Tìm hiểu về khoai lang và quy trình sản xuất tinh bột khoai lang
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM TIỂU LUẬN MÔN NÔNG SẢN ĐỀ TÀI: GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG SVTH: Nhóm 11 ĐỖ THỊ MỸ DIỄM 10319161 TRƯƠNG HOÀI MI 10351881 NGUYỄN THỊ DUNG 1.350881 NGUYỄN TẤN ĐƯỢC 1.348851 NGUYỄN TRUNG NGHĨA 10339321 TP.HCM, tháng 10 năm 2011 TIỂU LUẬN NÔNG SẢN GVHD: NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG MỤC LỤC MỤC LỤC Danh Mục Bảng .3 Danh Mục Hình LỜI MỞ ĐẦU PHẦN 1: TỔNG QUAN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHOAI LANG 1.1 Nguồn gốc phân bố: 1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ khoai lang 1.3 Cấu tạo: .9 1.4 Thành phần hóa học: 10 1.5 Giá trị dinh dưỡng ứng dụng khoai lang sống .11 1.6 Bảo quản khoai lang 16 CHƯƠNG II: CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA TINH BỘT KHOAI LANG 18 2.1 Các phản ứng tiêu biểu tinh bột 19 2.1.1 Phản ứng thủy phân: 19 2.1.2 Phản ứng tạo phức 20 2.1.3 Tính hấp thụ tinh bột .20 2.1.4 Khả hấp thụ nước khả hòa tan tinh bột 21 2.2 Những tính chất vật lí huyền phù tinh bột nước .21 2.2.1 Độ tan tinh bột .21 2.2.2 Sự trương nở 21 2.2.3 Tính chất hồ hóa tinh bột .21 2.2.4 Độ nhớt hồ tinh bột 21 NHÓM 11 Page TIỂU LUẬN NÔNG SẢN GVHD: NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG 2.2.5 Khả tạo gel thối hóa gel 22 PHẦN 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI LANG 23 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ: 23 THUYẾT MINH QUY TRÌNH .24 2.1 Nguyên liệu: 24 2.2 Ngâm: 25 2.3 Rửa nguyên liệu: 25 2.4 Nghiền: 26 2.5 Tách bã: 28 2.6 Tách dịch bào: 28 2.7 Tinh chế sữa tinh bột ( trình tách bã nhỏ) 30 2.8 Rửa tinh bột: 31 2.9 Bảo quản tinh bột ẩm: 31 2.10 Sấy: 31 2.11 Làm nguội: 32 2.12 Bao gói, thành phẩm 33 KẾT LUẬN 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 NHĨM 11 Page TIỂU LUẬN NƠNG SẢN GVHD: NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: so sánh tiền chất vitamin A khoa lang với khác Bảng 1.2 Hàm lượng vi chất theo màu sắc khác củ khoai lang Bảng 1.3: cá chất chống oxy hóa có loại giống khoai lang số chế phẩm từ khoai lang DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Củ Khoai Lang Hình 2.1 Amiloza amilopectin Hình 2.2: phản ứng thủy phân tinh bột Hinh 3.1: Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất tinh bột khoai lang Hình3.2: Máy bóc vỏ củ Hình 3.3: Máy rửa củ Hình3.4: Máy mài củ Hình3.5: cấu tạo máy mài sát: Hình3.6: Máy phân li tách dịch bào 10 Hình 3.7:Máy phát SO2 11 Hình3.8: Máy li tâm tách nước 12 Hình 3.9 : Cyclone 13 Hình3.10: Ống làm khơ nhanh 14 Hình3.11 Quạt thổi 15 Hình 3.12:Thiết bị rây đóng gói NHĨM 11 Page TIỂU LUẬN NƠNG SẢN GVHD: NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG LỜI MỞ ĐẦU Tinh bột carbohydrate dự trữ trồng chất cao phân tử có số lượng lớn có ý nghĩa quan trọng đời sống nhân loại Tinh bột nơi tích luỹ trồng chất khơng hồ tan, chất nửa kết tinh khơng hồ tan, thân tạo từ hai chất cao phân tử glucose: amylose, yếu tố chủ yếu khơng có nhánh, nhánh amylopectin Khái qt lại tinh bột có vai trị quan trọng cung cấp cho sức khoẻ người Những thực đơn hàng ngày lặp lại có liên đới đến việc cải thiện thành phần chất có liên quan đến béo phì ăn kiêng, liên quan đến bệnh đái đường Type II, bệnh