Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT, SỬ DỤNG VÀ NGHIÊN CỨU TINH BỘT BIẾN TÍNH TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI

CHƯƠNG 3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT, SỬ DỤNG VÀ NGHIÊN CỨU TINH BỘT BIẾN TÍNH TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI

Tải bản đầy đủ - 0trang

mặt, tá dược; trong cơng nghiệp khai khống được dùng để tuyển nổi quặng, dung dịch nhũ

tương khoan dầu; với cơng nghiệp giấy thì tinh bột biến tính được dùng chế tạo chất phủ bề

mặt, là thành phần nguyên liệu giấy không tro, các sản phẩm tã giấy cho trẻ em; với các

ngành khác được dùng làm màng plastic phân hủy sinh học, làm pin khô, phụ gia nung kết

kim loại và còn nhiều ứng dụng nữa nên vì thế tinh bột biến tính ngày càng được sản xuất

và sử dụng rộng rãi trong nước ta.

3.1.2. Tình hình nghiên cứu:

Dưới đây là một vài ví dụ điển hình về nghiên cứu tinh bột biến tính ở Việt Nam.

Về sản xuất các sản phẩm maltodextrin và dextrin bằng con đường thuỷ phân acid,

Huỳnh Cơng Định đã có cơng trình nghiên cứu sản xuất dextrin và ứng dụng trong sản xuất

thuốc trừ sâu và nhang trừ muỗi. Tác giả đã nghiên cứu được điều kiện sản xuất dextrin trắng

từ tinh bột sắn có DE < 4 ở nồng độ acid 0.05% nhiệt độ 125oC, thời gian dextrin hoá trên 3

giờ, dextrin vàng có DE < 5 ở nồng độ acid 0.07%, nhiệt độ 135oC, thời gian dextrin hoá

trên 4 giờ. Kết quả ứng dụng dextrin trắng thay thế 10% chất mang trong sản xuất thuốc trừ

sâu Basudin 10H làm giảm giá thành sản phẩm 6.25%. Dextrin vàng ứng dụng thay thế 30%

bột keo làm tăng năng suất lên 1.2 lần, giảm giá thành 40%, và cải thiện được chất lượng

của nhang trừ muỗi. Phạm Văn Hùng đã nghiên cứu ảnh hưởng của một số thơng số cơng

nghệ đến q trình biến tính các tinh bột sắn, khoai lang, khoai tây bằng acid HCl nồng độ

1.5% so với thể tích tinh bột ở nhiệt độ từ 45– 55oC. Tác giả đã tìm được các thơng số thích

hợp cho sản xuất tinh bột biến tính dùng cho sản xuất giấy. [7]

Về phương pháp biến tính oxi hố thì Nguyễn Thanh Tâm đã dùng KMnO4 5% tỉ lệ

0.3% kết hợp với HCl 10% cho vào q trình biến tính tinh bột với tỉ lệ 1.5% so với tổng

lượng tinh bột. Kết quả thu được tinh bột có khả năng tạo gel cao. Còn nếu tinh bột sắn bị

oxi hoá bằng NaClO nồng độ 3– 4% theo Cl- và thời gian oxi hoá từ 5– 6 giờ có thể ứng

dụng làm chất keo tinh bột trong công nghiệp dệt thay thế tinh bột ngô. Tác giả Đinh Thị

Lan đã tiến hành biến tính tinh bột sắn với tác nhân oxi hoá là KMnO4 nồng độ 0.25– 0.3%

trong môi trường acid HCl nồng độ 3% khối lượng tinh bột. Kết quả nghiên cứu cho phép

thay thế một phần aga bằng tinh bột oxi hoá trên trong sản xuất bánh kẹo.

34



Còn khi oxi hố tinh bột tinh bột bằng hỗn hợp KMnO4 với tỉ lệ 0.4 – 1% và KBrO4 tỉ

lệ 0.6 – 0.9% so với khối lượng tinh bột thì sản phẩm tinh bột biến tính trên được sử dụng

làm chất phụ gia cho bánh mì nướng. Kết quả khi thêm 0.5% tinh bột oxi hoá vào bánh mì

thì thể tích bánh tăng được 3 – 7%, ruột bánh mềm và xốp hơn so với bánh mì khơng bổ

sung tinh bột oxi hố. Mai Văn Lề và các cộng sự đã xử lí tinh bột sắn bằng KMnO4 nồng

độ 6 mg/l trong môi trường acid HCl nồng độ 0.8% để tẩy trắng và làm biến tính tinh bột.

