Nghiên cứu sản xuất tinh bột từ khoai nưa Amorphophallus Trifolium

Nghiên cứu sản xuất tinh bột từ khoai nưa Amorphophallus Trifolium.docxNghiên cứu sản xuất tinh bột từ khoai nưa Amorphophallus Trifolium.docxNghiên cứu sản xuất tinh bột từ khoai nưa Amorphophallus Trifolium.docxluận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN MỞ ĐẦU Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, thuận lợi cho việc phát triển nhiều loại trồng loại lương thực chiếm vị trí quan trọng sản xuất nông nghiệp nguồn nguyên liệu chủ yếu công nghiệp sản xuất tinh bột Tinh bột nguyên liệu quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp công nghiệp giấy, công nghiệp thực phẩm, công nghiệp dệt, công nghiệp keo dán nghiên cứu sản xuất ethanol nhiên liệu sinh học… Vì tính chất đặc trưng tạo hình, tạo dáng, tạo khung, tạo độ dẻo, độ dai, độ đàn hồi, độ xốp có khả tạo gel, tạo màng cho nhiều sản phẩm Nước ta có nguồn nguyên liệu tinh bột đa dạng phong phú Điển miền Trung với điều kiện khí hậu khắc nghiệt, thời tiết thất thường, đất đai màu mỡ có nguồn nguyên liệu tinh bột quan trọng, với suất chất lượng cao khoai, sắn, sắn dây, huỳnh tinh… Hiện sắn loại lương thực sản xuất tinh bột lớn nước ta Trong năm qua, sản phẩm từ sắn sắn lát, sắn viên, tinh bột sắn… đáp ứng nhu cầu ngày tăng nước bắt đầu xuất khẩu, góp phần không nhỏ vào phát triển nghành lương thực thực phẩm nói riêng phát triển kinh tế đất nước nói chung Ngồi số truyền thống khoai nưa (Amorphophallus trifolium) có hàm lượng tinh bột cao cơng ty Tùng Vinh trồng thí điểm số tỉnh như: Đắc Lắc- Buôn Ma Thuộc, Đà Lạt, Huế, Trà Vinh cho thấy thích nghi với nhiều điều kiện khí hậu khác 100g nưa khơ tinh bột chiếm 75,16g (Võ Văn Chi, 2012) khoai nưa nguồn thu tinh bột đáng kể tương lai Chính để góp phần đa dạng hóa sản phẩm tinh bột nước nên định chọn đề tài: “Nghiên cứu sản xuất tinh bột từ củ nưa (Amorphophallus trifolium)” làm đề tài tốt nghiệp SVTH: Ngơ Quốc Hùng Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu nưa củ nưa 1.1.1 Đặc tính thực vật nưa củ nưa  Theo “Từ điển thuốc Việt Nam” Võ Văn Chi (2012) tên khoa học nưa: Amorphophallus Giới (regnum): Thực vật Ngành (divisio): Magnoliophyta Lớp (class): Liliopsida Bộ (ordo): Alismatales Họ (familia): Araceae Chi (genus): Amorphophallus Loài (species): A.Trifolium  Đặc điểm: Củ khoai nưa (Amorphophallus Trifolium) thuộc họ ráy (Araceae), loại thảo có củ lớn hình cầu lõm, đường kính tới 25cm; trước hoa, sau Mỗi chia làm nhánh, nhánh lại chia đốt, phiến xẻ thuỳ sâu hình lơng chim, thuỳ cuối hình trám thn, nhọn đầu; cuống thon, dài 4080cm, nhẵn, màu xanh lục, có điểm chấm trắng; Cụm hoa có mo lớn, phần bao mo màu lục nhạt điểm vết lục thẫm, phía mép màu tím, mặt màu đỏ thẫm Trục hoa dài gấp đôi mo, mọng SVTH: Ngô Quốc Hùng Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Hình 1.1: Cây nưa Trifolium  Cây khoai nưa trồng nhiều Nhật Bản, Trung Quốc, Việt Nam Philippin Ở nước ta, dân tộc số vùng đồi núi thuộc tỉnh Quảng Ninh, Lạng Sơn, Hà Bắc… có tập quán trồng khoai từ lâu đời, gần Trà Vinh, Đà Lạt, Huế tỉnh bắt đầu trồng phổ biến loại  Cây khoai nưa có đặc điểm sinh lý quan trọng loại chịu bóng râm, trồng khoai nưa ăn vườn  Cây Khoai nưa có khả chịu hạn cao  Cây khoai nưa trồng nhiều loại đất khác Tuy nhiên, đất thịt tơi xốp khả nước tốt thích hợp với khoai nưa, thu hoạch củ cao