Đồ án sắn và các sản phẩm từ sắn

Trong bối cảnh tự do hóa thương mại và toàn cầu hóa, ở một nước đông dân, bình quân diện tích đất trên đầu người thấp, tỷ trọng đóng góp GDP, giá trị xuất khẩu và lực lượng lao động cao, nông nghiệp tiếp tục giữ vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam. Việt Nam đã đạt được tốc độ tăng trưởng cao trong nông nghiệp, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất lương thực. Sản lượng lương thực Việt Nam không những đủ cho nhu cầu trong nước mà còn có khối lượng lớn cho xuất khẩu. Sắn là cây lương thực quan trọng thứ ba sau lúa và ngô. Sắn dễ trồng, hợp nhiều loại đất, vốn đầu tư thấp, có khả năng cạnh tranh cao, là nguyên liệu để chế biến nhiều loại thực phẩm như: bột ngọt, mì ăn liền, glucozơ, xiro, rượu, cồn, bánh kẹo, mạch nha, phụ gia thực phẩm… Ngoài ra phụ phẩm trong các quá trình chế biến sản phẩm từ sắn cũng được tận dụng tối đa. Lĩnh vực sản xuất các sản phẩm từ sắn đã và đang đóng góp không nhỏ cho sự phát triển nền nông nghiệp nói riêng và nền kinh tế Việt Nam nói chung. Với sự phát triển ngày càng cao của xã hội cùng với việc ứng dụng các thành tựu khoa học kĩ thuật vào sản xuất tạo điều thuân lợi cho các ngành thực phẩm đặc biệt là

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM LỜI MỞ ĐẦU Trong bối cảnh tự hóa thương mại toàn cầu hóa, nước đông dân, bình quân diện tích đất đầu người thấp, tỷ trọng đóng góp GDP, giá trị xuất lực lượng lao động cao, nông nghiệp tiếp tục giữ vai trò quan trọng kinh tế Việt Nam Việt Nam đạt tốc độ tăng trưởng cao nông nghiệp, đặc biệt lĩnh vực sản xuất lương thực Sản lượng lương thực Việt Nam đủ cho nhu cầu nước mà có khối lượng lớn cho xuất Sắn lương thực quan trọng thứ ba sau lúa ngô Sắn dễ trồng, hợp nhiều loại đất, vốn đầu tư thấp, có khả cạnh tranh cao, nguyên liệu để chế biến nhiều loại thực phẩm như: bột ngọt, mì ăn liền, glucozơ, xiro, rượu, cồn, bánh kẹo, mạch nha, phụ gia thực phẩm… Ngoài phụ phẩm trình chế biến sản phẩm từ sắn tận dụng tối đa Lĩnh vực sản xuất sản phẩm từ sắn đóng góp không nhỏ cho phát triển nông nghiệp nói riêng kinh tế Việt Nam nói chung Với phát triển ngày cao xã hội với việc ứng dụng thành tựu khoa học kĩ thuật vào sản xuất tạo điều thuân lợi cho ngành thực phẩm đặc biệt lĩnh vực sản xuất tinh bột sắn sản phẩm từ sắn phát triển Sự phát triển mạnh mẽ lĩnh vực sản xuất tinh bột sắn sản phẩm từ sắn đòi hỏi kỹ sư thực phẩm tương lai phải hiểu rõ chất nguyên liêu sắn trình sản xuất sản phẩm từ sắn Do đó, phân công đề tài: “Tìm hiểu quy trình sản xuất tinh bột sắn sản phẩm phụ phẩm từ tinh bột sắn” ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu sắn 1.2 Thành phần hóa học sắn 1.3 Các sản phẩm từ sắn 1.4 Tình hình sản xuất sử dụng sắn, sản phẩm từ sắn giới Việt Nam CHƯƠNG 2: SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ TINH BỘT SẮN .9 2.1 Tinh bột sắn 2.1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ .9 2.1.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 10 2.2 Cồn .26 2.2.1 Tổng quan .26 2.2.2 Nguyên liệu sử dụng sản xuất cồn 26 2.2.3 Sơ đồ quy trình công nghệ 31 2.3 Mì 43 2.3.1 Giới thiệu .43 2.3.2 Vai trò mì .44 2.3.3 Quy trình sản xuất mì .45 2.3.4 Kết luận 62 2.4 Sản xuất maltodextrin từ tinh bột sắn: 62 2.4.1 Giới thiệu chung: 62 2.4.2 Tính chất: 63 2.4.3 Ứng dụng: 63 2.4.4 Quy trình sản xuất maltodextrin: .64 2.5 Tiêu chuẩn chất lượng nguyên liệu tinh bột sắn: 76 2.5.1 Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm: 76 2.5.2 Tài liệu tham khảo: Error! Bookmark not defined CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÍ CÁC PHỤ PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT 78 3.1 Giới thiệu bã sắn 78 3.2 Quy trình sản xuất số sản phẩm từ phụ phẩm 79 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM 3.2.1 Bã sắn làm thức ăn cho động vật 79 3.3 Kết luận 88 CHƯƠNG .89 CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU, SẢN PHẨM THU ĐƯỢC TRONG QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN VÀ CÁC SẢN PHẨM TỪ SẮN .89 4.6 Xác định độ ẩm 89 4.6.1 Định lượng độ ẩm phương pháp sấy đến khối lượng không đổi 89 4.6.2 Xác định độ ẩm phương pháp sử dụng khúc xạ kế 90 4.6.3 Xác định độ ẩm phương pháp chưng cất với dung môi 92 4.6.4 Phương pháp đo độ ẩm dựa màu Iot (phương pháp Fisher) 94 4.7 Xác định hàm lượng muối khoáng: 95 4.7.1 Xác định tro tổng: 95 4.7.2 Xác định hàm lượng Fe phương pháp UV-VIS với thuốc thử 1,10phenaltroline 96 4.7.3 Tính toán kết quả: 98 4.8 Xác định hàm lượng glucid: 99 4.8.1 Xác định hàm lượng đường khử: 99 4.8.2 Xác định hàm lượng tinh bột: 102 4.8.3 Xác định đường tổng số (glucid): 103 4.9 Xác định chất béo: 104 4.9.1 Nguyên tắc: 104 4.9.2 Cách tiến hành: 104 4.9.3 Tính toán kết quả: 106 4.10 Xác định hàm lượng protid: 106 4.10.1 Xác định hàm lượng Nitơ tổng số 106 4.10.2 Xác định hàm lượng Nitơ formol (Nitơ foocmon): 110 4.11 Phân tích vi sinh vật: 114 4.11.1 Xác định trực khuẩn SALMONELLA: 114 4.11.2 Xác định ESCHERICHIA COLI: 116 4.12 Tài liệu tham khảo: Error! Bookmark not defined ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu sắn Cây sắn ( khoai mì) có tên khoa học Manihot esculenta Crantz lương thực ưa ẩm ấm, có nguồn gốc từ lưu vực sông Amadon Nam Mỹ cách khoảng 5000 năm [1] Đến kỷ 16 trồng châu Á châu Phi Ở nước ta sắn trồng khắp từ Nam tới Bắc, nhiều vùng trung du miền núi Hiện sắn loại hoa màu cấu phát triển lương thực nước ta Cây sắn loại sinh trưởng lâu năm, có chiều cao từ đến 5m, thân có ba lõi đơn phân nhánh Tuy nhiên , ta thấy có biến thể thể cách phân nhánh, tạo màu thân cuống loại hoa màu Các có thùy sâu, dạng chân vịt Củ sắn nở to tế bào tinh bột lắng động tạo thành Sự tạo củ thường xảy từ ngày 45 đến ngày 60 sau trồng củ lớn dần liên tục Thông thường có từ đến 10 củ phát triển tỏa tròn xung quanh gốc trình làm đặc thứ cấp tế bào nhu mô gỗ (xylem parenchyma cell) Củ có dạng hình trụ thuôn dài, thường có độ dài từ 15 đến 100cm Củ gồm có vỏ (chu bì) có màu trắng, nâu hồng nhạt.[2] Sắn có nhiều loại khác màu sắc thân, lá, vỏ, cùi,…Tuy nhiên công nghệ sản xuất tinh bột người ta chia thành hai loại: sắn đắng sắn  Sắn đắng hay gọi sắn dù Cây thấp không cao 1,2m, bị đổ gió to, suất cao, nhiều tinh bột, nhiều mủ hàm lượng axit xianhydric cao Ăn tươi dễ bị ngộ độc, chủ yếu để sản xuất tinh bột sắn lát Đặc điểm đốt ngắn, thân non màu xanh nhạt Cuống chổ nối tiếp thân màu đỏ thẫm, kế màu trắng nhạt lại hồng dần Màu vỏ nâu sẫm, vỏ cùi thịt sắn trắng GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM  Sắn bao gồm tất loại mà hàm lượng axít xianhydric thấp sắn vàng, sắn đỏ sắn trắng…Sắn có hàm lượng tinh bột thấp, độc tố ăn tươi không ngộ độc, dễ chế biến  Sắn vàng hay gọi sắn nghệ Khi non thân màu xanh thẫm cuống màu đỏ có sọc nhạt, vỏ gỗ củ màu nâu, vỏ cùi màu trắng, thịt củ màu vàng nhạt, luộc màu vàng rõ rệt  Sắn trắng thân cao, non màu xanh thẫm cuống gân đỏ Củ ngắn mập, vỏ gỗ màu xám nhạt, thịt vỏ cùi màu trắng  Sắn đỏ thân cao, non màu xanh thẫm, cuống gân màu đỏ thẫm Củ dài, to, vỏ gỗ màu nâu đậm, vỏ cùi dày màu đỏ, thịt trắng 1.2 Thành phần hóa học sắn Cấu tạo củ sắn gồm phần chính: vỏ gỗ, vỏ cùi, thịt cùi, lõi  Thành phần chủ yếu vỏ gỗ xenluloza hemixenluloza, tinh bột, giữ vai trò bảo vệ củ khỏi tác động bên Vỏ gỗ mỏng chiếm 0,5-2% trọng lượng củ  Vỏ cùi dày vỏ gỗ, chiếm 5-20% trọng lượng củ Cấu tạo gồm tế bào thành dày, thành tế bào cấu tạo chủ yếu xenluloza, bên tế bào hạt tinh bột, hợp chất chứa nitơ dịch bào (mủ), dịch bào có tannin, sắc tố độc tố, enzim…  Thịt sắn phần chủ yếu củ, bao gồm tế bào nhu mô thành mỏng