Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm tinh bột bắp

Nguyên nhân là nhờ lớp phôi nhũ sừng bên ngoài có đặc tính dai và đàn hồi, khi gặp nhiệt độ cao nó có thể chịu được áp suất hơi nước bên trong, nhưng khi vượt quá giới hạn thì lớp này bị

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo Vũ Duy Đô,

người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt thời gian làm đồ án

Mặc dù nhận được sự hỗ trợ nhiệt tình từ các thầy cô giáo nhưng do kiến thức của chúng em còn hạn hẹp cùng một số lý do khách quan khác mà

em chưa thể hoàn thành được tất cả các yêu cầu đề ra tốt hơn Chúng em rất mong quý thầy cô hiểu và góp ý cho những thiếu sót này

Nhân dịp này em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, những người thân đã cổ vũ, động viên tiếp thêm cho em nghị lực để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn !

Nha Trang, ngày 27 tháng 06 năm 2011

Sinh viên Lê Nguyễn Minh Hạ

MỤC LỤC

Trang

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN i

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan về nguyên liệu bắp 2

1.1.1 Nguồn gốc lịch sử 2

1.1.2 Giá trị kính tế, vai trò của cây bắp trong sản xuất nông nghiệp và trong đời sống xã hội 3

1.1.3 Phân loại 4

1.1.3.1 Bắp Vỏ (pod corn) 4

1.1.3.2 Bắp Răng Ngựa (dent corn) 4

1.1.3.3 Bắp Đá (flint corn) 5

1.1.3.4 Bắp Nổ (pop corn) 5

1.1.3.5 Bắp Nếp (waxy corn) 5

1.1.3.6 Bắp Bột (floury corn) 6

1.1.3.7 Bắp Ngọt (sweet corn) 6

1.1.3.8Bắp nửa răng ngựa 6

1.1.3.9Bắp đường bột 7

1.1.4 Thành phần hóa học 7

1.1.5 Đặc điểm giống bắp DK – 9955: 9

1.1.5.1 Đặc điểm: 9

1.1.5.2 Kỹ thuật trồng và chăm sóc: 9

1.1.6 Tình hình nghiên cứu sản xuất bắp trên thế giới và ở Việt Nam 11

1.1.6.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất bắp trên thế giới: 11

1.1.6.2 Tình hình phát triển sản xuất bắp trong nước: 13

1.2 Tổng quan về tinh bột 14

1.2.1 Giới thiệu chung về tinh bột 14

1.2.1.1 Thành phần hóa học của tinh bột 16

1.2.1.2 Các phản ứng tiêu biểu của tinh bột 19

1.2.2 Tinh bột bắp 23

1.2.2.1 Giới thiệu chung về tinh bột bắp 23

1.2.2.2 Vai trò của bột bắp trong sản phẩm 23

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Đối tượng nghiên cứu: 24

2.1.1 Nguyên liệu chính: 24

2.1.2 Nguyên liệu phụ: 24

2.2 Nội dung nghiên cứu: 24

2.2.1 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm tinh bột bắp: 24

2.2.2 Xây dựng chỉ tiêu chất lượng cho sản phẩm tinh bột bắp 25

2.3 Phương pháp nghiên cứu: 25

2.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm: 25

2.3.2 Phương pháp xác định chỉ tiêu chất lượng cho sản phẩm tinh bột bắp25 2.3.2.1 Xây dựng thang điểm cảm quan cho các chỉ tiêu 25

2.3.2.2 Cách xác định hệ số quan trọng: 26

2.3.2.3 Cách đánh giá chất lượng cảm quan 27

2.3.2.4 Đánh giá chỉ tiêu vi sinh 28

2.3.2.5 Đánh giá chỉ tiêu hóa học 28

2.4 Quy trình dự kiến sản xuất tinh bột bắp 29

2.5 Bố trí thí nghiệm 32

2.5.1 Bố trí thí nghiệm xác định thời gian ngâm 32

2.5.2 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nước/bắp: 34

2.5.3 Bố trí thí nghiệm xác định số lớp vải lọc: 36

2.5.4 Bố trí thí nghiệm xác định số lần rửa, lắng: 38

2.5.5 Bố trí thí nghiệm xác định nồng độ chất tẩy màu: 39

2.5.6. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ sấy: 41

2.5.7 Xác định tính chất của tinh bột thành phẩm: 42

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 43

3.1 Kết quả xác định hàm lượng ẩm của bắp nguyên liệu: 43

3.2 Kết quả xác định thời gian ngâm bắp nguyên liệu: 43

3.3 Kết quả xác định tỷ lệ nước/bắp: 45

3.4 Kết quả xác định số lớp vải lọc: 47

3.5 Kết quả xác định số lần rửa, lắng: 49

3.6 Kết quả xác định nồng độ S02: 50

3.7 Kết quả xác định nhiệt độ sấy: 51

3.8 Xác định tính chất của tinh bột thành phẩm: 53

3.9 Quy trình hoàn thiện sản xuất tinh bột từ bắp: 54

3.10 Sản xuất thử nghiệm đánh giá chất lượng tinh bột bắp: 56

3.11 Xây dựng tiêu chuẩn chất lượng cảm quan và vi sinh vật cho sản phẩm 57

3.12 Chi phí nguyên vật liệu để sản xuất 1kg bột bắp 57

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIÊN 59

Kết luận: 59

Đề xuất ý kiến : 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Thành phần dưỡng chất (%) chứa trong hạt bắp đá 7

Bảng 1.2 Diện tích, năng suất, sản lượng bắp trên thế giới từ 1961 – 2008 12

Bảng 1.3 Tình hình sản xuất bắp ở Việt Nam từ năm 1985 - 2006 13

Bảng 1.4 Đặc điểm của một số hệ thống tinh bột 16

Bảng 1.5 Hàm lượng amylose và amylopectin của một số tinh bột 17

Bảng 1.6 Nhiệt độ hồ hóa của một số loại tinh bột 22

Bảng 2.1 Bảng cơ sở đánh giá cảm quan cho trạng thái, màu sắc, mùi, vị 25

Bảng 2.2 Hệ số quan trọng các chỉ tiêu 27

Bảng 2.3 TCVN 3215-79 quy định cấp chất lượng sản phẩm 28

Bảng 2.4 Các thông số kỹ thuật được cố định: 33

Bảng 3.1 Kết quả xác định độ ẩm của bắp nguyên liệu 43

Bảng 3.2 Độ ẩm nguyên liệu bắp sau khi phơi 43

Bảng 3.3 Khối lượng tinh bột thu được theo thời gian ngâm 44

Bảng 3.4 Khối lượng tinh bột thu được theo tỷ lệ nước/bắp: 45

Bảng 3.5 Khối lượng tinh bột thu được theo số lớp vải lọc 47

Bảng 3.6 Mô tả cảm quan các mẫu thí nghiệm 47

Bảng 3.6 Mô tả cảm quan các mẫu thí nghiệm 49

Bảng 3.8 Mô tả cảm quan các mẫu thí nghiệm: 50

Bảng 3.9 Mô tả màu sắc, trạng thái của tinh bột ở các nhiệt độ sấy khác nhau 52

Bảng 3.10 Bảng kết quả phân tích độ acid của tinh bột 53

Bảng 3.11 Điểm cảm quan của sản phẩm 56

Bảng 3.12 Kết quả kiểm tra vi sinh của sản phẩm 56

Bảng 3.13 Kết quả kiểm tra hóa học của sản phẩm 57

Bảng 3.14 Tiêu chuẩn cảm quan sản phẩm tinh bột bắp 57

Bảng 3.15 Tiêu chuẩn về vi sinh vật 57

Bảng 3.16 Tính sơ bộ chi phí nguyên vật liệu cho một đơn vị sản phẩm 58 Bảng PL1 Kết quả xác định độ ẩm của tinh bột sau mỗi lần sấy ở nhiệt độ 400C Bảng PL2 Kết quả xác định độ ẩm của tinh bột sau mỗi lần sấy ở nhiệt độ 450C Bảng PL3 Kết quả xác định độ ẩm của tinh bột sau mỗi lần sấy ở nhiệt độ 500C

