Chất tinh bột

Tinh bột trong tiếng Hy Lạp là amidon (CAS# 9005-25-8, công thức hóa học: (C₆H₁₀O₅)_n) là một polysacarit carbohydrate chứa hỗn hợp của amyloza và amylopectin, tỷ lệ phần trăm giữa amyloza và amylopectin thay đổi tuỳ thuộc vào từng loại tinh bột, thường dao động từ 20:80 đến 30:70. Tinh bột có nguồn gốc từ các loại cây khác nhau với các tính chất vật lý và thành phần hóa học đa dạng. Chúng là các polysacarit phức tạp của glucose (công thức phân tử là C₆H₁₂O₆). Tinh bột được sản xuất tự nhiên trong các quả, củ như lúa mì và ngô. Tinh bột, cùng với protein và chất béo, là thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất trong chế độ ăn uống của con người cũng như nhiều loài động vật khác. Ngoài việc sử dụng làm thực phẩm, tinh bột còn được dùng trong các ngành công nghiệp sản xuất giấy, rượu, và trong y học để băng bó xương. Tinh bột được chiết xuất từ hạt như lúa mì và ngô, từ rễ và củ như sắn, khoai tây, và dong là các loại tinh bột chính được sử dụng trong công nghiệp.

Chất thử tinh bột là Iod. Dung dịch Iod phản ứng với hồ tinh bột tạo ra màu xanh lam đặc trưng.

Các phương pháp biến tính tinh bột

• Phương pháp biến tính vật lý: là cách biến tính tinh bột thuần túy bằng các phương pháp vật lý như ép, nén và hồ hóa để thay đổi một số tính chất của nó phù hợp với các ứng dụng và sản phẩm, như tinh bột hồ hóa và tinh bột xử lý nhiệt ẩm.
• Phương pháp biến tính hóa học: là cách sử dụng các hóa chất để thay đổi tính chất của tinh bột, sản phẩm chủ yếu là tinh bột xử lý axit, tinh bột ete hóa, este hóa và phosphat hóa.
• Phương pháp thủy phân bằng enzym: là cách tiên tiến nhất hiện nay để biến tính tinh bột, cho sản phẩm tinh bột biến tính được lựa chọn một cách sạch sẽ không bị nhiễm các hóa chất khác. Sản phẩm của phương pháp này bao gồm các loại đường gluco, fructo; các poliol như sorbitol, mannitol; các axit amin như lysin, MSG, các rượu và các axit.

Các loại tinh bột biến tính

Theo Hệ thống Đánh số Quốc tế cho Các Phụ Gia Thực Phẩm (INS), tinh bột biến tính được phân loại và đặt tên theo các nhóm sau:

• 1401 Tinh bột được xử lý axit
• 1402 Tinh bột được xử lý kiềm
• 1403 Tinh bột đã tẩy trắng
• 1404 Tinh bột được oxy hóa
• 1405 Tinh bột, được xử lý enzym
• 1410 Monostarch phosphate
• 1411 Distarch glycerol
• 1412 Distarch phosphate este hóa với natri trimetaphosphat
• 1413 Phosphat hóa distarch phosphate
• 1414 Acetate hóa distarch phosphate
• 1420 Tinh bột axetat este hóa với anhydrit axetic
• 1421 Tinh bột axetat este hóa với vinil axetat
• 1422 Acetate hóa distarch adipate
• 1423 Acetate hóa distarch glycerol
• 1440 Tinh bột hydroxypropyl
• 1442 Tinh bột hydroxypropyl distarch phosphate
• 1443 Tinh bột hydroxypropyl distarch glycerol
• 1450 Tinh bột natri octenyl succinate

