Giáo trình Tinh bột thực phẩm (Phần 1)

 Tinh bột thực phẩm 
MỞ ĐẦU 
Tinh bột là polysaccarit chủ yếu có trong hạt, củ, thân cây và lá cây. Một lượng 
tinh bột đáng kể có trong các loại quả như chuối và nhiều loại rau trong đó xảy ra sự 
biến đổi thuận nghịch từ tinh bột thành đường glucozơ phụ thuộc vào quá trình chín và 
chuyển hóa sau thu hoạch. Tinh bột có vai trò dinh dưỡng đặc biệt lớn vì trong quá 
trình tiêu hóa chúng bị thủy phân thành đường glucozơ là chất tạo nên nguồn calo 
chính của thực phẩm cho con người. Tinh bột giữ vai trò quan trọng trong công nghiệp 
thực phẩm do những tính chất lý hóa của chúng. Tinh bột thường được dùng làm chất 
tạo độ nhớt sánh cho thực phẩm dạng lỏng, là tác nhân làm bền cho thực phẩm dạng 
keo, là các yếu tố kết dính và làm đặc tạo độ cứng và độ đàn hồi cho nhiều thực phẩm. 
Trong công nghiệp, ứng dụng tinh bột để xử lí nước thải, tạo màng bao bọc kị nước 
trong sản xuất thuốc nổ nhũ tương, thành phần chất kết dính trong công nghệ sơn. Các 
tính chất “sẵn có” của tinh bột có thể thay đổi nếu chúng bị biến hình (hóa học hoặc 
sinh học) để thu được những tính chất mới, thậm chí hoàn toàn mới lạ. Nội dung của 
giáo trình được trình bày những vấn đề sau: 
- Cấu tạo và tính chất của tinh bột. 
- Các phương pháp hiện đại để xác định các chỉ số cơ bản của tinh bột. 
- Kỹ thuật sản xuất tinh bột. 
- Biến hình tinh bột. 
- Ứng dụng của tinh bột biến hình. 
Giáo trình được biên soạn theo đề cương môn học “khai thác tinh bột và các sản 
phẩm từ tinh bột” nhằm làm tài liệu chínhđể giảng dạy cao học cho ngành thực phẩm . 
Giáo trình có thể làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu sinh, sinh viên, cán bộ kỹ 
thuật, cán bộ quản lý ở các viện nghiên cứu và thiết kế. 
Tác giả xin trân trọng cảm ơn Hội đồng Khoa học trường, Hội đồng khoa Hóa Kỹ 
thuật trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã nghiệm thu và cho phép giáo trình lưu 
hành. 
 Tác giả 
 - 1 - 
 Tinh bột thực phẩm 
Chương 1. 
CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA TINH BỘT 
1.1. Hình dạng, đặc điểm, kích thước hạt tinh bột. 
Tinh bột là polysaccarit chủ yếu có trong hạt, củ, thân cây và lá cây. Tinh bột 
cũng có nhiều ở các loại củ như khoai tây, sắn, củ mài. Một lượng đáng kể tinh bột 
cũng có trong các loại quả như chuối và nhiều loại rau. Tinh bột có nhiều trong các 
loại lương thực do đó các loại lương thực được coi là nguồn nguyên liệu chủ yếu 
để sản xuất tinh bột. Hình dạng và thành phần hóa học của tinh bột phụ thuộc vào 
giống cây, điều kiện trồng trọt ... 
Tinh bột không phải là một chất riêng biệt, nó bao gồm hai thành phần là 
amiloza và amilopectin. Hai chất này khác nhau về nhiều tính chất lí học và hóa 
học. Dựa vào sự khác nhau đó có thể phân chia được hai thành phần trên để điều 
chế dạng tinh khiết. Các phương pháp để tách và xác định hàm lượng amiloza và 
amilopectin là: 
- Chiết rút amiloza bằng nước nóng. 
- Kết tủa amiloza bằng rượu. 
- Hấp thụ chọn lọc amiloza trên xenlulozơ. 
Tinh bột là loại polysaccarit khối lượng phân tử cao gồm các đơn vị glucozơ 
được nối nhau bởi các liên kết α- glycozit, có công thức phân tử là (C6H10O5)n, ở 
đây n có thể từ vài trăm đến hơn 1 triệu. Tinh bột giữ vai trò quan trọng trong công 
nghiệp thực phẩm do những tính chất hóa lí của chúng. Tinh bột thường dùng làm 
chất tạo độ nhớt sánh cho các thực phẩm dạng lỏng hoặc là tác nhân làm bền keo 
hoặc nhũ tương, như các yếu tố kết dính và làm đặc tạo độ cứng, độ đàn hồi cho 
nhiều loại thực phẩm.Ngoài ra tinh bột còn nhiều ứng dụng trong dược phẩm, 
công nghiệp dệt, hóa dầu... 
Trong thực vật, tinh bột thường có mặt dưới dạng không hoà tan trong 
nước. Do đó có thể tích tụ một lượng lớn ở trong tế bào mà vẫn không bị ảnh 
 - 2 - 
 Tinh bột thực phẩm 
hưởng đến áp suất thẩm thấu. Các hyđrat cacbon đầu tiên được tạo ra ở lục lạp do 
quang hợp, nhanh chóng được chuyển thành tinh bột. Tinh bột ở mức độ này được 
gọi là tinh bột đồng hoá, rất linh động, có thể được sử dụng ngay trong quá trình 
trao đổi chất hoặc có thể được chuyển hoá thành tinh bột dự trữ ở trong hạt, quả, 
củ, rễ, thân và bẹ lá. 
