Ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghệ thực phẩm CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT bột ngọt

Cơng nghệ sản xuất bột Nhóm MỤC LỤC BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC Stt Họ tên MSSV Nội dung công việc Nguyễn Thị Kim Trúc 2005120049 Trần Nhật Anh 2005120077 Trần Trung Hiếu 2005120030 Kiếm tài liệu phần 3, tổng hợp powerpoint Đánh giá A A A Kiếm tài liệu phần 2, tổng hợp word Nguyễn Ngọc Trang Nhi 2005120032 A Cơng nghệ sản xuất bột Nhóm CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT NGỌT Phần 1: Tổng quan bột I Khái quát bột Định nghĩa Bột muối mono natri axit L-Glutamic, thường gặp dạng bột tinh thể màu trắng ngậm phân tử nước, chất điều vị có giá trị công nghiệp thực phẩm, nấu nướng thức ăn ngày Bột (hay mì chính) có tên thường gọi Natri glutamat, tên tiếng anh Monosodium Glutamate (viết tắt MSG) Tên quốc tế cộng đồng châu Âu: INS 621, EEC 621 Tên hóa học: Monosodium L – glutamate monohydrat, muối monohydrat natri đơn axit glutamic Cơng thức: C5H8NO4Na Trọng lượng phân tử: 187,13 Hình 1: Cấu trúc phân tử tinh thể bột Nguồn gốc Cách hàng ngàn năm người Nhật bắt đầu dùng rong biển làm thực phẩm, họ phát loại rong (có tên khoa học Laminaria japonica) loại gia vị hảo hạn Vào thời ấy, hoạt chất loại rong làm thức ăn có hương Cơng nghệ sản xuất bột Nhóm vị đậm đà (do acid glutamic) chưa nhận diện Vào năm 1980, nhà khoa học Rittenhausen Đức xác định thành phần protein động vật, đặc biệt thành phần acid amin, có acid amin với tên gọi acid glutamic muối natri glutamat natri Tuy nhiên, việc phát hoạt chất có rong biển làm cho thức ăn có mùi vị ngon ông Ikeda Ông khám phá thứ hoạt chất trích từ rong biển monosodium glutamate, muối acid glutamic Vào 21/4/1909, ông đăng ký paten số 9440 với nhan đề " sản xuất chất liệu gây vị" Năm 1909, Ông kết hợp với nhà kinh doanh có tên Saburosuke Suzuki (là dược sĩ), họ chọn từ " Aji nomoto " làm tên cho sản phẩm "Aji" có nghĩa nguồn gốc, "moto" có nghĩa hương vị Đến năm 1933 sản xuất bột Nhật đạt 4,5 triệu kg hàng năm Tính chất 1.1 Tính chất lý học Mì loại bột trắng tinh thể hình kim óng ánh, kích thước tuỳ theo điều kiện khống chế kết tinh Mì độ 99%, tinh thể hình khối ÷ mm màu suốt, dễ dàng hồ tan nước, khơng hịa tan cồn, thơm, ngon, kích thích vị giác Ví dụ: Đường hồ tan 0,5% khơng có vị ngọt, muối hồ tan khoảng 0,25% nước khơng có vị mặn mì hồ tan 0,3% có vị thơm, Vị MSG nhận rõ khoảng pH = ÷ Muối MSG thường dùng để tạo vị cho thực phẩm nồng độ MSG thường khoảng 0,2 đến 0,5% Có loại MSG dạng L, D LDMSG có dạng L-MSG tạo nên hương vị mạnh - Thuần độ mì tỷ lệ % glutamat natri sản phẩm, thường sản xuất loại 80÷99% - Hằng số vật lý: + Trọng lượng phân tử 187 + Nhiệt độ nóng chảy 1950C + pH = 6,8 ÷ 7,2 + Độ hoà tan: tan nhiều nước, nhiệt độ tăng độ hoà tan tăng 250C độ hoà tan 74g/100ml nước; 600C độ hoà tan 112g/100ml nước; 800C độ hoà tan 32 ÷ 340Be Cơng nghệ sản xuất bột Nhóm + Dung dịch 10% MSG suốt, khơng màu, giá trị pH khoảng 6,7÷7,2 3.1 Tính chất hóa học – – Cơng thức hố học: C5H8NO4Na Cơng thức cấu tạo: – Cơng thức hồn chỉnh: C5H8NO4Na H2O 3.2 Phản ứng nước Khi nhiệt độ lớn 800C glutamat natri bị nước: 3.3 Phản ứng phân hủy nhiệt độ cao Nung glutamat natri chén sứ nhiệt độ cao > 3500C: C5H8NO4Na + O2 → Na2CO3 + H2O + CO2↑ + NO2↑ Ở nhiệt độ cao 1000C, axit glutamic dung dịch nguyên chất bị nước chuyển thành axit hydroglutamic theo sơ đồ phản ứng: Sự mát axit glutamic dung dịch nguyên chất đun nóng nhanh Nhiều cơng trình nghiên cứu cho biết rằng, sau đun sôi, axit glutamic bị đến 50%, nhiệt độ cao 100 0C phân tử axit hydroglutamic trùng hợp với tạo thành hợp chất cao phân tử đặc quánh nâu sẫm Đun nóng 1000C sau lượng axit glutamic bị đến 10,2%, sau 46% Ở nhiệt độ 70 0C sau axit glutamic dung dịch 1,5% sau đến 7,2% Đây tính chất quan trọng để Công nghệ sản xuất bột Nhóm q trình sản xuất mì người ta nghiêm cấm việc sử dụng nhiệt độ cao kéo dài thời gian sấy cô đặc Sự biến đổi axit glutamic trình chế biến phụ thuộc vào số yếu tố khác như: chịu ảnh hưởng axit amin khác, sản phẩm phân huỷ đường, hợp chất có nhóm cacbonyl, sản phẩm phân huỷ chất béo, gốc hydroxyl (OH), tia xạ chiếu sáng… - Các nhân tố ảnh hưởng chủ yếu dẫn đến biến đổi axit glutamic nồng độ, nhiệt độ, độ pH, chiếu sáng, hợp chất hữu cơ, peroxyt ion kim loại - Các phản ứng thường xảy là: khử cacboxyl, khử amin, oxy hoá, nước, phản ứng ngưng tụ nhóm amin phản ứng trùng hợp hình thành nên hợp chất cao phân tử Phân loại 4.1 Bột tự nhiên Bột có sẵn thực phẩm tự nhiên thịt, cá, sữa (kể sữa mẹ) có nhiều loại rau cà chua, đậu hà lan, bắp, cà rốt Trong khoảng 100g cà chua hữu 0,14g bột ngọt; 0,044g/100g thịt gà; 0,043g/100g tôm Cơ thể người cân nặng từ 60g đến 70g, lượng prơtêin chiếm từ 14 đến 17% có khoảng 1/5 bột Hình 2: Bột tự nhiên có cà chua Bột dạng tự nhiên tồn thực phẩm tế bào trạng thái độc lập không kết nối với acid amin khác thành phần protein Khi trạng thái độc lập, bột phát huy tác dụng tạo hương vị đậm đà cho ăn Cơng nghệ sản xuất bột Nhóm 4.2 Bột sản xuất Mô tả: Bột kết tinh trắng khơng dính vào nhau, rời rạc, khơng mùi, tan dễ dàng nước, tan vừa phải cồn MSG vừa có vị mặn pH dung dịch mẫu có tỷ lệ 1/20 6,7 7,2 Chức sử dụng thực phẩm: tăng vị Umami Monosodium Glutamate (bột ngọt) loại phụ gia thực phẩm có tác dụng điều vị làm cho thực phẩm ngon hấp dẫn Bột làm từ nguyên liệu thiên nhiên tinh bột sắn mật mía đường phương pháp lên men, trình tương tự sản xuất bia, giấm, nước tương Vai trò