Tiểu luận - CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN – CHẾ BIẾN NGŨ CỐC VÀ CỦ CHO BỘT - đề tài - VAI TRÒ CỦA NGÔ ĐỐI VỚI DINH DƯỠNG NGƯỜI

VAI TRÒ CỦA NGÔ ĐỐI VỚI DINH DƯỠNG NGƯỜI

Môn: Công nghệ bảo quản và chế biến ngũ cốc, củ cho bột

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Nội dung:

I Tổng quan phần hóa học II.Thành và giá trị dinh dưỡng

III Công nghệ sau thu hoạch trước chế biến

IV Công nghệ sau thu

hoạch sau chế biếnV Thay đổi

thành phần lý hóa trong quá trình chế biếnVI So sánh

VII Cách tiếp cận để nâng

cao giá trị dinh dưỡng

VIII Cải thiện chế độ ăn

I TỔNG QUAN VỀ CÂY NGÔ

Ngô thuộc họ cỏ (Gramineae), chi Zea là một loại cây sống quanh

năm, có hệ thống rễ xơ Đây là loài thụ phấn chéo, với hoa cái (ear) và đực (tassel) ở những vị trí khác nhau trên cùng một cây a Phân loại theo màu sắc

NGÔ VÀNG NGÔ TRẮNG HỢP MÀU SẮCNGÔ HỖN

1 Các giống ngô

b Phân loại theo độ cứngNgô bột

Ngô đá

Ngô răng ngựa

Ngô đườngNgô nổ

Phân loại

2 Nguồn gốc của cây ngô

o Ngô có nguồn gốc ở Trung Mỹ (Mexico), từ đó nó được lan rộng ra khắp thế giới.

o Trái Ngô già nhất, khoảng 7.000 năm tuổi, được tìm thấy bởi các nhà khảo cổ học ở Teotihuacan, một thung lũng gần Puebla ở Mexico

Sự phát triển của cây ngô chia làm hai giai đoạn bao gồm :

Lá hình thành

Lá và cơ quan sinh sản bắt đầu phát triển

GĐ SINH DƯỠNG

Hoa cái thụ phấn

Trọng lượng lõi ngô và hạt ngô tăng lên

GĐ SINH SẢN

3 Sự lớn lên của cây ngô

4 Cấu trúc hạt ngô

Bao gồm:

 Lớp vỏ quả, lớp vỏ hạt (5-6%) Lớp aleurone (2-3%)

 Phôi ngô (10-12%) Nội nhũ (80-85%) Chân hạt

5 ỨNG DỤNG

Làm thức ăn cho con

Làm thức ăn cho gia

Làm nguyên liệu trong

công nghiệp

II THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA NGÔ

1.Thành phần hoá học của các bộ phận của hạt ngô

Whole Cross section

Thành phần hóa

Vỏ hạt

Hình 1.1 Cấu tạo hạt ngô

Bảng 5 Thành phần hóa học chính của các bộ phận hạt (%)

Nguồn: Watson, 1987

Bảng 2.1 Hàm lượng amino axit thiết yếu của protein phôi và protein nội nhũ

Bảng 2.2: Protein của toàn hạt, phôi và nội nhũ của giống ngô guatemalan a

Ngũ cốc nguyên hạt 42,544,365,481,4

a Thể hiện bằng tỷ lệ phần trăm khối lượng từng mẫu (100%)

Nguồn: Poey et al, 1979.

Có sự khác biệt lớn về chất lượng protein của giống ngô chất lượng cao so với 3 giống ngô thường ảnh hưởng đến tình trạng dinh dưỡng con người.

2 Tổng thành phần hóa học

Thành phần dinh dưỡng thay đổi tùy vào di truyền (giống), môi trường (độ ẩm, nhiệt độ, điều kiện canh tác ).

Bảng 2.3 Thành phần hoá học tổng hợp của các loại ngô (%)

Crystallin

Carbohydrate Protein Lipid

Sinh năng lượng

- Chủ yếu ở nội nhũ

-Tinh bột chiếm 72-73%

trọng lượng hạt (Amylose 25-30%, amylopectin 70-75%)

- Carbohydrate khác: glucose, sucrose và fructose với lượng thay đổi từ 1-3%

- Hạt non hàm lượng đường cao, tinh bột thấp Hạt trưởng thành thì ngược lại.

