Đang tải... (xem toàn văn)
Glucide là monosaccharide tiêu biểu, có công thức là C6H12 O6 , là đường khử, có nhiều ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, là đường dễ tiêu hóa, hấp thu.Đường glucose là sản phẩm quá trình thủy phân tinh bột bằng acid hoặc enzyme. Có thể dùng tinh bột từ củ hoặc các loại hòa thảo. Ở các nước chủ yếu dùng tinh bột bắp và tinh bột khoai tây. Còn nước ta chủ yếu dùng tinh bột sắn để sản xuất đường glucose
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH oOo TIỂU LUẬN MƠN: HĨA SINH HỌC THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: QUY TRÌNH SẢN XUẤT ĐƯỜNG GLUCOSE VÀ CÁC BIẾN ĐỔI HĨA SINH HỌC TRONG QUY TRÌNH CĨ LIÊN QUAN GLUCIDE GVHD: Lê Thị Thúy Hằng NHÓM THỰC HIỆN:12 Trà Ngọc Trí Nhân Ngơ Thị Tường Vy Trịnh Thảo Muội TP Hồ Chí Minh Tháng 10 Năm 2020 GVHD: Lê Thị Thúy Hằng Mục lục I Giới thiệu chung II Tính chất ứng dụng III Quy trình cơng nghệ sản xuất đường Glucose IV Câu hỏi trắc nghiệm 12 V Tài liệu tham khảo 14 GVHD: Lê Thị Thúy Hằng I Giới thiệu chung Glucide monosaccharide tiêu biểu, có cơng thức C6H12 O6 , đường khử, có nhiều ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực, đường dễ tiêu hóa, hấp thu Đường glucose sản phẩm trình thủy phân tinh bột acid enzyme Có thể dùng tinh bột từ củ loại hòa thảo Ở nước chủ yếu dùng tinh bột bắp tinh bột khoai tây Còn nước ta chủ yếu dùng tinh bột sắn để sản xuất đường glucose II Tính chất ứng dụng Việc sản xuất đường glucose ứng dụng quan trọng đặc biệt Amylase Các đường glucose thơng thường có số đường khử bảo quản pH 3.5 – 5.5 (thêm axetat, citrate lactrate) Người ta dùng dung dịch để độ ngọt, để ngăn cản kết tinh saccharose làm giảm nhiệt độ đông lạnh dung dịch (hỗn hợp kem lạnh) Ngồi dung dịch đường glucose có khả lên men có độ hút ẩm cao Glucose có khả hố nâu, có tính tạo khối, tạo viên Giống đường đơn khác, glucose bị lên men nấm men chủng vi sinh vật khác nhanh so với nguồn chất khác Do phân tử lượng nửa so với đường saccharose khối lượng sử dụng Khi phản ứng với hợp chất chứa nitơ, glucose tạo chất màu tuỳ thuộc vào điều kiện phản ứng pH, nhiệt độ, nồng độ chất hợp chất chứa nitơ Đường glucose tham gia phản ứng isomer hố mơi trường kiềm để tạo thành fructose mannos, phản ứng phân huỷ kiềm tạo thành acid carboxylic, phản ứng hydro hoá tạo thành sorbitol, phản ứng phân huỷ kiềm hydro hoá để tạo thành glycol; 1,2- propanediol glycerol, phản ứng oxy hoá để tạo thành acid gluconic acid glucaric Trong cơng nghệp thực phẩm: Các tính chất vật lý, hố học dinh dưỡng học đường glucose ứng dụng nhiều lĩnh vực công nghiệp thực phẩm công nghiệp lên men (bia, đồ uống có cồn…), sản xuất bánh mì, cơng nghiệp bánh kẹo, đồ hộp, thức ăn nhanh lĩnh vực khác công nghiệp hoá chất dược phẩm Đường glucose sử dụng sản xuất bánh mì để tăng khả lên men, tăng độ dai cho vỏ bánh để dễ cắt, dễ cầm bánh, cải thiện màu, mùi vị cấu trúc bánh Trong bánh glucose giúp tăng thể tích, cấu trúc, tính cân đối bánh Glucose kiểm sốt độ vị loại bánh bích quy, phủ lên q trình nướng để tạo màu cho bề mặt làm mềm bánh GVHD: Lê Thị Thúy Hằng Glucose mang lại cấu trúc mềm mại, vị diệu khả chảy tốt cho sản phẩm kem đồ tráng miệng lạnh Trong lên men bia glucose sử dụng chất có khả lên men bổ sung để làm giảm lượng