môn công nghệ sau thu hoạch lương thực chủ đề cấu tạo thành phần và phương pháp bảo quản lúa mì

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA──────── * ───────

NHÓM 2

Môn: Công nghệ sau thu hoạch lương thực

Chủ đề: Cấu tạo, thành phần và phương pháp bảo quản

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ Tên- Mã sinh viên Nhiệm vụ

Trần Đăng Bình-2021602954 Tổng hợp word

Lê Vũ Minh Đức-2021605987 Cấu tạo, thành phần lúa mì

Vũ Thị Dung - 2021600550 Các phương pháp bảo quản lúa mì

Phạm Thế Dương - 2021601783 Các phương pháp bảo quản lúa mì

Vũ Trần Ánh Dương - 2021602680 Thuyết trình

1.3 Cấu tạo hạt lúa mì 5

1.4 Thành phần hóa học của lúa mì [5] 7

2 CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN LÚA MÌ 11

2.1 Bảo quản lương thực ở trạng thái khô 11

2.2 Bảo quản trạng thái lạnh 12

2.3 Bảo quản hạt ở trạng thái kín 13

2.4 Bảo quản bằng phương pháp thông gió 17

2.5 Bảo quản bằng hoá chất 21

2.6 Phương pháp chiếu xạ 23

KẾT LUẬN 26

TÀI LIỆU THAM KHẢO 27

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: Tỷ lệ khối lượng từng phần hạt lúa mì ( theo % khối lượng toàn hạt 6

Bảng 2: Thành phần hóa học của lúa mì (theo % khối lượng hạt) 7

Bảng 3: Sự phân bố chất trong hạt lúa mì (xem mỗi chất trong hạt là 100%) 8

Bảng 4: Hàm lượng chất béo trong từng phần của hạt lúa mì (theo % chất khô) 9

Hình 6: Mặt cắt ngang của kho ngầm 17

Hình 7: Sơ đồ nguyên tắc quạt không khí và khối hạt 18

Hình 8: Hệ rãnh chìm quạt không khí vào kho 19

Hình 9: Hệ rãnh nổi quạt không khí vào kho 20

Hình 10: Sơ đồ hệ thống thông gió cưỡng bức di động 20

Hình 11: Quạt hệ thống cưỡng bức đơn 21

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay, lúa mì là một trong những loại ngũ cốc chính được sản xuất và tiêu thụ trên toàn cầu Nó chiếm diện tích đất nhiều hơn bất kì loại cây trồng thương mại nào khác và cũng là nguồn thực phẩm quan trọng của con người Năm 2020, sản lượng lúa mì toàn cầu chiếm 761 triệu tấn, giảm 0,54% so với sản lượng năm trước là 765,8 triệu tấn [9] Đây là một con số rất lớn trong ngành sản xuất chế biến lương thực.

Tại Việt Nam, Việt Nam nhập khẩu trung bình khoảng 20-22 triệu tấn nguyên liệu chăn nuôi mỗi năm, tương đương 60% nhu cầu toàn ngành Trong đó, ngô chiếm khoảng 50% và lúa mì chiếm khoảng 10% khối lượng các lô hàng trên Khi giá ngô tăng cao, lúa mì cũng được coi là loại nguyên liệu thay thế phù hợp[10] Do đó, việc bảo quản lúa mì sau khi nhập khẩu là một khâu rất quan trọng để giữ cho lúa mì luôn trong tình trạng ổn định, không bị hao hụt dinh dưỡng, nảy mầm, hư hỏng Việc bảo quản lúa mì tại nước ta cũng rất khó khăn khi nước ta là một nước khí hậu gió mùa với lượng mưa nhiều, miền Bắc có khí hậu nồm ẩm vào mùa xuân.

Trong tiểu luận này, nhóm sẽ đi sâu vào việc tìm hiểu về cấu tạo và thành phần cơ bản của lúa mì, từ các bộ phận của cây đến thành phần hóa học của hạt Sau đó, chúng ta sẽ khám phá các phương pháp bảo quản lúa mì, từ các kỹ thuật truyền thống đến những tiến bộ mới nhất trong lĩnh vực này

Trong quá trình tìm hiểu không tránh khỏi những sai sót về nội dung cũng như cách trình bày Vì vậy, chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp từ Cô cũng như là các bạn để bài tiểu luận chúng em trở nên hoàn thiện hơn.

Chúng em chân thành cảm ơn Cô!

