 Amyloza và Amylopectin đều là thành phần của tinh bột. The Amylose là một polysacarit được tạo thành từ các đơn vị D-glucose và chiếm khoảng 20 đến 30 phần trăm tổng cấu trúc của tinh bột. Amylopectin chiếm tỷ lệ phần trăm còn lại và cũng là một polysacarit. Một điểm khác biệt chính giữa hai loại này là các thành phần amyloza không tan trong nước trong khi các thành phần của amylopectin là. Điều này có nghĩa là hàm lượng amyloza không thể hòa tan dễ dàng trong nước không giống như đối tác của nó, khiến cho cơ thể và hệ thống bên trong khó hấp thụ hơn. Â Khi nói đến cấu trúc và mối liên kết của chúng, amyloza không được kết nối bởi bất kỳ sự phân nhánh nào và chỉ có các liên kết Alpha 1 và 4 này. Mặt khác, Amylopectin được kết nối bằng cách phân nhánh và cũng sử dụng cùng một liên kết Alpha 1 và 4. Sự liên kết của Amylose thường được thực hiện dưới ba hình thức. Đối với một điều, nó có thể xuất hiện trong hình dạng vô định hình rối loạn này, hoặc nó có thể ở hai dạng xoắn ốc rất khác biệt. Thành phần này cũng có cấu trúc tuyến tính này cung cấp một vòng quay quanh các góc phi và psi, sẽ liên kết vòng glucose trên một phần của cấu trúc. Trong khi đó, Amylopectin có sự phân nhánh không ngẫu nhiên này được xác định bởi các enzyme có khoảng 30 dư lượng glucose. Thành phần tinh bột của Amylopectin cũng có nhiều chuỗi gọi là chuỗi không phân nhánh được gọi là Chuỗi A trong khi chuỗi bên trong được gọi là Chuỗi B. Chức năng của amyloza là cung cấp năng lượng cho cây trồng. Điều này là do chúng dễ tiêu hóa so với amolypectin. Do đó, do cấu trúc và thành phần tuyến tính của nó, nó chiếm ít không gian hơn khi so sánh với thành phần amolypectin. Trong việc tạo ra các sản phẩm thực phẩm, nó được sử dụng thường xuyên hơn như một chất ổn định nhũ tương và như một cách để làm dày các tác nhân trong các ngành công nghiệp và thực phẩm. Tuy nhiên, nếu bạn muốn loại bỏ sự hiện diện của quá nhiều nước trên thực phẩm, amolypectin hoạt động tốt hơn vì nó sẽ hấp thụ nước tốt hơn. Trong cài đặt này, bạn thường có thể thấy tác dụng của nó khi nước sốt hoặc chất thực phẩm lỏng được nấu chín và nguội đi. Thông thường, nếu sử dụng amyloza, bạn có thể thấy nước tách ra khỏi các sản phẩm thực phẩm rắn. Nếu bạn đang sử dụng các thành phần tinh bột để thử nghiệm và thử nghiệm, amyloza hoạt động phù hợp bên trong iốt của cấu trúc xoắn ốc sẽ hấp thụ các bước sóng ánh sáng nhất định. Điều này làm cho thành phần hoạt động như một điểm đánh dấu. Amylopectin, mặt khác, ít được sử dụng trong môi trường phòng thí nghiệm vì dễ phân hủy thành các thành phần nhỏ hơn. Tóm lược1. Amyloza là thành phần cấu trúc không phân nhánh của tinh bột trong khi amylopectin là thành phần phân nhánh.2. Amyloza được sử dụng nhiều hơn trong nấu ăn vì dễ tách khỏi nước trong khi amylopectin có xu hướng hấp thụ nước nhiều hơn.3. Amyloza là thành phần không hòa tan của tinh bột trong khi amylopectin là thành phần hòa tan. 4. Amylose là một hệ thống lưu trữ năng lượng tuyệt vời trong khi amylopectin chỉ lưu trữ một lượng nhỏ năng lượng.
