KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG ĐỘ ẨM ĐẾN CHẤT LƯỢNG BÚN KHÔ BẰNG MÁY ÉP ĐÙN TRỤC VÍT TẠI CÔNG TY CPTP BÍCH CHI

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG ĐỘ ẨM ĐẾN CHẤT LƯỢNG BÚN KHÔ BẰNG MÁY ÉP ĐÙN TRỤC VÍT TẠI CÔNG TY CPTP BÍCH CHI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

- oOo

-NGUYỄN THẾ VINH

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG ĐỘ ẨM ĐẾN CHẤT LƯỢNG BÚN KHÔ BẰNG MÁY ÉP ĐÙN TRỤC VÍT

TẠI CÔNG TY CPTP BÍCH CHI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Giáo viên hướng dẫn

VĂN MINH NHỰT

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian thực hiện luận này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của thầy cô, bạn bè vàban lãnh đạo cùng các anh chị tại Công Ty Cổ Phần Thực Phẩm Bích Chi

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc của mình đến

- Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa NN & SHƯD – Trường Đại Học Cần Thơ

- Thầy Th.s Văn Minh Nhựt đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thànhluận văn này

- Ban lãnh đạo Công Ty Cổ Phần Thực Phẩm Bích Chi đã tạo điều kiện và giúp

đỡ tôi thực hiện luận văn

- Các anh chị Phòng Kỹ Thuật tại Công ty đã nhiệt tình chỉ dạy và giúp đỡ tôi trong thời gian tôi thực hiện luận văn tại công ty

- Các anh chị công nhân tại nơi tôi làm việc đã giúp đỡ nhiệt tình trong thời gian tôi thực hiện công việc tại công ty

- Cùng sự đóng góp ý kiến và giúp đỡ của gia đình và bạn bè để tôi hoàn thànhtốt luận văn này

MỤC LỤC

DANH SÁCH HÌNH i

DANH SÁCH BẢNG ii

TÓM TẮT LUẬN VĂN 1

ĐỊNH NGHĨA QUI ƯỚC 2

TỔNG QUAN CÔNG TY CỔ PHẦN THỰC PHẨM BÍCH CHI 3

A - Sơ lược sự hình thành và quá trình phát triển 3

A.1 Sự hình thành 3

A.2 Quá trình phát triển 3

B Các mặt hàng sản xuất chính 4

B.1 Hủ tiếu 4

B.2 Bánh phở 4

B.3 Bánh phồng tôm 4

B.4 Các sản phẩm bột 4

B.5 Bún gạo đùn 5

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 6

PHẦN II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 8

2.1 NGUỒN GỐC VÀ PHÂN LOẠI LÚA 8

2.1.1 Nguồn gốc cây lúa 8

2.1.2 Phân loại thực vật học .8

2.2 NGUYÊN LIỆU TINH BỘT VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC 9

2.2.1 Nguyên liệu từ ngũ cốc 9

2.2.2 Thành phần hóa học 11

2.2.3 Cấu tạo phân tử và tính chất của amylose 11

2.2.4 Cấu tạo phân tử và tính chất của amylopectin 12

2.3.1.Khái niệm kỹ thuật ép đùn 21

2.3.2 Tác dụng chính của ép đùn 21

2.3.3 Ưu điểm kỹ thuật ép đùn 22

2.3.4 Phân loại thiết bị ép đùn 23

2.4 BÚN 23

2.4.1 Sơ lược về bún 23

2.4.2 Qui trình sản xuất bún truyền thống 24

PHẦN III VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

3.1 VẬT LIỆU 26

3.1.1 Nguyên liệu 26

3.1.2 Thiết bị 26

3.2 PHƯƠNG PHÁP 28

3.2.1 Sơ đồ thực nghiệm 28

3.2.2 Bố trí thực nghiệm 29

3.2.3 Phương pháp tiến hành thực nghiệm 30

3.3 PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 30

3.3.1 Các chỉ tiêu đánh giá cảm quan chất lượng bún khô 30

3.3.2 Các chỉ tiêu đánh giá cảm quan chất lượng bún khô sau nấu 31

PHẦN IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33

4.1 QUI TRÌNH SẢN XUẤT BÁNH PHỞ - HỦ TIẾU 33

4.2 QUI TRÌNH SẢN XUẤT BÚN GẠO ÉP ĐÙN 38

4.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu 39

4.2.2 Ngâm 39

4.2.3 Nghiền ướt 39

4.2.4 Tách nước (làm ráo nước) 39

4.2.5 Đùn ép cắt sợi 39

4.2.6 Ủ 40

4.2.7 Ngâm nước (giữ nước) 40

4.2.8 Định hình và sấy khô 40

4.2.9 Thành phẩm 40

4.3 THỜI GIAN NÂNG NHIỆT KHỐI BỘT TRONG MÁY ÉP ĐÙN .40

4.2 ĐẶC ĐIỂM CẢM QUAN SỢI BÚN 42

4.2.1 Sản phẩm có kích thước 0,8mm 42

4.2.2 Sản phẩm có kích thước 1,5mm 43

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined.

