SẢN XUẤT TINH bột từ gạo

tài liệu bao gồm 2 quy trình sản xuất tinh bột gạo và một số ứng dụng của tinh bột gạo trong sản xuất sản phẩm 1. Ứng dụng của sóng siêu âm cường độ cao và chất hoạt động bề mặt trong tách tinh bột gạo 2. Tính chất của màng bao phân hủy sinh học làm từ hỗn hợp tinh bột gạo 3. Sử dụng protease trong quá trình ngâm 4. Tách tinh bột gạo bằng phương pháp kết hợp protease trung tính và sóng siêu âm:

PHÂN CÔNG HỌ TÊN MÃ SV 581255 Nguyễn Phương Linh Vương Thanh Huyền 581247 Cao Trung Kiên 581253 Quy trình tổng quát + ứng dụng (I,II,III,IV) Quy trình Quy trình QUY TRÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT TỪ GẠO I Sơ đồ quy trình: N g u y ê n L m liệ u s c h ( lo i tạ p c h ấ t) Ngâm R a sạ c h N g h iề n L ọ c Tách Ly tâ m S ấ y Đ ó n g B ả o II b a o q u ản Thuyết minh quy trình: Ngâm: để làm bớt phần tạp chất bên ngoài, làm cho nguyên liệu mềm ra, giảm nhẹ cho trình nghiền Thời gian ngâm từ đến 8h tùy theo mức độ nhiễm bẩn nguyên liệu Trong ngâm để hạn chế mức độ nhiễm vi sinh vật thường cho them vôi với tỷ lệ 1.5 kg/m3 nước ngâm, mực nước ngâm phải ngập nguyên liệu Làm sạch: trình ngâm nguyên liệu đẫ làm sơ tạp chất nên cần phải rửa Nghiền: khâu quan trọng sản xuất tinh bột Ngững hạt tinh bột giải phóng khỏi tế bào gọi tinh bột tự do, số lại chưa tách khỏi tế bào gọi tinh bột liên kết Sau nghiền ta thu hỗn hợp: hạt tinh bột tự do, tinh bột liên kết, tế bào nguyên vẹn dịch bào Lọc ly tâm: từ hỗn hợp thu sử dụng phương pháp lọc qua rây, bể lắng, rửa, máy ly tâm,… để tinh chế tinh bột Sấy: tách bớt nước khối tinh bột ướt máy ly tâm, tiến hành sấy Nhiệt độ thời gian sấy ảnh hưởng nhiều đến chất lượng tinh bột Có thể sấy thùng quay, sấy khí động có đảo trộn để rút ngắn thời gian sấy Độ ẩm ban đầu tinh bột cao nhiệt độ sấy phải thấp để tránh hồ hóa Sự hồ hóa bề mặt tinh bột hạn chế cản trở trình ẩm tinh bột, làm chậm q trình sấy III Ứng dụng tinh bột gạo: Gạo thường - Chất kết dính: Cơng nghệ bánh kẹo Sản phẩm từ sữa Thức ăn trẻ em Pudding/Custard Sốt/súp Gạo nếp - Chất kết dính: Đồ hộp Thức ăn trẻ em Thức ăn nấu nhanh Thực phẩm ăn liền - Chất giả béo: Màng bao Bánh kem Sản phẩm từ sữa Sốt/súp - Chất tạo độ giòn: Ngũ cốc ăn sang Snack ép đùn - Đơng lạnh: Kem béo Sốt khơng béo IV Thành tựu sản xuất: Ứng dụng sóng siêu âm cường độ cao chất hoạt động bề mặt tách tinh bột gạo: Sóng siêu âm cường độ cao có khả tác động tới trình tách tinh bột gạo mà khơng gây phá hủy không cần thiết tới tinh bột Bằng cách kết hợp với chất hoạt động bề mặt, đặc biệt SDS, với sóng siêu âm cường độ cao, tinh bột thu được gia tăng protein dư thừa lại giảm cách mạnh mẽ Phương pháp bỏ bước ngâm kiềm liên quan hố học nào, bước làm đơn giản nước thải giảm đáng kể Lớp protein loại suốt trình chiết tinh bột khơi phục dễ dàng sản phẩm có giá trị protein từ gạo hóa học khơng dùng Nghiên cứu xa hơn, sóng siêu âm áp dụng vào kĩ thuật khác để thu nhiều tinh bột hơn, protein dư thừa tinh bột bị phá hủy Sóng siêu âm cường độ cao xem kỹ thuật lựa chọn để tách tinh bột gạo không sử dụng biện pháp hóa học biện pháp ngâm kiềm truyền thống Các chất hoạt động bề mặt, bao gồm sodium dodecyl sulfate (SDS), sodium stearoyl lactylate(SSL), Tween 80, nồng độ 0.1, 0.3 0.5% kết hợp với sóng siêu âm cường độ cao nghiên cứu cho tách tinh bột gạo Dung dịch bột gạo (33%) để tác động sóng âm 15, 30 60 phút biên độ 25, 50, 75% 40 50°C Hàm lượng tinh bột khơng bị ảnh hưởng nghiêm trọng tác động nhiệt độ xác định khoảng từ 46.7 đến 76.2% (tinh bột khô bản) sau việc xử lý tác động âm thanh; hàm lượng protein tinh bột bị tổn thất tinh bột tách chiết tương ứng 0.9-1.7% 3.1÷3.5%(khơ bản) Sự kết hợp SDS 0.5% sóng siêu âm cường độ cao cải thiện hàm lượng tinh bột tới 84.9% với hàm lượng protein thừa thấp, nhiên, có cải thiện nhỏ tiến hành với SSL Tween 80 Tính dính tinh bột gạo tách chiết theo đo lường nhà phân tích Rapid Visco bị ảnh hưởng tác động nhiệt độ tỉ lệ protein dư thừa tinh bột tiêu hao Tính chất phụ thuộc nhiệt độ tinh bột tách chiết không bị thay đổi sóng siêu âm thành phần amilo cịn lại khơng đổi Bề mặt tinh bột tách chiết khơng bị phá hủy tác động sóng âm nhìn kính hiển vi điện tử Sóng siêu âm cường độ cao, riêng rẽ kết hợp với SDS thể khả to lớn cho việc tách tinh bột gạo khoảng thời gian ngắn mà khơng sử dụng nhũng phương pháp có kiềm Sóng siêu âm cường độ cao dùng nhiều ứng dụng thực phẩm làm tăng oxy hóa, dịch sữa, tiệt trùng, tách chiết, khử khí độc, lọc, sấy (Mason 1998; Leadly Williams 2002) Sóng siêu âm cường độ cao tin tạo lỗ rỗng âm thanh, liên quan tới bọt khí hoạt động Những bọt khí nhỏ dao động lớn kích thước ban đầu chúng nhiều lần vỡ vụn hàng loạt sóng siêu âm áp dụng với hệ thống chất lỏng Trường hợp tập trung lượng âm thanh, tạo nhiệt độ cao áp lực lớn khu vực phụ cận (El'Pinẻ 1964; Suslick 1988) Microjet chất lỏng, ảnh hưởng đến bề mặt bọt khí vỡ Sóng siêu âm dùng tinh bột để solubilization, làm biến đổi, tinh chế Tinh bột bắp nấu lúa miến bị solubilized với sóng âm (Jackson et al 1988, 1989) Xử lý sóng siêu âm phá vỡ phồng hạt tinh bột giúp giải phóng phân tử tinh bột khỏi hat Chung cộng (2002) nghiên cứu ảnh hưởng âm lên tính chất hóa lý tinh bột cách cho âm tác động lên đậu xanh, khoai tây, tinh bột gạo đun nóng phút nhiệt độ 95°C Độ nhớt kiềm xử lý tinh bột giảm; giảm nhiều tinh bột khoai tây Điều giải thích sóng siêu âm phá hủy hạt trương phồng, hạt tinh bột tự nhiên Tuy nhiên, khơng có liệu so sánh cấu trúc tinh bột trước sau xử lý sóng siêu âm cung cấp để chứng minh kết luận Những chất hoạt động bề mặt sử dụng làm tinh bột Fujii(1973) phát biểu dodecyl benzene sulfonate(DBS) làm giảm đáng kể lượng protein dư thừa tinh bột hình thành phức protein-DBS Fujii Tomiyama(1973) nghiên cứu ảnh hưởng sodium α-olefin sulfonaté (0.1÷0.5%) vào việc loại