- Protein tăng lên khi hạt ngô trưởng thành, chủ yếu ở nội nhũ.

- Protein 8-11% trọng lượng hạt Zein ( là 1 loại prolamin) chiếm 50% protein hạt, rất ít Lysine và Tryptophan, hàm lượng Leucine rất cao.

- Các albumin, globulin và glutelin chứa hàm lượng lysine và tryptophan tương đối cao.

- Có nhiều ở phôi mầm.

- Lipid chiếm 3-8% trọng lượng hạt

- Hàm lượng axit béo bão hòa thấp: 11% palmitic và 2% stearic acid.

- Hàm lượng axit béo không bão hòa tương đối cao: 50% linoleic, 31% oleic.

Không sinh năng lượng

- Vitamin tan trong dầu:Các carotenoid được tìm thấy trong ngô vàng, chủ yếu ở nội nhũ, 1 ít ở phôi mầm.

- Vitamin A 1,5-2,6µg/mg Carotenoid (Cryptoxanthin 51%, β-carotene 22%)

- Vitamin E là bốn tocopherol.

- Sự khác nhau về chất xơ hòa tan và không hòa tan là rất nhỏ giữa các giống ngô.

- Cám ngô: 75% hemicellulose,

25% cellulose và 0,1% lignin trọng lượng khô.

Nồng độ (mg / 100 g)

pantothenic acid được tìm thấy trong nồng độ rất thấp.

Sự thay đổi thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng trong quá trình phát triển hạt

 Khi hạt trưởng thành: Các protein tan trong nước tăng nhanh, các protein hòa tan với axit và kiềm giảm Arginine,

isoleucine, leucine và phenylalanine tăng, lysine methionine và tryptophan giảm, chất lượng protein giảm

Có sự giảm bớt nitơ, xơ và khoáng trên cơ sở trọng lượng khô và sự gia tăng tinh bột và lipid (Ingle, Bietz và Hageman, 1965)

3 Giá trị dinh dưỡng của ngô

Ngô cung cấp một nguồn năng lượng protein rất lớn trong bữa ăn.

Ngũ cốcChất lượng protein (% casein)

Ngô 2

Bảng 2.4 Chất lượng protein của ngô và các loại hạt ngũ cốc khác

 Chất lượng protein của ngô thường tương tự như các loại ngũ cốc khác trừ gạo.

 Ngô Opaque-2 và QPM cứng có chất lượng protein không chỉ cao hơn ngô thường mà còn cao hơn đáng kể so với các loại hạt ngũ cốc khác.

 Việc bổ sung đồng thời cả lysine và tryptophan cải thiện chất lượng protein của ngô một cách đáng kể.

 Trong bất kỳ trường hợp nào, bổ sung 0.3%L-lysine và 0.1% L-tryptophan dễ dàng làm tăng chất lượng protein của ngô tới 150% (Bressani, Elías và graham, 1968).

3 Giá trị dinh dưỡng của ngô

Làm khô

Bảo quản

Phân loại chất lượng của hạt

III CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH NGÔ (trước chế biến)

1 Làm khô

 Ngô thường được thu hoạch khi độ ẩm của nó nằm trong khoảng từ 18 đến 24%

 Nếu ngô được làm khô quá nhanh ở nhiệt độ cao, sẽ hình thành nên các vết nứt, sưng phồng và đổi màu, gây ảnh hưởng đến hiệu quả của các quá trình khác

 Mục đích: Bảo quản, tránh tổn thương trong quá trình

vận chuyển, hạn chế nấm mốc (Aspergillus sản sinh

độc tố aflatoxin) và vi sinh vật ….