Tiểu luận phụ gia thực phẩmGVHD: Lê Văn Nhất HoàiAmilopectin chiếm khoảng 70-80% khối lượng tinh bột. Amilopectin có cấu tạo phânnhánh. Cứ khoảng 20-30% mắt xích α-glucozơ nối với nhau bởi liên kết α-1,4-glicozit thìtạo thành một chuỗi. Do có thêm liên kết từ C1 của chuỗi này với C6 của chuỗi kia quanguyên tử O (gọi là liên kết α-1,6-glicozit) nên chuỗi bị phân nhánh như mô tả ở hìnhdưới. Phân tử khối của amilopectin vào khoảng từ 300.000−3.000.000 (ứngvới n từ 2000 đến 200.000).a) Các gốc α-glucozơ nối với nhau bởi liên kết α-1,4-glicozơb) Mô hình phân tử amilozơKhác hẳn với Am, Ap chỉ hoà tan trong nước khi đun nóng và tạo nêndung dịch có độ nhớt cao. Khi đun nóng làm thay đổi sâu sắc và không thuận nghịch cấutrúc phân tử Ap gây trạng thái hồ hoá tinh bột. Phản ứng màu của Ap với iôt xảy ra dokết quả của sự hình thành nên các hợp chất hấp thụ .Phản ứng với lectin là phản ứng đặctrưng của Ap. Liên kết giữa lectin với monosaccarit chủ yếu là liên kết hidro. Các nhómOH ở C2, C4, C6của gốc monosacarit mới có thể liên kết được với lectin.Nghĩa là muốnkết tủa được với lectin thì các phân tử polysacarit bắt buộc ở trạng thái nhánh.9 Tiểu luận phụ gia thực phẩmCấu tạoTính chấtAmilozaGồm 6 gốc glucozo tạo thành 1 vòngxoắn ốc, liên kết 1-4 Glicozit, tạomạch thẳng.Độ hòa tan:Dễ hòa tanTạo màu iot:Cho màu xanhTạo độ bềnGVHD: Lê Văn Nhất HoàiAmilopectinGồm liên kết 1-4 Gluzit liên kếtvới 1-6 Glycozit tạo thành chuỗixoắn ốc.Khó hòa tanCho màu tím, đỏ.Tạo độ nhớt.Bảng tóm tắt cấu tạo của amilozo và amilopectinc. Tính chất- Tính chất hấp thụHạt tinh bột có cấu tạo lỗ xốp nên khi tương tác với các chất hấp thụ thì bề mặt bêntrong và bên ngoài của tinh bột đều tham dự. Vì vậy trong quá trình bảo quản, sấy và chếbiến thuỷ nhiệt cần phải hết sức quan tâm tới vấn đề này.Các ion liên kết với tinh bột thường ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ của tinh bột.Khi nghiên cứu khả năng hấp thụ các chất điện li hữu cơ có ion lớn như xanhmetylen (tích điện dương) của tinh bột, người ta nhận thấy rằng tinh bột hấp thụ xanhmetylen rất tốt. Đường đẳng nhiệt hấp thụ của các loại tinh bột không giốngnhau. Đường đẳng nhiệt hấp thụ của các loại tinh bột phụ thuộc cấu tạo bên trong của hạtvà khả năng trương nở của chúng-Độ hoà tan của tinh bộtAm mới tách từ tinh bột có độ hoà tan cao song không bền nhanh chóng bị thoái hoátrở nên không hoà tan trong nước. Ap không hoà tan trong nước ở nhiệt độ thường mà chỉhoà tan trong nước nóng.10 Tiểu luận phụ gia thực phẩmGVHD: Lê Văn Nhất HoàiTrong môi trường axit tinh bột bị thuỷ phân và tạo thành “tinh bột hoà tan”. Nếu môitrường axit mạnh sản phẩm cuối cùng là glucozơ. Còn môi trường kiềm, tinh bột bị ionhoá từng phần do có sự hydrat hoá tốt hơn. Tinh bột bị kết tủa trong cồn, vì vậy cồn làmột dung môi tốt để tăng hiệu quả thu hồi bột.