quy trình sản xuất đường mạch nha từ gạo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM I GIỚI THIỆU VỀ ĐƯỜNG MẠCH NHA • Kẹo mạch nha, đường mạch nha hay gọi gọn mạch nha tên gọi dùng để loại mật dẻo sản xuất từ ngũ cốc hay mạch nha (lúa mạch, đại mạch, hột lúa mạch mì có mầm, lúa, nếp ) • Loại kẹo đường có độ dẻo không dai,màu vàng sậm, vị thanh, thơm ngon mùi nếp II.NGUYÊN LIỆU Gạo Hệ enzyme Nước 1.Gạo  Chất tinh bột : chứa hạt gạo hình thức carbohydrate (carb) người dạng glucogen, gồm loại carb đơn giản , loại carb hỗn tạp  Chất protein: Chất protein cung cấp phân tử amino acid để thành lập mơ bì, tạo enzym, kích thích tố chất kháng sinh  Vitamin: vitamin B-1, vitamin B-2, niacin, vitamin E, chất sắt kẽm nhiều chất khống Mg, P, K, Ca 1.Gạo  Thiamin vitamin B1 giúp tiêu hóa chất đường glucose lượng.Vitamin B1 dự trữ thể nên phải cung cấp hàng ngày  Riboflavin: Gạo chứa chất riboflavin hay vitamin B2, cần thiết cho sản xuất lượng ni dưỡng bì mơ mắt da  Niacin yếu tố cần thiết để phân tách chất glucose cho lượng cho da hoạt động bình thường hệ thần kinh  Vitamin E giúp cho vitamin A chất béo chống oxyd hóa tế bào bảo vệ hủy hoại bì mơ thể 1.Gạo  Amylose: chiếm khoảng 20-30%  Amylopectin: chiếm khoảng 70-80%  Amylose: chiếm khoảng 20-30% • Amylose polymer có cấu trúc mạch thẳng, cấu tạo từ gốc α-D-glucopyranosyl liên kết với liên kết α-1,4glycoside Hình 1: Cấu tạo mạch amylose phân tử tinh bột  Amylopectin: chiếm khoảng 70-80% • Amylopectin polymer có cấu trúc mạch nhánh, cấu tạo từ gốc α-D-glucopyranosyl liên kết với liên kết α-1,4-glycoside α-1,6-glycoside (khoảng 5% tổng số liên kết) Hình 2: Cấu trúc mạch amylopectin phân tử tinh bột Hệ enzyme  Hệ enzym sử dụng trình sản xuất đường nha hệ enzym thủy phân tinh bột  Chủ yếu amylase gồm có:  α-amylase  β-amylase 2.1/ α-amylase Cơ chế tác dụng enzym Đặc tính  α-amylase có khả  Protein α-amylase có tính phân cắt liên kết α-1,4chất globulin, có tâm hoạt glycoside chất động nhóm –COOH,– NH3 cách ngẫu nhiên  Độ bền α-amylase phụ  Enzyme trước tiên thủy thuộc vào nhiệt độ pH pH phân tinh bột tạo tối thích enzyme 5.3-5.8 dextrin phân tử lượng thấp, Nhiệt độ tối thích 70-75oC sau enzyme tiếp tục phân hủy dextrin tạo  α-amylase có nguồn gốc từ vi khuẩn enzyme ngoại bào maltose glucose hoạt động vùng pH trung tính  Khả dextrin hóa cao α-amylase tính chất  Chế phẩm α-amylase từ hai loài B.stearothermophilus đặc trưng B.licheniformis 10 1.2/Nghiền  Mục đích: chuẩn bị cho trình thủy phân tinh bột Hạt nghiền mịn để có kích thước nhỏ, giúp cho việc trộn với nước dễ dàng  Biến đổi: + Vật lý: kích cỡ hạt nhỏ nhiệt độ tăng ma sát  Thiết bị thông số công nghệ: sử dụng máy nghiền búa 15 Máy nghiền búa 16 Q trình thủy phân tinh bột 17 2.Hồ hố  Mục đích: chuẩn bị cho q trình đường hóa  Biến đổi: + Vật lý: nhiệt độ tăng, thể tích hạt tinh bột tăng lên + Hóa lý: tinh bột hút nước tác dụng nhiệt độ + Hóa sinh: xảy phản ứng thủy phân phần tinh bột tạo thành dextrin nhờ anzyme α-amyalse 18  Phương pháp thực thông số công nghệ: + Nước, chế phẩm enzyme amylase, Ca(OH)2 với nguyên liệu sau nghiền cho vào Henze cooker khuấy trộn + Tinh bột hòa trộn với nước lạnh với tỷ lệ 20 – 25% tinh bột, bổ sung thêm α-amylase chịu nhiệt với lượng 1500 IU/kg khối lượng khô (tức khoảng 0.5-0.6 kg/tấn), 50- 150 ppm Ca2+ +Dùng enzyme α- amylase thu nhận từ vi khuẩn chịu nhiệt Bacillus licheniformi Nhiệt độ hoạt động tối ưu 90-105oC, bị hoạt tính 120oC, khoảng pH tối ưu 5.8-8.0 + Tăng nhiệt độ khối tinh bột- nước lên 90 0C, pH= 5.8- 8.0, có kết hợp khuấy đảo, thời gian dừng 20 – 30 phút 19 Henze cooker 20 Dịch hố • Mục đích: chuẩn bị cho q trình đường hóa • Biến đổi: + Vật lý: nhiệt độ tăng + Hóa học: cấu trúc