ĐỀ tài sản xuất tinh bột gạo

ĐỀ TÀI Sản xuất tinh bột gạo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG Phần 1: GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU I GẠO: 1.1 Cấu tạo hạt lúa:  Các chất dinh dưỡng phôi dễ bị biến đổi 1.2 Thành phần hóa học hạt gạo: 1.3 Phân loại: II NƯỚC: 10 III NaOH : 12 Phần 2: QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ 13 I QUY TRÌNH 1: 14 II QUY TRÌNH 2: 15 Phần 3: THUYẾT MINH QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ 16 I QUY TRÌNH 1: 17 1.1 Tách kim loại: 17 1.2 Sàng: 18 1.3 Ngâm: 19 1.4 Nghiền: 20 1.5 Rây: 21 1.6 Ly tâm: 22 1.7 Sấy: 23 1.8 Đóng gói: 25 II QUY TRÌNH 2: 26 2.1 Tách kim loại: tương tự qui trình 26 2.2 Sàng: tương tự qui trình 26 2.3 Ngâm: tương tự qui trình 26 2.4 Nghiền: tương tự qui trình 26 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.5 Lắng: 26 2.6 Sấy: tương tự qui trình 27 2.7 Đóng gói: tương tự qui trình 27 Phần 4: SO SÁNH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 28 Phần 5: SẢN PHẨM 30 I TINH BỘT GẠO: 31 1.1 Thành phần: 31 1.2 Chỉ tiêu chất lượng: 32 Phần 6: THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ 33 I ỨNG DỤNG CỦA SÓNG SIÊU ÂM CƯỜNG ĐỘ CAO VÀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT TRONG TÁCH TINH BỘT GẠO: 34 II TÍNH CHẤT CỦA MÀNG BAO PHÂN HỦY SINH HỌC LÀM TỪ HỖN HỢP TINH BỘT GẠO – CHITOSAN: 35 III SỬ DỤNG PROTEASE TRONG QUÁ TRÌNH NGÂM: 36 IV TÁCH TINH BỘT GẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT HỢP PROTEASE TRUNG TÍNH VÀ SĨNG SIÊU ÂM: 37 4.1 Tiến trình thí nghiệm: 37 4.2 Kết quả: 38 4.3 Kết luận: 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC HÌNH Hình 1: Cây lúa (Oryza sativa) Hình 2: Cấu trúc hạt lúa Hình 3: Qui trình sản xuất tinh bột gạo (qui trình 1) 14 Hình 4: Qui trình sản xuất tinh bột gạo (qui trình 2) 15 Hình 5: Máy phân loại nam châm điện 17 Hình 6: Máy tách kim loại 18 Hình 7: Máy sàng 19 Hình 8: Thiết bị bồn ngâm 20 Hình 9: Thiết bị nghiền trục đơi 21 Hình 10: Máy li tâm đĩa 23 Hình 11: Thiết bị sấy khí động 24 Hình 12: Thiết bị lắng hình phễu 26 Hình 13: Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) tinh bột gạo tách từ: (A) khuấy nhiệt độ phòng khơng dùng sóng siêu âm, (B) xử lí sóng siêu âm biên độ 75% 30 phút sau xử lí protease 44 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thành phần hóa học số nơng sản (Tính theo 100g) Bảng 2: Sự phân bố glucid phần hạt lúa Bảng 3: Hàm lượng glucid hạt lúa Bảng 4: Thành phần hóa học 100g gạo Bảng 5: Phân loại theo chiều dài hạt gạo lật Bảng 6: Phân loại theo tỷ số chiều dài/ chiều rộng hạt gạo lật Bảng 7: Bảng tiêu chất lượng tấm, cám Bảng 8: Bảng tỉ lệ thu hồi thành phụ phẩm từ lúa loại Bảng 9: Bảng tỉ lệ thu hồi thành phụ phẩm từ lúa loại Bảng 10: Chỉ tiêu hóa lý đánh giá chất lượng gạo 10 Bảng 11: Giới hạn tiêu chất lượng nước thực phẩm 10 Bảng 12: Chỉ tiêu chất lượng NaOH (Codex) 12 Bảng 13: Bảng so sánh qui trình 29 Bảng 14: Ứng dụng tinh bột gạo 32 Bảng 15: Hiệu suất thu hồi thành phần tinh bột gạo hai q trình xử lí khác NaOH protease 40 Bảng 16: Hàm lượng tinh bột, protein sót lại, tinh bột bị phá hủy tinh bột gạo thu phương pháp xử lí protease trung tính nồng độ thời gian khác nhauz 41 Bảng 17: Hàm lượng tinh bột, protein sót lại, tinh bột bị phá