Khi trung hòa acid glutamic chuyển thành glutamat natri (mì chính), kết tinh có vị dịu nước, gần giống với vị thịt Các nước Châu Âu chủ yếu dùng mì để thay phần thịt cho vào hỗn hợp thực phẩm, xúp, rượu, bia sản phẩm khác Mì chất điều vị chế biến thực phẩm, làm gia vị cho ăn, cháo, mì ăn liền, thịt nhân tạo, loại thịt cá đóng hộp nhờ sản phẩm hấp dẫn L-AG đưa vào thể, làm tăng khả lao động trí óc chân tay người Các nghiên cứu khoa học rằng, glutamate đóng vai trị quan trọng chế chuyển hóa chất bổ dưỡng thể người Trên thực tế thể người chứa khoảng 2kg glutamate tìm thấy bắp, não, thận, gan quan khác Lượng glutamate có thể người dạng tự liên kết khoảng 2000g Lượng glutamate tự có thể người 10g, đó: + Cơ bắp: 6.0g + Não: 2.3g + Gan: 0.7g + Thận: 0.7g + Máu: 0.04g Cơng nghệ sản xuất bột Nhóm Hình 3: Lượng glutamate bắp, não, thận, gan máu Các nghiên cứu cho thấy glutamat tự nhiên có thực phẩm glutamat có nguồn gốc từ mì giống Chúng hệ thống ruột hấp thụ tiêu hóa Một tiêu hóa, thể khơng phân biệt đâu glutamat từ thực phẩm hay từ mì Thực tế nghiên cứu cho thấy glutamat từ thực phẩm hay từ mì quan trọng chức hệ tiêu hóa Tình hình sản xuất bột giới Việt Nam 6.1 Tình hình sản xuất bột giới Các nước sản xuất mì với sản lượng lớn giới: Nhật, Mỹ, Đài Loan, Trung Quốc, Indonexia… Bảng 1: Việc sử dụng mì số quốc gia hàng đầu cơng nghiệp mì Nước Xuất (%) Tạo hương (%) Công nghiệp thực phẩm (%) Nhật 30,3 32,5 37,2 Mỹ 14 38,0 48,0 Đài Loan 68,4 26,9 4,7 6.2 Tình hình sản xuất bột việt nam Kỹ thuật sản xuất mì vượt khỏi biên giới nước sáng tạo vào nước có nhu cầu Pháp, Canađa nhiều nước khác khu vực Công nghệ sản xuất bột Nhóm Châu Thái Bình Dương, có Việt nam, Cơng ty mì hàng đầu giới đầu tư sản xuất Việt nam gần 100000 năm Trước Việt nam có chương trình nghiên cứu để chủ động nắm vững kỹ thuật sản xuất mì chính, lực lượng nghiên cứu nhỏ, vốn liếng thiếu, thiết bị thơ sơ nên kết thu có hạn Tuy nhà khoa học có số cơng trình có ý nghĩa Trong hai năm 1968 1970, Lê Văn Nhương cộng thu thập nhiều chủng vi sinh vật có khả sinh lizin L-AG từ nước đất vùng Hà Tây Hà Nội, nguồn gen thiên nhiên quí Việt Nam Năm 1972, Lương Đức Phẩm đạt hiệu suất lên men 30-35g/lit L-AG dùng vi khuẩn Brevibacterium Flavum lên men saccaroza hay rỉ đường phạm vi bình lắc Năm 1986,Nguyễn Thiện Luân cộng đạt hiệu suất lên men 3745g/lit L-AG lên men môi trường glucoza 12% bình lắc Song cơng trình nghiên cứu nói dừng mức phịng thí nghiệm hiệu suất lên men thấp Thực tế đòi hỏi nghiên cứu sâu làm sở khoa học cho việc tiếp thu kỹ thuật mới, thu thập thông tin đặt móng cho sáng tạo cơng nghệ lên men L-AG từ nguyên liệu II Các phương pháp sản xuất bột Hiện giới có phương pháp sản xuất bản: + Phương pháp tổng hợp hóa học + Phương pháp