Có thể chia tinh bột thực phẩm thành ba hệ thống: 
- hệ thống tinh bột của các hạt cốc; 
- hệ thống tinh bột của các hạt họ đậu; 
- hệ thống tinh bột của các củ; 
Bảng 1.1. Đặc điểm của một số hệ thống tinh bột 
Nguồn Kích thước 
hạt, nm 
Hình dáng Hàm lượng 
amiloza, % 
Nhiệt độ hồ 
hoá, 0C 
Hạt ngô 10-30 Đa giác hoặc 
tròn 
25 67-75 
Lúa mì 5-50 Tròn 20 56-80 
Lúa mạch đen 5-50 Tròn dài 46-62 
Đại mạch 5-40 Bầu dục 68-90 
Yến mạch 5-12 Đa giác 55-85 
Lúa 2-10 Đa giác 13-35 70-80 
Đậu đỗ 30-50 Tròn 46-54 60-71 
Kiều mạch 5-15 Tròn dẹp 
Chuối 5-60 Tròn 17 
Khoai tây 1-120 Bầu dục 23 56-69 
Khoai lang 5-50 Bầu dục 20 52-64 
Sắn 5-35 Tròn 
Dong riềng 10-130 Bầu dục 38-41 
Hạt tinh bột của tất cả hệ thống nêu trên hoặc có dạng hình tròn, hình bầu 
dục, hay hình đa giác. Hạt tinh bột khoai tây lớn nhất và bé nhất là hạt tinh bột 
thóc. 
Kích thước các hạt khác nhau dẫn đến những tính chất cơ lí khác nhau như 
nhiệt độ hồ hoá, khả năng hấp thụ xanh metylen ... Có thể dùng phương pháp lắng 
 - 3 - 
 Tinh bột thực phẩm 
để phân chia một hệ thống tinh bột ra các đoạn có kích thước đồng đều để nghiên 
cứu. 
1.1.1. Dùng vi ảnh của kính hiển vi điện tử quét 
Tinh bột sắn có dạng hình cầu, hình trứng hoặc hình mũ, có một số hạt 
trũng. 
Hình 1.1. Tinh bột sắn 1500X 
Hình 1.2. Tinh bột sắn 3500X 
Tinh bột sắn dây có hình dạng gần giống tinh bột sắn, nhưng hạt có nhiều 
góc cạnh hơn, các cạnh trũng và bị lõm nhiều hơn số hạt nhỏ nhiều hơn. 
 - 4 - 
 Tinh bột thực phẩm 
Hình 1. 3. Tinh bột sắn dây 1500X 
Hình 1. 4. Tinh bột sắn dây 3500X 
 Kích thước trung bình của hạt sắn dây nhỏ hơn so với tinh bột sắn. 
Tinh bột huỳnh tinh gồm hầu hết các hạt lớn có dạng hình elíp, trơn nhẵn và 
có kích thước trung bình lớn hơn tinh bột sắn. 
 - 5 - 
 Tinh bột thực phẩm 
Hình 1.5. Tinh bột huỳnh tinh 1500X 
Hình1. 6. Tinh bột huỳnh tinh 3500X 
Quan sát ở độ phóng đại 3500x, bề mặt ngoài của 3 loại hạt đều có nếp 
nhăn. Như vậy ta thấy: kích thước hạt đặc trưng cho mỗi loại tinh bột. 
1.1.2. Nghiên cứu kích thước trung bình của hạt tinh bột bằng phương pháp nhiễu xạ lazer. 
Kính hiển vi điện tử quét có thể xác định kích thước trung bình của hạt tinh 
bột nhưng chỉ những hạt nằm trong vùng quan sát của kính. Nên số liệu không 
 - 6 - 
 Tinh bột thực phẩm 
đặc trưng cho toàn khối hạt. Những phương pháp khác như phương pháp lắng 
hoặc rây, sàng để phân chia hệ thống tinh bột ra các đoạn có kích thước đồng đều 
rồi nghiên cứu thì mất nhiều thời gian, không chính xác ( hạt to lẫn hạt nhỏ). 
Để khắc phục, dùng phương pháp nhiễu xạ lazer. Nó có thể phân tích và xử 
lí số liệu đo được một cách nhanh chóng và chính xác. 
Nguyên tắc đo kích thước hạt bằng hệ thống máy Mastersizer như sau: Mẫu 
tinh bột được phân tán trong nước với tỉ lệ nhất định, cho vào buồng đựng mẫu. 
Nguồn sáng tia lazer được phát ra, qua hệ thống lọc và đập vào các hạt mẫu. Năng 
lượng của nguồn sáng lazer làm các hạt bị nhiễu xạ, từ đó cho ra các thông tin về 
kích thước hạt nhờ một thiết bị dò tìm thích hợp. Sau đó dữ liệu được tập hợp và 
được phân tích nhờ một hệ thống có gắn với máy tính sử dụng phần mềm hoá học 
chuyên dụng. Một số mẫu chuẫn đã đựoc nạp sẵn vào bộ vi xử lí để đối chiếu so 
sánh với mẫu đang xác định và cho ra những thông tin chính xác về mẫu tinh bột 
cần phân tích. Thông tin về kích thước hạt sẽ được đưa qua máy thu và qua hệ 
thống khuyếch đại rồi in ra kết quả. 
Máy có thể xác định kích thước hạt trong khoảng từ 0,05 đến 3500 µm. 
Mẫu đem xác định chỉ cần từ vài µm đến vài ml, thời gian xác định nhanh, kết quả 
có độ tin cậy cao. 