hạt tinh bột bị phá hủy +Hóa lý: Sau hồ hóa, tiếp tục gia nhiệt, làm cho nước bay phân tử nước hạt tinh bột bay hơi, độ nhớt giảm + Hóa sinh: Lúc này, hoạt tính enzyme amylase đạt đến tối ưu, tiếp tục phân cắt phân tử tinh bột thành dextrin, làm độ nhớt hồ tinh bột giảm mạnh Phương pháp thực thông số công nghệ: dịch hồ tiếp tục gia nhiệt đến nhiệt độ t0 = 1050C, thời gian dừng 30 phút 21 4.Làm nguội  Mục đích: chuẩn bị +Đây q trình chuẩn bị cho giai đoạn đường hóa Dung dịch cần làm nguội xuống nhiệt độ thích hợp để bổ sung enzyme vào, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho enzyme hoạt động thủy phân tinh bột thành đường  Biến đổi: + Vật lý: nhiệt độ giảm + Hóa lý: độ nhớt tăng  Phương pháp thực thông số công nghệ: cho dịch sau dịch hóa bơm vào Mash Tub, làm nguội thiết bị nhờ vỏ áo “ ruột gà” 22 5.Đường hố • Mục đích: chế biến +Đường hóa q trình thủy phân tinh bột thành đường, chủ yếu sản phẩm thu nhận maltose, maltosetriose, oligosacchride glucose • Biến đổi: + Vật lý: nhiệt độ giảm + Hóa học: thay đổi thành phần chất, tăng hàm lượng đường + Hóa sinh: xảy phản ứng thủy phân enzyme β- amylase xúc tác + Cảm quan: tăng độ 23 Mash tub 24 6.Tẩy màu  Mục đích: hồn thiện +Q trình tẩy màu với mục đích hoàn thiện sản phẩm: loại chất màu carotenoide, chlorophyll , chất mùi, loại tạp chất  Biến đổi: + Cảm quan: dung dịch + Hóa lý: cặn bẩn hấp phụ bề mặt than hoạt tính  Phương pháp thực thơng số công nghệ: Phương pháp tẩy màu sử dụng phổ biến sử dụng than hoạt tính hấp phụ chất màu lên bề mặt +Thời gian hấp phụ chất màu tạp chất 25 – 30 phút 25 7.Lọc  Mục đích: Đây q trình chuẩn bị hồn thiện sản phẩm Q trình lọc nhằm tách bỏ than hoạt tính cặn dịch + Chuẩn bị cho q trình đặc + Hoàn thiện chất lượng sản phẩm  Biến đổi: + Cảm quan: tăng độ 26 8.Cô đặc chân khơng • Mục đích: hồn thiện, bảo quản + Tăng nồng độ chất khô sản phẩm + Kéo dài thời gian bảo quản + Giảm khối lượng vận chuyển + Sản phẩm sau thu chứa khoảng 20% nước 27 8.Cơ đặc chân khơng • Biến đổi: + Vật lý: nhiệt độ tăng, khối lượng riêng tăng, hệ số truyền nhiệt giảm, hàm lượng khơng khí hòa tan sản phẩm giảm + Hóa lý: Dịch nha hệ nhiều chất hòa tan đường, acid, muối, chứa chất không tan tinh bột, cellulose trạng thái huyền phù Khi cô đặc, nước bay hơi, nồng độ chất hòa tan tăng dần làm dung dịch trở nên đặc , độ nhớt tăng + Sinh học, hóa sinh: Hầu hết vi sinh vật enzyme bị vơ hoạt q trình đặc nồng độ chất cao, áp suất chân khơng • Thực thông số công nghệ: dịch nha, sau lọc qua thiết bị cô đặc, để tạo độ đặc cho sản phẩm cuối 28 IV.Các tiêu cho sản phẩm đường nha Chỉ tiêu cảm quan: + Dịch nha, lỏng, sánh, đồng nhất, khơng có tạp chất + Dịch nha suốt, khơng màu hay có màu vàng nhạt + Vị nhẹ, đặc trưng, khơng có mùi lạ Chỉ tiêu vi sinh: + Tổng số vi khuẩn hiếu khí: 104 khuẩn lạc/g + Tổng số nấm men, nấm mốc: 100 khuẩn lạc/g + Coliforms : 10 khuẩn lạc /g Chỉ tiêu hóa lý : + DE (hàm lượng đường khử tính % chất khô) : 50 – 75 + Bx (hàm lượng chất khô 200C) : 74 – 82 + pH (dung dịch mẫu 50% mẫu) : 4,5 - 6.0 + Tro sulfat (%) : < 0,1 - 0.5 + Chì : ≤ 0.5 mg/kg + Asen: ≤ 0.5 mg/kg 29 ...I GIỚI THIỆU VỀ ĐƯỜNG MẠCH NHA • Kẹo mạch nha, đường mạch nha hay gọi gọn mạch nha tên gọi dùng để loại mật dẻo sản xuất từ ngũ cốc hay mạch nha (lúa mạch, đại mạch, hột lúa mạch mì có mầm, lúa,... α-1,6-glycoside (khoảng 5% tổng số liên kết) Hình 2: Cấu trúc mạch amylopectin phân tử tinh bột Hệ enzyme  Hệ enzym sử dụng trình sản xuất đường nha hệ enzym thủy phân tinh bột  Chủ yếu amylase gồm... hoạt q trình đặc nồng độ chất cao, áp suất chân khơng • Thực thông số công nghệ: dịch nha, sau lọc qua thiết bị cô đặc, để tạo độ đặc cho sản phẩm cuối 28 IV.Các tiêu cho sản phẩm đường nha Chỉ