Phương pháp thủ công Phương pháp hiện đại

Gồm 2 phương pháp chính:

Quá trình lưu trữ và bảo quản phụ thuộc vào 2 yếu tố:

Có nguồn gốc sinh học

• Côn trùng• Vi sinh vật

• Động vật gặm nhấm• Chim

Không có nguồn gốc sinh học

• Độ ẩm tương đối• Nhiệt độ

• Thời gian

2 Bảo quản

IV CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH NGÔ (sau chế biến)

Bột ngô Bánh mì polenta Bắp rang bơ phẩm khác Các sản từ hạt ngô

o Ngoài ra, bột ngô còn được dùng làm bột phụ trợ cho đồ nướng, các loại

bánh nướng, bánh quy.

BÁNH TORTILLAS

OGI

CÁC SẢN PHẨM NGÔ LÊN MEN KHÁC

 Arepas

Là một loại thực phẩm chính làm từ ngô, được sử dụng hàng ngày ở colombia và venezuela

CÁC SẢN PHẨM NGÔ LÊN MEN KHÁC

Ngô nghiền

oHoa kỳ là quốc gia tiêu thụ ngô với số lượng lớn 270 triệu tấn/năm

oNgô được nghiền để tạo ra tinh bột và các sản phẩm phụ khác có giá trị như bột ngô và thức ăn truyền thống

oTinh bột ngô được sử dụng làm nguyên liệu cho nhiều loại thực phẩm và đôi khi cũng được sử dụng để sản xuất chất làm ngọt bằng cách thủy phân axit hoặc

enzyme

1 Ngô được xử lý bằng vôi

o Hay còn được gọi là Nixtamalization

o Bao gồm quá trình sử dụng nước, nhiệt và canxi hydroxit o Tất cả ba đều trên ảnh hưởng đến sự thay đổi thành phần hoá

học của ngô cũng như hàm lượng chất dinh dưỡng.

o Hấp thu, bổ sung khoáng chất có trong dung dịch kiềmo Sử dụng tro để thay thế vôi (từ xa xưa)

V THAY ĐỔI VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC TRONG NGÔ TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN

Tạo thành Nixtamal

Toàn bộ ngô

Bột ngô

Nghiền nát

Bột ngô khô

Bột tươi/ướtThêm dung dịch kiềm

Sơ đồ quy trình xử lý ngô bằng dd Kiềm

Amino acidMaizeTortilla

DoughArginine 5.14.25.44.65.58.37.9

2 Tổn thất dinh dưỡng

Nguồn: Bressani và Scrimshaw, 1458;

Sanderson el al., 1978

ProductThiamine Riboflavin Niacin Folic acidPanthothenic acidVitamin H.CarotenecarotenoidsTotal Raw maize

 Chất xơ

Insoluble dietary

Soluble dietary

Total dietary

Neutral deterge

nt fibre

Acid deterge

nt fibre

oseLigninRaw common

-Nguồn: Acevedo và Bressani, 1990;

Bressani, Breuner và Ortiz, 1989; Bressani và cộng sự, 1990; Krause, 1988; Ranhotra, 1985; Reinhold và Garcia 1979

VI SO SÁNH GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA NGÔ THƯỜNG VÀ NGÔ PROTEIN CHẤT LƯỢNG

1 Tiêu thụ ngô

Lượng ngô hấp

thu (g/ngày)

Lượng proteinLượng calo

Ngô (g/ngày)

Tổng (g/ngày)

Phần trăm tổng lượng ngô

Ngô (Calo/ngày)

Tổng (Calo/ngày)

Phần trăm tổng lượng ngô

Chế độNi tơ vào Ni tơ cặn Ni tơ bài tiết

Ni tơ hấp thụ

Ni tơ giữ lạiBasal (B) 32068270252-18

B + tryptophan 32091241229·12

B + tryptophan + lysine 32110520121615

B + tryptophan + lysine + isoleucine

B + tryptophan + lysine + isoleucine +

o Hàm lượng EAA của ngô được xử lý bằng bổ sung 5% gluten ngô để tăng hàm lượng protein

o Việc bổ sung Tryptophan không làm tăng lượng nitơ tích cực, nhưng việc bổ sung tryptophan và lysine có hoặc không có isoleucine cải thiện sự cân bằng đạm

o Việc bổ sung đồng thời cả hai axit amin (tryptophan và lysine) vào cùng một thời điểm sẽ cho hiệu quả tốt nhất.