Để sản xuất bánh đa nem, các tác giả trên đã pha trộn 50% tinh bột gạo với 50% tinh bột sắn

nguyên thể. Sản phẩm nghiên cứu được có chất lượng tốt tương đương với bánh sản xuất từ

tinh bột gạo và đã được nhiều cơ sở ứng dụng. [8]

Hiện nay, các cơng trình nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ sinh học và công nghiệp thực

phẩm cũng chú trọng đến việc sử dụng chế phẩm enzyme để sản xuất các sản phẩm thuỷ

phân tinh bột bằng con đường sinh học như: đã nghiên cứu sản xuất maltodextrin bằng

enzyme amylase dùng trong thực phẩm và dược phẩm có chỉ số DE từ 15 đến 30 từ tinh bột

sắn, sử dụng chế phẩm enzyme amylase của nước cộng hoà Litva sản xuất. Sản phẩm được

ứng dụng làm chất phụ gia để sấy phun sữa dừa bước đầu có kết quả nhất định. Đã nghiên

cứu quá trình thuỷ phân tinh bột khoai mì bằng amylase với các nguồn khác nhau từ các vi

khuẩn Bacillus, nấm mốc aspergillus, lúa và hạt đậu nảy mầm.

3.2. Tình hình trên thế giới

Tinh bột xuất hiện khắp nơi trong thế giới thực vật nhưng chỉ có một số nguyên liệu

được dùng phổ biến trên thương mại. Trên 90% tinh bột sản xuất tại Mỹ từ ngô, khoai tây,

lúa mì. Khoai tây cũng đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp tinh bột của Châu Âu như

Pháp, Đức, Hà Lan và Thụy Điển. Tinh bột sắn và tinh bột cọ (Sago starch) được sản xuất

nhiều ở các quốc gia nhiệt đới như Brazil, miền đông nước Mỹ, Châu Phi… Có giá trị nhất

là tinh bột huỳnh tinh được sản xuất ở Châu Phi, St. Vincent, Caribean.

Theo tài liệu được cung cấp bởi A.C.C năm 1996 thì sản kượng nguyên liệu và sản

phẩm tinh bột trên thế giới và EU vào năm 1995 xấp xỉ 37.106 tấn được sản xuất từ ngơ, sắn

lúa mì và khoai tây, trong đó 27.6 106 tấn (74%) là tinh bột ngô, 3.7106 (10%) là tinh bột

sắn, 2.9 106 (8%) là tinh bột lúa mì và 2.7 106 (7%) là tinh bột khoai tây. Tinh bột biến tính

được sản xuất vượt trội ở các nước cơng nghiệp hố cao như Mỹ, Châu Âu và Nhật Bản.

35



Tình hình nghiên cứu: việc xử lí tinh bột hồ hoá bằng acid được tiến hành trước năm

1811, khi Keerchoff tạo ra được phân tử D – glucozơ từ tinh bột bằng các thuỷ phân tinh bột

bằng acid. Sau đó, xử lí tinh bột khơng hồ hố bằng acid đã được Naegeli đưa ra, khi ơng

tìm thấy sự hồ tan nhiều của hạt tinh bột và việc tạo thành những phân tử tinh bột có mạch

ngắn do xử lí tinh bột tự nhiên trong nước với 15% acid sunfuric ở 20 oC trong một tháng.

Lintner mới là người đầu tiên phát minh ra cách sản xuất tinh bột hoà tan bằng cách

xử lí huyền phù tinh bột khoai tây với HCl lỗng 7.5% hay H2SO4 15% trong 7 ngày. Sau

đó lọc và rửa sạch tinh bột bằng nước.