Bảng PL4 Kết quả xác định độ ẩm của tinh bột sau mỗi lần sấy ở nhiệt độ 550C Bảng PL5 Kết quả xác định độ ẩm của tinh bột sau mỗi lần sấy ở nhiệt độ 600C Bảng PL6 Kết quả xác định độ ẩm của tinh bột sau mỗi lần sấy ở nhiệt độ 650C Bảng PL7 Điểm cảm quan của sản phẩm phụ thuộc số lớp vải lọc

Bảng PL8 Điểm cảm quan của sản phẩm phụ thuộc số lần lắng

Bảng PL9 Điểm cảm quan của sản phẩm phụ thuộc nồng độ S02

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Cấu tạo của tinh bột 17

Hình 1.2 Cấu tạo của Amylose và Amylopectin 19

Hình 1.3 Phản ứng thủy phân của tinh bột 19

Hình 2.1 Sơ đồ dự kiến sản xuất tinh bột 29

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian ngâm 32

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nước/bắp 34

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định số lớp vải lọc 36

Hình 2.5 Sơ đồ thí nghiệm xác định số lần rửa, lắng 38

Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ chất tẩy màu 39

Hình 2.7 Sơ đồ thí nghiệm xác định nhiệt độ sấy 41

Hình 3.1 Tỷ lệ khối lượng tinh bột thu được theo 44

Hình 3.2 Tỷ lệ khối lượng tinh bột thu được theo tỷ lệ nước/ bắp 46

Hình 3.3 Ảnh hưởng của số lớp vải lọc đến điểm cảm quan 48

Hình 3.4 Ảnh hưởng của số lần rửa đến điểm cảm quan của sản phẩm 50

Hình 3.5 Ảnh hưởng của nồng độ S02 đến điểm cảm quan của sản phẩm 51

Hình 3.6 Đường cong sấy tinh bột ở nhiệt độ 500C 53

Hình 3.7 Sơ đồ quy trình hoàn thiện sản xuất tinh bột bắp 54

LỜI MỞ ĐẦU

Cây bắp ( ZeamaysL) là loại lương thực có tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân và kinh tế toàn cầu Nhờ có sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật mà nhiều loại giống bắp mới ra đời đem lại năng suất và chất lượng cao, không ngừng góp phần vào sự tăng trưởng kinh tế, giải quyết cơ bản hoạt động đời sống nhân dân

Bắp là loại ngũ cốc quan trọng trên thế giới, nó cung cấp dinh dưỡng cho con người và gia súc, gia cầm Đồng thời là nguyên liệu cho các ngành công nghiệp chế biến

Những năm gần đây, cây bắp còn là cây thực phẩm được ưa chuộng, các loại bắp nếp, bắp đường để dùng luộc, nướng, đóng hộp, bắp bào tử để làm rau cao cấp, đây là loại rau có hàm lượng dinh dưỡng cao và không có dự trữ thuốc bảo vệ thực vật Một số loại bắp còn là nguyên liệu của các nhà máy sản xuất rượu, cồn, tinh bột, dầu, đường gluco, bánh kẹo Bắp dùng để sản xuất ra khoảng 670 mặt hàng khác nhau trong đó các ngành công nghiệp lương thực thực phẫm và công nghiệp nhẹ

Ở Việt Nam ta hiện nay bắp được trồng khá rộng rãi trên toàn quốc và cho sản lượng lớn Tuy nhiên người dân chỉ sử dụng nó chủ yếu làm thức ăn gia súc do

đó mà hiệu quả kinh tế mang lại không cao Trong khi đó hàm lượng tinh bột trong bắp tương đối lớn (75%) Trong khi tinh bột đang càng ngày càng chứng tỏ vai trò của mình trong lĩnh vực công nghiệp, đặc biệt là công nghiệp thực phẩm

Từ những thực tế trên em tiến hành thực hiện đề tài “ Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm tinh bột bắp ”

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Tìm ra những thông số thực tế trong quá trình sản xuất tinh bột bắp ở quy mô phòng thí nghiện từ đó là cơ sở cho việc sản xuât tinh bột ở quy mô công nghiệp

Hỗ trợ đầu ra ổn định cho cây bắp, cải thiện được giá trị kinh tế của giống bắp này hiện nay, nâng cao thu nhập cho người dân

Do thời gian nghiên cứu và kiến thức có hạn nên đề tài không tránh khỏi những sai sót Kính mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để

đề tài được hoàn thiện hơn

Nha Trang, tháng 6 năm 2011

Sinh viên thực hiện

Lê Nguyễn Minh Hạ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về nguyên liệu bắp

1.1.1 Nguồn gốc lịch sử

Những nghiên cứu về nguồn gốc cây trồng Vailov (1926) đã cho rằng Mehio

và Pêru là những trung tâm phát sinh và đa dạng di truyền của bắp Mehicô là trung tâm thứ nhất (trung tâm phát sinh), vùng Andet (Peru) là trung tâm thứ hai, nơi cây bắp đã trải qua quá trình tiến hoá nhanh chóng Nhận định này của Vailov đã được nhiều nhà khoa học chia sẽ (Galinat 1997, Wilkess 1980, Kato 1984)

Theo Wilkesss (1980) bắp bắt đầu từ cây hoang dã ở miền trung Mêhicô trên

độ cao 1500m của vùng bán khô hạn, có mưa vào mùa hè khoảng 350mm Mẫu phấn bắp cổ nhất được tìm thấy ở độ sâu 70m và xác định vào niên đại sông băng, ít nhất cách đây 60000 năm Những khai quật của hang động của New Mêhicô đã cung cấp nhiều thông tin về nguồn gốc cây bắp Ở đây người ta tìm thấy cùi bắp dài 2-3cm và đã xác định tuổi vào khoảng 3.600 năm trước công nguyên Ngày nay các nhà khoa học trên thế giới hầu như đã công nhận và thống nhất Mêhicô là trung tâm phát sinh cây bắp, thậm chí người ta còn cho rằng cái nôi đầu tiên của thung lũng Tehuaca nằm ở bang Puebla ở đông nam Mehicô

Có thể nói cuối thế kỹ 15, sau khi Chistopher Columbus tìm ra ở châu Mỹ từ trung Mỹ bắp phát triển đến gần cả phía bắc và phía nam châu Mỹ Năm 1493 Columbus đã mang bắp vào châu Âu (Tây Ban Nha), năm 1521 bắp được đưa đến bán đảo đông Ấn Độ và quần đảo Inđônêxia Củng từ thời gian này bắp lan truyền sang các thuộc địa Bồ Đào Nha ở châu Phi đến Ấn Độ và Đông Nam Á Ở Trung Quốc lần đầu tiên bắp được nhắc đến vào năm 1516 Bắp vào Việt Nam có thể thông qua hai con đường: từ Trung Quốc và Inđônêxia Theo nhà bác học Lê Quý Đôn nêu trong "Vân Đài Loại Ngữ" thì vào thời đầu Khang Hy (1682-1723), Trần Thế Vinh là người đầu tiên phong đi sứ sang Trung Quốc thấy loại cây này mang về trồng ở hạt Tây Sơn và gọi là bắp

Hiện nay diện phân bố của cây trồng này bao gồm toàn bộ trái đất, bắp là cây nhiệt đới, nhưng nó là cây hàng năm, tránh được mùa đông nên phổ biến rất xa ngoài vùng nhiệt đới và xâm nhập cả vùng ôn đới có mùa hè kéo dài và khá ấm dịu Đặc biệt bắp đã xâm nhập sâu vào vùng bắc bán cầu Ở đây khí hậu lục địa nên

nhiệt độ khá cao trong các tháng mùa hè Ở bán cầu bắc, giới hạn vùng trồng bắp lên đến 520 vĩ bắc để lấy hạt, còn để lấy thân xanh cỏ thể trồng đến 460 vĩ độ nam

về độ cao so với mặt nước biển Ở châu Âu bắp trồng được trên dãy Cacpat tới độ cao 3.500m Tính đa dạng và khả năng thích nghi của bắp có lẽ không có cây nào sánh kịp