Thành phần vỏ tế bào xenluloza, pentoza, bên hạt tinh bột nguyên sinh chất, gluxit hòa tan nhiều chất vi lượng khác Những tế bào lớp thịt sắn chứa nhiều tinh bột, sâu vào hàm lượng tinh bột giảm dần Ngoài có tế bào thành cứng không chứa tinh bột, cấu tạo từ xenluloza gọi xơ Loại tế bào có nhiều đầu cuống  Lõi sắn thường trung tâm dọc từ cuống tới chuôi củ, cuống lõi to nhỏ dần tới chuôi Thành phần lõi gần toàn xenluloza hemixenluloza Ngoài thành phần củ sắn có cuống rễ chuôi Các thành phần cấu tạo chủ yếu xenluloza sắn dài nhiều rễ tỷ lệ tinh bột thấp chế biến khó khăn GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM Thành phần củ sắn dao động khoảng rộng tùy thuộc vào loại giống, điều kiện phát triển thời gian thu hoạch Thành phần trung bình (%) củ sau: Thành phần % Nước 70,25 Tinh bột 21,45 Protit 1,12 Chất béo 0,40 Xenluloza 1,11 Đường 5,13 Tro 0,54 Bảng – Thành phần hóa học củ sắn [2] Lượng tinh bột chiếm 21,45% củ sắn chiếm 75% trọng lượng khô Kích thước trung bình hạt tinh bột 1,5-30µm, có hình bầu dục Nó bao gồm cấu tử amyloza (chiếm 17%) amylopectin (chiếm 83%), chất khác hẳn nhiều tính chất vật lý hóa hóa học Ví dụ, amylosơ tạo màu xanh với iot amylopectin lại cho màu tím đỏ; amylosơ có nhiều gốc hydroxyl tự dễ hòa tan nước ấm tạo dung dịch có độ nhớt không cao amylopectin hòa tan đun nóng tạo dung dịch có độ nhớt cao Về cấu tạo hóa học, Amylozo loại mạch thẳng chuỗi dài từ 500-2000 đơn vị glucozo liên kết với liên kết α-1,4 glucoside, phân tử có đầu khử đầu không khử (OH glucozide) Amylopectin có cấu tạo vô định hình, có dạng phân nhánh, gốc glucose liên kết với liên kết α-1,4 α-1,6 glucoside Khi hạt tinh bột xử lý đồng thời nhiệt ẩm xảy tượng hồ hóa: 52-64oC, hạt tinh bột trương phồng hấp phụ nước vào nhóm hydroxyl phân cực Khi độ nhớt tăng hạt trương phồng kết dính vào Amylopectin hấp thụ nhiều nước nấu chín thành phần chủ yếu tạo nên căng phồng hạt tinh bột Do có cồng kềnh lập thể nên phân tử amylopectin xu hướng kết tinh chúng có khả giữ nước lớn khác với amylose căng phồng nhẹ nhàng không làm tăng độ nhớt [4] Đường sắn chủ yếu glucoza lượng mantoza, saccaroza Sắn già hàm lượng đường giảm GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM Protit sắn tới chưa nghiên cứu kĩ hàm lượng nhỏ nên ảnh hưởng đến quy trình công nghệ Độc tố, tannin, sắc tố, hệ enzim sắn phức tạp Những chất gây khó khăn cho trình chế biến, quy trình không thích hợp chất lượng sản phẩm Độc tố sắn HCN Khi chưa đào củ, dạng glucozit gọi phazeolunatin (C10H17NO6), tác dụng enzim hay môi trường axit phân hủy thành glucoza, axeton xyanhydric Tanin sắn sản phẩm oxy hóa tannin chất flobafen có màu sẫm đen khó tẩy Khi chế biến, tanin tác dụng với sắt tạo tanat có màu sẫm đen Cả hai chất ảnh hưởng đến màu sắc tinh bột chế biến không tách dịch bào nhanh triệt để Sắc tố hình thành trình bảo quản chế biến tác dụng polyphenoloxydaza oxy hóa polyphenol tạo octoquinon sau trùng hợp với chất chất phenol axit amin để hình thành sản phẩm có màu Trong nhóm polyphenoloxydaza có enzim oxy hóa mono phenol mà điển hình tirozinaza xúc tác cho oxy hóa axit amin tyrozin tạo kimono tương ứng Sau loạt chuyển hóa kimono sinh sắc tố màu xám đen gọi melanin Đây nguyên nhân làm cho thịt sắn có màu đen (thường gọi sắn chảy nhựa) Vì enzim chủ yếu tập trung mủ vỏ cùi vết đen xuất thịt củ lớp ngoại vi 1.3 Các sản phẩm từ sắn Sắn trồng có nhiều công dụng chế biến công nghiệp, thức ăn gia súc lương thực thực phẩm Trước đây, sắn coi hoa màu lương thực, sau thập kỉ, tỷ lệ sản lượng sắn trao đổi thị trường quốc tế từ vài phần trăm lên đến 15%.