GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Lời mở đầu
Glucid là hợp chất hữu cơ phổ biến ở cả cơ thể thực vật, động vật, vi sinh vật. Ở cơ thể thực vật, glucid
chiếm một tỉ lệ khá cao, tới 80-90% của trọng lượng khô. Glucid đảm nhiệm nhiều vai trò quan trọng
trong cơ thể sinh vật:
- Cung cấp năng lượng chử yếu cho cơ thể.
- Có vai trò cấu trúc, tạo hình (xelluloza), bảo vệ (mucopolysaccarit).
- Góp phần tạo cho cơ thể những tương tác đặc biệt.
Trong công nghê sản xuất thực phẩm vai trò của thực phẩm cũng rất đa dạng và vô cùng quan trọng:
- Là chất liệu cơ bản không thể thiếu được của ngành sản xuất lên men. Các sản phẩm như rượu,
bia, nước giải khát, mì chính, axitamin, vitamin, kháng sinh đều được tạo ra có nguồn cội
glucid.
- Glucid tạo ra được cấu trúc, hình thù, trạng thái cũng như chất lượng cho các sản phẩm thực
phẩm
Bài tiểu luận của nhóm về những biến đổi sinh hóa của glucid trong chế biến và bảo quản thực phẩm
dưới đây sẽ phần nào tổng hợp vai trò quan trọng của glucid đặc biệt là những biến đổi sinh hóa của
chúng trong thực phẩm. Trong quá trình tìm hiểu không tránh những sai sót mong cô và các bạn góp ý.
Tp HCM. Ngày 16 tháng 11 năm 2011.
I. NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA GLUCID TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM.
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 1
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
1. BIẾN ĐỔI CỦA ĐƯỜNG.
Đường là một trong những thành phần hóa học quan trọng của nhiều loại rau, củ, quả ở trạng thái hòa
tan trong dịch tế bào thường bao gồm glucose, fructose, saccharose.
Khi chế biến các món ăn có những trường hợp phải sử dụng thêm đường hoặc bản thân các nguyên liệu
có chứa một loại đường nhất định.
Trong quá trình chế biến, một phần đường trong đó sẽ bị biến đổi, thường thường sự biến đổi là do
chúng bị thủy phân hoặc bị phân giải sâu xa.
1.1 Biến đổi do thủy phân saccharose.
Biến đổi do thủy phân bởi enzym
- Trong làm bánh từ bột nhào: ở giai đoạn lên men bột nhào, saccharose và maltose trong bánh bị thủy
phân do tác dụng của enzym tương ứng.
- Maltose sẽ bị dần dần thủy phân thành hai phân tử glucose và maltose có trong mô thực vật, nấm men,
vi khuẩn và đặc biệt có nhiều ở kê nảy mầm.
- Trong hạt nảy mầm có chứa nhiều enzym sacarase, giúp thủy phân tương đối nhanh sacarose.
Biến đổi do thủy phân bởi axit
- Trong chế biến một số sản phẩm như mứt quả, sirô, kẹo có cho thêm axit thực phẩm đều có thể xảy ra
sự thủy phân saccarose bởi axit tạo thành đường chuyển hóa.
- Sự có mặt của đường chuyển hóa trong sản phẩm làm cho độ ngọt của sản phẩm tăng lên, đồng thời có
tác dụng ngăn ngừa sự kết tinh nhưng lượng đường chuyển hóa nhiều thì sản phẩm dễ bị chảy, khó bảo
quản.
- Khả năng thủy phân sacarose bởi axit mạnh hay yếu phụ thụ vào các yếu tố khác nhau:
- môi trường đun nấu, loại axit dùng để thủy phân khi đun nấu, nhiệt độ đun nấu, thời gian đun nấu.
1.2 Biến đổi do phân giải sâu xa của đường.
1.2.1 Biến đổi do đường lên men.
Sự phân giải sâu xa của đường thường xãy ra trong các trường hợp:
Khi lên men bột nhào và ở giai đoạn bắt đầu nướng bánh.
- Đường trong bột có chứa một hàm lượng không lớn lắm. Trong bột có chứa khoảng 0.1 – 0.25%
glucoza và fructoza, và gần 0.1 – 0.5 % mantoza. Trong bột mì sản xuất từ hạt nảy mầm thì hàm
lượng mantoza tăng lên rất rõ rệt. Đường chủ yếu nằm trong phôi hạt. Hàm lượng saccaroza trong
bột vào khoảng 0.2 – 0.6%. Hàm lượng chung của các loại đường phụ thuộc vào hạng bột và chất
lượng hạt. Đường trong bột có ảnh hưởng đến quá trình sản xuất bánh, đường được sinh ra trong
thời gian 1.5 – 2 giờ đầu tiên của quá trình lên men. Hàm lượng đường chung trong bột mì trắng vào
khoảng 1.8 – 4.0% trong bột mì đen khoảng 4.0 – 6.5% .
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 2
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
- Trong quá trình nhào và ủ bột để làm bánh các monosaccarit như glucose và fructose sẽ bị phân giải
sâu xa.
- Các monosaccarit có sẵn trong bột, đồng thời chúng cũng có thể tạo thành thêm trong quá trình
nhào và ủ bột.
- Nấm men chuyển hóa đường có trong bột mì thành cồn và CO
2
theo phương trình:
C
6
H
12
O
6
2C
2
H
5
OH + 2CO
2
- Chính CO
2
là tác nhân làm bánh mì nở. CO
2
tạo thành được giữ lại trong các mạng gluten trong bột
mì, là loại protein đặc biệt, chúng có tính chất đàn hồi và tạo mạng. Các protein khác không có tính
chất này.
- Khi nướng bánh mì ở nhiệt độ cao, CO
2
tăng thể tích, mạng gluten căng túi chứa CO
2
. Khi nhiệt độ
cao hơn, CO
2
thoát khỏi túi chứa đó tạo những lỗ xốp trong bánh, nên bánh có độ xốp.
- Trong quá trình nhào và ủ bột, bên cạnh rượu etylic và khí cacbonic sinh ra còn có cả axit lactic
được tích tụ và nhiều sản phẩm khác.