1 Thành phần cấu tạo lúa mì

1.1 Nguồn gốc lúa mì

Lúa mì có nguồn gốc từ Tây Nam Á, cụ thể là khu vực được gọi là Lưỡi liềm Màu mỡ (khu vực Trung Đông ngày nay) Các bằng chứng khảo cổ và di truyền cho thấy lúa mì bắt đầu được thuần hóa từ khoảng 10.000 năm trước, từ các loài cỏ hoang dã như lúa mì einkorn và lúa mì emmer.[1]

Vào khoảng năm 300 TCN, lúa mì đã xuất hiện tại Ethiopia, Ấn Độ, Ireland và Tây Ban Nha Khoảng một thiên niên kỷ sau nó tới Trung Quốc Ngày nay lúa mì được trồng ở nhiều nơi và là nguồn lương thực chính của nhiều quốc gia trên Thế Giới Sản lượng lúa mì hàng năm khoảng trên 550 triệu tấn, chiếm 28% sản lượng lương thực Trung Quốc đứng đầu thế giới về sản lượng lúa mì, tiếp theo là Ấn Độ, Hoa Kì, Nga, Pháp,Ca-na-da,

Hình 2: Lúa mì cứng

Lúa mì mềm có hàm lượng protein thấp và gluten thấp, thích hợp để làm bánh ngọt, bánh quy và các sản phẩm khác cần có độ mềm và xốp.

Hình 3: Lúa mì mềm

1.3 Cấu tạo hạt lúa mì

Khác với các loại hạt hòa thảo khác, lúa mì có phía lưng và phía bụng Phía lưng là phía phằng và có phôi còn phía bụng có rãnh lõm vào dọc theo hạt.

Cấu tạo bên trong hạt lúa mì cũng giống các hạt hòa thảo khác gồm: vỏ, lớp alơrông, nội nhũ và phôi [5]

Vỏ là bộ phận bảo vệ cho phôi và nội nhũ khỏi bị tác động cơ học cũng như hóa học từ bên ngoài Thành phần chủ yếu của vỏ là cellulose, hemicecellulose, licnhin, không có giá trị dinh dưỡng, ảnh hưởng sấu đến chất lượng bột mì nên trong quá trình chế biến càng tách được nhiều vỏ thì càng tốt

- Vỏ quả: Gồm vài lớp tế bào chiếm từ 4-6% khối lượng toàn hạt Lớp vỏ quả của lúa mì mỏng, cấu tạo không được chắc chắn như vỏ trấu của thóc nên trong quá trình đập và tuốt, vỏ dễ bị tách ra khỏi hạt.

- Vỏ hạt: Chiếm 2-5% khối lượng hạt, gồm ba lớp tế bào: một lớp biểu bì dày bên ngoài, một lớp các sắc tố, lớp biểu bì mỏng bên trong Vỏ hạt có cấu tạo rất bền và dai.

Hình 4: Cấu tạo hạt lúa mì

Nếu dùng lực xay xát khô thì bóc vỏ do đó sản xuất bột mì người ta phải qua khâu làm ẩm và ủ ẩm.

1.3.2 Lớp alơrông

Lớp alơrông nằm phía trong các lớp vỏ, được cấu tạo từ một lớp tế bào lớn có thành dày, có chứa protein, chất béo, đường, xenlluloza, tro, và các vitamin B1, B2, PP.

1.3.3 Nội nhũ

Nằm sát lớp a lơ rông Nội nhũ lúa mì chiếm 82% khối lượng toàn hạt, là phần chủ yếu để sản xuất bột mì Nội nhũ là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt, nó chứa đầy tinh bột và protein, ngoài ra trong nội nhũ còn có một lượng chất béo nhỏ, muối khoàng và vitamin.

Bột mì tách từ nội nhũ thì trằng và đẹp Bột mì tách từ lớp a lơ rông thì có màu trằng ngà, có nhiều chất dinh dưỡng nhưng khó bảo quản.

1.3.4 Phôi.

Phôi là phần phát triển cây con sau khi hạt nảy mầm vì trong phôi có khá nhiều chất dinh dưỡng trong phôi chủ yếu gồm có 25% protein, 18% các chất gluxid hòa tan, 16% chất béo Phần lớn lượng sinh tố và enzim của hạt đều tập trung ở phôi Phôi chiếm khoảng 2.5-3.5% khối lượng hạt.

Lớp vỏ cám làm ảnh hưởng xấu đến màu sắc của bột mì và làm giảm giá trị thực phẩm của bột mì Phôi có chứa enzyme và chất béo nên làm giảm thời gian bảo quản bột Vì vậy hai thành phần này phải được loại bỏ tối đa trong quá trình sản xuất bột mì. 