-Phản ứng với iốtKhi tương tác với iot Am sẽ cho phức màu xanh đặc trưng. Vì vậy iốt có thể coi làthuốc thử đặc trưng để xác định hàm lượng Am trong tinh bột bằng phương pháp trắcquang. Để phản ứng được với iôt, các phân tử Am phải có dạng xoắn ốc để hình thànhđường xoắn ốc đơn của Am bao quanh phân tử iôt. Các dextrin có ít hơn 6 gốc glucozơkhông cho phản ứng với iôt vì không tạo thành một vòng xoắn ốc hoàn chỉnh. Axit vàmột số muối KI, Na2SO4 tăng cường độ phản ứng. Cloral hydrat và một số chấtkhác lại ức chế cường độ phản ứng này.Am với hình thể xoắn ốc hấp thụ được 20% khối lượng iôt tương ứng với một vòngxoắn ốc một phân tử iot. Trong phân tử I2 –Am, các phân tử iot chui vào trong vùng ưabéo của xoắn ốc. Với Ap khi xảy ra tương tác với iot, Ap cho màu tìm đỏ. Về bản chấtphản ứng màu iot của Ap xảy ra do sự hình thành nên hợp chất hấp phụ.-Khả năng tạo phứcNgoài khả năng tạo phức với iôt, Am còn có khả năng tạo phức với nhiều hợp chấthữu cơ có cực cũng như không có cực như: các rượu no (izoamylic, butylic,izoprotylic), các rượu vòng, các phenol, các xeton thấp phân tử, các axit béo dãy thấpcũng như các axit béo dãy cao, các este mạch thẳng và mạch vòng, các dẫn xuấtbenzen có nhóm andehit, các nitro parafin… .Khi tạo phức với các Am, các chất tạophức cũng chiếm vị trí bên trong dọc theo xoắn ốc tương tự iốt.Ngoài ra, Ap còn cho phản ứng đặc trưng với lectin. Về bản chất đây là một phảnứng giữa một protein với một polysacarit có mạch nhánh. Khi lectin liên kết với lien kết-D – glucopiranozic nằm ở đầu cuối không khử của Ap thì sẽ làm cho Ap kết tủa vàtách ra khỏi dung dịch.11 Tiểu luận phụ gia thực phẩm-GVHD: Lê Văn Nhất HoàiTính chất lưu biếnTrong dung dịch các phân tử Am có khuynh hướng liên kết lại với nhau để tạo ra cáctinh thể. Khi sự liên kết xảy ra với tốc độ chậm thì Am sẽ tạo ra khối không tan của cáchạt đã bị thoái hoá. Khi tốc độ đạt nhanh thì dung dịch chuyển thành thể keo.Am đã thoái hoá không hoà tan trong nước lạnh nhưng có khả năng liên kết với mộtlượng nước lớn gần 4 lần trọng lượng của chúng. Nếu để Am một lượng nước ít hơn 4 lầnthì toàn bộ nước sẽ bị hấp thụ còn Am sẽ tạo ra keo.Keo Am ở nhiệt độ thường là một khối trắng đục, không thuận nghịch, không có hiệntượng co. Nghiên cứu keo Am dưới kính hiển vi điện tử, người ta thấy chúng có cấu tạohạt rõ rệt, chứng tỏ tính không tan của kiểu tinh thể .-Sự trương nở và hồ hóa tinh bộtKhi hoà tan tinh bột vào nước thì có sự tăng thể tích hạt do sự hấp thụnước làm hạt tinh bột trương phồng lên. Hiện tượng này gọi là hiện tượng trương nở củatinh bột. Độ tăng kích thước trung bình của một số loại tinh bột khi ngâm vào nước nhưsau: tinh bột bắp 9.1%, tinh bột khoai tây 12.7%, tinh bột khoai mì 28.4% . Một số kếtquả nghiên cứu đã xác định được các yếu tố ảnh hưởng đến sựtrương nở và hoà tan củatinh bột như loại và nguồn gốc tinh bột, ảnh hưởng của quá trình sấy, sự lão hoá tinh bột,phương thức xử lý nhiệt ẩm, ảnh hưởng của các chất béo cho vào…-Độ nhớt của hồ tinh bộtMột trong những tính chất quan trọng của tinh bột có ảnh hưởng đến chấtlượng và kết cấu của nhiều sản phẩm thực phẩm là độ nhớt và độ dẻo. Phân tử tinh bộtchứa nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kết được với nhau làm cho phân tử tinh bộttập hợp lại đồ sộ hơn, giữ nước nhiều hơn khiến cho dung dịch có độ đặc, độ dính, độ dẻovà độ nhớt cao hơn, do đó các phân tử di chuyển khó hơn .12 Tiểu luận phụ gia thực phẩmGVHD: Lê Văn Nhất HoàiĐộ nhớt của tinh bột tăng lên trong môi trường kiềm vì kiềm gây ion hoá các phân tửtinh bột khiến cho chúng hidrat hoá tốt hơn. Ngoài ra, nồng độ muối, nồng độ đườngcũng ảnh hưởng rất lớn đến độ nhớt của dung dịch.