DANH SÁCH HÌNH

Hình B.1: Một số sản phẩm bột ngũ cốc 5

Hình 2.1 Cấu tạo mạch thẳng amylose 12

Hình 2.2: Cấu tạo và vị trí liên kết  - 1,4 của amylose 12

Hình 2.3: Cấu tạo mạch nhánh của phân tử amylopentin 13

Hình 2.4: Phản ứng thủy phân của tinh bột .16

Hình 2.5: Phân cắt tinh bột tạo ra các sản phẩm đường 16

Hình 3.1: Sơ đồ thực nghiệm 28

Hình 3.2: Bố trí thực nghiệm 29

Hình 4.1: Qui trình sản xuất bánh phở - hủ tiếu 33

Hình 4.2: Khu vực phối trộn và máng lọc 34

Hình 4.3: Khu vực hệ thống máy hấp 35

Hình 4.4: Khu vực cắt sợi bánh tươi 36

Hình 4.5: Khu vực định hình bánh tươi 36

Hình 4.6: Qui trình sản xuất bún theo phương pháp ép đùn

Hình 4.7: Ảnh hưởng tốc độ nhập liệu đến thời gian nâng nhiệt khối bột 41

DANH SÁCH BẢNG

Bảng B.1 Chỉ tiêu độ dày của hủ tiếu 4

Bảng B.2 Chỉ tiêu độ dày của bánh phở 4

Bảng 2.1: Các loài Oryza 9

Bảng 2.2: Thành phần và tính chất một số nguyên liệu cho tinh bột 10

Bảng 2.3: Thành phần nguyên liệu lúa mì thay đổi 10

Bảng 3.1: Đặc điểm bột gạo nguyên liệu 26

Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật của thiết bị ép đùn 27

Bảng 3.3 Các chỉ têu chung đánh giá chất lượng sản phẩm 30

Bảng 3.4: Chỉ têu đánh giá cảm quan trạng thái bún khô 31

Bảng 3.5: Chỉ têu đánh giá cảm quan màu sắc bún khô 31

Bảng 3.6: Chỉ têu đánh giá cảm quan trạng thái bún sau khi nấu 31

Bảng 3.7: Chỉ têu đánh giá cảm quan màu sắc bún sau khi nấu 31

Bảng 3.8: Chỉ têu đánh giá cảm quan mùi vị bún sau khi nấu 32

Bảng 4.1: Thời gian nang nhiệt khối bột trong máy đùn 41

Bảng 4.2: Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm 0,8mm (ẩm 37 – 39%) 42

Bảng 4.3: Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm 0,8mm (ẩm 39 – 42%) 42

Bảng 4.4: Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm 1,5mm (ẩm 37 – 39%) 43

Bảng 4.5: Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm 1,5mm (ẩm 39 – 42%) 43

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Qua khảo sát theo dõi và tiến hành thực nghiệm tại nhà máy đã đưa đến kết luận bún gạo khô sản xuất tại nhà máy bằng kỹ thuật ép đùn với hàm lượng ẩm bột nguyên liệu tối ưu cho quá trình sản xuất sản phẩm bún gạo 0,8 mm là 39 – 41% ở tốc độ nhập liệu 1,26 – 1,44 kg/phút sẽ cho sản phẩm có chất lượng ổn định

Trong khảo sát này, tấm được nghiền ướt rồi đem tách ẩm, đưa vào thiết bị ép đùn để

hồ hóa và tạo sợi, ủ , định hình và sấy khô

Khảo sát này là bước tiến hành sơ bộ nhằm hướng đến xây dựng qui trình công nghệ sản xuất bún gạo khô cho nhà máy và xa hơn nữa là sự trang bị kiến thức cho việc tiến

xa hơn các ứng dụng của kỹ thuật ép đùn cho ngành chế biến thực phẩm

ĐỊNH NGHĨA QUI ƯỚC

Kỹ thuật ép đùn: chỉ tất cả các yếu tố về nguyên liệu, cấu tạo và bố trí thiết bị, điều kiện vận hành và các thiết bị khác hỗ trợ cho quá trình ép đùn, tạo sợi

Quá trình ép đùn: là quá trình xảy ra bên trong thiết bị ép đùn gây ra các biến đổi vật

lý, hóa học hay sinh học của nguyên liệu và bán thành phẩm bún tươi

Ngày 13/ 8/ 1997, nhà máy Bột Bích Chi được chính thức đổi thành Công ty thực phẩm Bích Chi theo quyết định số 64/QĐMB/TL của HĐBT tỉnh Đồng Tháp.

Đầu năm 2001, Công ty thực phẩm Bích Chi đổi thành Công ty cổ phần thực phẩm Bích Chi cho đến nay

A.2 Quá trình phát triển

Đầu năm 2001 đến nay, với một bộ phận quản lý năng động, cán bộ kỹ thuật giỏi về chuyên môn, đội ngũ công nhân lành nghề, nhà máy được trang bị máy móc hiện đại

Do đó công ty cho ra đời hơn 50 sản phẩm phù hợp với nhu cầu ẩm thực đa dạng của người tiêu dùng hiện nay

Công ty đã xây dựng và áp dụng thành công hệ thống quản lý chất lượng theo tiêuchuẩn ISO 9001 – 2000, công ty đang hướng tới kế hoạch xây dựng và áp dụng chương trình HACCP và đến cuối năm 2006 thì HACCP đã được kiểm định và chứng

thượng hạng, Bánh phồng cua, Bánh phồng cá basa,… nhằm phục vụ cho thị trường trong nước và xuất khẩu ra nước ngoài.

