Sản xuất mì chính bằng phương pháp lên men

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM.  ĐỀ TÀI: SẢN XUẤT MÌ CHÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN GVHD: Trần Thị Minh Hà SVTH : Mai Thị Lùng : 3205110046 2 TỔNG QUAN VỀ MÌ CHÍNH 1.Khái quát về mì chính 4 2.Vai trò của L-AG và mì chính 5 2.1. Vai trò của L-AG 5 2.2. Vai trò của mì chính 6 2.3. Mì chính là gia vị an toàn 7 3 Tính chất của mì chính 9 3.1. Tính chất lý học 9 3.2. Tính chất hoá học 10 3.2.1. Phản ứng mất nước 10 3.2.2 Phản ứng phân huỷ ở nhiệt độ cao : 10 3.2.3. Tác dụng của pH 11 3.2.4 Tác dụng của các yếu tố khác: 12 4. Tình hình sản xuất mì chính trên thế giới và ở Việt Nam 13 QUY TRÌNH SẢN XUẤT MÌ CHÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN 1. Phương pháp lên men : 17 2. Nguyên liệu dùng cho phương pháp lên men 19 2.1Tinh bột sắn 19 2.1.1 Thành phần và cấu tạo của tinh bột sắn 19 2.1.2 Thu nhận glucoza từ tinh bột sắn 20 3 2.2 Rỉ đường mía 20 2.2.1 Thành phần Rỉ đường mía 20 2.2.2 Thành phần các chất sinh trưởng 25 2.2.3 Vi sinh vật trong rỉ đường mía 25 3 Quy trình sản xuất mì chính theo phương pháp len men : 26 3.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ 26 3.2. Thuyết minh dây chuyền 27 3.2.1 Công đoạn thuỷ phân 27 3. 2.2 Trung hoà 29 3. 2.3 Ép lọc 29 3. 2.4 Công đoạn lên men 30 3.2.5 Công đoạn trung hòa 38 3.2.6 Công đoạn trung hòa kết tinh 40 3.2.7 Cô đặc kết tinh 42 3.2.8 Sấy mì chính 45 3.2.9 Sàng mì chính và phân loại 45 3.2.10 Bao gói 45 4 TỔNG QUAN VỀ MÌ CHÍNH 1.Khái quát về mì chính Trong đời sống thường nhật, axit amin nói chung và axit glutamic (L-AG) nói riêng có một ý nghĩa to lớn. L-AG là một axit amin công nghiệp quan trọng. Công thức hoá học là: COOH ⎪ CH-NH 2 ⎪ CH 2 ⎪ CH ⎪ COOH Muối natri của L-AG là Natri glutamat mà ta quen gọi là mì chính, đọc chệch từ “vị tinh” của Trung quốc. Mì chính là muối mono natri của axit L-Glutamic, thường gặp dưới dạng bột hoặc tinh thể màu trắng ngậm một phân tử nước, là chất điều vị có giá trị trong công nghiệp thực phẩm, trong nấu nướng thức ăn hàng ngày (đặc biệt là các nước phương Đông). 5 2.Vai trò của L-AG và mì chính 2.1. Vai trò của L-AG Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu để sản xuất axit glutamic được đẩy mạnh nhất. Càng ngày ta càng sử dụng nhiều axit glutamic trong việc nâng cao sức khoẻ và điều trị một số bệnh của con người. Axit glutamic rất cần cho sự sống, tuy là một loại amino axit không phải thuộc loại không thay thế ,nhưng nhiều thí nghiệm lâm sàng cho thấy nó là một loại axit amin đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của người và động vật, trong việc xây dựng protit, xây dựng các cấu tử của tế bào. Axit glutamic có thể đảm nhiệm chức năng tổng hợp nên các aminoaxit khác như alanin, lơsin, cystein, prolin, oxyprolin , nó tham gia vào phản ứng chuyển amin, giúp cho cơ thể tiêu hoá nhóm amin và tách NH 3 ra khỏi cơ thể. Nó chiếm phần lớn thành phần protit và phần xám của