- Quá trình lên men lactic xảy ra vừa phải cũng góp phần làm tăng hương vị của sản phẩm nhưng nếu
quá mạnh sẽ làm bánh bị chua.
- Trong suốt quá trình lên men bột nhào và lên men kết thúc, luôn xảy ra những phản ứng sinh hóa
sinh ra các sản phẩm như: rượu, acid, este, andehyd, ceton, furfurol… nhằm tích tụ hương thơm và
mùi vị đặc trưng cho bánh mì.
- Đặc biệt khi nướng bánh, gần 70 chất gây hương vị được tạo thành và có xảy ra phản ứng maillard
sinh ra melanoidin (là các polyme không no hòa tan được trong nước, sau đó là các polyme không
no và không hòa tan trong nước, nhưng đều có màu đậm và gọi chung là melanoidin).
Khi muối chua rau quả.
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 3
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Cơ sở lí thuyết của quá trình muối chua: Bản chất của quá trình lên men lactic là quá trình chuyển hóa
đường trong nguyên liệu thành axit lactic nhờ tác dụng của vi khuẩn lactic trong điều kiện yếm khí.
Khi nấu đường để làm bánh, mứt, kẹo và sirô.
Khi chế biến nhiệt các loại thực phẩm có chứa đường khử và các acid.
1.2.1.1. Lên men lactic
Vi khuẩn lên men lactic: Thuộc họ Lactobacilliaceae, là vi khuẩn Gram (+) ,không di động, không di
động, là vi khuẩn hiếu khí tùy tiện, có khả năng sinh tổng hợp enzym peroxydase rất mạnh. Chúng
phân giải H
2
O
2
để tạo ra H
2
O và O
2
để phát triển.
Vi khuẩn lên men lactic đồng hình:
- Vi khuẩn lactic đồng hình là những vi khuẩn trong tế bào của chúng có chứa enzym aldose và
enzym trisophosphatizomerase. Khi tiến hành lên men các loại đường chúng tạo ra chủ yếu là axit
lactic. Acid piruvic được tạo thành theo sơ đồ Embden-Mayerhoff-Parnas (EMP).
- Sau đó acid lactic được tạo thành dưới tác dụng của enzym lactatdehidrogenaza. Lượng acid tạo
thành chiếm 90%.
- Chỉ một lượng nhỏ acid piruvat bị khử cacbon để tạo thành acid axetic, etanol, CO
2
, etanol. Lượng
sản phẩm phụ tạo thành phụ thuộc vào sự có mặt của oxy.
Phương trình: C
6
H
12
O
6
2 CH
3
CHOHCOOH + 21,8.10
4
J
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 4
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Vi khuẩn lên men lactic dị hình:
- Vi khuẩn lactic dị hình thiếu 2 loại enzym quan trọng: enzym aldolase, enzym
triosophophatizomerase. Do đó trong giai đoạn đầu của quá trình lên men, chúng tiến hành theo con
đường pentose – photphat, tức là thông qua glucose-6photphat, 6photphogluconat và ribulose-5-
photphat chuyển thành xilulose-5-photphat, hợp chất này tiếp tục biến đổi thành
photphoglyceraldehyde và acetylphotphat dưới tác dụng của enzym pentozophotpho xelolase.
- Những vi khuẩn dị hình hình thành cid acetic kèm theo sự tổng hợp ATP. Acetylphotphat được khử
thành etanol thông qua acetyldehytphotphoglyceraldehyde thông qua acid pinivic mà tạo thành acid
lactic.
C
6
H
12
O
6
CH
3
CHOHCOOH + HOOC(CH
2
)COOH + CH
3
COOH + C
2
H
5
OH + CO
2
- Trong đó acid lactic chiếm khoảng 40%, acid xucxinic khoảng 20%, rượu eetylic và acid acetic
10%, các loại khí 20% đôi khi không có các khí mà thay vào đó là sự tích lũy một lượng ít
acid foocmic.
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 5
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Ứng dụng axit lactic trong công nghệ thực phẩm
Ứng dụng để sản xuất các sản phẩm lên men từ sữa
Sản xuất sữa chua: Trong sản xuất các loại sữa chua đều có sử dụng quá trình lên men lactic. Nhờ quá
trình chuyển hóa đường thành axit lactic mà casein được kết tủa và tạo cho sản phẩm hương vị đặc
trưng. Nguyên tắc làm sữa chua là do sự phát triển của vi khuẩn lactic làm pH giảm mạnh, cazein trong
sữa bị đông tụ. Sữa từ dạng lỏng chuyển sang dạng keo sệt và có mùi vị thơm ngon. Quá trình làm sữa
chua người ta phải sử dụng hai chủng vi khuẩn lactic đồng hình và dị hình. Vi khuẩn lactic đồng hình
lên men nhanh làm giảm pH, vi khuẩn lactic dị hình lên men chậm và tạo thành mùi thơm đặc trưng
của sữa chua.
Sản xuất bơ: là sản phẩm chế biến từ chất béo và có sử dụng lên men lactic. Chất béo được tách ra
khỏi sữa trên cơ sở khác nhau về tỷ trọng giữa sữa và chất béo bằng phương pháp ly tâm. Chất béo sau
khi tách acid và khử trùng Pasteur, đẻ nguội và cấy vi khuẩn lactic thuần khiết để lên men lactic. Sau
khi lên men ta thu được bơ chín có vị hơi chua, mùi thơm dễ chịu. Bơ chín đoự đánh nhuyễn, nhào cho
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 6
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
đồng chất, tách nước ra khỏi bơ thành phẩm tùy theo khẩu vị có thể thêm muối ăn vào bơ với tỷ lệ khác
nhau tối đa 10%. Sản phẩm được bảo quản ở nhiệt độ lạnh.
Sản xuất phomat: để sản xuất phomat người ta dùng enzyme đông kết thu cazein trong sữa, sau đó
tiếp tục cho lên men với nồng độ muối loãng. Tuỳ loại phomat mà trong quá trình ủ chín người ta sử
dụng các loài vi sinh vật khác nhau. Các loại vi sinh vật thường được sử dụng để làm chín phomat là:
vi khuẩn propionic, nấm mốc.