suất chất lượng  Cây khoai nưa loại ưa canxi, trồng đất chua nên bón thêm vơi Khoai nưa loại dễ trồng, mọc nhanh, bị sâu bệnh SVTH: Ngô Quốc Hùng Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN  Cây khoai nưa trồng quanh năm thời vụ tốt trồng vào mùa xuân Riêng tỉnh miền trung cần tránh tháng có gió Lào khơ nóng (tháng 6, 7, 8)  Cây khoai nưa không kén đất trồng khoai nưa thích hợp đất phù sa, đất nâu đỏ đá vôi (chân núi) đất đồi núi mức độ thoái hoá chưa mạnh, đất ẩm, hàm lượng mùn  Kỹ thuật trồng  Trồng chủ yếu chồi củ: Cắt củ khoai nưa làm nhiều mảnh (đã lấy hết phần bột) Mỗi mảnh củ làm giống để trồng phải có số mắt (chồi) có rễ Trước trồng phải chấm mặt mảnh củ giống vào tro bếp  Chuẩn bị đất trồng: Cuốc đất, đập tơi nhỏ, lên luống, chạy theo đường đồng mức Hoặc đào hố 30 x 30 x 30 cm, đất xấu cần phải bón lót phân chuồng hoại phân lân Đặt mảnh khoai xuống hố, phủ đất lên, dấn chặt, sau phủ thêm lớp đất mỏng mịn Sau mặt hố, phủ thảm mục khô để giữ ẩm hạn chế cỏ dại mọc  Mỗi hố trồng cách 50 x 50 cm, chạy theo đường đồng mức hàng cách hàng x 1m  Khi thân cao 15-20 cm, làm cỏ xới vun cao gốc tạo thành luống, chạy theo đường đồng mức  Chú ý thoát nước cho khoai sau trận mưa lớn, không để úng nước, giai đoạn có củ  Khi khoai nưa hoa, cắt bỏ hoa để chất dinh dưỡng tập trung vào củ  Trong năm đầu, từ chồi mắt mọc dọc lá, đến cuối năm dọc lụi Vào đầu năm sau, từ củ mọc lên cụm hoa màu đỏ, cụm hoa tàn mọc lên dọc năm thứ 2, sau lụi vào cuối năm SVTH: Ngô Quốc Hùng Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN  Thu hoạch  Củ khoai nưa to lên đất qua nhiều năm dùng để ăn nên thu hoạch củ 1-2 năm đầu để lâu củ phẩm chất  Mỗi hốc khoai cho củ lớn nhiều củ nhỏ xung quanh, nặng trung bình 2kg Nếu trồng đất tốt, bón nhiều phân, củ nặng tới 5-6kg chí có nơi cho củ nặng tới 10kg  Sau đào dỡ, thu hoạch củ, rũ đất để vào nơi khơ ráo, thống gió, để lâu b a c SVTH: Ngô Quốc Hùng d Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Hình 1.2: a) Củ nưa mọc mầm; b) Mầm phát triển thành cây; c) Thân nưa (Chột nưa); d) Củ nưa trưởng thành  Bộ phận dùng: Củ, thân, rễ  Đối với nơng dân khoai nưa trồng để lấy củ ăn Củ Khoai nưa có kích thước lớn, thu hoạch sớm chưa già bở mà ngứa, để q vụ bới sượng, khơng bở mà ngứa; để sang năm ngứa nhiều khơng ăn Khoai nưa bới sớm gọt vỏ, ngâm nước vo gạo độ nửa ngày, nấu với nhúm muối độ ăn Đối với củ già, củ to phải xử lý cách dùng vơi, tro để kiềm hố Ta thường dùng loại củ bổ đôi hay bổ tư thành miếng nhỏ, ngâm nước phèn đêm, nấu với cục vơi hết ngứa Muốn dự trữ để dùng dần phải thái miếng ngâm nước phèn đêm, đem phơi, ngâm với nước nóng hồ vơi 1/2 ngày đem phơi khơ 1.1.2 Thành phần hố học củ nưa: Trong 100g củ nưa khơ có (Võ Văn Chi, 2012)  Tinh bột: 75,16g  Protein: 12,5g  Lipid: 0,98g  Dẫn xuất không protein: 3,27g  Cellulose: 3,67g  Tro: 4,42g 1.1.3 Một số giống nưa Việt Nam:  Amorphophallus coudercii Bogn: Loài trước biết có Campuchia Mới phát có Việt Nam (Bà Rịa-Vũng Tàu: Côn Đảo) SVTH: Ngô Quốc Hùng Đồ án tốt nghiệp  GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Amorphophallus coaetaneus (S Y Liu & S J Wei - Nưa củ nối): Loài phân bố rộng rãi từ nam Trung Quốc tới Bắc miền Trung Việt Nam  Amorphophallus dzui Hett: Loài biết có Việt Nam (Ninh Bình: Cúc Phương; Thanh Hố: Bá Thước)  Amorphophallus corrugatus (N E Brown - Nưa đầu nhăn): Lồi