1.1.2 Giá trị kính tế, vai trò của cây bắp trong sản xuất nông nghiệp và trong đời sống xã hội

Bắp là một trong những cây ngũ cốc có năng suất cao nhất và rất quan trọng cho loài người Bên cạnh việc mở rộng diện tích, năng suất bắp ngày càng tăng lên,

do đó mà sản lượng bắp của thế giới không ngừng tăng lên trong những năm gần đây (FAO: 2000)

Hạt bắp có giá trị dinh dưỡng cao, trong hạt bắp có chứa tương đối đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cho người và gia súc, hạt bắp có hàm lượng protit và lipit nhiều hơn hạt gạo, bột bắp chiếm 65-83% khối lượng hạt Đó là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp chể biến bột

Bắp là cây lương thực nuôi sống 1/3 số dân trên toàn thế giới, tất cả các nước trồng bắp nói chung đều sử dụng bắp làm lương thực ở mức độ khác nhau Toàn thế giới sử dụng 21% tổng sản lượng bắp, ở các nước trung Mỹ, Nam Mỹ và châu Phi

sử bắp làm lương thực chính Các nước Đông Phi sử dụng 85% sản lượng bắp làm lương thực cho con người Tây Trung Phi sử dụng 80%, Vì vậy trên phạm vi toàn thế giới, bắp vẫn là cây thực phẩm, người ta dùng bắp bắp bào tử làm rau cao cấp

Sở dĩ bắp rau được ưa chuộng vì nó sạch và có hàm lượng dinh dưỡng cao Các thể loại bắp nếp, bắp đường được dùng làm ăn tươi hoặc đóng hộp xuất khẩu

Ở các nước phát triển có nền chăn nuôi công nghiệp, bắp là thức ăn lý tưởng cho nhiều loại gia súc, là nguồn thức ăn chủ lực để chăn nuôi cung cấp thịt, trứng, sữa từ 70-90% sản lượng bắp tại đây được dùng để sản xuất thức ăn gia súc, hơn 50% tổng số thức ăn gia súc là các dạng khác của bắp Hầu như 70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp là từ bắp, điều đó phổ biến trên toàn thế giới Ngoài việc cung cấp chất tinh, cây bắp còn là thức ăn xanh và ủ chua lý tưởng cho đại gia súc, đặc biết là

bò Thông thường để sản xuất 1kg sữa bò cần 5kg thức ủ tươi bằng bắp, 1kg bò tươi cần 2,5kg bắp hạt

Ngoài việc bắp là nguyên chính cho các nhà máy thức ăn gia súc tổng hợp, bắp còn là nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất rượu, cồn, tinh bột, dầu, gulucoza, bánh kẹo, Người ta đã sản xuất ra khoảng 670 mặt hàng khác nhau từ bắp của các nghành công nghiệp lương thực thực phẩm, công nghiệp dược và công nghiệp nhẹ (như làm giấy, làm sợi, )

Trên thế giới hàng năm lượng bắp nhập khẩu khoảng 700 triệu tấn Đó là nguồn lợi lớn của các nước nhập khẩu và đạt được được hiệu quả kinh tế cao Các nước xuất khẩu chính như Pháp, Mỹ, Achentina, Trung Quốc, Thái Lan, các nước nhập khẩu chính là Nhật Bản, Hàn Quốc, Châu Phi, Mêhicô,

1.1.3 Phân loại [10 – trang 11, 12, 13] [13] [2]

Có nhiều cách phân loại bắp: Theo đặc tính nông học, công dụng hoặc chu

kỳ sinh trưởng, trong đó phân loại theo đặc tính nông học được sử dụng phổ biến Cách phân loại này dựa vào đặc điểm của hột, hình dạng bên ngoài, cấu trúc và tỷ lệ tinh bột của hột Phương pháp này đã được Kernike đề nghị đầu tiên và được Sturtevant, E.L.(1920) hoàn chỉnh và chia làm 6 nhóm bắp chính Sau đó, Kulesh bổ sung thêm nhóm bắp nếp, rồi Kulesov, N.N và Kojukhov, I.V thêm vào 2 nhóm (nửa răng ngựa và đường bột) nên tổng cộng có 9 nhóm Các nhóm có đặc tính như sau:

1.1.3.1 Bắp Vỏ (pod corn)

Là dạng bắp nguyên thủy, chỉ trồng để nghiên cứu vì cho năng suất rất kém, không có giá trị kinh tế Mỗi hột trên trái đều có vãy bao bọc bên ngoài (vãy do các đỉnh và trấu phát triển tạo thành) Phát hoa đực (cờ) thường dễ bị mang hoa cái tạo hột (hiện tượng hồi tổ)

1.1.3.2 Bắp Răng Ngựa (dent corn)

Là loại bắp có trái và hột tương đối lớn Phần tinh bột cứng và trong suốt (gọi

là phôi nhũ sừng) nằm ở hai cạnh bên hột, trong lúc ở đầu và phần giữa hột là tinh bột mềm và đục (gọi là phôi nhũ bột) Khi trái chín khô, phần phôi nhũ bột khô nhanh hơn phôi nhũ sừng nên hột bắp bị lõm ở đầu xuống như răng ngựa nên gọi là bắp Răng Ngựa Loại bắp này được trồng nhiều ở Hoa Kỳ và vùng bắc Mexico (nhưng ít quan trọng bằng bắp đá ở các vùng khác) Các giống: Tainan-5, Tainan-11

(của Đài loan), Western Yellow (Nigeria) đã nhập vào miền Nam nước ta đều thuộc nhóm bắp này

Hàm lượng tinh bột 60 – 63%, dùng để sản xuất bột và tinh bột

1.1.3.3 Bắp Đá (flint corn)

Hột bắp hơi nhỏ hơn bắp Răng Ngựa, có đầu hơi tròn, gồm phần lớn là phôi nhũ sừng bao bọc bên ngoài và chỉ có một ít là phôi nhũ bột ở bên trong Do đó hột cứng và láng, kháng mọt và côn trùng phá hại hơn bắp Răng Ngựa Lượng tinh bột trong hột gồm 21% là amylose và 79% là amylo-pectine Nhóm bắp này trồng phổ biến ở Âu, Á, Trung và Nam Mỹ Các giống điển hình có ở miền Nam nước ta là: Guatamela Golden, VM-1

Hàm lượng tinh bột 56 – 75%, hạt cứng khó nghiền, dùng để chế biến gạo bắp tỷ lệ thành phẩm cao

1.1.3.4 Bắp Nổ (pop corn)

Loại này có trái và hột tương đối nhỏ Phôi nhũ ở hột hầu như hoàn toàn là phôi nhũ sừng, có rất ít tinh bột mềm Tinh bột (chiếm 61-72%) gồm 23% là amylose và 72% amylo-pectine, gồm các hạt tinh bột hình tam giác, sắp xếp kề nhau rất chặt chẽ nên hột rất cứng Ở nhiệt độ cao (khoảng 2000 C) khi rang, hột bị

nổ ra và tăng thể tích lên gấp 15-20 lần (tùy giống và ẩm độ hột) Nguyên nhân là nhờ lớp phôi nhũ sừng bên ngoài có đặc tính dai và đàn hồi, khi gặp nhiệt độ cao nó

có thể chịu được áp suất hơi nước bên trong, nhưng khi vượt quá giới hạn thì lớp này bị vỡ ra, hột nổ làm tung khối tinh bột bên trong ra ngoài Vì vậy, nếu ẩm độ hột quá cao, quá thấp, hột chưa chín hoặc chứa nhiều phôi nhũ bột đều làm bắp khó

nổ khi rang Tuỳ giống, hột bắp Nổ có hai dạng hột: Loại dạng đầu tròn (pearl popcorn) và dạng đầu nhọn (rice popcorn)

Hàm lượng tinh bột 62 – 72%, thường dùng sản xuất bỏng và gạo bắp

1.1.3.5 Bắp Nếp (waxy corn)

Hình dạng hột tương tự như bắp Đá, nhưng hột đục hơn Hột cứng, láng, nhưng không bóng Tinh bột gồm toàn amylo-pectine (95 - 100%) là những chuỗi tinh bột có phân nhánh, không ăn màu với Iode Khi bị thủy phân, tinh bột dễ cho ra Dextrine Nhóm bắp này là một loại đột biến của bắp đá, và có lẽ xuất phát từ vùng