Bảng 1.2. Đường kính Φ của hạt củ qua máy Mastersiser 
Đường kính hạt (µm) Sắn Sắn dây Huỳnh tinh 
D[v,0,1] 0,68 0,99 13,55 
D[v,0,5] 12,14 7,73 26,76 
D[v,0,9] 20,23 12,48 42,07 
 D[v,0,1] Kích thước hạt tại đó có 10% tổng số hạt của mẫu nhỏ hơn kích 
thước này. 
Nhận xét: tinh bột huỳnh tinh có kích thước lớn hơn nhiều so với sắn và sắn dây, 
kích thước trung bình 26,76 µm. 
 - 7 - 
 Tinh bột thực phẩm 
Sự khác nhau về kích thước của mỗi loại hạt tinh bột dẫn đến sự khác nhau 
về tính chất cơ lí cũng như về quá trình chế biến, bảo quản và biến hình tinh bột. 
Hạt tinh bột huỳnh tinh lớn nhất, do đó khi tiến hành quá trình lắng lọc, rửa 
thì thời gian cho tinh bột huỳnh tinh là ngắn nhất, sắn dây là dài nhất. 
Sự khác nhau về kích thước ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt độ hồ hóa, đến 
khả năng hoà tan, khả năng hấp thụ nước và hấp thụ các chất khác. 
1.2. Thành phần hóa học của tinh bột 
Tinh bột không phải một hợp chất đồng thể mà gồm hai polysaccarit khác 
nhau: amiloza và amilopectin. Tỉ lệ amiloza/amilopectin xấp xỉ ¼. Trong tinh bột 
loại nếp (gạo nếp hoặc ngô nếp) gần như 100% là amilopectin. Trong tinh bột đậu 
xanh, dong riềng hàm lượng amiloza chiếm trên dưới 50%. 
Hình 1.7 Cấu tạo của tinh bột 
1.2.1. Thành phần cấu trúc của amiloza. 
Trong vi hạt, tinh bột tồn tại dưới dạng hạt có kích thước trong khoảng từ 
0,02-0,12nm. Hạt tinh bột của tất cả các hệ có dạng hình tròn, hình bầu dục hay 
hình đa diện. Cấu tạo và kích thước của hạt tinh bột phụ thuộc vào giống cây, điều 
kiện trồng trọt cũng như quá trình sinh trưởng của cây. 
 - 8 - 
 Tinh bột thực phẩm 
Cấu tạo bên trong của vi hạt tinh bột khá phức tạp. Vi hạt tinh bột có cấu 
tạo lớp, trong mỗi lớp đều có lẫn lộn các amiloza dạng tinh thể và amilopectin xắp 
xếp theo phương hướng tâm. 
Nhờ phương pháp hiển vi điện tử và nhiễu xạ tia X thấy rằng trong hạt tinh 
bột “nguyên thuỷ” các chuỗi polyglucozit của amiloza và amilopectin tạo thành 
xoắn ốc với ba gốc glucozơ một vòng. 
Trong tinh bột của các hạt ngũ cốc, các phân tử có chiều dài từ 0,35-0,7 
µm; trong khi đó chiều dày của một lớp hạt tinh bột là 0,1 µm. Hơn nữa, các phân 
tử lại xắp xếp theo hướng tâm nên các mạch glucozit của các polysaccarit phải ở 
dạng gấp khúc nhiều lần 
Các mạch polysaccarit sắp xếp hướng tâm tạo ra độ tinh thể: các mạch bên 
của một phân tử amilopectin này nằm xen kẽ giữa các mạch bên của phân tử kia. 
Ngoài cách sắp xếp bên trong như vậy, mỗi hạt tinh bột còn có vỏ bao phía 
ngoài. Đa số các nhà nghiên cứu cho rằng vỏ hạt tinh bột khác với tinh bột bên 
trong, chứa ít ẩm hơn và bền đối với các tác động bên ngoài. Trong hạt tinh bột có 
lỗ xốp nhưng không đều. Vỏ hạt tinh bột cũng có lỗ nhỏ do đó các chất hòa tan có 
thể xâm nhập vào bên trong bằng con đường khuếch tán. 
Hầu hết, các loại tinh bột đều chứa hai loại polyme khác nhau về khối 
lượng phân tử và cấu trúc hóa học: 
* Amiloza là loại mạch thẳng, chuỗi dài từ 500-2000 đơn vị glucozơ, liên 
kết nhau bởi liên kết α−1,4 glicozit. 
Amiloza “nguyên thủy” có mức độ trùng hợp không phải hàng trăm mà là 
hàng ngàn. Có hai loại amiloza: 
- Amiloza có mức độ trùng hợp tương đối thấp ( Khoảng 2000) thường 
không có cấu trúc bất thường và bị phân ly hoàn toàn bởi β-amilaza. 
- Amiloza có mức độ trùng hợp lớn hơn, có cấu trúc án ngữ đối với 
β−amilaza nên chỉ bị phân hủy 60%. 
Trong hạt tinh bột hoặc trong dung dịch hoặc ở trạng thái thoái hóa, 
amiloza thường có cấu hình mạch giãn, khi thêm tác nhân kết tủa vào, amiloza 
 - 9 - 
 Tinh bột thực phẩm 
mới chuyển thành dạng xoắn ốc. Mỗi vòng xoắn ốc gồm 6 đơn vị glucozơ. Đường 
kính của xoắn ốc là 12,97 A0, chiều cao của vòng xoắn là 7,91A0 . Các nhóm 
hydroxyl của các gốc glucozơ được bố trí ở phía ngoài xoắn ốc, bên trong là các 
nhóm C-H. 
Hình 1.8. Cấu trúc amiloza 
1.2.2. Thành phần cấu trúc của amilopectin 
Amilopectin là polyme mạch nhánh, ngoài mạch chính có liên kết α-1,4 
glucozit còn có nhánh liên kết với mạch chính bằng liên kết α-1,6 glucozit. 