trước biết có Mianma Thái Lan Mới phát có Việt Nam (Cao Bằng: Trà Lĩnh)  Amorphophallus harmandii ( Engler & Gehrm): Lồi trước biết có Campuchia, phát có Việt Nam (Thừa Thiên Huế)  Amorphophallus longicomus (Hett & Serebryany - Nưa vòi dài): Lồi biết có Việt Nam (Đắk Lắk Ninh Thuận)  Amorphophallus Trifolium ( nưa lá): Lồi trước biết có campuchia, phát Việt Nam (Huế)  Amorphophallus orchroleucus (Hett & Nguyễn Văn Dư - Nưa mo vàng): Lồi biết có Việt Nam (Quảng Bình: Phong Nha-Kẻ Bàng)  Amorphophallus sinuatus (Hett & Nguyễn Văn Dư): Lồi biết có Việt Nam (Ninh Bình: Cúc Phương)  Amorphophallus synandrifer (Hett & Nguyễn Văn Dư - Nưa hoa đực khối): Loài biết có Việt Nam (Ninh Thuận: Cà Ná)  Amorphophallus tuberculatus (Hett & Nguyễn Văn Dư): Loài biết có Việt Nam (Quảng Bình: Phong Nha Kẻ Bàng)  Steudnera colocasiifolia C Koch: Trước loài biết có Trung Quốc, gần phát có Việt Nam (Ninh Bình: Cúc Phương) SVTH: Ngô Quốc Hùng Đồ án tốt nghiệp  GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Homalomena vietnamense (J Bogner & Nguyễn Văn Dư): Lồi biết có Việt Nam (Thừa Thiên Huế tới Khánh Hoà)        Một số hình ảnh hoa nưa nưa: a b cde SVTH: Ngô Quốc Hùng Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Hình 1.3: a) Nưa Couder (Cơn Đảo-Việt Nam); b) Nưa Corrugatus (Cao BằngViệt Nam); c) Nưa Scaber; d) Nưa Panomemsis; e) Nưa Paeoniifolius 1.2 Giới thiệu tổng quát tinh bột 1.2.1 Khái niệm chung  Trong tự nhiên tinh bột hợp chất hữu phổ biến dồi dào, đứng sau xenlulose Người ta thấy tinh bột có xanh, rễ, cành, hạt, củ Tinh bột hình thành từ hạt nhỏ ( Roy L Whistler ,1984) suốt trình trưởng thành lớn lên Trong thời kì ‘ngủ’ nảy mầm, tinh bột chất dự trữ lượng cho Tinh bột giữ chức sinh học giống người, động vật, sinh vật hạ đẳng (Hoàng Kim Anh, 2008)  Trong thực vật, tinh bột thường có mặt dạng khơng hồ tan nước nên tích tụ lượng nước lớn tế bào mà không ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu Do đó, thu lượng lớn tinh bột từ nhiều nguồn phong phú tự nhiên Tinh bột đại diện cho 60 - 90% tổng sản lượng loại lương thực ngô, khoai tây, lúa mì, củ mì, sắn dây, gạo, đậu, số chuối, táo, rau… (Hoàng Kim Anh, 2008), (Lê Ngọc Tú & CS, 2000), (Roy L Whistler, 1984) 1.2.2 Hình dáng, kích thước cấu trúc hạt tinh bột  Tinh bột dự trữ dạng hạt Hạt tinh bột tất hệ thống có dạng hình trịn, hình bầu dục hay hình đa giác Ngay loại nguyên liệu, hình dáng kích thước chúng khơng giống (Hồng Kim Anh, 2008) Hạt tinh bột khoai tây có kích thước lớn, lúa mì nhỏ Hạt tinh bột lúa mì, lúa mạch cấu trúc đơn giản hạt tinh bột ngơ… (Hồng Kim Anh, 2008), ( Maura M Bean and Carole S Setser 1994, New York) Kích thước hạt tinh bột khác ảnh hưởng đến tính chất lí tinh bột nhiệt độ hồ hoá, khả hấp thụ xanh metylen… Hạt nhỏ có cấu tạo chặt, hạt lớn có cấu tạo xốp (Hồng Kim Anh, 2008) SVTH: Ngơ Quốc Hùng Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Cấu tạo bên hạt tinh bột phức tạp Có nhiều đốn chất cấu trúc bên hạt tinh bột Trong luận án Naegeli (1887), ông cung cấp kho kiến thức thực vật hình thái học tinh bột Đến thời Meyer (1895) thiết lập khái niệm cấu trúc hạt công nhận nhiều người Theo lý thuyết này, pha lẫn phân tử xếp hạt theo phương thức xuyên tâm Sau đó, Samec(1897) có phát cấu tạo bên ngồi tinh bột Năm 1913, Reichert có hàng trăm vi ảnh nhiều loại tinh bột khác Còn Walton(1915) sưu tầm 