CORN STARCH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KĨ THUẬT HĨA HỌC NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM Lớp: HC06TP Bài báo cáo CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM Đề tài Sản xuất maltodextrin từ tinh bột bắp,chỉ số DE=10 Giảng viên : PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Người thực hiện: Hoàng Ngọc Thạch Nguyễn Quang Tuyến Bùi Minh Trường Lưu Hồng Mẫn MỤC LỤC Nội dung Trang MỞ ĐẦU I.Giới thiệu nguyên liệu Hình dạng, đặc điểm, kích thước hạt tinh bột Thành phần hóa học tinh bột Các phản ứng tiêu biểu tinh bột 11 Những tính chất vật lí huyền phù tinh bột nước 13 5.Chỉ tiêu chất lượng nguyên liệu 15 II Quy trình cơng nghệ 17 III Thuyết minh quy trình 19 A.Sơ đồ 19 B Sơ đồ 29 IV So sánh quy trình 35 V Sản phẩm 35 Phân tích sản phẩm hồn thành 35 Chất lượng sản phẩm maltodextrin 36 VI Thành tựu công nghệ .36 VII Tài liệu tham khảo 39 DANH SÁCH BẢNG Bảng số Tựa bảng Trang Đặc điểm số hệ thống tinh bột Nhiệt độ hồ hóa số loại tinh bột 14 Thành phần hóa học tinh bột bắp 15 Chỉ tiêu chất lượng tinh bột bắp 15 Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm maltodextrin dạng bột 36 DANH SÁCH HÌNH Hình số Tựa hình Trang Cấu tạo tinh bột Cấu trúc amylose …………………………………………………9 Amylose amylopectin………………………………………….10 Phản ứng thủy phân tinh bột 11 Thiết bị thủy phân .21 Thiết bị lọc 25 Thiết bị cô đặc chân không 26 Hệ thống sấy phun giai đoạn 28 Thiết bị henze cooker 30 MỞ ĐẦU Theo định nghĩa Cơ quan Thực phẩm Thuốc Hoa Kỳ (FDA) maltodextrin loại polysaccharide khơng ngọt, có công thức (C6H10O5)n.H2O, sản phẩm thủy phân tinh bột khơng hồn tồn (bằng enzym acid), có đương lượng dextrose (DE) từ đến 20 Đặc tính maltodextrin phụ thuộc vào số DE nhận Sản phẩm dạng bột màu trắng dạng dung dịch đậm đặc Maltodextrin thừa nhận phụ gia cho thực phẩm dược phẩm an toàn cho người dùng trực tiếp Maltodextrin ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực chế biến thực phẩm dược phẩm Sản phẩm có DE từ 4-7 sử dụng để tạo màng mỏng dễ tan tự hủy dùng để bọc kẹo, bọc trái bảo quản, đưa vào kem, làm phụ gia cho loại nước xốt, làm chất độn tạo viên công nghiệp sản xuất đồ uống, đặc biệt đồ uống cho trẻ em, đồ uống thức ăn riêng cho vận động viên thể thao, làm kẹo gum mềm, làm chất trợ sấy, chất giữ hương, yếu tố tạo hình Sản phẩm có DE từ 15-18 sử dụng làm chất kết dính, chất tăng vị cho đồ uống, đưa vào thành phần bơ, sữa bột, cà phê hòa tan, làm mật vang thành phần đường I.Giới thiệu nguyên liệu: Tinh bột bắp loại tinh bột ngũ cốc đặc trưng với khác biệt hàm lượng protein khống thấp Tinh bột bắp có tất tính chất tinh bột tự nhiên với vài nét đặc trưng đặc điểm không tạo bọt, khơng lỗng dung dịch sơi Hình dạng, đặc