CÔNG NGHỆ sản XUẤT TINH bột KHOAI LANG

Trong quá khứ, phần lớn khoai lang tại Trung Quốc được trồng để làm lương thực, nhưng ngày nay phần lớn 60% được trồng để chăn nuôi, phần còn lại dùng để xuất khẩu hoặc chế biến thành cá

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN TINH BỘT KHOAI LANG Khoa: Công Nghệ Thực Phẩm Giáo viên: Huỳnh Phương Quyên

LỚP: 11CTP02

Nhóm thực hiện:

1 Đinh Toàn Khôi ……… 1111100294

2 Trần Thanh Duy ………… 1111100237

3 Phạm Phi Long ………… 1111100312

4 Lê Thị Cát Tường ……… 1111100473

5 Nguyễn Kim Ngân ……… 1111100334

qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfgh jklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvb nmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwert yuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasd fghjklzxcvbnmqwertyugiopasdfghjklzx cvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuio pasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghj klzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbn mqwertyuiopasdffghjkyygfgfgfgfgfffflz xcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuio pasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghj klzxcvbnmrtyuiopastoànkhôidfghjklzx cvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuio

Giới thiệu về khoai lang:

1.1 Nguồn gốc, xuất sứ:

Khoai lang (Ipomoea batatas) thuộc chi Ipomoea là một cây nông nghiệp với rễ

củ lớn, chứa nhiều tinh bột, có vị ngọt và được gọi là củ khoai lang Khoai lang có nguồn gốc từ khu vực Nam Mỹ, nó được con người trồng cách đây trên 5000 năm

Nó được phổ biến rất sớm trong khu vực này, bao gồm cả khu vực Caribe Khoai lang cũng được biết tới trước khi có sự thám hiểm của người phương Tây, sau đó

nó được phổ biến ở các nước châu Âu như: Anh, Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, châu Á: Trung Quốc, Indonesia, Việt Nam…

Ở Việt Nam khoai lang trồng rất phổ biến, trước đây chủ yếu ở đồng bằng các vùng đất bãi ven sông, nay khoai lang đã được trồng nhiều cả các vùng đồi, trung du từ Bắc vào Nam

Khoai lang không chịu được sương giá Nó phát triển tốt nhất ở nhiệt độ trung bình khoảng 24°C (75°F) Phụ thuộc vào giống cây trồng và các điều kiện khác, các rễ

củ sẽ phát triển đầy đủ trong vòng từ 2 đến 9 tháng

Khoai lang phát triển tốt trong nhiều điều kiện về đất, nước và phân bón Nó cũng córất ít kẻ thù tự nhiên nên thuốc trừ dịch hại là ít khi phải dùng tới Do nó được nhân giống bằng các đoạn thân nên khoai lang là tương đối dễ trồng Do thân phát triển nhanh che lấpvà kìm hãm sự phát triển của cỏ dại nên việc diệt trừ cỏ cũng tiêu tốn ít thời gian hơn

Trung Quốc là quốc gia trồng nhiều khoai lang nhất, chiếm 80% sản lượng khoai lang trên thế giới Trong quá khứ, phần lớn khoai lang tại Trung Quốc được trồng

để làm lương thực, nhưng ngày nay phần lớn (60%) được trồng để chăn nuôi, phần còn lại dùng để xuất khẩu hoặc chế biến thành các sản phẩm để xuất khẩu

1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang:

Khoai lang là loại cây lương thực đứng hàng thứ năm trên thế giới sau cây lúa, lúa

mì, bắp và khoai mỳ (sắn) Khoai lang được canh tác ở trên 100 nước trên thế giới thế giới ở ở châu Á (31 nước), châu Phi (39 nước), và châu Mỹ Latin (31 nước), tập trung ở những nước có thu nhập thấp, bản thân các nước này được canh tác ở vùng đói nghèo như tỉnh Sichuan Trung Quốc hay tây Kenya, trên đất đồi, dốc manh mún phân tán nên năng suất vàthu nhập không đáng kể Sản lượng khoai lang trên thế giới hàng năm ước khoảng 133 triệu tấn, tập trung ở Trung Quốc 100 triệu tấn, chiếm 82% sản lượng khoai lang trên toàn thế giới, còn lại là Nigeria (3,2 triệu tấn, 3% sản lượng), Uranda (2,6 triệu tấn), Indonesia(1,8 triệu tấn), Việt Nam (1,5 triệu tấn) và Nhật Bản (1,1 triệu tấn) Sản lượng trên đầu người là lớn nhất tại các quốc gia mà khoai lang là mặt hàng lương thực chính trong khẩu phần ăn, đứng đầu là quần đảo Solomon với 160kg/ người/ năm và Burundi với 130 kg Bắc Carolina là bang đứng đầu Hoa Kỳ về sản xuất khoai lang, hiện nay cung cấp 40% sản lượng khoai lang hàng năm của quốc gia này Mississippicũng là bang chủ

lực trong việc trồng khoai lang, tại đây khoai lang được trồng trên diện tích khoảng 8.200 mẫu Anh Khoai lang từ Mississippi đóng góp khoảng 19 triệu USD vào nền kinh tế bang này

