Luận văn tốt nghiệp tinh bột.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP CÔNG NGHỆ SÀI GÒN KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ LÊN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SYRUP GLUCOSE TỪ TINH BỘT KHOAI MÌ SVTH: Lê nh Vân TP. HỒ CHÍ MINH THÁNG 7 NĂM 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP CÔNG NGHỆ SÀI GÒN KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ LÊN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SYRUP GLUCOSE TỪ TINH BỘT KHOAI MÌ GVHD: ThS. Trònh Khánh Sơn SVTH: Đặng Mạnh Toàn Lê nh Vân MSSV: 60510923 – 60500233 TP. HỒ CHÍ MINH THÁNG 7 NĂM 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP CÔNG NGHỆ SÀI GÒN KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ LÊN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SYRUP GLUCOSE TỪ TINH BỘT KHOAI MÌ SVTH: Đặng Mạnh Toàn TP. HỒ CHÍ MINH THÁNG 7 NĂM 2008 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cám ơn : - Ban Giám hiệu của trường Đại học Công Nghệ Sài Gòn Khoa đã tạo mọi điều kiện cho em học tập và nghiên cứu tại trường. - Các thầy cô giáo và cán bộ của khoa Công Nghệ Thực Phẩm đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu cho trong suốt 3 năm học qua. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy Ths. Trònh Khánh Sơn đã tận tình quan tâm, giúp đỡ, trực tiếp hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này. - Các cô chú, anh chò và các bạn sinh viên đã nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt thời gian làm việc tại phòng thí nghiệm Công Nghệ Sinh Học. - Gia đình, bạn bè đã chia sẻ, động viên, giúp em có đủ tự tin và nghò lực để hoàn thành tốt nhiệm vụ này. Xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên Lê nh Vân TP 05.1 LỜI MỞ ĐẦU Với sự chuyển biến và phát triển ngày càng mạnh về mọi mặt của nước ta từ khi gia nhập WTO và cùng với xu thế hội nhập chung vào nền kinh tế toàn cầu. Các ngành công nghiệp trong cả nước có một bước nhảy vọt và phát triển vượt bậc. Đời sống người dân được cải thiện rất nhiều nhu cầu “ăn no mặc ấm” không còn được xem là quan trọng như ngày xưa mà giờ đây được thay thế “ ăn ngon mặc đẹp” và phải đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm. Các sản phẩm mới được đưa ra trên thò trường ngày càng nhiều và đa dạng để đáp ứng nhu cầu trên. Hiện nay các sản phẩm bia, nước giải khát, bánh kẹo … được tiêu thụ khá nhiều. Với nhu cầu khá lớn về nguồn nguyên liệu syrup glucose trong công nghiệp thực phẩm ở nước ta để sản xuất các sản phẩm bia, bánh kẹo, nước giải khát, để làm nguyên liệu trong công nghệ lên men (bia, rượu, acid glutamic…)… nhưng trong nước vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu trên. Bên cạnh đó các nước khác đã có không ít các sản phẩm syrup glucose được bán trên thò trường. Đây sẽ là một tiềm năng khá lớn khi nguồn nguyên liệu khoai mì chứa lượng đường khá cao. Dựa trên cơ sở đó và tham khảo một số tài liệu em đã tiến hành thực hiện khảo sát về đề tài này. Vì phương pháp này sử dụng enzym thương mại amylase để thủy phân tinh bột tiện lợi và nhanh hơn phương pháp thủy phân bằng acid, phương pháp sử dụng enzym thu nhận từ vi sinh vật, từ nguồn thực vật. MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC BẢNG LỜI MỞ ĐẦU PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tinh bột khoai mì: 2 1.1.1 Đôi nét về cây khoai mì: [ 1 ] 2 1.1.2 Giá trò dinh dưỡng của cây khoai mì: 3 1.1.3 Tinh bột khoai mì: 4 a. Cấu tạo và tính chất của tinh bột: 4 Cấ u tạ o: 4  Hình dạng, đặc điểm, kích thước hạt tinh bột: 4  Dùng vi ảnh của kính hiển vi điện tử quét: 7 b. Thành phần hóa học của tinh bột: 9  Thành phần cấu trúc của amylose: 10  Thành phần cấu trúc của amylopectin: 12  Các phản ứng tiêu biểu của tinh bột: 13  Phản ứng thủy phân: 13  Phản ứng tạo phức: 14  Tính hấp thụ của tinh bột: 14  Khả năng hấp thụ nước và khả năng hòa tan của tinh bột: 15  Những tính chất vật lí của huyền phù tinh bột trong nước: 15 - Độ tan của tinh bột: 15 - Sự trương nở: 15 - Tính chất hồ hóa của tinh bột: 15 - Độ nhớt của hồ tinh bột: 16 - Khả năng tạo gel và sự thoái hóa gel: 16 1.1.4 Ứng dụng: 17 a. Công nghiệp thực phẩm: 17 b. Công nghiệp dệt: 17 c. Công nghiệp giấy: 17 d. Công nghiệp lên men cồn và sản xuất các acid hữu cơ như acid itaconic, acid citric. 17 e. Công nghiệp sản xuất xà bông và chất tẩy rửa: 17 f. Công nghiệp dược phẩm: 17 g. Trong nghề làm vườn: 18 h. Trong lónh vực chống cháy: 18 i. Trong ngành sản xuất chất nổ: 18 j. Trong bùn khoan: 18 k. Trong ngành xử lý da thuộc: 18 l. Trong ngành sản xuất mỹ phẩm: 18 m. Những công dụng trong công nghiệp khác: 18 1.2 Tổng quan enzyme amylase: 19 1.2.1 Tính chất của enzyme amylase: 19 1.2.2 Hoạ t độ ng của amylase: 21 1.2.3 Enzyme amylase: 21 a. α –amylase: ( EC 3.2.1.1) 21 Cấu tạo: 21 Tính chất: 23 Cơ chế tác dụng của α -amylase: 24 Các giai đoạn thủy phân tinh bột của α -amylase: 25  Giai đoạn dextrin hóa: 25 b. β –amylase: ( EC 3.2.1.2) 26 Cấu trúc và tính chất của β - amylase: 26 Cơ chế tác dụng của β - amylase: 28 Các amylase tạo ra các oligosaccharide đặc thù: 28 Tác dụng của β -amylase lên tinh bột như sau: 29 c. -amylase (Glucoamylase): 30 Các enzyme đặc hiệu với liên kết α -1,6: 31  Pululanase (EC.3.2.1.41): 31  Isoamylase (EC.3.2.1.68) : 31 Các enzyme đặc hiệu với liên kết α -1,4 và α -1,6: 31  Amiloglusidase (EC.3.2.1.3): 31 + Cấu trúc và tính chất của amiloglucosidase: 31 + Cơ chế tác dụng của enzyme amiloglucosidase: 32 1.2.4 ng dụng của enzyme amylase: 33 a. Trong y họ c : 33 b. Trong sản xuất cồn. 33 c. Trong công nghiệp dệt. 33 d. Trong công nghiệp giấy. 33 PHẦN 2:VẬT LIỆU. PHƯƠNG PHÁP. MÁY MÓC THIẾT BỊ . 