độ nhớt không cao. Dung dịch của amiloza không bền khi nhiệt độ hạ thấp các dung dịch đậm đặc của amiloza nhanh chóng tạo gel tinh thể và các chất kết tủa không thuận nghịch.
Hiện tượng tinh bột đã được hồ hoá chuyển trở về trạng thái ban đầu là hiện tượng thoái hoá. Hiện tượng này là kết quả của sự tạo thành liên kết hydro giữa các phân tử amiloza vừa có nhóm hydroxyl vừa có nhóm tiếp nhận hydro giữa các phân tử amiloza mạch đã dãn thường định hướng với nhau dễ dàng và tự do hơn giữa các phân tử amilopectin cứng nhắc. Sự thoái hoá chỉ liên quan chủ yếu đến amiloza. Qúa trình thoái hoá giồm ba giai đoạn:
+Đầu tiên các mạch được uấn thẳng lại.
+Tiếp theo vá hydrat bị mất và các mạch được định hướng
+Cuối cùng là sự tạo thành liên kết hydro giữa các nhóm hydroxyl của amiloza
Tốc độ thoái hoá chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như pH, nhiệt độ, nồng độ dịch và sự tồn tại của các ion kim loại. Tốc độ thoái hoá tăng khi nhiệt độ giảm và cực đại khi pH =7 và sẽ giảm khi tăng hoặc giảm pH. Với pH >10 không cho hiện tượng thoái hoá, pH <2 thì tốc độ thoái hoá vô cùng nhỏ.
Amilaza tương tác với Iod cho phức màu xanh đặc trưng. Dựa vào tính chất này để xác định hàm lượng amiloza của tinh bột bằng phương pháp trắc quang . Phản ứng với Iôt xảy ra khi phân tử amiloza có dạng vòng hoặc xoắn ốc. Các dextrim có Ýt hơn 6 gốc glucoza không cho phản ứng màu với Iod vì không tạo được một vòng xoắn ốc hoàn chỉnh. Amiloza với hình thể xoắn ốc hấp thụ được 26%khối lượng Iod tương ứng với một vòng xoắn ốc một phân tử Iod. Phản ứng xảy ra dễ dàng khi amiloza khô với hơi Iot cũng như chúng tồn tại dưới dạng dung dịnh. Trong phức amiloza-Iod trục của mạch polyiot trùng với trục của xoắn ốc. Phức amiloza-Iod bền được là do tương tác của các ngẫu cực cảm ứng vốn tạo ra nhờ các đơn vị glucoza trong xoắn ốc và mạch polyiot. Ngoài ra amiloza còn có khả năng tạo phức với một số lớn các hợp chất hữu cơ có cực và có độ hoà tan khác trong nước cũng như với các hợp chất không cực kiểu Cacbuahydro loại parafin và Cacbuahydro vòng như rượu izomilic, rượu butanol

I.1.2. Amilopectin
Amilopectin là phân tử có độ phân nhánh rất cao, được cấu tạo từ vài trăm đoạn mạch. Mỗi đoạn mạch này chứa 20¸25 măt xích glucoza liên kết a-1,4-glucozit. Các đoạn mạch nối với nhau chủ yếu bằng liên kết a-1,6-glucozit(hình 1.2).
Hình 2.










Amylopectin rất gần với glucogen hay tinh bột của động vật.
Amilopectin không có khả năng liên kết với butanol hoặc các hợp chất hữu cơ khác. Khi hoà tan trong nước sôi amilopectin tạo thành dung dịch có độ nhớt cao và rất bền vững. Vì có cấu trúc phân tử cồng kềnh lập thể nên các phân tử amilopectin không có xu hướng kết tinh và do đó chúng có khả năng giữ nước lớn . Các dung dịch amilopectin không có hiện tượng thoái hoá. Amilopectin cho màu xanh tím với I[SUB]2 [/SUB]và khả năng hấp thụ này rất thấp .

I.2 Tính chất của tinh bét
I.2.1 Tính lưỡng chiết
Cấu trúc tinh thể của tinh bột được tao thành nhờ liên kết hydro giữa các phân tử amyloza và các mạch nhánh của amylopectin tạo nên các mixen. Cấu trúc này ảnh hưởng đến sự xuyên qua của ánh sáng vào hoạt tinh bột, làm lệch mặt phẳng của ánh sáng phân cực, nhờ thế mà ta có thể quan sát được tính lưỡng chiết của tinh bét hay còn gọi là hiện tượng chữ thập đen khi quan sát ở dưới kính hiển vi
I.2.2. Nhiệt độ hồ hoá
Ở nhiệt độ thấp trong nước, hạt tinh bột không có sự thay đổi về hình dạng bên ngoài đáng kể. Khi tăng nhiệt độ lên, hạt tinh bét trong dịch huyền phù bắt đầu trương lên cùng với sự hút nước tăng dần. Tính lưỡng chiết sẽ mất đi khi hạt tinh bột tiếp tục giãn nở, hút nước nhiều hơn, trở nên trong hơn, thể tích và độ nhớt tăng lên và thu được hồ tinh bét.
Nhiệt độ hồ hoá không phải là nhiệt độ xác định mà là một khoảng (bảng 1.1), thấp nhất là nhiệt độ mà ở đó phân tử tinh bột đầu tiên mất lưỡng tính chiết và cao nhất là nhiệt độ mà ở đó chỉ còn 10% tinh bột giữ được tính lưỡng chiết.
Bảng 1.1Khoảng nhiệt độ hồ hoá của một sốloại tinh bét
[TABLE]
[TR]
[TD]Tinh bét[/TD]
[TD=colspan: 3]Nhiệt độ mất tính lưỡng chiết [SUP]o[/SUP] C[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Thấp nhất[/TD]
[TD]Trung bình[/TD]
[TD]Cao nhất[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Ngô nếp[/TD]
[TD]62[/TD]
[TD]66[/TD]
[TD]70[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Ngô tẻ(55%amyloza)[/TD]
[TD]67[/TD]
[TD]80[/TD]
[TD]100[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Đại mạch[/TD]
[TD]67,5[/TD]
[TD]73,5[/TD]
[TD]78[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Gạo[/TD]
[TD]65[/TD]
[TD]74,3[/TD]
[TD]78[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Kê[/TD]
[TD]57[/TD]
[TD]61[/TD]
[TD]70[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Bét[/TD]
[TD]59,5[/TD]
[TD]62,5[/TD]
[TD]64[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Khoai tây[/TD]
[TD]58[/TD]
[TD]62[/TD]
[TD]66[/TD]
[/TR]
[/TABLE]
I.2.3Khả năng tạo gel
Khi các hạt tinh bột trương nở, một số phân tử amyloza có phân tử lượng thấp chuyển ra ngoài và chúng có thể liên hợp với nhau tạo thành các chùm dày đặc. Các chùm này sẽ kết tủa khi nồng độ thấp hoặc tạo thành gel khi ở nồng độ cao. Lượng amyloza trong tinh bột càng cao thì khả năng tạo gel càng lớn.
I.2.4. Khả năng bị phân bởi enzin
Hầu hết các amylaza đều thuỷ phân tốt hồ tinh bột. Sản phẩm thuỷ phân của tinh bột phụ thuộc vào bản chất của enzim amylaza và cơ chất. Một số loại amylaza có khẩ năng thuỷ phân được tinh bột sống.
I.3. Sắn (Manihot utlissma pohl)
Sắn (Manihot) là cây lương thực ưa Êm và Èm, phát nguồn từ sông Amaron Nam Mỹ. Đến thế kỷ 16 mới trồng ở châu Á và Phi. Cây sắn được trồng ở nhiều nơi trên nước ta, nhất là vùng trung du và miền núi. Sắn dễ trồng, Ýt tốn công sức , Ýt bị côn trùng phá hoại, có thể sinh trưởng tốt ở nhiều loại đất, chịu được khô cằn. Chính vì vậy mà diện tích cũng như sản lượng sắn rất lớn. Cây sắn có chiều cao trung bình 1¸5m, bình thường cao 2¸3 m, củ dài 15¸100cm, đường kính 3¸15cm. Năng suất 5¸60 tấn /1ha
Cấu tạo của củ sắn gồm bốn phần :
-Vỏ gỗ chiếm 0,5¸3% khối lượng củ. Cấu tạo chủ yếu từ xenluloza có màu trắng vàng đỏ, có tác dụng bảo vệ củ khỏi tác dụng của ngoại cảnh.
-Vỏ cùi chiếm 8% đến 10% khối lượng củ. Vỏ cùi mề gồm các tế bào thành dày ngoài xenlluloza còn chứa gỗ chiếm 5¸8% tinh bét. Trong vỏ cùi có chứa các sắc tố, độc tố và enzin.
-Thịt sắn là phần chủ yếu của củ, bao gồm các tế bào nhu mô thành mỏng . Bên ngoài có tế bào nhu mô là xelluloza, pentozan, bên trong là các hạt thịt sắn, nhiều nhất ở lớp vỏ ngoài và giảm giần vào trong .

