tiểu luận môn công nghệ sản xuất đường bánh kẹo tìm hiểu quy trình sản xuất mạch nha và mật tinh bột

Dù có biến đổi như thế nào thì thành phần chính đềlàm nên những viên kẹo đó là đường, mật tinh bột, mạch nha, chất béo…Và một trongnhững thành phần căn bản đóng góp vào tính chất công ng

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC - THỰC PHẨM

GVHD: ThS Hồ Xuân Hương Lớp: DHTP5LT

LỜI MỞ ĐẦU

Lịch sử ngành sản xuất kẹo có từ lâu đời, từ những sản phẩm đơn giản về mặthình thức cũng như về tính chất công nghệ Chúng đã thay đổi dần và ngày càng đadạng về chất lượng, hình thức của sản phẩm để phục vụ cho nhu cầu ngày càng đadạng và phong phú của con người Dù có biến đổi như thế nào thì thành phần chính đềlàm nên những viên kẹo đó là đường, mật tinh bột, mạch nha, chất béo…Và một trongnhững thành phần căn bản đóng góp vào tính chất công nghệ của sản phẩm kẹo là Mậttinh bột và mạch nha Mật tinh bột và mạch nha là sản phẩm trung gian của quá trìnhthủy phân không hoàn toàn tinh bột bằng enzyme hoặc acid Thành phần chủ yếu củachúng là glucose, dextrin, maltose và tùy theo mức độ thủy phân tinh bột mà hàmlượng mỗi chất là khác nhau, dẫn đến quyết định tính chất và giá trị sử dụng của mạchnha, mật tinh bột

Việc lựa chọn mạch nha trong sản xuất kẹo là vô cùng quan trọng vì mạch nhaảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của kẹo thành phẩm Vậy mạch nha và mật tinhbột được sản xuất như thế nào? Nguyên liệu dùng để sản xuất mật tinh bột và mạchnha là gì? Ứng dụng của mật tinh bột và mạch nha trong sản xuất kẹo ra sao? Đó đều

là những câu hỏi rất hay và cần phải tìm hiểu để giải đáp Chính vì những lí do nàychúng em xin tìm hiểu quy trình sản xuất mạch nha và mật tinh bột, ứng dụng củachúng trong sản xuất các sản phẩm kẹo

GVHD: Th.S Hồ xuân Hương 1

-Lớp DHTP5LT – Nhóm 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠCH NHA VÀ MẬT TINH BỘT

1.1 Mạch nha

1.1.1 Mạch nha là gì?

Là sản phẩm thủy phân tinh bột bằng enzym b - amilaza

Nguyên liệu chính trong sản xuất kẹo

Chất chống hồi đường

Thành phần

Mantoza: 80%

Dextrin và glucoza: 20%

1.1.2 Vai trò của mạch nha trong sản xuất kẹo

Các thành phần chủ yếu của mạch nha và ảnh hưởng của chúng đến quá trình

sản xuất kẹo

 Glucose:

Trong kẹo, glucose có tính chống kết tinh

đường, glucose kết tinh rất dễ tan trong nước, ít hút ẩm, nhưng sau khi gia nhiệt, tính

Hình 1.2: Cấu trúc không gian của glucose

Hình 1.1: Công thức cấu tạo của glucose

HO

H

OH OH

H H H

CH2OH

OH

O H

HO

H

OH OH H H H

CH2OH

OH

b  D- Glucose

  D- Glucose

hút ẩm lại tăng, khi gia nhiệt nhanh đến 1350C tính hút ẩm tăng rất nhanh Glucose trong nha là chất vô định hình, có tính hút ẩm tương đối mạnh

 Maltose

Maltose ngậm nước ít hút ẩm Maltose

không ổn định với nhiệt Khi gia nhiệt đến 90-1000C sẽ tạo ra sản phẩm phân giải vàtăng tính hút nước Khi gia nhiệt đến trên nhiệt độ nóng chảy (102-1030C) tính hút ẩmcủa maltose càng mãnh liệt Tiếp tục gia nhiệt, màu sẫm dần, rất dễ bị cháy

 Dextrin

Dextrin có dạng bột hoặc hạt nhỏ tinh thể, màu trắng vàng hoặc sẫm, khôngngọt, tan trong nước, không tan trong cồn và ete Dextrin có tính quay cực phải, độquay cực là 2020C, tính dính rất mạnh, hầu như không hút ẩm Dextrin gồm một sốloại khi khử bằng iot nếu xuất hiện màu xanh là dextrin tinh bột Dextrin trong mạchnha tốt nhất là dextrin không biến màu khi khử bằng iot,, vì số lượng và tính chất củadextrin trực tiếp ảnh hưởng đến độ nhớt, độ ngọt, độ trong của mạch nha Khi mạchnha ngậm nhiều dextrin sẽ làm cho kẹo khó chảy, khó hồi nhưng làm giảm vị ngọt,giảm độ trong và tăng độ nhớt Độ nhớt của dextrin quá cao sẽ cản trở sự truyền nhiệttrong quá trình nấu kẹo, gây khó khăn trong thao tác Do đó, dextrin trong mạch nha

GVHD: Th.S Hồ xuân Hương 3

-Lớp DHTP5LT – Nhóm 7

Hình 1.3: Cấu trúc không gian của maltoseHình: công thức cấu tạo của maltose

Hình 1.4: công thức cấu tạo của dextrin

dùng để nấu kẹo chỉ cần có độ nhớt vừa phải, tính linh động tương đối cao và tính tantương đối tốt

1.1.3 Tiêu chuẩn kỹ thuật

 Tiêu chuẩn hóa lý

- Bx : 80 %

- hàm lượng maltoza : 80 % (Bx)

- không có các tạp chất không tan

 Tiêu chuẩn cảm quan :

Không có tạp chất cơ học

1.1.4 Các loại nha sử dụng trong công nghiệp sản xuất kẹo:

 Nha 50-75:

Chỉ tiêu cảm quan

- Trạng thái: dạng lỏng sánh, đồng nhất, không có tạp chất không tan

- Màu: trong suốt, không màu hoặc vàng nhạt

- Mùi vị: có vị ngọt dịu đặc trưng của mạch nha, không có mùi vị lạ

Chỉ tiêu hóa lý

Độ khô Bx(%)

DE (% chất khô)

pH dung dịch 50% mẫuTro (%)

73-75

≥504.5 - 6

≥ 0.5

Độ màu (Icumsa) ≥ 100

 Nha 35-75:

Chỉ tiêu cảm quan:

- Trạng thái: dạng lỏng sánh, đồng nhất, không có hợp chất không tan

- Màu: trong suốt, không màu hoặc vàng nhạt

- Mùi vị: có vị ngọt dịu đặc trưng của mạch nha, không có mùi vị lạ

≥ 0.5

≥ 100

 Nha 42-80:

Chỉ tiêu cảm quan

- Trạng thái: dạng lỏng sánh, đồng nhất, không có hợp chất không tan

- Màu: trong suốt, không màu hoặc vàng nhạt

- Mùi vị: có vị ngọt dịu đặc trưng của mạch nha, không có mùi vị lạ

≤ 0.5

≤ 100

Chỉ tiêu cảm quan

- Trạng thái: dạng lỏng sánh, đồng nhất, không có hợp chất không tan

- Màu: trong suốt, không màu hoặc vàng nhạt

- Mùi vị: có vị ngọt dịu đặc trưng của mạch nha, không có mùi vị lạ

Chỉ tiêu hóa lý

1.2 Mật tinh bột

GVHD: Th.S Hồ xuân Hương 5

-Lớp DHTP5LT – Nhóm 7

1.1.1 Mật tinh bột là gì?

Mật tinh bột là sản phẩm thủy phân không triệt để của tinh bột

Thành phần của mật tinh bột bao gồm Glucose, maltose, dextrin ngoài ra còn

chứa một số thành phần khác như Tinh bột thủy phân, Fructose do chuyển hóa từGlucose, Saccarose, và các Dextrin khác nhau