cacbohydrate lượng calori loại bia lượng thấp Trong sản xuất kẹo, glucose cung cấp độ ngọt, độ mềm mại cho sản phẩm đồng thời giúp kiểm soát tượng kết tinh Kết hợp glucose saccharose giúp tăng vị, cải thiện màu sắc, độ bóng, tăng cảm giác mát lạnh miệng, đồng thời cân độ ngọt, độ dai, độ cứng cho sản phẩm kẹo Glucose phụ gia lý tưởng cho q trình đóng viên tính chảy, khả kết dính tách rời tốt Glucose chất tạo độ ngọt, độ mềm dẻo dễ cắt dễ cầm bánh, cải thiện màu, mùi vị cấu trúc bánh Trong bánh glucose giúp tăng thể tích, cấu trúc, tính cân đối bánh Glucose kiểm sốt độ vị loại bánh bích quy, phủ lên q trình nướng để tạo màu cho bề mặt làm mềm bánh Glucose mang lại cấu trúc mềm mại, vị diệu khả chảy tốt cho sản phẩm kem đồ tráng miệng lạnh Trong lên men bia glucose sử dụng chất có khả lên men bổ sung để làm giảm lượng cacbohydrate lượng calori loại bia lượng thấp Trong rượu vang glucose sử dụng để tăng khả lên men, tăng vị độ cho sản phẩm Trong loại đồ uống, glucose cung cấp độ ngọt, áp suất thẩm thấu, chất độn giúp tăng vị, kiểm soát khả di động tăng thời gian bảo quản cho đồ uống dạng bột Trong loại đồ hộp nước chấm, súp rau củ, đồ hộp trái cây, mứt, thạch quả, glucose sử dụng để cung cấp độ vị, tăng độ bền áp suất thẩm thấu, cải thiện cấu trúc chất lượng thẩm mỹ sản phẩm Glucose tham gia vào trình tạo màu cho sản phẩm xúc xích, bơ đậu phộng…Trong cơng nghiệp dược: glucose sử dụng để truyền tĩnh mạch, hay để đóng viên Nó sử dụng nguyên liệu trình lên men sản xuất acid hữu cơ, vitamine, kháng sinh, emzyme, acid amine, polysaccharide… Nhu cầu glucose cao lĩnh vực sản xuất cồn ethanol nhiên liệu Đặc biệt đường glucose ứng dụng thực tiễn sản xuất nước quả, nguyên liệu phối trộn vào dịch nhằm làm tăng hương vị giúp cho sản phẩm đạt chất lượng tuyệt hảo đồng thời ngun nhân giúp hạ chi phí sản xuất đường glucose nguyên liệu dễ chế biến rẻ nhiều so với saccharose hay cịn gọi đường kính mà ta thường hay sử dụng ngày gia đình làm nguyên liệu chế biến số sản phẩm khác công nghiệp thực phẩm: bánh kẹo, mứt quả, nước giải khát… GVHD: Lê Thị Thúy Hằng Glucose chất cần cho môi trường nuôi vi sinh vật, đường dễ lên men tạo rượu, acid acetic, acid lactic, acid hữu khác acid glutamic, acid citric III Quy trình cơng nghệ sản xuất đường Glucose • Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất đường Glucose: • Nguyên liệu: Tinh bột sắn: Tinh bột sắn gồm loại polisaccharide khác Amylose (1720%) Amylosepectin: o Amylose gồm 200 – 1000 phân tử glucose liên kết với liên kết α 1,4 – glucoside tạo thành mạch thẳng Phân tử amylose gồm nhiều chuỗi xếp song song với chuỗi cuộn lại thành hình xoắn ốc Phân tử Amylose có đầu khử đầu khơng khử GVHD: Lê Thị Thúy Hằng o Amylopectin gồm 600 – 6000 phân tử glucose liên kết với loại liên kết α 1,4 – glucoside α 1,6 – glucoside, mạch phân nhánh Phân tử Amylopectin có đầu khử • Ưu điểm tinh bột sắn: Ở nước Châu Á nói chung Việt Nam nói riêng sắn (khoai mì) thu hoạch quanh năm mà khơng cần tốn nhiều chi phí, so với vụ mùa khác sắn chịu điều kiện khắc nghiệt Sắn có hàm lượng tinh bột cao (27 –36%) , có hàm lượng cacbonhydrat gạo 40% cao ngơ vàng 25% sắn nguồn tinh bột rẻ tiền Có hàm lượng chất khác protein lipit thấp nên nguồn lí tưởng để sản xuất tinh bột tinh