não, đóng vai trò quan trọng trong các biến đổi sinh hoá ở hệ thần kinh trung ương, vì vậy trong y học còn sử dụng axit glutamic trong trường hợp suy nhược hệ thần kinh nặng, mỏi mệt, mất trí nhớ, sự đầu độc NH 3 vào cơ thể, một số bệnh về tim, bệnh teo bắp thịt v. v L-AG dùng làm thuốc chữa các bệnh thần kinh và tâm thần, bệnh chậm phát triển trí óc ở trẻ em, bệnh bại liệt, bệnh hôn mê gan. L-AG còn dùng làm nguyên liệu khởi đầu cho việc tổng hợp một sốhoá chất quan trọng: N- Acetylglutamat là chất hoạt động bề mặt, vi sinh vật có thể phân giải được, ít ăn da, được dùng rộng rãi trong công nghiệp mỹphẩm, xà phòng và dầu gội đầu. Axitoxopyrolidicarboxylic, một dẫn xuất khác của L- AG được dùng làm chất giữ ẩm trong mỹ phẩm. Acetylglutamat được dùng trong xử lý ô nhiễm nước biển do dầu hoả và dầu thực vật gây nên. L-AG phân bổ rộng rãi trong tự nhiên dưới dạng hợp chất và dạng tự do, có trong thành phần cấu tạo của protein động 6 thực vật. Trong mô L-AG tạo thành từNH 3 và axit α- xetoglutaric. Trong 6 sinh vật, đặc biệt là vi sinh vật, L-AG được tổng hợp theo con đường lên men từ nhiều nguồn cacbon. 2.2. Vai trò của mì chính Khi trung hoà axit glutamic chuyển thành glutamat natri (mì chính), kết tinh có vịngọt dịu trong nước, gần giống với vịcủa thịt. Glutamat natri có ý nghĩa lớn đối với đời sống con người, nó được sửdụng ởcác nước Trung Quốc, Nhật Bản, Việt Nam Các nước châu Âu chủyếu dùng mì chính đểthay một phần thịt cho vào các hỗn hợp thực phẩm, xúp, rượu, bia và các sản phẩm khác. Mì chính là chất điều vị trong chế biến thực phẩm, làm gia vịcho các món ăn, cháo, mì ăn liền, thịt nhân tạo, các loại thịt cá đóng hộp v. v nhờ đó sản phẩm hấp dẫn hơn và L- AG được đưa vào cơ thể, làm tăng khả năng lao động trí óc và chân tay của con người. Các nghiên cứu khoa học đã chỉ ra rằng, glutamate đóng vai trò quan trọng trong cơ chế chuyển hoá chất bổ dưỡng trong cơ thể con người. Trên thực tế, cơ thể của mỗi người chứa khoảng 2 kilogram glutamate được tìm thấy trong các cơ bắp, não, thận, gan và các cơ quan khác. Lượng glutamate có trong cơ thể người ở dạng tự do và liên kết là khoảng 2000 g. Lượng glutamate tự do có trong cơthểngười là 10 g, trong đó : + Cơ bắp : 6.0 g + Não : 2.3 g + Gan : 0.7 g + Thận : 0.7 g + Máu : 0.04 g Các nghiên cứu khoa học cũng đã cho thấy rằng glutamate tự nhiên có trong thực phẩm và glutamate có nguồn gốc từ mì chính đều giống nhau. Chúng được hệ 7 thống ruột hấp thụ và tiêu hoá như nhau. Một khi được tiêu hoá, cơ thể chúng ta không phân biệt được đâu là glutamate từ thực phẩm hay từ mì chính. Thực tế nghiên cứu cho thấy rằng glutamate từ thực phẩm hay từ mì chính đều quan trọng đối với chức năng của hệ tiêu hoá. Bảng 1.1: Lượng mì chính có trong tự nhiên Mì chính t ự nhiên 100 (mg/100g) Táo 102 T ả o 2240 B ắ p c ả i 100 Fomat 1206 Nấm 67 Chè xanh 668 Đậu tương 66 Cá sácđin 280 Khoai lang 60 M ự c 146 Tôm 43 Cà chua 140 Hến 41 Sò 132 Cà rốt 33 Ngô 130 S ữ a m ẹ 