Sản xuất phomai: Quá trình chế biến phomai
- Lên men sữa, kết tủa casein: sữa sau khi đã thanh trùng dùng chế phẩm men Renin và vi khuẩn lactic
để kết tủa sữa. Acid lactic sinh ra làm giảm pH của môi trường, tạo điều kiện thuận lợi để cazein kết
tủa và enzym Renin giúp cho sự kết tủa cazein tốt hơn, cazein lắng xuống và thu được phomai. Ngoài
tác dụng kết tủa Renin còn thủy phân một phần cazein thành pepton, acid amin
- Giai đoạn ép nén tách huyết thanh: phần cazein kết tủa được ép từ 20- 40h, ở nhiệt độ 35-500C. Trong
thời gian này sự lên men lactic vẫn tiếp tục mạnh mẽ. Sau khi ép huyết thanh ra khỏi phần sữa kết tủa,
phomai lúc này có thành phần chủ yếu là cazein và lipid.
- Giai đoạn muối phomai: khối phomai sau khi tách huyết thanh sẽ cho vào bể nước muối nồng độ 24%
ngâm trong vài ngày để tăng vị mặn, tạo sự đồng nhất về thành phần cho khối phomai và kìm hãm vi
sinh vật có hại phát triển chủ yếu là trực khuẩn đường ruột.
- Giai đoạn ủ chín: sau khi muối xong, khối phomai được chuyển vào hầm lên men ở nhiệt độ 50-570
0
C,
độ ẩm 80-90%. Quá trình lên men chậm dần do đường lactoza đã bị tách hầu hết trong giai đoạn ép
nén. Trong khối phomai, vi khuẩn Propionic hoạt đọng mạnh, lên men lactic thành acid propionic, acid
axetic và CO
2
. Cả hai acid này làm cho phomai có vị chua, hăng đặc biệt. Sự lên men propionic sẽ kết
thúc sau 2-2,5 tháng. Tuy vậy, quá trình ủ chín Phomai vẫn.Tiếp tục một thời gian nữa cho nó hoàn
toàn chín. Trong thời gian này cazein tiếp tục được phân giải thành đạm dưới tác dụng của enzym
Renin và vi khuẩn lactic. Khi phomai chín thì 2/3 cazein được phân giải thành pepton, acid amin và
một ít NH
3
. Phomai được bảo quản lạnh, bao gói bằng một số vật liệu thích hợp, cách ẩm và chống oxy
hóa tốt để sử dụng lâu dài và cận chuyển đi xa.
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 7
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Ứng dụng để sản xuất dưa chua:
Muối chua rau quả nhằm hai mục đích cơ bản sau đây: bảo quản nguyên liệu và làm tăng giá trị dinh
dưỡng, giá trị cảm quan của rau quả. Nguyên tắc để muối chua rau quả là tạo điều kiện để phát triển vi
khuẩn lactic đồng thời hạn chế tác dụng của vi khuẩn gây thối rữa.
Quá trình muối chua rau quả được tiến hành như sau:
- Lựa chọn rau quả
- Xử lý sơ bộ
- Phơi nắng
- Cho thêm đường, muối, nước
- Lên men
- Muối chua.
Thông thường muối chua rau quả người ta sử dụng 3% lượng muối so với rau quả. Nếu nồng độ muối
thấp thì rau quả dễ bị thối. Nếu nồng độ muối quá cao thì quá trình lên men chậm, sự tạo thành axit
lactic giảm.
Tác dụng của một số quá trình cơ bản trong muối chua rau quả:
- Quá trình phơi nắng: làm giảm lượng nước có trong nguyên liệu.
- Cho thêm muối, đường: tạo áp suất thẩm thấu, làm nguyên liệu dễ nén chặt, không bị nát và trở nên
giòn. Làm tăng nhanh quá trình lên men. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men là 26 ÷ 35
o
C. Tuy
nhiên, ở nhiệt độ này vi khuẩn butyric có thể phát triển mạnh nên trên thực tế người ta khống chế ở
nhiệt độ trong khoảng 20 ÷ 25
o
C. Thông thường vi khuẩn lactic chịu được nhiệt độ thấp hơn so với vi
khuẩn khác, vì vậy trong muối chua cần tăng nhanh độ axit để loại trừ khả năng nhiễm của một số loài
vi sinh vật khác.
Ứng dụng trong sản xuất đậu phụ:
Trong sản xuất đậu phụ có giai đoạn kết tủa protein của đậu. Phương pháp truyền thống thường làm là
dùng nước chua (chứa vi khuẩn lactic) để tạo kết tủa (nhờ pH giảm đến điểm đẳng điện của protein đậu
nành)
Ứng dụng trong y học:
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 8
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Ứng dụng vi khuẩn lactic để chữa bệnh đường ruột.
Ứng dụng axit lactic theo phép chữa vi lượng đồng cân.
Ứng dụng axit lactic trong phẫu thuật chỉnh hình.
Ứng dụng để sản xuất vật liệu sinh học.
Tác dụng gây hại của vi khuẩn lactic : Bia , rượu vang, nước ngọt bị nhiễm vi khuẩn lactic sẽ gây hiện
tượng vẩn đục, bị chua. Trong các thiết bia lên men rượu đôi khi xảy ra những điều kiện không thuận
lợi cho sự phát triển nấm men, mà là điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn lactic. Từ đó
dẫn đến sự gây hại cả một giai đoạn của một quá trình lên men rượu, làm cho rượu kém phẩm chất.
Thủ phạm gây nên hiện tượng này chính là giống vi khuẩn Lactobacterium manitoporu.
1.2.1.2 Lên men biến đường thành rượu
Tác nhân chính của quá trình lên men rượu là các loại nấm men Saccharomyces. Chúng có tế bào hình
ovan. Sản sinh theo lối nảy chồi, có khả năng tạo bào tử, sống kỵ khí không bắt buộc. Chúng có khả
năng phân giải kỵ khí khi các loại đường khác nhau. Nếu kỵ khí thì Saccharomyces cerevisiae tiết ra
men phân giải đường đơn thành rượu không thể phân giải rượu thành các chất khác.
Cơ chế quá trình lên men rượu
Trong điều kiện không có oxy của không khí, nghĩa là trong điều kiện yếm khí, và dưới tác dụng của
một phức hệ enzym của vi sinh, đặc biệt nấm men, các monosaccarit bị chuyện hóa thành rượu, axit
lactic, glixerin. Quá trình này gọi là quá trình lên men.
