chế biến lương thực và các sản phẩm bột từ ngũ cốc và củ cho bột

5/26/2015 CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC VÀ CÁC SẢN PHẨM BỘT TỪ NGŨ CỐC VÀ CỦ CHO BỘT Khoa Công Nghệ Thực Phẩm Đại Học Nông Lâm TP HCM Tháng 05/2015 A CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC I Các loại sản phẩm hạt lượng thực sản xuất từ ngũ cốc – Phân loại theo kích thước hình dạng hạt: hạt dài, hạt tròn… – Phân loại theo mức độ nguyên vẹn hình dạng hạt: hạt nguyên, hạt gãy, tấm… – Phân loại theo mức độ bóc tách vỏ hạt: hạt lức, hạt xát kỹ, hạt xát kỹ, hạt xát dối… – Phân loại theo mức độ gia công nhiệt ẩm: gạo đồ, gạo thường 5/26/2015 II Các công đoạn kỹ thuật sản xuất lương thực từ ngũ cốc: Xay Xát Xoa Làm nguội Tách tạp (trấu, cám, hạt có màu lạ ) Gia cơng nhiệt ẩm (thường thực trước công đoạn xay) Xay ngũ cốc (Bóc vỏ qủa ngũ cốc) a Mục đích: làm bong vỏ (vỏ trấu), vỏ hạt khỏi hạt lương thực (hạt lức, hạt xát trắng) b Nguyên lý kỹ thuật xay ngũ cốc – Giữa vỏ (vỏ trấu) nhân (hạt lức, hạt lương thực) tồn khoảng trống, đặc biệt khoảng trống lớn hai đầu thóc – Do đó, bị lực học tác động (ví dụ: lực nén, kéo, xé, dập…) vỏ trấu bong khỏi hạt lức 5/26/2015 c Yêu cầu xay ngũ cốc: • Tỷ lệ hạt nguyên cao tỷ lệ thấp • Vỏ (trấu) khơng bị bong thành vảy (gây khó khăn cho cơng tác phân loại hỗn hợp xay làm giảm giá trị sử dung trấu sau này) Vỏ trấu thu bị dập nát, tốt • Hiệu suất xay cao • Hiệu suất sử dụng thiết bị tốt d Các tiêu chất lượng nguyên liệu ngũ cốc cần xác định trước xay: – Độ ẩm % – Tỷ lệ trấu % – Tỷ lệ tạp chất % – Độ đồng ngũ cốc % – Độ rạn nứt tự nhiên hạt lức, % (thường sử dụng tiêu thóc, lúa mì…) 5/26/2015 e Các phương pháp xay ngũ cốc – Các tác động học làm ngũ cốc bị tuột vỏ: • Nén • Xé • Dập • Các phối hợp lực tác động – Nguyên lý trình xay làm cho ngũ cốc bị tuột vỏ, ví dụ: • Nén xé: Điển hình thiết bị xay trục cao su • Dập xé: Điển hình cối xay thớt đá nhám • Văng dập: Điển hình máy xay ly tâm f Các yếu tố ảnh hưởng lên hiệu suất xay ngũ cốc – Tính chất kỹ thuật ngũ cốc: giống loại ngũ cốc, độ đồng giống, mức độ đồng kích thước, độ lớn, độ cứng, độ vỏ, độ ẩm, độ tạp… – Tính thiết bị – Kỹ thuật điều khiển quản lý thiết bị – Công tác sử dụng quản lý nhân nhà máy 5/26/2015 • TCVN 5386-1991 trình xay: - Tỷ lệ gạo thu hồi/1 đơn vị khối lượng thóc: ≥ 65% - Tỷ lệ thu hồi/1 đơn vị khối lượng gạo thu hồi: ≤40% - Số hạt thóc lẫn gạo thu hồi : ≤40 hạt/1kg hạt gạo thu hồi - Tỷ lệ tạp gạo thu hồi : ≤ 0.5% Một số thiết bị xay ngũ cốc phổ biến Máy xay trục cao su: – Đây loại thiết bị xay phổ biến sản xuất lương thực – Tác động học thiết bị làm ngũ cốc bị tuột vỏ: Nén xé – Ngũ cốc: áp lực nén, xé trục cao su → tróc vỏ Hạt xát vỏ 5/26/2015 Máy bóc vỏ rulơ: Các yếu tố ảnh hưởng lên hiệu xay máy trục cao su • Tính chất kỹ thuật ngũ cốc: - Ngũ cốc non, ẩm, có hàm lượng amylose thấp, có độ đục cao…  Khi xay máy xay trục cao su, có tỷ lệ cao hạt nứt, hạt vụn nát • Chênh lệch vận tốc trục cao su: – ∆vt tăng cho suất xay hiệu suất xay tăng, làm cho tỷ lệ hạt nguyên giảm tỷ lệ tăng – ∆vt giảm cho tỷ lệ hạt nguyên cao tỷ lệ giảm, làm suất xay hiệu suất xay giảm  Thường, thóc, ∆vt ≈ 2÷3 m/giây 5/26/2015 • Vận tốc trục cao su ảnh hưởng lên hiệu suất xay: – Vận tốc trục nhỏ: hiệu suất xay giảm – Vận tốc trục lớn : gây chấn động thiết bị • Độ cứng trục cao su ảnh hưởng lên hiệu xay: – Độ cứng cao su thấp cho tỷ lệ hạt gãy giảm, trục chóng mòn, hiệu suất bóc xát vỏ thấp, tỷ lệ tróc vỏ giảm – Độ cứng trục cao su cao làm tăng hiệu suất xay, trục bị mòn hơn, tỷ lệ hạt gãy tăng lên • Khe hở trục cao su ảnh hưởng lên hiệu xay: – Khe hở trục định đoạn đường dài hay ngắn mà hạt phải chịu tác dụng lực nén xé để tuột vỏ – Khe hở trục hẹp làm tăng hiệu suất, kèm theo làm tăng tỷ lệ gãy nát hạt – Khe hở trục tăng cho tỷ lệ giảm, hiệu suất xay giảm theo, tỷ lệ hạt chưa tróc vỏ tăng – Đối với thóc gạo thường khơng chế khe hở trục cao su ≈ 0.5 ÷ 1.8 mm – Hiệu suất xay thóc gạo thường nằm khoảng 75 ÷ 80% 5/26/2015 Máy xay thớt cối a- Mẫu cổ điển: Cối xay tre nông thôn Việt Nam b- Thớt đá nhám: – Tác động học làm ngũ cốc bị tuột vỏ: Dập xé chuyển động thớt đá nhám Ngũ cốc Tróc vỏ dập xé vỏ ngũ cốc – Cơ chế dập, xé vỏ ngũ cốc: • Ngẫu lực tạo thành lực quán tính I hạt ngũ cốc lực ma sát F (giữa hạt thớt ) có tác dụng dựng hạt đứng dậy, khiến hạt bị đập vào thớt • Do va chạm, cọ xát hạt ngũ cốc với nhau; mặt thớt gồ ghề (nhám) làm hạt nảy lên đập vào thớt  hạt bị tuột vỏ Máy xay thớt cối 5/26/2015 Máy xay khí động (máy xay ly tâm) • Tác động học thiết bị làm ngũ cốc bị tuột vỏ: Văng đập • Nguyên lý hoạt động thiết bị: – Dòng khí nén chuyển động với tốc độ cực nhanh theo hạt vào ống trộn có tiết diện nhỏ  hạt va đập mạnh vào va đập vào thành ống  lực ma sát tạo thành gây nên chênh lệch tốc độ hạt dòng khí  xuất ngẫu lực tiếp tuyến vỏ ngũ cốc  vỏ bị xé rách – Hỗn hợp xay dòng khí khỏi ống trộn cyclo Tại cyclo, hỗn