Tùy theo mức độ thủy phân mà hàm lượng các chất trong mật tinh bột khácnhau

1.2.2 Vai trò của mật tinh bột:

Trong sản xuất kẹo vai trò của maltose, glucose, dextrin có khác nhau:

 Vai trò của glucose:

- Làm tăng độ hòa tan của đường tổng để chúng không kết tinh được

- Làm tăng lượng đường khử

- Glucose hút ẩm mạnh nên kẹo nhiều glucose thì hay bị chảy nước

- Nên khống chế hàm lượng đường khử <=15%

 Tác dụng của maltose

- Làm tăng độ hòa tan,

- Độ nhớt lớn nên đường saccarose không kết tinh được Do độ nhớt lớn nên tạobọt khi nấu

 Tác dụng của Dextrin

- Dextrin (C6H10O5)n nó là keo động vật, độ nhớt lớn làm cho khối kẹo bị dai

- Độ ngọt giảm, khuấy trộn khí, bọt nhiều

- Thường người ta sử dụng loại đường hóa giữa thấp và trung bình có hàmlượng đường khử chung 30-38% là tốt nhất

- Mật tinh bột dùng để chống kết tinh đường làm cho khối kẹo trở về trạng thái

vô định hình

- Làm tăng chất lượng của sản phẩm: cải thiện độ cứng giòn, trong, ngọt trongsản phẩm…Trong sản xuất bánh nhất là bánh mì người ta dùng để tạo độ bóngcho vỏ bánh

- Mật tinh bột còn được dùng làm chất độn trong sản xuất kẹo

 Tác dụng của fructose

Khi thủy phân tinh bột không trực tiếp tạo ra Fructose chỉ trong điều kiện nhấtđịnh một phần glucose chuyển thành fructose, do đó hàm lượng fructose không lớn.Trong môi trường acid, mật tinh bột rất dễ làm cho saccharose phân giải thànhfructose Fructose dễ tan trong nước có tính hút ẩm cực mạnh, khi độ ẩm không khítrên 45% fructose đã hút ẩm Do đó sự có mặt của fructose sẽ làm tăng khả năng chảycủa kẹo Ngoài ra PH của mật tinh bột cũng là nguyên nhân trực tiếp làm chosaccharose phân giải thành đường chuyển hóa Ảnh hưởng của độ PH của mật tinh bộttới sự chuyển hóa của saccharose như sau:

GVHD: Th.S Hồ xuân Hương 7

-Lớp DHTP5LT – Nhóm 7

Hình 1.6: cấu trúc không gian của fructose

pH của mật tinh bột Đường chuyển hóa tạo

ra trong kẹo, %3.7

44.24.44.64.85.0

139.38.16.96.05.24.5

1.2.3 Chỉ tiêu chất lượng của mật tinh bột:

Yêu cầu chung của mật tinh bột trong sản xuất bánh kẹo

- Bx =80-82%

- RS =40-45%

- pH=4.8-5.2

- Màu sắc: màu vàng nhạt trong suốt

- Không có tạp chất cơ học, kim loại nặng

Một số chỉ tiêu của mật tinh bột:

 Mức độ đường hóa

Là hàm lượng đường khử (tính theo glucose) trong mật tinh bột Có 3 mứcđộ:

+ Thấp: Glucose (10-11%), Maltose( 11-12%), Dextrin(78-79%)

+ Trung bình: Glucose (20-21%), Maltose (21-22%), Dextrin(55-57%)

+ Cao: Glucose (40-41%), Maltose(41-42%), Dextrin (15-16%)

- Ảnh hưởng mức độ đường hóa cao, hàm lượng đường khử cao, độ ngọt tăng độ dẻotăng

 Độ axit của bột

Định Nghĩa: Độ acid của mật tinh bột là số ml dung dịch NaOH 0.1N trung

hòa vừa đủ 100 gram chất khô trong mật tinh bột

Giá trị thường = 25÷27, nếu cao ảnh hưởng đến khả năng chuyển hóa củaSaccarose

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT2.1 Quy trình công nghệ sản xuất mạch nha