-Khả năng tạo gel và thoái hóa gel tinh bộtTinh bột sau khi hồ hoá và để nguội các phân tử sẽ tương tác và sắp xếp lại với nhaumột cách có trật tự để tạo thành gel tinh bột với cấu trúc mạng 3 chiều, để tạo được gelthì dung dịch tinh bột phải có nồng độ vừa phải, phải được hồ hoá để chuyển tinh bộtthành trạng thái hoà tan và sau đó được làm nguội ở trạng thái yên tĩnh. Trong gel tinhbột chỉ có các liên kết hidro tham gia, có thể nối trực tiếp các mạch polyglucozithoặc gián tiếp thông qua phân tử nước.Khi gel tinh bột để nguội một thời gian dài thì chúng sẽ co lại và lượng dịch thể sẽtách ra, gọi là sự thoái hoá. Quá trình này sẽ càng tăng mạnh nếu gel để ở lạnh đông rồisau đó cho hoà tan ra. Tốc độ thoái hoá sẽ càng tăng khi giảm nhiệt độ và sẽ đạt cực đạikhi pH = 7. Tốc độ thoái hoá sẽ giảm khi tăng hoặc giảm pH. Sự thoái hoá thường kèmtheo tách nước và đặc lại của các sản phẩm dạng nửa lỏng cũng như gây cứng lại các sảnphẩm bánh mì.-Khả năng tạo hình của tinh bộtCũng như các hợp chất cao phân tử khác, tinh bột có khả năng tạo màng rất tốt.Để tạomàng, phân tử tinh bột sẽ dàn phẳng ra, sắp xếp lại và tương tác trực tiếp với nhau bằngliên kết hidro và gián tiếp qua phân tử nước. Để thu được màng gel có tính đàn hồi caongười ta thêm vào các chất hoá dẻo (thường hay dùng glixerin) để chúng làm tăng13 Tiểu luận phụ gia thực phẩmGVHD: Lê Văn Nhất Hoàikhoảng cách giữa các phân tử, làm giảm lực Van der Van, do đó làm yếu đi lực cố kếtnội và làm tăng động năng của các phân tử (19).Liên kết của rất nhiều phân tử Am và Ap nhờ lực Van der Van và liên kết hidro nêntạo được độ dai hay độ bền đứt nhất định. Chính nhờ khả năng này mà người ta tạo đượccác sợi tinh bột ( sợi miến, bún…) (20), (30).Do phân tử Am dài nên lực tương tác giữa các phân tử lớn và chúng liên kết vớinhau rất chặt, nhờ vậy mà sợi tạo thành chắc và dai. Đối với các tinh bột giàu Ap, cácmạch nhánh thường rất ngắn nên lực tương tác giữa các phân tử rất yếu do đó độ bền đứtkém .-Khả năng phồng nở tinh bộtKhi tương tác với các chất béo và có sự tán trợ của nhiệt độ thì khối tinh bột sẽ tăngthể tích lên rất lớn và trở nên rỗng xốp. Ta biết rằng, chất béo là chất không có cực, cókhả năng xuyên thấm qua các vật liệu gluxit như tinh bột, xenlulozơ. Khi tăng nhiệt độthì các tương tác kị nước giữa các phân tử chất béo phát triển rất mạnh nên chúng cókhuynh hướng tụ lại với nhau, do đó có khả năng xuyên qua các ‘cửa ải’ tinh bột. Đồngthời nhiệt làm cho tinh bột bị hồ hoá và chín, nhưng không khí cũng như các khí có trongkhối bột không thấm qua màng tinh bột đã tẩm béo, do đó sẽ làm tinh bột giãn và