hợp xay tách khỏi dòng khí Máy xay khí động • Ưu điểm: – Năng suất cao – Hiệu suất xay tốt • Nhược điểm: – Tốn lượng – Đòi hỏi cao độ bền, độ chịu mòn vật liệu làm ống trộn vòi phun 5/26/2015 Tách riêng thành phần từ hỗn hợp ngũ cốc sau xay • Tách hạt non, hạt gãy • Tách trấu • Dựa vào khác biệt về: kích thước, trọng lượng, sức chịu gió… hạt non, hạt gãy với hạt nguyên, hạt sót trấu … • Sàng: tách hạt gãy nát hạt non khỏi hạt nguyên + hạt sót + trấu … • Quạt: sử dụng sức gió để tách trấu khỏi hạt nguyên hạt sót… Sàng lắc 10 5/26/2015 Sàng rung Sàng phẳng • Sử dụng phân tách khỏi hạt nguyên 11 5/26/2015 Tách trấu • Nguyên lý: – Giữa trấu phần tử khác hỗn hợp sau xay có khác biệt vận tốc chịu gió – Ví dụ: • Vn tc giú cõn bng ca tru: 1.5ữ2.6m/giõy Vn tc giú ca go 5ữ8m/giõy Vn tc giú ca thúc 8ữ12m/giõy Phng phỏp: Qut giú • Quạt hòm Xát vỏ hạt nguyên lức (tách vỏ hạt lức-xát trắng): – Trong thực tế, “xát gạo” gồm khâu chủ yếu: Xát hạt lức Xoa hạt xát Làm nguội Tách tấm, tách cám Làm bóng hạt lương thực – Các khâu thực độc lập kết hợp – Mục đích q trình xát trắng hạt lức: • Loại bỏ phần toàn phần vỏ hạt lức • Tăng khả tiêu hố hạt lương thực • Tạo nguyên liệu tinh khiết cho sản phẩm chế biến  Hạt gạo lức có rãnh sâu dọc theo thân hạt Khi xát, lớp vỏ rãnh khó bị mài mòn 12 5/26/2015 Phương pháp hóa học sử dụng tách vỏ hạt lức • Ngun lý: phân huỷ hồ tan vỏ hạt tác nhân hố học • Ưu điểm: – Hạt bị đớn nát: % thấp, % hạt nguyên cao – Hạt có trạng thái cảm quan tốt • Nhược điểm: – Phức tạp áp dụng – Chi phí tăng – Khó khăn làm khơ • Phương pháp: – Kiềm hố để hồ tan vỏ lức: NaOH (0.1%) KOH (1%), hạt vỏ: HCl (0.1%) rửa lại, sấy khô, sản phẩm – Sử dụng enzym để phân huỷ vỏ hạt lức: Thường sử dụng enzym cellulose Phương pháp hạn chế thực tế sản xuất Phương pháp lý sử dụng tách vỏ hạt lức • Được sử dụng rộng rãi thực tế sản xuất • Tác dụng học: Sử dụng lực ma sát để mài xát vỏ hạt lức • Phương pháp: – Hạt lức chịu tác động lực ma sát hạt với nhau, với mặt phần tĩnh (bầu xát) mặt phần quay (trục xát) máy…mà bị mài xát vỏ – Khi bị mài xát vậy, lớp vỏ phần lớn lớp aleuron bào mòn; lớp aleuron bị mòn bị vỡ, phơi bị bong khỏi nội nhũ 13 5/26/2015 Mức xát vỏ hạt lức lực ma sát • Mức xát (degree of milling): mức độ tách bỏ phôi lớp cám bề mặt hạt lức – Xát dối (under milled): Hạt lức tách bỏ phần lớp cám ngoài, lớp cám phơi – Xát bình thường (ordinary milled): Hạt lức tách bỏ phần lớn lớp cám ngồi, lớp cám phơi – Xát kỹ (well milled): Hạt lức tách bỏ hồn tồn phơi, tách bỏ hoàn toàn lớp cám phần lớn lớp cám – Xát kỹ (extra well milled): Hạt lức tách bỏ hồn tồn phơi lớp cám ngồi • Xác định mức xát gạo (TCVN 5645-1992): – Phương pháp nhuộm màu xanh methylene (đây phương pháp trọng tài): Khi hấp thụ xanh methylene mặt gạo cám có màu xanh đậm; phần nội nhũ có màu xanh xám – Phương pháp quan sát mắt thường: Mức xát % gạo xát dối • Xát kỹ • Xát kỹ 15 • Xát bình thường 30  Khi quan sát cần lưu ý đến mức xát rãnh thân hạt gạo 14 5/26/2015 Thành phần hóa học loại gạo VN theo mức xát Tên sản phẩm Hàm lượng chất khô, % Protein Lipid Tinh bột Tro Cellulose Gạo lức 8.6÷10.1 1.5÷2.0 76.8÷82.5 1.32÷1.7 0.86÷1.6 Gạo xát lần 8.1÷ 9.9 1.4÷1.9 78.4÷85.8 1.20÷1.4 0.60÷1.2 Gạo xát lần 7.9÷ 9.6 1.3÷1.6 80.0÷87.1 1.10÷1.26 0.50÷1.1 Gạo xát lần 7.8÷ 9.4 1.0÷1.1 83.0÷88.0 0.98÷1.14 0.40÷0.8 Gạo xát lần 7.7÷ 9.3 0.7÷0.9 84.5÷89.0 0.70÷0.98 0.20÷0.5 Gạo xát lần 7.6÷ 9.2 0.5÷0.6 90.8÷87.5 0.48÷0.72 0.10÷0.4 Đánh bóng hạt (Xoa hạt) • Hạt ngũ cốc sau xay xát nhiều cám bám xung quanh  Khả bảo quản giảm: hạt dễ khét, khối hạt dễ dàng bốc nóng, chất lượng giảm nhanh… • Máy đánh bóng thiết kế dựa ma sát gạo với phận buồng xát kết hợp với nước phun dạng sương để bóc lớp cám bề mặt hạt gạo tạo độ bóng cho hạt gạo 15 5/26/2015 Làm nguội • Mục đích: – Tạo điều kiện cho bảo quản sau khỏi máy xát, xoa… hạt thường có nhiệt độ cao nhiệt độ mơi trường ≈10÷150C Do đó, phải làm nguội hạt trước đưa vào bảo quản • Thiết bị làm nguội: – Quạt hòm – Quạt gió 16 5/26/2015 Gia cơng nhiệt ẩm trước xay • Cơng nghệ gia cơng nhiệt ẩm thường sử dụng phổ biến trong: – sản xuất gạo đồ (boiled grain white rice) – sơ chế nguyên liệu hạt ngũ cốc sẵn sàng cho sản xuất loại bột giàu dinh dưỡng • Gạo đồ coi có chất lượng ẩm thực, mùi vị dinh dưỡng cao gạo trắng • Bột mì sản xuất từ hạt lúa mì qua xử lý nhiệt ẩm • Ngũ cốc gia cơng nhiệt ẩm đánh giá « » có tạp chất loại Tác dụng gia cơng nhiệt ẩm • Chất hòa tan từ lớp aleurone hấp phụ mạnh vào nội nhũ • Dưới ảnh hưởng ẩm, thời gian nhiệt độ, ngũ cốc tăng thủy phần trương nở • Hệ thống enzym thủy phân bị kích hoạt  hàm lượng chất hòa tan tăng  dinh dưỡng nội nhũ tăng 17 5/26/2015 • Trong q trình gia ẩm nhiệt, tinh bột kết hợp với nước tác dụng nhiệt độ  hồ hóa làm liền vết gãy hạt gạo  tăng tỷ lệ hạt nguyên, giảm tỷ lệ sau xay xát • Tinh bột chuyển từ dạng β khó tiêu hóa sang dạng α dễ tiêu hóa • Tinh bột dễ trương nở, dễ ngấm