Vân Nam và Quảng Tây của Trung quốc từ thế kỷ 19 (Lưu Trọng Nguyên, 1965) Đặc tính nếp là do gene lặn waxy (wx/wx) nằm ở nhiễm thể 9 quyết định Do phát xuất từ Đông Nam Á, loại bắp này trồng phổ biến ở nước ta (với các giống: Nù, Nếp Long Khánh, Nếp tím Ban Mê Thuột

Hàm lượng tinh bột khoảng 60%, dùng chế biến thức ăn điểm tâm và đóng hộp

1.1.3.6 Bắp Bột (floury corn)

Hột to, hầu như cấu tạo hoàn toàn là phôi nhũ bột Loại bắp này có nguồn gốc từ Peru và được trồng nhiều ở Nam Mỹ (Columbia, Peru, Bolivia), Hoa Kỳ và Nam Phi tại các vùng khô hạn Bắp bột thường trồng để lấy tinh bột nhờ phôi nhũ mềm, dễ xay nghiền (nhưng hột mềm nên dễ bị mọt khi tồn trữ) Đây là nhóm bắp trồng tương đối xưa nhất

Hàm lượng tinh bột 55 – 80%, chủ yếu dùng sản xuất bột, tinh bột và kỹ nghệ bia

1.1.3.7 Bắp Ngọt (sweet corn)

Hột nhăn nheo, gồm phần lớn là phôi nhũ sừng, có nhiều dextrine, lipid và protein Lượng tinh bột trong hột tương đối thấp, phần lớn là polysaccharide (19-31%) tan trong nước nên hột không ăn màu với Iode Khi chín sữa, hột chứa 15 - 18% đường nên thường được thu hoạch lúc còn xanh để ăn tươi hoặc làm bắp rau đóng hộp (ăn lõi) lúc phun râu Lượng đường trong hột là do gene sugary (su/su) nằm ở nhiễm thể 4 (hoặc 6) quyết định Gene này mang tính lặn đối với dạng đá hay răng ngựa và trội đối với dạng bột Gene sugary ngăn cản sự biến đổi đường thành tinh bột (ức chế enzyme ADP.GPy: Adenosine Diphosphate Glucose Pyrophosphorylase) Vì hột chứa ít tinh bột và nhiều nước (ngay cả khi chín) nên khi phơi khô (tồn trữ ở 8% mn độ) hột bị nhăn nheo, khi gieo nẩy mầm kém và cây con sinh trưởng yếu, phải chăm sóc kỹ Vùng Tiền Giang còn trồng giống bắp ngọt trắng Pajimaka (nhập từ Hoa kỳ)

Hàm lượng tinh bột 25 – 37%, thường chỉ để chế biến thức ăn điểm tâm và đóng hộp

1.1.3.8 Bắp nửa răng ngựa

Là dạng trung gian, lai giữa bắp Đá và bắp Răng Ngựa Phôi nhũ bột cũng có

ở đầu và bên trong hột như bắp Răng Ngựa, nhưng chỉ làm đục đầu hột chứ không

làm đầu hột bị lõm xuống Đây là dạng trung gian, còn tương đối chưa ổn định Điển hình ta có các giống: Thái sớm hỗn hợp (Thái Lan), TSB - (Suwan-1, Thái Lan), Gangar-5 (Ấn Độ), Nha Hố hỗn hợp (Việt Nam)

1.1.3.9 Bắp đường bột

Phần trên hột là dạng phôi nhũ sừng, nhăn nheo của bắp Ngọt, nhưng phần dưới hột gồm toàn phôi nhũ bột của bắp Bột Có nguồn gốc từ Nam Mỹ, ít phổ biến Ngoài ra, một số tác giả còn phân loại thêm bắp lá sọc, bắp dạng lùn

Trong các ngoại bắp trên thì bắp đá, bắp răng ngựa và bắp bột trồng phổ biến

ở các nước và cũng là những loại dùng làm nguyên liệu sản xuất tinh bột

Carbohydrates của bắp hầu hết là tinh bột, khoảng 1.5 – 3.7% là cellulose và đường (chủ yếu là sucrose, kế là glucose, fructose và maltose) (theo Taiifel, K và ctv., 1960) Tinh bột bắp bao gồm amylose (chiếm 28%) và amylo-pectine (chiếm 72%), ngoại trừ hột bắp nếp chứa hoàn toàn là amylo-pectine

Hầu hết lipid trong hột bắp đều hiện diện ở phôi (chiếm 85% tổng số) Đó cũng là nguồn nguyên liệu được trích lấy dầu Dầu bắp bao gồm 59% linoleic acid, 27% oleic acid, 12% palmitic acid, 2% stearic acid, 0.8% linolenic acid, 0,2% arachidic acid (Beadle et al.1965) Vì gồm phần lớn là acid béo chưa no nên lipid bắp chỉ thích hợp cho những loại thú lớn có sừng mà không thích hợp lắm cho heo (vì làm mỡ bệu, xấu) nếu cho ăn > 6,4% lipid bắp Bắp trắng và những giống có phôi lớn thường chứa nhiều lipid hơn bắp vàng và những giống có phôi nhỏ

Lượng khoáng chất có trong hạt bắp chiếm khoảng 1.3%, gồm nhiều P, K,

Na, Cl và một ít Ca, Mg, Mn Vì thiếu Mn, Cu, Co nên khi chăn nuôi gia súc cần bổ sung thêm các loại khoáng chất này để thú tăng trọng và giảm bớt hệ số tiêu tốn thức ăn Khoảng 75% khoáng chất nằm ở phôi, số còn lại thường nằm trong phôi nhũ sừng Loại phôi nhũ bột thường chứa ít khoáng chất (Hruska, J 1962)

Sinh tố: Hạt bắp chứa nhiều sinh tố A, B và E Tuy nhiên, sinh tố A chỉ có nhiều trong bắp vàng và có rất ít trong bắp trắng Ngược lại, bắp trắng có rất nhiều sinh tố B1 Hạt bắp chứa ít sinh tố B2 (Riboflavin), B6 (Pyridoxin), PP (Nicotinic acid), C, D, K và Niacin Hạt bắp vàng lại có nhiều sinh tố A hơn bắp đỏ Thí nghiệm cho thấy nuôi heo bằng bắp vàng sẽ tăng trọng nhanh hơn bắp trắng khá nhiều (chỉ số tiêu tốn thức ăn là 4.5 thay vì 5.5)

Protein: Hạt bắp chứa trung bình 9 – 10% protein (thấp hơn và nghèo Lysine, Tryptophane hơn lúa mì) Nhưng tùy giống, hàm lượng protein có thể thay đổi từ 6-21%, các giống có protein cao (>20%) thường cho năng suất rất kém Khoảng 1/3-1/2 protein của bắp nằm ở phôi nhũ sừng Mặc dầu chỉ chiếm khoảng 10% trọng lượng hạt, phôi bắp chứa protein giá trị dinh dưỡng cao nhờ có nhiều Lysine (chiếm 6% trong protein so với 2% ở phôi nhủ) Protein của hạt bắp thuộc

4 nhóm:

− Prolamin (Zein): Chiếm 40 – 70% (trung bình 50%), là loại protein tan trong rượu (ở nhiệt độ nóng)

− Albumin: Chiếm 20%, tan trong nước

− Glutelin: Chiếm 20 - 35%, tan trong dung dịch hơi kiềm

− Globulin: Chiếm 5%, tan trong muối trung tính

Prolamin là loại có chứa rất ít các amino acid thiết yếu như Lysine, Tryptophane, Methionine (chỉ chiếm khoảng 1/4), nhưng lại hiện diện cao (40 - 70%) trong phôi nhũ bắp thường, do đó làm kém giá trị dinh dưỡng của hạt bắp Các amino acid thiết yếu thường có nhiều trong Glutelin và Albumin

Lysine chiếm 0.35-0.50% trọng lượng hột, cao gấp 1.5 – 2.0 lần bắp thường (chỉ chiếm 0.2%), bằng giá trị Lysine của trứng, tương đương với sữa người (vì thế được gọi là "bắp Sữa"), bằng 4/5 sữa bò và tương đương với hột đậu nành