1.4 Thành phần hóa học của lúa mì [5]

Thành phần hóa học Lúa mì mềm Lúa mì cứng

Bảng 2: Thành phần hóa học của lúa mì (theo % khối lượng hạt)

Ngoài các chất trên, lúa mì còn có một lượng dextrin, muối khoáng, enzym và một số chất khác.

Hạt tinh bột được chia làm 2 loại:

 Hạt loại lớn A: đường kính lớn hơn 10µm, thường có cấu tạo xốp nên dễ bị đường hóa.

 Hạt loại nhỏ B: đường kính từ 4 – 10µm, cấu tạo chặt.

Dextrin: chiếm từ 1-5% glucide có trong lúa mì.

Dextrin ít liên kết với nước nên bột làm bánh mì có hàm lượng dextrin cao sẽ làm ruột bánh mì ướt và kém đàn hồi.

Pentozan: chiếm từ 1,2 – 3,5% glucid có trong lúa mì.

 Pentozan tan: hấp thu lượng nước lớn làm tăng độ dính độ nhớt của bột ảnh hưởng xấu đến chất lượng bánh mì.

 Pentozan không tan: trương nở trong nước tạo thành dịch keo.

Ngoài ra glucide trong tinh bột còn có 0 1-2.3% là cellulose, 2-8% hemicellulose và một số loại đường như glucose, fructose, maltose…

1.4.2 Protein

Hàm lượng protein của lúa mì dao động trong khoảng khá lớn từ 9.6-25.8% Ngoài protein còn có một lượng nitơ phi protein chiếm khoảng 0.033-0.061%.

Protein lúa mì gồm alumin, globulin, gliadin và glutenin, trong đó chủ yếu là gladin và glutein Hai protein này chiếm khoảng 75% toàn lượng protein của lúa mì Hai protein này không hoà tân trong nước mà khi nhào với nước thì trương lên tạo thành một khối dẻo đàn hồi gọi là gluten Loại lúa mì khác nhau thì lượng gluten khác nhau Đối với lúa mì bình thường thì lượng gluten tươi chiếm khoảng 20 - 25% khối lượng hạt Gluten màu sáng xám, đàn hồi, độ giãn đứt cao.

Thành phần hóa học của gluten phụ thuộc loại giống và chất lượng lúa mì Trung bình trong gluten sấy khô chứa khoảng 85% protein, 2 - 3 % chất béo, 2% chất khoáng, còn lại khoảng 10%-12% các chất glucide.

Để đánh giá chất lượng gluten người ta dùng các chỉ số sau:

 Màu sắc: Gluten tốt có màu sáng đôi khi xám hoặc hơi vàng, gluten xấu thì màu xám.

 Khả năng hút nước của gluten: Nếu khả năng hút nước của gluten cao thì là gluten tốt vì vậy sau khi xác định gluten tươi phải xác định lượng gluten khô Bình thường gluten tươi chứa 65-75% nước.

 Độ đàn hồi: Là tính chất rất quan trọng của gluten Nó thể hiện khả năng giữ khí của bột.

 Độ căng đứt: Cũng đặc trưng cho khả năng giữ khí của bột.

 Sự thay đổi thể tích gluten khi nướng: Là chỉ số quan trọng đặc trưng độ nở của

Để đánh giá chất lượng protein của lúa mì không những chú ý tới hàm lượng và chất lượng gluten mà về mặt dinh dưỡng cần phải chú ý tới thành phần aminoaxit của protein.

1.4.3   Chất béo

Hạt lúa mì có một lượng nhỏ chất béo Theo Ivanop thì sự phân bố chất béo trong hạt chủ yếu tập trung ở phôi và cám còn nội nhũ rất ít Thành phần chất béo của lúa mì bao gồm axit béo no và không no Hàm lượng chất béo trong từng phần của hạt lúa mì được thể hiện qua bảng sau.

Hạt và sản phẩm chế biến Khoảng dao động Trung bình

Bảng 4: Hàm lượng chất béo trong từng phần của hạt lúa mì (theo % chất khô)

Chất béo chia thành lipid có cực và lipid không cực.

 Lipid có cực: tập trung ở lớp biên giới khí/lỏng khi nhào bột, có khả năng giữ lại bọt khí, chống lại sự hợp bọt, làm tăng thể tích bánh, tạo cấu trúc lỗ đều hơn cho bánh mì.

 Lipid không cực: bao phủ protein, hạn chế quá trình tiếp xúc giữa protein và nước, hạn chế sự hình thành mạng gluten, giảm thể tích bánh.