Ứng dụng của tinh bột

• Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm: Sử dụng làm phụ gia trong sản xuất bánh kẹo và đồ hộp.
• Trong xây dựng: Tinh bột được dùng để làm chất kết dính cho bê tông, cải thiện tính kết dính của đất sét và đá vôi, được sử dụng trong sản xuất keo dính gỗ, ván ép và sơn.
• Ứng dụng trong công nghiệp mỹ phẩm và dược phẩm: Tinh bột được sử dụng làm thành phần trong phấn phủ, mỹ phẩm trang điểm, phụ gia cho xà phòng, kem dưỡng da, và là thành phần tá dược.
• Ứng dụng trong công nghiệp khai khoáng: Tinh bột được sử dụng làm phụ gia cho quá trình tuyển nổi khoáng, dung dịch nhũ tương trong khoan dầu khí.
• Ứng dụng trong ngành giấy: Tinh bột được sử dụng để sản xuất các chất phủ bề mặt, là thành phần chính trong sản xuất giấy không tro, và các sản phẩm tã giấy cho trẻ em.
• Ứng dụng trong ngành dệt: Tinh bột được sử dụng trong hồ vải sợi và in ấn.
• Ứng dụng trong nông nghiệp: Sử dụng làm chất trương nở, giữ ẩm cho đất và cây trồng để chống lại hạn hán.
• Các ứng dụng khác: Tinh bột được sử dụng trong sản xuất màng plastic sinh học phân huỷ, pin khô, thuộc da, keo nóng chảy, chất gắn, khuôn đúc, và là phụ gia cho quá trình nung kết kim loại.

Tính chất hóa học

1. Phản ứng thủy phân của glucose (C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O -> nC₆H₁₂O₆ (Thủy phân tinh bột thường được thực hiện bằng enzym hoặc trong môi trường axit) 2. Phản ứng của hồ tinh bột với dung dịch Iodine

Dung dịch iodine phản ứng với hồ tinh bột tạo ra phức màu xanh lam (hoặc xanh tím) đặc trưng ở nhiệt độ thường. Phản ứng này xảy ra dễ dàng, cho phép sử dụng iodine để nhận diện tinh bột và ngược lại, có thể dùng hồ tinh bột để nhận biết iodine.

Khi đun nóng, iodine được giải phóng từ phân tử amylose (một loại tinh bột), làm mất màu xanh tím. Khi làm nguội, iodine lại được hấp phụ trở lại làm cho dung dịch trở thành màu xanh.

3. Quá trình tổng hợp tinh bột thông qua phản ứng oxi hóa - khử trong lá cây

Tinh bột được hình thành trong cây xanh từ khí CO₂ và H₂O dưới tác dụng của ánh sáng Mặt Trời. Phương trình tổng quát cho quá trình như sau:

6nCO₂ + 5nH₂O -> (C₆H₁₀O₅)_n + 6nO₂ [ xúc tác: diệp lục, ánh sáng ]

Quá trình hình thành tinh bột (tổng hợp tinh bột - chất hữu cơ) được thực hiện dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời, được gọi là quá trình quang hợp.

• Hà Văn Vợi, Khương Trung Thủy, Vũ Văn Hà và các cộng sự (2007). Nghiên cứu công nghệ tổng hợp natri carboxymethyl cellulose từ nguồn tinh bột Việt Nam. Trung tâm Hóa hữu cơ, Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam.
• Brown WH, Poon T (2005) Giới thiệu về hóa học hữu cơ - Phiên bản thứ ba, John Wiley & Sons (ISBN 0-471-44451-0)
• 'Bột phủ phun' Lưu trữ 2007-08-09 tại Wayback Machine. - Russell-Webb. Truy cập 2007-07-05.
• 'Keo dựa trên tinh bột'. - ICI.
• 'Sản xuất hiệu suất cao Hydro từ tinh bột và nước bằng một con đường enzym tổng hợp'. PLoS. Truy cập 2007-07-15.
• Hướng dẫn thực hành Hóa hữu cơ và Sinh học

Các liên kết ngoài

• Jones, Orlando, 'US2000 Cải tiến trong sản xuất tinh bột'. (Lớp: 127/68; 48/119; 127/69). Middlesex, Anh, USPTO.
• Mô tả chi tiết và hình ảnh cấu trúc phân tử tinh bột