Nguyên tắc bổ sung axit amin: Thiết lập một sự cân bằng hợp lý giữa các axit amin thiết yếu để đạt được lượng đạm tối đa.

Bảng 6.3 Lượng Protein và axit amin của ngô opaque 2 và ngô thông thường cần để đạt được cân bằng nitơ (g / ngày)

Nguồn: Clark et al 1967: Kies, Williams and Fox, 1965

4 Giá trị sinh học của protein ở ngô thông thường và QPM

o Giá trị sinh học: là lượng nitơ hấp thụ cần thiết để cung cấp các axit amin thiết yếu cho các chức năng trao đổi chất khác nhau.o Giá trị sinh học của một protein phụ thuộc vào độ đạm.

o Giá trị sinh học của ngô thường là 45% Trong cây ngô opaque-2 giá trị sinh học là 80%

Ý nghĩa thực tiễn của việc đánh giá protein ngô opaque-2 và ngô thường

o Giá trị năng lượng giống nhau ở cả hai loại ngô, nhưng hàm lượng protein của ngô QPM cao hơn và được sử dụng tốt hơn (vì cân bằng axit amin thiết yếu hơn)

o Hai loại ngô có hàm lượng đạm (protein) giống nhau nhưng tỷ lệ tiêu hóa của chúng là khác nhau.

o Việc sản xuất và tiêu thụ ngô QPM ở các nước sẽ có tác động đáng kể đến tình trạng dinh dưỡng của dân số, có ý nghĩa kinh tế quan trọng.

VII BIỆN PHÁP NÂNG CAO GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG TRONG NGÔ

BIỆN PHÁP

Di truyềnChế biếnTăng cường

(bổ sung)

Thông qua biện pháp di truyền học, lai giống thì hàmlượng dinh dưỡng có trong ngô thay đổi đáng kể

Di truyền

Các chất khácProtein

1 Di truyền

Số lượng và chất lượng của carbohydrate có thể được thay đổi bằng cách nhân giống

Gen (WX) kiếm soát hàm lượng amylopectin ở mức cao nhất và hàm lượng amylose chiếm tỉ lệ rất thấp.

Gen (ae) làm tăng tỷ lệ amylose của tinh bột từ 27 đến 50 %

Gen (su) có hàm lượng polysaccharides hòa tan trong nước và amyloza tương đối cao

 CACBOHYDRATE

- Nghiên cứu cho thấy việc thay đổi hàm lượng protein trong hạt ngô là khả thi.Khi lai dòng thuần chủng với dòng HP và sau đó lai ngược với dòng thuần thì hàm

lượng protein có thể tăng từ 10,9 lên 26,6%

- Việc bổ sung phân đạm trong quá trình canh tác sẽ làm tăng lượng protein tổng hợp.

Tuy nhiên, chất lượng protein của các dòng HP thấp hơn so với ngô thông thường vì sự gia tăng protein là do sự gia tăng tỷ lệ prolamin (do thiếu hụt 2 axit amin thiết

yếu là lysine và tryptophan)

- Dòng ngô QPM ra đời với chất lượng protein cao hơn đáng kể so với ngô thông thường (tăng hàm lượng lysine và tryptophan trong nội nhũ và làm giảm mức độ

leucine) PROTEIN

- Trong vòng 65 năm trở lại đây, hàm lượng lipid tăng từ 4,7 đến 16,5%

sự gia tăng này thu được thông qua việc tăng kích cỡ của phôi mầm.

- Hàm lượng lipid càng cao thì năng suất càng thấp.

Thành phần acid béo trong QPM được tìm thấy là tương tự như ngô thường

 LIPID

- Qua di truyền, lai tạo hàm lượng Niacin tăng từ 1,25 đến 2,6 mg / 100 g- Hàm lượng Carotene tăng từ 1,52 đến 2,58 μg / gramg / gram

 Chất dinh dưỡng khác

- Có thể gây ra một số mất mát chất dinh dưỡng, nhưng nó cũng gây ra một số thay đổi có lợi về dinh dưỡng (ví dụ như nấu vôi - ảnh hưởng của nó đối

với lượng canxi, axit amin và niacin).

