Bài thực hành 5&6 quá trình thuỷ phân và Đồng hoá

- Bao quan: Đồng hóa sẽ làm tăng độ bền của các thực phâm đạng nhũ tương và huyền phù.. - __ Hoàn thiện: Đồng hóa làm phân bố đều các hạt thuộc pha phân tán trong pha liên tục của nhũ tư

BO CONG THUONG TRUONG DAI HOC CONG THUONG THANH PHO HO CHi MINH

KHOA CONG NGHE THUC PHAM

-000 -

BAI BAO CAO

MON: THUC HANH CAC QUA TRINH TRONG CONG NGHE

1 Cơ sở lý thuyết

1.1 Quá trình thuỷ phân

Quá trình thuỷ phân là quá trình phân giải một hợp chất hoá học có phân tử lượng cao, với sự tham gia của nước đề tạo ra những hợp chât hoá học mới có phân tử lượng thấp hơn

+* Mục đích công nghệ

- Chế biến

+ Từ nguyên liệu ban đầu là tĩnh bột, quá trình thủy phân sẽ tạo ra nhiều loại sản phâm khác nhau như đường nha, các maltodextrin Trong quy trình sản xuất các sản phâm như vậy, quá trình thủy phân có mục đích là chế biến: chuyên hóa nguyên

liệu thành sản phẩm Chất xúc tác thường là HCI

+ Từ nguyên liệu có chứa protein như bã đậu nành, quá trình thủy phân sé tạo ra sản phâm nước tương Xúc tác sử dụng có thê là HCI

+ Từ đường saccharose, người ta thực hiện quá trình thủy phân tạo ra sản phâm

là syrup đường nghịch đảo Đường nghịch đảo là hỗn hợp glucose và frucfose với tý

lệ mol là 1:1 Việc chế biến saccharose thành syrup đường nghịch đảo có nhiều ưu điểm: tăng độ ngọt, tăng hàm lượng chất khô, ôn định chất lượng syrup do ngăn ngừa hiện tượng tái kết tính đường và tăng cường khả năng ức chế hệ vi sinh vật có trong syrup Dé thyc hién qua trình thủy phân saccharose, các nhà sản xuất có thê sử dung acid vô cơ (acid ortho phosphorIe) hoặc acid hữu cơ (acid citric, acid tartaric, acid malic, )

- Khai thac: Trong công nghệ vị sinh, người ta thường sử dụng những nguyên liệu có chứa đường như tính bột và cenllulose Khi đó quá trình thủy phân các nguyên liệu nói trên thành các đường lên men nhu glucose, maltose sé c6 muc đích là khai thác Chất xúc tác có thể sử dụng là HCI Tiếp theo quá trình thủy phân, người ta sẽ bô sung thêm một số cơ chất khác vào dịch thủy phân rồi cấy giống vi sinh vật để thực hiện quá trình lên men tạo ra các sản phẩm trao đổi chất từ vi sinh vật

1.2 Quá trình đồng hoá

Trong công nghiệp thực phẩm, quá trình đồng hoá được thực hiện trên hệ nhũ tương hoặc huyền phù Đây là quá trình làm giảm kích thước các hạt thuộc pha phân tán và phân bố đều chúng trong pha liên tục đề hạn chế hiện tượng tách pha đưới tác động của trọng lực Trong hệ huyền phù pha liên tục là chất lỏng-thường gặp nhất là nước, còn pha phân tán là những hạt rắn không tan trong pha lỏng Trong công nghiệp thực phẩm, pha liên tục trong huyền phù thường là nước có chứa một số chất hoà tan khác

Phương pháp đồng hoá áp lực cao: Đây là phương pháp thông dụng nhất hiện nay

và được dùng để đồng hoá hệ nhũ tương lẫn huyền phù Hệ phân tán sẽ được một

bơm cao áp đưa vào một khe hẹp có tiết điện giảm dần Kích thước khe hẹp dao

động từ 15-30um Tốc độ chuyên động của các hạt phân tán có khi lên đến 50- 200m/s Sau khi di qua khe hẹp, các hạt phân tán bị giảm kích thước và được phân