hủy tinh bột gạo thu phương pháp xử lí kết hợp 0.03% protease trung tính sóng siêu âm cường độ cao z 42 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CNCB Thực phẩm Tinh bột gạo Phần 1: GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CNCB Thực phẩm Tinh bột gạo I GẠO: Họ : Poaceae/Gramineae Phân họ : Oryzoideae Tộc : Oryzeae Chi : Oryza Loài : Oryza Sativar L Hình 1: Cây lúa (Oryza sativa) Gạo lương thực giới Khoảng 90% sản lượng gạo giới sản xuất tiêu thụ châu Á Mức sản xuất tiêu thụ Mỹ, nước mà gạo khơng phải lương thực chính, tăng lên 40% suốt từ 1980 đến 1995 tăng thêm 25% từ 1995 đến 2005 Giá gạo Mỹ cho thấy tăng lên đáng ý vào năm 2007, đến 75% so với giá năm 2003 Sự tăng giá gia tăng nhu cầu gạo nước Mỹ thị trường quốc tế sản lượng gạo lại không tăng Mức sử dụng gạo giới năm 2005 khoảng 406 triệu mét (mmt) Gạo chủ yếu sản xuất khu vực Việt Nam, Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Bangladesh, Thái Lan, Nhật Bản, Hàn Quốc Philipine Ngoài châu Á, vùng sản xuất gạo chủ yếu Brazil, Mỹ, Ai Cập, Colombia, Nigeria Ý Cây lúa thích hợp sinh trưởng nơi đầm lầy, khí hậu nhiệt đới, chịu ảnh hưởng khí hậu gió mùa LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CNCB Thực phẩm Tinh bột gạo 1.1 Cấu tạo hạt lúa: Hình 2: Cấu trúc hạt lúa Cấu tạo hạt lúa gồm thành phần sau: 1.1.1 Vỏ trấu:  Là lớp bao hạt lúa  Gồm tế bào rỗng có thành hóa gỗ có thành phần cellulose  Các tế bào vỏ trấu kết với nhờ khoáng lignin  Độ dày vỏ trấu tùy thuộc vào giống hạt, vào độ mẩy: khoảng 0.120.15mm, chiếm khoảng 1819.6% so với toàn hạt 1.1.2 Vỏ vỏ hạt:  Vỏ quả: Liên kết không bền với vỏ hạt  Thành phần vỏ thường chứa cellulose, pentosan, pectin khoáng  Trong hạt, chiều dày lớp tế bào vỏ không giống nhau, gần phôi, lớp vỏ mỏng  Vỏ liên kết chặt chẽ với lớp aleurone  So với vỏ vỏ hạt chứa cellulose nhiều protid glucid 1.1.3 Lớp aleurone:  Bao bọc nội nhũ phôi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CNCB Thực phẩm Tinh bột gạo  Chiếm khoảng 612% khối lượng hạt  Trong tế bào, lớp aleurone có chứa nhiều protid, tinh bột, cellulose, pentosan, giọt lipid phần lớn vitamin khoáng hạt  Khi xay xát hạt, lớp aleurone bị vụn thành cám 1.1.4 Nội nhũ:  Nội nhũ phần dự trữ chất dinh dưỡng hạt  Các tế bào nội nhũ lớn, thành mỏng có hình dạng khác  Thành phần hóa học nội nhũ: Tinh bột protid, cịn chứa lượng nhỏ lipid, muối khống, cellulose số sản phẩm phân giải tinh bột dextrin, đường…  Lượng vitamin muối khoáng nội nhũ khơng nhiều, ta làm tăng hàm lượng chất nội nhũ nhờ trình gia công nước nhiệt  Tùy theo giống điều kiện canh tác, phát triển hạt lúa mà nội nhũ trắng hay đục, vấn đề quan hệ lớn đến tỷ lệ chế biến gạo Nếu độ nhũ có độ trắng cao gạo nát cho tỷ lệ thành phẩm cao, ngược lại nội nhũ có độ trắng đục cao hạt qua chế biến bị gãy nát nhiều, tỷ lệ thành phẩm thấp, tỷ lệ gạo cao 1.1.5 Phôi:  Khi hạt nảy mầm phơi phát triển lên thành  Trong phôi chứa nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho phát triển ban đầu  Thành phần hóa học phơi gồm có protid, glucid hịa tan, nhiều lipid, khống, cellulose vitamin  Phôi nội nhũ lớp ngù lớp trung gian chuyển từ nội nhũ sang phôi hạt nảy mầm  Lớp ngù có cấu tạo từ tế bào dễ thẩm thấu chất hòa tan nhiều enzyme  Các chất dinh dưỡng phơi dễ bị biến đổi 