[1] Chế biến sắn công nghiệp hóa, đại hóa sản phẩm ngày thông dụng giới GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM Sắn nước ta dùng để chế biến tinh bột, làm sắn lát khô, bột sắn nghiền dùng đẻ ăn tươi Từ củ sắn, củ tươi từ sản phẩm sơ chế tạo thành hàng loạt sản phẩm công nghiệp như: bột ngọt, mì ăn liền, glucozơ, xiro, phụ gia dược phẩm, chất kết dính ( hồ vải, dán gỗ), rượu, cồn, bánh kẹo, mạch nha, phụ gia thực phẩm…Củ sắn chế biến làm lương thực thực phẩm như: bún miến, mì ống, mì sợi, bánh tráng nhiều ăn khác tùy tập quán sử dụng địa phương Sắn nguồn nông sản xuất có giá trị 1.4 Tình hình sản xuất sử dụng sắn, sản phẩm từ sắn giới Việt Nam  Trên giới Hiện nay, sắn trồng 100 quốc gia toàn giới với quy mô canh tác khác Diện tích, suất sản lượng sắn giới có chiều hướng gia tăng từ năm 2000 đến (xem Bảng 2) Năm 2012, sản lượng sắn giới đạt 269,12 triệu củ tươi, tăng 51% so với năm 2000 Diện tích trồng sắn thời gian tăng 20% Nước sản xuất sắn nhiều Nigeria (54 triệu tấn), Thái Lan (29,94 triệu tấn) Indonesia (24,17 triệu tấn) Nước có suất sắn cao Ấn Độ (31,43 tấn/ha), Thái Lan (21,09 tấn/ha), so với suất sắn bình quân giới 12,92 tấn/ha (FAO, 2012) Việt Nam đứng thứ sản lượng sắn giới với 9,74 triệu năm 2012 GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM Bảng 2: Diện tích, suất sản lượng sắn giới từ năm 2000 - 2012 Năm 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Diện tích (triệu ha) 16,86 17,17 17,31 17,59 18,51 18,69 20,50 18,39 21,94 19,32 19,55 20,46 20,82 Năng suất (tấn/ha) 10,70 10,73 10,61 10,79 10,94 10,87 10,90 11,94 12,22 12,29 12,43 12,79 12,92 Sản lượng (triệu tấn) 177,89 184,36 183,82 189,99 202,64 203,34 223,20 227,79 233,50 237,43 243,05 261,77 269,12 Mức tiêu thụ sắn bình quân toàn giới khoảng 18 kg/người/năm Sản lượng sắn giới tiêu dùng nước khoảng 85% (lương thực 58%, thức ăn gia súc 28%, chế biến công nghiệp 3%, hao hụt 11 %), lại 15% (gần 30 triệu tấn) xuất dạng sắn lát khô, sắn viên tinh bột (CIAT, 1993) Nhu cầu sắn làm thức ăn gia súc toàn cầu giữ mức độ ổn định năm 2006 (FAO, 2007) Sắn chiếm tỷ trọng cao cấu lương thực châu Phi, bình quân khoảng 96 kg/người/năm Zaire nước sử dụng sắn nhiếu với 391 kg/người/năm Trung Quốc nước nhập sắn nhiều giới để làm cồn sinh học (bio ethanol), tinh bột biến tính (modify starch), thức ăn gia súc dùng công nghiệp thực phẩm dược liệu Thái Lan chiếm 85% lượng xuất sắn toàn cầu, Indonesia Việt Nam Thị trường xuất sắn chủ yếu Thái Lan Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản cộng đồng châu Âu với tỷ trọng xuất sắn khoảng 40% bột tinh bột sắn, 25% sắn lát sắn viên (TTTA, 2006; FAO, 2007) Viện Nghiên cứu Chính sách lương thực giới (IFPRI), tính toán nhiều mặt dự báo tình hình sản xuất tiêu thụ sắn toàn cầu với tầm nhìn đến năm 2020 Năm 2020 GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM sản lượng sắn toàn cầu ước đạt 275,10 triệu tấn, sản xuất sắn chủ yếu nước phát triển 274,7 triệu tấn, nước phát triển khoảng 0,40 triệu Khối lượng sản phẩm sắn toàn cầu sử dụng làm lương thực thực phẩm dự báo nhu cầu 176,3 triệu thức ăn gia súc 53,4 triệu  Ở Việt Nam Sắn lương thực, thức ăn gia súc quan trọng sau lúa ngô Năm 2005, sắn có diện tích thu hoạch 432 nghìn ha, suất 15,35 tấn/ha, sản lượng 6,6 triệu tấn, so với lúa có diện tích 7.326 ha, suất 4,88 tấn/ha, sản lượng 35,8 triệu tấn, ngô có diện tích 995 ha, suất 3,51 tấn/ha, sản lượng gần triệu (FAO, 2007) Cây sắn nguồn thu nhập quan trọng hộ nông dân nghèo sắn dễ trồng, kén đất, vốn đầu tư, phù hợp sinh thái điều kiện kinh tế nông hộ Sắn chủ yếu dùng để bán (48,6%) dùng làm thức ăn gia súc (22,4%), chế biến thủ công (16,8%), có 12,2% dùng tiêu thụ tươi Bảng 3: Diện tích, suất sản lượng sắn Việt Nam năm 2000-2012 Năm 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Diện tích (nghìn ha) 234,90 250,00 329,90 371,70 370,00 425,5 474,80 496,80 557,80 508,80 496,20 558,40 550,60 GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Năng