điểm, kích thước hạt tinh bột Tinh bột polysaccharide chủ yếu có hạt, củ, thân Tinh bột có nhiều loại củ khoai tây, sắn, củ mài Một 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 Hình dạng thành phần hóa học tinh bột phụ thuộc vào giống cây, điều kiện trồng trọt Tinh bột chất riêng biệt, bao gồm hai thành phần amylose amylopectin Hai chất khác nhiều tính chất lí học 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 amylose amylopectin là: - Chiết rút amylose nước nóng - Kết tủa amylose rượu - Hấp thụ chọn lọc amylose cellulose Tinh bột loại polysaccharide khối lượng phân tử cao gồm đơn vị glucozơ nối 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 tạo 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 hồ tan nước Do tích tụ lượng lớn tế bào mà không bị ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu Các hyđrat cacbon tạo lục lạp quang hợp, nhanh chóng chuyển thành tinh bột Tinh bột mức độ gọi tinh bột đồng hố, linh động, sử dụng q trình trao đổi chất chuyển hoá thành tinh bột dự trữ hạt, quả, củ, rễ, thân bẹ Có thể chia tinh bột thực phẩm thành ba hệ thống: - Hệ thống tinh bột hạt cốc; - Hệ thống tinh bột hạt họ đậu; - Hệ thống tinh bột củ; Bảng Đặc điểm số hệ thống tinh bột Nguồn Hạt ngô Lúa mì Lúa mạch đen Đại mạch Yến mạch Lúa Đậu đỗ Kiều mạch Chuối Khoai tây Khoai lang Sắn Dong riềng Kích thước Hạt ,nm 10-30 Hình dáng 5-50 5-50 Đa giác tròn tròn Tròn dài 5-40 5-12 2-10 30-50 5-15 5-60 1-120 5-50 5-35 10-130 Bầu dục Đa giác Đa giác Tròn Tròn dẹp Tròn Bầu dục Bầu dục Tròn Bầu dục Hàm lượng amylose,% 25 20 Nhiệt độ hồ hóa,oC 67-75 56-80 46-62 13-35 46-54 68-90 55-85 70-80 60-71 17 23 20 56-69 52-64 38-41 Hạt tinh bột tất hệ thống nêu có dạng hình trịn, hình bầu dục, hay hình đa giác Hạt tinh bột khoai tây lớn bé hạt tinh bột thóc Kích thước hạt khác dẫn đến tính chất lí khác nhiệt độ hồ hoá, khả hấp thụ xanh metylen Có thể dùng phương pháp lắng để phân chia hệ thống tinh bột đoạn có kích thước đồng để nghiên cứu Thành phần hóa học tinh bột Tinh bột khơng phải hợp chất đồng thể mà gồm hai polysaccharide khác nhau: amylose amylopectin Tỉ lệ amylose/amylopectin xấp xỉ ¼ Trong tinh bột loại nếp (gạo nếp ngô nếp) gần 100% amylopectin Trong tinh bột đậu xanh, dong riềng hàm lượng amylose chiếm 50% Hình 1: Cấu tạo tinh bột a) Thành phần cấu trúc amylose Trong vi hạt, tinh bột tồn dạng hạt có kích thước khoảng từ 0,02-0,12nm Hạt tinh bột tất hệ có dạng hình trịn, hình bầu dục hay hình đa diện Cấu tạo kích thước hạt tinh bột phụ thuộc vào giống cây, điều kiện trồng trọt trình sinh trưởng Cấu tạo bên vi hạt tinh bột phức tạp Vi hạt tinh bột có cấu tạo lớp, lớp có lẫn lộn amylose dạng tinh thể amylopectin xắp xếp theo phương hướng tâm Nhờ phương