bồ đều trong pha liên tục

tăng, đồng thời cải thiện một số chỉ tiêu cảm quan như trạng thái, vỊ,

2 Nguyên liệu, dụng cụ, hoá chất và thiết bị

huyền phù

7 Thiết bị tiệt trùng Cái I

9 Cân đồng hồ 5Kg Cái I

D DỤNG CỤ

3 Quy trình công nghệ sản xuất

3.1 Quy trình thuỷ phân bột bắp

3.1.1 Sơ đồ quy trình thuý phân bột bắp

3.1.2 Thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất địch đường

a) Hoà tan

- Mục đích: Chuẩn bị: khuấy trộn cho bột bắp hoà tan vào nước, chuẩn bị cho quá

trình hỗ hoá được thực hiện dễ dang hon

- _ Yêu cầu: Hoà tan toàn bộ 400g bột bắp vào 1,6 lít nước cất Dung dịch hoà tan không bị vón cục, lắng tinh bột xuống đáy cốc

hình 3-2 Quá trình hoà tan bột bắp

b) Hỗ hoá

- Mục đích: chuẩn bị: Hồ hoá là quá trình làm cho tinh bột hút nước, trương nở và

lộ ra các liên kết Qua đó, các enzyme thuỷ phân có điều kiện tiếp xúc và thuỷ phân tính bột

— _ Cách thực hiện: Gia nhiệt ở nhiệt độ 80-850C trong 15 phut

==

hình 3-3 Quá trình hồ hoá

c) Thuy phan 1

Mục đích: khai thác: Quá trình thuỷ phân phá vỡ cấu trúc tế bào tinh bột, dưới tac déng cla enzyme amylase 0,15 tinh bot duoc thuy phan thanh cac dextrin mạch ngắn, làm cho độ brix của sản phâm tăng lên

Lay l giọt dung dịch trong nổi trộn với l giọt iode trên đĩa sứ Nêu hỗn hợp không làm đổi màu đung địch iode thì quá trình đường hóa được xem là kết thúc Nêu dung dịch iode bị chuyên màu thì tiếp tục thực hiện quá trình thủy

phân tỉnh bột

Cảng, thủy phân màu sắc của dịch thủy phân càng trong lại từ màu trắng đục chuyền sang trắng trong suốt, cấu trúc của dung dịch sệt lại chuyên từ đạng lỏng sang dạng sánh đặc, tăng độ nhớt của dịch thủy phân

Cách thực hiện: thuỷ phân ở nhiệt độ 80-850C

Bang 3-1 Kết quả đo độ Brix gua các mốc thời gian

— _ Cách thực hiện: Gia nhiệt dụng dịch ở nhiệt độ 90-950C

e) Thuy phan 2

- Mue dich

— _ Cách thực hiện: Thuỷ phân dung dịch ở nhiệt độ 90-950C

Bang 3-2 Kết quả đo độ Brix qua các mốc thời gian

3.2 Quy trình sản xuất sữa bắp 3.2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất sữa bắp

3.2.2 Thuyết minh quy trình sản xuất sữa bắp

- Cách tiên hành: nguyên liệu được rửa xôi đưới vòi nước, nguyên liệu không còn

cát bụi bắn trước khi thực hiện các quá trình tiếp theo

- Cách thực hiện: Đưa hạt bắp đã tách hạt vào máy xay sinh tố Đồ thêm nước cất theo tí lệ 1:1 với khối lượng bắp, hỗn hợp sau khi xay phải nhuyễn và mịn

- Cách thực hiện : phối trộn các nguyên liệu trên bếp Sau khi phối trộn dung dịch có d6 Brix la 18.

hình 3-12 Quá trình phối trộn

h) Gia nhiệt

Mục đích: Vô hoạt các enzyme, ức chế các vi sinh vật nhằm kéo dài thời gian sử

dụng của sản phẩm Hoà tan địch đường vào sữa bắp, làm bay hơi các mùi lạ có trong stra

Cách thực hiện: gia nhiệt hỗn hợp sữa trên bếp ba ở nhiệt độ 85-90°C trong 10 phút Hén hợp sữa sau khi gia nhiệt không bị vón cục, không hình các lớp

Hoàn thiện: cải thiện cầu trúc, giảm hiện tượng lắng, tách lớp

Cách thực hiện: đồng hoá sữa bắp bằng thiết bị đồng hoá huyền phù ở

1000 vòng/phút và thời gian đồng hoá là 7 phút.