Trong lúa mì còn có một lượng chất men như amylaza, men thủy phân protein, men oxy hóa khử, lipoxydaza, phitaza, lipaza

Hệ α-amylase và β-amylase

 α-amylases: thủy phân ngẫu nhiên các liên kết α-1,4-glycoside của phân tử amylase và amylosepectin trong hạt tinh bột vỡ tạo thành hỗn hợp dextrin, oligosaccharides, maltose…

 β-amylases: thủy phân liên kết α-1,4-glycoside từ đầu không khử của phân tử amylase và amylosepectin tạo thành maltose Tác dụng đường hóa tinh bột của β-amylase đẩy nhanh quá trình lên men bột nhào, giúp chất lượng bánh tốt hơn nhờ cung cấp thêm một lượng đường cho quá trình lên men.

2 CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN LÚA MÌ

2.1 Bảo quản lương thực ở trạng thái khô

2.1.1 Nguyên tắc

Các hoạt động sinh lý, sinh hoá của các cấu tử có trong lô hạt làm giảm số lượng và chất lượng lương thực đêù có liên quan chặt chẽ với độ ẩm của hạt Tất cả các hoạt động đó chỉ có thể xảy ra mạnh mẽ khi độ ẩm của khối hạt đã vượt quá độ ẩm giơí hạn Muốn bảo quản lương thực được lâu dài mà chất lượng sản phẩm không bị sa sút thì tốt nhất là phải giảm độ ẩm của bản thân lúa mì xuống dưới độ ẩm dưới hạn Ở trạng thái khô, mọi hoạt động, lý hoá sinh, vi sinh vật và côn trùng đều bị hạn chế.

2.1.2 Mục đích

Làm giảm sự hư hỏng sản phẩm do quá trình biến đổi về mặt vật lý, hoá học, sinh học của sản phẩm và sự phát sinh, phát triển của vi sinh vật và côn trùng Nếu sản phẩm được làm khô đến một độ ẩm thích hợp thì các quá trình trên ít xảy ra hoặc xảy ra rất chậm Khi mới thu hoạch, sản phẩm dạng hạt thường có độ ẩm khá cao, trung bình 20-30%, hạt thu hoạch vào mùa mưa độ ẩm có thể lên tới 35-40% Những sản phẩm ẩm, tươi này nếu được sấy khô kịp thời thì sẽ giữ vững được chất lượng, ngược lại nếu chậm sấy sản phẩm có thể bị thâm, chua, thối thậm chí có thể bị hư hỏng hoàn toàn Khi bảo quản trong kho, độ ẩm của sản phẩm nhiều khi tăng bất thường, do hút ẩm từ môi trường, do mưa dột,…Vì vậy, người ta đã dùng cách sấy để xử lý nhanh các sự cố nhằm đảm bảo an toàn cho khối sản phẩm.

Giảm khối lượng và thể tích của sản phẩm, từ đó làm giảm chi phí cho quá trình bao gói, bảo quản và vận chuyển.

Tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình chế biến tiếp the như nghiền, trộn, định lượng,… Phần lớn các sản phẩm lương thực dạng hạt khi được làm khô dễ chế biến hơn so với sản phẩm ban đầu.[6]

2.1.3 Các phương pháp sấy

Để sâý khô lúa mì, hiện nay người ta thường áp dụng phương pháp sâý tự nhiên và sâý nhân tạo

a, Phương pháp sấy tự nhiên

Hong gió tự nhiên

Hong gió tự nhiên thường áp dụng cho trường hợp sản phẩm mới thu hoạch có độ ẩm cao với khối lượng không lớn Do có độ ẩm cao nên áp suất hơi nước trên bề mặt sản

ngược lại Vì vậy, khi độ ẩm tương đối cuẩ không khí quá lớn đặc biệt khi sương mù thì việc hong gió sẽ không có hiệu quả.

Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản nhưng tốc độ bay hơi chậm, thời gian phải keó dài và khó giảm được độ ẩm tới mức cần thiết để bảo quản Do đó, phương pháp này chỉ được sử dụng để làm giảm ẩm sơ bộ cho sản phẩm mới thu hoạch khi chưa kịp phơi sấy để tránh xảy ra thối mốc hay mọc mầm

Phơi nắng

Phơi nắng là phương pháp sấy tự nhiên, lợi dụng nhiệt bức xạ của mặt trời để làm khô sản phẩm.