B Các mặt hàng sản xuất chính

B.1 Hủ tiếu

Là mặt hàng xuất khẩu chủ yếu của công ty Thành phần của hủ tiếu gồm: bột lọc, bột ngang và bột mì, một số phụ gia.Với hủ tiếu sản xuất ra được cắt sợi với nhiều kích cỡ phối hợp với những loại bột niêm khác nhau sẽ cho ra những sản phẩm với tên gọi khác nhau, đa dạng và phong phú Thường 4 loại kích cỡ sau đây được khách hàngchọn nhiều nhất là: 1,2mm; 2,5mm; 4mm; 8mm

Về độ dày của bánh là chỉ tiêu quan trọng để xác định hàng nội địa hay xuất khẩu Vìnếu hàng xuất khẩu không đạt về độ dày, mỏng sẽ loại dể làm hàng nội địa

Bảng B.1 Chỉ tiêu độ dày của hủ tiếu

Hình B.1: Một số sản phẩm bột ngũ cốc

B.5 Bún gạo đùn

Được sản xuất thử nghiệm từ cuối năm 2005 nhưng mãi đến năm 2006 thì sản phẩm mới được sản xuất thành công và đăng ký tiêu chuẩn chất lượng nên có thể thấy rằng đây là sản phẩm còn rất non trẻ của công ty và sản phẩm cũng chưa thật sự đa dạng dù

đã có một thị phần tương đối trên thị trường

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ

Thông thường, để làm chín thực phẩm trong các bữa ăn gia đình, hoặc chế biến thức

ăn chăn nuôi gia súc, thường phải xử lý nguyên liệu bằng việc xay xát, nghiền dập, nấu, hấp, luộc, chiên xào Ngày nay trong công nghiệp thực phẩm, người ta dùngphương pháp ép đùn và được xem là công nghệ mới rất hữu hiệu trong chế biến thực phẩm

So với trước đây, công nghệ ép đùn (Extrusion cooking) được xem là hiện đại nhất, lý tưởng và hấp dẫn nhất vì nó đáp ứng rất hiệu quả cho các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật vàchất lượng tuyệt hảo Công nghệ ép đùn là một quá trình chế biến thực phẩm hiện đại hoàn toàn không sử dụng nguồn năng lượng từ bên ngoài cung cấp mà do ma sát tự sinh nhiệt xử lý các nguyên liệu ở nhiệt độ cao trong thời gian ngắn Nếu như cácphương pháp chế biến thủ công khác phải làm chín từng loại thực phẩm riêng rẽ trong một hỗn hợp gồm nhiều chủng loại như: vừng, đậu nành, gạo, bắp, khoai, sau đó mới trộn chung vào thì ở đây máy ép đùn lại làm chín được cùng một lúc hỗn hợp các nguyên liệu đã trộn sẵn, nhờ vậy tiết kiệm được thời gian, công sức và năng lượng từ

đó dẫn đến việc hạ được giá thành sản phẩm Trong quá trình làm chín thực phẩm nhiệt độ có thể lên khá cao trong buồng ép khoảng 2000C, nhưng thời gian làm chínthực phẩm lại cực ngắn chỉ từ 5-15 giây Với nhiệt độ và thời gian như thế trong công đoạn nấu sẽ hạn chế được tối đa sự phân hủy các phần tử dinh dưỡng của thực phẩm

do nhiệt độ, giúp cho tiêu hóa tốt hơn

Với nguồn nguyên liệu gạo phong phú ở Đồng Bằng Sông Cửu Long việc nghiên cứuứng dụng và phát triển công nghệ ép đùn cho các sản phẩm từ tinh bột trong ngànhchế biến thực phẩm là việc làm rất thực tế và có nhiều triển vọng cho hướng đi mớicủa ngành thực phẩm

Bún gạo là sản phẩm lâu đời trong dân gian nhưng việc sản xuất theo phương pháp thủ công truyền thống không đem lại hiệu quả kinh tế cao và tốn nhiều công sức, thờigian Công nghệ ép đùn hiện nay đã được ứng dụng trong công nghệ làm bún nhưngviệc tìm hiểu về các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm (độ ẩm nguyên liệu,nhiệt độ sinh ra, các thông số về thiết bị,…) chưa được quan tâm đúng mức do đó chấtlượng không ổn định và khi sản phẩm bị thay đổi chất lượng thì nhà chế biến chưa biết

khắc phục từ đâu.Từ đó ta thấy việc tìm hiểu về các yếu tố ảnh hưởng chất lượng búngạo là cần thiết và rất thực tế.

Hiện nay, sản phẩm bún gạo đã có mặt ở thị trường do một số nhà sản xuất cung cấp nhưng những sản phẩm nay về cơ bản chưa có sự ổn định và đồng nhất về chất lượng

Do đó, khi tiến hành khảo sát thực tế qui trình sản xuất bún gạo tại nhà máy thực phẩm Bích Chi sẽ có cái nhìn tổng quát hơn và đi đến xây dựng công nghệ sản xuất bún gạo khô tại nhà máy Bích Chi cũng như công nghệ sản xuất bún gạo tốt hơn với chất lượng ổn định cho sản phẩm bún gạo truyền thống bằng công nghệ mới

Mặc dù đã sản xuất thành công và tung ra thị trường cùng với sự quan tâm của ban lãnh đạo vì ban lãnh đạo nhận thấy tìm năng về lợi nhuận và khả năng phát triển của sản phẩm nhưng cho đến nay sản phẩm bún gạo đùn của công ty vẫn còn nhiều khó khăn do chất lượng sản phẩm không có sự ổn định, hiệu suất thu hồi chưa đạt được đến mức độ mong muốn của ban lãnh đạo

Trước các khó khăn đó cán bộ kỹ thuật công ty đã và đang tiến hành nhiều biện pháp nhằm ổn định chất lượng cho sản phẩm bún gạo nhằm đạt hiệu quả kinh tế hơn và xahơn nữa là tiến tới xây dựng một qui trình công nghệ sản xuất ổn định cho sản phẩm,

mở rộng qui mô sản xuất của sản phẩm bún gạo đùn của công ty và đó cũng chính làmong muốn của ban lãnh đạo công ty Do đó, vấn đề khảo sát thực tế và tiến hànhthực nghiệm sản xuất với sản phẩm bún gạo đùn với đề tài “Khảo sát ảnh hưởng độ

ẩm nguyên liệu và tốc độ nhập đến chất lượng sản phẩm bún gạo đùn tại công ty cổ phần thực phẩm Bích Chi” nhằm đánh giá xem trong quá trình sản xuất thì độ ẩm nguyên liệu và tốc độ nhập liệu có ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sản phẩm bún gạo hay không và ảnh hưởng như thế nào chính là mục tiêu đặt ra của đề tài Qua đó đánhgiá được chất lượng bún gạo cũng như quá trình sản xuất tại công ty CPTP Bích Chi đạt được như thế nào

PHẦN II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 NGUỒN GỐC VÀ PHÂN LOẠI LÚA [1].