300 nghiên cứu tinh bột Tất cho thấy tinh bột nguồn khác có cấu tạo từ Amylose (Am) Amylopectin (Ap) (Hoàng Kim Anh, 2008), (Harry W Leach, L.D MeCowen and Thomas J Schoch, 1959) Cả hai cấu tử cấu tạo từ α- D glucozơ, gốc glucozơ chuỗi kết hợp với qua liên kết α -1,4 – glucozit Ap có cấu trúc phân nhánh, điểm phân nhánh liên kết 1, - glucozit (Lê Ngọc Tú & CS, 2000) Nhờ phương pháp hiển vi điện tử nhiễu xạ tia X (Hoàng Kim Anh, 2008) người ta thấy chuỗi polyglucozit Am Ap tạo thành xoắn ốc với ba gốc glucozơ vòng Trong tinh bột hạt ngũ cốc, phân tử có chiều dài 0,35 – 0,7 µm, chiều dày lớp hạt tinh bột 0,1µm Các phân tử xếp theo phương hướng tâm nên mạch polysacarit phải dạng gấp khúc nhiều lần Bảng 1.1 : Kích thước hạt số loại tinh bột (Mai Văn Lề, Bùi Đức Hợi, 1986) Tên gọi Kích thước hạt Tên gọi Kích (µm) (µm) thước Ngô – 30 Táo – 13 Lúa mì – 50 Khoai tây 30 – 120 Gạo 3–8 Khoai lang 10 – 50 Đại mạch – 40 Sắn – 33 Lúa – 10 Huỳnh tinh 10 – 50 Đậu 30 – 50 Cây nốt 10 – 70 Chuối – 60 Dong riềng 30 – 100 SVTH: Ngô Quốc Hùng 10 hạt Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Qua kết xử lý số liệu phần mềm Statgraphics 3.0 ta thấy điểm thời gian 20 phút, 40 phút 60 phút khác biệt có ý nghĩa thống kê mức ý nghĩa α = 95% Còn điểm khảo sát 60 phút với 80 phút không khác biệt mức ý nghĩa α = 95% 60 phút ta đạt độ ẩm bảo quản yêu cầu nên chọn thời gian sấy 700C 60 phút làm thời gian tối ưu cho công đoạn sau 3.7 Kết đánh giá sản phẩm tinh bột nưa 3.7.1 Kết đánh giá cảm quan tinh bột nưa Bảng 3.10: Mô tả cảm quan tinh bột nưa Chỉ tiêu Màu sắc Mùi Vị Cấu trúc Kết Màu trắng Đặc trưng nưa Không vị Bột khô, xốp, mịn Nhận xét: Tinh bột nưa có màu trắng mùi đặc trưng khơng cịn vị đắng, bột khô, xốp tương đối mịn Qua ta thấy tinh bột nưa mặt cảm qua tương đối giống loại sản phẩm tinh bột khác thị trường như: tinh bột sắn, tinh bột khoai tây… khác mùi đặc trưng loại tinh bột 3.7.2 Kết xác định kích thước hạt tinh bột nưa Kết quả: Thị kính sử dụng 10X Vật kính sử dụng 20X Kích thước ảnh hạt tinh bột nưa đo 50-400 µm Vậy kích thước thật hạt tinh bột nưa là: 0,25-2 µm SVTH: Ngô Quốc Hùng 69 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Hình 3.8: Đo kích thước hạt tinh bột nưa kính hiển vi huỳnh quang Nikon Hình 3.9: Hình chụp kích thước hạt tinh bột nưa kính hiển vi huỳnh quang Kết luận: SVTH: Ngô Quốc Hùng 70 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Ta có kích thước hạt tinh bột số loại củ thường dùng sản xuất tinh bột nước ta như: khoai tây (30-120 µm), khoai lang (10-50 µm), sắn (5-25 µm), dong riềng (40-130 µm) (Mai Văn Lề, Bùi Đức Hợi, 1986), kích thước độ phóng đại 10 lần Ta xác định kích thước hạt tinh bột nưa nằm khoảng 0,25-2 µm kích thước hạt nhỏ, nhỏ so với kích thước hạt tinh bột khoai tây, khoai lang, sắn, dong riềng nên tính chất tinh bột nưa như: khả hịa tan, độ nhớt, nhiệt độ hồ hóa… khác so với loại tinh bột khoai tây, khoai lang, sắn, dong riềng Ta biết kích thước hạt nhỏ nhiệt độ hồ hóa tinh bột cao nhiệt độ hồ hóa tinh bột có kích thước hạt lớn (Bùi Đức Hợi, 2009) Vì nhiệt độ hồ hóa tinh bột nưa lớn nhiệt độ hồ hóa tinh bột: khoai tây, khoai lang, sắn 3.7.3 Kết khảo sát khả bắt màu giữ màu với thuốc thử liugol tinh bột nưa Kết quả: - Mẫu 1: nhỏ giọt thuốc thử liugol vào dung dịch tinh bột nưa ta thấy dung dịch bắt màu xanh tím Giải thích: tinh bột có amylose