Tryptophane chiếm 0.2%, gấp 2 lần bắp thường (0,07%), tương đương sữa

mẹ và hột đậu nành, cao hơn sữa bò 15%

Methionine chiếm 0.2%, bằng 1.0 – 1.5 lần bắp thường, tương đương sữa

bò, cao hơn sữa người 10% và cao hơn đậu nành 25% Khi thí nghiệm trên chuột, Mertz, E.T (1964) nhận thấy khi ăn bắp sữa chuột tăng trọng gấp 3.7 lần so với bắp thường Khadjinov (1966) cho biết ở Liên Xô, bắp sữa giúp chuột 6 - 7 tuần tuổi tăng trọng thêm 80.7% Ở heo nuôi bằng bắp sữa cũng giúp tăng trọng gấp 3.5 lần bắp thường và cũng ít tốn thức ăn hơn (hệ số tiêu tốn 3.3 so với 7.0 ở bắp thường) (Pickett, R.A., 1966) Đối với trẻ em, chỉ cần 250 – 300 g bắp sữa/ngày là đủ thỏa mãn nhu cầu dinh dưỡng của trẻ so với > 600 g/ngày ở bắp thường (Clark, H.) Ở gia cầm và trâu bò, hiệu quả của bắp sữa lại không rõ rệt lắm (vì nhu cầu ở gia cầm cao hơn và trâu bò có khả năng tiêu hóa được zein)

1.1.5 Đặc điểm giống bắp DK – 9955:

1.1.5.1 Đặc điểm:

Thời gian sinh trưởng từ 90 – 95

- Chiều cao cây: 180 – 200 cm

- Chiều cao đóng trái: 90 – 95 cm

- Dạng hạt nửa đá, răng ngựa, màu vàng da cam

- Vụ Thu – Đông trong tháng 7 - 8

- Chỉ nên gieo 1 hạt/hốc, nên gieo thêm một số bầu để trồng dặm những cây bị

hư (tránh không bị mất khoảng, ảnh hưởng đến mật độ)

- Lượng giống trồng cho 1 ha từ 13 – 15 kg hạt giống

- Trỉa hạt với độ sâu 3 – 5 cm

4 Phân bón:

Nhu cầu phân bón cho cây bắp cao và phải cân đối NPK để phát huy hết tiềm năng năng suất

Lượng phân bón cho 1 ha:

- Phân chuồng: 3 – 5 tấn/ha

- Bón lót toàn bộ phân chuồng và phân lân

- Bón thúc đợt 1: (10 - 12 ngày sau khi gieo) – 100 kg urê/ha

- Bón thúc đợt 2: (20 - 25 ngày sau khi gieo) – 100 kg urê/ha + 50 – 60 kg kali/ha

- Bón thúc đợt 3: ( 45 – 48 ngày sau gieo) – 100 kg urê/ha + 50 kg kali còn lại

5 Tưới tiêu:

Tuỳ điều kiện đất đai, thời tiết và yêu cầu của cây bắp qua các thời kỳ mà cung cấp nước thích hợp Không để bị khô hạn hay ngập úng, nhất là trong giai đoạn trỗ cờ, phun râu và đóng trái (giai đoạn 45 – 75 ngày sau gieo)

6 Chăm sóc, phòng trừ sâu bệnh:

- Kết hợp làm cỏ, xới vun gốc vào những giai đoạn bón phân

- Dùng Furadan 3h hay Basudin 10 H, BAM 5 H hoặc các trái bằng cách

bỏ thuốc vào họng cây lúc 20 và 40 ngày sau gieo (mỗi lần 3 – 5 hạt/cây)

- Trừ bệnh đốm vằn bằng Anvit 5 S hay Validacin 3Đ (chỉ nên phun thuốc khi bệnh có chiều hướng lây lan)

7 Thu hoạch:

Khi lá bao trái đã khô, hạt cứng, chân hạt có chấm màu đen, nên chặt ngọn, phơi trái, sau đó, lột vỏ phơi trái ngoài nắng (ẩm độ còn khoảng 27- 28%) để khi thu hoạch, dễ tách hạt và giảm tỷ lệ bị nứt bể Để bảo quản lâu phơi hạt tới khi độ ẩm còn khoảng 14 – 15%

1.1.6 Tình hình nghiên cứu sản xuất bắp trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.6.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất bắp trên thế giới:

Bắp là cây có phạm vi phân bố rộng, nhờ đó mà hiện nay cây bắp có mặt trên toàn thế giới, cây bắp đứng thứ ba về diện tích, đứng thứ hai về sản lượng và đứng thứ nhất về năng suất Sở dĩ được như vậy là các nước trồng bắp trên thế giới ngày càng nhận thức được vị trí của cây bắp trong vấn đề giải quyết lượng thực, thực phẩm, đặc biệt là giải quyết thức ăn cho gia súc, do đó mà cây bắp ngày càng được đầu tư thâm canh bằng và đầu tư thêm những tư liệu sản xuất tiên tiến trên đơn vị diện tích Trong đó có thành tựu của cuộc cách mạng về giống bắp đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển sản xuất bắp của thế giới Việc sử dụng các loại giống bắp ở các nước phản ánh khá rõ trình độ sản xuất của mỗi nước

Khoảng nữa thế kỹ vừa qua, diện tích trồng bắp trên toàn thế giới đã tăng lên gấp rưỡi, năng suất tăng lên gấp 2,5 lần và tổng sản lượng bắp hang năm tăng lên 4 lần Trước đại chiến thế giới thư II, so với năng suất lúa thì bắp còn kém khá xa Nhiều thập kỷ vừa qua, với sự bùng nổ năng suất của nhiều vùng trồng bắp trên

toàn thế giới Nhờ vậy, mặc dầu diện tích trồng bắp ít hơn trồng lúa nước và kém xa lúa mỳ nhưng bắp vẫn chiếm hơn 1/3 sản lượng ngũ cốc của thế giới

Vào năm 1993-1994, theo thống kê của trung tâm cải lương bắp và lúa mỳ quốc tế (CIMMYT, 1993/1994) thì diện tích trồng bắp trên thế giới là 129.804.000

ha, năng suất bình quân chung của các nước phát triển Tây Âu, Bắc Mỹ là 6,9 tân/ha Các nước có diện tích trồng bắp lớn trên thế giới như Mỹ 28.050 nghìn ha với năng suất 7,5 tấn/ha, Trung Quốc 21.405 nghìn ha với năng suất 4,5 tân/ha, Thái Lan 1.433 nghìn ha, Ấn Độ 6.981 nghìn ha

Trên thế giới hiện nay sử dụng khoảng 63-65% diện tích trồng bắp lai Các nước phát triển có trình độ thâm canh cao, cây bắp trồng trên diện tích lớn, sử dụng chủ yếu 100% các giống bắp lai, phần lớn là lai đơn và lai kép có ưu thế lai cao Ở các nước đang phát triển, việc trồng bắp đã đạt được những thành tựu nổi bật, bình quân sử dụng bắp lai chiếm 38% như Đài Loan, Bắc Triều Tiên, Brazil, Mehico, Đặc biệt là Trung Quốc sử dụng bắp lai với diện tích 22 triệu ha, bắp lai chiếm 96% Ở các nước kém phát triển, việc sử dụng bắp lai chỉ chiếm 10-20% diện tích, phần còn lại là các giống địa phương, do đó dẫn đến năng suất thấp (khoảng 15-30 tạ/ha), hiệu quả trồng bắp thấp

Bảng 1.2 Diện tích, năng suất, sản lượng bắp trên thế giới từ 1961 – 2008

Bắp

(1000ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (1000tấn)

1.1.6.2 Tình hình phát triển sản xuất bắp trong nước:

Bắp được đưa vào Việt Nam khoảng 300 năm trước, do Trần Thế Vinh đi sứ

từ Trung Quốc mang về và được trồng đầu tiên ở hạt Sơn Tây, sau đó được truyền sang vùng khác Cây bắp là cây lương thực quan trọng thứ hai sau lúa ở Việt Nam Bắp được trồng trong các điều kiện sinh thái rất khác nhau, từ 8-230C