phồngnở. Các tinh bột giàu Ap (tinh bột gạo nếp) dễ hoà tan trong nước ở 95 oC hơntinh bột giàu Am nên có độ nhớt lớn hơn, khả năng không thấm khí lớn do đó khả năngphồng nở lớn hơn. Với các tinh bột oxi hoá thì khả năng này càng mạnh vì các phân tửtích điện cùng dấu sẽ đẩy nhau, nhất là khi sản phẩm chứa tinh bột có kết cấu chặt.Vìvậy, có thể ứng dụng tính chất này để sản xuất bánh phồng tôm.II/ Tinh bột biến tính- Khái niệm: Tinh bột biến tính là tinh bột đã bị thay đổi lý tính của tinh bột nhưtính tan, tính dính, màu sắc, mùi vị tinh bột nhằm mục đích tạo mặt hàng mới, tăng14 Tiểu luận phụ gia thực phẩmGVHD: Lê Văn Nhất Hoàigiá trị cảm quan, cải biến các tính chất của sản phẩm phù hợp với nhu cầu sử-dụng.Phân loại: Dựa trên bản chất những biến đổi xảy ra trong phân tử tinh bột,Kovalxkaia chia tinh bột biến tính bằng hóa chất thành 2 loại: tinh bột cắt và tinhbột bị thay thế.Nhóm tinh bột cắt: trong phân tử tinh bột xảy ra hiện tượng phân cắt liên kết C-Ogiữa các monomer và những liên kết khác, giảm khối lượng phân tử, xuất hiện một sốliên kết mới trong và giữa các phân tử. Cấu trúc hạt của tinh bột có thể bị phá vỡ ít nhiều.Nhóm tinh bột này có rất nhiều ứng dụng như tinh bột biến tính bằng acid được dùng đểphủ giấy, tăng độ bền của giấy, cải thiện chất lượng in… Trong công nghiệp thực phẩm,tinh bột loại này dung để tạo cấu trúc gel trong sản xuất bánh kẹo.Tinh bột oxi hóa cũng được xếp vào nhóm này. Một số loại tinh bột được oxi hóa bởiKMnO4 trong môi trường acid được sử dụng thay thế agar, pectin trong sản xuất bánhkẹo, kem, các sản phẩm sữa cũng như trong đồ hộp. Các sản phẩm tinh bột oxi hóa yếucũng được dung trong bánh mì để làm tăng thời gian giữ khí của bột nhào, giảm thời gianlên men và tăng chất lượng của bánh. Tinh bột oxi hóa bởi hydroclorit, H 2O2, HI và muốicủa nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp giấy.Nhóm tinh bột thay thế: là nhóm tinh bột mà tính chất của chúng thay đổi do cácnhóm hydroxyl ở cacbon 2, 3 và 6 liên kết với các gốc hóa học hay đông trùng hợp vớimột chất cao phân tử khác, hoặc 2 mạch polisaccarit có thể bị gắn vào nhau do các liênkết dạng cầu nối.Mức độ biến tính tính bột được dặc trưng bởi độ thế (Degree of substitution - DS). DSlà số nhóm hydroxyl bị thế trên một AGU (Anhydrous Glucose Unit). Như vậy, độ thế cógiá trị trong khoảng 0-3.Trong trường hợp này tính chất của tinh bột bị thay đổi rõ rệt. Thông thường tinh bột loạinày có độ nhớt và độ bền kết dính cao (được sử dụng để sản xuất các sản phẩm cần bảoquản) như tinh bột axetat, tinh bột photphat, tinh bột oxi hóa…Khi bị biến tính thì các cấu trúc tinh bột bị biến đổi khác nhau tùy theo các phươngpháp biến tính với các tác nhân vật lí, hóa học, sinh học.15 Tiểu luận phụ gia thực phẩmGVHD: Lê Văn Nhất Hoàia. Tác nhân vật lí:Biến tính bằng hồ hóa sơ bộ--Cấu tạo: Dưới tác dụng của nhiệt ẩm liên kết giữa các phân tử bị đứt, cấu trúc củahạt tinh bột bị phá hủy cũng như tái hợp một phần nào đó các phân tử khi sấy saunày.Tính chất: Khi bị hồ hóa sơ bộ có những tính chất: trương nhanh trong nước, biếnđổi chậm các tính chất khi bảo quản: bền khi ở nhiệt độ thấp, có độ đặc và khảnăng giữ nước, giữ khí tốt.Biến tính bằng gia nhiệt ở nhiệt độ cao-Cấu tạo: Tinh bột được gia nhiệt ở nhiệt độ từ 120-150OC sản phẩm thu được làphân tử nhỏ hơn là dextrin và pirodextrin.Khi dextrin hóa thường xảy ra 2 phản ứng sau:+ Phân giải tinh bột thành sản phẩm có khối lượng phân tử thấp hơnPhản ứng tái trùng hợp các sản phẩm vừa mới tạo thành ở trên chủ yếubằng liên kết 1-6 tạo cấu trúc có độ phân nhánh cao.+ Ở giai đoạn đầu phản ứng thủy phân là chủ yếu, nên độ nhớt của tinh bộtlúc này bị giảm rất mạnh. Khi tăng nhiệt độ lên thì phản ứng tái trùng hợpmới trở thành phản ứng chính.+ Ngoài ra ở nhiệt độ cao còn xảy ra phản ứng chuyển glucozit: các liên kết1-4 glucozit không bền trong amiloza lúc này sẽ chuyển thành liên kết 1-6bền hơn.+ Dưới tác dụng của nhiệt độ, tinh bột đã bị biến tính một cách sâu sắc, do đó nhiềutính chất cũng bị thay đổi theo, độ hòa tan tăng, hàm lượng dextrin tăng,đường khử tăng rồi giảm, độ nhớt giảm, màu sắc thay đổi.+ Phụ thuộc vào nhiệt độ ta sẽ thu được dextrin trắng (95-1200C), dextrin vàng (12016 Tiểu luận phụ gia thực phẩmGVHD: Lê Văn Nhất Hoài1800C), pirodextrin (170-1950C).- Tính chất+ Tinh bột bị biến tính kiểu này có độ hòa tan trong nước lạnh cao hơn tinh bột banđầu.+ Dung dịch dextrin có khả năng tạo màng, dính kết các bề mặt đồng nhất và khôngđồng nhất. Thường dùng dextrin làm chất liên kết và chất keo dính để pha sơn. Dodextrin có độ nhớt thấp nên có thể dựng ở nhiệt độ cao mà vẫn bền. Độ hòa tantrong nước lạnh của dextrin cao hơn tinh bột .+ Dextrin trắng có độ hòa tan cao trong nước lạnh thay đổi từ 0% đến 90%và có mức độ phân nhánh trung bình xấp xỉ 3%.+ Dextrin vàng thường có màu từ vàng nhạt đến nâu sẫm và có độ hòa tan rất đángkể, có mức độ phân nhánh trung bình trên 20%. Pirodextrin có mức độ phân nhánhtừ 20-25% và có khối lượng phân tử lớn hơn dextrin vàng do đó dung dịch cũngbền hơn.b. Tác nhân sinh họcPhương pháp biến tính tinh bột bằng enzymeCấu tạo:Dưới tác dụng của enzyme amilaza, phân tử tinh bột bị cắt ngẫu nhiên thànhnhững dextrin phân tử thấp hoặc bị cắt thành 2 đơn vị glucozơ một.Enzyme -amilaza thủy phân các liên kết -1,4 gly trên nhiều mạch và tại nhiều vị trícủa cùng một mạch, giải phóng ra glucozo và các oligosacrit có từ 2 đến 7 đơn vịglucozo, trong đó có một glucozo khử tận cùng ở dạng . Kết quả đó thường làm giảmnhanh độ nhớt của dung dịch tinh bột, do dó còn được gọi là amilaza dịch hóa. Khi bịthủy phân amilaza, sản phẩm cuối cùng chủ yếu là maltozo và maltotriozơ. Khi thủy phânAp trong dung dịch, ngoài glucozo, maltozo và maltotriozơ còn có them các dextrin giớihạn có nhánh. Các dextrin giới hạn này thường có chứa các liên kết -1,6 của polymerban đầu cộng với các liên kết -1,4 kề bên, bền với phản ứng thủy phân. Tùy theo nguồngốc của -amilaza, các -dextrin giới hạn này có thể chứa 3, 4 hoặc 5 đơn vị glucozơ.Enzyme -amilaza xúc tác thủy phân các liên kết -1,4 của Am và Ap từ đầu mạch17 |
