Công nghệ sản xuất tinh bột đậu xanh

Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Trang 1 TINH BỘT ĐẬU XANH : NGUN LIỆU SẢN XUẤT 1. về đậu xanh Phân loại khoa học - Giới (Kingdom): Plantae. - Subkingdom: Tracheobionta. - Superdivision: Spermatophyta. - Ngành (Division): Magnoliophyta. - Lớp (Class): Magnoliopsida. - Subclass: Rosidae. - Bộ (Order): Fabales. - Họ (Family): Fabaceae. - Chi (Genus): Vigna Savi. - Lồi (Species): Vigna radiata (L.) R. Wilczek – mung bean. Đậu xanh có tên khoa học là Vigna radiata. Cây đậu xanh có nguồn gốc từ vùng đơng bắc Ấn Độ - Burma và Trung Á, sau đó được trồng ở nhiều nước châu Á như Thái Lan, Philippine, Myanmar, Indonesia… Gần đây, nó cũng được trồng ở một số vùng khác như Trung Phi, phía Đơng Bắc châu Úc, Nam Mỹ và Hoa Kỳ. Đậu xanh thuộc loại cây thảo mọc đứng. Lá mọc kép 3 chia, cả hai mặt lá đều có lơng, gân lá nổi rõ lên ở phía dưới mặt lá. Hoa lưỡng tính, màu vàng lục, mọc thành chùm to, xếp xen kẽ nhau trên cuống. Quả đậu xanh thuộc loại quả giáp, hình trụ thẳng, mảnh nhưng số lượng nhiều, có lơng. Khi còn non, quả có màu xanh; đến khi chín, quả có màu nâu vàng hoặc màu xám đen, đen. Vỏ quả khi chín nếu gặp nhiệt độ cao có thể tách làm hạt rơi ra. Mỗi quả có từ 8 – 15 hạt. Hạt đậu xanh có hình trụ, hơi thn, tròn đều, đường kính hạt khoảng từ 2 – 2.5mm, vỏ hạt màu xanh, ruột màu vàng, có mầm ở giữa. Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Trang 2 Trong sản xuất, chỉ tiêu hạt và màu sắc hạt được quan tâm nhiều nhất. Thơng thường các giống tốt có trọng lượng 1000 hạt phải trên 65g. Trọng lượng hạt thay đổi tùy theo giống và điều kiện canh tác. Hạt đậu xanh còn có giá trị xuất khẩu khá cao, 1 tấn hạt đậu xanh loại 1 (hạt xanh bóng, 1000 hạt nặng hơn 55g) có thể xuất khẩu được hơn 220 – 300USD. 2. Hạt đậu xanh có cấu tạo giống các hạt họ đậu là khơng có nội nhũ, nội nhũ bị mất trong q trình hình thành hạt. Do đó, cấu tạo chủ yếu của hạt đậu xanh gồm 3 phần: vỏ, tử diệp (lá mầm) và phơi. 2.1. Vỏ Đậu xanh là loại hạt trần nên vỏ được cấu tạo từ vỏ quả và vỏ hạt. Vỏ quả được cấu tạo từ nhiều lớp tế bào, lớp ngồi cùng gồm những tế bào có kích thước lớn, xếp theo chiều dọc hạt, gọi là lớp tế bào dọc, ở giữa gồm những tế bào xếp theo chiều ngang, gọi là lớp tế bào ngang. Khi hạt chín, lớp tế bào này trống rỗng, nhưng khi hạt còn non thì chứa diệp lục tố do vậy hạt có màu xanh. Lớp trong cùng của vỏ quả gồm những tế bào hình ống xếp theo chiều dọc hạt. Sau vỏ quả là vỏ hạt, vỏ hạt được cấu tạo bởi hai lớp tế bào, lớp ngồi gồm nhiều tế bào xếp khít nhau, chứa nhiều chất màu còn lớp trong là những tế bào trong suốt. Vỏ là bộ phận có chức năng bảo vệ phơi và tử diệp khỏi bị tác động cơ học, hóa học của mơi trường. Vỏ chiếm khoảng 7% so với khối lượng tồn hạt. Trong vỏ khơng có chất dinh dưỡng, thành phần chủ yếu của vỏ là cellulose, hemicellulose và licthin do đó trong q trình chế biến càng tách vỏ được triệt để càng tốt. 2.2. Tử diệp Tử diệp (lá mầm) chiếm khoảng 90% khối lượng hạt đậu, hạt đậu có 2 tử diệp. Tử diệp được cấu tạo từ những tế bào lớn thành mỏng, giữa các tế bảo là các khoảng trống. 