Theo thống kê của Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn, diện tích trồng bắp lai của cả nước năm 1995 là 163.000 ha chiếm 29% diện tích trồng bắp: các tỉnh miền Bắc có 84,9 nghìn ha chiếm 22,6% diện tích; các tỉnh miền Nam có

781 ha chiếm 43% diện tích Đến năm 1996 thì diện tích bắp lai tăng lên chiếm 40% diện tích, các tỉnh phía Bắc chiếm 31% diện tích; các tỉnh miền Nam chiếm 59% diện tích Về năng suất bắp lai tăng hơn so với các giống thụ phấn tự do khoảng 17 tấn/ha Năng suất bắp lai 1995 là 38,6 tạ/ha, năm 1996 là 39,7 tạ/ha

Bảng 1.3 Tình hình sản xuất bắp ở Việt Nam từ năm 1985 - 2006

(1000 ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (1000 tấn)

1.2.1 Giới thiệu chung về tinh bột [8– trang 2, 3]

Tinh bột nói chung và tinh bột bắp nói riêng đang ngày càng thể hiện nhiều vai trò trong đời sống con người hiện đại Tinh bột giữ vai trò quan trọng trong công nghiệp thực phẩm do những tính chất lý hóa của chúng Tinh bột thường được dùng làm chất tạo độ nhớt sánh cho thực phẩm dạng lỏng, là tác nhân làm bền cho thực phẩm dạng keo, là các yếu tố kết dính và làm đặc tạo độ cứng và độ đàn hồi cho nhiều thực phẩm Ngoài ra, tinh bột còn có nhiều ứng dụng trong dược phẩm, công nghiệp dệt, hóa dầu, công nghiệp sản xuất giấy, rượu

Riêng tinh bột bắp theo các thống kê cho thấy nó là một trong những thành phần thuộc nhóm top ten trong hàng ngàn sản phẩm được sản xuất ngày nay,chúng

có mặt từ quần áo chúng ta mặc cho đến các món ăn được sử dụng hàng ngày Việc áp dụng những tính năng của tinh bột không phải đến những thế kỷ gần đây, khi mà khoa học phát triển với tốc độ chưa từng có mới được chú ý Các ghi chép thời Ai Cập cổ đại cho thấy vào thời kỳ này con người ta đã sử dụng tinh bột làm lớp phủ giấy cói- một loại giấy thời đó sử dụng Các ghi chép khác của người Roma cũng cho thấy vào thời điểm đó công dụng của tinh bột trong việc làm lương thực, thuốc hay vải sợi cũng đã được ứng dụng Nói riêng về tinh bột bắp thì mặc dù tinh bột được lưu thông và ứng dụng từ lâu đời nhưng phải đến giữa thế kỷ 19 các công nghệ tinh chế tinh bột bắp mới bắt đầu phát triển mạnh mẽ Nguyên nhân vì sao lại ở thời điểm này thì người ta cho rằng có lẽ do đây là thời điểm mà sản lượng bắp của Mỹ - đất nước có sản lượng bắp lớn nhất thế giới (chiếm khoảng 70% toàn cầu) – dồi dào hơn cả, thúc đẩy cho ngành công nghiệp tinh chế bột bắp ngày càng

đi lên Mốc lịch sử đáng nhớ đầu tiên của nền công nghệ sản xuất tinh bột bắp phải nói đến đó là vào năm 1844, Colgate và cộng sự đã tiến hành xây dựng những nhà máy tinh bột bắp nhỏ lẻ ở thành phố Jersey thuộc bang New Jersey và Columbus thuộc bang Ohio Sau đó vào năm 1848 một nhà máy tinh bột bắp với quy mô lớn hơn nhiều có tên Kingford đã được xây dựng ở Oswego, New York Từ đó cho đến nay ngành sản xuất tinh bột bắp đã đi lên với những bước nhảy vững chắc, được chứng minh qua những con số thống kê về số lượng các mặt hàng có nguồn gốc từ tinh bột bắp ngày càng gia tăng Ngày nay mức ảnh hưởng và chi phối của tinh bột bắp là rất lớn trong nền công nghiệp toàn cầu và trên cả thị trường tinh bột thế giới nói chung Với tầm ảnh hưởng lớn như vậy việc tìm hiểu công nghệ cũng như nâng cao sản lượng của các giống bắp hiện nay tại nước ta là một điều rất cần được quan tâm đúng mức

Tinh bột là polysaccarit chủ yếu có trong hạt, củ, thân cây và lá cây Hình dáng, kích thước, mức độ tinh thể hóa của hạt tinh bột cũng như thành phần hóa học

và tính chất của tinh bột phụ thuộc nhiều vào giống cây, điều kiện trồng trọt, quá trình sinh trưởng Một lượng tinh bột đáng kể có trong các loại quả như chuối và nhiều loại rau trong đó xảy ra sự biến đổi thuận nghịch từ tinh bột thành đường glucozơ phụ thuộc vào quá trình chín và chuyển hóa sau thu hoạch Tinh bột có vai trò dinh dưỡng đặc biệt lớn vì trong quá trình tiêu hóa chúng bị thủy phân thành đường glucozơ là chất tạo nên nguồn calo chính của thực phẩm cho con người cũng như nhiều loài động vật khác

Tinh bột là loại polysaccharide cao phân tử gồm các đơn vị glucose được nối với nhau bởi các liên kết α – glycoside, có công thức phân tử là (C6H10O5)n (với n từ vài trăm đến hơn một triệu) Tinh bột hiện diện dạng rắn, màu trắng, vô định hình, không tan trong nước lạnh (nguội) nhưng trương phồng trong nước nóng (trên

Bảng 1.4 Đặc điểm của một số hệ thống tinh bột

Hàm lượng amylose, %

Hạt tinh bột của tất cả hệ thống nêu trên có dạng hình tròn, hình bầu dục hay hình đa giác Hạt tinh bột khoai tây lới nhất và bé nhất là hạt tinh bột thóc

Kích thước các hạt khác nhau dẫn đến những tính chất cơ lý khác nhau như nhiệt độ hồ hóa, khả năng hấp thụ metylen Hạt nhỏ có cấu tạo chặt còn hạt lớn có cấu tạo xốp hơn Có thể dùng phương pháp lắng để phân chia một hệ thống tinh bột

ra các đoạn có kích thước đồng đều để nghiên cứu

1.2.1.1 Thành phần hóa học của tinh bột [7]

Tinh bột không phải là một hợp chất đồng thể mà gồm hai polysaccharide khác nhau là amylose và amylopectin Tỷ lệ amylose/amylopectin xấp xỉ ¼ Trong tinh bột loại nếp (gạo nếp hoặc ngô nếp) gần như 100% là amylopectin Trong tinh bột đậu xanh, dong riềng, hàm lượng amylose chiếm trên dưới 50% Hiện nay người

ta đã tạo được tinh bột có hàm lượng amilose chiếm trên 70% Chẳng hạn ở một số ngô giống lai có hàm lượng amilose 85%

Hình 1.1 Cấu tạo của tinh bột Bảng 1.5 Hàm lượng amylose và amylopectin của một số tinh bột

Thành phần cấu trúc của amylose

Trong tinh bột của các hạt ngũ cốc, các phân tử có chiều dài từ 0.35 – 0.7 µm, trong khi đó chiều dày của một lớp hạt tinh bột là 0.1 µm Hơn nữa, các phân tử lại xắp xếp theo hướng tâm nên các mạch glucoside của các polysaccharide phải ở dạng gấp khúc nhiều lần

Các mạch polysaccharide sắp xếp hướng tâm tạo ra độ tinh thể: các mạch bên của một phân tử amylopectin này nằm xen kẽ giữa các mạch bên của phân tử kia

Ngoài cách sắp xếp bên trong như vậy, mỗi hạt tinh bột còn có vỏ bao phía ngoài Đa số các nhà nghiên cứu cho rằng vỏ hạt tinh bột khác với tinh bột bên trong, chứa ít ẩm hơn và bền đối với các tác động bên ngoài Trong hạt tinh bột có

lỗ xốp nhưng không đều Vỏ hạt tinh bột cũng có lỗ nhỏ do đó các chất hòa tan có thể xâm nhập vào bên trong bằng con đường khuếch tán