Nguyên lý của phương pháp sấy bằng ánh nắng mặt trời là sản phẩm hấp thụ năng lượng bức xạ của các tia mặt trời làm tăng nhiệt độ và áp suất hơi trên bề mặt, do đó xảy ra quá trình bốc hơi nước từ sản phẩm vào không khí làm sản phẩm khô dần.

Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, rẻ tiền nhưng có nhược điểm là luôn phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, sản phẩm khô không được đồng đều, tốn nhiều công sức và không cơ khí hóa được Tuy vậy phương pháp này vẫn được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước Ở nước ta, số ngày nắng trong năm nhiều nên phương pháp phơi nắng cũng rất có ý nghĩa.

b, Phương pháp sấy nhân tạo

Sấy nhân tạo được thực hiện nhờ có tác nhân sấy đốt nóng (khói lò hoặc không khí), chúng tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với vật liệu, đốt nóng và hút nước của nó Sấy nhân tạo có nhược điểm là quá trình sấy tốn nhiều nhiệt năng, vốn đầu tư thiết bị cao Tuy vậy, phương pháp này tạo ra sản phẩm có chất lượng cao và có thể làm khô một khối lượng sản phẩm lớn, trong một thời gian ngắn với bất kỳ điều kiện thời tiết nào hoặc có thể tách hết lượng ẩm liên kết bền vững ra khỏi sản phẩm khi cần thiết.

Hiện nay, sấy nhân tạo có nhiều phương pháp khác nhau: sấy đối lưu, sấy tiếp xúc, sấy bằng bức xạ hồng ngoại, sấy bằng dòng điện cao tần, trong đó sấy đối lưu là phương pháp sấy đơn giản, có hiệu quả và được áp dụng phổ biến để sấy nguyên liệu lương thực, đặc biệt là các loại sản phẩm dạng hạt.

2.2 Bảo quản trạng thái lạnh

2.2.1 Nguyên tắc

Nguyên tắc của phương pháp này là hạ thấp nhiệt độ của khối sản phẩm xuống một mức độ nhất định để làm suy yếu hoặc tê liệt mọi hoạt động sống trong khối sản phẩm, do đó sản phẩm sẽ bảo quản được lâu mà không bị hư hỏng.

2.2.2 Mục đích

- Làm giảm cường độ hô hấp của khối lương thực - Kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật và côn trùng - Kìm hãm sự nẩy mầm của một số nguyên liệu dạng củ.

2.2.3 Kho lạnh

Về kết cấu xây dựng, kho lạnh thường làm một tầng có nền phẳng, lát bằng gạch tráng men, có chia thành các ngăn dọc, ngang kho, giữa các ngăn có lối đi đủ lớn để vừa đảm bảo độ thông thoáng vừa tạo điều kiện cho các phương tiện vào kho tham gia bốc dỡ, vận chuyển Đặc biệt để tránh tổn thất nhiệt sàn kho, tường và mái kho cần được làm bằng vật liệu cách nhiệt, cửa ra vào cần có đệm làm kín.

Để làm lạnh phòng người ta thường dùng các phương pháp sau:

 Phương pháp làm lạnh bằng giàn lạnh đặt trực tiếp trong phòng  Phương pháp làm lạnh bằng cách dùng quạt gió thổi không khí lạnh

vào phòng

 Phương pháp làm lạnh vỏ không khí xung quanh phòng 2.3 Bảo quản hạt ở trạng thái kín

2.3.1 Nguyên tắc

Mọi hoạt động sống của sản phẩm đều cần phải có O₂ để hô hấp Lợi dụng đặc điểm cần O2 cần để hô hấp của sinh vật này người ta cách ly khối sản phẩm với môi trường không khí bên ngoài bằng cách bảo quản trong kho kín.

Để tạo điều kiện kín, không có oxy có thể tiến hành ba cách sau:

 Tích luỹ tự nhiên khí CO, và giảm dân oxy do kết quả hô hấp yếm khí của các cấu tử sống trong khối hạt Biện pháp này đơn giản, rẻ tiền nên được sử dụng tương đối phổ biến Nhược điểm của phương pháp này là cần nhiều thời gian Trong giai đoạn đầu còn oxy các cấu tử sống trong đống hạt vẫn hoạt động, nên làm thay đổi chất lượng của hạt.

 Nạp khí CO2 vào khối hạt để thay thế không khí trong khoảng trống của khối hạt bằng cách cho CO₂ dạng bàng vào khối hạt, sau đó nó sẽ tự chuyển thành khí, khi nạp nên cho lớp trên nhiều hơn Khi chuyển thành khí CO2, sẽ thu nhiệt, do đó nhiệt độ khối hạt giảm