Khoai lang đã từng là một phần quan trọng trong khẩu phần ăn tại Hoa Kỳ trong phần lớn lịch sử của quốc gia này, đặc biệt là tại khu vực đông nam Tuy nhiên, trong những năm gần đây thì nó đã trở nên ít phổ biến hơn Tiêu thụ bình quân trên đầu người tại Hoa Kỳ ngày nay chỉ khoảng 1,5-2 kg (4 pao) mỗi năm, trong khi trong thập niên 1920 là 13 kg (31 pao) Kent Wrench viết: "Khoai lang đã gắn liền với thời

kỳ khó khăn trong suy nghĩ của tổ tiên chúng ta và khi họ trở nên giàu có đủ để thay đổi thực đơn của mình thì người ta ít ăn khoai lang hơn."

Nguyên liệu sản xuất:

1.1 Giá trị dinh dưỡng của khoai lang:

Phân tích thành phần dinh dưỡng trong khoai lang cho thấy có rất nhiều tinh bột, một ít đạm (acid amin), beta carotene, vitamin C, B1 và hơn 10 loại nguyên tố vi lượng cần thiết cho sức khỏe con người như canxi, phospho, kẽm, sắt, magie, natri, kali,…

Về dinh dưỡng, khoai lang được xem là một loại lương thực, thực phẩm tốt cho việc đa dạng chất bột đường trong khẩu phần, hỗ trợ quá trình tiêu hóa vì chúng rất dễ tiêu và chứa nhiều chất xơ giúp nhuận trường Khoai lang chứa rất ít chất béo và không có cholesterol Năng lượng của khoai lang cũng tương đương khi so với cơm hay khoai tây Nếu chúng ta ăn bổ sung hay ăn dặm thêm khoai lang sẽ là cách cung cấp thêm bột đường và năng lượng trong trường hợp ăn cơm ít và chậm tăng cân ở trẻ

Tuy nhiên, như bất cứ thực phẩm nào, tác dụng của khoai lang cũng có hai mặt nếu sử dụng không hợp lý Ăn khoai lang rất thuận lợi cho quá trình tiêu hóa thức ăn cũng như ngăn ngừa táo bón, nhưng nếu lạm dụng, ăn quá nhiều cũng có thể gây thừa cân béo phì do thừa đường hoặc đầy bụng khó tiêu

Khoai lang còn là một nguyên liệu sản xuất ethanol:

Một phát hiện của các nhàkhoa học thuộc trường đại học North Carolina cho biết khoai lang có thể là nguyên liệu lýtưởng để sản xuất ethanol, và nhờ vậy ngành sản xuất nhiên liệu sinh học có thể bớt sửdụng bắp (ngô) Nghiên cứu cho biết họ đang đạt được nhiều tiến bộ trong việc phát triểnloại khoai lang công nghiệp có vỏ màu tía hoặc trắng, ruột màu trắng (khác khoai ăn thôngthường có màu cam, vàng), chứa nhiều tinh bột và không quá ngọt Loại khoai dùng trongcông nghiệp này có thể sản sinh ra lượng ethanol nhiều hơn so với bắp tính theo trọnglượng Hiện ở Hoa kỳ và Brazil người ta đã

sử dụng nhiên liệu ethanol sản xuất từ bắp vàmía để phần nào thay cho xăng Nhưng nhu cầu ethanol lại đẩy giá thực phẩm tăng cao.Trong khi đó, việc sản xuất ethanol từ khoai lang rẻ hơn nhiều, và đặc biệt không gây ảnhhưởng tới nguồn cung cấp lương thực của thế giới

Chiết suất từ khoai lang trắng có thể trị bệnh tiểu đường:

Tất cả các giống đều cho củ có vị ngọt, dù nhiều hay ít Mặc dù có vị ngọt, nhưng khoai lang trên thực tế là thức ăn tốt cho những người bệnh tiểu đường, các nghiên cứu cho thấy nó hỗ trợ cho sự ổn định nồng độ đường trong máu và làm giảm sức kháng insulin Khoai lang trắng thường mọc ở vùng đồi núi Chiết suất thành phần Caiapo từ

củ khoai lang trắng có thể kiểm soát tốt lượng đường máu và cholesterol trong bệnh tiểu đường loại 2 Chất này đã được Nhật Bản điều chế thành dược phẩm bổ sung dành cho bệnh nhân tiểu đường nghiên cứu tại Ðại học Vienna (Áo), đã tìm hiểu phương thức hoạt động và tính hiệu quả của Caiapo từ khoai lang thử nghiệm trên những người mắc bệnh tiểu đường loại 2 với liều dùng trong vòng 12 tuần Kết quả cho thấy, khi điều trị bằng Caiapo chiết từ khoai lang đã làm giảm lượng hemoglobin A-1c (HbA1c) là yếu tố chỉ định lượng đường máu dư thừa Lượng đường máu ở nhóm sử dụng Caiapo từ khoai lang cũng giảm hơn nhiều ngoài ra, lượng cholesterol trong máu cũng giảm Các kết quả trên chứng tỏ Caiapo chiết suất từ khoai lang là chất kiểm soát bệnh tiểu đường loại 2 rất hiệu quả mà không gây ra một phản ứng phụ cho người bệnh, đây là một dược liệu mới cho bệnh nhân tiểu đường

Khoai lang được coi là một loại thực phẩm giúp giảm cân rất tốt:

Giàu dinh dưỡng nhưng khoai lang lại có tác dụng giảm cân hiệu quả Năng lượng có trong khoai lang rất ít, chỉ bằng 1/3 so với cơm và 1/2 so với khoai tây Củ khoai lang không chứa chất béo và cholesterol, ngăn được tiến trình chuyển hóa đường trong thức ăn thành mỡ và chất béo trong cơ thể Ăn khoai lang trước bữa ăn chính sẽ làm bạn giảm được một lượng lớn thức ăn sẽ đưa vào cơ thể mà không hề gây ra cảm giác đói Ăn khoai lang rất có lợi cho hệ tiêu hóa vì thành phần vitamin C và các axit amin giúp kích thích nhu động ruột, làm quá trình tiêu hóa thức ăn trở nên nhanh hơn, ngăn ngừa tình trạng táo bón

1.2 Tính chất tinh bột khoai lang:

Tinh bột có nhiều trong khoai lang do đó khoai lang là một trong số nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất tinh bột Tinh bột không phải là một chất riêng biệt, nó bao gồm hai thành phần là amiloza và amilopectin Tinh bột khoai lang có hình bầu dục, kích thước hạt khoảng 5-50 nm, hàm lượngamiloza: 20%

Amiloza là loại mạch thẳng, chuỗi dài từ 500-2000 đơn vị glucose, liên kết nhau bởi

liên kết glycozit Phân tử lượng khoảng 105-106 DA, mức độ trùng hợp lên đến hàng ngàn

Amilopectin là polyme mạch nhánh, ngoài mạch chính có liên kết 1,4 glycozit còn có

nhánh liên kết với mạch chính bằng liên kết 1,6 glycozit ở khoảng mỗi 20 đơn vị glucose, chiếm khoảng 4% Phân tử lượng khoảng 107-108 DA

Amiloza và amilopectin

Phản ứng thủy phân của tinh bột:

Thủy phân hóa học (acid, nhiệt độ cao), thủy phân sinh học (enzyme amylase), tùy mức

độ thủy phân mà sản phẩm thu được là dextrin, maltose hay glucose hỗn hợp tạo ra gọi

là tinh bột tan, ứng dụng sản xuất mạch nha từ tinh bột và thóc nảy mầm

Một số dextrin và tính chất của dextryn: amylosedextrin (tan trong ethanol 25%, tủa trong ethanol 40%, cho màu tím xanh trong dung dịch iode) Erytrodextrin (tan trong ethanol 55%, tủa trong ethanol 65%) Achrodextrin (tan trong ethanol 70%, cho màu cam với iode) Maltodextrin (không tủa trong ethanol, không cho màu với iode).