1.2 Thành phần hóa học hạt gạo: Bảng 7: Thành phần hóa học số nơng sản ( Tính theo 100g) Thành phần Năng lượng ( Kcal) Glucid (g) Lúa mì 330 78.5 Lúa gạo 360 7375 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CNCB Thực phẩm Tinh bột gạo Protid (g) Lipid (g) Cellulose (g) Vitamin B1 (g) Vitamin B2 (g) Vitamin PP (mg) Vitamin B3 (mg) Vitamin B6 (mg) Phospho (mg) Kali (mg) Canxi (mg) Magie (mg) Sắt (mg) Đồng (mg) Mangan (mg) Kẽm ( mg) 1215 1.82.2 2.3 0.55 0.13 6.4 1.36 0.53 410 580 60 180 0.8 5.5 7.510 1.32.1 0.9 0.33 0.09 4.9 1.2 0.79 285 340 68 90 1.2 0.3 2.2  Glucid thành phần dinh dưỡng hạt gạo, chiếm khoảng 7080% Gạo giã trắng hàm lượng glucid cao, glucid gạo chủ yếu tinh bột, đường đơn kép nằm màng Bảng 8: Sự phân bố glucid phần hạt lúa Tên thành phần Tồn hạt Nội nhũ Phơi Vỏ lớp aleurone Đường (%) 4.34 3.54 25.12 4.18 Tinh bột (%) 59 79.56 Rất Rất Cellulose (%) 2.76 0.15 2.46 16.20  Trong phận tinh bột tập trung chủ yếu nội nhũ phơi Trong lớp aleurone có thành phần đường 68%, cellulose 710% Bảng 9: Hàm lượng glucid hạt lúa Tinh bột Cellulose Đường Dextrin Cực đại 68 12.22 4.5 3.2 Cực tiểu 47.7 8.74 0.2 0.8 Trung bình 56.2 9.41 3.2 1.3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CNCB Thực phẩm Tinh bột gạo Phần 4: SO SÁNH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 28 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CN chế biến Tinh bột gạo Bảng 13: Bảng so sánh qui trình Quy trình Hiệu suất thu hồi sản phẩm Quy trinh2 Hiệu suất thu hồi sản phẩm thấp cao Năng suất cao Năng suất thấp Sản phẩm thu có lượng tạp chất lẫn vào Sản phẩm thu lẫn số tạp chất Thời gian thực qui trình nhanh Thời gian để thực qui trình dài Chi phí lượng cao Chi phí lượng thấp Chi phí đầu tư cho thiết bị cao Chi phí đầu tư cho thiết bị thấp Thiết bị sử dụng qui trình phức tạp hơn, đòi hỏi yêu cầu kĩ thuật vận hành cao Thiết bị đơn giản vận hành dễ dàng Áp dụng qui mô công nghiệp lớn Qui mô phân xưởng nhỏ 29 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CN chế biến Tinh bột gạo Phần 5: SẢN PHẨM 30 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CN chế biến Tinh bột gạo I TINH BỘT GẠO: 1.1 Thành phần: Sự khác chủ yếu bột gạo tinh bột gạo hầu hết protein lipid loại khỏi tinh bột  Thành phần protein nội nhũ khoảng từ 4,515,9% (Kennedy and Burlingame 2003) Lipid tồn gạo với lượng nhiều Vì vậy, chiết tách tinh bột từ gạo chủ yếu liên quan đến kĩ thuật tách loại protein Protein gạo độc đáo so với protein bắp, lúa mì, khoai tây… nên việc chiết tách tinh bột từ gạo yêu cầu trình khác hẳn  Protein gạo đa số thuộc loại tan kiềm, phương pháp ngâm kiềm sử dụng chủ yếu công nghiệp nghiên cứu để làm giảm hàm lượng protein sản xuất tinh bột gạo đến mức 0,5% hay  Tinh bột thu từ phương pháp ngâm kiềm (0.10.2% sodium hydroxide) có hàm lượng tinh bột 7385%, hàm lượng protein 0,070,42% 0,072,6% tinh bột bị phá hủy  Lumdubwong and Seib (2000) ứng dụng chế phẩm protease kiềm để tách tinh bột gạo từ bột gạo nghiền ướt pH 10 12h 550C, thu 95% tinh bột 0,52% protein lượng chất khơ, tinh bột bị phá hủy 2,1%  Wang and Wang (2001) sử dụng enzyme protease để chiết tách tinh bột gạo pH 6,5 18h 500C, sản xuất tinh bột với hàm lượng cao hơn, giảm lượng tinh bột bị phá hủy cho thấy tính chất tương tự với phương pháp