2.3. Phơi Phơi chiếm khoảng 3% khối lượng tồn hạt, gồm 2 phần chính là chồi mầm và rễ mầm, phơi là phần phát triển thành cây non khi hạt nẩy mầm. Do đó phơi chứa nhiều chất dinh dưỡng, chủ yếu là protein, glucid hòa tan và lipid. 3. Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Trang 3 Đậu xanh khá quen thuộc trong gia đình họ Đậu, là cây thực phẩm chủ yếu dùng lấy hạt được sử dụng làm thức ăn cho người và gia súc. Trên 100g ăn được, hạt đậu xanh có chứa khoảng 24% protein, 1% béo, 62-63% carbohydrate và 16% chất xơ, và cung cấp khoảng 340 kcal (Wenju Liu 2007). 3.1. Protein Đậu xanh khá quen thuộc trong gia đình họ Đậu, là cây thực phẩm chủ yếu dùng lấy hạt được sử dụng làm thức ăn cho người và gia súc. Trên 100g ăn được, hạt đậu xanh có chứa khoảng 24% protein, 1% béo, 62-63% carbohydrate và 16% chất xơ, và cung cấp khoảng 340 kcal (Wenju Liu 2007). Bảng 1: Một số acid amin có trong hạt đậu xanh Tên acid amin Hàm lượng (mg/100g ăn được) Lysine 2145 Methionine 458 Tryptophane 432 Phenylalanine 1259 Threonine 736 Valine 989 Leucine 1607 Isoleucine 941 Arginine 1470 Histidine 663 Cystine 113 Tyrosine 556 Alanine 809 Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Trang 4 Trong protein đậu xanh có chứa các chất kìm hãm protease làm giảm giá trị dinh dưỡng của nó. Các chất kìm hãm thường là Kunitz và Bowman-Birk. Kunitz là chất kìm hãm trypsine, còn Bowman-Birk có hai trung tâm hoạt động có thể kìm hãm cả trypsine và chymotrypsine. Chất ức chế sẽ bị vơ hoạt bởi nhiệt, gia nhiệt bằng hơi ẩm sẽ hiệu quả hơn là sấy. Đun trong nước sơi khoảng 20 phút sẽ vơ hoạt hầu hết chất ức chế trypsin. Bên cạnh đó, trong protein đậu còn chứa hemagglutinin hay còn gọi là lectin, có khả năng tạo phức khá bền vững với glucid. Tương tác giữa các lectin với các glucoprotein có mặt trên bề mặt các hồng cầu sẽ làm ngưng kết các tế bào này gây hiện tượng đơng tụ máu. Tuy nhiên chúng cũng dễ dàng bị phân hủy bởi nhiệt nên khơng ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng của đậu. 3.2. Glucid Carbohydrate trong đậu gồm chủ yếu là tinh bột (32-43%), với lượng amylose chiếm khoảng 19.5 – 47%. Nguồn tinh bột dồi dào trong đậu xanh đã được ứng dụng rộng rãi vào thực tiễn sản xuất (Naomy Ohwada 2003). Ngồi ra, trong đậu xanh còn chứa nhiều loại đường, chủ yếu là saccharose, trong đó hàm lượng glucose chiếm ưu thế hơn so với fructose, và một số đường khác như raffinose, arabinose, xylose, galactose (Jyoti Chopra 1998, Earl E. Watt 1977). Bảng 2: Hàm lượng một số loại đường trong đậu xanh Thành phần g / 100g chất khơ Tổng carbohydrate Đường khử Raffinose Stachyose Tinh bột 62.3 a 4.85 a 0.41 a 1.49 a 54.88 3.3. Lipid Hàm lượng lipid trong đậu xanh rất thấp nhưng có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của hạt, bột và sản phầm chế biến. Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Trang 5 Chất béo của hạt có giá trị sinh học tương đối cao vì trong thành phần của nó có 20 acid béo trong đó chứa nhiều acid béo chưa no khơng thay thế như acid linoleic và acid linolenic. Ngồi ra trong đậu xanh còn có một lượng đáng kể các chất phophatit. Tuy nhiên, do đặc điểm chứa nhiều acid béo chưa no nên chất béo của hạt dễ bị oxy hóa tạo ra mùi ơi khó chịu, vì vậy trong q trình chế biến cần quan tâm đến vấn đề này. 3.4. Vitamin và chất khống Đậu xanh có nguồn vitamin khá đa dạng như A, B1, B2, C, niacin và muối khống tập trung chủ yếu ở phần vỏ hạt gồm có Na, K, Ca, P, Fe, Cu (Hozayn M. 2007, P. Nisha 2005). Ngồi ra trong hạt đậu xanh còn chứa các enzym như lipase, transferase, hydrolase, lipoxygenase…. Bảng 3: Thành phần khống và vitamin trong hạt đậu xanh Thành phần Hàm lượng(mg/100g ăn được) Na 6 K 1132 Ca 64 P 377 Fe 4.8 Cu 0.76 Vitamin B1 0.72 Vitamin B2 0.15 Vitamin PP 2.4 Vitamin C 4 Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Trang 6 4. Tiêu chuẩn chọn đậu xanh để sản xuất tinh bột đậu xanh: Bảng 4: Chỉ tiêu chất lượng của đậu xanh Chỉ tiêu cảm quan - Hạt phải khơ, khơng có mọt, cơn trùng gây hư hỏng, làm tổn thất ngun liệu. - Vỏ hạt ngun vẹn, nhẵn có màu xanh sẫm. - Hạt trơn, bóng. - Khối hạt có độ đồng đều. - Khơng có mùi mốc. - Khơng chứa các tạp chất như kim loại, rơm, rạ… Chỉ tiêu hóa lý Độ ẩm ≤ 10 % Hạt nứt Càng ít càng tốt ( ≤ 5%) Hạt hư hỏng Càng ít càng tốt Tạp chất ≤ 3 % khối lượng Tỷ lệ các hạt lép, nhăn nheo Càng ít càng tốt 5. Phụ liệu: 5.1. Nước: Nước là phụ liệu để sản xuất tinh bột đậu xanh. Thành phần hố học và chất lượng nước ảnh hưởng trược tiếp đến q trình kĩ thuật và ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm. Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Trang 7 Bảng 5: Các chỉ tiêu của nước trong q trình xử lý ( TCVN 6096-1995) Vị trí mẫu Tên chỉ tiêu Mức chất lượng Nước qua cột khử cứng PH 6,5 – 8 Độ cứng < 20 ppm Nước qua lọc tinh PH 6,6 – 8 Fe 0,3ppm Tổng cứng 105ppm Tổng kiềm 50ppm Độ dẫn điện < 150ppm Mùi vị Khơng Độ đục, đơn vị SiO 2 < 5 Màu theo thang Coban < 5 Nước sử dụng có thể sử dụng trực tiếp bất kì nguồn nước nào. Nhưng khi nguồn nước là nước cứng do muối Canxi và Magiê thì phải làm mềm trước khi sử dụng. Nước cứng khơng ảnh hưởng đến q trình trích ly nhưng có thể gây hư hỏng thiết bị truyền nhiệt và các thiết bị khác do lớp cáu cặn tạo thành. 5.2. SO 2 : SO 2 được bổ sung trong q trình ngâm với nồng độ từ 0.1 – 0.2% để ức chế vi sinh vật gây thối. Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Trang 8 Phần II: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT ĐẬU XANH 1. Quy trình 1: Nghiền Đậu xanh Rửa Nước SO 2 Nước Tạp chất Ngâm Rây Tách vỏ Nghiền Vỏ đậu xanh Ly tâm Sản phẩm Nước Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Trang 9 2. Quy trình 2: Nghiền Đậu xanh Rửa Nước SO 2 Nước Tạp chất Ngâm Rây Tách vỏ Nghiền Vỏ đậu xanh Lắng Sản phẩm Nước Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Trang 10 Phần III: GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 1. : 1.1. : Rửa giúp loại bỏ bụi bặm, đất cát, rác rưởi… Tẩy sạch một số chất hóa học gây độc hại được dùng trong kỹ thuật nơng nghiệp như thuốc trừ sâu. 1.2. : Q trình rửa được thực hiện nhờ các vòi nước phun từ trên xuống làm sạch hạt. Do vỏ hạt rất dai nên sự ma sát xảy ra khơng làm tổn thương tới hạt. Hàm ẩm của hạt tăng lên đơi chút, khơng ảnh hưởng tới các thành phần bên trong hạt. Phần lớn vi sinh vật bám trên bề mặt hạt bị rửa trơi. Hạt được loại bụi bẩn, đất cát… nên bề mặt sáng bóng hơn. 1.3. : Áp suất của tia nước phun (áp suất 1.96 – 2.94.10 5 N/m 2 , tức 2 – 3 at). Nước rửa: yếu tố quan trọng nhất quyết định hiệu quả của q trình. Nếu dùng nước thiên nhiên cần tiến hành lọc, sát trùng. Người ta thường sát trùng nước bằng vơi clorua ( 3CaOCl 2 .Ca(OH) 2 .3H 2 O ). Nồng độ Clo có tác dụng sát trùng trong nước là 100 mg/l. 1.4. : 1.4.1. Cấu tạo: Phễu nhập liệu. Bể chứa Bơm Hình 1: Sơ đồ hoạt động Máy rửa FMC Model EL [...]... phân xưởng nhỏ Trang 21 Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Phần V: SẢN PHẨM TINH BỘT ĐẬU XANH 1 Mơ tả sản phẩm: Sản phẩm ở dạng bột mịn, khơng lẫn tạp chất, có màu trắng tự nhiên Kích thước: 0.05 – 0.1 mm Hình 8: Tinh bột đậu xanh 2 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm: 2.1 Chỉ tiêu hóa học: Bảng 6: Chỉ tiêu hóa học của tinh bột đậu xanh Hàm lượng tinh bột 80% – 85% Độ ẩm 5% Tro... cơng nghiệp chế biến bún khơ, miến, bánh đậu xanh, bột đậu xanh uống liền… Trang 22 Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Phần VI: THÀNH TỰU CƠNG NGHỆ 1 Tình hình ứng dụng đậu xanh vào nghiên cứu và sản xuất thực tiễn trên thế giới và ở Việt Nam: 1.1 Trên thế giới: Nguồn tinh bột trong đậu xanh khá lý tưởng, chính vì vậy, việc khai thác tinh bột ở nguồn ngun liệu này ln được các nhà... hạt tinh bột đậu xanh phân ly từ LFS (a,b) và nước pha lỗng (g, h) (Yung – Ho Chang 2006) Trang 23 Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Thành phần amylose chiếm khá cao đã góp phần tạo nên cấu trúc hồn chỉnh cho sợi tinh bột từ đậu xanh Thật ra, thành phần của sợi tinh bột được thu nhận từ nhiều loại thực vật khác nhau cũng được nghiên cứu, như tinh bột đậu đỏ (Lii 1981), tinh bột đậu. .. Hình 3: Thiết bị tách vỏ đậu xanh Trang 12 Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 2.3.2 Ngun lý hoạt động: D 2.3.3 : Nước ngâm (50o 12 – 16 3 (0.1 – 0.2%) SO2 : 3.1 : Giảm kích thước hạt đậu Từ hạt đậu xanh tạo thành dịch tinh bột 3.2 : Giảm kích thước, tạo thành những hạt bột mịn Chuyển từ trạng thái rắn sang dịch sữa tinh bột, hòa tan một số chất trong đậu xanh vào nước Có một số... trong đậu xanh cũng giảm đáng kể, như chất kháng protease, lectin, gossypol, phytate… Trang 24 Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 1.2 Ở Việt Nam: , đậu xanh được nghiên cứu chủ yếu về cải tiến giống trong lĩnh vực nơng nghiệp, nhằm tạo ra được nhiều giống mới nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế Đậu xanh vẫn là loại nơng phẩm tự sản tự tiêu trong nhân dân Trong dân gian, đậu xanh. .. phù tinh bột (8 lên men ( Taolin Food Company, Shandong, China) : - 1 lên men - 2 (Allegra TM 64R, Beckma n, Germany) 50o C – (Foss- Tecator, Ho gana s, Sweden) ¨ ¨ 2.3 2.3.1 T Trang 26 Sản xuất tinh bột đậu xanh H GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 10 H lên men 11: 2.3.2 SEM Trang 27 Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn khơng trưởng thành 7.9 – 31.6 µm 6.5 – 32.7 µ Hình 12: hạt tinh. .. bột thu từ dịch lên men Hình 13: hạt tinh bột thu từ ly tâm 2.3.3 (L*, p< 0.05), xan lên men S.lactis , 2.3.4 Thuộc tính nhiệt của tinh bột Sự tan và trương nở của tinh bột có liên quan trực tiếp với nhiệt độ Khi nhiệt độ tăng khả năng hòa tan và trương nở của tinh bột tăng tương ứng Tuy nhiên, sự tan và trương nở của tinh bột ly tâm là cao hơn so với tinh bột thu từ dịch lên men Trang 28 Sản xuất. .. thùng quay, đường kính thùng Trang 15 Sản xuất tinh bột đậu xanh 5.4 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn : 5.4.1 : 2 – 30 mm 5.4.2 : đ 1 5.4.3 : : 40 – 45% Tỉ trọng giữa pha nặng và pha nhẹ: > 1.06 Trang 16 Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn (đối với quy trình cơng nghệ 2): 6 6.1 : 6.2 : Khơng có biến đổi hố lý, hố sinh, hố học nào nhưng chất lượng sản phẩm cũng được nâng lên 6.3 :... trở nên phổ biến hơn trong ngành cơng nghiệp sản xuất đồ uống 2 Tinh bột đậu xanh thu nhận từ dịch lên me n lactic và ly tâm thu nhận từ dịch lên men ly tâm thu từ dịch lên men thu dịch lên men trên 2.1 Giới thiệu: một một có : Trang 25 Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn thuộc tính vật lý mì sợi Bổ sung dịch lên men trích từ hồ tinh bột Streptococcus lactic này sợi mì thu được... (2006) đã nghiên cứu về tinh bột đậu xanh thu nhận từ dịch lên men lactic (LFS), hay Wenju Liu (2007) đã khảo sát các tính chất hóa lý của tinh bột đậu xanh được thu nhận từ dịch lên men Streptococcus lactis và ly tâm, ơng đã đưa ra một số kết quả chứng minh được tinh bột đậu xanh thu nhận từ dịch lên men có chất lượng khá tốt Nghiên cứu đã cho thấy hàm lượng protein, tro, tinh bột sau khi xử lý bằng . C 4 Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Trang 6 4. Tiêu chuẩn chọn đậu xanh để sản xuất tinh bột đậu xanh: Bảng 4: Chỉ tiêu chất lượng của đậu xanh Chỉ tiêu. Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Trang 1 TINH BỘT ĐẬU XANH : NGUN LIỆU SẢN XUẤT 1. về đậu xanh Phân loại khoa học - Giới. liệu để sản xuất tinh bột đậu xanh. Thành phần hố học và chất lượng nước ảnh hưởng trược tiếp đến q trình kĩ thuật và ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm. Sản xuất tinh bột đậu xanh GVHD: