nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp bảo quản đến chất lượng của tinh bột dong riềng

Đề tài: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA TINH BỘT DONG RIỀNG Phần I Tổng quan dong riềng 1.1 Nguồn gốc 1.2 Đặc điểm sinh vật học dong riềng 1.3 Giá trị kinh tế dong riềng 1.4 Thành phần hóa học Phần II Tổng quan tinh bột 2.1 Khái quát chung tinh bột 2.2 Tính chất tinh bột Phần III Phương pháp xác định số thành phần tinh bột 3.1 Phương pháp xác định độ ẩm tinh bột 3.2 Phương pháp xác định hàm lượng protein tổng số 3.3 Phương pháp xác định hàm lượng gluxit 3.4 Phương pháp xác định hàm lượng lipit 3.5 Phương pháp xác định hàm lượng chất tro tinh bột 3.6 Phương pháp xác định hàm lượng xenluloza Phần IV Các phương pháp bảo quản tinh bột dong riềng Phần V Các phương pháp xác định tính chất tinh bột Phần VI Tài liệu tham khảo Phần I Tổng quan dong riềng 1.1 Nguồn gốc Cây Dong riềng (Canna edulis Ker), loại thân thảo, họ Dong riềng (Cannaceae) có nguồn gốc từ khu vực Andean thuộc Nam Mỹ Từ xưa sử dụng thực phẩm chủ yếu cho người Andean khoảng 4000 năm Loại trồng nguồn để sản xuất tinh bột ( theo science direct.com) Đầu kỉ 19, với phát triển chủ nghĩa tư bản, việc lưu thông lục địa mở rộng, nhờ dong riềng lan truyền tới nhiều khu vực quốc gia khác Đầu tiên người Anh, Pháp đến Hà Lan nhập giống đem trồng Ấn Độ số nước nhiệt đới, trung đới khác Sau dong riềng phát triển trồng Trung Quốc Đông Nam Á ( Lại Thị Hà ( 1975) Trồng chế biến dong riềng, NXB Khoa học kỹ thuật Bắc Thái) Ở Việt Nam, dong riềng người Pháp trồng nước ta vào đầu kỷ 19, trồng hầu hết khắp địa phương nước Là quan trọng vùng đất dốc ( đồi núi) Để giải vấn đề lương thực, trồng dong riềng nhiều loại đất mà không lo bị mùa Các tỉnh có diện tích sản lượng dong riềng lớn phải kể đến là: Sơn La, Cao Bằng, Hịa Bình, Thanh Hóa,…Đến năm 1993 nước ta có khoảng 30.000ha trồng dong riềng, sản xuất hàng năm gần 300.000 củ tươi Một khóm dong riềng trồng đất thích hợp thu 15 – 20kg củ Năng suất đạt tới 45 – 65 củ/vụ Nếu sản xuất tinh bột 8,1 – 11,7 tinh bột/ ha/ vụ Trong điều kiện bình thường đạt 15 – 25 củ/ ha.[ ] 1.2 Đặc điểm sinh vật học dong riềng Dong riềng ( Canna edulis Ker – Gawler) rễ củ giàu tinh bột thuộc Scitaminales, họ Cannaceae Dong riềng có tên địa phương khoai chuối tây ( Thừa Thiên, Quảng Trị, Nghệ An, Hà Tĩnh), củ đót ( Hịa Bình, Nam Định, Ninh Bình), dong đao tây, dong tây, khoai riềng Căn vào tính chất củ, thân, lá, hoa chia dong riềng làm loại: chuối hoa ( Canna indica L.), dong đao ( Canna sp.) khoai riềng ( Canna edulis Ker) ( theo Bùi Công Trừng ( 1963) Khoai nước, dong riềng vấn đề lương thực, NXB Khoa học) Cây dong riềng có thân cao từ 1,2 – 1,5m, màu tía, thân ngầm phình to thành củ có dạng giống củ riềng, to Lá hình thn dài, to, mọc cách thành hai dãy, phiến hình bầu dục, nhọn đầu, có gân to, cuống dạng bẹ ôm lấy nhau, mặt màu xanh lucjm mặt màu tía, dài 50cm, rộng 25 – 30 cm Hoa dạng chùm nằm đầu ngon cây, có màu đỏ tươi.[ 1, 3] Củ dong có hình tháp trịn, đường kính trung bình 25 – 35mm, chiều dài từ 10 – 15mm, vỏ nhiều xơ, màu trắng, có vảy mỏng xếp thành vịng so le bao lấy vỏ củ ( theo Bùi Công Trừng, 1963) Cây dong riềng chịu nhiệt độ cao tới 37 – 38oC, chịu gió Lào khơ nóng lại giỏi chịu rét nên thích hợp vùng núi cao, có nhiệt độ xuống thấp gần 0oC Dong riềng chịu hạn tôt lúa, ngô, khoai lang sắn.[ ] Là trồng có nhu cầu ánh sáng khơng cao, phát triển bình thường bóng dâm tán khác, nên trồng xen kẽ với ăn hay tán rừng, mang lại hiệu kinh tế cao 1.3 Giá trị kinh tế dong riềng Dong riềng dễ trồng, cho sản lượng cao nhiều so với nhiều loại hoa màu khác ngô, khoai lang, sắn,… Điều thể rõ bảng 1.1 [ 2] Bảng 1.1 So sánh sản lượng dong riềng với số hoa màu khác Cây Dong riềng Ngô Khoai lang Sắn Lúa Diện tích ( ha) 1 1 Sản lượng ( tấn) 45 – 65 ( vụ) 12 ( vụ) 10 ( vụ) Tinh bột ( tấn) – 11,7 1,8 1,2 2,0 2,1 Nguồn: Ban khoa học kỹ thuật Bắc Thái ( 1975) Số liệu bảng 1.1 cho thấy, diện tích, sản lượng dong riềng gấp 15 – 22 lần ngô; – 5,5 lần khoai lang; 4,5 – 6,5 lần sắn Bên cạnh đó, dong riềng loại có tính thích nghi cao, trồng xen với nhiều loại nên phát triển hợp lý diện tích trồng dong riềng mà khơng ảnh hưởng tới diện tích trồng lúa loại trồng khác Dong riềng loại cho phép khai thác sản phẩm củ mà cho phép tân dụng triệt để sản phẩm phụ thân Lá thân dùng làm phân bón nguyên liệu cho cơng nghiệp, thân dong riềng cịn có sợi màu trắng, bền dệt thành bao đựng Một hecta dong riềng lấy 900kg tơ dùng cho sản xuất loại bao đựng [ ] Theo phân tích học viện Winter thành phần hóa học củ, thân, sau ( Bảng 1.2) Bảng 1.2 Thành phần hóa học củ thân dong riềng Thành phần hóa học Loại thức ăn (%) Thân tháng Củ 13 tháng H2O 85,20 75,60 Protein 2,42 1,29 Lipid 1,22 1,10 Đường 1,46 5,40 Xơ 2,59 4,30 Khoáng 2,07 1,42 Ca 0,26 P 0,09 Nguồn: Bùi Công Trừng ( 1963) 1.4 Thành phần hóa học dong riềng Thành phần hóa học củ dong riềng tính theo khối lượng củ tươi thể bảng sau: Bảng 1.3 Thành phần hóa học củ dong riềng Thành phần Hàm lượng % Nước 70 – 72 Hydrate carbon( tinh bột 24,2 chiếm 70,9 %) Protein 0,9 – Chất béo 0,3 Chất khoáng 1,4 Xơ 1,3 Tinh bột dong riềng có thành phần với hàm lượng sau: Bảng 1.4 Thành phần hóa học tinh bột dong riềng Thành phần Nước Tinh bột đường Protein Tro Hàm lượng ( g)/ 100g tinh bột khô 14 – 14,2 84,5 0,4 0,2 Phần II Tổng quan tinh bột 2.1 Khái quát chung tinh bột Tinh bột loại polysaccharit dự trữ chủ yếu thực vật, có hạt hịa thảo, củ, thân cây, lượng đáng kể tinh bột có loại chuối nhiều loại rau Tinh bột có nhiều loại lương thực loại lương thực coi nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất tinh bột Tinh bột giải phóng tế bào bị phá vỡ Hàm lượng tinh bột dự trữ, thành phần, kích thước hình dạng hạt tinh bột nguyên liệu khác khác Tinh bột chất riêng biệt mà gồm hai thành phần amyloza amylopectin Hai chất khác cấu tạo, tính chất vật lý tính chất hóa học Dựa vào khác phân chia hai thành phần để điều chế dạng tinh khiết Các phương pháp để tách xác định hàm lượng amiloza amilopectin là: - Chiết rút amiloza nước nóng - Kết tủa amiloza rượu - Hấp thụ chọn lọc amiloza xenlulose Tinh bột loại polysaccharit có khối lượng phân tử cao, gồm đơn vị glucose nối với liên kết α – glycozit, có cơng thức phân tử ( C6H10O5)n, n từ vài trăm đến triệu Tinh bột giữ vai trị quan trọng cơng nghiệp thực phẩm tính chất hóa lí chúng Tinh bột thường dùng làm chất tạo độ nhớt sánh cho thực phẩm dạng lỏng tác nhân làm bền keo nhũ tương, yếu tố kết dính làm đặc tao độ cứng, độ đàn hồi cho nhiều loại thực phẩm Ngồi tinh bột cịn nhiều ứng dụng dược phẩm, cơng nghiệp dệt, hóa dầu… Trong thực vật, tinh bột thường có mặt dạng khơng hịa tan nước Do tích tụ lượng lớn tế bào mà không bị ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu Các hydrat cacbon tạo lục lạp quang hợp, nhanh chóng chuyển thành tinh bột Tinh bột mức độ gọi tinh bột đồng hóa, linh động nên sử dụng q trình trao đổi chất chuyển hóa thành tinh bột dự trữ hạt, củ, rễ thân bẹ Có thể chia tinh bột thành ba hệ thống: - Tinh bột hạt cốc - Tinh bột hạt họ đậu - Tinh bột loại củ Bảng 2.1 Đặc điểm số hệ thống tinh bột Nguồn Hạt ngơ Kích thước hạt, nm 10-30 Hình dáng Hàm lượng amiloza, % 25 Nhiệt độ hồ hoá, 0C 67-75 Đa giác trịn Lúa mì 5-50 Trịn 20 56-80 Lúa mạch đen 5-50 Tròn dài 46-62 Đại mạch 5-40 Bầu dục 68-90 Yến mạch 5-12 Đa giác 55-85 Lúa 2-10 Đa giác 13-35 70-80 Đậu đỗ 30-50 Tròn 46-54 60-71 Kiều mạch 5-15 Tròn dẹp Chuối 5-60 Tròn 17 Khoai tây 1-120 Bầu dục 23 56-69 Khoai lang 5-50 Bầu dục 20 52-64 Sắn 5-35 Tròn Dong riềng 10-130 Bầu dục 38-41 Hạt tinh bột tất loại có dạng hình trịn, hình bầu dục hay hình đa giác Hạt tinh bột khoai tây lớn bé hạt tinh bột thóc Tinh bột dong riềng có dạng hình bầu dục hình trịn, kích thước hạt từ - 17µm 2.2 Thành phần hóa học tinh bột Tinh bột khơng phải hợp chất đồng thể mà gồm hai polyaccharit khác nhau: amyloza amilopectin Tỉ lệ amiloza/ amilopectin xấp xỉ ¼ Trong tinh bột loại nếp ( gạo nếp, ngô nếp,…) gần 100% amilopectin Trái lại tinh bột đậu xanh, dong riềng hàm lượng amiloza chiếm 50% Về cấu tạo hóa học, hai thành phần có chứa đơn vị cấu tạo monosacarit glucoza Hàm lượng amiloza amilopectin số tinh bột ( Bảng 2.2) Bảng 2.2 Tinh bột Ngô Chuối Ngô nếp Gạo Gạo nếp Khoai tây Sắn Lúa mì Đậu xanh Dong riềng Amiloza ( %) 24 16,6 0,8 18,5 0,7 20 17 25 54 47 Amilopectin ( %) 76 83,6 99,2 81,5 99,3 80 83 75 46 53 Trong amiloza gốc glucoza gắn vào nhờ liên kết α – 1,4 – glucozit tạo nên chuỗi dài bao gồm từ 200 – 1000 gốc glucoza Phân tử amiloza bao gồm số chuỗi xếp song song với nhau, gốc glucoza chuỗi cuộn vịng lại thành hình xoắn ốc Phân tử amiloza có đầu khử ( đầu có nhóm OH glucozit) đầu không khử Phân tử amiloza thường dạng kết tinh có lớp hydrat bao quanh xen kẽ với amiloza kết tinh khơng có lớp hydrat, có cấu tạo mạch thẳng khơng phân nhánh Hình 2.2 Cấu trúc amiloza Phân tử amilopectin có cấu tạo vơ định hình, có dạng phân nhánh, gốc glucoza gắn với không nhờ liên kết -1,4 glucozit mà nhờ liên kết -1,6 glucozit, nhánh có có khoảng 20 – 30 đơn vị glucoza Phân tử amilopectin có đầu khử Sơ đồ cấu trúc amiloza amilopectin sau: Hình 2.3 Amiloza amilopectin 2.2 Tính chất chung tinh bột 2.2.1 Các số vật lý tinh bột Tỷ trọng: tỷ trọng tinh bột khô tuyệt đối phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu thường xê dịch khoảng từ 1,60 – 1,64 kg/dm3 Hệ số giãn nở nhiệt tinh bột nhỏ Ở 15 – 17oC hệ số giãn nở khoảng 0,0003169 Ở 23 – 25oC hệ số giãn nở 0,0003957 Khả hút ẩm tinh bột hạt tinh bột có cấu tạo xốp Khi độ ẩm tương đối khơng khí φ = 75% khả hút ẩm tinh bột đến 10,33%, φ = 100% khả hút ẩm đến 20,92% Góc quay cực hồ tinh bột Thường đặc trưng cho loại tinh bột Gạo: 185,9o Lúa mỳ: 182,4o Ngô: 201,5o Khoai tây: 204,3o Nhiệt dung tinh bột thường tính theo cơng thức: C = 0,2631 + 0,00075 t kcal/kgoC ( t = nhiệt độ oC) 2.2.2Tính hịa tan Ở nhiệt độ thường tinh bột khơng hịa tan nước , khơng hịa tan rượu, ete, sunfua cacbon, clorofoc… Tinh bột hòa tan môi trường kiềm tốt môi trường trung tính axit kiềm có tác dụng ion hóa phần làm cho phân tử polisaccharit hydrat hóa tốt 2.2.3 Sự trương nở hồ hóa tinh bột Khả trương nở hạt tinh bột nước tăng nhiệt độ cho dung dịch keo tính chất quan trọng tinh bột Ở trạng thái tự nhiên tinh bột khơng bị hịa tan vào nước lạnh, hấp thụ 25 – 50% nước hạt tinh bột chưa bị trương Khi nhiệt độ tăng liên kết hydro trì cấu trúc mixen phân tử nước bị phá hủy Người ta thấy tinh bột ngô 50oC hút nước đến 300%, 70oC gần 1000% so với trọng lượng ban đầu Khi trương nở cực đại hạt tinh bột hút đến 2500% nước chất khơ bị giảm 4% Hồ hóa tính chất quan trọng tinh bột ứng dụng chế biến nhiều sản phẩm thực phẩm Nhìn chung q trình hồ hóa tất loại tinh bột diễn giống nhau: ban đầu độ nhớt hồ tinh bột tăng lên, sau qua mức cực đại giảm xuống Nhiệt độ hồ hóa nhiệt độ mà chuyển tinh bột từ trạng thái sang trạng thái khác hồn thành Nhiệt độ hồ hóa phụ thuộc vào nhiều nhân tố, quan tính chất lý hóa chất khếch tán mơi trường khếch tán Nhiệt độ hồ hóa tinh bột có nguồn khác khác Nhiệt độ hồ hóa phụ thuộc mạnh mẽ vào kích thước hạt tinh bột Tinh boiotj có kích thước hạt bé có nhiệt độ hồ hóa cao nhiệt độ hồ hóa tinh bột chứa hạt lớn Nồng độ huyền phù tinh bột, tốc độ đun nóng huyền phù, độ ẩm ban đầu tinh bột có ảnh hưởng đến nhiệt độ hồ hóa Khi tăng nồng độ tinh bột nhiệt độ hồ hóa cũn tăng lên Nhiệt độ hồ hóa phản ánh độ bền hạt tinh bột thuốc thử khác Chẳng hạn tinh bột thóc nếp thóc tẻ, nhiệt độ hồ hóa mức độ phá hủy axit clohydric có hệ số tương quan âm Giữa nhiệt độ hồ hóa tác dụng α- amilaza vi khuẩn có tương quan nghịch ( r = - 0,72; n = 18) Nhiệt độ hồ hóa phản ánh qua thời gian nấu Chẳng hạn với thóc, thời gian nấu gạo có nhiệt độ hồ hóa cao, dài thời gian nấu gạo có nhiệt độ hồ hóa thấp phút Nhiệt độ hồ hóa phản ánh độ xốp tương đối nội nhũ Bảng 2.3 Nhiệt độ hồ hóa số loại tinh bột Tinh bột tự nhiên Nhiệt độ hồ hóa (t0C) Ngơ 62-73 Ngơ nếp 62-72 Lúa miến 68-75 Lúa miến nếp 67-74 Gạo 68-74 Lúa mì 59-62 Sắn 52-59 Khoai tây 59-70 tam giác 250 ml, ta cho vào 20ml dung dịch axi H3BO3 3% vài giọt thị taxiro Tiến hành cất đạm máy cất đạm ( khoảng 300s) Đem dịch thu bình hứng tam giác để chuẩn độ dung dịch H2SO4 0,1N xuất màu hồng nhạt Làm tương tự với mẫu kiểm chứng với lượng nước cất lượng nước cất dùng để tráng bình Kjeldahl ( 10ml) Và tiến hành cất đạm, chuẩn độ tương tự mẫu phân tích • Tính tốn kết quả: Hàm lượng ni tơ tổng số tính theo công thức sau: N= (V1 − V2 ) x 0,0014 x 100 ( %) m Trong đó: V1: Số ml dd H2SO4 0,1N dùng để chuẩn độ mẫu phân tích; V2: Số ml dd H2SO4 0,1N dùng để chuẩn độ mẫu kiểm chứng; 0,0014: Hệ số chuyển lượng ni tơ tương ứng 1ml H2SO4 0,1 N; m: Khối lượng mẫu đem phân tích ( mg) N: Hàm lượng ni tơ tổng số ( %) Hàm lượng protein tính theo cơng thức: %Prts = %Nts x 5,95 Trong đó: 5,95 hệ số chuyên ni tơ dong riềng 3.3 Phương pháp xác định hàm lượng gluxit tổng số Hàm lượng tinh bột xác định phương pháp Graxianov • Nguyên tắc: Dưới tác dụng axit, tinh bột thủy phân hồn tồn thành đường glucose Sau ta định lượng đường khử, từ suy hàm lượng tinh bột • Cách tiến hành: Cân 2g mẫu nghiền nhỏ cho vào cốc thủy tinh 200ml Cho vào cốc 100ml nước cất, khuấy từ 45 – 60 phút Sau lọc qua phễu có giấy lọc Tráng cốc rửa tinh bột nhiều lần nước cất để loại toàn đường khử khỏi tinh bột Chuyển phễu lọc chứa tinh bột sang bình cầu ( 250 ml), dùng đũa thủy tinh nhỏ chọc thủng giấy lọc, chuyển tinh bột xuống bình cầu nước cất ( 100ml) Sau cho 125ml HCl 25% vào bình cầu, lắp hệ thống sinh hàn Đặt bình cầu vào nồi cách thủy, đun nóng từ 2,5 – giờ, lắc Sau kết thúc thủy phân tinh bột ta làm nguội bình, trung hịa dung dịch thủy phân NaOH 10%, dùng giấy quỳ thử cho dung dịch thủy phân không thừa kiềm Sau thêm -2 giọt HCl 25 % để dung dịch thủy phân trung hịa có độ axit yếu Chuyển tồn tinh bột sang bình định muacs250ml, dùng nước cất định thể tích đến mức bình Khuấy đều, lọc dung dịch, để định lượng đường khử ( glucose) Sau xác định lượng đường glucose, hàm lượng tinh bột ( %) mẫu tính theo công thức sau: a 0,9 V1 b.100 X(%) = x 100 % V2 C Trong đó: X: Hàm lượng tinh bột ( %); a: Lượng glucose có dung dịch phân tích (mg); b: Hệ số pha lỗng; C: Lượng mẫu đem phân tích; V1: Số ml dung dịch thủy phân ( 250 ml); V2: Số ml dung dịch thủy phân đem phân tích ( ml); 0,9: Hệ số tính chuyển từ glucose thành tinh bột Định lượng đường khử phương pháp Ixekutz: • Nguyên tắc: Trong mơi trường kiềm, đường khử có khả khử Fe +3 K3Fe(CN)6 thành Fe+2 K4Fe(CN)6 Đề cho phản ứng xảy hồn tồn ta dùng ZnSO4 để tạo kết tủa với K4Fe(CN)6 3ZnSO4 + 2K4Fe(CN)6 3K2FeSO4 K2Zn3[Fe(CN)6]2 + Lượng K3Fe(CN)6 dư sau tác dụng với đường khử phản