[TABLE]
[TR]
[TD]Thành phần[/TD]
[TD] Tỷ lệ %[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Nước[/TD]
[TD] 70,25[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Tinh bét[/TD]
[TD] 21,45[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Protein[/TD]
[TD] 1,12[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Chất béo[/TD]
[TD] 0,40[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Xelluloza[/TD]
[TD] 1,10[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Đường[/TD]
[TD] 5,13[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Tro[/TD]
[TD] 0,54[/TD]
[/TR]
[/TABLE]

Bảng 2.2 Thành phần hoá học của sắn
Tinh bột sắn là thành phần hoá học chính của củ sắn. Tinh bột sắn có kích thước 15¸80 mm. Dưới kính hiển vi hạt tinh bột sắn có hình dạng tròn. bầu dục. Tinh bột sắn cũng bao gồm hai cấu tử amiloza và amilopectin. Hàm lượng hai cấu tử này khác với các tinh bột khác. Hàm lượng amiloza của tinh bột sắn từ 12¸18% , amylopectin78¸80%. Nhiệt độ hồ hoá trong khoảng từ 58[SUP]0[/SUP]C¸68[SUP]0[/SUP]C nhiều tác giả cho rằng 51¸79[SUP]0[/SUP]C (Nguyễn Tố Tâm) 61¸80,5[SUP]0[/SUP]C (Nguyễn Đình Thưởng).
Tinh bột sắn nhìn bề ngoài có màu sáng trắng, gồm nhiều hạt nhỏ, khi hồ hoá trở lên trong và có màu sám. Khi hồ hoá độ nhớt tăng rất nhanh, độ kết dính cao hơn các loại tinh bột khác như khoai tây, khoai lang Ở nước ta tinh bét sắn là nguồn nguyên liệu dồi dào và rẻ tiền nhất vì vậy tinh bột sắn được dùng nhiều trong nghành công nghiệp như: công nghiệp giấy, công nghiệp dệt, công nghiệp dược, công nghiệp thực phẩm
I.4. Khoai lang .(Batats edulis chois)
Khoai lang là cây màu ưa Èm lên được trồng phổ bién ở các nước nhiệt ôn đới. Ở nước ta khoai lang chiếm vị chí quan trọng sau lúa và ngô, nó được trồng từ đồng bằng đến trung du, nhất là ở đất cát và cát phù xa khoai lang được trồng nhiều sản lượng cao khó bảo quản được lâu, giá trị hàng hoá thấp nên chủ yếu làm thức ăn cho chăn nuôi. Cấu tạo củ khoai lang gồm ba phần:
-Vá bao chiếm 1%trọng lượng củ.
-Vỏ cùi chiếm từ 5¸12% gồm những tế bào thành mỏng, chứa tinh bột nguyên sinh chất và dịch thể. Trong dịch thể chứa chất tanin, sắc tố, enzin.
-Thịt củ, gồm các tế bào nhu mô có chứa tinh bột, các hợp chất Nitơ và một số nguyên tố vi lượng. Tinh bét khoai lang chủ yếu tập trung ở phần thịt củ.


[TABLE]
[TR]
[TD]Thành phần[/TD]
[TD] Tỷ lệ %[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Nước[/TD]
[TD] 68,1[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Tinh bét[/TD]
[TD] 15¸31[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Protein[/TD]
[TD] 1,6[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Chất béo[/TD]
[TD] 0,50[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Xelluloza[/TD]
[TD] 0,9[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Đường[/TD]
[TD] 5¸10[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] Tro[/TD]
[TD] 1[/TD]
[/TR]
[/TABLE]
Bảng 2.3 Thành phần hoá học của sắn
Hạt tinh bét khoai lang hình trống, kích thước nhỏ hơn tinh bột sắn, đường kính 10 mm, tỷ lệ các chiều khoảng 1/2. Trong củ khoai lang có nhều mủ, chứa sắc tố, tamin và các Emzim là những chất sinh mầu nên tinh bét khoai lang không có màu trắng như tinh bột sắn.

II.Tinh bột biến tính
II.1 Khái niệm chung