thủy phân protide + Phương pháp lên men + Phương pháp kết hợp Phương pháp tổng hợp hóa học Phương pháp ứng dụng phản ứng tổng hợp hóa học để tổng hợp nên axit glutamic aminoaxit khác từ khí thải cơng nghiệp dầu hỏa hay ngành khác Ưu điểm: Phương pháp sử dụng nguồn nguyên liệu thực phẩm để sản xuất tận dụng phế liệu công nghiệp dầu hỏa Nhược điểm: Công nghệ sản xuất bột Nhóm • Chỉ thực nước có cơng nghiệp dầu hỏa phát triển • yêu cầu kĩ thuật cao Tạo hỗn hợp không quay cực D, L-axit glutamic, việc tách L-axit glutamic lại khó khăn làm tăng giá thành sản phẩm Phương pháp thủy phân protide Phương pháp sử dụng tác nhân xúc tác hóa chất fermen để thủy phân nguồn nguyên liệu protit (khơ đậu, khơ lạc…) hỗn hợp aminoaxit, từ tách axit glutamic sản xuất mì Ưu điểm: dễ khống chế quy trình sản xuất áp dụng vào sở thủ công, bán giới giới dễ dàng Nhược điểm: • Cần sử dụng nguyên liệu giàu protit đắt • Cần nhiều hóa chất thiết bị chống ăn mịn • Hiệu suất thấp đưa đến giá thành cao Phương pháp lên men Phương pháp lợi dụng số vi sinh vật có khả tổng hợp acid amin từ nguồn glucide đạm vơ Phương pháp có nhiều triển vọng phát triển khắp nước, tạo nhiều loại aminoacid như: acid glutamic, lizin, valin, alanin, phenylalanin, tryptophan, methionin… Tất loài vi sinh vật có số đặc điểm sau: + Hình dạng tế bào từ hình cầu đến hình que ngắn + Vi khuẩn Gram (+) + Hô hấp hiếu khí + Khơng tạo bào tử + Khơng chuyển động được, khơng có tiên mao + Biotin yếu tố cần thiết cho sinh trưởng phát triển + Tích tụ lượng lớn glutamic từ hydrat cacbon NH 4+ mơi trường có sục khơng khí Điều kiện hiếu khí quan trọng khơng sục khí sản phẩm tạo thành khơng phải axit glutamic mà lactat Khi sử dụng nguyên liệu lên men rỉ đường cần phải bổ sung chất kháng biotin để kiểm soát sinh trưởng vi sinh vật Phương pháp có nhiều ưu điểm nên nghiên cứu ứng dụng nước ta nước giới Cơng nghệ sản xuất bột Nhóm Ưu điểm: + Không sử dụng nguyên liệu protit + Không cần sử dụng nhiều hoá chất thiết bị chịu ăn mòn + Hiệu suất cao, giá thành hạ Phương pháp kết hợp Đây phương pháp tổng hợp hóa học vi sinh vật học Phương pháp vi sinh vật học tổng hợp nên acid amin từ nguồn đạm vô glucide nhiều thời gian, người ta lợi dụng phản ứng tổng hợp tạo chất có cấu tạo gần giống với acid amin, từ lợi dụng vi sinh vật tiếp tục tạo acid amin Phương pháp nhanh yêu cầu kỹ thuật cao, áp dụng nghiên cứu áp dụng vào cơng nghiệp sản xuất 10 Cơng nghệ sản xuất bột Nhóm Nguyên lý hoạt động: dung dịch đưa qua phễu chứa thiết bị ly tâm xuống hệ thống phễu nhỏ Động li tâm hoạt động tao áp lực tách riêng, nhằm tách hoàn toàn tinh thể bột khỏi dung dịch Hình 11: Thiết bị li tâm 3.5 Thiết bị đặc 3.5.1 Thiết bị đặc màng Hình 12: Thiết bị đặc màng Cấu tạo : gơm có bình chứa