cấu tạo mạch xoắn lỗ rỗng nên I ốt dễ chui vào tạo màu với tinh bột - Mẫu 2: Dung dịch tinh bột nưa hồ hóa đến 40 0C nhỏ vào giọt thuốc thử liugol ta thấy dung dịch bắt màu xanh tím sau tiếp tục hồ hóa đến 80 0C phút ta thấy dung dịch màu xanh tím dần Giải thích: lúc đầu 400C tinh bột nưa chưa bị hồ hóa I ốt chưa bị thăng hoa nhiệt độ nên I ốt dung dịch liugol chui vào lỗ mạng amylase bắt màu với tinh bột nên lúc đầu nhỏ liugol vào dung dịch có màu xanh tím Sau tăng nhiệt độ đến 800C lúc tinh bột nưa bị hồ hóa đồng thời I ốt liugol bị thăng SVTH: Ngô Quốc Hùng 71 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN hoa thoát khỏi lỗ mạng amylase tinh bột nưa gây tượng màu xanh tím dần - Mẫu 3: Dung dịch tinh bột nưa sau hồ hóa 80 0C phút xong nhỏ vào giọt thuốc thử liugol ta thấy tượng lúc đầu số lợn cợn màu xanh tím ta lắc lúc dung dịch cịn lại ánh xanh Giải thích: Ánh xanh dịch hồ hóa tinh bột q trình hồ hóa khơng hồn tồn, dịch hồ hóa cịn khoảng 5-10% tinh bột chưa hồ hóa nên số hạt amylose cịn lại bắt màu với I ốt cho màu xanh đặc trưng Sau ta tiếp tục đun hỗn hợp dung dịch có khuấy đảo nồi cách thủy 80 0C vài phút ta thấy ánh xanh dần tinh bột hồ hóa hồn tồn I ốt bị thăng hoa nhiệt độ gây ánh màu xanh 3.7.4 Kết xác định thành phần hóa học tinh bột nưa Bảng 3.11: Kết thành phần hóa học tinh bột nưa Chỉ tiêu Đơn vị Hàm lượng Hàm lượng Amylose g/100g chất khơ 32 Hình 3.10: Khảo sát khả bắt màu giữ màu thuốc thử Độ tro % 0,67liugol tinh bột nưa SVTH: Ngô Quốc Hùng 72 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Độ ẩm Độ chua % Độ 12,25 0,25 Nhận xét: Ta có hàm lượng amylose 32g/100g chất khô tinh bột nưa tương đương amylose chiếm 32% Hàm lượng amylose số tinh bột như: tinh bột khoai tây hàm lượng amylose chiếm 20%, tinh bột sắn hàm lượng amylose chiếm 17%, tinh bột dong riềng hàm lượng amylose chiếm 38-45% (Bùi Đức Hợi, 2009) Ta thấy hàm lượng amylose tinh bột nưa cao tinh bột khoai tây tinh bột sắn tinh bột nưa khác tinh bột sắn tinh bột khoai tây số tính chất như: độ dịch hồ, tính chất nhớt dẻo tinh bột sắn khoai tây tốt hàm lượng amylopectin cao tinh bột nưa, xét khả tạo gel, tạo màng, tạo sợi tinh bột nưa tốt tinh bột sắn, khoai tây hàm lượng amylose tinh bột nưa cao tinh bột sắn, khoai tây, mà ta biết amylose có cấu tạo mạch thẳng nên khả liên kết mạch nhanh dễ amylopectin nên tinh bột giàu amylose khả tạo gel, tạo màng, tạo sợi tốt So với tinh bột dong riềng (38-34%) hàm lượng amylase tinh bột nưa (32%) thấp nên khả tạo gel, màng, sợi tinh bột nưa yếu tinh bột dong riềng độ độ nhớt dẻo tinh bột nưa tốt tinh bột dong riềng Theo tiêu chuẩn FAO: TC176-1989 tinh bột sắn thành phẩm: hàm lượng tro ≤ 0,2%, độ ẩm 12-13%, độ chua ≤ 0,3 độ Theo kết xác định thành phần hóa học tinh bột nưa tinh bột nưa có độ tro 0,67%; độ ẩm 12,25%, so với tiêu chuẩn FAO hàm ẩm độ chua tinh bột nưa chấp nhận độ tro tinh bột nưa cao, cao lần so với tiêu chuẩn 3.7.5 Kết khảo sát khả hydrat hóa khả hịa tan tinh bột nưa Bảng 3.12: Kết khả hòa tan hydrat hóa tinh bột nưa Chỉ tiêu 40 SVTH: Ngô Quốc Hùng 50 Nhiệt độ khảo sát (0C) 60 70 73 80 90 Đồ án tốt nghiệp Khả hịa tanL(%) Khả hydrathóaW(%) GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN 1.04 2.32 3.68 7.41 19.16 19.54 0.89 0.94 1.07 7.76 19.16 19.54 Khả hòa tan tinh bột nưa 25 Độ hòa tan % 20 15 10 Hình 3.11 Biểu đồ kết khảo sát khả