22 Khoai tây 102 Sữa bò 2 2.3. Mì chính là gia vị an toàn Tại Mỹ, mì chính được xem như một thành phần thực phẩm phổ biến như muối, bột nổi và tiêu. Cơ quan quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ(FDA) đã xếp mì chính vào danh sách các chất được xem là an toàn (GRAS). Việc xếp loại này có nghĩa là mì chính an toàn trong mục đích sử dụng thông thường của nó. Mì chính cũng được chính phủ các nước trên khắp thếgiới cho phép sử dụng, từ châu Âu, Nhật Bản và các nước châu Á, các nước Bắc và Nam Mỹ, châu Phi, châu Úc. 8 Vào năm 1987, Hội đồng chuyên gia phụ gia thực phẩm (JECFA) của tổchức Lương nông Liên hiệp quốc (FAO) và tổchức Y tếThếgiới (WHO) đã xác nhận là mì chính an toàn. Hội đồng đã quyết định là không cần thiết phải quy định cụ thể lượng mì chính sửdụng hàng ngày. Vào năm 1991, Hội đồng các nhà khoa học vềthực phẩm châu Âu (SCF) đã tái xác nhận tính an toàn của mì chính. SCF cũng nhận thấy rằng không cần phải quy định cụ thể lượng mì chính sử dụng hàng ngày. Trong báo cáo gửi cho FDA năm 1995, dựa trên việc xem xét một cách toàn diện các tư liệu về mì chính, Hội đồng Thực Nghiệm Sinh học Liên bang Mỹ(FASEB) đã kết luận rằng không có sự khác biệt nào giữa glutamate tự do có trong tự nhiên như trong nấm, phó mát và cà chua với glutamate sản xuất công nghiệp như trong mì chính, protein thuỷ giải hay nước tương. Báo cáo này cũng kết luận rằng mì chính an toàn đối với hầu như tất cả mọi người. Tại Việt Nam, từ mấy chục năm qua, mì chính là gia vị được sử dụng rộng rãi trong hầu hết mọi gia đình, và cũng từ lâu, mì chính đã được liệt kê trong danh mục phụ gia thực phẩm được phép sử dụng do BộY tế ban hành. Tuy nhiên, mì chính là một phụ gia làm tăng vị thực phẩm một cách an toàn (tương tự như giấm, tiêu, muối ăn ) mì chính không thểt hay thế thịt, cá, trứng Do đó, tuỳ vào loại thực phẩm mà người nội trợ sẽ sử dụng mì chính một cách thích hợp theo khẩu vị của từng gia đình. * Chú thích: FDA : Food and Drug Administration GRAS : Generally Recognized As Safe JFCFA : Joint Expert Committee on Food Additives FAO : Food and Agriculture Organization WHO : World Health Organization 9 SCF : Scientific Committee for Food FASEB : Federation of American Societies for Experimental Biology 3 Tính chất của mì chính. 3.1. Tính chất lý học Mì chính là loại bột trắng hoặc tinh thể hình kim óng ánh, kích thước tuỳ theo điều kiện khống chế khi kết tinh.Mì chính thuần độ 99%, tinh thể hình khối 1 ÷2 mm màu trong suốt, dễ dàng hoà tan trong nước, và không hòa tan trong cồn ,thơm, ngon, kích thích vị giác. Ví dụ: Đường hoà tan 0,5% không có vị ngọt, muối hoà tan khoảng 0,25% trong nước không có vị mặn nhưng mì chính hoà tan 0,3% đã có vị thơm, ngọt. Vị của MSG có thể nhận ra rõ nhất trong khoảng pH = 6 ÷8. Muối MSG thường dùng để tạo vị cho thực phẩm và nồng độ MSG thường trong khoảng 0,2 đến 0,5%. Có 3 loại MSG đó là dạng L,D và LD-MSG nhưng trong đó chỉ có dạng L-MSG là tạo nên hương vị mạnh nhất . - Thuần độ mì chính là tỷlệ% glutamat natri trong sản phẩm, hiện nay thường sản xuất loại 80 ÷99%. - Hằng sốvật lý: + Trọng lượng phân tử187. + Nhiệt độ nóng chảy 195 o C. + pH = 6,8 ÷7,2. + Độhoà tan: tan nhiều trong nước, nhiệt độ tăng độ hoà tan tăng. 25 0 C độhoà tan là 74,0 g/100ml nước; 60 o C độ hoà tan là 112,0 g/100ml nước; 80 o C độ hoà tan là 32 ÷34 0 Be. + Dung dịch 10% MSG trong suốt, không màu,giá trị pH khoảng 6,7 ÷7,2 10 3.2. Tính chất hoá học - Công thức hoá học: C 5 H 8 NO 4 Na - Công thức cấu tạo: H 2 O.NaOOC – CH – CH 2 – CH 2 - COOH | NH 2 - Công thức hoàn chỉnh: C 5 H 8 NO 4 Na. H 2 O 3.2.1. Phản ứng mất nước Khi nhiệt độ lớn hơn 80 o C glutamat natri bị mất nước: COONa CH 2 – CH 2 | NH 2 – CH O = C CH – COONa + H 2 O | (CH 2 ) 2 NH | COOH Anhydric firolicacbonic 3.2.2 Phản ứng phân huỷ ở nhiệt độ cao : Nung glutamat natri trong chén sứ ở nhiệt độ cao > 350 o C: C 5 H 8 NO 4 Na + O 2 →Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 ↑+ NO 2 ↑ Ở nhiệt độ cao trên dưới 100 o C, axit glutamic trong dung dịch nguyên chất bị mất nước và chuyển thành axit hydroglutamic theo sơ đồ phản ứng: t 0 > 80 0 C NaOH [...]... QUY TRÌNH SẢN XUẤT MÌ CHÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN 1 Phương pháp lên men : Phương pháp này lợi dụng một sốvi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp ra các axit amin từ các nguồn gluxit và đạm vô cơ Phương pháp này đang có nhiều triển vọng phát triển ở khắp các nước, nó tạo ra được nhiều loại aminoaxit như: axit glutamic, lizin, valin, alanin, phenylalanin, tryptophan, methionin Phương pháp lên men có nguồn... thành trong sản xuất Trên thế giới hiện nay ngoài việc xác định hàm lượng glutamat natri còn xác định thêm hàm lượng L- glutamic bằng máy đo góc quay cực để đánh giá thêm chất lượng, trong đó: αL20 oC = + 25,16 4 Tình hình sản xuất mì chính trên thế giới và ở Việt Nam Ngày nay sản phẩm mì chính đã được sản xuất hoàn toàn theo phương pháp lên men trên khắp thế giới Sản lượng mì chính Nhật tăng lên nhanh... bình tam giác 250 ml chứa 15ml môi trường lên men, giữ320C trong 48 giờ Cuối cùng xác định hàm lượng axit glutamic tạo 31 thành Sau quá trình lên men dùng giống này lên men 3 cấp 3.2.4.5 Lên men (nuôi men cấp 3) Trong các thiết b lên men sản xuất có đủcác chất cho quá trình lên men và hiếu khí môi trường Quá trình lên men cho không khí vào và khuấy trộn, lên men tạo bọt, do đó phải dùng dầu đểkhử bọt... 1965 -1985 sản lượng mì chính trên thếgiới khoảng 110 000 tấn Bảng 1.3: Lượng mì chính sản xuất ra và dùng cho xuất khẩu của một số nước như sau : Nước Sản lượng (tấn ) Xuất khuẩu Số nhà máy Nhật 52000 13000 11 Mỹ 23400 3000 6 Đài loan 13000 8000 5 Các nước khác 21300 1000 33 Tổng số 109700 25000 55 Sản lượng mì chính của Nhật bản đã tăng lên rất nhanh: năm 1966 là 67000 (tấn) dùng cho xuất khẩu là... Việt nam, 3 Công ty mì chính hàng đầu thếg iới đã đầu tư sản xuất tại Việt nam gần 100000 tấn mỗi năm theo 2 