 Hình 1.9. Amiloza và amilopectin 
 - 10 - 
 Tinh bột thực phẩm 
Mối liên kết nhánh này làm cho phân tử cồng kềnh hơn, chiều dài của chuổi 
mạch nhánh này khoảng 25-30 đơn vị glucozơ. Phân tử amilopectin có thể chứa 
tới 100000 đơn vị glucozơ. 
Sự khác biệt giữa amiloza và amilopectin không phải luôn luôn rõ nét. Bởi 
lẽ ở các phân tử amiloza cũng thường có một phần nhỏ phân nhánh do đó cũng có 
những tính chất giống như amilopectin. 
Cấu tạo của amilopectin còn lớn và dị thể hơn amiloza nhiều. Trong tinh 
bột tỉ lệ amiloza/amilopectin khoảng ¼. Tỉ lệ này có thể thay đổi phụ thuộc thời 
tiết, mùa vụ và cách chăm bón. 
1.3. Các phản ứng tiêu biểu của tinh bột 
1.3.1. Phản ứng thủy phân 
 Một tính chất quan trọng của tinh bột là quá trình thủy phân liên kết giữa 
các đơn vị glucozơ bằng axít hoặc bằng enzym. Axit có thể thủy phân tinh bột ở 
dạng hạt ban đầu hoặc ở dạng hồ hóa hay dạng past, còn enzym chỉ thủy phân hiệu 
quả ở dạng hồ hóa. Một số enzym thường dùng là α- amilaza, β- amilaza.. Axit và 
enzym giống nhau là đều thủy phân các phân tử tinh bột bằng cách thủy phân liên 
kết α-D (1,4) glycozit. Đặc trưng của phản ứng này là sự giảm nhanh độ nhớt và 
sinh ra đường. 
Hình 1.10. Phản ứng thủy phân của tinh bột 
 - 11 - 
 Tinh bột thực phẩm 
 Các nhóm hydroxyl trong tinh bột có thể bị oxi hóa tạo thành andehyt, 
xeton và tạo thành các nhóm cacboxyl. Quá trình oxi hóa thay đổi tùy thuộc vào 
tác nhân oxi hóa và điều kiện tiến hành phản ứng. Quá trình oxi hóa tinh bột trong 
môi trường kiềm bằng hypoclorit là một trong những phản ứng hay dùng, tạo ra 
nhóm cacboxyl trên tinh bột và một số lượng nhóm cacbonyl. Quá trình này còn 
làm giảm chiều dài mạch tinh bột và tăng khả năng hòa tan trong nước, đặc biệt 
trong môi trường loãng. 
 Các nhóm hydroxyl trong tinh bột có thể tiến hành ete hóa, este hóa. Một số 
monome vinyl đã được dùng để ghép lên tinh bột. Quá trình ghép được thực hiện 
khi các gốc tự do tấn công lên tinh bột và tạo ra các gốc tự do trên tinh bột ở các 
nhóm hydroxyl. Những nhóm hydroxyl trong tinh bột có khả năng phản ứng với 
andehyt trong môi trường axit. Khi đó xảy ra phản ứng ngưng tụ tạo liên kết ngang 
giữa các phân tử tinh bột gần nhau. Sản phẩm tạo thành không có khả năng tan 
trong nước. 
1.3.2. Phản ứng tạo phức 
 Phản ứng rất đặc trưng của tinh bột là phản ứng với iot. Khi tương tác với 
iot, amiloza sẽ cho phức màu xanh đặc trưng. Vì vậy, iot có thể coi là thuốc thử 
đặc trưng để xác định hàm lượng amiloza trong tinh bột bằng phương pháp trắc 
quan. Để phản ứng được thì các phân tử amiloza phải có dạng xoắn ốc để hình 
thành đường xoắn ốc đơn của amiloza bao quanh phân tử iot. Các dextrin có ít hơn 
6 gốc glucozơ không cho phản ứng với iot vì không tạo được một vòng xoắn ốc 
hoàn chỉnh. Axit và một số muối như KI, Na2SO4 tăng cường độ phản ứng. 
 - 12 - 
 Tinh bột thực phẩm 
 Amiloza với cấu hình xoắn ốc hấp thụ được 20% khối lượng iot, tương ứng 
với một vòng xoắn một phân tử iot. Amilopectin tương tác với iot cho màu nâu 
tím. Về bản chất phản ứng màu với iot là hình thành nên hợp chất hấp thụ. 
 Ngoài khả năng tạo phức với iot, amiloza còn có khả năng tạo phức với 
nhiều chất hữu cơ có cực cũng như không cực như: các rượu no, các rượu thơm, 
phenol, các xeton phân tử lượng thấp.. 
1.3.3. Tính hấp thụ của tinh bột 
 Hạt tinh bột có cấu tạo lỗ xốp nên khi tương tác với các chất bị hấp thụ thì 
bề mặt trong và ngoài của tinh bột đều tham dự. Vì vậy trong quá trình bảo quản, 
sấy và chế biến cần phải hết sức quan tâm tính c ... ốp nhất, có điều kiện để cho 
các phân tử iot xâm nhập vào hạt dễ dàng, cân bằng hấp thụ đạt được nhanh chóng 
hơn, do đó khả năng hấp thụ iot của nó là cao nhất. 
 - 26 - 
 Tinh bột thực phẩm 
Chương 3. 
KỸ THUẬT SẢN XUẤT TINH BỘT 
3.1. Sản xuất tinh bột từ quả 
*Tinh bột của các hạt họ đậu 
Các hạt thuộc họ đậu như đậu hà lan, đậu xanh, đậu trắng, đậu đen và đậu 
ván (trừ đậu tương) cũng là nguồn giàu tinh bột (50-60%). Đậu tương hầu như 
không có tinh bột. 