pháp hiển vi điện tử nhiễu xạ tia X thấy hạt tinh bột “nguyên thuỷ” chuỗi polyglucozit amylose amylopectin tạo thành xoắn ốc với ba gốc glucozơ vòng Trong tinh bột hạt ngũ cốc, phân tử có chiều dài từ 0,350,7 μm; chiều dày lớp hạt tinh bột 0,1 μm Hơn nữa, phân tử lại xắp xếp theo hướng tâm nên mạch glucozit polysaccharide phải dạng gấp khúc nhiều lần Các mạch polysaccharide xếp hướng tâm tạo độ tinh thể: mạch bên phân tử amylopectin nằm xen kẽ mạch bên phân tử Ngoài cách xếp bên vậy, hạt tinh bột cịn có vỏ bao phía ngồi Đa số nhà nghiên cứu cho vỏ hạt tinh bột khác với tinh bột bên trong, chứa ẩm bền tác động bên ngồi Trong hạt tinh bột có lỗ xốp khơng Vỏ hạt tinh bột có lỗ nhỏ chất hịa tan xâm nhập vào bên đường khuếch tán Hầu hết, loại tinh bột chứa hai loại polyme khác khối lượng phân tử cấu trúc hóa học: -Amylose loại mạch thẳng, chuỗi dài từ 500-2000 đơn vị glucozơ, liên kết liên kết α−1,4 glicozit Amylose “ngun thủy” có mức độ trùng hợp khơng phải hàng trăm mà hàng ngàn Có hai loại amylose: - Amylose có mức độ trùng hợp tương đối thấp ( Khoảng 2000) thường khơng có cấu trúc bất thường bị phân ly hoàn toàn βamilaza - Amylose có mức độ trùng hợp lớn hơn, có cấu trúc án ngữ β−amilaza nên bị phân hủy 60% Trong hạt tinh bột dung dịch trạng thái thối hóa, amylose thường có cấu hình mạch giãn, thêm tác nhân kết tủa vào, amylose chuyển thành dạng xoắn ốc Mỗi vòng xoắn ốc gồm đơn vị glucozơ Đường kính xoắn ốc 12,97 A , chiều cao vòng xoắn 7,91A Các nhóm hydroxyl gốc glucozơ bố trí phía ngồi xoắn ốc, bên nhóm C-H Hình 2: Cấu trúc amylose b)Thành phần cấu trúc amylopectin Amylopectin polyme mạch nhánh, ngồi mạch có liên kết α1,4 glucozit cịn có nhánh liên kết với mạch liên kết α-1,6 glucozit Hình 3: Amylose amylopectin Mối liên kết nhánh làm cho phân tử cồng kềnh hơn, chiều dài chuổi mạch nhánh khoảng 25-30 đơn vị glucozơ Phân tử amylopectin chứa tới 100000 đơn vị glucozơ Sự khác biệt amylose amylopectin luôn rõ nét Bởi lẽ phân tử amylose thường có phần nhỏ phân nhánh có tính chất giống amylopectin Cấu tạo amylopectin lớn dị thể amylose nhiều Trong tinh bột tỉ lệ amylose/amylopectin khoảng ¼ Tỉ lệ thay đổi phụ thuộc thời tiết, mùa vụ cách chăm bón 10 c) Các yếu tố ảnh hưởng: -Hàm lượng tạp chất dung dịch: ảnh hưởng đến thời gian lọc -Thiết bị lọc: ảnh hưởng đến chất lượng thời gian lọc d) Thiết bị thông số công nghệ: Thiết bị: Sử dụng thiết bị lọc áp lực gồm nhiều lưới đặt song song, lưới bọc vải bên ngồi Hình 6: Thiết bị lọc Ngun tắc hoạt động: -Trước thực trình lọc, cần có q trình làm áo cho bàn lọc, tức tạo lớp bột trợ lọc vải lọc, bột trợ lọc giúp tạo thành khoảng trống theo đường ziczac tạo trở lực ngăn cản bã mà không làm tăng áp lực, giúp q trình lọc khơng bị nghẽn -Nguyên liệu bơm vào buồng lọc, áp lực bơm nguyên liệu băng qua vải lọc thông qua lớp bột trợ lọc vào khoang lọc Các khoang lọc nối chung với qua đường ống bên để dẫn nguyên liệu -Sau lọc xong, cần tiến hành vệ sinh vải lọc buồng lọc hợp 7/ Cô đặc : a) Mục đích: -Khai thác: làm bay nước để làm tăng nồng độ chất khô hỗn b) Các biến đổi nguyên liệu: Vật lý: 25 -Nhiệt độ: tăng -Khối lượng dung dịch: giảm -Nồng độ chất khô: tăng -Thể tích giảm Hóa học: -Độ ẩm giảm Hóa lý: -Sự bay nước Cảm quan: -Dung dịch có độ đậm đặc c) Các yếu tố ảnh hưởng: -Thiết bị cô đặc: ảnh hưởng đến hiệu cô đặc -Nồng độ chất khơ mong muốn: cao thời gian lâu -Nồng độ chất khô dung dịch ban đầu : cao thời gian ngắn d) Thiết bị thông số công nghệ: Thiết bị: Thiết bị cô đặc chân không bao gồm: nồi đặc, ngưng tụ sơ dùng tách khí nước, ngưng tụ thứ hai dùng làm máy mát thu hồi dung mơi Đặc tính: thiết bị phù hợp cho cô đặc tạo thuốc kem nhiệt độ thấp dược phẩm, hóa chất, thực phẩm…Thiết bị đặc đạt tới tỷ lệ 1.45 Thiết bị dùng để thu hồi dung mơi cồn, để chiết xuất kiểu ngược dịng Phần tiếp xúc nguyên liệu chế tạo thép khơng rỉ, máy hồn tồn phù hợp cho việc vệ sinh, máy khơng bị rỉ, ăn mịn.Máy đạt tiêu chuẩn GMP dược phẩm Phần nắp thùng bên thiết kế thụt xuống nhằm tương thích với khuấy trộn theo u cầu Hình 7: Thiết bị đặc chân không 26 Cấu tạo nguyên tắc hoạt động: Thiết bị gồm phần: buồng đốt ngoài, buồng bốc thiết bị ngưng tụ Buồng đốt: -Bên có nhiều ống lắp cạnh thành chùm ống Hai đầu chùm ống cố định vỉ ống toàn chúng bao bọc lớp vỏ áo Hơi nước đưa vào bên lớp vỏ áo để gia nhiệt, chất lỏng đưa vào khoảng không gian ống -Chất lỏng vào phần đỉnh buồng đốt qua hệ thống phân phối lỏng chúng phân phối đặn mặt ống, chảy xuống tạo thành màng mỏng Quá trình bốc diễn nhờ nhiệt cung cấp nước Hơi nước ngưng tụ chảy xuống mặt ống -Chất lỏng cô đặc phần lớn tháo đáy buồng đốt, phần bị nước lôi qua buồng đốt Buồng bốc: -Buồng bốc thường có đường kính lớn, nơi phân ly hỗn hợp dung dịch cô đặc Hơi hút sang thiết bị ngưng tụ -Sau tách hơi, phần chất lỏng tháo với phần lỏng cô đặc lấy buồng đốt tiếp tục xử lý tiếp q trình sau Cịn rời khỏi phận tách đỉnh Thông số công nghệ: - Nhiệt độ cô đặc : 60oC -Nồng độ chất khô đầu ra: 46% 8/ Sấy phun: a) Mục đích: -Bảo quản : làm bay nước nên làm giảm độ ẩm -Hòan thiện: thu sản phẩm maltodextrin dạng bột b) Các biến đổi nguyên liệu: Vật lý: -Nhiệt độ tăng -Khối lượng tỷ trọng giảm bay nước -Nồng độ chất khơ tăng lên Hóa học: -Độ ẩm giảm Hóa lý: -Sự bay nước -Sự hình thành hạt sản phẩm 27 Cảm quan: -Sản phẩm dạng bột màu trắng mịn đồng c)Các yếu tố ảnh hưởng: -Nồng độ chất khô nguyên liệu: liên quan đến lượng, ảnh hưởng đến độ nhớt -Tác nhân sấy: loại nhiệt độ tác nhân sấy -Thiết bị sấy phun: cách thức hoạt động sấy, tốc độ sấy, lưu lượng nạp nguyên liệu tác nhân sấy… d) Thiết bị thông số công nghệ: Thiết bị: Thiết bị sấy phun giai đoạn Hình 8: Hệ thống sấy phun giai đoạn Cấu tạo: Cơ cấu phun sương đầu phun khí động.Tác nhân sấy nguyên liệu chuyển động ngược chiều Tác nhân sấy dùng khơng khí nóng Bộ phận thu hồi sản phẩm cyclon dùng phương pháp lắng xoáy tâm Quạt hệ thống quạt Thông số công nghệ: -Độ ẩm sau sấy ≤ 5% -Nhiệt độ khơng khí vào: 150-170oC -Thời gian: 5-7s 28 B Sơ đồ 2: 1/ Phối trộn: a)Mục đích: -Chuẩn bị: xử lý sơ mẫu cách làm tăng độ phân tán tinh bột nước để chuẩn bị cho q trình hồ hóa b) Các biến đổi nguyên liệu: Vật lý: -Sự phân tán tinh bột nước tăng dẫn đến độ đồng nguyên liệu tăng -Hệ số truyền nhiệt tăng -Thể tích hạt tinh bột tăng hấp thụ nước làm hạt tinh bột trương lên Hóa lý: -Nguyên liệu sau phối trộn dạng huyền phù tinh bột Cảm quan: -Độ đồng nguyên liệu c) Các yếu tố ảnh hưởng: -Thành phần hóa học tinh bột ( chất lượng tinh bột) -Nhiệt độ : nhiệt độ tăng làm hạt trương nở -Tỉ lệ phối trộn nguyên liệu -Thiết bị: tốc độ phối trộn thiết bị d) Thiết bị thông số công nghệ: Thiết bị: giống sơ đồ Thông số công nghệ: -Phối trộn tinh bột bắp nước đạt hàm lượng chất khô khoảng 30,5% chất khô -pH: 5,8-5,9 Chỉnh NaOH -Tốc độ quay khoảng 30 vịng/phút 2/ Hồ hóa: a) Mục đích: -Chuẩn bị: hạt tinh bột hút nước trương nở cực đại, độ nhớt cực đại tạo điều kiện cho q trình dịch hóa b) Các biến đổi ngun liệu: Vật lý: -Nhiệt độ dung dịch tăng 29 -Độ nhớt tăng cực đại -Hạt tinh bột trương nở cực đại Hóa lý: -Hạt tinh bột trương lên -Tăng độ độ nhớt -Các phân tử mạch thẳng nhỏ hịa tan sau tự liên hợp với để tạo thành gel Hóa học: -Biến đổi không đáng kể Cảm quan: -Tăng độ đồng c) Các yếu tố ảnh hưởng: -Nhiệt độ: nhiệt độ 62-73oC bắp hút nước trương nở cực đại -Chất lượng hạt tinh bột: lẫn tạp chất ảnh hưởng đến mức độ hồ hóa -Kích thước hạt d) Thiết bị thông số công nghệ: Thiết bị: henze cooker Hình 9: Thiết bị henze cooker Thông số công nghệ: Nhiệt độ: nhiệt độ tối ưu 62-73oC Thời gian: 20-25 phút 30 3/ Dịch hóa: a) Mục đích: -Chuẩn bị: Phá vỡ cấu trúc hạt tinh bột, giải phóng amyloza amylopectin riêng lẻ tạo điều kiện cho enzyme thủy phân Làm giảm độ nhớt giúp cho trình thủy phân diễn tốt b) Các biến đổi nguyên liệu: Vật lý: -Nhiệt độ tăng -Độ nhớt giảm -Kích thước hạt tinh bột giảm Hóa học: -Protein: bị biến tính nhiệt hàm lượng nguyên liệu thấp nên không đáng kể -Phản ứng phân hủy acid amin -Khống: bị biến đổi -Phản ứng maillard Hóa lý: -Sự hịa tan tăng -Sự đông tụ protein không đáng kể Sinh học: -Vi sinh vật bị tiêu diệt bị ức chế c) Các yếu tố ảnh hưởng: -Thành phần hóa học nguyên liệu (chất lượng nguyên liệu) -Nhiệt độ: nhiệt