kiềm  Bên cạnh protein, tinh bột gạo cịn tìm thấy lipid, phospho, nguyên tố dạng vết…  Gạo thường chứa 0,30,4% lipid liên kết, gạo nếp chứa (0,03%) Thành phần chất béo gồm: 32% acid béo tự 68% lisophosphatidyl choline ((Morrison et al 1984)  Phospho đóng vai trị quan trọng tạo nên đặc tính tinh bột, độ hỗn hợp dạng paste, ổn định độ nhớt… Phospho tinh bột chủ yếu tồn dạng: phosphate-monoester phospholipid (0.013%, chất khô phosphatemonoester 0.048% phospholipid) Trong gạo nếp, phospho diện chủ yếu dạng tinh bột phosphate-monoester (0,003%) (Lim et al 1994; Jane et al 1996) Tinh bột phosphate-monoester tinh bột gạo tự nhiên chủ yếu tìm thấy amylopectin, thấy dạng vết amylose Khoảng 8090% phosphatemonoester gạo nếp nằm C6 đơn vị glucose 31 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CN chế biến Tinh bột gạo 1.2 Chỉ tiêu chất lượng: 1.2.1 Chỉ tiêu hóa học: tính tổng hàm lượng chất khơ       Hàm lượng tinh bột: 7385% Hàm lượng tinh bột bị phá hủy: 0,072,6% Hàm lượng protein: 0,070,42% Hàm lượng lipid : 0,030,04% Độ ẩm:  13% Phospho nguyên tố dạng vết 1.2.2 Chỉ tiêu cảm quan: Sản phẩm dạng bột mịn, không lẫn tạp chất, có màu trắng tự nhiên Bảng 14: Ứng dụng tinh bột gạo Gạo thường Chất kết dính: CN 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 Sản phẩm từ sữa Bánh kem Sốt / Súp Chất tạo độ giòn: Ngũ cốc ăn sáng Snack ép đùn Đơng lạnh: Kem béo Sốt khơng béo 32 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CN chế biến Tinh bột gạo Phần 6: THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ 33 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CN chế biến Tinh bột gạo I ỨNG DỤNG CỦA SÓNG SIÊU ÂM CƯỜNG ĐỘ CAO VÀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT TRONG TÁCH TINH BỘT GẠO: Sóng siêu âm cường độ cao có khả tác động tới q trình tách tinh bột gạo mà không 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 khơng có 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 khơng 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 50oC 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 không 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 34 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CN chế biến Tinh bột gạo 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 95OC 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 II TÍNH CHẤT CỦA 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 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 35 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CN chế biến Tinh bột gạo 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) III SỬ DỤNG PROTEASE TRONG QUÁ TRÌNH NGÂM: Quá trình alkaline protease với enzyme thực phẩm sử dụng để sản xuất tinh bột gạo từ WMRF Trong mô hình thí nghiệm lí tưởng, việc thu hồi tinh bột protein lẫn vào thực pH 8.510, lượng protease 0.51.5% dựa lượng WMRF, thời gian từ 530h Các điều kiện thí nghiệm giữ khơng đổi, 550C có lắc đảo nhẹ, 3437% flour solid, độ base thay đổi khoảng  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 34 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) 36 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CN chế biến Tinh bột gạo Bảng 15: Hiệu suất thu hồi thành phần tinh bột gạo q trình xử lí Phương pháp Sử dụng protease Sử dụng NaOH Thu