tim mạch tất nhiên đến bệnh ung thư Trong tương phản dải tối sáng, tinh bột chất phân lớp chậm tinh bột chất khơng hấp phụ thành ruột Ngồi ra, tinh bột cịn ứng dụng rộng rãi cơng nghiệp với số lượng lớn nghành công nghiệp thực phẩm, công nghiệp dược không gây độc trình sản xuất Trên giới, phải dùng tới 60 triệu tinh bột gồm bột mỳ, bột ngô, bột khoai tây, bột gạo, bột sắn, bột khoai lang /năm tuỳ thuộc vào điều kiện sản xuất nông nghiệp khu vực Nguồn cung cấp tinh bột cho nghành công nghiệp Việt nam chủ yếu tinh bột sắn Hầu hết sản xuất tinh bột phục vụ cho việc chế biến, xem chất cho lên men vi sinh vật (chủ yếu cho sản xuất mỳ chính), cơng nghiệp dệt vải sợi, công nghiệp giấy nhiều nghàn công nghiệp khác Khoai lang sắn có thành phần chất khơ tương tự Củ sắn có hàm lượng khử thấp khoai lang, ngược lại khoai lang cung cấp nhiều lợi ích sắn như: cung cấp dinh dưỡng dạng đa dụng, thân thiện môi trường, hai phần mặt đất mặt đất khoai lang thân củ mở rộng cho chế biến Chế biến tinh bột sắn dễ dàng chế biến tinh bột khoai lang Tuy nhiên, cấu trúc tinh bột khoai lang nhỏ tinh bột sắn hàm lượng AM khoai lang cao Điều đưa khả sử dụng khoai lang đa dạng cho chọn lựa đa mục đích NHĨM 11 Page TIỂU LUẬN NÔNG SẢN GVHD: NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG PHẦN 1: TỔNG QUAN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHOAI LANG 1.1 Nguồn gốc phân bố: Khoai lang (Ipomea Batatas) thuộc chi Ipomoea, họ Convolvulaceae có mặt Trung Mỹ vào năm 2600 đến 1000 trước Cơng Ngun, phổ biến sớm khu vực này, bao gồm khu vực Caribe Nó biết tới trước có thám hiểm người phương tây tới Polynesia, sau phổ biến sang nước khác châu Âu Tây Ban Nha, Bồ Hình 1.1: Củ Khoai Lang Đào Nha, châu Á Ấn Độ, Trung Quốc, Philippin, Indonesia, Việt Nam Ngày nay, khoai lang trồng rộng khắp khu vực nhiệt đới ôn đới ấm với lượng nước đủ để hỗ trợ phát triển Ở Việt Nam khoai lang trồng phổ biến, trước chủ yếu đồng vùng đất bãi ven sông, khoai lang trồng nhiều vùng đồi, trung du từ Bắc vào Nam Khoai lang khơng chịu sương giá Nó phát triển tốt nhiệt độ trung bình khoảng 24 °C (75 °F) Phụ thuộc vào giống trồng điều kiện khác, rễ củ phát triển đầy đủ vòng từ đến tháng Với chăm sóc cẩn thận, giống ngắn ngày trồng năm thu hoạch vào mùa hè khu vực có khí hậu ôn đới, miền bắc Hoa Kỳ Khoai lang hoa khoảng thời gian ban ngày vượt 11 Chúng nhân giống chủ yếu đoạn thân (dây khoai lang) hay rễ rễ bất định mọc từ rễ củ lưu giữ bảo quản Các hạt dành cho mục đích gây giống mà thơi NHĨM 11 Page TIỂU LUẬN NÔNG SẢN GVHD: NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG Trong điều kiện tối ưu với 85-90 % độ ẩm tương đối 13-16 °C (55-61 °F), củ khoai lang giữ vịng tháng Nhiệt độ thấp cao nhanh chóng làm hỏng củ Khoai lang phát triển tốt nhiều điều kiện đất, nước phân bón Nó có kẻ thù tự nhiên nên thuốc trừ dịch hại phải dùng tới Do nhân giống đoạn thân nên khoai lang tương đối dễ trồng Do thân phát triển nhanh che lấp kìm hãm phát triển cỏ dại nên việc diệt trừ cỏ tiêu tốn thời gian Trong khu vực nhiệt đới, khoai lang để ngồi đồng thu hoạch cần thiết cịn khu vực ơn đới thường thu hoạch trước sương giá bắt đầu Trung Quốc quốc gia trồng nhiều khoai lang nhất; chiếm tới 80% sản lượng toàn giới (với sản lượng năm 1990 130 triệu tấn; khoảng nửa sản