nước dẻo  tính chất kỹ thuật tinh bột tốt • Một số chất khơng có lợi cho tiêu hóa sức khỏe có số hạt ngũ cốc bị thủy phân thời gian tác động nhiệt ẩm mà giảm độ độc • Côn trùng, vi sinh vật bị tiêu diệt Tác động tiêu cực: • Nếu nhiệt độ gia nhiệt cao, thời gian ủ kéo dài…hạt nội nhũ có màu sẫm • Nếu thời gian ủ kéo dài  độ dẻo dai, độ dính bột nhào giảm • Thiết bị phức tạp so với cơng nghệ sản xuất hạt lương thực thường • Giá thành sản xuất tăng • Hoạt động sống tế bào bị vô hoạt  khả tự đề kháng 18 5/26/2015 Quy trình sản xuất gạo từ thóc Bóc vỏ Gạo Gạo thành phẩm thành phẩm Quy trình chế biến gạo đồ: 19 5/26/2015 B NHÓM CÁC SẢN PHẨM BỘT THÔ VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN I - BỘT THƠ • Khái niệm: Bột thơ (bột tồn phần) bột toàn phần sản xuất từ hạt, củ bột; loại bột không chứa bột từ nội nhũ, mà chứa thành phần khác cấu tạo nên hạt, củ bột Quy trình kỹ thuật tổng quát 20 5/26/2015 II- NHÓM CÁC SẢN PHẨM BỘT TỪ NỘI NHŨ – TINH BỘT – Đây sản phẩm bột chứa bột từ nội nhũ Thực chất sản phẩm tập hợp hạt tinh bột – Sản phẩm bột thu tinh khiết so với sản phẩm bột tồn phần (bột thơ) Bởi vì, phương pháp chế biến này, phần lớn thành phần khác (hòa tan nước khơng hòa tan nước) đến từ vỏ hạt …đã loại trình ly tâm, lắng, lọc tách bã… – Thực chất, bột “tinh bột”, ngồi tinh bột, sản phẩm thành phần khác protein, lipid… Tinh bột - Phương pháp chế biến ướt – Phá vỡ tế bào giải phóng tinh bột tách tinh bột khỏi tạp chất hòa tan khơng hòa tan – Dựa theo đặc tính tinh bột khơng hòa tan nước, kích thước hạt nhỏ, tỷ trọng tương đối lớn để loại tạp chất cách rửa nguyên liệu, nghiền, rây rửa tách tinh bột – Một số sản phẩm chế biến lương thực ngũ cốc theo phương pháp ướt: sản xuất tinh bột từ củ khoai mì, khoai tây, khoai lang, tinh bột gạo 21 5/26/2015 Quy trình kỹ thuật tổng quát 22 ... – TINH BỘT – Đây sản phẩm bột chứa bột từ nội nhũ Thực chất sản phẩm tập hợp hạt tinh bột – Sản phẩm bột thu tinh khiết so với sản phẩm bột tồn phần (bột thơ) Bởi vì, phương pháp chế biến này,... gạo từ thóc Bóc vỏ Gạo Gạo thành phẩm thành phẩm Quy trình chế biến gạo đồ: 19 5/26/2015 B NHĨM CÁC SẢN PHẨM BỘT THÔ VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN I - BỘT THƠ • Khái niệm: Bột thơ (bột tồn phần) bột. .. toàn phần sản xuất từ hạt, củ bột; loại bột không chứa bột từ nội nhũ, mà chứa thành phần khác cấu tạo nên hạt, củ bột Quy trình kỹ thuật tổng quát 20 5/26/2015 II- NHÓM CÁC SẢN PHẨM BỘT TỪ NỘI