- Qua quá trình lên men tự nhiên ngô nấu chín -> nồng độ Vitamin B, chất lượng protein tăng.

- Việc chế biến ngũ cốc sẽ cải thiện giá trị dinh dưỡng của ngô bằng cách tăng lysine, tryptophan và giảm zein (ở dòng QPM cũng như vậy)

2 CHẾ BIẾN

Axit amin: bổ sung lysine và tryptophan, isoleucine (bị thiếu do sự thừa leucine trong protein ngô)

Protein: bổ sung sữa, lúa miến, bột bông, bột cá, men torula và caseinsự cải thiện chất lượng protein trong bột tortilla được quan tâm hàng đầu

3 Tăng cường

VIII CẢI THIỆN CHẾ ĐỘ ĂN NGÔ

I Tiêu thụ ngô/ cây họ đậu:

- Protein đậu bổ sung cho protein của ngô tốt nhất trong tỉ lệ 30% đậu đến 70% ngô

- Hai loại thực phẩm cơ bản này bổ sung dinh dưỡng cho nhau:

• Protein ngô thiếu lysine và tryptophan nhưng có lượng axit amin chứa lưu huỳnh hợp lý (methionine và cystine).

• Protein của cây họ đậu là một nguồn thực phẩm tương đối giàu lysine và tryptophan nhưng lại có ít axit amin chứa lưu huỳnh

1 Tiêu thụ ngô/ cây họ đậu:

o Tất cả các nghiên cứu cho thấy mặc dù protein ngô được cải thiện trong giá trị dinh dưỡng khi bổ sung đậu, nhưng chất lượng của nó vẫn chưa đủ đối với trẻ em (dưới 5 tuổi)

2 Giới hạn chất dinh dưỡng trong khẩu phần ăn của ngô / đậu

1 Amino acids

NgôĐậu

2 Vitamin và muối khoáng:

Chế độ ăn ngô và đậu ở tỷ lệ 7: 3 đáp ứng với việc bổ sung đầy đủ vitamin B và chất béo hòa tan và nhiều hơn nữa để bổ sung đầy đủ khoáng chất, nhưng không có calo hoặc lysine và tryptophan.

Phần bổ sungAve weighs gain (g/28 ngày)

4 QPM(Quality Protein Maize)

o Thay thế ngô thông thường bằng ngô QPM là một cách để cải thiện chất lượng khẩu phần ăn của ngô / đậu

o Hỗn hợp ngô QPM / đậu làm gia tăng chất lượng protein và cải thiện cân nặng hơn so với hỗn hợp ngô thông thường / đậu

 Hỗn hợp thức ăn chất lượng cao

o Hầu hết các loại thực phẩm này có hàm lượng protein tương đối cao với các axit amin thiết yếu tốt, có thể cải thiện sự thiếu hụt các axit amin và các chất dinh dưỡng khác trong khẩu phần ăn của ngô / đậu nếu được tiêu thụ ở mức thích hợp.

 Rau xanh

o Những loại rau xanh không chỉ cung cấp các axit amin và protein, mà còn có vitamin và các caroten, cung cấp một phần nhu cầu vitamin A của động vật.

o Giá trị dinh dưỡng cao hơn khi bổ sung thêm vitamin

o Những nghiên cứu chỉ rõ rằng cải thiện dinh dưỡng của khẩu phần 87:13 ngô / đậu là có thể bằng cách cung cấp các vitamin, bổ sung một số protein và axit amin thiết yếu.

Tài liệu tham khảo

1 Food And Agriculture Organization Of The United Nations,

1992 Maize in human nutrition.

2 Emily T Nuss and Sherry A Tanumihardjo, 2011 Quality

Protein Maize for Africa: Closing the Protein Inadequacy Gap in

Vulnerable Populations Advances in Nutrition.

3 Dương Thị Ngọc Diệp, Phan Thị Lan Khanh và Nguyễn Hữu

Cường, 2015 Bài giảng công nghệ bảo quản – chế biến ngũ cốc và

5 Http

://caroty.com/ngo-thanh-phan-dinh-duong-va-nhung-loi-ich-doi-voi-suc-khoe/

Cảm ơn cô và các bạn đã chú ý lắng nghe!