khiết Khơng mùi, tạo bột nhão khả kết dính giúp cho tinh bột sắn dễ trộn với tác nhân màu sắc hương vị GVHD: Lê Thị Thúy Hằng Có hàm lượng Amylopectin cao (75-85%) nên dễ hòa tan nước 95 ̊C loại tinh bột giàu Amylose, cấu tạo phân nhánh nên khó kết tinh trở lại khả giữ nước tốt Hệ enzyme thủy phân dùng sản xuất đường Glucose o Enzyme Amylase: Là enzyme ứng dụng rộng rãi công nghệ thực phẩm Thuộc nhóm enzyme thủy phân tinh bột bao gồm nhiều enzyme khác có tính đặc hiệu thủy phân tinh bột : α-amylase, βamylase, γ-amylase, o α-Amylase α-amylase dạng chủ yếu enzyme amylase giúp thủy phân liên kết α polisaccharide tinh bột tạo chất đơn giản glucose Cịn gọi 1,4-α-glucan-glucanhydrolase, có khả phân cắt liên kết α-1,4 glucoside nằm phía bên phân tử chất mội cách ngẫu nhiên, không theo trật tự Có tuyến nước bọt người số động vật có vú khác, nơi bắt đầu q trình tiêu hóa hóa học Quá trình thủy phân tinh bột α-Amylase trình đa giai đoạn: Giai đoạn (giai đoạn dextrin hóa): phân tử chất bị thủy phân tạo lượng lớn phân tử α-dextrin Độ nhớt hồ tinh bột giảm nhanh chóng H2O Tinh bột Dextrin α-Amylase Giai đoạn (giai đoạn đường hóa): Các phân tử α-dextrin tiếp tục bị thủy phân tạo tetra-trimaltose không màu với thuốc thử iodine Các chất nayg bị thủy phân chậm α-amylase tạo thành disaccharide cuối monosaccharide (α-glucose) GVHD: Lê Thị Thúy Hằng Amylase α-Amylase Công thức cấu tạo α- Amylase o Glucoamylase (γ-amylase) Có khả cắt đứt đơn vị glucose từ đầu không khử tinh bột Khi thủy phân tinh bột glucoamylase ngồi việc tạo glucose cịn tạo oligosaccharide Glucoamylase thủy phân liên kết 1,6-glucoside amylopectin Có độ pH tối ưu acid tất amylase hoạt động mạnh xung quanh pH = GVHD: Lê Thị Thúy Hằng • Giải thích quy trình: Hịa bột: γ-Amylase Mục đích cơng nghệ: chuẩn bị cho q trình hồ hóa nhằm tăng độ phân tán huyền phù Hòa bột nhiệt độ 45-50℃ với tốc độ cánh khuấy 20 vòng/phút thời gian từ 30-40 phút Hồ hóa: Khi nhiệt độ nước thấp tinh bột trương nở tới mức độ dừng lại, tiếp tục gia nhiệt (tới khoảng 52-64℃) khuấy trộn lớp vỏ bị phá vỡ, amylose amylopectin ra, lúc khả hút nước tăng tối đa Nước xâm nhập ngày nhiều đến sợi Amylose Amylopectin trượt lên nhau, phân tán nước tạo nên dung dịch hồ tinh bột, độ nhớt tăng lên Màu sắc từ đục trở nên Mục đích chuẩn bị cho q trình dịch hóa Dịch hóa: Khi ta tiếp tục gia nhiệt lên đến 105℃ khuấy trộn dịch hồ tinh bột xảy tượng đứt mạch, giảm độ nhớt gây tượng dịch hóa Khi phản ứng Maillard đường acid amine tạo sản phẩm có màu Enzyme α-amylase hoạt động cắt mạch amylose amylopectin thành dextrin mạch ngắn có khả hịa tan Q trình dịch hóa tiến hành đến hàm lượng đường khử đạt 10-15% DE (DE tổng lượng đường khử quy thành glucose tổng lượng chất khơ) Mục đích q trình chuẩn bị cho q trình đường hóa Làm nguội GVHD: Lê Thị Thúy Hằng Hạ nhiệt độ xuống 55-60℃ Mục đích chuẩn bị cho q trình đường hóa, tạo điều kiện tối thích cho enzyme glucoamylase q trình đường hóa Đường hóa Giữ nguyên nhiệt độ 55-66℃ điều kiện pH 5.0-5.5 với lượng enzyme Amylase 2000Ukg-1 hàm lượng chất khô thời gian từ 24-48h Có tương tác đồng thời enzyme α-amylase glucoamylase lên mạch polisaccharide oligonsaccharide tạo hỗn hợp sản phẩm gồm maltose, glucose, triose oligosaccharide khác Trong glucoamylose hoạt