nguyên liệu bình chứa thành phẩm, thiết bị đặc gồm khoang: khoang ngồi chứa nóng, khoang chứa sản phẩm, bơm pittơng, bơm chân khơng, động tạo màng, bình nước ngưng, ống thủy Ngoài phễu chất thơm, bảng điều khiển hệ thống van hơi, van nước, van điều chỉnh chân không… Nguyên lý hoạt động: động quay tạo lực bắn sản phẩm lên thành thiết bị tạo thành màng mỏng Lớp thiết bị chứa 42 Công nghệ sản xuất bột Nhóm nóng thực q trình trao đổi nhiệt qua thành làm sản phẩm cô đặc lại 3.5.2 Thiết bị cô đặc chân không Cấu tạo: gồm khoang đun nóng nguyên liệu, khoang nước ngưng, bơm chân không, động cánh khuấy Hơi cấp vào khoang đun nóng, làm sơi ngun liệu xảy làm mát ngưng tụ Quá trình bốc làm nguyên liệu dần cô đặc Lấy mẫu sản phẩm qua cửa thử kiểm tra độ cô đặc Hình13: Thiết bị đặc chân khơng 3.6 Thiết bị lọc khung Cấu tạo: gồm có hệ thống bảng nhựa có vải lọc, thiết bị bơm, khay hứng, trục vít Ngồi cịn có thùng chứa, hệ thống dây dẫn… Nguyên lý hoạt động: nguyên liệu đưa từ thùng chứa sang thiết bị lọc nhờ hệ thống bơm Dựa lực ép trục vis, có áp lực phần nước phần nước qua khe hở vải lọc Phần bả giữ lại phía Phần nguyên liệu sau qua vải lọc chuyển đến thùng chứa 43 Cơng nghệ sản xuất bột Nhóm Hình 14: Thiết bị lọc khung 3.7 Thiết bị sấy hồng ngoại Cấu tạo: gồm có khoang chứa sản phẩm, động đảo trộn, thiết bị tạo tia hồng ngoại, thiết bị quạt hút Ngồi cịn có phễu nhận liệu, bảng điểu khiển, hệ thống dây dẫn… Hình 15: Thiết bị sấy hồng ngoại Nguyên lý hoạt động: sản phẩm qua phễu nhận liệu, đựa vào khoang sấy Tia hồng ngoại tạo thành có tác dụng làm nóng điểm sản phẩm Sử dụng tia hồng ngoại tia có bước sóng dài, có phân cực đảo chiều nên làm nóng sản phẩm Sản phẩm sau thời gian, tiến hành kiểm tra chất lượng, đạt đưa ngồi, tiếp tục tiến hành cơng đoạn Phần 3: Thành phẩm bột 44 Công nghệ sản xuất bột Nhóm I Các tiêu chuẩn sản phẩm bột  Theo đánh giá Tổ chức Y tế Sức khỏe hàng đầu Thế gới Bộ Y Tế Việt Nam, bột xem chất điều vị an toàn phép  sử dụng bếp ăn gia đình công nghiệp chế biến tực phẩm Thành phẩm mì có dạng tinh thể trắng bột kết tinh trắng, khơng mùi, có vị đặc trưng Tinh thể MSG chứa khơng 99% MSG tinh khiết Tính hịa tan – – – Tan nhiều nước Tan Ethanol Hầu khơng tan eter Độ tinh khiết – – Giảm khối lượng sấy khô: không thấp 0,5% (980C, 5h) pH từ 6,7 đến 7,2 (dung dịch nồng độ 1/20) Muối clorua: – Khơng lớn 0,2% Chì: – Không lớn mg/kg Kim loại năng: – Không 10mg/kg Asen: – Không 2mg/kg 10 Tổng số vi khuẩn hiếu khí/g: 104 11 Coliform/g: 102 12 E.coli/g: (Theo TCVN 1459:1996_Phụ gia thực phẩm Mì chính.) 