Tách tinh bột. Sơ đồ công nghệ để thu tinh bột từ hạt đậu cũng tương tự 
như từ hạt ngô. 
Ngâm hạt, nghiền vỡ sơ bộ 40h trong nước ấm 500C có chứa 0,2% SO2 . Sau khi 
tách vỏ, hạt được nghiền ướt để giải phóng tinh bột. Sữa tinh bột được ly tâm để 
tách protein ra khỏi tinh bột. 
3.2. Sản xuất tinh bột từ ngũ cốc 
Các hạt cốc bao gồm: lúa, ngô, kê, lúa mì, đại mạch, kiều mạch, yến mạch, lúa 
mạch đen. Thường hàm lượng tinh bột chiếm 50-70% lượng chất khô của hạt. 
3.2.1. Lúa 
Gồm các bộ phận chủ yếu sau: 
a) Vỏ trấu chiếm 19-21% khối lượng hạt 
b) Vỏ quả chiếm 5-6 % khối lượng hạt 
c) Vỏ hạt chiếm 1-2,5% khối lượng hạt 
d) Lớp alơrông chiếm 6-12% khối lượng hạt 
e) Nội nhũ trong đó tinh bột chiếm 80%. 
f) Phôi hạt chiếm 2,25% khối lượng hạt. 
Cách tách tinh bột gạo: 
Hạt tinh bột gạo có kích thước nhỏ (3-8µm) được bao bởi một lớp vỏ 
protein cứng, chặt và không hoà tan trong nước, nên để tách được tinh bột cần phải 
 - 27 - 
 Tinh bột thực phẩm 
xử lí hoá học để tách protein ra khỏi tinh bột. 
Có thể ngâm gạo xay trong dung dịch kiềm loãng (0,25%-0,35%) trong 
một thời gian dài để làm mềm hạt. Tách hết kiềm, rửa bằng nước, sau đó gạo được 
nghiền để phá vỡ tế bào và giải phóng các hạt tinh bột. Tiếp đó khối nghiền được 
khuấy đều với một lượng dư dung dịch kiềm loãng. Phần lớn protein sẽ bị hoà tan 
và chuyển vào lớp trên của dung dịch kiềm nên có thể tách ra bằng cách gạn. 
Khuếch tán khối tinh bột vào nước để tạo ra dịch sữa tinh bột rồi cho qua rây có 
kích thước nhất định để loại bỏ các tạp chất. Tinh bột được rửa và lắng gạn, lặp đi 
lặp lại nhiều lần sẽ thu được tinh bột tinh sạch. 
Có thể ngâm gạo xay trong dung dịch SO2 ở một nhiệt độ và thời gian nhất 
định (50oC,72 h ) để làm cho khung protein bị trương lên và bị khuếch tán vào 
dung dịch dễ dàng. Tiếp đó gạo được nghiền trong cối nghiền. Khối nghiền cho 
qua sàng quay và sàng rung để tách vỏ và xơ. Sau đó khuấy đều với dung dịch 
NaOH để tạo ra huyền phù rồi cho vào ly tâm để tách ra làm 2 lớp: lớp chất lỏng ở 
phía trong (quanh tâm của máy ly tâm) chứa nhiều protein và lớp đặc có khối 
lượng riêng lớn thì ở vòng ngoài chứa chủ yếu là tinh bột có lẫn ít protein. Ly tâm 
nhiều lần dịch sữa tinh bột trong kiềm, rồi trong nước sẽ thu được tinh bột tinh 
sạch. 
3.2.2. Hạt lúa mì 
Hạt lúa mì gồm các phần chính sau: 
a)Vỏ quả chiếm 4-6% khối lượng hạt. 
b)Vỏ hạt chiếm 3-2,5 % khối lượng hạt. 
c)Lớp alơrông 
 d)Nội nhũ chiếm 82% khối lượng hạt. 
Nội nhũ được tạo nên từ các tế bào lớn có thành rất mỏng (gần như không thể 
phân biệt được bằng kính hiển vi) chứa đầy tinh bột và các chất protein. Nội nhũ 
có màu trắng hoặc vàng nhạt phụ thuộc vào mức độ chứa đầy protein của tế bào, 
mức độ liên kết của protein với các hạt tinh bột cũng như kích thước và hình dạng 
 - 28 - 
 Tinh bột thực phẩm 
của các hạt tinh bột mà màu nội nhũ có thể trắng trong, trắng đục hoặc trắng trong 
từng phần. 
Hạt hoàn toàn trắng trong khi tất cả các tế bào của nội nhũ chứa đầy 
không còn không gian rỗng chứa không khí. Nếu tế bào nội nhũ xốp có nghĩa là 
còn các lỗ và các khe chứa không khí thì ánh sáng tới lại bị khúc xạ nhiều lần nên 
hạt không trong suốt và có màu trắng đục. 
- Tách tinh bột: có thể thu tinh bột từ hạt nguyên hay từ bột mì. Thường có 5 giai 
đoạn chủ yếu sau: 
+ Trộn bột mì với nước theo một tỉ lệ nhất định để thu được khối bột 
nhuyễn và dẻo; 
+ Rửa tinh bột từ khối bột nhuyễn đó bằng nước kết hợp với biện pháp cơ 
học. Tinh bột hoàn toàn trôi đi còn lại khối gluten; 
+ Tách gluten ra khỏi tinh bột bằng cách cho qua rây; 
+ Làm sạch tinh bột và gluten; 
+ Làm khô tinh bột và gluten bằng phương pháp thông thường. 