bỏ protein khoai tây Sau 1hr khuấy trộn, hàm lượng protein dư thừa lại tinh bột giảm xuống 0.08%, khoảng 50% hàm lượng protein dư thừa lại so với 29% sử dụng nước Kung et al (1987) dùng sodium stearoyl lactylate 0.3÷0.5%(SSL) để tách chiết tinh bột gạo, hàm lượng protein dư thừa lại tinh bột sản phẩm 1.6%(db) Có báo cáo kết hợp sóng siêu âm Tween 60 cải thiện màu sắc tinh bột cọ giảm hàm luợng tro( Komoto et al 1982) Mục tiêu nghiên cứu nhằm lựa chọn phương pháp để tách chiết tinh bột gạo Sóng siêu âm cường độ cao riêng lẻ kết hợp với chất hoạt động bề mặt đánh giá phương pháp mạnh để tách chiết tinh bột gao Thành phần tinh bột tách chiết mô tả để xác định hiệu phương pháp Tính chất màng bao phân hủy sinh học làm từ hỗn hợp tinh bột gạo – chitosan: Màng bao phân hủy sinh học làm từ hỗn hợp tinh bột gạo – chitosan phát triển.Với tỉ lệ tinh bột chitosan (2:1; 1,5:1; 1;1 0,5:1) khác tính chất học, khả chống ẩm độ hịa trộn màng bao có khác biệt nghiên cứu Màng bao phân hủy sinh học làm từ hỗn hợp tinh bột gạo – chitosan chứng minh tăng khả kéo dãn (TS), tính chống thấm nước (WVP), màu sáng hay khơng có màu vàng, việc giảm giá trị điểm kéo giãn giới hạn (E), khả hòa tan màng (FS) sau phối trộn với chitosan Chitosan có tác dụng làm tăng đỉnh kết tinh màng tinh bột, nhiên, nồng độ chitosan q cao có tách pha chitosan tinh bột Các nhóm amino phân tử chitosan có quang phổ FTIR thay đổi từ 1541,15 cm-1 màng chitosan 1621,96 cm-1 màng hỗn hợp chống khuẩn Kết cho biết có phối hợp phân tử cấu tử Có so sánh tính chất màng tinh bột gạo – chitosan, màng polyme sinh học màng polymer nhân tạo Kết màng tinh bột gạo – chitosan có tính chất học tương tự màng chitosan khác Tuy nhiên, khả chống thấm màng tinh bột gạo – chitosan thấp so với màng chitosan khác lại cao polyolefin Có lựa chọn thú vị cho màng bao phân hủy sinh học làm từ polymer tự nhiên có khả thay ví dụ tinh bột (Lawton, 1996) Một số tài liệu nghiên cứu tính chất màng bao phân hủy sinh học có nguồn gốc từ tinh bột (Arvanitoyannis & Biliaderis, 1998; Garcia, Martino, & Zarizky, 1999; Lourdin, Valle, & Colonna, 1995; Mali & Grossmann, 2003) Màng polymer phân hủy sinh học thay cho tất màng bao tổng hợp, màng phân hủy sinh học giúp giới hạn việc thấm nước, mùi thơm, chất béo thành phần thực phẩm, điều mà bao bì truyền thống khơng làm Chẳng hạn, màng bao phân hủy sinh học màng bao ăn được sử dụng cho nhiều loại sản phẩm để làm giảm việc nước, giới hạn khả thấm oxy, làm giảm chuyển hóa chất béo, tăng cường tính chất học, cung cấp khả bảo vệ học, lựa chọn làm vật liệu bao gói thương mại (Kester & Fennema, 1986; Murray & Luft, 1973; Nelson & Fennma, 1991) Ứng dụng polymer sinh học tinh bột nguồn khai thác thú vị, chúng tương đối rẻ, phong phú, có khả phân hủy sinh học ăn (Mali & Grossmann, 2003) Sử dụng protease trình ngâm: Quá trình alkaline protease với enzyme thực phẩm sử dụng để sản xuất