Hầu hết, các loại tinh bột đều chứa hai loại polyme khác nhau về khối lượng phân tử và cấu trúc hóa học:

Amylose là loại mạch thẳng, chuỗi dài từ 500 – 2000 đơn vị glucose, liên kết nhau bởi liên kết α – 1,4 glicoside

Amylose “nguyên thủy” có mức độ trùng hợp không phải hàng trăm mà là hàng ngàn Có hai loại amylose:

Amylose có mức độ trùng hợp tương đối thấp (khoảng 2000) thường không có cấu trúc bất thường và bị phân ly hoàn toàn bởi β – amylase

Amylose có mức độ trùng hợp lớn hơn, có cấu trúc án ngữ đối với β – amylase nên chỉ bị phân hủy 60%

Trong hạt tinh bột hoặc trong dung dịch hoặc ở trạng thái thoái hóa, amylose thường có cấu hình mạch giãn, khi thêm tác nhân kết tủa vào, amylose mới chuyển thành dạng xoắn ốc Mỗi vòng xoắn ốc gồm 6 đơn vị glucose Đường kính của xoắn

ốc là 12.97 Ao, chiều cao của vòng xoắn là 7.91Ao Các nhóm hydroxyl của các gốc glucose được bố trí ở phía ngoài xoắn ốc, bên trong là các nhóm C – H

Thành phần cấu trúc của amylopectin

Amylopectin là polyme mạch nhánh, ngoài mạch chính có liên kết α – 1,4 glucoside còn có nhánh liên kết với mạch chính bằng liên kết α –1,6 glucoside Mối liên kết nhánh này làm cho phân tử cồng kềnh hơn, chiều dài của chuổi mạch nhánh này khoảng 25 – 30 đơn vị glucose Phân tử amylopectin có thể chứa tới 100.000 đơn vị glucose

Sự khác biệt giữa amylose và amylopectin không phải luôn luôn rõ nét Bởi

lẽ, ở các phân tử amylose cũng thường có một phần nhỏ phân nhánh, do đó cũng có những tính chất giống như amylopectin

Cấu tạo của amylopectin còn lớn và dị thể hơn amylose nhiều Trong tinh bột,

tỉ lệ amylose/amylopectin khoảng ¼ Tỉ lệ này có thể thay đổi phụ thuộc thời tiết, mùa vụ và cách chăm bón

Hình 1.2 Cấu tạo của Amylose và Amylopectin

1.2.1.2 Các phản ứng tiêu biểu của tinh bột [2] [4]

Phản ứng thủy phân

Một tính chất quan trọng của tinh bột là quá trình thủy phân liên kết giữa các đơn vị glucose bằng acid hoặc bằng enzym Acid có thể thủy phân tinh bột ở dạng hạt ban đầu hoặc ở dạng hồ hóa hay dạng paste, còn enzym chỉ thủy phân hiệu quả

ở dạng hồ hóa Một số enzym thường dùng là α – amylase, β – amylase Acid và enzym giống nhau là đều thủy phân các phân tử tinh bột bằng cách thủy phân liên kết α – D (1,4) glycoside Đặc trưng của phản ứng này là sự giảm nhanh độ nhớt và sinh ra đường

Hình 1.3 Phản ứng thủy phân của tinh bột

Các nhóm hydroxyl trong tinh bột có thể bị oxy hóa tạo thành andehyd, xeton

và tạo thành các nhóm cacboxyl Quá trình oxi hóa thay đổi tùy thuộc vào tác nhân

oxi hóa và điều kiện tiến hành phản ứng Quá trình oxy hóa tinh bột trong môi trường kiềm bằng hypocloride là một trong những phản ứng hay dùng, tạo ra nhóm cacboxyl trên tinh bột và một số lượng nhóm cacbonyl Quá trình này còn làm giảm chiều dài mạch tinh bột và tăng khả năng hòa tan trong nước, đặc biệt trong môi trường loãng

Các nhóm hydroxyl trong tinh bột có thể tiến hành ete hóa, este hóa Một số monome vinyl đã được dùng để ghép lên tinh bột Quá trình ghép được thực hiện khi các gốc tự do tấn công lên tinh bột và tạo ra các gốc tự do trên tinh bột ở các nhóm hydroxyl Những nhóm hydroxyl trong tinh bột có khả năng phản ứng với andehyd trong môi trường axit Khi đó xảy ra phản ứng ngưng tụ tạo liên kết ngang giữa các phân tử tinh bột gần nhau Sản phẩm tạo thành không có khả năng tan trong nước

Phản ứng tạo phức

Phản ứng rất đặc trưng của tinh bột là phản ứng với iode Khi tương tác với iode, amylose sẽ cho phức màu xanh đặc trưng Vì vậy, iode có thể coi là thuốc thử đặc trưng để xác định hàm lượng amylose trong tinh bột bằng phương pháp trắc quan Để phản ứng được thì các phân tử amylose phải có dạng xoắn ốc để hình thành đường xoắn ốc đơn của amylose bao quanh phân tử iode Các dextrin có ít hơn 6 gốc glucose không cho phản ứng với iode vì không tạo được một vòng xoắn

ốc hoàn chỉnh Acid và một số muối như KI, Na2SO4 tăng cường độ phản ứng Amylose với cấu hình xoắn ốc hấp thụ được 20% khối lượng iode, tương ứng với một vòng xoắn một phân tử iode Amylopectin tương tác với iode cho màu nâu tím Về bản chất phản ứng màu với iode là hình thành nên hợp chất hấp thụ

Ngoài khả năng tạo phức với iode, amylose còn có khả năng tạo phức với nhiều chất hữu cơ có cực cũng như không cực như: các rượu no, các rượu thơm, phenol phân tử lượng thấp

tinh bột phụ thuộc cấu trúc bên trong của hạt và khả năng trương nở của chúng Khả năng hấp thụ nước và khả năng hòa tan của tinh bột

Xác định khả năng hấp thụ nước và khả năng hòa tan của tinh bột cho phép điều chỉnh được tỉ lệ dung dịch tinh bột và nhiệt độ cần thiết trong quá trình công nghiệp, còn có ý nghĩa trong quá trình bảo quản, sấy và chế biến thủy nhiệt Rất nhiều tính chất chức năng của tinh bột phụ thuộc vào tương tác của tinh bột và nước (tính chất thủy nhiệt, sự hồ hóa, tạo gel, tạo màng) Ngoài ra, nó cũng là cơ sở để lựa chọn tinh bột biến hình thích hợp cho từng ứng dụng cụ thể Ví dụ: Để sản xuất các sản phẩm nước uống hòa tan như cà phê, trà hòa tan thì nên chọn tinh bột biến hình nào có độ hòa tan cao nhất

Những tính chất vật lý của huyền phù tinh bột trong nước

Độ tan của tinh bột

Amylose mới tách từ tinh bột có độ tan cao hơn song không bền nên nhanh

chóng bị thoái hóa trở nên không hòa tan trong nước Amylopectin khó tan trong nước ở nhiệt độ thường mà chỉ tan trong nước nóng Tinh bột bị kết tủa trong cồn,

vì vậy cồn là một tác nhân tốt để tăng hiệu quả thu hồi tinh bột

Sự trương nở

Khi ngâm tinh bột vào nước thì thể tích hạt tăng do sự hấp thụ nước, làm cho hạt tinh bột trương phồng lên Hiện tượng này gọi là hiện tượng trương nở của hạt tinh bột