3.2.3. Ngô 
Hạt ngô thường có các phần chủ yếu sau đây: 
a) Lớp vỏ quả chiếm 5-7% khối lượng hạt 
b) Lớp vỏ hạt mỏng chiếm 2 % khối lượng hạt 
c) Lớp alơrông chiếm 6-8% khối lượng hạt 
d) Cuống chiếm1,5% khối lượng hạt (dính hạt với cùi) 
e) Phôi ngô chiếm 10-19% khối lượng hạt 
f) Nội nhũ chiếm 72-75% khối lượng hạt (chứa 77-84% tinh bột). 
 - Tách tinh bột: nội nhũ có màu trắng đục (nội nhũ bột hay nội nhũ mềm) 
có màu trắng trong (nội nhũ rắn). Loại ngô bột chứa rất ít hoặc hoàn toàn không 
chứa nội nhũ trắng trong. 
 Vùng trắng đục gồm những tế bào có kích thước lớn, có chứa các hạt tinh 
bột tròn, to và có khung protein tương đối mỏng nên dễ bị rách trong thời gian sấy 
 - 29 - 
 Tinh bột thực phẩm 
khô để tạo ra các khe rỗng. Chính do các khe rỗng này mà làm cho phần mềm của 
nội nhũ có dạng bột trắng. Còn ở vùng nội nhũ trắng trong, tế bào có chứa các hạt 
tinh bột rất nhỏ và có khung protein dày nên không bị rách khi làm khô. 
 Tinh bột có thể tách ra từ nội nhũ bột ( nội nhũ trắng đục) một cách dễ dàng 
bằng cách nghiền ngô sau khi đã ngâm trong nước. Còn để thu được lượng tinh bột 
tối đa từ nội nhũ trắng trong thì cần phải dùng những tác nhân làm mềm đặc hiệu. 
Để sản xuất tinh bột từ ngô, đầu tiên người ta thường ngâm ngô hạt trong nước ấm 
(500C) có chứa SO2 ở nồng độ nhất định (0,1-0,2 %) trong một thời gian dài (30-
50h) để làm mềm hạt ngô, làm dễ dàng cho việc tách phôi một cách nguyên vẹn và 
tách tinh bột sau này. SO2 là tác nhân vừa có tác dụng ngăn ngừa sự phát triển của 
vi sinh vật gây thối, vừa có tác dụng làm cho màng protein bị trương lên, bị phân 
rã và khuếch tán dễ dàng vào dung dịch. Có thể do SO2 có khả năng làm đứt được 
các liên kết disunfua nối các chuỗi protein lại với nhau. 
 Hạt qua ngâm hấp phụ được khoảng 45% nước, 0,2-0,4g SO2 / 1 kg hạt và 
mất đi 6-6,5% chất khô do hoà tan vào dung dịch ngâm. 
 Tiếp đó ngô được nghiền thô với nước trong thiết bị nghiền thích hợp để 
tách phôi. Đại bộ phận phôi được tách khỏi hạt trong giai đoạn này, được làm khô 
rồi đem ép hoặc trích ly để lấy dầu. Sau khi tách hết phôi, ngô được nghiền mịn và 
tinh bột được giải phóng khỏi tế bào. 
 Tinh bột cùng với protein (gluten) sau khi qua rây có kích thước lỗ thích 
hợp, được tách khỏi bã rồi đi vào thiết bị ly tâm. Ở đây gluten nhẹ (có màu vàng) 
tạo thành lớp ở phía trong, còn tinh bột thì tập trung ở phía ngoài. Tinh bột qua ly 
tâm lần thứ hai được thu lại và rửa sạch, làm khô. 
3.3. Tinh bột của các loại củ 
Khoai tây, khoai lang, sắn, dong riềng, củ mài, sắn dây... cũng là những 
nguồn để thu tinh bột rất quan trọng. 
3.3.1. Khoai tây 
Hàm lượng tinh bột trong củ phân bố không đều. Các lớp tế bào nằm ở giữa 
 - 30 - 
 Tinh bột thực phẩm 
lớp tế bào thành mỏng và trung tâm của củ thường chứa nhiều tinh bột nhất. Ở 
giữa củ ( trung tâm) có lượng tinh bột thấp. 
Hàm lượng tinh bột trong khoai tây dao động từ 8-30%. Kích thước hạt tinh 
bột khoai tây khoảng 30-150µm 
3.3.2. Khoai lang 
Cấu tạo củ khoai lang gồm 3 phần: 
a)Vỏ bao chiếm 1% khối lượng củ 
b)Vỏ cùi chiếm 5-12% khối lượng củ 
c)Thịt củ 
Lượng tinh bột trong khoai lang thường dao động từ 15-31%, kích thước 
hạt tinh bột từ 15-80 µm 
3.3.3. Sắn 
Củ sắn gồm 4 phần chính: 
a) Vỏ gỗ chiếm 0.5-3% khối lượng củ 
b) Vỏ cùi chiếm 8-10% khối lượng củ 
c) Thịt sắn là phần chủ yếu của củ sắn, bao gồm các tế bào nhu mô 
thành mỏng. Thành phần vỏ tế bào nhu mô là xenlulozơ, pentozơ, bên trong là các 
hạt tinh bột và nguyên sinh chất. 
Lượng tinh bột trong thịt sắn phân bố không đều nhiều nhất ở lớp ngoài rồi 
giảm dần vào trong. Kích thước hạt tinh bột sắn khoảng 15-80 µm. 
3.4. Các qui trình hiện đại sản xuất tinh bột 
3.4.1. Thu tinh bột từ nguyên liệu củ 
Ngâm củ để hòa tan bớt dịch bào, làm mềm củ và để rửa sơ bộ các tạp chất. 