34 2.1 Vật liệu: 35 2.1.1 Tinh bột khoai mì: 35 2.1.2 Enzym amylase: 36 2.2 Phương pháp xác đònh: 37 2.2.1 Phương pháp xác đònh độ ẩm nguyên liệu: 37 a. Đònh nghóa về độ ẩm: 37 b. Nguyên tắc: 38 c. Dụng cụ: 38 d. Cách tiến hành: 38 e. Kết quả: 38 2.2.2 Phương pháp xác đònh hàm lượng protein của tinh bột khoai mì bằng phương pháp Micro – Kjeldahl: 39 a. Nguyên tắc: 39 b. Dụng cụ thí nghiệm: 39 c. Hóa chất: 40 d. Đònh nghóa: 40 e. Cách tiến hành: 40 Vô cơ hóa mẫu: 40 Cất đạm: 41 Đònh phân: 41 f. Kết quả: 41 2.2.3 Xác đònh hàm lượng tinh bột ban đầu: 42 a. Đònh nghóa: 42 b. Nguyên tắc: 42 c. Dụng cụ: 42 d. Hóa chất 43 e. Tiến hành: 43 f. Kết quả: 44 2.2.4 Xác đònh hàm lượng đường tổng, đường khử bằng phương pháp DNS: 45 a. Nguyên tắc: 45 b. Dụng cụ: 45 c. Hóa chất: 45 d. Tiến hành: 45 Dựng đồ thò đường chuẩn glucose: 45 Xác đònh hàm lượng đường tổng trong mẫu phân tích: 46 Xác đònh hàm lượng đường khử trong mẫu phân tích: 46 2.3 Máy móc và thiết bò: 47 PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 49 Độ ẩm của tinh bột khoai mì: 50 Hàm lượng tinh bột ban đầu: 50 Hàm lượng protein trong tinh bột khoai mì: 50 Kết quả thí nghiệm của quá trình dòch hóa: 50 Kết quả thí nghiệm của quá trình đường hóa: 57 PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ 58 4.1 Kết luận: 59 4.2 Kiến nghò: 61 PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN 1 TỔNG QUAN 1.3 Tổng quan tinh bột khoai mì: Hình 1.1: Cây khoai mì 1.3.1 Đôi nét về cây khoai mì: [ 1 ] Khoai mì (còn gọi là sắn) có tên khoa học là Manihot Esculenta là cây lương thực ưa ẩm, nó phát nguồn từ lưu vực sông Amazone (Nam Mỹ). Đến thế kỉ XVI mới được trồng ở Châu Á và Phi. Ở nước ta, khoai mì được trồng ở khắp nơi từ Nam chí Bắc nhưng do quá trình sinh trưởng và phát dục của khoai mì kéo dài, khoai mì giữ đất lâu nên chỉ các tỉnh trung du và thượng du Bắc Bộ như: Phú Thọ, Tuyên Quang, Hòa Bình … là điều kiện trồng trọt thích hợp hơn cả. Khoai mì Việt Nam cũng bao gồm nhiều loại giống. Nhân dân ta thường căn cứ vào kích thước, màu sắc củ, thân, gân lá và tính chất khoai mì đắng hay ngọt (quyết đònh bởi hàm lượng axit HCN cao hay thấp) mà tiến hành phân loại. Tuy nhiên trong công nghệ sản xuất tinh bột người ta phân thành hai loại: khoai mì đắng và khoai mì ngọt. 1.3.2 Giá trò dinh dưỡng của cây khoai mì: [...]... so với tinh bột sắn Tinh bột huỳnh tinh gồm hầu hết các hạt lớn có dạng hình elíp, trơn nhẵn và có kích thước trung bình lớn hơn tinh bột sắn Hình 1.8: Tinh bột huỳnh tinh (1500X) Hình 1.9: Tinh bột huỳnh tinh (3500X) Quan sát ở độ phóng đại 3500x, bề mặt ngoài của 3 loại hạt đều có nếp nhăn Như vậy ta thấy: kích thước hạt đặc trưng cho mỗi loại tinh bột b Thành phần hóa học của tinh bột: Tinh bột.. . nước nóng Tinh bột bò 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 Độ tăng kích thước trung bình của một số loại tinh bột khi ngâm vào nước như sau: tinh bột bắp: 9,1%, tinh bột khoai... điều kiện cụ thể 1.1.3 Tinh bột khoai mì: Hình 1.3: Tinh bột khoai mì n Cấu tạo và tính chất của tinh bột: Cấ u tạ o:  Hình dạng, đặc điểm, kích thước hạt tinh bột: Tinh bột là polysaccharide chủ yếu có trong hạt, củ, thân cây và lá cây Tinh bột cũng có nhiều ở các loại củ như khoai tây, sắn, củ mài Một lượng đáng kể tinh bột cũng có trong các loại quả như chuối và nhiều loại rau Tinh bột có nhiều trong... o