45 Cơng nghệ sản xuất bột Nhóm II Các sản phẩm hành thị trường Ajinomoto Được thành lập từ năm 1991, Công Ty Ajinomoto Việt Nam công ty 100% vốn đầu tư nước ngồi thuộc Tập Đồn Ajinomoto, Nhật Bản Hình 16: Sản phẩm bột AJI-NO-MOTO Bột AJI-NO-MOTO® sản xuất phương pháp lên men tự nhiên từ nguồn nguyên liệu thiên nhiên mật mía đường tinh bột khoai mì Với kinh nghiệm từ năm 1909 đến nay, Bột AJI-NO-MOTO® với hàm lượng glutamate tinh khiết 99% mang đến vị ngon đậm đà cho thực phẩm Vedan Công Ty Cổ Phần Hữu Hạn Vedan Việt Nam (Vedan Việt Nam) thành lập từ năm 1991 xã Phước Thái, huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai Sản phẩm Bột Ngọt (Sodium Gluatamate) tinh luyện công ty có chất lượng tốt, thơng qua chứng nhận ISO 9001:2008, tồn quy trình sản xuất thơng qua khâu kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt Độ tinh khiết sản phẩm 99%, có ngoại quan hạt tinh thể không màu màu trắng, tất tiêu an toàn vệ sinh phù hợp với tiêu chuẩn quốc gia 46 Công nghệ sản xuất bột Nhóm Hình 17: Sản phẩm bột VEDAN Miwon Công ty TNHH MIWON Việt Nam, thành lập ngày 04 tháng 08 năm 1994 Sản phẩm Cơng ty TNHH MIWON Việt Nam mì - Bột mang thương hiệu MIWON với cơng suất 40.000 tấn/năm Hình 18: Sản phẩm bột Miwon A-One Năm 1990, Công ty Ve Wong Công ty Lương thực Thành phố Hồ Chí Minh Việt Nam hợp tác thành lập Xí nghiệp Liên doanh Saigon Ve Wong, tiến hành xây dựng nhà xưởng sản xuất theo cơng nghệ đại hố khu đất có diện tích rộng 15 hecta Quận 12 Sản xuất Bột ngọt, Mì ăn liền, Chế phẩm gạo, Bột canh, với nhãn hiệu A-ONE, KUNG FU, SỨC SỐNG… tất người tiêu dùng cảm thấy quen thuộc 47 Công nghệ sản xuất bột Nhóm Hình 19: Sản phẩm bột A-one TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] Gs.Ts Nguyễn Thị Hiền - Cơng nghệ sản xuất mì sản phẩm lên men cổ truyền – NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội – 2004 Lê Bạch Tuyết - Các q trình cơng nghệ sản xuất thực phẩm – NXB Giáo Dục Hà Nội – 1999 Phan Thị Diễm, Nguyễn Thị Hoa – Tìm hiểu quy trình sản xuất bột http://www.slideshare.net/kimngoc0526/file-thuyt-trnh AJI-NO-MOTO® - Kiến thức AJI-NO-MOTO® https://www.ajinomoto.com/features/aji-no-moto/vi/basic/method.html Daykemquynhon – Sản xuất bột http://issuu.com/daykemquynhon/docs/sanxuatbotngot TCVN 1459:2008_Phụ gia thực phẩm Mì 48 ... Nước Sản phẩm bột 20 Cơng nghệ sản xuất bột Nhóm Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bột Giải thích quy trình Căn vào dây chuyền sản xuất ta chia cơng đoạn sau: + Công đoạn thủy phân tinh bột + Công. .. dụng vi sinh vật tiếp tục tạo acid amin Phương pháp nhanh yêu cầu kỹ thuật cao, áp dụng nghiên cứu áp dụng vào cơng nghiệp sản xuất 10 Cơng nghệ sản xuất bột Nhóm Phần 2: Công nghệ sản xuất bột. .. thuộc 47 Công nghệ sản xuất bột Nhóm Hình 19: Sản phẩm bột A-one TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] Gs.Ts Nguyễn Thị Hiền - Công nghệ sản xuất mì sản phẩm lên men cổ truyền – NXB Khoa Học