Phản ứng tổng quát như sau:
C
6
H
12
O
6
2 C
2
H
5
OH + 2CO
2
Bắt đầu là phản ứng phosphoryl hóa thực hiện nhờ sự tham gia của enzym kinaza và chất gốc phosphat
là ATP. Ion Mg2
+
cũng như yếu tố phụ của phản ứng:
Glucozo + ATP glucozo – 6 – phosphat + ADP
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 9
Lên men rượu
Mg
2+
glucokina
za
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Tương tự như trên, từ fructoza sẽ cho fructoza- 6 – phosphat, từ riboza sẽ tạo nên riboza – 5 –
phosphat.
Tính chất quan trọng của các dẫn
xuất trên là chúng có thể đồng phân hóa dễ dàng:từ glucoza – 6 – phosphat dễ dàng chuyển thành
fructoza – 6 – phosphat dưới tác dụng của enzym đồng phân hóa (izomeraza):
Fructoza – 6- phosphat tiếp tục bị phosphoryl hóa ở C1 tạo nên dẫn xuất fructoza – 1- 6 – diphosphat:
Phản ứng tạo fructoza – 1 – 6 – diphosphat là phản ứng cơ bản chuẩn bị cho giai đoạn phân giải
monosaccarit theo kiểu hiếm khí và yếm khí.
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 10
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Phân tử fructoza – 1,6 – disphosphat do chứa hai gốc phosphat ở hai vị trí đối xứng nên có thể dễ dàng
bị cắt đứt thành 2 phân tử phosphotrioza. Ở giai đoạn này xảy ra sự cắt đứt mạch cacbon của đường
hexoza và tạo nên hai chất phos phodioxyaxeton và 3 – phospho glycerin aldehyt.
Hai chất phosphotrioza hình thành ở trên dưới tác dụng của trizophos – phatizomeraza lại có thể
chuyển từ chất nọ sang chất kia:
Phosphodioxyaxeton aldehit phosphoglixerinic
Sau hai giai đoạn cắt đôi mạch cacbon, tiếp đó là quá trình oxy hóa khử. Khi đó chỉ aldehit
phosphoglixerinic tham gia vào sự chuyển hóa. Cần chú ý rằng phản ứng trên là thuận nghịch và khi ở
trạng thái cân bằng phosphodioxyaxeton chiếm ưu thế nhưng đồng thời với sự chuyển hóa tiếp của
aldehit phosphoglixerinic, phosphodioxyaxeton lại biến thành aldehit phosphoglixerinic, nên quá trình
biến đổi này xảy ra hoàn toàn. Vì thế có thể coi như từ một phân tử fructozo – 1,6 – diphosphat sẽ cho
2 phân tử aldehit phosphoglixerinic.
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 11
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Giai đoạn oxy hóa – khử aldehit phosphoglixerinic bao gồm một số phản ứng trung gian dẫn tới một
sản phẩm quan trọng chung cho quá trình đường phân ở các đối tương sinh vật khác nhau, đó là chất
axit piruvic. Phản ứng bắt đầu xảy ra như sau:
Enzym xúc tác cho phản ứng trên đã được tách ra ở dạng tinh thể từ nấm men và từ cơ. Phân tử
phosphoglixerinaldehit dehydrogenaza bao gồm bốn mảnh tiểu đơn vị, mỗi mảnh chứa một phân tử
NAD và bốn nhóm – SH tự do ( của các gốc xistein). Khi tạo phức hợp giữa cơ chất và enzym xảy ra
sự gắn aldehit – 3 – phosphoglixerinic vào một trong 4 nhóm – SH tự do của enzym, sau đó NAD tham
gia loại hydro của phức chất và một liên kết cao năng sẽ xuất hiện trong phức hợp. Liên kết cao năng
này bị phân ly tức khắc khi có mặt axit phosphoric và tạo nên axit 1,3 – diphosphoglixerinic chứa một
liên kết cao năng. Từ chất này lại xảy ra sự chuyển gốc phosphat cao năng sang phân tử ADP dưới tác
dụng của phosphoglixeratkinaza.Nhờ phản ứng này, năng lượng giải phóng trong khi oxy hóa được tích
lũy lại trong phân tử ATP. Ở giai đoạn tiếp theo xảy ra sự chuyển axit 3 –phosphoglixerinic thành axit
2 – phosphoglicerinic nhờ phosphoglixeratmutaza:
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 12
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Axit 2 – phosphoglixerinic bị
loại đi một phân tử nước nhờ tác dụng của enzym enolaza và chuyển thành axit phosphoenolpiruvic.
Enolaza được hoạt hóa nhờ các ion Mg2+, Mn2+,…Quá trình loại nước kèm theo sự phân phối lại nội
năng và làm xuất hiện một liên kết cao năng trong hai phân tử axit enolpiruvic:
Ở giai đoạn tiếp theo, axit
phosphoenolpiruvic loại gốc phosphat sang phân tử ADP và tạo thành axit enolpiruvic và phân tử ATP
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 13
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Axit enolpiruvic có thể chuyển sang dạng xeton của nó.
Axit piruvic trong
điều kiện yếm khí dưới tác dụng enzym piruvat decacboxylaza (enzym có chứa B1) và
alcoldehydrogenaza của nấm men sẽ chuyển thành rượu etylic:
Hằng số cân bằng của phản ứng sau bằng 1.10
-11
mol/l (25
o
C) có nghĩa là cân bằng chuyển dịch về phía
tạo ra rượu etylic. Glucoza, fructoza là những monosaccarit dễ lên men hơn cả, sau đó tới manoza và
galactoza. Các pentoza không bị lên men một cách thông thường mà chỉ lên men được nhờ một vài loại
nấm mốc Fusarium/ Axit pyruvic trong điều kiện yếm khí dưới tác dụng của enzym
lactatdehydrogenaza của vi khuẩn sẽ tạo ra axit lactic
Nồng độ đường trong quá trình lên men:
Nấm men rượu chỉ sử dụng các loại đường monosaccarit, disaccarit với nồng độ thích hợp 10 – 15%.