2.1.1 sản xuất mạch nha quy mô công nghiệp

2.1.1.1 Sơ đồ

GVHD: Th.S Hồ xuân Hương 9

-Lớp DHTP5LT – Nhóm 7

Nguyên liệuQuậy bột

Hồ hóaDịch hóaLàm nguộiĐường hóaTẩu màuLọcTrao đổi ionLọc an toànĐiều chỉnh pH

Cô đặc

Vô thùng

2.1.1.2 Thuyết minh quy trình

Mạch nha

 Hồ Hóa:

Đây là công đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất, ảnh hưởng đến chấtlượng của Syro, khả năng lọc cũng như hiệu suất thu hồi

Quá trình hồ hóa được thực hiện bằng thiết bị jet-cooker và các cột cao áp sau

đó dịch syro cho tiếp vào thiết bị dịch hóa

 Dịch hóa:

Là quá trình dung Enzyme thủy phân dịch tinh bột ( đã hồ hóa) phân cắt chúngthành Dextrin mạch dài, nhiệt độ, PH, điều kiện tối ưu cho Enzyme hoạt động Quátrình kết thúc khi dung dịch đạt DE theo yêu cầu và không còn sót tinh bột

Dưới tác dụng của Enzyme đường hóa, syro được thủy phân thành các đường

và dextrin mạch ngắn Trong suốt quá trình đường hóa, nhiệt độ và PH được điềuchỉnh đảm bảo điều kiện hoạt động của Enzyme

 Tẩy màu:

Bằng than hoạt tính, quá trình tẩy màu được thực hiện ngay tại thùng đường

hóa, Sau thời gian lưu Syro được đưa đi lọc.

 Lọc:

Để quá trình lọc dễ dàng, bột trợ lọc được cho thêm vào khối syro một lượngthích hợp Syro sau tẩy màu được bơm sang các bàn lọc đã được làm áo trước bằngmột lớp bột trợ lọc Sau khi qua bàn lọc, các tạp chất không tan và than hoạt tính đãhấp thụ các chất màu đước tách khỏi syro

 Trao đổi ion:

Quá trình tinh luyện syro bằng trao đổi ion gồm 2 mụch đích:

Loại bỏ các chất mang màu ở dạng Ion và tạp chất hữu cơ còn sót lại, loại bỏcác chất khoáng trong syro như Ca+2, Mg+2, SO42-, Cl- Sau khi tinh luyện syro thuđược trong suốt, không màu và có độ tinh khiết cao

GVHD: Th.S Hồ xuân Hương 11

-Lớp DHTP5LT – Nhóm 7

Quá trình trao đổi ion được thực hiện bằng cách đưa syro lần lượt qua 3 cộttrao đổi ion Có 2 hệ trao đổi ion, một hệ hoạt động, hệ còn lại ở trạng thái chờ hoặcđang tái sinh.

 Lọc an toàn:

Syro gần tinh khiết, tuy nhiên để lọc bỏ chất rắn không tan, cần thực hiện thêmcông đoạn lọc an toàn Thực hiện bằng thiết bị lọc sứ có lớp áo là bột trợ lọc Syros aukhi lọc an toàn chuyển qua cô đặc

 Điều chỉnh PH:

Syro tinh khiết nhưng PH syro chưa đạt yêu cầu Trong trường hợp này cầndùng NaHCO3 hoặc acid citric để điều chỉnh PH theo yêu cầu kỹ thuật chuyển qua côđặc

 Cô đặc:

Tăng Bx của syro tạo điều kiện thuận lợi cho bảo quản vận chuyển và phânphối sản phẩm

Để hạn chế quá trình sinh màu, syro được cô đặc trong điều kiện Pck syro được

đổ vào thiết bị cô đặc nhờ áp lực chân không và được cô đặc đến hàm lượng chất khotheo yêu cầu của từng loại sản phẩm

Vô thùng”

Chứa trong can hoặc xô để bán

2.1.2 Quy trình sản xuất mạch nha từ gạo nếp

2.1.2.1 Sơ đồ

GVHD: Th.S Hồ xuân Hương 12

-Bột gạo nếp

Đường hóaDịch hóa

2.1.2.2 Thuyết minh quy trình

Nguồn nguyên liệu từ thóc mầm và vi sinh vật

Thóc cho nảy mầm khi là mầm có màu xanh lá mạ thì ta cho phơi hoặc sấy ởnhiệt độ 30-350C

Dịch hóa Bx=15-17%

Đường hóa ở nhiệt độ 30-320C

Thời gian 48 giờ

Ưu điểm: Chất lượng tốt ổn định nhưng giá thành cao

Dùng enzim từ vi sinh vật thì giá thành thấp hơn nhưng khó điều khiển quátrình, chất lượng không ổn định do hoạt động của enzim beta amilase từ vi sinh vậtvốn không ổn định

2.1.3 Sản xuất mạch nha theo quy mô hộ gia đình

 Chuẩn bị nguyên liệu

Đường mạch nha được sản xuất từ nguyên liệu chính là bột sắn, ngoài ra còn

có các nguyên liệu khác là mầm mạ, các enzym Termamyl, Fungamyl Bột sắn cónhiều loại: tinh bột sắn, bột sắn khô, bột sắn ướt Thường nghề làm mạch nha haydùng bột sắn ướt, có hàm lượng nước khoảng 30- 40 Riêng mầm mạ cần phải làm từthóc cho nảy mầm Cách làm mầm mạ như sau: thóc ngâm nước 48 giờ rồi vớt ra đểtrong bao tải Để tiếp 36 giờ, cứ 12 giờ tưới nước một lần Lúc này thóc đã nảy mầmdài 1- 1,5cm Tãi thóc ra sân dày 3cm, phun ẩm ngày hai lần Sau 2- 4 ngày khi mầmdài 4- 5cm là sử dụng được Trung bình 100kg thóc thu được khoảng 280- 300kgmầm mạ Trước khi dùng, mầm mạ cần được nghiền nhỏ

 Quy trình sản xuất

GVHD: Th.S Hồ xuân Hương 13

-Lớp DHTP5LT – Nhóm 7

Quá trình sản xuất đường mạch nha gồm hai giai đoạn chính là chế biến bộtsắn thành nước đường và cô đặc nước đường thành đường mạch nha.

Chế biến bột sắn thành nước đường, còn gọi là quá trình đường hoá: Cân100kg bột sắn ướt cho vào thùng nấu thể tích 250 lít Cho vào đó 20 lít nước lạnhđánh nhão đều cùng với 15ml enzym Termamyl; cho vào tiếp 80 lít nước sôi rồikhuấy đều (thùng nấu có gắn mô tơ khuấy) Đun sôi nhẹ dịch cháo trong thùng 20- 30phút, sau đó để dịch tự nguội trong 2- 3 giờ Dùng nhiệt kế đo và thấy lúc này nhiệt

độ dịch đã hạ xuống 65 – 70 0C thì cho tiếp 3kg mầm mạ và 30ml enzym Fungamyl.Khuấy đều và ủ để giữ nóng dịch trong 8 giờ là kết thúc quá trình đường hoá Trongthùng nấu lúc này, toàn bộ chứa đầy dịch đường cùng các loại vỏ trấu, các sạn bẩnlắng xuống dưới đáy thùng Cần phải lọc ép tách cặn bẩn để thu lấy dịch đường trướckhi tiến hành cô đặc dịch Lượng bã sau khi ép kiệt có thể dùng làm thức ăn gia súchoặc ủ thành phân hữu cơ; một số gia đình sử dụng làm nhiên liệu để đun nấu