Cắt khúc để dễ rửa và dễ vận chuyển. Rửa nguyên liệu để tách các tạp chất: đá, 
cát,đất và một phần vỏ. Nghiền để phá vỡ tế bào, giải phóng tinh bột. Tách rửa 
tinh bột bằng rây để loại bỏ các phần tử lớn và dịch bào nhằm đảm bảo chất lượng 
tinh bột. Tách bã lớn, chủ yếu là xenlulozơ và rửa tách tinh bột lẫn với bã. Tách 
 - 31 - 
 Tinh bột thực phẩm 
dịch bào khỏi sữa tinh bột bằng li tâm. 
 Tinh chế sữa tinh bột và tách bã nhỏ. Rửa tinh bột để tách các tạp chất hoà 
tan và không hoà tan lần cuối bằng xiclon nước, bằng bể rửa, máng rửa hay bằng 
máy li tâm. 
 Trong sản xuất tinh bột từ củ, để phá vỡ tế bào người ta dùng máy mài xát 
hoặc kết hợp máy xay để xay lại lần thứ hai. Cả máy mài và xay gọi chung là 
nghiền. 
 Hình 3.1. Sơ đồ thu tinh bột từ củ 
 Cần chú ý là dịch bào vỏ khi thoát khỏi tế bào, tiếp xúc với oxi của không 
khí , thường nhanh chóng bị oxi hoá tạo thành những chất màu có tên gọi là 
Melanin. Tinh bột rất dễ dàng hấp thụ màu của dịch bào, trở nên không trắng và 
rất khó tẩy rửa hoàn toàn chất màu khỏi tinh bột bằng nước. Để đảm bảo tinh bột 
có màu trắng tự nhiên thì quá trình công nghệ phải ngắn và tách dịch bào càng 
sớm càng tốt. 
 - 32 - 
 Tinh bột thực phẩm 
3.4.2. Qui trình sản xuất tinh bột của Thái Lan: 
Hình 3.2. Qui trình sản xuất tinh bột từ củ. 
 - 33 - 
 Tinh bột thực phẩm 
Hình 3.3. Sơ đồ qui trình sản xuất tinh bột 
Chú thích: 
1. Sắn tươi 2.Băng tải ngang 
3. Băng tải nghiêng 4. Máy Bóc vỏ sơ bộ 
5. Máy thái lát 6. Máy nghiền 
7.Bộ lọc 8. Máy phân ly tách dịch bào 
9. Ly tâm vắt 10.Vít tải 
11.Máy sấy 12.Xiclon 
 - 34 - 
 Tinh bột thực phẩm 
13. Xilon làm nguội 14.Rây và đóng gói 
15.Tinh bột sắn 16.Vít nén 
17. Bã sắn 18.Khí nóng 
Hình 3.4. Băng tải 
Hình 3.5. Phểu gom củ 
 - 35 - 
 Tinh bột thực phẩm 
Hình 3.6. Băng chuyền 
 Hình 3.7. Máy bóc vỏ củ 
Bóc vỏ củ: là thùng quay, thân nhiều thanh thép ghép song song nhau theo chiều 
dọc. Do ma sát giữa củ với củ, giữa củ với thân máy. Bóc khoảng 50% cùng với 
đất cát. 
 - 36 - 
 Tinh bột thực phẩm 
 Hình 3.8. Máy rửa củ 
Rửa củ: Tách đất cát và một phần vỏ. Là bể rửa củ có các cánh guồng nhằm 
đảo trộn và vận chuyển, tạp chất nhẹ tạp chất nặng cùng với nước rửa lọt qua lưới 
ở cuối máy đến hệ thống nước thải còn nguyên liệu được băng tải nghiêng đưa đến 
chặt củ. 
 Hình 3.9. Máy Chặt củ 
Chặt củ: chặt cho máy mài dễ làm việc. Bộ phận chính là các dao chặt gắn vào trục 
quay, đáy thiết bị được ghép từ các tấm thép đặt song song nhau tạo nên những 
khe hở có kích thước đúng bằng bề dày của lát cắt và bảo đảm không cho nguyên 
 - 37 - 
 Tinh bột thực phẩm 
liệu rơi xuống dưới trước khi được chặt thành các khúc nhỏ dưới tác dụng của các 
lưỡi dao cắt rồi rơi vào máy mài. 
Máy mài củ: Nhằm phá vỡ cấu trúc của tế bào củ, một số giải phóng ra khỏi 
tế bào gọi là tinh bột tự do, số còn lại là tinh bột liên kết. Bề mặt tay quay của máy 
mài có dạng răng cưa, thùng máy có dạng răng cưa nên tạo ra nghiền, mài, xát, 
xay. Trong quá trình mài phải dội nước để tách tinh bột tự do và tinh bột trong xơ, 
sau đó dùng sữa tinh bột loãng ở lần chiết thứ ba dội vào tiếp theo đưa đi chiết lọc. 
 Hình 3.10. Máy mài củ 
 Hình 3.11 Máy phân li tách dịch bào 
Phân ly tách dịch bào: vì dịch bào củ khi thoát ra khỏi tế bào chứa tirozin 
và enzym tirozinaza. Dưới tác dụng của enzym, tirozin kết hợp thêm gốc hydroxyl 
 - 38 - 
 Tinh bột thực phẩm 
thứ hai, sau đó cromoxydaza oxi hoá tiếp tục thành melanin có màu, làm tinh bột 
không trắng. Vì vậy phải tách dịch bào sau khi mài. 
Dùng sunfit hoá dịch sữa thô để tránh quá trình tạo màu. 