độ cao mức độ dịch hóa nhiều -Thời gian: lâu mức độ dịch hóa nhiều -Áp suất: nhiệt độ cao mức độ dịch hóa nhiều hạt dễ bị vỡ áp suất cao d) Thiết bị thông số công nghệ: Thiết bị: thiết bị henze cooker Thông số công nghệ: -Hơi nước ( áp suất 10-11bar) phun vào -Nhiệt độ: 148oC -Thời gian khoảng 6-8 phút 4/ Dextrin hóa: a)Mục đích: 31 -Khai thác: tạo điều kiện thuận lợi cho enzyme thủy phân amyloza amylopectin thành dextrin mạch ngắn có khả hòa tan nước b) Các biến đổi nguyên liệu: Vật lý: -Nhiệt độ giảm -Độ nhớt giảm -Kích thước nguyên liệu giảm -Áp suất: giảm Hóa học: -Phản ứng thủy phân Hóa sinh: -Alpha-amylase hoạt động cắt mạch amyloza amylopectin thành dextrin mạch ngắn có khả hòa tan Cảm quan: -Xuất cặn đục c) Các yếu tố ảnh hưởng: -Nhiệt độ : nhiệt độ tối ưu enzyme hoạt động tốt -Chất lượng enzyme: ảnh hưởng đến thời gian -Thời gian: lâu enzyme cắt mạch nhiều -pH: pH tối ưu enzyme hoạt động tốt d) Thiết bị thông số công nghệ: Thiết bị: Thiết bị hình trụ có lớp áo nhiệt cánh khuấy Thông số công nghệ: -Áp suất: làm giảm nhanh xuống áp suất khí -Nhiệt độ giảm xuống khoảng 95oC -pH: 5,4-6,3 Enzyme alpha-amylase từ Bacillus stearothermophilus 0,4% hàm lượng tinh bột -Thủy phân DE=10 dừng cách bổ sung HCl vào để đưa pH vào khoảng pH=3,5 để khử hoạt tính enzyme 5/ Tẩy màu – chỉnh pH: a)Mục đích: -Hồn thiện: chỉnh pH tẩy màu dung dịch (do phản ứng phân hủy protein, phản ứng maillard làm dung dịch sẫm màu) để thu dung dịch không màu tạo giá trị cảm quan 32 b) Các biến đổi nguyên liệu: Vật lý: -Khối lượng tăng bổ sung than hoạt tính -Nhiệt độ: giảm Hóa học: -pH: tăng Hóa lý: -Sự hấp thụ chất màu lên bề mặt than hoạt tính -Sự phân tán hạt than hoạt tính dung dịch -Dung dịch có dạng huyền phù c) Các yếu tố ảnh hưởng: -Nhiệt độ:nếu nhiệt độ thấp làm đông tụ thối hóa sản phẩm thủy phân -Loại chất lượng than hoạt tính:ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm d) Thiết bị thông số công nghệ: Thiết bị: giống sơ đồ Thông số công nghệ: Nhiệt độ: tối thiểu 76oC pH: 5,5 việc bổ sung natri cacbonat Hàm lượng than hoạt tính: 0,2-0,3% hàm lượng chất khơ 6/ Lọc: a) Mục đích -Hồn thiện: lọc bỏ chất lơ lửng ( bao gồm phần tử protein, lipid nguyên liệu ban đầu, tinh bột chưa thủy phân…) hạt than hoạt tính b) Các biến đổi nguyên liệu: Vật lý: -Khối lượng tỷ trọng giảm loại bỏ chất bã -Hệ số truyền nhiệt tăng Hóa lý: -Có tách pha Cảm quan: -Dung dịch không màu không mùi vị 33 lọc c) Các yếu tố ảnh hưởng: -Hàm lượng tạp chất dung dịch -Thiết bị lọc: ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sau lọc thời gian d) Thiết bị thông số công nghệ: Thiết bị: giống sơ đồ hợp 7/ Cơ đặc : a) Mục đích: -Khai thác: làm bay nước để làm tăng nồng độ chất khô hỗn b) Các biến đổi