Trong nấm men không có men amylaza, vì vậy tinh bột phải được đường hóa nhờ amylaza do mầm hạt
đại mạch để biến tinh bột thành maltoza.
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 14
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Trong trường hợp đường nhiều(>20 – 30% đường) thì sự lên men bị chậm rất nhiều, bởi vì: Khi đường
cao thì áp suất thẩm thấu ngoài môi trường cao hơn áp suất thẩm thấu trong tế bào do đó nước từ trong
tế bào nấm men đi ra ngoài, kết quả là tế bào bị co nguyên sinh và tế bào chết. Từ đó thời gian lên men
kéo dài.
Trong trường hợp đường thấp: thì sự lên men không xảy ra được.
Hiệu ứng Pasteur
Nấm men là loại vi sinh vật hiếu khí. Sự lên men giúp cho nấm men có thể tồn tại trong điều kiện kỵ
khí và sự sinh trưởng của nấm men gần như dừng lại.Khi có không khí thì sự lên men sẽ bị giảm.
Ở một số loại nấm men có thể ức chế hoàn toàn quá trình lên men bằng cách tăng cường sự thông khí.
Sự kìm hãm quá trình lên men bằng oxy phân tử gọi là hiệu ứng Pasteur .
Giải thích trên quan điểm năng lượng học:
Trong điều kiện kỵ khí : 1 phân tử glucoza CO
2
+ C
2
H
5
OH + 2ATP
Trong điều kiện hiếu khí: 1 phân tử glucoza CO
2
+ H
2
O + 38ATP
Ứng dụng của quá trình lên men rượu.
Rượu vang
Nguồn giống đã được chuẩn bị sẵn dưới các dạng sau:
Dịch men giống: Cấy từ ống giống thuần khiết qua khâu nhân giống các cấp, cấy vào dịch lên men với
tỉ lệ giống cấy từ 3 – 10%.
Bánh men khô: Cấy vào dịch lên men với tỉ lệ 15 – 20g/l dịch lên men.
Dịch lên men đang ở giai đoạn lên men mạnh, tỉ lệ 1/3 – 1/5 thể tích nồi lên men (lấy lên men trước).
Người ta hay sử dụng nguồn giống này đối với chủng nấm men: Saccharomyces ellipsoideus,
Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces ovi – formis, Torulopsis.
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 15
Nấm men
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Giống nấm men Saccharomyces cerevisiae có nhiều ưu điểm
- Lên men nhanh và sâu các loại đường.
- Kết lắng tốt, do đó dễ tách sinh khói nấm men ra khỏi dịch lên men.
- Tạo múi thơm đặc trưng cho rượu vang.
- Bền vững với rượu, acid và các chất sát trùng.
Do đó các nhà máy sản xuất rượu vang hiện nay thường chọn giống nấm men Saccharomyces
cerevisiae để lên men dịch nho
Nguyên liệu:
* Nước: Hàm lượng chất khô trong môi trường trước lúc lên men thường vào khoảng 20% (theo trọng
lượng). Như vậy trong rượu vang thành phẩm, nước chiếm một tỷ lệ khá lớn (khoảng 80%).
* Đường: Đường Saccharose là nguyên liệu thường được sử dụng để bổ sung vào môi trường lên men
nhằm điều chỉnh độ đường đạt hàm lượng cần thiết cho quá trình lên men sản xuất rượu vang. Yêu cầu
của đường bổ sung vào là đạt các chỉ tiêu về chất lượng: tiêu chuẩn cảm quan, tiêu chuẩn hóa lý và tiêu
chuẩn vi sinh.
* Các chất phụ gia khác: SO
2
hoặc NaHSO
3
thường được bổ sung trước khi lên men với liều lượng 50
– 200ppm mục đích là để ức chế, tiêu diệt các vi khuẩn có hại. Bentonit, tanin và đất sét trắng là các
chất trợ lắng, giúp cho quá trình lắng trong sản phẩm được tốt hơn. Enzyme Pectinase được bổ sung
vào nhằm mục đích làm trong và làm giảm độ nhớt cho sản phẩm.
Qui trình sản xuất rượu vang
• Tiếp nhận, phân loại.
Chất lượng rượu nho, có thể nói 60% là do nguyên liệu quyết định, 40% là do công nghệ, vì vậy
nguyên liệu tốt sẽ cho sản phẩm tốt, vì vậy quá trình tiếp nhận và phân loại phải tiến hành kĩ.
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 16
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Quá trình lựa chọn, phân loại có thể được tiến hành trước khi bảo quản nguyên liệu hay trong khi chế
biến trong phân xưởng sản xuất. Lựa chọn loại bỏ quả dập nát, thối hay xanh quá…
• Rửa.
Quá trình rửa có thể được tiến hành trước hoặc sau khi phân loại nguyên liệu.
• Tách cuống.
Chùm nho khi mới hái về vẫn còn dính cả cuống và cành. Thường thì người ta tách rời những thứ đó ra
để rượu khỏi có vị đắng chát quá.
• Làm dập, nghiền xé.
Quá trình làm dập, nghiền xé cho phép lấy các phần ép khác nhau theo quy định nghiêm ngặt của quy
trình công nghệ.
Giai đoạn cần này thận trọng, không làm dập hạt nho, hạn chế gia tăng chất chát trong dịch nước nho.
Phần thịt quả phải được xé nhuyễn.
• Sulfit hóa.
Sau khi làm nát nguyên liệu , người ta không tiến hành đun sôi dung dịch lên men. Để tiêu diệt vi sinh
vật người ta thường dùng SO
2
. Lượng SO
2
trong dịch lên men không được quá nhiều vì sẽ gây ức chế
sự phát triển và hoạt động chuyển hóa đường thành rượu, lượng sử dụng khoảng 30 – 120 mg/l.
Các nước sản xuất rượu vang thường dùng SO
2
vì có tác dụng nhiều mặt: chống oxy hóa, làm giảm
hoặc tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn có hại. Tuy nhiên, nếu dùng SO
2
không đúng liều lượng có thể làm
cho rượu vang có mùi khó chịu, tiêu diệt một số vi khuẩn có lợi, đồng thời cũng là tác nhân gây ngộ
độc trong rượu vang.