lượng khoai tây quốc gia này) Trong khứ, phần lớn khoai lang Trung Quốc trồng để làm lương thực, ngày phần lớn (60%) trồng để ni lợn Phần cịn lại dùng làm lương thực hay chế biến sản phẩm khác để xuất khẩu, chủ yếu sang Nhật Bản Tại Trung Quốc có 100 giống khoai lang 1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ khoai lang Khoai lang loại lương thực đứng hàng thứ năm giới sau lúa, lúa mì, bắp khoai mỳ (sắn) Khoai lang canh tác 100 nước giới giới ở châu Á (31 nước), châu Phi (39 nước), châu Mỹ Latin (31 nước), tập trung nước có thu nhập thấp, thân nước canh tác vùng đói nghèo tỉnh Sichuan Trung Quốc hay tây Kenya, đất đồi, dốc manh mún phân tán nên suất thu nhập không đáng kể Sản lượng khoai lang giới hàng năm ước khoảng 133 triệu tấn, tập trung Trung Quốc 100 triệu tấn, chiếm 82% sản lượng khoai lang tồn giới, cịn lại Nigeria (3,2 triệu tấn, 3% sản lượng), Uranda (2,6 triệu tấn), Indonesia (1,8 triệu tấn), Việt Nam (1,5 triệu tấn) Nhật Bản (1,1 triệu tấn) NHÓM 11 Page TIỂU LUẬN NÔNG SẢN GVHD: NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG Sản lượng đầu người lớn quốc gia mà khoai lang mặt hàng lương thực phần ăn, đứng đầu quần đảo Solomon với 160kg/người/năm Burundi với 130 kg Bắc Carolina, bang đứng đầu Hoa Kỳ sản xuất khoai lang, cung cấp 40% sản lượng khoai lang hàng năm quốc gia Mississippi bang chủ lực việc trồng khoai lang, khoai lang trồng diện tích khoảng 8.200 mẫu Anh Khoai lang từ Mississippi đóng góp khoảng 19 triệu USD vào kinh tế bang có khoảng 150 trang trại Mississippi trồng khoai lang Khoai lang phần quan trọng phần ăn Hoa Kỳ phần lớn lịch sử quốc gia này, đặc biệt khu vực đông nam Tuy nhiên, năm gần trở nên phổ biến Tiêu thụ bình qn đầu người Hoa Kỳ ngày khoảng 1,5-2 kg (4 pao) năm, trong thập niên 1920 13 kg (31 pao) Kent Wrench viết: "Khoai lang gắn liền với thời kỳ khó khăn suy nghĩ tổ tiên họ trở nên giàu có đủ để thay đổi thực đơn người ta ăn khoai lang hơn." 1.3 Cấu tạo: Khoai lang loại rễ củ, rễ bên biến đổi, phình to với chức quan lưu trữ chất dinh dưỡng Vì thế, nguồn gốc khác với thân củ, chức bề ngồi tương tự gần giống với thân củ Các rễ phình to làm quan lưu trữ khác với củ thật sự, có cấu trúc tế bào bên bên ngồi rễ điển hình Các củ thật có cấu trúc tế bào thân, cịn rễ củ khơng có đốt gióng suy thoái Một đầu gọi đầu gần có mơ đỉnh đầu sinh chồi để sau phát triển thành thân Đầu gọi đầu xa, thông thường sinh rễ không bị biến đổi Trong củ thật sự, trật tự ngược lại với đầu xa sinh thân Về mặt thời gian, rễ củ hai năm Trong năm mẹ sinh rễ củ mùa thu chết Năm sau rễ củ sinh NHÓM 11 Page TIỂU LUẬN NÔNG SẢN GVHD: NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG bị tiêu hao trình tạo thành rễ thân hoa Các mơ cịn lại chết sinh rễ củ cho năm sau Cấu tạo khoai lang gồm phần: vỏ ngoài, vỏ cùi thịt củ Vỏ ngoài: mỏng, chiếm 1% trọng lượng củ, gồm tế bào có chứa sắc tố, cấu tạo chủ yếu cellulose hemicellulose Tác dụng: làm giảm tác động từ bên ngoài, hạn chế bay nước khoai lang trình bảo quản Vỏ cùi: chiếm - 12%, gồm tế bào chứa tinh bột, nguyên sinh chất dịch thể Hàm lượng tinh bột vỏ cùi thịt củ Thịt củ: gồm tế bào nhu mô có chứa: Tinh bột , hợp chất chứa nitơ 1.4 Thành phần hóa học: Khoai lang loại củ khơng có lõi Cuống củ nối với thân có hệ xơ chạy dọc theo củ, có kéo