Tính chất hồ hóa của tinh bột

Nhiệt độ để phá vỡ hạt chuyển tinh bột từ trạng thái đầu có mức độ oxy hóa khác nhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt độ hồ hóa Phần lớn tinh bột bị hồ hóa khi nấu và trạng thái trương nở được sử dụng nhiều hơn ở trạng thái tự nhiên Các biến đổi hóa lí khi hồ hóa như sau: hạt tinh bột trương lên, tăng độ trong suốt và độ nhớt, các phân tử mạch thẳng và nhỏ thì hòa tan và sau đó tự liên hợp với nhau để tạo thành gel Nhiệt độ hồ hóa không phải là một điểm mà là một khoảng nhiệt độ nhất định Tùy điều kiện hồ hóa như nhiệt độ, nguồn gốc tinh bột, kích thước hạt và

pH mà nhiệt độ phá vỡ và trương nở của tinh bột biến đổi một cách rộng lớn

Bảng 1.6 Nhiệt độ hồ hóa của một số loại tinh bột

tử tinh bột tập hợp lại, giữ nhiều nước hơn khiến cho dung dịch có độ đặc, độ dính,

độ dẻo và độ nhớt cao hơn Yếu tố chính ảnh hưởng đến độ nhớt của dung dịch tinh bột là đường kính biểu kiến của các phân tử hoặc của các hạt phân tán, đặc tính bên trong của tinh bột như kích thước, thể tích, cấu trúc, và sự bất đối xứng của phân tử Nồng độ tinh bột, pH, nhiệt độ, tác nhân oxy hóa, các thuốc thử phá hủy liên kết hydro đều làm cho tương tác của các phân tử tinh bột thay đổi do đó làm thay đổi độ nhớt của dung dịch tinh bột

Khả năng tạo gel và sự thoái hóa gel

Tinh bột sau khi hồ hóa và để nguội, các phân tử sẽ tương tác nhau và xắp xếp lại một cách có trật tự để tạo thành gel tinh bột với cấu trúc mạng 3 chiều Để tạo được gel thì 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 và sau đó được để nguội ở trạng thái yên tĩnh Trong gel tinh bột chỉ có các liên kết hydro tham gia, có thể nối trực tiếp các mạch polyglucoside hoặc gián tiếp qua phân tử nước

Khi gel tinh bột để nguội một thời gian dài sẽ co lại và lượng dịch thể sẽ thoát

ra, gọi là sự thoái hóa Quá trình này sẽ càng tăng mạnh nếu gel để ở lạnh đông rồi sau đó cho tan giá

1.2.2 Tinh bột bắp

1.2.2.1 Giới thiệu chung về tinh bột bắp

Tinh bột bắp cũng như các tinh bột khác tồn tại ở dạng hạt, có bản chất là các polime của α -D-gluocse Nó không phải hợp chất đồng thể mà gồm hai polymer

khác nhau là amylose và amylosepectin Tỷ lệ amylose so với amylospectin của hạt bắp thông thường khoảng 0,33-0,43

1.2.2.2 Vai trò của bột bắp trong sản phẩm

Dùng trong nước sốt làm cho dung dịch sánh hơn và đồng nhất làm cho sản

phẩm tăng tính hấp dẫn Có được tính chất này là do khả năng hồ hóa và tạo gel của tinh bột trong môi trường nước ở nhiệt độ cao, các hạt tinh bột hút nước trương nở, kết dính vào nhau làm tăng độ nhớt của dung dịch làm cho dung dịch nước sốt sánh hơn, khi dung dịch đậm đặc thì tinh bột hình thành gel bàng liên kết hidroxyl, khi

đó độ nhớt của dung dịch càng tăng Độ nhớt này cao có thể giữ cho các huyền phù đồng đều Đó là lý do làm nước sốt đồng nhất

Trong một số sản phẩm như: khoai tây nhồi thịt, xúc xích…thì bột bắp giúp cho nhân có tính đồng nhất không bị nhão cũng không bị khô Đó là do khả năng hấp thụ hơi nước của tinh bột Khi độ ẩm của không khí tăng lên thì khả năng hút nước cũng tăng theo nên nhân ít bị nhão

Ngoài ra tinh bột còn làm tăng độ cứng, đàn hồi mịn của các sản phẩm như: lạp xưởng, xúc xích…đó là vì tinh bột có khả năng đồng tạo gel với protein và tinh bột ở đây chủ yếu là do liên kết hidro và lực vanderwals Trong trường hợp này cả protein và tinh bột đều sắp xếp lại phân tử để tạo thành gel

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu:

• Hạt bắp vàng đều, không bị lẫn lộn với các giống bắp khác

2.1.2 Nguyên liệu phụ:

Natri bisunfit (NaHSO 3 )

- Natri bisunfit (Natri hyđrô sulfite) là một hợp chất hóa học với công thức hóa học NaHSO3

- Công thức cấu tạo của natri bisunfit:

• Mật độ 1.48 g/cm3

• Trạng thái: chất rắn màu trắng

• Điểm nóng chảy: 150°C (302°F)

• Khả năng hòa tan trong nước: 4.2g/100ml

• Khối lượng 104.06g/mol

• Natri bisulfit được sử dụng trong hầu như tất cả các loại rượu vang thương mại, để ngăn chặn quá trình oxy hóa và bảo tồn hương vị Trong trái cây đóng hộp, bisulfit natri được sử dụng để ngăn chặnquá trình biến nâu (gây ra bởi quá trình oxy hóa) và để diệt vi khuẩn..

2.2 Nội dung nghiên cứu:

2.2.1 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm tinh bột bắp:

Gồm các nội dung:

Khảo sát thời gian ngâm bắp

Xác định tỉ lệ nước cho vào trong quá trình nghiền

Xác định số lớp vải lọc thích hợp

Xác định số lần lắng

Xác định nồng độ chất tẩy màu cho vào trong quá trình lắng

Xác định tính chất của tinh bột thành phẩm

2.2.2 Xây dựng chỉ tiêu chất lượng cho sản phẩm tinh bột bắp

2.3 Phương pháp nghiên cứu:

ưu nhất và đưa mẫu đó vào quy trình sản xuất

2.3.2 Phương pháp xác định chỉ tiêu chất lượng cho sản phẩm tinh bột bắp 2.3.2.1 Xây dựng thang điểm cảm quan cho các chỉ tiêu

Ở nước ta, phương pháp cho điểm được quy định trong tiêu chuẩn Việt Nam – TCVN 3215-79: sản phẩm thực phẩm – phân tích cảm quan – phương pháp cho điểm

Bảng 2.1 Bảng cơ sở đánh giá cảm quan cho trạng thái, màu sắc, mùi, vị

3 Vị ngọt nhẹ của bắp, vị mặn nhẹ của muối

2 Vị ngọt của bắp, vị mặn của muối

Hệ số quan trọng được tính theo công thức:

1 1

Trong đó - Mi: là chỉ tiêu thứ I của sản phẩm

- Wik: là vị trí thành viên thứ k đánh giá cho chỉ tiêu

- r: số thành viên trong hội đồng

đó có lưu vị thơm lâu

Trong quá trình kiểm tra nếu có một chỉ tiêu nào đó có điểm 0 nên đánh giá lại chỉ tiêu đó Khi hội đồng quyết định cho chỉ tiêu nào đó điểm 0 thì sản phẩm đó

bị đánh giá chung bằng 0 Đối với mẫu sản phẩm đồng nhất, nhận xét của một thành viên bị bác bỏ khi nhận xét đó chênh lệch quá 1,5 điểm so với điểm trung bình chưa

là điểm trung bình có trọng lượng

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3215-79 quy định các cấp chất lượng đối với các sản phẩm thực phẩm có điểm trung bình chưa có trọng lượng đối với một số chỉ tiêu như bảng 2.3

Bảng 2.3 TCVN 3215-79 quy định cấp chất lượng sản phẩm

Cấp chất lượng

Điểm chung

Điểm trung bình chưa có trọng lượng đối với các chỉ tiêu

Loại kém( không đạt mức chất lượng

quy dịnh trong tiêu chuẩn nhưng còn

khả năng bán được)

7,2-11,1 Mỗi chỉ tiêu ≥ 1.8

Loại rất kém (không có khả năng bán

được nhưng sau khi tái chế thích hợp

còn sử dụng được )

4,0-7,1

Loại hỏng (không còn sử dụng được

2.3.2.4 Đánh giá chỉ tiêu vi sinh

Nấm mốc, nấm men

2.3.2.5 Đánh giá chỉ tiêu hóa học

Tro (theo % chất khô tinh bôt)

Hàm lượng protein