• Ép.
Ép xác quả với các thiết bị thép không rỉ, thép inox không bị axit ăn mòn, không có vết sắt hoặc đồng.
Thu dịch quả chuẩn bị cho quá trình lên men.
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 17
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
• Lọc – Làm trong.
Lọc bỏ phần xác đối với vang trắng. Lọc bỏ cuống và hạt đối với vang đỏ. Ở giai đoạn này thường xảy
ra quá trình lên men tự phát. Một số kỹ thuật để ngăn ngừa hiện tuợng trên là xử lý nước nho với SO
2
( sulfit hoá ) kéo dài từ 12 - 24h, liều lượng 15 - 29g SO
2
/100 lít nho.
• Lên men - ủ.
Giai đoạn hình thành rượu:
- Là giai đoạn từ lúc cấy men giống vào, cho lên men đến khi dịch lên hết sủi bọt mạnh. Nếu giữ
được nhiệt độ ổn định, thời gian lên men này kéo dài từ 4 – 5 ngày. Kết quả của giai đoạn này ta
được “ rượu non”.
- Trong thời gian này nấm men hoạt động mạnh nhất, tiêu thụ nguyên liệu (đường, đạm, vitamin)
mạnh, biến đường thành rượu, giải phóng CO2. Kết thúc giai đoạn này thành phần nước quả thay
đổi rất lớn.
Giai đoạn phát triển:
- Khi kết thúc lên men ở giai đoạn một, người ta tiến hành gạn cặn, tách xác quả bằng biện pháp lọc
(đối với vang đỏ - vang thu được do lên men dịch quả có kèm xác quả). Trong các cơ sở lên men ở
quy mô lớn người ta dùng hệ thống ống hút xiphông để hút dịch lên men sang nồi hay bể lên men
khác. Đây là lần gạn thứ nhất.
- Khi được “rượu non”, ta tiếp tục cho lên men, nhưng ở giai đoạn này quá trình lên men xảy ra
không ồ ạt – người ta còn gọi là lên men phụ, phân hủy những gam đường cuối cùng có trong dịch
lên men. Đồng thời ở giai đoạn này có quá trình lên men malolactic. Kết quả quá trình này, axit
malic được chuyển thành axit latic, làm cho rượu chuyển từ vị chua gắt sang vị chua nhẹ dễ chịu
(của axit lactic), CO
2
còn được tiếp tục giải phóng nhưng xu hướng ít dần. Dung dịch lên men ở
trạng thái tĩnh lặng, xác men lắng xuống đáy bình hay bể.
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 18
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
- Tiếp theo, thực hiện gạn cặn lần 2 (sau lần 1 khoảng từ 20 – 30 ngày ), lần 3 (sau lần 2 hơn 30
ngày). Nếu rượu còn đục ta lại gạn tiếp để có dung dịch trong suốt. Sau lần gạn cuối cùng rượu cơ
bản ổn định về thành phần.
- Ở giai đoạn này nếu nếm thử ta thấy rượu chưa thể uống được có vị cay, đắng , hơi chua. Ta gọi là
“rượu sống”
Giai đoạn vang chín:
- Sau giai đoạn 2, “rượu non” đã ổn định thành phần nhưng rượu còn “sống”, người ta phải áp dụng
một số biện pháp kĩ thuật để làm tăng chất lượng của rượu, để rượu được “chín”. Những biện pháp
này rất đơn giản nhưng lại quyết định chất lượng của rượu thành phẩm.Cụ thể cách tiến hành:
- Nút chai, bình đựng “rượu non” thật chặt.
- Hạ thổ ở độ sâu 50 – 60m, ở vùng đất cao, mát, không bị ngập nước.
- Để rượu đạt được sự hài hòa và ổn định của mùi vị và chất lượng thì rượu phải được ủ nhằm làm
cho khí ôxi tác động thật chậm.
- Rượu vang ủ trong bồn thép lớn sẽ phải ủ lâu hơn rượu vang để trong các bồn hoặc trong các thùng
bằng gỗ.
- Ủ ở nhiệt độ 4 – 10
0
C để rượu vang hoàn thiện hương vị đặc trưng. Thời gian ủ có thể là vài tháng,
vài năm, thậm chí hàng chục hoặc hàng trăm năm.
Rượu cần:
Trong sản xuất rượu cần, người ta chủ yếu dùng giống vi sinh vật từ bánh men lá (nguyên liệu sử dụng
là gạo, “cây đòng”, cây “mè ka zút “).
Qua điều tra của Nguyễn Thị Kim Huệ, 1996, từ bánh men lá của người dân tộc K’Ho, đã phân lập
được:
Hai chủng nấm mốc thuộc chi Mucor và Rhizopus. Hai chủng này có khả năng đường hóa.
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 19
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Với cách làm bánh men của người K’Ho nói trên ta thấy thành phần vi sinh vật trong bánh men là
không ổn định, sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của rượu.
Do vậy, ngày nay đồng bào dân tộc miền núi khi sản xuất rượu cần ít khi sử dụng bánh men lá mà
dùng bánh men thuốc bắc hay bánh men thường do người Kinh sản xuất.
Quy trình lên men rượu cần:
Gạo sau khi nấu chín, để nguội, được trộn thêm với trấu. Hỗn hợp cơm – trấu sẽ là nguyên liệu để cấy
bánh men lá vào. Bánh men lá được trộn đều vào hỗn hợp cơm – Trấu với tỉ lệ 3 bánh men / 5 kg
nguyên liệu (mỗi bánh men có khối lượng khoảng 40g). Chuyển hỗn hợp cơm – trấu vào gùi, ủ qua
đêm (lưu ý trên và dưới đáy gùi phủ một lớp trấu). Mục đích của giai đoạn ủ là tạo điều kiện thích hợp
cho sự gia tăng sinh khối của vi sinh vật trong gùi ủ. Sau khi ủ một đêm, đãi cơm từ gùi ra để nguội (vì
quá trình lên men qua một đêm đã làm tăng nhiệt độ của cơm trong gùi) tiếp đến cho cơm vào ché (một
loại bình hũ bằng sành, miệng hẹp của đồng bào dân tộc thiểu số) cũng để một lớp trấu ở đáy ché và
một lớp phủ trên miệng ché. Bịt miệng ché bằng tro bếp hay bằng tấm nilon. Quá trình lên men rượu
trong ché kéo dài khoảng 1 tháng. Lúc này cơm trong ché đã bị phân hủy mạnh, nên phần cơm rượu
trong ché chỉ còn bằng ½ ché.