nguyên liệu: Vật lý: -Nhiệt độ: tăng -Khối lượng dung dịch: giảm -Nồng độ chất khơ: tăng -Thể tích giảm Hóa học -Độ ẩm giảm Hóa lý: -Sự bay nước Cảm quan -Dung dịch có độ đậm đặc c) Các yếu tố ảnh hưởng: -Nhiệt độ: nhiệt độ sôi dung dịch -Thiết bị cô đặc: ảnh hưởng đến hiệu cô đặc -Nồng độ chất khơ mong muốn: cao thời gian dài -Nồng độ chất khô dung dịch ban đầu : thấp thời gian dài d) Thiết bị thông số công nghệ: Thiết bị: giống sơ đồ Thông số công nghệ: -Nhiệt độ sôi: phụ thuộc vào dung dịch ban đầu -Nồng độ chất khô: 62,7% 34 8/ Sấy phun: a) Mục đích: -Bảo quản : làm bay nước nên làm giảm độ ẩm -Hòan thiện: thu sản phẩm maltodextrin dạng bột b) Các biến đổi nguyên liệu: Vật lý: -Nhiệt độ tăng -Khối lượng tỷ trọng giảm bay nước -Nồng độ chất khô tăng lên Hóa học: -Độ ẩm giảm Hóa lý: -Sự bay nước -Sự hình thành hạt sản phẩm Cảm quan: -Sản phẩm dạng bột màu trắng mịn đồng c)Các yếu tố ản hưởng: -Nồng độ chất khô nguyên liệu: liên quan đến lượng, ảnh hưởng đến độ nhớt -Tác nhân sấy: loại nhiệt độ tác nhân sấy -Thiết bị sấy phun: cách thức hoạt động sấy, tốc độ sấy, lưu lượng nạp nguyên liệu tác nhân sấy… d) Thiết bị thông số công nghệ: giống sơ đồ IV So sánh quy trình: Phương pháp thường Thấp áp suất Phương pháp áp suất cao Năng lượng Cao thiết bị làm việc nhiệt độ cao áp suất cao Đầu tư thiết bị Thấp Cao Thời gian dịch Ngắn dịch hóa Dài hóa nhiệt độ cao áp suất cao V Sản phẩm: 1/ Phân tích sản phẩm hồn thành: 35 -Độ ẩm : 3,35% -DE: 10 -Thành phần carbohydrate: Monosaccharides:1.9 Disaccharides:2.8 Trisaccharides:3.2 Tetrasaccharides & Higher 92.1 -Mùi vị dịu 2/ Chất lượng sản phẩm maltodextrin Maltodextrin thu dạng bột màu trắng, hút ẩm, tan tốt cho dung dịch trong, không màu, khơng ngọt khơng bị thối hóa Bảng 5: Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm maltodextrin dạng bột THÀNH PHẦN Theo tiêu chuẩn Grain (số g 100g sản phẩm) Processing Corporation, Mỹ Gluxit 94,5 Ẩm 5,0 Tổng protein, lipid, xơ, tro Nhỏ 0,4 Tính chất vật lý: sản phẩm dạng bột hạt mịn màu trắng Độ hòa tan sản phẩm Maltrin M100 DE10 Grain Processing Co 78 giây Các tiêu vi sinh Tổng vi sinh hiếu khí 100CFU/1gmax Nấm mốc 50CFU/1gmax Nấm men 50CFU/1gmax E.coli Khơng có Salmonella Khơng có Độ hịa tan tính thời gian hịa tan hồn tồn sản phẩm dạng bột nước tới nồng độ 5% (w/w) nhiệt độ thường Maltodextrin dạng dung dịch đậm đặc không xử lý với chất bảo quản dễ bị nhiễm khuẩn (nấm mốc, B.cereus Clostridium) đặc biệt điều kiện nóng ẩm nước ta Sử dụng acid sorbic nồng độ 0,0060,008% giúp bảo quản maltodextrin thời gian dài mà không nhiễm nấm mốc, nấm men vi khuẩn gây bệnh VI Thành tựu công nghệ: Sản xuất maltodextrin từ tinh bột chuối qui mơ phịng thí nghiệm: a)Trích ly tinh bột: 36 Tinh bột chuối