BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC

Chi tiết về Công nghệ sản xuất lương thực, thực phẩm

Môn học:

CÔNG NGHỆ

BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC

 Trình bày và giải thích được các

công nghệ sản xuất gạo; bột mì;

công nghệ sản xuất tinh bột; công nghệ sản xuất mì ăn liền

 Trình bày được các nguyên tắc về

bảo quản lương thực

Mục tiêu môn học:

Sau khi hoàn tất môn học này, sinh viên có

khả năng:

• Vận dụng được lý thuyết về công nghệ chế

biến các sản phẩm lương thực trong thực tế công việc tại các nhà máy.

• Giải thích được mục đích, cách thực hiện,

những biến đổi chính, nguyên tắc hoạt động của máy móc thiết bị trong từng công đoạn

sản xuất của quy trình sản xuất các sản phẩm lưong thực.

• Nghiên cứu và phát triển các sản

Nội dung môn học:

Tài liệu tham khảo:

 Trần Minh Tâm, Bảo quản và chế biến nông

sản sau thu hoạch, Nhà xuất bản Nông Nghiệp,

Hà Nội 2000.

 Hoàng Văn Chước Kỹ thuật sấy nông sản

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội 1999.

 Bùi Đức Hợi Bảo quản lương thực Nhà xuất

bản Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội.

 David AV Dendy PhD Cereals and cereal

products chemistry and technology 2001

CHƯƠNG I

ĐẠI CƯƠNG VỀ LƯƠNG THỰC

Khái niệm về lương thực

“ Lương thực là tên gọi một nhóm

thực phẩm chuyên cung cấp tinh

bột cho cơ thể”.

 Nhóm hạt cốc (hạt lương thực): lúa

mì, thóc, ngô, cao lương, kê, đại mạch, yến mạch, mạch đen…

 Nhóm củ : khoai tây, khoai mì, khoai

lang, khoai mỡ, khoai từ…

Vai trò của hạt lương thực đối với con người

 Là nguồn cung cấp năng lượng

Một số cây lương thực chính trên thế giới

 Lúa gạo:

nhiều nhất ở các nước Châu Á.

• Việt Nam là một

trong những nước sản xuất và xuất khẩu lúa gạo hàng đầu thế giới

Một số cây lương thực chính trên thế giới

tham gia thị trường lương thực toàn thế giới.

Một số cây lương thực chính trên thế giới

 Ngô :

• Được trồng khắp

nơi trên thế giới do khả năng thích nghi với nhiều vùng khí hậu.

• Dùng làm thức ăn

cho người, gia súc

và dùng trong sản xuất công nghiệp

Cấu tạo chung của hạt lương thực

Gồm 3 phần chính :

 Nội nhũ

Cấu tạo chung của hạt lương thực

Cấu tạo chung của hạt lương thực

• Bộ phận bảo vệ cho nội nhũ và

phôi tránh mọi tác động của môi trường ngoài.

Cấu tạo chung của hạt lương thực

nội nhũ là nguồn chính cung

cấp tinh bột và protein cho

động vật ăn ngũ cốc

Cấu tạo chung của hạt lương thực

Thành phần hóa học hạt lương thực

 Glucid của hạt lương thực:

Thành phần các loại glucid trung bình của hạt cốc

(% chất khô)

Cây trồng Tinh b t ộ Cellulose Đườ ng

tan

Glucid khác

12,0 2,8 2,1 14,0 6,0 11,0

3,6 4,3 3,0 2,0 4,0 3,8

2 8 7 13 12 2

 Carbohydrate được tìm thấy chủ yếu trong nội nhũ các loại hạt lương thực và trong củ một số loài thực vật như khoai tây, khoai mì, khoai lang… dưới dạng hạt gọi là hạt tinh bột

Một hạt tinh bột điển hình chứa khoảng vài triệu phân tử amylopectin và phân

tử amylose

TINH BỘT

Hạt tinh bột bắp Hạt tinh bột kê

Hạt tinh bột lúa mì

TINH BỘT

Buckwheat starch (Bar: 5 µm)

Arrowroot starch (Bar: 20 µm)

Amaranth starch

(Bar: 1 µm)

Oat starch (Bar: 5 µm)

Corn starch (Bar: 10 µm)

Kidney bean starch (Bar: 20 µm)

TINH BỘT

mixen gel

Cấu tạo hạt tinh bột

Amylopectin

Thành phần hạt tinh bột

THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TINH BỘT

 Amylose:

Tính chất:

 Dễ hòa tan trong nước ấm, tạo dung

dịch có độ nhớt không cao.