Tuy nhiên vào giữa năm 1897 đến năm 1901 thì sản phẩm thương mại của tinh bột

biến tính mới thực sự ra đời. Vào năm 1897, Bellmas đã phát hiện ra việc sử dụng dung dịch

acid nồng độ thấp, nhiệt độ cao để tạo tinh bột tương tự. Ông đưa ra một phương pháp khác

với phương pháp Lintner là xử lí tinh bột trong dung dịch acid lỗng hơn (1- 3%), biến tính

ở nhiệt độ 55 - 60oC trong 12 – 14 giờ. Kế đó, Duyea đã phát minh ra qui trình sản xuất tinh

bột biến tính được ứng dụng trong thương mại, sản xuất tinh bột hoà tan gần giống phương

pháp Lintner với tinh bột có nồng độ 12 -15oBe và dung dịch acid có nồng độ acid thấp hơn

(0.5 – 2%), biến tính ở nhiệt độ 55 – 60oC trong thời gian 0.5 – 4.5 giờ. Kể từ đó, một số

cơng nhân đã biến tính tinh bột bằng acid HCl, H2SO4 với điều kiện nồng độ, nhiệt độ, thời

gian khác nhau để tạo ra nhiều sản phẩm tinh bột biến tính khác nhau.

Ngày nay, theo Wurzburg, người ta đã biến tính tinh bột bằng cách đun nóng tinh bột

lỗng 36 – 40% ở nhiệt độ 40 - 60oC (thấp hơn nhiệt độ hồ hoá của tinh bột) với acid HCl

trong nhiều giờ. Sau đó, trung hồ, lọc, rửa và sấy khơ.

Đối với biến tính tinh bột trong mơi trường ancol, Small đã nghiên cứu q trình sản

xuất tinh bột hồ tan bằng cách hoà tan tinh bột trong etanol 96% với dung dịch HCl 0.2 1.6% (trọng lượng/thể tích) trong 15 phút. Sản phẩm thu được chứa một lượng dextrin phân

tử thấp dễ hoà tan trong nước.

Đến năm 1987, Ma và Robyt mơ tả sự biến tính tinh bột khoai tây và ngô sáp vàng

trong 4 loại ancol (metanol, etanol, 2 – propanol, 1-butanol) gồm 0.36 % HCl ở 65oC trong

60 phút. Còn Fox và Robyt nghiên cứu sự thuỷ phân tinh bột khoai tây trong 4 loại ancol

36



trên ở hai nồng độ acid 0.35 và 6 % (trọng lượng/thể tích) ở 25 oC. Tiếp đó Robyt cùng các

cộng sự tiếp tục nghiên cứu biến tính tinh bột khoai tây, tinh bột ngô sáp vàng trong 4 loại

dung môi trên ở nhiệt độ từ 5 đến 65 oC thời gian là 72 giờ.

Các sản phẩm tinh bột biến tính trong dung dịch acid HCl được sử dụng rộng rãi trong

công nghiệp thực phẩm, công nghiệp vải sợi và công nghiệp giấy. Singh và Ali đã nghiên

cứu ảnh hưởng của các loại acid khác nhau là acid HCl, HNO3 đến quá trình biến tính tinh

bột trên nhiều tinh bột khác nhau như lúa mì, ngơ, kê, đậu vàng, đậu xanh, khoai tây và sắn.

Sự thay đổi khối lượng phân tử của tinh bột và tinh bột biến tính được xác định bằng phương

pháp biến tính nhẹ của Ali và Kemf, Ceh và các cộng sự. Bằng sắc kí hấp thụ gel với gel

Sepharose CL 4B tác giả đã tách được 2 cấu tử Am và Ap để xác định thành phần của chúng

trong q trình biến tính. Sự thay đổi các tính chất lưu biến của tinh bột ngơ trong q trình

biến tính theo phương pháp Ali và Kemf đã được Chamberlain và Rao nghiên cứu bằng cách

sử dụng Dimetyl sulfoxit (DMSO) 90%. [9]

Kang và các cộng sự đã nghiên cứu bến tính tinh bột bằng bức xạ gamma. Biến hình

bằng bức xạ gamma với 4 loại peroxide vô cơ đã qua thử nghiệm đã đạt hiệu quả tốt trên

tinh bột ngô. Tinh bột ngơ biến tính với độ nhớt thấp hầu như không giớ hạn sử dụng trong

lĩnh vực thực phẩm và phi thực phẩm. Là phương pháp hữu hiệu để sản xất tinh bột biến

tính, bức xạ gamma tạo ra các gốc tự do trên phân tử tinh bột và có thể làm biến đổi hình

dạng, kích thước và cấu trúc của chúng. Những nghiên cứu về hiệu quả của bức xạ ion hố

ở tinh bột lúa mì và nội nhũ đại mạch cho thấy bức xạ gamma phân cắt phân tử tinh bột

thành những phân tử nhỏ hơn dextrin, có thể tích điện hoặc khơng tích điện như các gốc tự

do. Kết quả làm tăng độ tan của tinh bột, hạ thấp khả năng trương nở của tinh bột và hạ thấp

độ nhớt tương đối.