2.1.1 Nguồn gốc cây lúa.

Cây lúa là loại cây lương thực được biết đến từ lâu đời Có nhiều ý kiến cho rằng quêhương cây lúa là: Việt Nam, Trung Quốc, Ấn Độ,… Vùng Triết Giang (Trung Quốc) cây lúa xuất hiện từ 5.000 năm trước; vùng hạ lưu sông Dương Tử cây lúa xuất hiện trước đây 4.000 năm Ở Việt Nam, trong thời kỳ tiền sử khoảng 4.000 – 3.000 nămtrước công nguyên đã tìm thấy di tích chứng tỏ con người đã biết đến cây lúa như: bànnghiền hạt, cối chày đá,…

Có tác giả cho rằng cây lúa xuất hiện đầu tiên ở Ấn Độ (Watt G, 1908; Vavilop 1926);

Có tác giả khác lại xem Trung Quốc là vùng cây lúa xuất hiện đầu tiên (De Candolle

A, 1885; Roshevits R.U, 1930) Nhưng cũng có nhà nghiên cứu cho rằng cây lúa xuất hiện đầu tiên ở Việt Nam, Campuchia,… (Chevalier A, 1937; Kamamaarov VL, 1938; Erughin PS, 1950,…) Trong nghiên cứu về bản sắc văn hóa, PGS – TS Trần Ngọc Thêm (Đại học xã hội và nhân văn) đã chứng minh cây lúa có nguồn gốc từ Việt Nam

ở vùng châu thổ Sông Hồng, dựa trên các phong tục, tập quán, văn học, ngôn ngữ vàcác di tích về cách làm “ruộng lạc”, “Hỏa canh”, “Thủy nậu”, hay hình người giã gạo

in trên trống đồng Ngọc Lũ, Hoàng Hạ, Cổ Loa: hình cây lúa, hình gà mổ thóc…

2.1.2 Phân loại thực vật học.

Cây lúa thuộc họ hòa thảo (Gramineae), chi Oryza Trong chi oryza có 28 loài Trong

đó, có 2 loài: Oryza sativa được trồng phổ biến ở Châu Á, Oryza glaberrima được trồng ở Tây Phi Việc phân chi Oryza có nhiều ý kiến khác nhau:

- Roshenvits R.U (1930) phân Oryza thành 19 loài.

- Chaherjee (1948) chia Oryza thành 23 loài.

- Richaria R (1960) chia Oryza thành 18 loài.

- Viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRI (1963) đã phân chi Oryza thành 19 loài.

Bảng 2.1: Các loài Oryza

1 O sativa L. Tất cả các châu lục

2 O australiensis Domin Bắc châu Úc

3 O.augustifolia Hubbard Một số vùng ở Châu Phi

4 O abta Swallen Nam Trung Mỹ

5 O brachyantha Chev. Tây Phi

6 O breviligulata Chev. Tây Phi

7 O coaretala Roxb. Ấn Độ, Myanmar, Pakistan

8 O eichngri Peter Châu Phi

9 O glaberrinma Steud Châu Phi

10 O latifolia Desv. Trung Nam Mỹ

11 O longiglumis Lansen

12 Meyerianma Baill Philippin, Hải Nam, Indonesia,…

13 O minuta resl Philippin, Malaysia

14 O officinalis Wall Ấn Độ, Myanmar,…

15 O perrieri Camus Châu Phi, Madagascar

16 O punctata Kotochy Xudang, Etiopi, Uganda…

17 O ridleyi Hook Thái Lan, Lào, Indonesia

18 O schlechteri Pilger Úc

19 O tisseranti A chev Trung Phi

2.2 NGUYÊN LIỆU TINH BỘT VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC

2.2.1 Nguyên liệu từ ngũ cốc [2],[3]

Tinh bột là loại carbohydrate dự trữ chủ yếu ở thực vật, tinh bột là sản phẩm có nhiềutrong các loại ngũ cốc, lúa, củ chứa tinh bột,… và tuỳ theo nguồn nguyên liệu mà cácsản phẩm tinh bột cũng có một số đặc tính riêng và các giá trị đó sẽ được thể hiện

Bảng 2.2: Thành phần và tính chất một số nguyên liệu cho tinh bột [2]

Kích thước hạt( )m

Hàmlượng amylose(%)

Khả năng trương nở (950C)

Độ hoàtan ở

950C (%)

Nhiệt độ

hồ hoá (0C)

Hình dạng hạtLoại tinh

bột

Giới hạn Trung bìnhLúa mạch 2 – 35 20 22 59 – 64 Tròn, elipBắp

25

2312

62 – 72

63 – 72

85 - 87

Tròn, đagiác

Tròn, ovalTròn

Khoai tây 15 – 100 33 24 1000 82 56 – 69 Hình

trứngGạo 3 – 8 5 17 19 67 – 78 Từng cụm

đa giácLúa miến 5 – 25 15 26 22 22 68 – 75 Tròn, đa

giácKhoai mì 5 – 35 20 17 71 48 52 – 64 Tròn, ovalBột mì 2 – 35 25 21 41 62 – 75 Tròn, elip