động với điều kiện tối thích cịn α-amylase hoạt động với hoạt tính yếu Phản ứng Maillard tạo thành chất làm sẫm màu dịch thủy phân Sản phẩm tạo thành syrup có thành phần chủ yếu glucose, đường đơn giản dextrin mạch ngắn Lọc Dùng máy lọc khung nhiệt độ 55℃ áp suất ≤ 0.3 Mpa nhằm thay đổi pha, tách pha rắn pha lỏng Mục đích: khai thác chuẩn bị cho q trình đặc Trao đổi ion Mục đích: chuẩn bị cho q trình đặc, tách ion hấp phụ chất hữu khác Cô đặc Nồng độ sau cô đặc đạt từ 30-50% Cô đặc nhiệt độ 60-65℃ với áp suất chân không 720mmHg thời gian 2-3 Mục đích: q trình đặc nhằm tăng hàm lượng chất khơ tạo điều kiện cho q trình vận chuyển phân phối sản phẩm (hoàn thiện sản phẩm) Làm nguội lần Biến đổi thiết bị giống lần Mục đích: hạ nhiệt độ dung dịch để chuẩn bị cho trình kết tinh 10 Kết tinh Tạo tinh thể đường nhiệt độ 24℃ thời gian 100-120 phút 11 Sấy phân loại Sấy để tách độ ẩm tự Sau sấy đường glucose phân loại theo hệ thống sàng 10 GVHD: Lê Thị Thúy Hằng 12 Đóng gói Nhằm bảo quản sản phẩm • Mơ tả sản phẩm glucose: Sản phẩm đường phải trắng, tinh thể đều, khô, rời, mùi lạ, độ tinh khiết cao Bảo quản bao bì PE hay lọ thủy tinh, để nơi thoáng mát 11 GVHD: Lê Thị Thúy Hằng IV.Câu hỏi trắc nghiệm Loại đường thể hấp thu dễ dàng nhất? A Glucose B Saccharose C Fructose D Lactose Đặc điểm sau enzyme γ-amylase? A Cắt đôi glucose B Không cắt liên kết glucoside 1,6 C Cắt ngẫu nhiên D Cắt liên kết glucoside 1,4 đầu khơng khử tinh bột Tinh bột có chất gì? A Fructan B Glucan C Pentose D Hexose Enzyme tổng hợp từ vi sinh vật có khả cắt liên kết glucoside 1,4 liên kết glucoside 1,6 amylopectin glycogen? A Enzyme α-amylase B Enzyme β-amylase C Enzyme γ -amylase D Tất Trong quy trình bước có biến đổi hóa sinh học\ A Dịch hóa, đường hóa B Hồ hóa, đường hóa C Dịch hóa, hồ hóa D Hịa bột, hồ hóa Trong dịch hóa enzyme cắt mạch amylose amylopectin thành dextrin mạch ngắn có khả hịa tan A Enzyme β-amylase B Enzyme α-amylase C Enzyme γ -amylase D Tất Nhóm exoamylase bao gồm enzyme nào? A β-amylase γ -amylase B α-amylase γ -amylase C α-amylase β-amylase 12 GVHD: Lê Thị Thúy Hằng D Tất sai Enzym γ-amylase hoạt động mạnh xung quanh pH bao nhiêu? A pH=2 B pH=3 C pH=4 D pH=5 Dạng chủ yếu enzyme amylase A α-amylase B β-amylase C γ -amylase D Tất sai 10 Tương tác đồng thời enzyme lên mạch polisaccharide oligonsaccharide tạo hỗn hợp sản phẩm gồm maltose, glucose, triose oligosaccharide khác? A α-amylase glucoamylase B α-amylase trypsin C Trypsin mutase D Oxygenase mutase 13 GVHD: Lê Thị Thúy Hằng V Tài liệu tham khảo Giáo trình hóa sinh học thực phẩm Các q trình cơng nghệ sản xuất thực phẩm – Lê Bạch Tuyết nhóm tác giả - Nhà xuất giáo dục Hà Nội, 1996 14 ... IV Câu hỏi trắc nghiệm 12 V Tài liệu tham khảo 14 GVHD: Lê Thị Thúy Hằng I Giới thiệu chung Glucide monosaccharide tiêu biểu, có cơng thức C6H12 O6 , đường khử, có nhiều ứng... đường nhiệt độ 24℃ thời gian 100 -120 phút 11 Sấy phân loại Sấy để tách độ ẩm tự Sau sấy đường glucose phân loại theo hệ thống sàng 10 GVHD: Lê Thị Thúy Hằng 12 Đóng gói Nhằm bảo quản sản phẩm... Enzyme α-amylase C Enzyme γ -amylase D Tất Nhóm exoamylase bao gồm enzyme nào? A β-amylase γ -amylase B α-amylase γ -amylase C α-amylase β-amylase 12 GVHD: Lê Thị Thúy Hằng D Tất sai Enzym γ-amylase