hòa tan tinh bột nưa Nhận xét: Theo bảng 3.8 hình 3.11 ta thấy độ hịa tan tinh bột nưa thấp 40 0C khả hòa tan 1,04%; 500C 2,32%; 600C 3,68%; điểm nhiệt độ khảo sát 400C, 500C, 600C độ hịa tan tăng khơng đáng kể Tại điểm khảo sát 700C độ hòa tan tinh bột nưa 7,45%, điểm khảo sát 80 0C độ hòa tan 19,16%, ta thấy nhiệt độ tăng 600C tinh bột nưa bắt đầu tan mạnh, khoảng nhiệt độ từ 60-80 0C độ hòa tan tinh bột nưa tăng lên 5,2 lần Nhưng xét hai điểm khảo sát 80-90 0C độ hịa tan tinh bột nưa tan khơng đáng kể, xem điểm khảo sát 800C tinh bột nưa hòa tan tối đa Kết luận: Tinh bột nưa hòa tan tốt khoảng nhiệt độ từ 60-800C SVTH: Ngô Quốc Hùng 74 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Khả hydrat hóa tinh bột nưa Nồng độ hydrat hóa % 25 20 15 10 Hình 3.12 Biểu đồ kết khảo sát khả hydrat hóa tinh bột nưa Nhận xét: Qua bảng 3.8, hình 3.12 ta thấy khả hydrat hóa tinh bột nưa điểm khảo sát 400C 0,89%, 500C 0,94%, 600C 1,07%, chênh lệch khả hydrat hóa điểm khảo sát giai đoạn nhỏ Xét điểm khảo sát từ 60-800C thay đổi khả hydrat hóa sau: 60 0C 1,07%, 700C 7,76%, 800C 19,16% ta thấy chênh lệch khả hydrat hóa giai đoạn lớn rõ ràng Còn xét hai điểm khảo sát 80 0C (19,16%) 900C (19,54%) có chênh lệch khả hydrat hóa chênh lệch nhỏ khơng đáng kể, ta xem điểm khảo sát 800C điểm hydrat hóa tối đa tinh bột nưa Kết luận: Tinh bột nưa hydrat hóa tốt từ 60-800C, ta thấy tinh bột nưa hydrat hóa tốt khoảng nhiệt độ cao (60-800C) hạt tinh bột nưa có kích thước tương đối nhỏ 0,25-2 µm (theo kết thí nghiệm 19), mà ta biết kích thước hạt nhỏ cấu tạo phân tử chặt chẽ liên kết hydro phân tử bền (Hồng Kim Anh, 2008), để phá vỡ liên kết hydro tinh bột nưa tạo liên kết hydro kiểu cần nhiệt độ lớn để hỗ trợ phá liên kết (liên kết hydro bền) SVTH: Ngô Quốc Hùng 75 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN c) a) c) Hình 3.13 Mẫu khảo sát khả hịa tan khả hydat hóa tinh bột nưa điểm nhiệt độ 40-900C 3.7.6 Kết khảo sát biến thiên độ nhớt tinh bột nưa Bảng 3.13: Kết khảo sát độ nhớt tinh bột nưa Nhiệt độ (0C) 70 3376.67 ± 25.6c Chỉ tiêu Độ nhớt (cP) 40 6.66 ± 0.5a 50 55 ± 2.0a 60 386 ± 28.8b 80 4370 ± 45.8d 90 4348 ± 34.0d Các giá trị báo cáo sở thô đại diện cho giá trị trung bình lần lặp lại,các chữ giống dịng có khác không đáng kể (P  0,05) SVTH: Ngô Quốc Hùng 76 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Độ nhớt tinh bột nưa 5000 4500 Chỉ số độ nhớt cP 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Hình 3.14 Biểu đồ kết khảo sát độ nhớt tinh bột nưa Nhận xét: Qua bảng giá trị kết khảo sát biểu đồ 3.14 ta thấy giai đoạn từ 40600C có thay đổi độ nhớt thay đổi tương đối nhỏ Xét giai đoạn khảo sát từ 60-800C ta có độ nhớt điểm khảo sát 60 0C (386 cP), 700C (3462,67 cP), 800C (4370 cP) giai đoạn độ nhớt thay đổi chênh lệch lớn điểm khảo sát Xét hai điểm khảo sát 80 0C (4348,33 cP) 900C (4383 cP) ta thấy hai điểm khảo sát chênh lệch độ nhớt nhỏ Ở giai đoạn đầu từ 40-600C thay đổi độ nhớt nhỏ hạt tinh bột nưa có kích thước nhỏ (0,25-2 µm) nên cấu trúc mạng bền nhiệt độ 40-60 khả phá vỡ liên kết hydro cấu trúc mạng lúc hạt tinh bột nưa xem khơng đáng kể nên độ nhớt thấp Ở giai đoạn từ 60-80 0C khoảng nhiệt độ đủ lớn để phá vỡ kiểu liên kết hydro cũ thay kiểu liên kết hydro giúp phân tử tinh bột nưa giữ nước nhiều hơn, đồ sộ phân tử tập hợp lại với làm độ nhớt tinh bột nưa tăng lên rõ ràng