Ba loại ngũ cốc phổ biến được sản xuất phổ biến hiện nay trên thế giới là: lúa mì, lúagạo và ngô, bên cạnh cũng có thể nói đến lúa mạch, lúa miến và yến mạch

Thành phần trong nguyên liệu ngũ cốc sẽ thay từ dạng nguyên hạt đến dạng bột tinhsạch Thí dụ thành phần của nguyên liệu lúa mì có sự thay đổi theo giá trị bảng sau:(% chất khô)

Bảng 2.3: Thành phần nguyên liệu lúa mì thay đổi (% chất khô) [3]

117821,51,0

11801,51,00,5

0,2900,51,00,5Việc lựa chọn nguyên liệu sẽ phụ thuộc vào tính chất kỹ thuật đáp được yêu cầu sảnxuất nhưng cũng phải xem xét thật kỹ về mặt kinh tế đối với một nhà sản xuất và kinhdoanh thực phẩm

Về cơ bản thì hầu hết các nhà sản xuất sẽ chọn dạng bột thô (fluor) cho sản xuấtnhưng khi có thể sử dụng dạng hạt thì nên sử dụng sẽ cho hiệu quả kinh tế hơn Mức

độ mịn của bột sẽ tuỳ thuộc vào bản chất nguyên liệu cũng như quá trình biến đổi củachúng trong quá trình thực hiện sản xuất (nguyên liệu được nghiền mịn trong thiết bị

ép đùn Thêm vào đó là các thành phần chất béo (0,5 – 1%), các protein liên kết trên

bề mặt (0,1 – 0,2%) cũng biến đổi trong thiết bị

2.2.3 Cấu tạo phân tử và tính chất của amylose [2],[4]

- Cấu tạo phân tử amylose

Được hình thành bởi mạch thẳng của các gốc 2 – D – glucopyranose theo liên kết  1,4 – glucoside với khoảng 100 đến 200 đơn vị glucose, có trọng lượng phân tử từ50.000 – 160.000 Các mạch amylose của các loại ngũ cốc khác nhau sẽ có hàmlượng, cấu trúc và kích thước không giống nhau : trong bột mì hay lúa mạch thì

-Hình 2.1 Cấu tạo mạch thẳng amylose [***]

+ Cấu tạo và vị trí liên kết  - 1,4 của amylose

Hình 2.2: Cấu tạo và vị trí liên kết  - 1,4 của amylose [***]

- Tính chất của amylose

Do cấu trúc amylose có nhiều gốc hydroxyl tự do nên amylose dễ hoà tan trong nước

ấm, tuy nhiên ở dạng tinh thể không bền vững dễ dàng tách ra khi để yên Amylosephản ứng tạo màu xanh đặc trưng với iod và có thể tạo phức với các chất hoạt động bềmặt, các acid béo và một số hợp chất phân cực như : parafin, butanol, phenol, oleic,…

2.2.4 Cấu tạo phân tử và tính chất của amylopectin [2],[4]

- Cấu tạo phân tử amylopectin

Hình 2.3: Cấu tạo mạch nhánh của phân tử amylopentin [****]

Hình thành các mạch nhánh ngoài các mạch thẳng Trong phân tử amylopectin, ngoàicác mạch thẳng có liên kết  - 1,4 – glucoside chiếm ưu thế còn có các mạch nhánh liên kết với mạch thẳng bằng liên kết  - 1,6 – glucoside và một số ít liên kết  - 1,3– glucoside

Amylopectin là dạng polyme mạch phân nhánh có khối lượng phân tử rất lớn có thể đạt từ 500.000 đến 1000.000 (Da) và trong một số loại nguyên liệu khối lượng phân tử

có thể đạt 108(Da) với số lượng đơn vị glucose là 500.000 đơn vị Amylopectin có hình dạng cấu trúc phân nhánh như cấu tạo của một cây thực vật với mạch chính làmthân cây, các mạch thứ cấp là các cành cây và các mạch phân nhánh nhỏ hơn là cáccành con Các mạch nhánh vòng ngoài chứa khoảng 20 đơn vị glucose có thể liên kết với nhau ở dạng phân tử trung gian có vòng xoắn kép tạo nên cấu trúc cứng chắc Một thành phần cũng rất đáng quan tâm trên cấu trúc amylopectin là sự hiện diện của

không có khả năng tạo phức với các chất phân cực như butanol và các hợp chất hữu cơkhác

2.2.5 Các tính chất đặc trưng của tinh bột [2],[3],[4]

Về cơ bản tinh bột cũng như các hợp chất khác ta cũng sẽ nhận thấy được tinh bột có đầy đủ các tính chất vật lý và tính chất hoá học cần tìm hiểu khi chọn tinh bột làmnguồn nguyên liệu cho sản xuất thực phẩm

- Tính chất vật lý

Tính chất vật lý bao gồm : tính hút ẩm, hoà tan, tính hồ hoá và thoái hoá ở tinh bột, khả năng tạo màng và tạo sợi, tính hấp phụ,… Trong đó tuỳ từng loại nguyên liệu màcác tính chất vật lý của chúng sẽ có những thông số biến đổi khác nhau và trong từng loại nguyên liệu thì thành phần tỉ lệ amylopectin : amylose và hình dạng, kích thước hay bản chất của các hạt lúc chế biến cũng sẽ tạo ra các biến đổi không giống nhau Khi tìm hiểu về loại nguyên liệu cho kỹ thuật ép đùn thì hình dạng, kích thước và hàmlượng amylopectin – amylose sẽ được xem xét một cách rõ ràng vì chúng ảnh hưởng rất nhiều khi nguyên liệu đi trong thiết bị ép đùn