tinh bột gạo từ WMRF Trong mơ hình thí nghiệm lí tưởng, việc thu hồi tinh bột protein lẫn vào thực pH 8.5f10, lượng protease 0.5f1.5% dựa lượng WMRF, thời gian từ 5f30h Các điều kiện thí nghiệm giữ khơng đổi, 55°C có lắc đảo nhẹ, 34f37% flour solid, độ base thay đổi khoảng f 0,2 Phương trình hồi quy biến biểu diễn phương sai hiệu suất thu hồi tinh bột lượng protein lại tương ứng 92% 98% Trong trình sử dụng protease với nồng độ 1,1% pH 10 18 giờ, hiệu suất thu hồi tinh bột 95% lượng protein lẫn tinh bột 0,5% Hầu hết trình thủy phân protein gạo xảy 3f4 đầu xác định tiêu thụ NaOH Tinh bột gạo phân tách cách trích li WMRF với nồng độ NaOH 0,05 M pH 12 Hiệu suất thu hồi tinh bột sử dụng phương pháp protease cao khoảng 10% so với phương pháp sử dụng NaOH, dòng sản phẩm chứa hầu hết muối amino acid trái với protein trộn với kiềm Tinh bột gạo phân tách cách sử dụng protease trơng sáng hơn, chứa nhiều lipid hơn, dính Nguyên liệu thô sử dụng để phân tách tinh bột gạo phương pháp protease ước lượng cao khoảng lần so với giá năm 1996 sử dụng phương pháp NaOH, điều giá protease (55% tổng giá) Qua nghiên cứu ta thấy protease thực phẩm thu hồi tới 95% tinh bột gạo từ WMRF sau phân giải 55°C pH 10 18h Trong trình xử lý, NaOH bổ sung để trì pH ổn định khoang 3-4h đầu trình Tinh bột gạo thu nhận từ phương pháp protease chứa 0,5% protein có màu trắng sáng So sánh với tinh bột từ phương pháp NaOH 0.05M 25C, phương pháp protease cho sản phẩm tinh bột chứa nhiều lipid đỉnh nhớt thấp Tỉ lệ thu hồi tinh bột phương pháp protease cao 10% so với phương pháp NaOH Phương pháp protease tạo muối acid amin đồng sản phẩm phương pháp NaOH protein Từ kết thí nghiệm, chúng tơi đưa bước trình sản xuất tinh bột gạo bước thứ tách tinh bột từ bột gạo với 2f4% protein Bước thứ 2, bổ sung protease để giảm lượng protein xuống 0.5% Tách tinh bột gạo phương pháp kết hợp protease trung tính sóng siêu âm: Hiệu protease trung tính kết hợp protease trung tính sóng siêu âm sản xuất tinh bột gạo nghiên cứu Huyền phù tinh bột gạo (33%) xử lí với protease nồng độ 0.01, 0.03 hay 0.05% (so với bột), xử lí kết hợp với nồng độ 0.03% protease trung tính sóng siêu âm cường độ cao biên độ 25, 50, hay 75% 15, 30 hay 60 phút đồng thời hay liên tục Sản lượng tinh bột tăng lên đến 79.8f86.7% với hàm lượng protein sót lại 0.5f0.96% hàm lượng tinh bột bị phá hủy 0.98f1.87% xử lí protease trung tính kết hợp với sóng siêu âm cường độ cao Sự kết hợp ưu tiên xử lí protease trung tính giờ, xử lí sóng siêu âm với biên độ 75 hay 50% 15 đến 30 phút Tinh bột thu cho thấy khơng có phá hủy cấu trúc phân tử hay bề mặt hạt tinh bột Protease thủy phân protein bề mặt hạt tinh bột, kết phá vỡ mạng protein thành phần nhỏ làm gia tăng tính mẫn cảm bột gạo với tượng xâm thực sóng siêu âm Hiệu ứng xâm thực sóng siêu âm cường độ cao môi trường nước áp dụng để phá vỡ liên kết hạt tinh bột mạng lưới protein Sản