dài đến hết củ tạo thành rễ đuôi củ Củ khoai lang cỏ vỏ mỏng, chứa chủ yếu xenlulo, có chất sắc tố Thịt củ nằm củ chứa tế bào nhu mô Trong tế bào chủ yếu tinh bột, ngồi cịn số chất khác: hợp chất chứa nitơ, nguyên tố vi lượng Củ khoai lang có nhiều tinh bột Theo Trung tâm nghiên cứu khoai lang, Từ châu (1994) phân tích 790 mẫu xuất xứ, hàm lượng tinh bột thô 37,6-77,8%, Trung tâm nghiên cứu phát triển rau Châu Á (1992) phân tích 1600 mẫu xuất xứ, tỷ lệ chất khô khoai lang 12,74%-41,2%, hàm lượng tinh bột khoai khơ đạt 44,59%-78,02% Bradbury Hallooway (1988) phân tích 164 giống khoai lang nước Châu Á- Thái Bình Dương, hàm lượng tinh bột khoai lang tươi 5,3%-28,4%, bình qn 20,1% Ngồi phần tinh bột, khoai lang cịn chứa nhiều chất dinh dưỡng khác: đường hồ tan 3%, prơtêin 2%, vitamin 0,5% 100g khoai lang tươi có 0,2g chất béo, 0,9 g muối vơ NHĨM 11 Page TIỂU LUẬN NÔNG SẢN GVHD: NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG (18 mg Ca, 20 mg P2O5, 0,4mg Fe), Caroten 1,31g, vitamin C 30mg, vitamin B1 0,04 mg, axít nicotinic 0,5mg Khoai lang cịn chứa nước 67%, có hồng sắc tố, hồng sắc tố, pectin có gây trở ngại cho chế biến tinh bột, khoai lang cịn có nhiều polyphenol, bị tác động men oxyhóa, biến thành màu nâu Các thành phần hố học củ khơng cố định mà thường thay đổi tuỳ thuộc giống trồng, khí hậu, thổ nhưỡng, điều kiện canh tác v.v Với hàm lượng tinh bột lớn, công nghệ tách tinh bột đơn giản nên khoai lang sử dụng để khai thác tinh bột với số lượng đáng kể 1.5 Giá trị dinh dưỡng ứng dụng khoai lang sống Khi nhắc đến khoai lang, nhiều người Việt Nam cho loại có giá trị dinh dưỡng thấp, loại thực phẩm dành cho người nghèo suốt buổi ăn khoai trừ cơm lúc đất nước cịn khó khăn Đến thu nhập nhiều người dân ta cải thiện đáng kể họ quay lưng với loại lương thực này, ăn khoai Lợi có củ cung cấp nguồn lượng dạng tinh bột đường với giá rẽ Mặc dù đơn vị trọng lượng, khoai lang cung cấp số lượng 1/3 so lúa gạo lúa mỳ có chứa hàm lượng nước cao Tuy nhiên mặt suất khoai lang lại cho suất cao lúa suất cao nên tính đơn vị diện tích thời gian, khoai lang cho suất chất bột đường cao gấp 1,5 lần cho giá triệu thu nhập gấp 1,7 lần so với lúa Nhược điểm dinh dưỡng gạo hàm lượng vitamine A thấp Khoai lang bí có lượng tiền chất vitamine A lên đến 9180 µg/100 củ, thua cải xanh (17.535) cà-rốt (13.485), lại có cao nhiều so với xồi, nho, đu đủ, táo Thiếu vitamine A phổ biến nước phát triển, nguyên nhân gây bệnh khô võng mạc mắt trẻ em Mặt ngày trẻ từ 6-12 tháng tuổi cần 350 mg vitamine A nên Liên hiệp quốc khuyến khích nước phát triển sử dụng khoai lang bí để bổ sung nguồn vitamine A NHÓM 11 Page 10 ... khơng gây độc q trình sản xuất Trên giới, phải dùng tới 60 triệu tinh bột gồm bột mỳ, bột ngô, bột khoai tây, bột gạo, bột sắn, bột khoai lang /năm tuỳ thuộc vào điều kiện sản xuất nông nghiệp... mặt đất khoai lang thân củ mở rộng cho chế biến Chế biến tinh bột sắn dễ dàng chế biến tinh bột khoai lang Tuy nhiên, cấu trúc tinh bột khoai lang nhỏ tinh bột sắn hàm lượng AM khoai lang cao... giống khoai lang số chế phẩm từ khoai lang DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Củ Khoai Lang Hình 2.1 Amiloza amilopectin Hình 2.2: phản ứng thủy phân tinh bột Hinh 3.1: Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất tinh