Các hạt tinh bột có hình dạng và kích thước khác nhau có ảnh hưởng rất lớn đến kỹ

thuật ép đùn Các nhà chế biến bằng công nghệ ép đùn thích sử dụng bột (flour) hơn là tinh bột (starch) cho sản xuất vì nó là loại nguyên liệu rẻ nhất nhưng lại có thể đáp

ứng được yêu cầu của kỹ thuật ép đùn Hạt nguyên sẽ được nghiền thành dạng bột với kích thước hạt phù hợp cho kỹ thuật ép đùn chín, các hạt có kích cỡ nhỏ này sẽ thể hiện các đặc tính khác nhau trong thiết bị ép đùn tuỳ thuộc vào bản chất tự nhiên của chúng

+ Hạt có nội nhũ mềm

Đây cũng chính là một điểm phân biệt các loại nguyên liệu với nhau Trong máy ép đùn bột mềm tạo ra năng lượng cơ học tương tác giữa các hạt ít và yêu cầu về năng lượng cho quá trình chế biến khi đi trong trục ít hơn (năng lượng cần cho giãn nở không cao) Tuy nhiên, việc sinh ít nhiệt sẽ yêu cầu thời gian dài hơn để có thể chuyển qua trạng thái mềm dẻo trong thiết bị

+ Hạt có nội nhũ cứng

Các loại ngũ cốc có cấu trúc cứng chắc như gạo cần năng lượng năng lượng cao hơn

để có thể phá vở và lượng nhiệt sinh ra từ quá trình này sẽ cao hơn trong máy ép đùn

Nếu hạt có kích thước nhỏ hơn trong thiết bị chúng sẽ mềm nhanh chóng và giảm thời gian trong vùng tạo lực cắt nhưng nếu kích thước hạt lớn thì sẽ mất nhiều thời gian hơn để chuyển đổi trạng thái vì chúng đòi hỏi lượng nhiệt nhiều hơn để chuyển đổi cũng như rất khó bị phá vỡ hơn dạng bột mềm có cùng kích cỡ

+ Tuy nhiên, có một số loại ngũ cốc khác lại tồn tại đồng thời hai loại hạt cứng

và mềm như bột mì và bột bắp sẽ tạo ra hỗn hợp

+ Do đó, nhà sản xuất khi sử dụng công nghệ ép đùn cần có một quá trìnhtương thích phù hợp cho dạng nguyên liệu trong quá trình sản xuất

Thí dụ: Nếu cần tạo sản phẩm có độ ẩm thấp với mức độ giãn nở cao thì loại bột sử

dụng là sản phẩm từ hạt có nội nhủ cứng sẽ cho hiệu cao Nếu sản phẩm yêu cầu có hàm lượng ẩm từ thấp đến trung bình thì nên thay loại bột từ hạt có nội nhủ cứng sang loại bột mềm mịn và sản phẩm bánh miếng với yêu cầu độ ẩm rất thấp, có cấu trúc chặt chẽ như dạng sản phẩm biscuit thì bột xốp sẽ cho hiệu quả tốt nhất

- Tính chất hoá học

Tính chất hoá học bao gồm: bị thuỷ phân dưới tác dụng phân cắt của enzyme và xúctác acid thì hầu như ít có liên quan đến quá trình sản xuất bằng kỹ thuật ép đùn Tuynhiên, dựa trên các tính chất này ta có thể cải tiến công nghệ trên nguyên tắc cải thiện tính chất nguyên liệu

2.2.6 Các phản ứng tiêu biểu của tinh bột

 Phản ứng thủy phân

Một tính chất quan trọng của tinh bột là quá trình thủy phân liên kết giữa các đơn vị glucozơ bằng axít hoặc bằng enzym Axit có thể thủy phân tinh bột ở dạng hạt ban đầu hoặc ở dạng hồ hóa hay dạng past, còn enzym chỉ thủy phân hiệu quả ở dạng hồ hóa Một số enzym thường dùng là α- amilaza, β- amilaza Axit và enzym giống nhau làđều thủy phân các phân tử tinh bột bằng cách thủy phân liên kết α-D (1,4) glycozit

Hình 2.4: 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 tác nhân oxi hóa

và điều kiện tiến hành phản ứng Quá trình oxi hóa tinh bột trong môi trường kiềm bằng hypoclorit là một trong những phản ứng hay dùng, tạo ra nhóm cacboxyl trêntinh bột và một số lượng nhóm cacbonyl Quá trình này còn làm giảm chiều dài mạchtinh bột và tăng khả năng hòa tan trong nước, đặc biệt trong môi trường loãng

Hình 2.5: Phân cắt tinh bột tạo ra các sản phẩm đường

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 các nhóm hydroxyl Những nhóm hydroxyl trong tinh bột có khả năng phản ứng với andehyt trong môi trường axit Khi đó xảy ra phản ứng ngưng tụ tạo liên kết ngang giữa các phân tử tinh bột gần nhau Sản phẩm tạo thành không có khả năng tan trong nước

 Phản ứng tạo phức

Phản ứng rất đặc trưng của tinh bột là phản ứng với iot Khi tương tác với iot, amiloza

sẽ cho phức màu xanh đặc trưng Vì vậy, iot có thể coi là thuốc thử đặc trưng để xác định hàm lượng amiloza trong tinh bột bằng phương pháp trắc quan Để phản ứng

được thì các phân tử amiloza phải có dạng xoắn ốc để hình thành đường xoắn ốc đơncủa amiloza bao quanh phân tử iot Các dextrin có ít hơn 6 gốc glucozơ không chophản ứng với iot vì không tạo được một vòng xoắn ốc hoàn chỉnh Axit và một số muối như KI, Na2SO4tăng cường độ phản ứng.