giai đoạn: Sản xuất từ L-AG nhập ngoại (giai đoạn 1) và sản xuất từL-AG lên men tại Việt nam (giai đoạn 2) Đến nay Công ty Vedan đã thực thi giai đoạn 2, Công ty Ajinomoto và Miwon đang ở giai đoạn 1 Những nồi lên men 700 m3lắp đặt tại Công ty Vedan Việt nam là những nồi lên men lớn nhất thế giới... khi dùng ở mức 0,002% ÷0,02% cho những nhu cầu cơ bản Nhu cầu về mì chính của thế giới không ngừng tăng Việc sản xuất mì chính theo phương pháp thuỷ phân protein lạc, đậu và lúa mì không còn phù hợp nữa Người ta thi nhau tìm phương pháp mới: Tổng hợp hoá học, tổng hợp hoá học kết hợp với sinh học và tổng hợp sinh học nhờ vi sinh vật Phương pháp cuối được thừa nhận có hiệu quảnhất vì ít phiền phức và L-AG... nhỏ sang lên men chính theo tỷ lệ1,0 - 0,25 - 0,5 l/l.phút: (lít không khí/ lít môi trường/1phút) Đến giờ thứ8 thì soi chọn giống: Nồi nào dùng được thì 9 giờ giống có thể cấy tiếp sang nồi lên men chính (Đo OD dịch lên men, soi nồng độvi khuẩn và xác định hàm lượng đường sót ) nếu chưa đạt yêu cầu thì có thể kéo dài thời gian lên men thêm 1 ÷2h nữa Nếu giống đã được, nhưng môi trường lên men chưa... Lên men Ly tâm Trao đổi ion Nước cái Sấy Nước nóng & NaOH Nước Tách acid glutamic chấm Bao gói Acid hóa acid Nước lạnh sàng Dịch thải Làm lạnh kết tinh Sản phẩm mì chính Trung hòa 26 3.2 Thuyết minh dây chuyền Căn cứ vào dây chuyền sản xuất ta có thể chia ra 4 công đoạn chính như sau: - Công đoạn thủy phân tinh bột - Công đoạn lên men - Công đoạn trao đổi ion tách axit glutamic ra khỏi dịch lên men. .. để thực hiện phản ứng thuỷ phân tinh bột thành đường lên men được, chủ yếu là đường glucoza Phản ứng xảy ra như sau: nH2O (C6H10O5)n nC6H12O6 Để thực hiện phản ứng trên, người ta có thểtiến hành theo nhiều phương pháp khác nhau và mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm riêng, đáng chú ý nhất là 3 phương pháp sau: 3.2.1. 1Phương pháp thuỷ phân bằng enzim Người ta có thểdùng α- amilaza, β- amilaza... năm 1967 là 72000 (tấn) trong đó xuất khẩu là 18900 (tấn) Bảng 1.4: Việc sử dụng mì chính ởmột số quốc gia hàng đầu về công nghiệp mì chính như sau: Công nghệ thực phẩm Nước Xuất khẩu (%) Tạo hương (% ) Nhật 30,3 32,5 37,2 Mỹ 14 38 48 Đài loan 68,4 26,6 4,7 (%) 14 Kỹ thuật sản xuất mì chính đã vượt khỏi biên giới những nước sáng tạo ra nó đi vào các nước có nhu cầu như Pháp, Canađa và nhiều nước khác . Tình hình sản xuất mì chính trên thế giới và ở Việt Nam 13 QUY TRÌNH SẢN XUẤT MÌ CHÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN 1. Phương pháp lên men : 17 2. Nguyên liệu dùng cho phương pháp lên men 19. Tình hình sản xuất mì chính trên thế giới và ở Việt Nam Ngày nay sản phẩm mì chính đã được sản xuất hoàn toàn theo phương pháp lên men trên khắp thế giới. Sản lượng mì chính Nhật tăng lên nhanh. ĐỀ TÀI: SẢN XUẤT MÌ CHÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN GVHD: Trần Thị Minh Hà SVTH : Mai Thị Lùng : 3205110046 2 TỔNG QUAN VỀ MÌ CHÍNH 1.Khái quát về mì chính 4 2.Vai