Phản ứng tạo phức với iode:

Phản ứng rất đặc trưng của tinh bột là phản ứng với iode Khi tương tác với iode, amiloza sẽ cho phức màu tím xanh đặc trưng Vì vậy, iode 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 đơn của amiloza bao quanh phân tử iode Các dextrin có ít hơn 6 gốc glucose không cho phản ứng với iode vì không tạo được một vòng xoắn ốc hoàn chỉnh Axit và một số muối như KI, Na2SO4 tăng cường độ phản ứng Amiloza với cấu hình xoắn ốc hấp thụ được 20% khối lượng iode, tương ứng với một vòng xoắn một phân tử iode Amilopectin tương tác với iode cho màu nâu tím Về bản chất phản ứng màu với iode là hình thành nên hợp chất hấp thụ

Khả năng hấp thụ nước và 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 chứcnăng của tinh bột phụ thuộc vào tương tác của tinh bột và nước (tính chất thủy

nhiệt, sự hồhóa, 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

Tính chất hồ hóa 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 và trạng thái trương nở được sử dụng nhiều hơn ở trạng thái tự nhiên Các biến đổi hóa lý 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

dộ hồ hóacủa tinh bột khoai lang là 52-64oC

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 như kích 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 tác của các phân tử tinh bột thay đổi do đó làm thay đổi độ nhớt của dung dịch tinh bột

Khả năng tạo gel và thái 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 rã đông

QUY TRÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI LANG

1 Sơ đồ quy trình công nghệ:

Khoai lang

Ngâm

Tách dịch bào

Tinh chế sữa bột

Vào bể lắng

Bã nhỏ

2 Thuyết minh quy trình:

2.1 Nguyên liệu:

Khoai đưa vào sản xuất cần có chất lượng như sau: không mọc mầm, hàm lượng tinh bột không dưới 14%, kích thước củ ở chỗ lớn nhất không dưới 3cm, đất và tạp bẩnkhông quá 1,5%, củ dập nát không quá 2%, không nhiễm bệnh thối khô hay thối ướt

Sau khi kiểm nhận nên cho chế biến ngay, không để lâu quá 10 ngày sau khi thu hoạch Trước khi rửa cần ngâm khoai trong 30 phút

Nguyên liệu từ bãi chứa được xe xúc đưa vào phễu phân phối, từ đây khoai được chuyển lên thiết bị tách vỏ nhờ vào băng tải cao su

Rửa

Nghiền lần 1

Rửa tách

tinh bột

Nghiền lần 2

Tách bả

Bả lớn

Rửa tinh bột

Tinh bột ướt

và sạch

Sấy Làm nguội

Bao gói

Sữa loãng

Sản phẩm tinh bột khô

Máy bóc vỏ củ khoai lang

Cấu tạo của thiết bị tách vỏ gồm những thanh sắt song song với nhau thành trọ tròn rỗng có chứa các khe hở để bụi đất, tạp chất và vỏ gỗ rơi ra ngoài.Khi động cơ quay thiết bị quay theo do đó nhờ lực ma sát giữa củ với củ, giữa củ với thân máy đất đá rơi ra ngoài, còn khoai tiếp tục đi qua thiết bị rửa Hiệu suất bóc khoảng 50% cùng với đất cát

2.2 Rửa nguyên liệu:

Rửa để tách các tạp chất như đất, đá, cát và một phần vỏ còn lại sau khi bóc vỏ Cấu tạo của thiết bị rửa gồm 2 thùng chứa hình máng, bên trong có các cánh khuấy

có tác dụng đánh khuấy và vận chuyển khoai đến băng tải Phía trên thiết bị có lắp đặt hệ thống vòi phun nước để rửa nguyên liệu, phía dưới có các lỗ để đất đá, vỏ và nước thoát ra ngoài

Sau khi rửa xong củ khoai được đưa đến băng tải cao su để vận chuyển đến thiết bị nghiền

Máy rửa củ quả

2.3 Nghiền:

Nghiền nhằm mục đích phá vỡ cấu trúc tế bào, một số giải phóng khỏi tế bào gọi là tinh bột tự do, số còn lại gọi là tinh bột liên kết

Hiệu suất nghiền được đặc trưng bởi hệ số nghiền Z

Z = A.100/ (A+B) (%)

Trong đó:

A: là số gam tinh bột tự do trong 100g sản phẩm nghiền

B: là số gam tinh bột liên kết trong 100g sản phẩm nghiền

Sau khi nghiền nguyên liệu được cho vào máy mài xát

Sơ đồ của máy mài xát

Nguyên liệu được nạp vào cửa ở phía trên do sự chuyển động của tang quay 3, nguyên liệu đựơc kéo vào khe hở giữa vỏ máy và tang quay, nhờ ma sát của các dao 4 gắn trên tang quay và sự ma sát của nguyên liệu với vỏ máy mà tế bào tinh bột của củ khoai bị phá vỡ, phía dưới có dáy đục lỗ 5, đáy này cho các sản phẩm nghiền mịn lọt qua, còn phần chưa mịn lại tiếp tục nghiền cho đến khi được nghiền mịn, cần điều