Trước khi sử dụng rượu, người ta dằn một lớp lá chuối hoặc lá buông phía trên cơm rượu rồi đổ nước
vào đầy ché. Nước đổ thường là nước mưa hay nước suối sạch. Lượng nước đổ vào khoảng 20 lít/
20kg gạo.Lúc này ta đã có rượu thành phẩm có thể uống được.
Rượu cần được coi là ngon, có chất lượng, là thứ rượu có sự hài hòa giữa các thành phần của axit hữu
cơ, cồn, đường và hương thơm.
Bia
Qui trình sản xuất bia:
Lên men là giai đoạn quan trọng, quyết định chất lượng của bia và hiệu quả sản xuất. Quá trình lên
men sẽ chuyển đường thành etanol do tác nhân gây men là chủng nấm men Sac.cerevisiae hay
Sac.Carlsbergensis. Đồng thời trong quá trình lên men còn có quá trình tạo axit hữu cơ và rượu bậc
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 20
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
cao. Rượu và axit tác dụng với nhau tạo ester, chính sản phẩm này có ảnh hưởng tốt đến quá trình tạo
hương vị bia.
Quá trình lên men:
Sản xuất từ mầm đại mạch, có khi trong bắp ngô hay thóc mầm, gạo.
Enzym trong mầm đại mạch(α – amilaza, β – amilaza, proteinaza) ở nhiệt độ thích hợp (30 phút ở 40
o
C
và 30 phút ở 70
o
C) và pH thích hợp (pH = 5,1 – 5,2) sẽ chuyển hóa tinh bột và protein thành đường,
thành axit amin. Còn phải sử dụng thêm hoa bia (hoa houblon, hoppe, hoa của cây Humulus Lupulis).
Hoa bia thêm vào với số lượng 0.3 – 0.5% rồi đun sôi 30 – 60 phút. Hoa bia có vai trò kết tủa protein
dư thừa trong bia, làm ức chế sự phát triển của tạp khuẩn Gram(+) làm tăng quá trình tạo bọt, nhất là
quá trình tạo ra vị đắng và hương thơm đặc trưng của bia. Sau khi loại bỏ hết bã bia (bã malt dùng
trong chăn nuôi) người ta cấy men bia (s,Cerevisiae, các chủng chuyên dụng) và lên men ở nhiệt độ (3
– 15%)trong 8 – 12 ngày. Lượng etanol được tạo thành trong khoảng 3,6 - 5,2%. Sau đó chuyển qua
giai đoạn lên men phụ ở nhiệt độ khoảng 0
o
C trước khi được lọc và đóng vào các bom hoặc đóng chai.
Bia tươi là loại dùng không thanh trùng còn bia chai là loại được thanh trùng ở 55 – 60
o
C trong 15 – 30
phút.
1.1.1.2.2. Biến đổi do đường tạo thành caramen
Ở nhiệt độ đun sôi các loại đường đơn giản không biến đổi đáng kể
Đường đun khô tới 180
0
C chuyển sang màu vàng nâu và có mùi đặc biệt gọi là phản ứng caramen hóa.
Thường gặp trong sản xuất bánh, kẹo, mứt…ảnh hưởng lớn đến màu sắc các sản phẩm giàu đường.
Phản ứng caramel xảy ra ở nhiệt độ nóng chảy của đường: glucose (146 – 150
o
C), fructose (95 –
100
o
C) saccharose ( 160-180
o
C), lactose (223- 252
o
C).
Nhưng còn tuỳ nồng độ đường, pH, thời gian đun nóng, caramel hoá có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn,
như saccharose có thể bắt đầu ở 135
o
C.
Cơ chế phản ứng
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 21
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Giai đoạn đầu của phản ứng tạo nên các anhydrit của glucoza, fructoza, sacaroza như glucozan,
fructozan, saccarozan là hợp chất không màu. Sau đó, bên cạnh sự dehydrat hoá còn có sự trùng hợp
hoá các đường đã được dehydrat hoá để tạo thành các phẩm vật có màu nâu vàng.Với saccharose, phản
ứng caramel hoá xảy ra theo sơ đồ phản ứng:
Tạo các anhydrit không màu:
C
12
H
22
O
11
– H
2
O → C
6
H
10
O
5
+ C
6
H
10
O
5
Saccharose glucozan levulozan
Đến 185-190
0
C sẽ tạo thành izosaccharozan:
Glucozan + levulozan → izosaccharozan
C
6
H
10
O
5
+ C
6
H
10
O
5
→ C
12
H
20
O
10
Khi nhiệt độ cao hơn sẽ mất đi 10% nước và tạo thành caramelan (C
12
H
18
O
9
hoặc C
24
H
36
O
18
) có màu
vàng:
2C
12
H
20
O
10
– 2H
2
O → (C
12
H
18
O
9
) hoặc C
24
H
36
O
18
Izosaccharozan caramelan
Khi mất đi 14% nước sẽ tạo thành caramelen:
C
12
H
20
O
10
+ C
24
H
36
O
18
– 3H
2
O → C
36
H
48
O
24
.H2O (màu nâu)
Và khi mất đi 25% nước sẽ tạo thành caramelin có màu nâu đen (C
24
H
26
O
18
). Hầu như tất cả các sản
phẩm caramel hoá đều có vị đắng.
1.1.1.2.3. Phản ứng do đường tạo thành melanoidin.
Trong quá trình chế biến món ăn có chứa đường và protein ở nhiệt độ cao, hiện tượng phân giả sâu xa
của đường dophanr ứng tạo thành melanoidin thường xãy ra.
• Phản ứng melanoidin là phản ứng nâu hoá không có tác dụng của enzyme
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 22
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
• Xảy ra giữa glucid và protein hay rõ hơn là phản ứng giữa đường khử và acid amine
• Dưới tác động của nhiệt độ, ít nước, thời gian bảo quản lâu.