suất (tấn/ha) 8,66 8,30 12,6 14,06 14,49 15,78 16,25 16,07 16,85 16,81 17,17 17,73 17,70 Sản lượng (triệu tấn) 2,03 2,07 4,15 5,23 5,36 6,72 7,77 7,98 9,30 8,56 8,52 9,89 9,74 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM 4.10.1.3 Tính toán kết quả: Hàm lượng nitơ toàn phần tính theo công thức: + Đối với sản phẩm khô hay ướt (%): 𝑋= (𝑉1 − 𝑉2) × 0,0014 × 100 × 𝑉𝑜 𝐺×𝑉 + Đối với sản phẩm lỏng (g/ml): 𝑋= (𝑉1 − 𝑉2) × 0,0014 × 100 × 𝑉𝑜 𝑉 × 𝑉′ Trong đó: Vo: thể tích bình định mức (ml) V’: thể tích dung dịch mẫu lấy để cất (ml) V1: số ml NaOH 0,1N tiêu tốn để chuẩn mẫu trắng V2: số ml NaOH 0,1N tiêu tốn để chuẩn mẫu thử V: số ml mẫu phân tích G: lượng cân mẫu (g) 0,0014: lượng nitơ ứng với 1ml NaOH 0,1N 4.10.2.Xác định hàm lượng Nitơ formol (Nitơ foocmon): [22] 4.10.2.1 Nguyên tắc: - Xác định hàm lượng nitơ foocmon xác định hàm lượng tống số axit amin muối amôni có thực phẩm Trong thực tế, lượng muối amoni ít, nên xem xác định nitơ foocmon chủ yếu xác định acid amin - Trong phân tử acid amin có chứa nhóm amin nhóm cacboxyl (-COOH) có tính acid, nên dung dịch rõ tính acid hay bazơ GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Page 110 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM - Nếu cho acid amin tác dụng với foocmon nhóm amin kết hợp với foocmon thành nhóm – N = CH2 (metylenic) làm cho tính bazơ yếu rõ rệt tính axit tăng lên rõ rệt Do chuẩn độ chất chuẩn kiềm chất thị axit – bazơ để kết thúc trình định phân Các phản ứng xảy ra: - Phản ứng axit amin foocmon - Phản ứng chuẩn độ kiềm - Nếu sản phẩm có muối amoni tác dụng với Foocmon tạo thành acid 4NH4Cl + 6HCHO → 4HCl + (CH2)6N4 + 6H2O - Acid tạo thành tác dụng với kiềm chuẩn độ - Để kết thúc trình chuẩn độ, người ta chọn chất thị Tùy thuộc vào chất thị ta có phương pháp Sorensen hay phương pháp thị hỗn hợp 4.10.2.2 Phương pháp Sorensen Phương pháp Sorensen dùng phenolphtalein làm chất thị, điểm tương đương để chuẩn độ acid amin NaOH đến màu đỏ thắm, nhằm đảm bảo điểm kết thúc định phân nằm khoảng pH = 9,1 – 9,6 Cách tiến hành: Chuẩn bị dung dịch mẫu - Sản phẩm đặc: nghiền nhuyễn, cân xác 3-5g mẫu cho vào bình định mức dung tích 100ml, thêm 50ml nước cất, lắc mạnh cho tan hết, thêm nước cất đến vạch định mức, lắc đều, để yên 10 phút, lọc qua giấy lọc - Sản phẩm lỏng: dùng pipet lấy xác 10ml cho vào bình định mức 100ml, cho nước cất đến vạch định mức GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Page 111 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM Trung hòa mẫu - Dùng pipet lấy xác 20ml dung dịch mẫu cho vào bình nón dung tích 250ml, cho tiếp ml phenolphtalein 0,5%, 20ml nước cất, trung hòa dung dịch với NaOH 0,1N mẫu có tính axit đến màu hồng nhạt trung hòa dung dịch mẫu với HCl 0,1N mẫu có tính bazơ đến không màu lấy lại màu hồng nhạt vài giọt NaOH 0,1N Chuẩn độ: Theo giai đoạn:  Giai đoạn 1: chuẩn độ dung dịch trung hòa NaOH 0,1N từ màu hồng nhạt sang màu hồng  Giai đoạn 2: tiếp tục chuẩn độ dung dịch NaOH 0,2N từ màu hồng nhạt sang màu đỏ thắm (pH = 9,1)  Giai đoạn 3: cho 10ml foocmon trung tính dung dịch màu, tiếp tục chuẩn độ dung dịch NaOH 0,2N đến có màu hồng nhạt (pH = 8,3)  Giai đoạn 4: tiếp tục chuẩn độ dung dịch NaOH 0,2N từ màu hồng sang màu đỏ thắm (giống màu tiêu chuẩn) (pH = 9,6) Tính toán kết quả: Hàm lượng Nitơ foocmon tính công thức: + Đối với sản phẩm khô hay ướt (%): 𝑋= 𝑉 × 0,0028 × 100 × 𝑉𝑜 𝐺 × 𝑉′ + Đối với sản phẩm lỏng (g/l): 𝑋= GVHD: Th.S Bùi Viết Cường 𝑉 × 0,0028 × 100 × 𝑉𝑜 𝑉𝑚 × 𝑉′ Page 112 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM Trong đó: Vo: thể tích bình định mức (ml) V’: thể tích dung dịch mẫu lấy để chuẩn độ (ml) V: số ml NaOH 0,2N tiêu tốn để chuẩn Vm: số ml mẫu phân tích G: lượng cân mẫu (g) 0,0028: lượng nitơ ứng với 1ml NaOH 0,2N (g) 4.10.2.3 