Dịch từ máy mài bơm sang thiết bị lọc tại đây xơ bã được giữ lại trên lưói 
lọc để đưa sang máng rồi hoà với nước sạch để lọc lần cuối. 
Sữa bột lọt qua lưới lọc đưa đi tách dịch bào lần 1, sau đó bơm đi lọc lần 
hai để tách bã mịn. Sau 3 lần lọcvà tách dịch bào, sữa tinh bột được hiệu chỉnh đến 
nồng độ 3oBx đưa đi li tâm vắt để tách tinh bột. 
Nguyên tắt quá trình tẩy trắng bằng sunfít hoá: 
S+O2 = SO2+ Q (1) trong buồn đốt lưu huỳnh 
SO2 + H2O = H+ + HSO3- (2) nén SO2 lên bồn hấp thụ 
HSO3- + H2O = H0 + H2SO4 (3) sunfit hoá dịch sữa 
chất khử S+4 - 2e = S+6 sẽ tác dụng vào nối đôi của chất màu làm chất màu 
biến thành chất không màu. 
Để tăng hiệu suất phản ứng (2) phải tăng diện tích tiếp xúc giữa SO2 và 
nước bằng các tia nước và dòng khí SO2, lượng HSO3- sẽ tan trong nước và dẫn 
vào thiết bị lọc. 
 Hình 3.12. Máy chiết lọc 
 - 39 - 
 Tinh bột thực phẩm 
Chiết lọc: nhằm tách tinh bột còn sót trong xơ và bã bằng cách dội nước 
vào tinh bột thô sau khi nghiền tách xơ. Sữa tinh bột sau khi tinh chế 30 Bx thì 
bơm sang máy lọc li tâm để tách nước. Tinh bột thu được có độ ẩm 38-40% 
 Hình 3.13. Máy li tâm tách nước 
 Hình 3.14. Ống làm khô nhanh 
 - 40 - 
 Tinh bột thực phẩm 
Làm khô làm nguội: giảm độ ẩm còn 10-12%. Dùng không khí nóng, nhiệt độ tinh 
bột sau khi khô đạt 50-750C nên phải làm nguội đến 30-35 0C 
 Thực hiện qui trình làm khô nhanh: tinh bột ướt từ máy lọc li tâm được 
băng tải đưa sang vít tải để phân phối tinh bột vào ống làm khô nhanh. 
 Tinh bột ướt sẽ cuốn theo đường khí nóng ( có nhiệt độ 200-2200C) và 
chuyển động dọc theo chiều dài của ống làm khô nhanh để đến xyclon, sau đó 
dùng quạt hút của hệ thống làm nguội để hút sang xyclon làm nguội. 
Tiêu chuẩn thành phẩm: 
- W không quá 12% 
- Tạp chất: không có 
- Sâu mọt : không 
- Meo, mốc: không thấy bằng mắt thường 
- Màu, mùi, vị: bình thường, không mùi mốc, chua và vị đắng 
- Không kết cục hoặc kết tảng. 
- Độ chua không quá 3 ml NaOH 1N/100g. 
 Hình 3.15. Bộ tiếp tinh bột 
 - 41 - 
 Tinh bột thực phẩm 
 Hình 3.16. Cyclone 
 Hình 3.17. Thiết bị rây và đóng gói 
 - 42 - 
 Tinh bột thực phẩm 
 Hình 3.18.Vít ép 
 Hình 3.19. Van quay 
 - 43 - 
 Tinh bột thực phẩm 
 Hình 3.20. Buồng đốt khí nóng 
Hình 3.21. Quạt thổi 
 - 44 - 
 Tinh bột thực phẩm 
Hình 3.22. Thùng thép không rỉ 
Hình 3.23.Máy bơm tinh bột dạng sữa 
 - 45 - 
 Tinh bột thực phẩm 
Hình 3.24. Hộp bánh răng 
 Hình 3.25. Máy phát SO2 
 - 46 - 
 Tinh bột thực phẩm 
 Hình 3.26. Bộ li hợp thủy lực 
 Hình.3.27 Vít tải 
3.4.4. Qui trình sản xuất tinh bột photphate qui mô pilot 
Nguyên liệu tinh bột sắn sau khi xác định một số chỉ tiêu về tính chất 
nguyên liệu được trộn với dung dịch STP có nồng độ 6% điều chỉnh pH đến 11. 
Huyền phù tinh bột được khuấy liên tục trong thời gian 30 phút bằng thiết bị 
khuấy, sau đó tách ẩm ở nhiệt độ môi trường đến độ ẩm 25%. Tinh bột được sấy 
khô ở nhiệt độ 400C. Để thực hiện phản ứng phosphoryl hóa tiến hành gia nhiệt 
hỗn hợp STP và tinh bột đã được sấy khô trong lò nung tại 1400C trong 103 phút. 
Sau đó, lấy hỗn hợp đem làm nguội đến nhiệt độ môi trường và phân tán chúng 
 - 47 - 
 Tinh bột thực phẩm 
trong nước cất bằng thiết bị khuấy. Tiến hành trung hòa huyền phù tinh bột này bằng 
HCl đến pH 6,5-7. 
Hình 3.28. Qui trình sản xuất tinh bột photphate 
Huyền phù được rữa sạch bằng cách lắng gạn, ly tâm trong tinh bột lắng liên tục, 
lọc chân không và máy ly tâm tách nước ở tốc độ 3000 vòng/phút. Tinh bột ẩm thu được 
có độ ẩm 30-32% đem sấy khô ở nhiệt độ 500C trong tủ sấy. Tinh bột khô thu được đem 
đi nghiền, xay mịn, rây hoặc sàng rung. 
 - 48 -