hồi (%) Thực Thí tế nghiệm Protein (%) Thí Thực tế nghiệm Tinh bột (%) Tro (%) Tinh bột Acid béo bị phá ester hóa hủy (%) (mg/100g) 97,1 95,1 0,6 0,52 99 0,16 2,1 544 - 85,4 - 0,42 98,9 00,19 2,6 390 Qua nghiên cứu ta thấy protease thực phẩm thu hồi tới 95% tinh bột gạo từ WMRF sau phân giải 550C 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 250C, 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 24% protein Bước thứ 2, bổ sung protease để giảm lượng protein xuống 0.5% IV TÁCH TINH BỘT GẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT HỢP PROTEASE TRUNG TÍNH VÀ SĨNG 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 79.886.7% với hàm lượng protein sót lại 0.50.96% hàm lượng tinh bột bị phá hủy 0.981.87% 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 4.1 Tiến trình thí nghiệm: Chuẩn bị: Bột gạo (RL – 100) mua từ Rivland Partnership, Houston, Texas Protease trung tính (N “Amano” với hoạt tính 150,000~190,000 đơn vị/g, pH tối ưu 7.5 nhiệt độ 55oC) dạng bột khô Máy xử lí sóng siêu âm cường độ cao (750 Watt Model, 20 kHz) 37 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CN chế biến Tinh bột gạo Phương pháp tách tinh bột cách ngâm kiềm: xem phương pháp kiểm chứng 100g bột gạo ngâm 200 ml 0,1% NaOH 18 Dung dịch huyền phù khuấy trộn máy trộn Waring tốc độ cao phút, qua rây 63μm, sau li tâm 1400.g 10 phút Lớp tinh bột đáy hòa tan lại rửa với 0.1% NaOH nước, sau trung hịa với 1N HCl đến pH 6.5 li tâm Tinh bột sau rửa với nước loại ion lần, sấy 45oC lò 48 Tách tinh bột gạo protease trung tính: sử dụng bột gạo (100g) trộn với nước loại ion (200ml) becher 500ml Nhiệt độ giữ 50oC, pH điều chỉnh 7.0 với 1.0N NaOH Nồng độ khác protease trung tính (0.01, 0.03, hay 0.05% lượng bột gạo) thêm vào huyền phù cho phản ứng 1, hay giờ, khuấy liên tục cánh khuấy có từ tính Huyền phù bột sau trộn máy trộn Waring với tốc độ cao phút sau xử lí với protease Cho huyền phù qua rây 63- μm li tâm 1400.g 10 phút Lớp tinh bột hòa tan trở lại rửa lần với nước loại ion Tinh bột thu sau đem sấy 45°C 48 Tách tinh bột phương pháp kết hợp protease trung tính sóng siêu âm cường độ cao: Xử lí sóng siêu âm thực trước, trong, sau trình xử lí protease Bột gạo (100g) trộn với nước loại ion (200ml) becher 500ml Protease trung tính thêm vào với hàm lượng 0.03% (trên lượng bột), nhiệt độ hỗn hợp huyền phù giữ 50oC, khuấy liên tục Trong q trình xử lí sóng siêu âm , nhiệt độ giữ 40oC (Wang and Wang, 2001) Biên độ sóng 25%, 50%, hay 75% với giây bật (on) giây tắt (off) 15, 30, hay 60 phút Thời gian xử lí siêu âm không bao gồm thời gian tắt (off) Tinh bột thu được xử lí giống tiến trình diễn tả phương pháp xử lí protease Độ ẩm, hàm lượng protein, tổng lượng tinh bột, tinh bột bị phá hủy xác định phương pháp AACC Hàm lượng amylose tinh bột xác định cách sử dụng sắc kí cao áp (Wang and Wang, 2000) 4.2 Kết quả: Chất lượng tinh bột thu phương pháp xử lí protease trung tính phương pháp kết hợp protease sóng siêu âm liệt kê bảng: Bảng 16: Hàm lượng tinh bột, protein sót lại, tinh bột bị phá hủy tinh bột gạo thu phương pháp xử lí protease trung tính nồng độ thời gian khác nhauz 38 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CN chế biến Tinh bột gạo z giá trị trung bình cột giống theo sau chữ khác khác có ý nghĩa (P