 Dung dịch không bền, ở nhiệt độ thấp

chuyển sang trạng thái vô định hình gây kết tủa không thuận nghịch gọi là

sự thoái hóa tinh bột

 Phản ứng với iot cho màu xanh

dương

THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TINH BỘT

 Amylopectin

Cấu tạo:

 Được cấu tạo từ monome là

glucose bằng liên kết 1-4 và liên kết 1-6

 Amylopectin

Tính chất:

 Khó tan, trong nước nóng bị hồ hóa

tạo thành dung dịch keo có độ nhớt cao.

 Trọng lượng phân tử của amilopectin

 Khả năng tạo sợi

TÍNH NĂNG CỦA TINH BỘT

Sự hòa tan tinh bột

 Khi một huyền phù dịch tinh bột được

đun nóng, các liên kết hydro yếu nhất

Quá trình hồ hóa tinh bột

 Khi hạt tinh bột tiếp tục giãn nở, hút nhiều

nước hơn, trở nên trong hơn, thể tích tăng đáng kể, độ nhớt tăng lên và thu được hồ

tinh bột.

 Nếu tiếp tục xử lý nhiệt, hạt tinh bột sẽ bị vỡ,

bị thủy phân từng phần làm hòa tan một

phần các phần tử cấu thành nên tinh bột và kéo theo làm giảm độ nhớt của dung dịch hồ.

Quá trình hồ hóa tinh bột

• 570C

• 640C

• Tỷ lệ nước: tinh bột = 2:1

Quá trình hồ hĩa tinh bột

• Tinh bột bắp 5% 50 0 C

• NGUYÊN LIỆU

• Tinh bột bắp 5% 40 0 C

• Tinh bột bắp 5% 90 0 C

• Tinh bột bắp 5% 30 0 C

• Tinh bột bắp 5% 65 0 C • Tinh bột bắp 5% 70 0 C

• Tinh bột bắp 5% 60 0 C • Tinh bột bắp 5% 75 0 C

• Tinh bột bắp 5% 80 0 C • Tinh bột bắp 5% 85 0 C

Quá trình hồ hĩa tinh bột bắp

 Tính chất của tinh bột khi hồ hóa

phụ thuộc vào:

 Tỷ lệ và sự phân bố các vùng kết tinh

 Tinh bột càng khó trương nở khi số lượng vùng kết tinh lớn

 Các nhóm hydroxyl của vùng vô

định hình liên kết chặt chẽ

Tính chất của tinh bột khi hồ hóa

Nhiệt độ hồ hoá: Nhiệt độ để phá vỡ hạt

tinh bột chuyển từ trạng thái ban đầu thành

dung dịch keo gọi là nhiệt độ hồ hoá

 Nhiệt độ hồ hóa không phải là một điểm,

mà là một khoảng có nhiệt độ thấp nhất là

nhiệt độ mà tại đó các hạt tinh bột đầu tiên

bắt đầu trương lên và nhiệt độ cao nhất là

nhiệt độ mà tại đó còn khoảng 10% hạt tinh

bột chưa trương nở

TÍNH CHẤT HẠT TINH BỘT KHI HỒ HÓA

 Tinh bột của các loại ngũ cốc loại

nếp, tinh bột củ, rễ củ thường cho

hồ trong suốt hơn tinh bột của các hạt ngũ cốc bình thường

 Các đường thường làm tăng đáng

kể độ trong của hồ tinh bột từ các loại hạt cốc

Độ trong của hồ tinh bột

 Tinh bột giàu amilopectin (tinh bột

nếp) có độ đặc, độ dính, độ dẻo và độ nhớt cao

 Các yếu tố ảnh hưởng: nồng độ tinh

bột, pH, nhiệt độ, các cation, tác nhân oxy hóa, các nhân tố phá hủy cầu hydro…

Tính chất nhớt-dẻo của hồ tinh bột:

 Khi để nguội hồ tinh bột, các phân tử

sẽ tương tác với nhau và sắp xếp lại một cách có trật tự để tạo thành gel tinh bột có cấu trúc mạng ba chiều bằng liên kết hydro