Ở giai đoạn 80-900C ta thấy độ nhớt hai điểm khảo sát tương đương giai đoạn hạt tinh bột nưa trương nở hấp thụ nước tối đa nên độ nhớt đạt cực đại khơng thể tăng thêm; ngồi 80 0C độ nhớt 4370cP, 900C độ nhớt 4348 cP, ta thấy 80 0C độ nhớt có cao 900C nhỏ, 800C tinh bột nưa đạt nhớt cực đại SVTH: Ngô Quốc Hùng 77 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Theo kết xử lý phần mềm Statgraphics 3.0 ta thấy 40 0C 500C khơng có khác biệt mức ý nghĩa α = 95%, 50 0C 600C có khác biệt độ nhớt mức ý nghĩa α = 95% (nhưng không đáng kể); 60 0C, 700C 800C có khác biệt độ nhớt mức ý nghĩa α = 95%; 80 0C 900C khơng có khác biệt độ nhớt mức ý nghĩa α = 95% Qua ta xác định độ nhớt tinh bột nưa bắt đầu thay đổi 60 0C đạt độ nhớt cực đại 800C Mà ta biết nhiệt độ hồ hóa tinh bột khoảng nhiệt độ làm tinh bột bắt đầu thay đổi độ nhớt đến độ nhớt đạt cực đại (Bùi Đức Hợi, 2009) Kết luận: Qua kết xác định độ nhớt tinh bột nưa bắt đầu thay đổi độ nhớt 60 0C đạt độ nhớt cực đại 800C nên kết luận nhiệt độ hồ hóa tinh bột nưa khoảng 60-800C ac b Hình 3.15 Kiểm tra độ nhớt tinh bột nưa máy đo Bookfield Viscometer a) Chuẩn bị dung dịch; b) Chuẩn bị máy đo; c) Tiến hành đo 3.7.7 Kết xác định khả tạo gel, tạo màng, tạo sợi tinh bột nưa Kết quả: Qua kết xác định bạn sinh viên Nguyễn Thanh Thương thực đề tài “ Sản xuất miếng sợi từ tinh bột nưa” tinh bột nưa tạo gel, tạo màng tạo sợi tốt thông số sau: - Tỉ lệ tinh bột với nước 1:1,5 SVTH: Ngô Quốc Hùng 78 Đồ án tốt nghiệp - Nhiệt độ hồ hóa 800C - Thời gian hồ hóa mẫu 5-6 phút GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Nhận xét:  Khả tạo gel: So với loại tinh bột khác (tinh bột khoai tây, khoai lang) thường có tỉ lệ amylose/amylopectin ¼ tinh bột nưa có thành phần amylose tương đối lớn (32%) nên khả tạo gel thối hóa gel khác Do có chứa nhiều amylose nên q trình hình thành gel dịch tinh bột nưa diễn nhanh dễ dàng Gel thu từ tinh bôt nưa cứng, đàn hồi (vì amylose phân tử mạch thẳng dài nên dịch hồ có xu hướng tập hợp lại với tương đối mạnh nên trước mạng gel hình thành có tập hợp phần phân tử amylose làm cho mạng gel thu từ mạch tinh bột có tập hợp cục đồng dẫn đến gel bị đục đàn hồi Cịn amylopectin khả tập hợp lại với có cấu trúc mạch phân nhánh nên tạo điều kiện cho định hướng mạch trước xếp trật tự tạo thành mạng gel làm cho gel thu đồng đều, trơn, đàn hồi suốt Ngồi đàn hồi gel thu cịn phụ thuộc vào số phân tử nước có mạng gel Amylopectin có khả giữ nhiều phân tử nước mạng gel nên gel thu đàn hồi hơn) Các phân tử amylose có khả tập hợp liên kết mạnh nên khả giữ nước làm cho gel thu từ tinh bột nưa nhanh bị thối hóa gel từ loại tinh bột thông thường  Khả tạo màng: Ta thấy thành phần tinh bột nưa có chứa nhiều amylose (32%) nên màng thu từ tinh bột nưa cứng, giịn loại tinh bột thông thường như: tinh bột khoai tây (23% amylose), tinh bột khoai lang (20% amylose) … lại mềm dẻo tinh bột dong riềng hàm lượng amylose dong riềng cao tinh bột nưa (khoảng 40%).Tuy nhiên tinh bột dong riềng tạo màng có màu đục cảm quan khơng đẹp (do hàm lượng amylose lớn nên vùng kết tinh lớn) nên SVTH: Ngơ Quốc Hùng 79 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN sử dụng sản xuất bánh tráng bánh cuốn, sản phẩm cơng nghiệp khác như: hủ tíu Vì tinh bột nưa giải pháp thay phù hợp nghiên cứu thành công  Khả tạo sợi: Ta thấy sợi thu từ tinh bột nưa có độ dai cao, cảm quan tốt Ta biết khả tạo sợi tinh bột dựa vào xếp định hướng mạch amylose amylopectin hồ tinh bột mà tinh bột nưa hàm lượng amylose chiếm 32% nên chuỗi amylose liên kết chặt chẽ tạo nhiều liên kết hydro phân tử, khó bị trương, sợi dai a b c d Hình 3.16 Khảo sát tính cơng nghệ tinh bột nưa: a)Gel tinh bột nưa; b,c)Màng tinh bột nưa; d) Sợi tinh bột nưa SVTH: Ngô Quốc Hùng 80 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Củ nưa CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Rửa Đất, cát 4.1.1 Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột nưa hoàn chỉnh Vỏ Gọt vỏ Cắt khối Acid Ascorbic 0,6% Ngâm Xay Lọc qua rây 0,35-0,25-0,1 mm Lọc lại lần Tỉ lệ nguyên liệu với nước 1: Thời gian 10 phút Lọc Lắng Sấy SVTH: Ngô Quốc Hùng Khoảng 1x1 cm Nghiền81 Tinh bột nưa Bã lọc t= 500C : 90 phút t=700C: 60 phút Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Hình 4.1 Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột nưa hoàn chỉnh 4.1.2 Kết luận Trải qua gần tháng thực đề tài tơi khảo sát tìm hiểu nhiều rút số kết luận sau: - Nưa (Amorphophallus Trifolium) loại tương đối phù hợp với điều kiện khí hậu nước ta củ có hàm lượng tinh bột cao 28,2% - Xác định hiệu suất thu hồi tinh bột nưa 24,8% - Hiệu suất thu hồi tinh bột nưa đạt quy trình sản xuất 87,94% - Xác định độ ẩm tinh bột nưa 12,25% - Độ tro tinh bột nưa 0,97% - Độ chua 0,250T - Hàm lượng amylase 100g tinh bột nưa 32g - Kích thước hạt tinh bột nưa 0,25-2 µm - Khả hào tan tối đa tinh bột nưa 800C 19,16g/ml - Khả hydrat hóa tinh bột nưa từ 60-800C là: 1,07-19,16% SVTH: Ngô Quốc Hùng 82 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN - Độ nhớt tinh bột nưa: 386-4370 cP - Nhiệt độ hồ hóa tinh bột nưa: 60-800C 4.2 Kiến nghị Do thời gian thực đề tài có giới hạn nên nghiên cứu cịn nhiều hạn chế Chúng tơi đưa số hướng nghiên cứu :  Xác định hàm lượng lipit củ nưa  Xác định hàm lượng chất xơ tan củ nưa  Khảo sát thời gian xay ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi tinh bột  Khảo sát hiệu suất thu hồi tinh bột nưa phương pháp khô  Khảo sát khả tạo gel, tạo màng, tạo sợi tinh bột nưa  Xác định hàm lượng chất xơ tan tinh bột nưa  Nghiên cứu tận thu bã trình rây lọc Hạn chế phương pháp thí nghiệm: Do sử sụng phương pháp lắng nên trình tách dịch bào diễn khơng triệt để, thời gian lắng kéo dài Tách dịch bào sớm tinh bột trắng đồng thời tạo bọt dễ dàng cho khâu gia công tiếp theo, mặt khác tinh bột thành phẩm giữ ngun tính chất hóa lý tự nhiên Nếu tinh bột tiếp xúc với nước lâu xảy biến đổi hóa sinh xúc tác enzyme polyphenoloxydase Các biến đổi khơng ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm mà cịn gây khó khăn cho q trình chế biến bọt nhiều, tạo lớp chất nhờn, chí làm rỉ thiết bị kim loại SVTH: Ngô Quốc Hùng 83 ... xấp xỉ 37.10 sản xuất từ ngơ, sắn lúa mì khoai tây, 27.6 10 (74%) tinh bột ngô, 3.7106 (10%) tinh bột sắn, 2.9 106(8%) tinh bột lúa mì 2.7 10 (7%) tinh bột khoai tây Tinh bột sản xuất vượt trội... chiết xuất bột nưa từ củ nưa (Amorphophallus Konjac) Sản xuất phương pháp nghiền ướt, bột nưa sau tách mang quạt thổi (hoặc sàng) để loại bỏ bụi trình sản xuất để đáp ứng tiêu chuẩn bột nưa ... sản xuất sử dụng sản phẩm tinh bột giới  Tinh bột xuất khắp nơi giới thực vật có số nguyên liệu dùng phổ biến thương mại Trên 90% tinh bột sản xuất Mỹ từ ngơ, khoai tây, lúa mì Khoai tây đóng