Phương pháp hỗn hợp thị Phương pháp dùng thị hỗn hợp Phenolphtalein Bromothymol xanh có chuyển màu đột ngột dễ nhận biết Cách tiến hành: - Chuẩn bị dung dịch mẫu chuẩn: giống phương pháp Sorensen - Dùng pipet lấy 10ml dung dịch mẫu chuẩn bị cho vào bình tam giác có dung tích 250ml, thêm 15 giọt Bromothymol xanh 0,04% Nếu dung dịch có màu vàng nhỏ thêm giọt NaOH đến xuất màu xanh - Nếu dung dịch có màu xanh nhỏ giọt HCl 0,1N đến có màu vàng lại lấy màu xanh vài giọt NaOH 0,1N - Cho tiếp giọt Phenolphtalein 0,5% 5ml foocmon trung tính, chuẩn độ NaOH 0,05N đến màu dung dịch chuyển từ xanh sang tím - Ghi thể tích NaOH 0,05N tiêu tốn Tính toán kết quả: Hàm lượng Nitơ Foocmon tính công thức: + Đối với sản phẩm khô hay ướt: (%) GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Page 113 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM 𝑋= 𝑉 × 0,0007 × 100 × 𝑉𝑜 𝐺 × 𝑉′ + Đối với sản phẩm lỏng: (g/l) 𝑋= 𝑉 × 0,0007 × 100 × 𝑉𝑜 𝑉𝑚 × 𝑉 Trong đó: Vo: thể tích bình định mức (ml) V’: thể tích dung dịch mẫu lấy để chuẩn độ (ml) V: số ml NaOH 0,2N tiêu tốn để chuẩn Vm: số ml mẫu phân tích G: lượng cân mẫu (g) 0,0007: lượng nitơ ứng với 1ml NaOH 0,05N (g) 4.11 Phân tích vi sinh vật: 4.11.1.Xác định trực khuẩn SALMONELLA: [23] 4.11.1.1 Nguyên tắc: - Số lượng Salmonella thực phẩm, làm tăng số lượng có mẫu cách nuôi cấy mẫu cách nuôi cấy môi trường tăng sinh, nhiệt độ thích hợp (430C) - Sau nuôi cấy môi trường chọn lọc đặc hiệu để nhận biết khuẩn lạc nghi ngờ Salmonella 4.11.1.2 Cách tiến hành: Nuôi cấy tăng sinh: - Cân 25g mẫu (nếu sản phẩm đặc) 10ml mẫu (nếu sản phẩm lỏng) vào môi trường tăng sinh, lắc đều, để yên 370 C 24 GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Page 114 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM - Sau 24 giờ, Salmonella làm đục môi trường tăng sinh, có cặn tạo váng mỏng, làm biến màu môi trường Muller Kauffman từ xanh lục sang vàng Phân lập: - Cấy ria canh trường từ ống tăng sinh nghi ngờ lên đĩa petri chứa môi trường phân lập Cần cấy thưa nhằm tạo khuẩn lạc riêng biệt, để yên 370C 24 - Trên môi trường phân lập Salmonella tạo khuẩn lạc tròn, lồi, bóng, đường kính 2-4mm (đôi có tâm đen) - Nhuộm gram khuẩn lạc nghi ngờ, mẫu có trực trùng Gram (-) kiểm tra tiếp Phản ứng sinh hóa: - Cấy đâm sâu cấy ria vi khuẩn từ khuẩn lạc nghi ngờ lên ống thạch nghiêng TSI KIA, cấy đâm sâu vào môi trường MIU, để yên 370C 24 Trên môi trường TSI KIA, Salmonella: - Tạo khuẩn lạc màu đen: H2S (+) - Giữ nguyên mẫu đỏ phần nguyên: lactozơ (-), saccarozơ (-) - Làm phần đáy đổi màu từ đỏ sang vàng: glucozơ (+) - Tạo khoảng khí thạch: có sinh Trên môi trường MIU, Salmonella: - Mọc lan khỏi đường cấy thẳng: có tính di động - Không làm biến màu môi trường: urea (-) Cho lên bề mặt môi trường MIU khoảng 0,5ml thuốc thử Kovacs, Salmonella: - Không làm đỏ thuốc thử: Indol (-) GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Page 115 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM 4.11.1.3 Tính toán kết quả: Xác định có Salmonella mẫu chứa vi khuẩn làm đục môi trường tăng sinh tạo khuẩn lạc mô phân lập, có dạng trực khuẩn gram (+), có tính di động có phản ứng sinh hóa H2S (+), lactozơ (-), saccarozơ (-), glucozơ (+), urea (-), indol (-) 4.11.2 Xác định ESCHERICHIA COLI: 4.11.2.1 Phương pháp MPN: [24] Nguyên tắc: Mẫu pha loãng nồng độ pha loãng liên tiếp độ pha loãng cấy (hoặc 5) ống nghiệm lặp lại có chứa môi trường tăng sinh chọn lọc TLS (Trytose Lauryl Sulfat) Sau thời gian nuôi cấy, quan sát ghi nhận ống dương tính cấy tiếp sang môi trường EC Sau nuôi cấy nhiệt độ 440 C theo dõi, kiểm tra có sinh Indol không Đếm số ống nghiệm nuôi cấy môi trường EC dương tính ứng với ống có sinh Indol, tra bảng Mac Grady để suy số lượng E Coli diện mẫu phân tích Tiến hành - Chuẩn bị dung dịch gốc