lượng tinh bột cải thiện đáng kể xử lí sóng siêu âm kết hợp với protein trung tính Với phương pháp kết hợp protease trung tính sóng siêu âm cường độ cao, hiệu việc tách tinh bột cải thiện đáng kể, xử lí sóng siêu âm sau xử lí protease làm trình phân tách tiện lợi Phương pháp cho thấy tiềm để đạt sản lượng tinh bột cao với tính chất hóa lí tương tự với phương pháp thông thường khác thời gian ngắn QUY TRÌNH Quy trình sản xuất tinh bột gạo (quy trình 2) 2.1 Tách kim loại: Tương tự quy trình Mục đích: Chuẩn bị cho trình ngâm Loại bớt tạp chất kim loại, làm giảm mối nguy vật lý Các biến đổi: Khơng có biến đổi đáng kể Phương pháp thực hiện: Dùng máy tách kim loại Nguyên lý tách: sử dụng từ tính nam châm để tách mảnh kim loại có nguyên liệu di chuyển băng tải 2.2 Sàng: Tương tự quy trình Mục đích: Chuẩn bị cho q trình ngâm Loại bỏ rơm rác, sạn có nguyên liệu gạo Các biến đổi: Khơng có biến đổi đáng kể Phương pháp thực hiện: Sử dụng máy sàng Nguyên lý hoạt động: gạo đưa vào từ phía thiết bị Qua phận sàng trống phận hình trụ có lỗ hình lục giác, loại rơm rác có kích thước lớn giữ bên sàng trống, gạo bụi lọt qua lỗ sàng rùi theo đĩa bên chuyển xuống Sau đó, bụi tách quạt Tiếp theo, gạo phân phối thành dòng qua sàn lắc để tách hết tạp chất Máy hoạt động dựa kích thước hạt khác trọng lượng gạo thành phần tạp chất khác 2.3 Ngâm: Tương tự quy trình Mục đích: chuẩn bị cho q trình nghiền Làm gạo Làm cho hạt gạo mềm dễ nghiền, giúp hạt tinh bột thoát dễ dàng Tách bớt số chất hòa tan nước Các biến đổi: Vật lý: Hạt gạo hút nước, trương nở, tăng khối lượng làm cho tỷ trọng thay đổi độ cứng hạt thay đổi (hạt mềm hơn) Hóa lý: Một số chất hịa tan vào nước Sinh học: Sự phát triển cúa vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn Lactic môi trường nước ngâm ngày chứa nhiều chất dinh dưỡng hoà tan từ gạo Tách bỏ vi sinh vật bám gạo Phương pháp thực hiện: Ngâm nước có bổ sung NaOH với nồng độ 1,5 kg/m3 Việc giúp tế bào có cấu trúc mềm dẻo hơn, dễ dàng tách Việc nghiền nguyên liệu có tác dụng làm gãy vỡ tế bào làm cấu tử có tế bào dễ dàng tách tạo dung dịch huyền phù Đồng thời, thành phần protein chủ yếu gạo glutelin, protein tan kiềm nên việc sử dụng kiềm có tác dụng tách protein khỏi hạt gạo 2.4 Nghiền: Tương tự quy trình Mục đích cơng nghệ: Chế biến Q trình nghiền chuyển ngun liệu dạng hạt có kích thước lớn thành bột có kích thước nhỏ, giúp phá vỡ cấu trúc tế bào, giải phóng hạt tinh bột tự Các biến đổi: Vật lý: Giảm kích thước nguyên liệu Tăng diện tích bề mặt riêng Nhiệt độ tăng Hóa học: Các thành phần bên vật liệu vitamin có điều kiện tiếp xúc với oxy nên dễ bị oxy hóa Hóa lý: Chuyển từ trạng thái rắn sang dung dịch huyền phù, hòa tan số chất gạo vào nước Sinh học: Sau nghiền, chất dinh dưỡng hạt thoát tạo hội cho vi sinh vật phát triển Các yếu tố ảnh hưởng: Tỉ lệ nước:gạo = 1:5 Nhiệt độ nước cung cấp cho trình nghiền: 30f37°C Phương pháp