Công nghiệp dệt: Hồ chì để giảm đứt trên khung dệt (tinh bột biến đổi) Tinh bột dùng cho giai đoạn in làm đặc chất nhuộm và giữ màu Tinh bột dùng cho giai đoạn thành phẩm sẽ tăng độ cứng và trọng lượng (tinh bột thường hoặc tinh bột oxi hóa) p Công nghiệp giấy: - Tăng cường độ chắc, tăng sức chống nếp gấp - Làm tăng bề mặt và độ bền, dùng cho giấy gợn sóng, giấy ép và giấy bìa cứng q Công nghiệp. .. vi ảnh của kính hiển vi điện tử quét: Tinh bột sắn có dạng hình cầu, hình trứng hoặc hình mũ, có một số hạt trũng Hình 1.4: Tinh bột sắn (1500X) Hình 1.5: Tinh bột sắn (3500X) Tinh bột sắn dây có hình dạng gần giống tinh bột sắn, nhưng hạt có nhiều góc cạnh hơn, các cạnh trũng và bò lõm nhiều hơn số hạt nhỏ nhiều hơn Hình 1.6: Tinh bột sắn dây (1500X) Hình 1.7: Tinh bột sắn dây (3500X) Kích thước trung... dụng của β -amylase lên tinh bột như sau: Tinh bột (glucogen) β -amylase Maltose (54-58%) + β deztrin (42-46%) Nếu tinh bột bò thủy phân đồng thời bởi cả α -amylase và β -amylase thì lượng tinh bột sẽ bò thủy phân đến 95% Sự khác nhau giữa α -amylase và β -amylase khi xúa tác sự thủy phân tinh bột: β -amylase hầu như không thủy phân các hạt tinh bột nguyên vẹn nhưng nó phân hủy hồ tinh bột rất mạnh β -amylase... 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... tử lượng thấp  Tính hấp thụ của tinh bột: Hạt tinh bột có cấu tạo lỗ xốp nên khi tương tác với các chất bò hấp thụ thì bề mặt trong và ngoài của tinh bột đều tham dự Vì vậy trong quá trình bảo quản, sấy và chế biến cần phải hết sức quan tâm tính chất này Các ion liên kết với tinh bột thường ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ của tinh bột Khả năng hấp thụ của các loại tinh bột phụ thuộc cấu trúc bên trong... Khả năng hấp thụ nước và khả năng hòa tan của tinh bột: Xác đònh khả năng hấp thụ nước và khả năng hòa tan của tinh bột cho phép điều chỉnh được tỉ lệ dung dòch tinh bột và nhiệt độ cần thiết trong quá trình công nghiệp, còn có ý nghóa 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... phẩm Ngoài ra tinh bột còn nhiều ứng dụng trong dược phẩm, công nghiệp dệt, hóa dầu Trong thực vật, tinh bột thường có mặt dưới dạng không hoà tan trong nước Do đó có thể tích tụ một lượng lớn ở trong tế bào mà vẫn không bò ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu Các hydratcarbon đầu tiên được tạo ra ở lục lạp do quang hợp, nhanh chóng được chuyển thành tinh bột Tinh bột ở mức độ này được gọi là tinh bột đồng . thể. 1.1.3 Tinh bột khoai mì: Hình 1.3: Tinh bột khoai mì n. Cấu tạo và tính chất của tinh bột: Cấ u tạ o:  Hình dạng, đặc điểm, kích thước hạt tinh bột: Tinh bột là polysaccharide. Hình 1.6: Tinh bột sắn dây (1500X) Hình 1.7: Tinh bột sắn dây (3500X) Kích thước trung bình của hạt sắn dây nhỏ hơn so với tinh bột sắn. Tinh bột huỳnh tinh gồm. chuyển thành tinh bột. Tinh bột ở mức độ này được gọi là tinh bột đồng hoá, rất linh động, có thể được sử dụng ngay trong quá trình trao đổi chất hoặc có thể được chuyển hoá thành tinh bột dự trữ