dung dịch pha loãng Pha loãng mẫu có nồng độ pha loãng 10-1, 10-2, 10-3 - Gieo cấy: Cấy 1ml mẫu pha loãng nồng độ 10-1, 10-2, 10-3 vào ống nghiệm có chứa môi trường TLS (Trytose Lauryl Sulfat), độ pha loãng làm ống nghiệm lặp lại - Nuôi ủ: Đưa ống cấy vào tủ ấm nhiệt độ 370C±10C thời gian 24 – 48 Quan sát ghi nhận ống có sinh khí đục (kết dương tính) - Dùng que cấy vòng chuyển mẫu từ ống nghiệm dương tính sang ống nghiệm có chứa môi trường EC Để ống cấy vào tủ ấm nhiệt độ 370C±10C thời gian 48 Với độ pha loãng, tính tổng số (kết dương tính), sinh khí đục (kết dương tính) GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Page 116 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM Phép thử khẳng định: - Kiểm tra hình thái: Nhuộm gram, soi kính để xác định Gram (-), trực khuẩn nhỏ dài Từ ống canh trường ria sang môi trường Endo EMB đặt tủ ấm 370C 24 Nếu phát thấy khuẩn lạc đỏ ánh kim (hay ánh kim), cấy tiếp sang môi trường thạch thường để thực phản ứng IMVIC (các phản ứng thực độc lập đồng thời) - Phản ứng IMVIC: * Phản ứng sinh indol:  Dùng que cấy vòng chuyển mẫu từ ống nghiệm có chứa môi trường EC dương tính sang ống nghiệm có chứa Trypton Để ống cấy vào tủ ấm nhiệt độ 440C ± 10C thời gian 48  Thêm 0,5ml thuốc thử Indol vào ống nghiệm có chứa Trypton để nuôi cấy, lắc sau phút quan sát ghi nhận số lượng ống có màu đỏ (kết dương tính chứng tỏ có Indol) cho độ pha loãng * Phản ứng MR: Cấy chuyền vi khuẩn nghi ngờ từ thạch đường vào môi trường Clark Lubs Nuôi tủ ấm 370C thời gian từ 48 – 96 Sau hút 5ml canh khuẩn cho vào ống nghiệm khác để dùng cho phản ứng VP Môi trường Clark Lubs lại cho giọt metyl đỏ 0,2% vào Phản ứng dương môi trường có màu đỏ sau cho thuốc thử vào * Phản ứng VP:  Phương pháp 1: Cho 5ml dung dịch amonium sulfat đồng vào môi trường Clark Lubs phần Quan sát phản ứng: phản ứng dương xuất màu đỏ vòng 15-20 phút sau cho thuốc thử vào GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Page 117 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM  Phương pháp 2: Cho 3ml dung dịch naphtol 5% 1ml dung dịch KOH 40% vào môi trường Clark Lubs phần Quan sát phản ứng: phản ứng dương xuất màu đỏ vòng 15-20 phút sau cho thuốc thử vào * Phản ứng citrate: Cấy chuyền vi khuẩn nghi ngờ từ thạch thường vào môi trường Simmons Citrate Nuôi tủ ấm 370C thời gian 24 Phản ứng dương môi trường đỏ chuyển sang xanh Tính toán kết quả: Với mức độ pha loãng, đếm số lượng ống nghiệm có màu đỏ (Indol dương tính), xác định số MPN, từ tính số E Coli có 1g (1ml) mẫu phân tích 4.11.2.2 Phương pháp đếm khuẩn lạc: [25] Nguyên tắc: Mẫu đồng hóa cấy lượng định lên môi trường thạch chọn lọc thích hợp có chứa lactozơ Trên môi trường Endo có chứa natri sulfit fucshin, có khả ức chế vi khuẩn gram (+) Trong trình phát triển môi trường này, Coliforms lên men đường lactozơ tạo thành aldehyt acid, aldehyt tác động đến phức chất fucshin- sulfit giải phóng fucshin Fucshin nhuộm khuẩn lạc từ màu hồng đến màu đỏ cánh sen, tròn, bờ đều, có ánh kim không Nếu khuẩn lạc màu hồng có ánh kim giả định E Coli kiểm tra có sinh Indol hay không Tiến hành: - Chuẩn bị dung dịch gốc dung dịch pha loãng Pha loãng mẫu có nồng độ pha loãng 10-1, 10-2, 10-3 GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Page 118 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM - Gieo cấy: Cấy 1ml giọt mẫu pha loãng nồng độ vào đĩa có chứa môi trường thạch Endo, độ pha loãng làm đĩa lặp lại Tráng mẫu mặt thạch - Nuôi ủ: Đưa ống cấy vào tử ấm nhiệt độ 370C±10C thời gian 48 – 72 - Quan sát ghi nhận đĩa petri nuôi có khuẩn lạc có màu hồng đến màu đỏ cánh sen, tròn, bờ đều, có ánh kim để tiến hành khẳng định E Coli Phép thử khẳng định: Kiểm tra hình thái: - Nhuộm gram, soi kính để xác định Gram (-), trực khuẩn nhỏ dài Từ ống canh trường