hình 3-14 Quá trình đồng hoá yp) Rot chai

- Muc dich: hoan thiện

- Cách thực hiện: rót chai và đóng nắp, tuy nhiên không hình thành bọt trong sản phẩm làm giảm giá trị cảm quan

hình 3- 15 Quá trình rói sữa vào chai hình 3-16 Sữa bắp sau khi rót chai và đóng nắp k) Thanh tring

sữa bắp nhằm kéo dài thời gian bảo quán

Cách thực hiện: thanh trùng sữa bắp ở nhiệt độ 900C trong 20 phút Sữa bắp sau khi thanh trùng không bị phân lớp

3.4 Cải tiến sản phẩm

Dựa trên đánh giá của các thành viên trong nhóm | thi vị ngọt của sản phẩm còn thấp Cho nên cần phải bồ sung dịch đường và phối trộn thêm các thành phần đề đạt được độ ngọt thích hợp hơn Mùi hương của sữa bắp vẫn còn nhẹ phái bồ sung thêm hương bắp

4 Tra loi cau hoi

s* Câu 1 Mục đích của quá trình đồng hóa?

- Chuẩn bị: Trong một số trường hợp, quá trình đồng hóa có mục đích xử lí nguyên liệu đề hỗ trợ cho các quá trình sản xuất tiếp theo được thực hiện tốt hơn

- Bao quan: Đồng hóa sẽ làm tăng độ bền của các thực phâm đạng nhũ tương

và huyền phù Nhờ đó, thời gian bảo quản sản phẩm sẽ gia tăng

- Hoàn thiện: Đồng hóa làm phân bố đều các hạt thuộc pha phân tán trong pha liên tục của nhũ tương và huyền phù Do đó, độ đồng nhất của sản pham sẽ gia tăng, đồng thời cái thiện một số chỉ tiêu cảm quan như trạng thai, vi

s* Câu 2 Các yếu tô ảnh hưởng đến quá trình đồng hóa?

- Đồng hóa làm giảm kích thước của các hạt phân tán trong hệ nhũ tương hoặc huyền phù, nhằm hạn chế hiện tượng tách pha trong quá trình bảo quản sản phâm Kích thước của các hạt phân tán càng nhỏ thì khả năng bị tách pha của huyền phù hoặc nhũ tương càng khó xảy ra

- Số lượng hạt vật liệu rắn trong huyền phù tăng lên, hình dạng và độ lớn của các hạt vật liệu sẽ thay đổi làm ảnh hưởng đến tính chất đẻo cũng như độ nhớt của huyền phù

- Đối với hệ nhũ tương, sau khi đồng hóa các chất lỏng trong hệ thì độ nhớt

của hệ sẽ lớn hơn độ nhót của hệ ban dau

- Kết quả đồng hóa chất lỏng làm cho sự tiếp xúc lẫn nhau giữa các cấu tử được tăng lên và các cấu tử này có thể xảy ra các phản ứng hóa học với nhau

- _ Việc sử dụng áp lực cao đề thực hiện quá trình đồng hóa sẽ làm tăng nhiệt độ của nguyên liệu Kết quả thực nghiệm cho thấy nêu như áp lực sử dụng tăng

40 bar thì nhiệt độ nguyên liệu sẽ tăng I°C Trong công nghiệp thực phẩm, giá trị áp lực sử dụng thường dao động trong khoảng 200 — 300 bar tương đương với khoảng tăng nhiệt độ nguyên liệu trong quá trình đồng hóa là 5 — 7.5°C Như vậy, mức độ làm tăng nhiệt cho nguyên liệu là không lớn s* Câu 3 Các biến đôi diễn ra sau khi đồng hóa

Vat ly:

Đồng hóa lam giảm kích thước của các hạt phân tán trong hệ nhũ tương hoặc huyền phù Đây là biến đổi quan trọng nhằm hạn chế hiện tượng tách pha trong quá trình bảo quản sản phâm Kích thước của các hạt phân tán càng nhỏ thì khả năng bị tách pha của huyền phù hoặc nhũ tương càng khó xảy ra

Số lượng hạt vật liệu rắn trong huyền phù tăng lên, hình dạng và độ lớn của các hạt vật liệu sẽ thay đổi làm ảnh hưởng đến tính chất đẻo cũng như độ nhớt của huyền phù