Amiloza với cấu hình xoắn ốc hấp thụ được 20% khối lượng iot, tương ứng với một vòng xoắn một phân tử iot Amilopectin tương tác với iot cho màu nâu tím Về bản chất phản ứng màu với iot là hình thành nên hợp chất hấp thụ

Ngoài khả năng tạo phức với iot, amiloza còn có khả năng tạo phức với nhiều chất hữu cơ có cực cũng như không cực như: các rượu no, các rượu thơm, phenol, cácxeton phân tử lượng thấp

 Tính hấp thụ của tinh bột

Hạt tinh bột có cấu tạo lỗ xốp nên khi tương tác với các chất bị 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 của hạt và khả năng trương nở của chúng

 Khả năng hấp thụ nước và khả năng hòa tan của tinh bột

Xác định khả năng hấp thụ nước và khả năng hòa tan của tinh bột cho phép điều chỉnh được tỉ lệ dung dịch tinh bột và nhiệt độ cần thiết trong quá trình công nghiệp, còn có

ý nghĩa 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 hóa, tạo gel, tạo màng) Ngoài ra, nó cũng là cơ sở để lựa chọn tinh bột biến hình thích hợp cho từng ứng dụng cụ thể Ví dụ: Để sản xuất các sản phẩm nước uống hòa tan như cà phê, trà hòa tan thì nên chọn tinh bột biến hình nào có độ hòa tan caonhất

Tinh bột bị 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: tinhbột bắp: 9,1%, tinh bột khoai tây: 12,7%, tinh bột sắn: 28,4%

 Tính chất hồ hóa của tinh bột

Nhiệt độ để phá vỡ hạt chuyển tinh bột từ trạng thái đầu có mức độ oxi hóa khác nhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt độ hồ hóa Phần lớn tinh bột bị hồ hóa khi nấu vàtrạng thái trương nở được sử dụng nhiều hơn ở trạng thái tự nhiên Các biến đổi hóa lí khi hồ hóa như sau: hạt tinh bột trương lên, tăng độ trong suốt và độ nhớt, các phân tử mạch thẳng và nhỏ thì hòa tan và sau đó tự liên hợp với nhau để tạo thành gel Nhiệt

độ hồ hóa không phải là một điểm mà là một khoảng nhiệt độ nhất định Tùy điều kiện

hồ hóa như nhiệt độ, nguồn gốc tinh bột, kich thước hạt và pH mà nhiệt độ phá vỡ vàtrương nở của tinh bột biến đổi một cách rộng lớn

 Độ nhớt của hồ tinh bột

Một trong những tính chất quan trọng của tinh bột có ảnh hưởng đến chất lượng và kết cấu của nhiều sản phẩm thực phẩm đó là độ nhớt và độ dẻo Phân tử tinh bột có nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kết được với nhau làm cho phân tử tinh bột tập hợp lại, giữ nhiều nước hơn khiến cho dung dịch có độ đặc, độ dính, độ dẻo và độ nhớt cao hơn Yếu tố chính ảnh hưởng đến độ nhớt của dung dịch tinh bột là đường kính biểu kiến của các phân tử hoặc của các hạt phân tán, đặc tính bên trong của tinh bột nhưkích thước, thể tích, cấu trúc, và sự bất đối xứng của phân tử Nồng độ tinh bột, pH, nhiệt độ, tác nhân oxi hóa, các thuốc thử phá hủy liên kết hydro đều làm cho tương táccủa các phân tử tinh bột thay đổi do đó làm thay đổi độ nhớt của dung dịch tinh bột

 Khả năng tạo gel và sự thoái hóa gel

Tinh bột sau khi hồ hóa và để nguội, các phân tử sẽ tương tác nhau và xắp xếp lại một cách có trật tự để tạo thành gel tinh bột với cấu trúc mạng 3 chiều Để tạo được gel thìdung dịch tinh bột phải có nồng độ đậm đặc vừa phải, phải được hồ hóa để chuyển tinh bột thành trạng thái hòa tan và sau đó được để nguội ở trạng thái yên tĩnh Trong

gel tinh bột chỉ có các liên kết hydro tham gia, có thể nối trực tiếp các mạch polyglucozit hoặc gián tiếp qua phân tử nước

Khi gel tinh bột để nguội một thời gian dài sẽ co lại và lượng dịch thể sẽ thoát ra, gọi

là sự thoái hóa Quá trình này sẽ càng tăng mạnh nếu gel để ở lạnh đông rồi sau đó cho tan giá

2.2.8 Các thành phần khác [3]

- Nước

Trong khối nguyên liệu các hợp chất polyme có độ nhớt cao tạo cấu trúc cứng xốp, trong khi thực hiện quá trình ép đùn thì nước là thành phần thực hiện quá trình khử vàhoà tan các hợp chất polyme làm cho chúng linh động hơn trong thành phần nguyênliệu Ở hàm lượng ẩm >10% thì sẽ có đủ lượng nước cho các polyme bắt đầu di chuyển và trượt lên nhau và tính chất vật lý của sản phẩm ép đùn chuyển từ trạng thái cứng giòn sang dòng hợp chất dẻo và nhớt Ở hàm lượng ẩm này thì năng lượng cho trục vít và dịch chuyển của dòng lưu chất là rất lớn và nhiệt năng của khối vật chất nguyên liệu tăng nhanh chóng Thiết bị ép đùn cũng cắt đứt các polyme bằng nhiệt vàlực cắt cơ học Khi hàm lượng ẩm tăng thì độ nhớt giảm và tính lưu biến của khối nguyên liệu tăng lên và năng lượng cơ học ít bị tổn thất Ở mức ẩm 25% thì nhiệt cần thiết cho quá trình ép đùn sẽ được cung cấp hoàn toàn từ các tương tác và ma sát giữa các thành phần bên trong thiết bị ép đùn, nhưng ở hàm lượng ẩm >25% thì quá trìnhcần được cung cấp một lượng nhiệt từ bên ngoài để có thể đạt nhiệt độ yêu cầu là