ứng với KI 2K3Fe(CN)6 + 2KI 2K4Fe(CN)6 + I2 Sau I2 giải phóng chuẩn độ Na2S2O3 Na2S2O3 + I2 Na2S4O6 + 2NaI Từ lượng Na2S2O3 tiêu tốn ta tính lượng đường khử có dung dịch • Cách tiến hành: Lấy bình tam giác: Bình bình đối chứng, bình bình thí nghiệm Cho 5ml nước cất vào bình 1, cho – ml dịch triết đường vào binhg Cho vào bình 10ml K3Fe(CN)6 0,05 N Đun sôi phút bếp điện, để nguội Cho vào bình 10ml hỗn hợp ( KI + ZnSO 4), 10ml CH3COOH % Chuẩn độ Na2S2O3 0,05N có màu vàng rơm Khi thêm giọt tinh bột ( dung dịch chuyển màu xanh), chuẩn độ tiếp có màu trắng sữa hồn tồn dừng lại Từ lượng K 3Fe(CN)6 0,05 N phản ứng với đường ta tính lượng đường khử ( glucose) có dung dịch dựa vào bảng tính phương pháp Ixekutz 3.4 Phương pháp xác định hàm lượng lipit Sử dụng phương pháp Soxhlet • Nguyên tắc: Chiết chất béo từ tinh bột dung môi hữu sấy khô đến khối lượng không đổi tiến hành xác định hàm lượng chất béo thu • Cách tiến hành: Chuẩn bị sẵn túi giấy lọc biết trước khối lượng cân khoảng 5gam mẫu cho vào, gấp kín mép túi đặt túi vào trụ chiết Trước chiết, bình cầu thu lipit phải sấy khô đến trọng lượng không đổi Đặt bình cầu lên nồi cách thủy, đổ ete dầu vào ½ thể tích bình Đặt máy soxhlet vào nối cách thủy chiết trạng thái sôi Sau khoảng 3-4 h tiến hành thử xem lipit chiết rút hết khỏi mẫu chưa cách lấy vài giọt ete từ đầu cuối trụ chiết cho lên đĩa kính thủy tinh sạch, cho bay hết ete, chất lỏng đĩa kính khơng bị loang ete bay hết xem lipit chiết rút hồn tồn Khi chiết xong, lấy bình cầu ra, lắp ống làm lạnh vào cất lấy ete Đưa bình cầu vào tủ sấy tiến hành sấy nhiệt độ 70-80oC đến khối lượng không đổi đem cân Tránh không nên sấy nhiệt độ cao, nhiệt độ cao lipit bị oxy hóa, làm giảm tỷ lệ thu hồi • Tính tốn kết quả: Hàm lượng chất béo %, tính công thức: X%= G1 -G 100 G Trong đó: G1: Trọng lượng bình cầu chứa chất béo (g) G2: Trọng lượng bình cầu khơng (g) G: Trọng lượng mẫu phân tích (g) 3.5 Phương pháp xác định hàm lượng chất tro tinh bột • Nguyên tắc: Nung mẫu nhiệt độ cao từ 500 – 600oC chất hữu bị đốt cháy hoàn toàn, sấy mẫu đến khối lượng khơng đổi • Tính tốn kết quả: m - m1 Hàm lượng tro theo theo chất khô T (%) = 100 x m Trong đó: M1: Khối lượng chén nung (g); M2: Khối lượng mẫu + chén nung sau nung (g); M: Khối lượng mẫu đem nung ( g); T: Hàm lượng tro ( %) 3.6 Phương pháp xác định hàm lượng xenluloza • Ngun tắc: Xenluloza chất xơ, bã cịn lại sau gluxit khác đường, tinh bột, lignin, tạp chất, protein, lipit bị thuỷ phân: lúc đầu axit vô cơ, sau kiềm Sau lọc rửa sạch, lượng chất xơ sấy khô đến khối lượng không đổi để biết hàm lượng xenluloza • Cách tiến hành: Cân khoảng 2g mẫu cho vào bình tam giác 250ml, thêm 40ml cồn tuyệt đối 10ml dd HNO3 đậm đặc, đem thuỷ phân nồi cách thuỷ 1,5giờ (nên lắp sinh hàn khí làm tủ hút HNO3 độc) Sau đó, đem lọc nóng rửa lại nhiều lần nước cất Chọc thủng giấy lọc chuyển tồn phần giấy lọc vào bình tam giác, dùng 40ml cồn tuyệt đối để chuyển phần cịn sót giấy lọc xuống bình tam giác Cho thêm vào bình 50ml NaOH 12,5g/l tiếp tục thuỷ phân 1giờ Sau đó, lọc nóng giấy lọc biết trước khối lượng, rửa lại nhiều lần nước cất nóng đem sấy giấy lọc đến khối lượng khơng đổi • Tính tốn kết quả: Hàm lượng xenluloza theo cơng thức sau: X= Trong đó: G1 − G0 x 100 (%) G (1 − W) X – hàm lượng xenluloza ( %); G1 - khối lượng giấy lọc xơ sau sấy (g); Go - khối lượng giấy lọc ( g); G - khối lượng mẫu ban đầu ( g); W - độ ẩm mẫu Phần IV Các phương pháp bảo quản tinh bột dong riềng Ở làng nghề, người ta thường bảo quản tinh bột theo phương pháp sau: 4.1 Bảo quản theo phương pháp chôn Tinh bột dong riềng với độ ẩm 54,5 % cho vào túi nhựa (pp) chon xuống mặt đất, khoảng cách từ bề mặt túi tới mặt đất khoảng 5cm, phủ cát cao so với mặt đất 2cm để tránh tiếp xúc với oxy khơng khí 4.2 Bảo quản theo phương pháp để Tinh bột dong riềng có độ ẩm 54,5% cho vào túi PP, buộc kín để khu vực râm mát, tránh mưa nắng 4.3 Bảo quản dạng tơi Tinh bột dong riềng nguyên liệu phơi tơi đến độ ẩm 28,1% Cho nguyên liệu sau phơi vào bao PP bảo quản kho 4.4 Bảo quản phịng thí nghiệm Tinh bột dong riềng bảo quản theo phương pháp tương tự phương pháp bảo quản làng nghề Phần V Phương pháp xác định số tính chất tinh bột 5.1 Phương pháp xác định độ nhớt Độ nhớt trở lực bên chất lỏng mà trở lực cần phải vượt qua lực, mà với lực tạo chảy chất lỏng Độ nhớt tinh bột tiêu quan trọng để đánh giá mức độ thay đổi cấu trúc hạt tinh bột sau lên men, định khả ứng dụng (Theo Tạp chí Khoa học cơng nghệ, Đại học Đà Nẵng - Số 1( 42) 2011) Xác định độ nhớt nhớt kế mao quản: • Tiến hành: Cân xác 0,2 g mẫu cho vào cốc có mỏ, thêm 40ml dung dịch NaOH 1N Khuấy cho mẫu tan hoàn toàn kiềm Cho lượng vừa đủ dung dịch vào dụng cụ đo độ nhớt đặt kiềm Cho lượng vừa đủ dung dịch vào dụng cụ đo độ nhớt đặt bể ổn nhiệt 20 oC 10 phút Sau đo thời gian dịch chảy qua vạch cố định dụng cụ Độ nhớt khả linh động phân tử dung dịch hồ tinh bột Đây tính chất quan trọng tinh bột có ảnh hưởng đến chất lượng kết cấu nhiều sản phẩm thực phẩm Phân tử tinh bột chứa nhiều nhomshydroxyl có khả liên kết với làm cho phân tử tinh bột tập hợp lại đồ sộ hơn, giữ nhiều phân tử nước khiến cho dung dịch có độ đặc, độ dính, độ dẻo độ nhớt cao hơn, phân tử di chuyển khó khăn Tính chất thể mạnh mẽ tinh bột giàu amylopectin, phân tử amylopectin phân tử lớn có cấu trúc cồng kềnh Yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt dung dịch tinh bột đường kính biểu kiến phân tử hạt phân tán Đường kính phụ thuộc vào yếu tố sau: • Đặc tính bên phân tử khối lượng, kích thước, thể tích, cấu trúc bất đối xứng phân tử • Tương tác tinh bột dung môi (nước) gây ảnh hưởng đến trương nở, hịa tan cầu hydrat hóa bao quanh phân tử • Tương tác phân tử tinh bột với định kích thước tập hợp Ngoài nồng độ tinh bột, pH, nhiệt độ, ion Ca2+, tác nhân oxi hóa, thuốc thử phá hủy cầu hydro làm cho tương tác phân tủ tinh bột thay đổi làm cho độ nhớt thay đổi theo Độ nhớt tinh bột tăng lên mơi trường kiềm gây ion hóa phân tử tinh bột khiến cho chúng hydrat hóa tốt Khi cho phụ gia vào thực phẩm chứa tinh bột thường có ảnh hưởng lớn đến tính nhớt dẻo hố tinh bột Với muối, nồng độ thấp ảnh hưởng không đáng kể đến độ nhớt hồ tinh bột Ngược lại, nồng độ cao làm tăng độ nhớt muois chiếm lấy phân tử nước Các anion cation có ảnh hưởng khác đến hồ tinh bột Với đường sacaroza thêm vào hồ tinh bột ngô 5% làm tăng giá trị cực đại độ nhớt, ảnh hưởng lớn độ đường đạt đến 20% khối lượng dịch hồ Khi nồng độ sacaroza cao (50%) lại làm giảm giá trị cực đại độ nhớt Độ bền hệ keo hồ tinh bột bị giảm với tăng lượng sacaroza pH đa số thực phẩm thường gioứi hạn từ – thay đổi không đáng kể pH giới hạn có ảnh hưởng nhỏ đến độ nhớt hồ tinh bột nhiên sử dụng đệm xitrat, bimaleat có ảnh hưởng đến độ nhớt nhiều Các axit béo thường làm tăng độ nhớt tăng không giống tinh bột khác [Lê ngọc Tú (chủ biên).2003.Hóa học thực phẩm NXB Khoa Học Kỹ Thuật] 5.2 Phương pháp xác định độ trương nở, hòa tan tinh bột Xác định theo phương pháp Lawal O.S Tiến hành; Cân 0,2g tinh bột cho vào ống falcon biết trước khối lượng Thêm vào ống 10ml nước cất Hồ hóa dịch tinh bột nhiệt độ: 50, 60, 70, 80 90oC thời gian 30 phút Làm lạnh nhanh hỗn hợp nhiệt độ phịng sau li tâm dịch tinh bột máy li tâm 5000 v/p khoảng thời gian 15 phút Sauk hi li tâm, rót phần huyền phù phía ống falcon cốc sấy biết trước khối lượng tiến