thực hiện: Gạo nước đưa vào phận nhập liệu với tỉ lệ nêu Nước sử dụng có nhiệt độ khoảng nhiệt độ cuối trình ngâm Mức độ nghiền: nghiền mịn (70f80%) 2.5 Lắng: Tương tự quy trình 2.5.1 Mục đích cơng nghệ: Khai thác thu nhận sản phẩm dạng paste, tách tinh bột triệt để 2.5.2 Các biến đổi: Không có biến đổi hóa sinh, hóa học chất lượng sản phẩm nâng lên Biến đổi vật lý: giảm khối lượng, thay đổi tỷ trọng Biến đổi hóa lý: có tượng tách pha 2.5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình cơng nghệ: -Tốc độ lắng phụ thuộc vào kích thước hạt, muc độ phân tán hỗn hợp khối lượng riêng pha Kích thước vật liệu lớn, chênh lệch khối lượng riêng pha lớn tốc độ lắng tang lên Đồng thời độ nhớt dung dịch lớn tốc đọ lắng giảm - Nhiệt độ; nhiệt độ cao độ nhớt giảm, tốc độ lắng tăng 2.5.4 Thiết bị thông số công nghệ: Sử dụng bể lắng Quá trình lắng thực lần nhằm rửa NaOH Cấu tạo: Thiết bị lắng hình phễu Nguyên lí hoạt động: Cho dịng sữa bột vào thùng chứa ua đĩa phân phối (2) tác dụng trọng lực hạt tinh bột nặng lắng xuống đáy cịn nước phía màng tháo ngồi Sauk hi lắng, dung khơng khí nén đẩy bột khỏi ống tháo bột Thông số công nghệ: Thời gian lắng: 11÷ 12h 2.6 Sấy: Tương tự quy trình 2.7: Đóng gói: Tương tự quy trình TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Việt Mẫn (chủ biên), Công nghệ chê biên thực phẩm, NXB Đại Học Quốc Gia TPHCM, 2009 Trần Thị Thu Trà, Công nghệ bfo qufn chê biên lương thực, NXB Đại Học Quốc Gia TPHCM, 2007 Lê Ngọc Thúy, Mfy thiêt bị sfn xuất thực phẩm, NXB Bách Khoa Hà Nội, 2009 Ann-Charlotte Eliasson, Starch in food – Structure, function and applications, CRC Press, 2004 James BeMiller and Roy Whistler, Starch – Chemistry and technology, Third edition, Food science and technology, 2009 L Wang Y J Wang, Rice starch isolation by neutral protease and high-tensity ultrasound, AAES Research Series, 2003 Linfeng Wang Ya-Jane Wang, Application of High-Intensity Ultrasound and Surfactants in Rice Starch Isolation, 2004 N Lumdubwong and P A Seib, Rice Starch Isolation by Alkaline Protease Digestion of Wet-milled Rice Flour, 1996 Thawien Bourtoom, Manjeet S Chinnan, Preparation and properties of rice starch – chitosan blend biodegradable film, 2007 Nguồn: http://doc.edu.vn/tai-lieu/de-tai-cong-nghe-che-bien-tinh-botgao-52898/ ... trọng sản xuất tinh bột Ngững hạt tinh bột giải phóng khỏi tế bào gọi tinh bột tự do, số lại chưa tách khỏi tế bào gọi tinh bột liên kết Sau nghiền ta thu hỗn hợp: hạt tinh bột tự do, tinh bột. .. protease tạo muối acid amin đồng sản phẩm phương pháp NaOH protein Từ kết thí nghiệm, chúng tơi đưa bước trình sản xuất tinh bột gạo bước thứ tách tinh bột từ bột gạo với 2f4% protein Bước thứ 2,... Tách tinh bột gạo phương pháp kết hợp protease trung tính sóng siêu âm: Hiệu protease trung tính kết hợp protease trung tính sóng siêu âm sản xuất tinh bột gạo nghiên cứu Huyền phù tinh bột gạo