• Điều kiện của phản ứng:
Chất tham gia : Phải có nhóm cacbonyl >C=O
Môi trường phản ứng : Có nhóm amin (NH
2
) hoặc amoniac (NH
3
)
Các giai đoạn của phản ứng
Phản ứng tạo melanoidin bao gồm một loạt các phản ứng xảy ra song song hoặc nối tiếp.
Dựa vào mức độ về màu sắc của sản phẩm có thể chia thành 3 giai đoạn kế tiếp nhau.
Giai đoạn đầu:
- Giai đoạn này bao gồm hai phản ứng: Phản ứng ngưng tụ carbonylamin, phản ứng chuyển vị
Amadori
- Giai đoạn đầu tạo các sản phẩm không màu và không hấp thu ánh sáng cực tím.
Giai đoạn 2:
- Phản ứng khử nước của đường
- Phản ứng phân huỷ đường và các hợp chất amin: tạo các sản phẩm không màu hoặc màu vàng nhạt,
hấp thu mạnh ánh sáng cực tím.
Giai đoạn 3: tạo sản phẩm có màu đậm
- Phản ứng ngưng tụ aldol
- Phản ứng trùng hợp hoá aldehitamin và tạo thành hợp chất dị vòng chứa nitơ.
- Giai đoạn cuối cùng của phản ứng melanoidin sẽ tạo nên đầu tiên là các polyme không no hoà tan
trong nước, sau đó là các polyme không no và không hoà tan được trong nước, nhưng đều có màu
đậm và có cùng tên chung là melanoidin.
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 23
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Các nhân tố ảnh hưởng đến phản ứng
- Phụ thuộc Acid amine: alanin, valin cho màu đậm, leucin màu bánh mì. Acid amine là chất xúc tác
của phản ứng tạo thành melanoidin
- Tuỳ thuộc vào loại đường tham gia: glucose, lactose,… thì dẫn đến màu của các sản phẩm khác
nhau.
- Nước: là nhân tố cần thiieets để phản ứng xãy ra.
- Độ pH của môi trường:
+ Trong môi trường kiềm, phản ứng Maillard phản ứng nhanh hơn.
+ Trong môi trường acid (pH < 3),quá trình tạo melanoidin thể hiện rất yếu và chủ yếu là sự phân
huỷ đường. Khi trong môi trường acid pH = 2 nếu tăng nhiệt độ thì phản ứng sẽ tăng nhanh.
- Nhiệt độ :
+ ở 0
0
C và dưới 0
0
C: phản ứng không xảy ra
+ ở 95
0
C -100
0
C: phản ứng cho ra các sản phẩm có tính chất cảm quan tốt hơn. Khi nhiệt độ quá
cao thì các melanoidin tạo được có vị đắng và mùi khét
- Chất kiềm hãm và chất làm tăng tốc phản ứng melanoidin:
+ Chất kiềm hãm là những chất phản ứng được với nhóm carbonyl (VD: dimedon, hydroxylamin,
bisulfit)
+ Chất kiềm hãm phản ứng melanoidin tốt nhất là dimedon, nó có khả năng kết hợp được với
aldehit nên làm ngưng hẳn phản ứng tạo melanoidin. Ngoài ra khí sunfurơ, acid sunfurơ hoặc
muối của nó là những chất kiềm hãm mạnh mẽ phản ứng tạo màu melanoidin.
+ Các chất tăng tốc phản ứng melanoidin có acid lactic, phosphat. Muối của acid lactic làm tăng
tốc phản ứng rất nhanh, dd đệm phosphat không những tăng tốc phản ứng mà còn tăng phản ứng
hoá nâu dd glucose tinh khiết
2. BIẾN ĐỔI CỦA TINH BỘT.
2.1 Biến đổi do tinh bột tạo thành hồ.
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 24
GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Tinh bột hồ hóa là một quá trình phá vỡ liên kết giữa các phân tử của và các phân tử tinh bột trong sự
hiện diện của nước và nhiệt độ. Khi hạt tinh bột được xử lý đồng thời bằng nhiệt và ẩm thì sẽ xảy ra
hiện tương hồ hóa: trên 55-70
0
C, các hạt tinh bột sẽ trương phồng do hấp hụ nước vào các nhóm
hydroxyl phân cực. Khi đó độ nhớt của huyền phù tinh bột tăng mạnh vì các hạt trương phồng kết dính
vào nhau. Nếu tiếp tục kéo dài việc xử lý thủy nhiệt có thể gây ra nổ vỡ hạt tinh bột, thủy phân từng
phần và hòa tan phần nào các phân tử cấu thành của tinh bột, kèm theo giảm độ nhớt của dung dịch.
Cơ chế: Sự xâm nhập của nước tăng ngẫu nhiên trong cấu trúc hạt nói chung và giảm số lượng và kích
thước của khu vực tinh thể . Tinh thể khu vực không cho phép nhập cảnh nước. Nhiệt gây ra các khu
vực đó trở nên khuếch tán, do đó các chuỗi bắt đầu tách ra thành một hình thức vô định hình.
Khi dung dịch rất đậm đặc thì tinh bột hình thành gel, lúc đó độ nhớt lại tăng lên và đôi khi còn tạo kết
tủa. Hiện tượng này cũng xảy ra đôi khi với dung dịch ít đậm đặc hơn nhưng được làn lạnh nhanh
chóng hoặc để yên.
Khi có mặt các đường như chất hút nước, các mono và diglixerit( tạo phức với amilose) cũng có tác
dụng làm giảm sự trương phồng của các hạt tinh bột. 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.
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, kich thước hạt và pH mà nhiệt độ phá vỡ và trương nở của tinh bột
biến đổi một cách rộng lớn.
Tinh bột tự nhiên Nhiệt độ hồ hóa (t
0
C)
Ngô 62- 73
Ngô nếp 62- 72
Lúa miến 68- 75
Lúa miến nếp 67- 74
Gạo 68- 74
Lúa mì 59- 62
Sắn 52- 59
Khoai tây 59- 70
Bảng 2.1 Nhiệt độ hồ hóa của một số loại tinh bột
Biến đổi hóa sinh trong chế biến và bảo quản Glucid 25