hành sấy 105oC khối lượng không đổi Độ trương nở tinh bột tính khối lượng phần lắng cặn tăng lên đáy ống li tâm so với khối lượng tinh bột ban đầu Độ hòa tan tinh bột tính tỷ số phần chất khô sấy đến khối lượng không đổi cốc sấy so với khối lượng tinh bột ban đầu 5.3 Phương pháp xác định giá trị xanh Xác định theo phương pháp đo giá trị Iod blue value bước song 680nm Tiến hành: Cân xác 10mg tinh bột cho vào ống nghiệm có nắp Thêm vào 0,2 ml etanol 1ml NaOH Trộn hỗn hợp giữ 10 phút Thêm 1ml nước cất Đun sơi dung dịch 10 phút sau làm lạnh nhanh hỗn hợp nhiệt độ phòng Trung hòa hỗn hợp pH = -7 dung dịch HCl 1N Định mức hỗn hợp lên 10ml nước cất Từ dung dịch vừa thu lấy 0,4 ml cho vào ống nghiệm thủy tinh Thêm 5ml nước cất, 0,4 ml dung dịch iod 0,2% định mức lên 10 ml Trộn giữ 20 phút Đo OD bước song 680nm 5.4 Phương pháp xác định độ acid Tiến hành: Cân xác 1g mẫu vào bình tam giác 150ml, thêm vào 10ml nước cất, lắc thêm tiếp – giọt phenolphthalein vào Chuẩn độ hỗn hợp NaOH 0,1N đến hỗn hợp chuyển sang màu hồng nhạt dừng lại Từ số ml NaOH tiêu tốn tính tốn độ acid mẫu 5.5 Phương pháp xác định độ pH Tiến hành: Cân xác 20g mẫu tinh bột, cho vào cốc tích 250ml, bổ sung thêm 80ml nước cất khuấy dùng máy đo pH để đo 5.6 Phương pháp xác định nồng độ tạo gel tinh bột Xác định nồng độ tạo gel tinh bột theo phương pháp Sathe Salunke Tiến hành: Chuẩn bị mẫu dịch tinh bột có nồng độ 2%, 4%, 6%, 8% ( so với chất khơ) 5ml nước cất, sau trôn máy lắc Đun sôi cách thủy vòng 1h, làm lạnh nhan vòi nước chảy, sau làm lạnh giữ 4oC 2h Quan sát gel tạo thành Nồng độ tạo gel nồng độ thấp mà lắc mạnh hay dốc ngược dịch vừa hồ hóa khơng làm cho gel bị biến đổi trạng thái 5.7 Phương pháp xác định độ Xác định theo nguyên tắc Craige, Seib Hoseney Cân xác 0,1g tinh bột cho vào ống nghiệm có nắp xoắn, bổ sung thêm 10ml nước cất, lắc đun nóng 100oC 30 phút, phút lại lắc lần Để nguội đến nhiệt độ phòng Hệ số truyền ánh sáng đo sau 5, 30, 60 phút sau hồ hóa với bước song 650nm 5.8 Phương pháp xác định độ thối hóa tinh bột Theo phương pháp Z Chen để xác định mức độ tách nước gel tinh bột sau trình bảo quản lạnh lạnh đông Cân 0,4g tinh bột cho vào ống li tâm 15ml Thêm 5ml nước cất, đậy kín nắp lắc dung dịch Đun sôi hỗn hợp 1h, 10 phút lắc lần, lần lắc phút Mẫu làm lạnh nhiệt độ phòng 30 phút Bảo quản mẫu 4oC – 20oC Sau khoảng thời gian 2, 4, ngày lấy mẫu làm tan giá 40 oC 1h Đem ly tâm với vận tốc 3000 v/p 15 phút Dùng giấy lọc thấm tự tách bề mặt gel Mức độ tách nước tính phần trăm nước tách so với khối lượng gel ban đầu 5.9 Phương pháp xác định hàm lượng amiloza tinh bột Tiến hành: Cân xác 100mg mẫu, cho vào bình định mức 100ml Bổ sung thêm 1ml rượu etylic 95%, thêm 9ml NaOh 1N đun sôi cách thủy tron 10 phút Làm nguội đến nhiệt độ phòng để yên 2h Định mức hỗn hợp thu lên 100ml nước cất lấy xác 5ml dung dịch vừa định mức cho vào bình định mức 100ml có chứa sẵn 50ml nước cất Bổ sung thêm 5ml dung dịch NaOH 0,09N, thêm 1ml CH 3COOH 2N, thêm tiếp 2ml dung dịch I2 0,2% Định mức lên 100ml nước cất Để yên hỗn hợp 20 phút tiến hành đo OD bước song 620 nm * Xây dựng đường cong chuẩn hỗn hợp amiloza với thành phần khác + Pha chế dung dịch amyloza (AM) amylopectin (AP) nồng độ 1g/l: Cân 100mg mẫu (gồm AM AP) chuyển vào bình định mức 100ml Thêm 1ml rượu etylic 95%, thêm 9ml NaOH 1N đun sôi cách thủy 10 phút Làm nguội đến nhiệt độ phòng để yên 2h Định mức đến 100ml nước cất, thu dung dịch AM AP 1mg/ml + Pha dung dịch hỗn hợp AM AP với hàm lượng AM khác dựa tỉ lệ dung dịch AM AP theo bảng sau: Hàm lượng AM Tỷ lệ thể tích dung dịch (ml/100ml) (%) AM (1mg/ml) AP (1mg/ml) NaOH 0.09N 0 7.0 10 1.0 6.0 20 2.0 5.0 25 2.5 4.5 30 3.0 4.0 + Lấy 5ml dung dịch hỗn hợp AM AP (với nồng độ khác nhau) chuyển vào bình định mức 100ml chứa sẵn 50ml nước cất Thêm 5ml dung dịch NaOH 0.09N, 1ml CH3COOH 1N 2ml I2 0.2% định mức đến 100ml nước cất, để yên 20 phút đo OD bước sóng 620nm 5.10 Phương pháp nhiễu xạ tia X ( X – Ray) Mục đích: Xác định cấu trúc tinh thể hạt tinh bột Phương pháp nhiễu xạ tia X: Là tượng chùm tia X nhiễu xạ mặt tinh thể chất rắn, tính tuần hoàn cấu trúc tinh thể tạo nên cực đại cực tiểu nhiễu xạ Tia X có chất song điện từ có bước sóng khoảng 10nm – 100pm, tạo từ hai khối ống phát Ronghen phận nguồn điện Nguyên lý nhiễu xạ tia X: Hiện tượng tia X nhiễu xạ mặt tinh thể chất rắn, tính tuần hồn dẫn đến việc mặt tinh thể đóng vai trò cách tử nhiễu xạ Xét chùm tia X có bước sóng λ chiếu tới tinh thể chất rắn góc tới θ Do tinh thể có tính chất tuần hồn, mặt tinh thể cách khoảng đặn d, đóng vai trò giống cách tử nhiễu xạ tạo tượng nhiễu xạ tia X Nếu ta quan sát chùm tia tán xạ theo phương pháp phản xạ ( góc tới) hiệu quang trình tia tán xạ mặt là: ∆L = 2.d.sinθ Như vậy, để có cực đại nhiễu xạ góc tới phải thỏa mãn điều kiện: ∆L = 2.d.sinθ = n.λ Ở đây, n số nguyên nhận giá trị 1, 2,… ( Theo định luật Vulf – Bragg mô tả tượng nhiễu xạ tia X mặt tinh thể + Phương pháp nhiễu xạ bột: Nguyên lý phương pháp nhiễu xạ bột Nhiễu xạ bột (Powder X-ray diffraction) phương pháp sử dụng với mẫu đa tinh thể, phương pháp sử dụng rộng rãi để xác định cấu trúc tinh thể, cách sử dụng chùm tia X song song hẹp, đơn sắc, chiếu vào mẫu Người ta quay mẫu quay đầu thu chùm nhiễu xạ đường tròn đồng tâm, ghi lại cường độ chùm tia phản xạ ghi phổ nhiễu xạ bậc (n = 1) Phổ nhiễu xạ phụ thuộc cường độ nhiễu xạ vào lần góc nhiễu xạ (2θ) Đối với mẫu màng mỏng, cách thức thực có chút khác, người ta chiếu tia X tới góc hẹp (để tăng chiều dài tia X tương tác với màng mỏng, giữ cố định mẫu quay đầu thu 5.11 Phương pháp xác định kích thước hạt tinh bột phương pháp nhiễu xạ Lazer + Nguyên tắc: Đo kích thước hạt hệ thống máy Mastersiser Mẫu tinh bột phân tán nước với tỷ lệ định cho vào buồng đựng mẫu Nguồn sang tia lazer phát qua hệ thống lọc đập vào mẫu hạt Năng lượng nguồn sang lazer làm hạt bị nhiễu xạ, từ cho thơng tin kích thước hạt nhờ thiết bị dị tìm thích hơp Sau liệu tập hợp phân tích nhờ hệ thống có gắn với máy tính sử dụng phần mềm hóa học chun dụng Một số mẫu chuẩn nạp sẵn vào vi xử lý để đối chiếu so sánh với mẫu xác định cho thông tin xác mẫu tinh bột cần phân tích Thơng tin kích thước hạt đưa qua máy thu qua hệ thống khếch đại in kết Phần V Tài liệu tham khảo Bùi Công Trừng ( 1963) Khoai nước, dong riềng vấn đề lương thực NXB Khoa học Lại Thị Hà ( 1975) Trồng chế biến dong riềng NXB Khoa học kỹ thuật Bắc Thái TS Phạm Đức Tuân, Kỹ sư Nguyễn Ngọc Bình ( 2002) Trồng nông nghiệp, dược liệu, đặc sản tán rừng NXB Nông Nghiệp Bùi Đức Hợi, Lê Hồng Khanh, Mai Văn lề, Le Thị Cúc, Hoàng Thị Ngọc Châu, Lê Ngọc Tú, Lương Hồng Nga (2009) Kỹ thuật chế biến lương thực tập NXB Khoa học kỹ thuật Hà Dun Tư ( 2009) phân tích hóa học thực phẩm, NXB khoa học kỹ thuật ... PP bảo quản kho 4.4 Bảo quản phịng thí nghiệm Tinh bột dong riềng bảo quản theo phương pháp tương tự phương pháp bảo quản làng nghề Phần V Phương pháp xác định số tính chất tinh bột 5.1 Phương. .. 4.2 Bảo quản theo phương pháp để Tinh bột dong riềng có độ ẩm 54,5% cho vào túi PP, buộc kín để khu vực râm mát, tránh mưa nắng 4.3 Bảo quản dạng tơi Tinh bột dong riềng nguyên liệu phơi tơi đến. .. quản tinh bột dong riềng Ở làng nghề, người ta thường bảo quản tinh bột theo phương pháp sau: 4.1 Bảo quản theo phương pháp chôn Tinh bột dong riềng với độ ẩm 54,5 % cho vào túi nhựa (pp) chon xuống