trích ly từ chuối chưa chín (Musa paradisiaca) Quả gọt vỏ cắt khoanh từ 5-6cm (tổng khối lượng 500g), sau rửa sơ dung dịch natri sulfate (1.22g/l) ngâm dung dịch sulfite (tỉ lệ 1:1) phút vận tốc chậm thiết bị khuấy trộn Waring Dung dịch đồng sàng liên tiếp qua sàng 50 sàng 100 US mesh nước rửa suốt Dịch ly tâm 10800xg 30 phút cặn làm khơ lị sấy đối lưu 40 oC 48h, cuối nghiền lọt qua sàng 100 US Tinh bột chuối tàng trữ nhiệt độ thường thiết bị chứa kín b)Chuẩn bị maltodextrin: Huyền phù tinh bột hòa nước cất (20%w/v) điều chỉnh đến pH=6.5 sau hồ hóa nước sơi 10 phút Sau làm nguội đến 72oC, bổ sung enzym -amylase 8500 đơn vị BAU/g (BAU = hoạt độ enzym mà giải phóng 1mg đường khử sau 30 phút 20oC) Hỗn hợp đậy kín phản ứng thủy phân thực 72oC 15 phút với chế độ khuấy trộn nhẹ Sau sản phẩm làm lạnh đến 4oC bể nước đá sau ly tâm 1100xg 30 phút Những chất mặt nước thu hồi enzym vơ hoạt nước (10 phút), sau thêm HCl 0,1N để chỉnh pH từ 3,5-4,5 Sau sấy thăng hoa, DE khoảng 12 c) Phân tích maltodextrin: Hàm lượng nước xác định khối lượng bị sau nung nóng (130oC) 4-5g sản phẩm phần trăm chất khô tổng xác định ngược lại Nồng độ protein (Nx5,85) xác định theo phương pháp AACC 46-131 DE xác định định hàm lượng đường khử (reducing sugar RS) dùng dung dịch Fehling Công thức: RS=(hàm lượng đường khử)*100/ (ml chuẩn độ) DE=(RS)*100/(% tổng hàm lượng chất khô) pH xác định nhiệt độ phòng dung dịch maltodextrin sau hòa tan hoàn toàn 50g mẫu 50ml nước cất 50 oC Màu đo lường với thiết bị Hunter-Lab L (độ sáng), a (độ kết tủa màu đỏ/xanh cây), b (độ kết tủa màu vàng/xanh da trời), giá trị ghi lại, dùng tiêu chuẩn thiết lập giá trị L,a,b (L 91.2, a –1.0, b –1.7) chất chuẩn Độ khác biệt màu tổng ( E) tính tốn từ thơng số Hunter Tro sulfate xác định sau nung thành tro 5g mẫu 550oC 3h, làm nguội tới nhiệt độ phịng, thêm 3-5 giọt acid sulfuric sau nung nóng 800oC 2h Sau phần cịn lại đem cân khác biệt khối lượng cho biết hàm lượng tro sulfate 37 d) Kết luận: Thành phần hóa học maltodextrin từ chuối phù hợp với tiêu chuẩn sản phẩm hoàn toàn giống với sản phẩm thương mại Đặc biệt, màu sắc maltodextrin từ chuối thích hợp sử dụng thực phẩm 38 VII Tài liệu tham khảo: Hoàng Kim Anh Tinh bột sắn sản phẩm từ tinh bột sắn Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 Lê Văn Hoàng, Trương Thị Minh Hạnh Tinh bột-khai thác ứng dụng Nhà xuất Đà Nẵng, 2007 Ann-Charlotte Eliasson Starch in food Woodhead Publishing Limited, 2004 http://en.wikipedia.org/wiki/Dextrin http://www.freepatentsonline.com/4447532.html http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S010040422005000400008&script=sci_arttext http://www.flex-news-food.com/pages/16656/process-productionmaltodextrins-maltodextrins.html 39