Nấu để cô đặc dịch đường: Sau khi lọc ép tách bã, dịch đường thu được cònloãng, cần phải đun sôi để tách bớt nước, cô đặc dịch đường thành đường mạch nhađặc sánh theo yêu cầu Quá trình nấu được thực hiện trong một chảo nấu dung tích350- 400 lít, đặt trên lò nấu nha (xem hình vẽ) Nấu là công việc quan trọng ảnhhưởng quyết định đến chất lượng sản phẩm Nếu nấu ngắn không đủ thời gian, đường

sẽ loãng không đạt yêu cầu, màu lên không đẹp, sản phẩm sau này dễ hỏng, khó bảoquản; nếu thời gian nấu dài dễ gây cháy đường, làm đường có mùi khét, màu sẫm tối,giảm chất lượng đường mạch nha Thời gian nấu một mẻ thường kéo dài 60- 80 phút.Mạch nha sau khi cô đặc được để nguội và đóng và bao nilon Khối lượng mỗi baokhoảng 120- 130kg

Sau khi chế biến 100kg bột sắn ướt sẽ thu được khoảng 65kg đường mạch nha.Tuỳ theo quy mô sản xuất của từng hộ mà có thể làm một vài mẻ đến 5- 6 mẻ trongmột ngày

2.2 Qui trình sản xuất mật tinh bột

2.2.1 Sản xuất mật tinh bột bằng phương pháp acid

2.2.1.1 Sơ đồ

2.2.2.2 Thuyết minh quy trình

Tinh bột: ngô, khoai sắn, tinh bột mì

Đường hóa bằng acid hoặc enzim, quá trình đường hóa trong thùng đường hóa

hở Quá trình đường hóa phụ thuộc vào pH, thời gian, nhiệt độ,

Trung hòa: Dùng Na2CO3, pH sau trung hòa 4.8-5.2 Đây là điểm pH để choglucose bền vững

Tẩy màu dùng than hoạt tính để tẩy màu

Lọc bằng máy lọc khung bản

Cô đặc bốc hơi 1,2, hoặc 3 nồi đến Bx=80-82%

Nếu thủy phân triệt để thì hàm lượng RS tăng, vị ngọt tăng

Tinh bột

Dịch hóaĐường hóaTrung hòaTẩy màu

Cô đặcLọc

Mật tinh bột

Nhận xét với phương pháp acid thì chất lượng sản phẩm tương đối tốt nhưngthiết bị đắt tiền (làm bằng vật liệu chịu axit) tạo ra giá thành sản phẩm cao

2.3 Cơ sở chung của phương pháp sản xuất mạch nha và mật tinh bột

 Phản ứng thủy phân:

Một tính chất quan trọng của tinh bột là quá trình thủy phân liên kết giữacác đơn vị glucozơ bằng axít hoặc bằng enzym Axit có thể thủy phân tinh bột ởdạng hạt ban đầu hoặc ở dạng hồ hóa hay dạng past, còn enzym chỉ thủy phân hiệuquả ở dạng hồ hóa Một số enzym thường dùng là α- amilaza, β- amilaza Axit vàenzym giống nhau là đều thủy phân các phân tử tinh bột bằng cách thủy phân liênkết

α -D (1,4) glycozit Đặc trưng của phản ứng này là sự giảm nhanh độ nhớt và sinh

ra đường

 Sự thủy phân của tinh bột trãi qua các giai đoạn sau:

Hình 1.7: Phản ứng thủy phân của tinh bột

Các nhóm hydroxyl trong tinh bột có thể bị oxi hóa tạo thành andehyt,xeton và tạo thành các nhóm cacboxyl Quá trình oxi hóa thay đổi tùy thuộc vào tácnhân oxi hóa và điều kiện tiến hành phản ứng Quá trình oxi hóa tinh bột trong môitrường kiềm bằng hypoclorit là một trong những phản ứng hay dùng, tạo ra nhómcacboxyl trên tinh bột và một số lượng nhóm cacbonyl Quá trình này còn làm giảmchiều dài mạch tinh bột và tăng khả năng hòa tan trong nước, đặc biệt trong môitrường loãng