Đối với hệ nhũ tương, sau khi đồng hóa các chất lỏng trong hệ thì độ nhớt của

hệ sẽ lớn hơn độ nhớt của hệ ban đầu Kết quả đồng hóa chất lỏng làm cho sự tiếp xúc lẫn nhau giữa các cầu tử được tăng lên và các cầu tử này có thê xảy ra các phản ứng hóa học với nhau

Việc sử đụng áp lực cao để thực hiện quá trình đồng hóa sẽ làm tăng nhiệt độ của nguyên liệu Kết quả thực nghiệm cho thấy nều như áp lực sử dụng tăng 40 bar thì nhiệt độ nguyên liệu sẽ tăng loC Trong công nghiệp thực phẩm, giá trị

áp lực sử dụng thường dao động trong khoảng 200 — 300 bar tương đương với khoảng tăng nhiệt độ nguyên liệu trong quá trình đồng hóa là 5,0 — 7,5 oC Như vậy, mức độ làm tăng nhiệt cho nguyên liệu là không lớn

nhũ hóa, chúng sẽ phân bồ tại vị trí bề mặt tiếp xúc pha trong hệ phân tán, nhờ

đó mà độ bền pha phân tán của sản phâm sẽ gia tăng

Hóa học, hóa sinh và sinh học: trong quá trình đồng hóa, các biến đôi này xảy ra không đáng kê

Câu 4: Cho biết một số ứng dụng khác của thiết bị đồng hóa

Ngành sơn và mực: tạo ra các loại sơn và mực có độ mịn, đồng nhất cao, giúp

tăng độ bám dính và khả năng che phủ của sản phẩm

Ngành đệt may: tạo ra các dung dịch nhuộm có độ mịn, đồng nhất cao, giúp tăng khả năng bám màu và độ bền màu của vải

Ngành hóa chất: tạo ra các hỗn hợp nhũ tương, huyền phù có độ mịn, đồng nhất cao, được ứng dụng trong sản xuất keo dán, chất tay rửa, mỹ phẩm, Ngành khai thác khoáng sản: được sử đụng để nghiền mịn các loại quặng, khoáng sản, giúp tăng hiệu quá khai thác và chế biến

Ngành xử lý nước thải: được sử dụng đề phá vỡ các chất rắn lơ lửng trong nước thải, giúp tăng hiệu quả xử lý và làm sạch nước

Câu 5: Trình bày các phương pháp đánh giá hiệu quả của quá trình đồng hóa Phương pháp cô điển: để yên mẫu nhũ tương có thê tích la 1 L trong thời gian

48 giờ, sau đó lây 100 mL phần trên bề mặt mẫu đề xác định hàm lượng pha phân tán, cuối cùng suy ra tỷ lệ phần trăm khối lượng pha phân tán có trong 100

mL phần trên bề mặt mẫu và 900 mL phần đáy Nếu tỷ lệ này không thấp hơn 0,9 thì quá trình đồng hóa được xem là đạt yêu cầu Việc đánh giá hiệu quả đồng hóa theo phương pháp này chỉ là định tinh và phương pháp cổ điển chỉ có thê áp dụng cho các mẫu thực phẩm vô trùng

Phương pháp NIZO: lấy 25 mL mẫu nhũ tương đem ly tâm với tốc độ 1000

vòng/phút ở 40°C trong thời gian 30 phút, bán kính vòng quay là 250 mm Tiếp theo, xác định hàm lượng pha phân tán của 20 mL phần đáy mẫu trong ống ly

tâm Cuối cùng, suy ra chỉ số NƯZO là tỷ lệ phần trăm khối lượng pha phân tán

có trong 20 mL phần đáy mẫu trong ống ly tâm và trong tông 25 mL mẫu phân tích ban đầu Phương pháp NIZO được sử dụng phô biến trong công nghiệp chế

biến sữa để đánh giá độ bền của các hệ nhũ tương

Phương pháp nhiễu xạ laser: Nguyên tắc của phương pháp này là chiều chùm tia laser qua mẫu nhũ tương được đựng trong cuvet Tùy theo kích thước, số lượng

và sự phân bố của các hạt phân tán trong mẫu mà ánh sáng sẽ bị phát tán với

những mức độ khác nhau và sẽ được bộ phận cảm biến ghi lại Kết quả sẽ được biểu diễn dưới đạng một biểu đồ phân bố tỷ lệ phâm trăm của các phân đoạn hạt

có cùng kích thước bên trong hệ nhũ tương