Cũng vào thời điểm này, Poonam và Dollomore đã cơng bố cơng trình nghiên cứu về

ảnh hưởng của q trình biến tính tinh bột được nghiên cứu bằng phương pháp phân tích

nhiệt. Trong đó, tinh bột ngô được cation tạo thành được xác định bằng quang phổ phân tử.

Nhiệt độ hồ hoá của tinh bột biến tính được xác định bằng phương pháp nhiệt vi sai.

Tijsen đã biến tính tinh bột khoai tây bằng cách cacboxilmetyl hoá bằng

natrimonoclorua axetat (SMCA) trong hỗn hợp iso– propanol với nước và tối ưu hoá những

37



điều kiện thực hiện cơng nghệ trong q trình biến hình tinh bột bằng phương pháp qui

hoạch thực nghiệm.

Về phương pháp biến tính bằng oxi hoá, việc sử dụng clorin để oxi hoá tinh bột bắt

đầu được từ năm 1829, khi Liebig phát hiện tinh bột bị thay đổi khi gia công bằng clorin

hoặc acid HCl. Vào năm 1892, Hermite đã đạt được bằng sáng chế khi cho tinh bột hoà tan

vào dung dịch điện phân gồm ion Cl- để thu được tinh bột có độ nhớt thực giảm. Đến năm

1896, Schmerber đưa ra qui trình sản xuất tinh bột oxi hố bằng natri hypoclorit với những

tính chất mới. Năm 1902, Kindscher sử dụng clorin để oxi hố tinh bột và, trong khi đó năm

1895 Hartwig người Đức cũng đã đạt được bằng sáng chế về vấn đề này. Kế đó đã có nhiều

phát minh khác nhau dựa vào điều kiện phản ứng, tinh bột gốc…



38



TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Lê Ngọc Tú (chủ biên), Bùi Đức Hợi, Lưu Duẩn, Ngô Hữu Hợp, Đặng Thị Thu, Nguyễn

Trọng Cẩn (1999), Hoá học thực phẩm, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội.

[2] Harry. W. Leach, L.D. MeCowen and Thomas J. Schoch (1959), Sweling and Solubility

Paterrns of Various Starches, In Structure of grannle vol 56 Now, pp.534 -543.

[3] Lê Ngọc Tú (Chủ biên), La Văn Chứ, Đặng Thị Thu, Phạm quốc ThăngNguyễn Thị

Thịnh, Bùi Đức Hợi, Lưu Duẩn, Lê Dỗn Biên (2000), Hóa sinh cơng nghiệp, Nhà xuất bản

khoa hcọ và kỹ thuật Hà Nội.

[4] Tinh bột, wikipedia.org, 16/08/2016 (sửa lần cuối)

[5] Tinh bột biến tính và ứng dụng trong công nghiệp, 24/03/2015, hoahocngaynay.com

[6] Thông tư Hướng dẫn việc quản lý phụ gia thực phẩm, 30/01/2012, số 27/2012/TT-BYT,

Bộ Y Tế

[7] Phạm Văn Hùng (2000), Xác định một số tính chất của tinh bột sắn, khoai lang, khoai

tây, dong riềng và nghiên cứu một số thông số cơng nghệ trong sản xuất tinh bột biến tính

bằng axit HCl, Luận văn Cao học, Trường Đại học Bách Khoa hà Nội.

[8] Vũ Tiến Nam (1992) Nghiên cứu sản xuất maltodextrin dùng trong thực phẩm và dược

phẩm có chỉ số DE từ 15 đến 30, Luận van Cao học, Đại học Bách Khoa Thành Phố HCM.

[9] Chamberlain, E. K, M. A Kao (1999), Rheological properties of acid convertded waxy

maize starché in water and 90% DMSO/10% water, Carbohrydrat Polymers 40, pp.251 –

260.



39



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT, SỬ DỤNG VÀ NGHIÊN CỨU TINH BỘT BIẾN TÍNH TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×