Nghiên cứu về các đặc tính cấu trúc của hạt tinh bột rất quan trọng đối với các ứng dụng công nghiệp thực phẩm và phi thực phẩm. Ngày nay với sự phát triển của kính hiển vi quang học mở ra các tính năng hỗ trợ quá trình nghiên cứu tinh bột trước và sau khi hồ hóa. Trong nghiên cứu này, các kính hiển vi quang học được sử dụng bao gồm kính hiển vi ánh sáng truyền qua (TLM), kính hiển vi quang học trường tối (DFM), kính hiển vi cản quang giao thoa (DIC) và kính hiển vi quang học phân cực (PLM) được sử dụng để nghiên cứu các hạt tinh bột.

Hạt tinh bột có bản chất là tinh thể (mặc dù không phải là tinh thể toàn phần) và giống như các vật liệu dị hướng quang học khác, chúng thể hiện tính lưỡng chiết khi được chiếu sáng bằng ánh sáng phân cực. Tuy nhiên, khi các hạt tinh bột hấp thụ nước, cấu trúc một phần tinh thể của chúng bị thay đổi và chúng mất đi tính lưỡng chiết. Dưới kính hiển vi ánh sang phân cực, hiện tượng lưỡng chiết này tạo ra một hình chữ thập nhiều màu sắc (thường được gọi là chữ thập Maltese) bên trong hạt tinh bột.

Hạt tinh bột bằng kính hiển vi thông thường	Hạt tinh bột dưới kính hiển vi phân cực phản pha trường tối

Người ta nhận thấy rằng hình thái và kích thước của các hạt tinh bột nguyên bản có thể thu được chính xác bằng kính hiển vi quang học trường tối, trong khi cấu trúc tinh thể được phản ánh bằng chữ thập Maltese dưới Kính hiển vi phân cực. Tinh bột có thể được phát hiện bằng cách nhuộm với iốt khiến bề mặt của hạt có màu xanh sẫm ( xanh tím).

Hình ảnh hạt tinh bột khoai tây được nhuộm dưới kính hiển vi trường sáng

Hình ảnh cấu trúc tinh bột dạng chữ thập Maltese dưới Kính hiển vi phân cực

Hình ảnh quang học cho thấy các hạt tinh bột nguyên bản từ lúa và ngô có hình đa giác, trong khi các hạt tinh bột của khoai lang có hình bầu dục. Hạt tinh bột từ khoai lang có kích thước lớn nhất là 15,2 ± 3,8 μm.

Khi các hạt tinh bột bị phá vỡ bằng cách đun nóng và quá trình hồ hóa xảy ra, hạt tinh bột sẽ kết dính lại và các khối được hình thành, kèm theo sự biến mất của hình thái tinh thể (chữ thập Maltese) và sự nhuộm màu Iodine bị giảm hoặc biến mất, có thể được quan sát dưới Kính hiển vi quang học phân cực. Ngoài ra  một số hạt tinh bột khoai tây có cấu trúc giống như tinh thể phân nhánh sau khi hồ hóa có thể quan sát bằng kính hiển vi tương phản pha.

Tinh bột ngô dưới kính hiển vi phân cực. Bột ngô được tạo ra bằng cách loại bỏ protein và chất xơ của hạt ngô, chỉ để lại phần trung tâm chứa tinh bột được gọi là nội nhũ. Tinh bột ngô được sử dụng làm chất làm đặc trong thực phẩm dạng lỏng (ví dụ: súp, nước sốt, nước thịt), thường bằng cách trộn nó để tạo thành hỗn hợp sệt hoặc đặc.

Ngoài ra, kỹ thuật này có thể khảo sát tiến trình hồ hóa của các hạt tinh bột gạo đơn lẻ tại chỗ với NaOH 1M. Do quá trình hồ hóa, cấu trúc micelle của các hạt có kích thước giảm dần được xác định bởi kính hiển vi quang học trường tối, trong khi cấu trúc phân nhánh với kích thước tăng lên được quan sát thông qua Kính hiển vi quang học phân cực. Sự hồ hóa ở các tiểu vùng khác nhau của hạt tinh bột là không đồng nhất; thay đổi cấu trúc tại các tiểu vùng cụ thể tương đối nhanh hơn.

Video quá trình biến đổi cấu trúc tinh thể tinh bột bằng nhiệt độ (hồ hóa) dưới kính hiển vi ánh sang phân cực:

Kính hiển vi quang học điện tử MBL2000 - T series của Kruss , được sản xuất tại Đức là thiết bị phù hợp cho nghiên cứu cấu trúc tinh bột trong quá trình hồ hóa. Sự tích hợp giữa nhiều tính năng như phân cực, phản pha trường sáng – tối, vật kính phẳng, bộ lọc màu, thước đo mẫu, ghi nhận và phân tích hình ảnh, video trên một kính hiển vi cho phép khách hàng nghiên cứu các đặc tính cấu trúc của tinh bột theo nhiệt độ, xác định điểm hồ hóa để kiểm soát độ chín của tinh bột trong ngành thực phẩm, bánh ngọt, phụ gia, mỳ gói, các sản phẩm từ tinh bột……một cách đầy đủ, chính xác, thiết kế tháo lắp dễ dàng, đa dạng các tính năng mở rộng, là một thiết bị cơ bản cho tất cả phòng thí nghiệm, trường học, phòng nghiên cứu, bệnh viện, y tế….

Hiệp Phát tự hào là đơn vị được ủy quyền bảo hành, bảo trì, hiệu chuẩn chính hãng duy nhất tại Việt Nam cho tất cả các sản phẩm của Kruss.