 Gel tinh bột giàu amiloza thường

Điều kiện tạo gel:

 Dung dịch tinh bột phải có nồng độ

đậm đặc vừa phải

 Phải được hồ hóa để chuyển tinh bột

thành trạng thái hòa tan

 Được để nguội ở trạng thái yên tĩnh

Khả năng tạo gel

 Khi gel tinh bột để một thời gian dài

thì chúng sẽ co lại và một lượng dịch sẽ tách ra

sự thoái hóa gel

 Sự thoái hóa sẽ càng mạnh nếu gel

để ở lạnh đông rồi sau đó cho tan giá

Sự thoái hóa

Sự thủy phân tinh bột

 Khả năng tạo sợi:

 Tinh bột có khả năng tạo sợi

 Sự tạo sợi từ tinh bột giàu amiloza

thường dai hơn, bền hơn những sợi làm từ tinh bột thông thường

 Sản xuất miếng, bún,

TÍNH NĂNG CỦA TINH BỘT

 Khả năng phồng nở của tinh bột:

 Khi tương tác với chất béo và có sự

tác động của nhiệt độ thì khối tinh bột

sẽ tăng thể tích lên rất lớn và trở nên rỗng xốp

 Các tinh bột giàu amilopectin có cấu

trúc chặt và khả năng không thấm khí lớn do đó khả năng phồng nở lớn hơn

TÍNH NĂNG CỦA TINH BỘT

• Giúp cho nhu động ruột, giúp ngăn

ngừa một số bệnh trong hệ tiêu hoá

(a)

Protein hạt lương thực

(a)

dạng các thể protein hình cầu có màng bao, có thể nằm riêng biệt hay kết dính với nhau tạo thành mạng lưới hạt protein (protein matrix) bao bọc các hạt tinh bột trong nội nhũ.

trong phôi và lớp aleurone

• Hàm lượng protein, tỷ lệ các acid

amin, cấu trúc của protein ảnh hưởng nhiều đến tính chất công nghệ của các loại bột từ hạt, thí

dụ tạo độ nở cho bánh mì, độ dai cho mì sợi…

• Phải phối hợp với các loại thực

phẩm khác

• Đã lai tạo ra được một số giống

lúa mạch và bắp có hàm lượng Lysine cao

penisetin (kê), gliadin (lúa mì)…

• Glutelin: glutenin (lúa mì),

hocdecnin (kê); glutelin (ngô, mạch đen)…

 Khi đem bột nhào với nước, 2 nhóm protein không tan trong nước của bột là prolamins và glutenins sẽ hấp thụ nước , duỗi mạch, định hướng, sắp xếp lại thành hàng và làm phát sinh các tương tác ưa béo và hình thành các cầu đisunfua mới

Tạo thành mạng protein 3 chiều có tính nhớt, dẻo, dính và đàn hồi bao xung quanh các hạt tinh bột và những hợp phần khác

Protein hạt lương thực

Gluten

Protein hạt lương thực

(a)

Gluten

Gluten

1 Mạng gluten

2 Hạt tinh bột lớn

3 Hạt tinh bột nhỏ

4 Nấm men

Lúa mì có khả năng tạo ra màng gluten có chất lượng cao.

Gluten trong bột càng nhiều chất lượng bột càng cao

Khi xay xát hạt như gạo, yến mạch …, lipid chủ yếu nằm trong cám.

Sản xuất dầu thực vật từ cám của lương thực

Chất khoáng của hạt lương

48 61 441 152 4 387 176 10 0.6 4.6 4.0 3.3

12 19 100 31 6 116 88 10 0.2 0.9 1.2 1.0

20 55 342 143 40 294 145 - 0.4 3.1 0.6 2.0

94 82 450 138 28 385 178 639 0.5 6.2 4.9 3.0

52 137 534 145 49 356 240 420 0.7 4.6 2.0 3.1

30 52 277 148 11 305 116 200 1.0 7.0 2.6 3.0

Enzym trong hạt lương

thực

(a)

 Có chứa một lượng lớn enzym

mầm.

Ảnh hưởng rất lớn trong quá trình bảo quản và có một vai trò quan trọng trong chế biến.

Một số các hệ enzyme khác nhưng vai trò của chúng chưa thật rõ ràng như protease, peroxidase, catalase