ria sang môi trường Endo EMB đặt tủ ấm 370C 24 Nếu phát thấy khuẩn lạc đỏ ánh kim (hay ánh kim), cấy tiếp sang môi trường thạch thường để thực phản ứng IMVIC (các phản ứng thực độc lập đồng thời) Phản ứng IMVIC * Phản ứng sinh indol: - Dùng que cấy vòng chuyển mẫu từ ống nghiệm có chứa môi trường EC dương tính sang ống nghiệm có chứa Trypton Để ống cấy vào tủ ấm nhiệt độ 440C ± 10C thời gian 48 - Thêm 0,5ml thuốc thử Indol vào ống nghiệm có chứa Trypton để nuôi cấy, lắc sau phút quan sát ghi nhận số lượng ống có màu đỏ (kết dương tính chứng tỏ có Indol) cho độ pha loãng * Phản ứng MR: - Cấy chuyền vi khuẩn nghi ngờ từ thạch đường vào môi trường Clark Lubs Nuôi tủ ấm 370C thời gian từ 48 – 96 Sau hút 5ml môi trường cho vào ống nghiệm khác để dùng cho phản ứng VP Môi trường Clark Lubs lại GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Page 119 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM cho giọt metyl đỏ 0,2% vào Phản ứng dương môi trường có màu đỏ sau cho thuốc thử vào * Phản ứng VP: - Phương pháp 1: Cho 5ml dung dịch amonium sulfat đồng vào môi trường Clark Lubs phần Quan sát phản ứng: phản ứng dương xuất màu đỏ vòng 15-20 phút sau cho thuốc thử vào - Phương pháp 2: Cho 3ml dung dịch naphtol 5% 1ml dung dịch KOH 40% vào môi trường Clark Lubs phần Quan sát phản ứng: phản ứng dương xuất màu đỏ vòng 15-20 phút sau cho thuốc thử vào * Phản ứng citrate: Cấy chuyền vi khuẩn nghi ngờ từ thạch thường vào môi trường Simmons Citrate Nuôi tủ ấm 370C thời gian 24 Phản ứng dương môi trường đỏ chuyển sang xanh Hình 3.8 - Đếm khuẩn lạc GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Page 120 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM Tính toán kết quả: - Dựa vào số khuẩn lạc nghi ngờ E.Coli đếm đĩa, tổng số ống nghiệm thử Indol dương tính (có màu đỏ) tổng số ống thử Indol để tính toán kết - Số lượng E.Coli (CFU/ml, CFU/g) có 1ml (1g) mẫu tính theo công thức: 𝑁= ∑𝐶 ×𝑅 (𝑛1 + 0,1 × 𝑛2) × 𝑓1 × 𝑣 Trong đó: ΣC: Tổng số khuẩn lạc đếm tất các đĩa n1: Số đĩa đếm nồng độ pha loãng thứ (độ pha loãng thấp nhất) n2: Số đĩa đếm nồng độ pha loãng thứ (độ pha loãng tiếp theo) f1: hệ số pha loãng đĩa đếm thứ v: Thể tích mẫu cấy đĩa petri R: Số ống thử Indol dương tính (có màu đỏ)/tổng số ống thử Indol - Xác định E Coli gây bệnh phát trực khuẩn Gram (-) với đặc tính sinh hóa sau: Bảng 3.2 – Đặc tính sinh hóa E Coli phản ứng IMVIC E.Coli loại I E.Coli loại II GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Indol + - MR + + VB - Citrate - Page 121 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM KẾT LUẬN Qua thời gian học tập, tìm hiểu thực đồ án Công nghệ với đề tài: " Tìm hiểu quy trình sản xuất tinh bột sắn, sản phẩm phụ phẩm từ tinh bột sắn" hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn Bùi Viết Cường , giúp đỡ bạn nhóm nỗ lực tìm tòi học hỏi thân qua sách vở, tài liệu, đến hoàn thành đồ án thời gian qui định Sau hoàn thành đồ án này, có lượng kiến thức cần thiết nguyên liệu sắn, trình sản xuất sản phẩm từ sắn, hiểu rõ thiết bị sử dụng sản xuất GVHD: Th.S Bùi Viết Cường Page 122 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM _ NHÓM TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cây sắn – TS Hoàng Kim [2] Kỹ thuật chế biến lương thực, tập – Bùi Đức Hợi [3] Tinh bột sắn sản phẩm từ tinh bột sắn – Hoàng Kim Anh [4] Hóa sinh công nghiệp – Lê Ngọc Tú [5] Giáo trình lên men công nghệ thực phẩm – CĐ Công Nghệ [6] Công nghệ lên men – Th.s Trần Xuân Ngạch, Th.s Phan Bích Ngọc [7] Bùi Đức Hợi, Lê Hồng Khanh, Mai Văn Tế, Lê Thị Cúc, Hoàng Thị Ngọc Châu, Lê Ngọc Tú, Lương Hồng Nga – Kỹ thuật chế biến lương thực, tập Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội – NXB Khoa Học Kỹ Thuật [8] Trương Thị Minh Hạnh - Nghiên cứu sản xuất Maltodextrin có DE