>1200C

Sự có mặt của hàm lượng nước tự do trong tinh bột giúp cho tinh bột tinh bột có thể giản nở được sau tinh thể đã biến đổi sang dạng lỏng Hàm lượng ẩm này cũng làmcho cấu trúc hạt yếu đi và tăng khả năng phân tán của các hạt Để chuyển sang dạng nhão thì tinh bột cần một lượng ẩm tương ứng là 30%

Dầu và mỡ sẽ hoạt động như các chất bôi trơn giữa vật chất rời và trục của máy ép đùn trong quá trình ép đùn Cả dầu và mỡ đều là chất béo nhưng mỡ sẽ thường hiện diện ở dạng rắn ở nhiệt độ thường, trong máy ép đùn thì chúng chuyển sang dạng lỏng

- Các chất khô hoà tan

Dạng phổ biến nhất của các chất rắn hoà tan dùng trong máy ép đùn là các glucidmạch ngắn (đường) và muối Chúng hoà tan vào trong môi trường lỏng và hình thànhnên dòng nguyên liệu có đặc tính dẻo với độ nhớt cao nhưng các chất khô hoà tan này

sẽ không có ảnh hưởng gì nhiều nếu hàm lượng thêm vào chỉ ở mức <5% Nếu sử dụng ở mức cao hơn thì sự ảnh hưởng sẽ phải chú ý

Thí dụ: Việc thêm đường có thể làm tăng thể tích và giảm hàm lượng tinh bột trong dòng nguyên liệu để giảm các tương tác cơ học của quá trình nén và cắt của trục vàgiảm năng lượng riêng cơ học (SME) đầu vào, nhiệt độ và quá trình phân giải tinh bột

sẽ giảm làm sự giảm về độ giãn nở Giải pháp để hạn chế biến đổi này là giảm hàmlượng ẩm nhằm duy trì nồng độ tinh bột

- Cơ chất tạo mầm bọt

Nguyên lý của quá trình tạo mầm bọt đã được phát hiện ngay từ những ngày đầu màngành công nghệ bắt đầu phát triển nhưng mãi đến những năm cuối của thập niên 80thì chúng mới được đưa ra thảo luận về sự hiện diện của thành phần vỏ trấu mịn (cám)

có ảnh hưởng đến cơ chế hình thành mầm bọt khí trong quá trình ép đùn và có tácdụng làm tăng số lượng tế bào khí trong sản phẩm ép đùn Báo cáo cũng chỉ ra rằng sự tạo mầm của các tế bào khí trong quá trình trương nở của sản phẩm ép đùn tại khuôn

đi từ vô hướng đến quá trình có tính chất định hướng

Các công trình nghiên cứu tiếp theo đã chứng minh được nguyên liệu như calcium

carbonate và muối calcium phosphate không tan tạo mầm tế bào khí tốt hơn cám

nhưng nồng độ sử dụng lại thấp hơn, nó cho ta biết rằng hiện tượng hình thành mầm cần có sự hiện diện của các hạt không tan

- Cơ chất tạo màu

Trong chế biến bằng công nghệ ép đùn thì hầu như màu tự nhiên của nguyên liệu sẽ mất đi sau khi chế biến Do đó, việc sử dụng màu tổng hợp bền nhiệt sẽ được sử dụng giúp nhà sản xuất tạo ra sản phẩm ép đùn có màu sắc khác nhau Bên cạnh đó phản

ứng Maillard giữa đường khử và các amino acid ở nhiệt độ cao màu sậm cho sản

phẩm và việc khống chế quá trình hình thành màu nâu từ phản ứng này khi khôngmuốn nó xảy ra trong sản phẩm cần được quan tâm

- Cơ chất tạo hương vị

Cũng giống như việc tạo màu, việc tạo mùi vị là rất cần thiết và việc sử dụng mùi thực phẩm là phương pháp khả thi hơn cả vì mùi vị tự nhiên của nguyên liệu sau quá trìnhchế biến nhiệt độ cao hầu như không còn mà quá trình ép đùn có thể sinh ra mùi từ cácphản ứng giữa các thành phần nguyên liệu ở nhiệt độ cao

2.3 KỸ THUẬT ÉP ĐÙN

2.3.1.Khái niệm kỹ thuật ép đùn [5]

Ép đùn là một quá trình, trong đó nguyên liệu bị nén thành dòng chảy dưới tác dụng gần như đồng thời của các yếu tố: nhào trộn, gia nhiệt, nén ép của áp suất lớn và tạo hình qua lỗ khuôn làm cho nguyên liệu có những biến đổi cơ bản về vật lý, hóa học Các quá trình này xảy ra đồng thời và tương tác lẫn nhau Sau quá trình ép đùn sản phẩm được được định hình theo một dạng nhất định

2.3.2 Tác dụng chính của ép đùn [3],[5]

Trong bất kỳ dạng ép đùn nào, nguyên liệu qua nó cũng xuất hiện gần như đồng thời