Trong củ ấu tồn tại một hàm lượng protein rất đáng kể khoảng 10,3% nhưng trong tinh bột thành phẩm hàm lượng protein chỉ được qui định trong khoảng dao động từ 0,2 – 0,3% từ tinh bột hảo hạng đến tinh bột loại 3 (Phụ lục 1, trang 56). Nếu trong tinh bột vẫn còn chứa nhiều protein thì trong quá trình nấu hồ tinh bột sẽ bị sủi bọt nhiều (Bùi Đức Hợi, 2007).
Với một hàm lượng potein rất đáng kể trong nguyên liệu và một hàm lượng nhỏ protein được qui định trong tinh bột thành phẩm, điều này đòi hỏi trong quá trình thực hiện phải loại bỏ được gần như toàn bộ protein ra khỏi nguyên liệu để tăng hiệu suất thu hồi tinh bột vì nếu hàm lượng protein còn nhiều thì tinh bột chưa được giải phóng hoàn toàn và làm ảnh hưởng đến chất lượng tinh bột thu được. Để đạt được yêu cầu đó trong thí nghiệm này, củ ấu được sơ chế và ngâm trong dung dịch NaHSO3 với các nồng độ 0,4; 0,5 và 0,6% trong thời gian 30, 45 và 60 phút. Kết quả hàm lượng protein còn lại trong tinh bột ở các nồng độ NaHSO3 và thời gian ngâm khác nhau được thể hiện qua bảng 6.
Bảng 6. Kết quả hàm lượng protein của các mẫu xử lý NaHSO3 và thời gian ngâm khác nhau
Nồng độ NaHSO3
(%)
Thời gian ngâm (phút)
Trung bình nghiệm thức 0 30 45 60 0 0,59 0,54 0,52 0,51 0,54A 0,4 0,55 0,48 0,38 0,29 0,43B 0,5 0,53 0,45 0,34 0,16 0,37C 0,6 0,50 0,43 0,32 0,13 0,35C Trung bình nghiệm thức 0,54 A 0,48B 0,39C 0,27D
Các trung bình nghiệm thức đi kèm với chữ cái khác nhau trong cùng một dòng (hay một cột) thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê ở mức độ p<0,05
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0 30 45 60 H à m l ư ợ n g p ro te in ( % )
Thời gian ngâm (phút)
NaHSO3-0% NaHSO3-0,4% NaHSO3-0,5% NaHSO3-0,6%
Hình 27. Kết quả hàm lượng protein của các mẫu khi xử lý nồng độ NaHSO3 và thời gian ngâm khác nhau
Qua kết quả thu được ở bảng 6 và hình 27 cho thấy được sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê giữa các mẫu xử lý NaHSO3 với các chế độ về nồng độ và thời gian ngâm khác nhau rất rõ ràng. Điều này đã chứng tỏ được NaHSO3 có ảnh hưởng rất hiệu quả đến mong muốn loại bỏ protein trong tinh bột và cũng góp phần nâng cao hiệu suất thu hồi tinh bột.
Từ kết quả ở bảng 6 cho thấy hai nhân tố nồng độ NaHSO3 và thời gian ngâm có ảnh hưởng trực tiếp đến hàm lượng protein trong tinh bột. Đối với các mẫu không có xử lý NaHSO3 thì hàm lượng protein vẫn còn khá lớn so với qui định khoảng 0,54% nhưng khi tiến hành xử lý NaHSO3 với các nồng độ 0,4; 0,5 và 0,6% thì hàm lượng protein đã lần lượt giảm dần chỉ còn khoảng 0,43; 0,37 và 0,35%. Qua đó có thể rút ra được kết luận hàm lượng NaHSO3 đã góp phần làm giảm được hàm lượng protein trong tinh bột thành phẩm. Khi càng tăng nồng độ NaHSO3 thì hàm lượng protein càng giảm và các nghiệm thức khác biệt có ý nghĩa. Điều này có thể được lý giải do khi tăng nồng độ NaHSO3 đã góp phần thúc đẩy việc phân cắt các liên kết giữa protein và tinh bột mạnh mẽ hơn nên hàm lượng protein giảm nhiều hơn trong quá trình lắng gạn. NaHSO3 có tác dụng phân cắt các liên kết giữa tinh bột và protein là do SO2 được giải phóng từ NaHSO3 xâm nhập vào protein làm tán hoá các phần tử protein chuyển một phần từ trạng thái không hòa tan sang trạng thái hòa tan tạo điều kiện để protein tan vào nước ngâm đồng thời phá hủy một phần vỏ và khung protein trong nguyên liệu. Do vỏ bị phá hủy nên các chất hòa tan trong nguyên liệu khuếch tan ra nước rất nhanh. Đồng thời trong quá trình ngâm củ ấu cũng bị mềm đi một phần tạo điều kiện để giải phóng tinh bột ra khỏi nguyên liệu.
Trong cấu trúc của củ ấu, các hạt tinh bột được gắn chặt với vách protein nên muốn giải phóng tinh bột phải làm thay đổi cấu trúc liên kết protein, làm yếu liên kết giữa các hạt tinh bột nghĩa là phải phá hủy khung protein. Để thực hiện điều này, nguyên liệu đã được ngâm trong NaHSO3 với các khoảng thời gian và nồng độ khác nhau. Thực chất trong quá trình ngâm đã xảy ra những biến đổi tích cực đến chất lượng tinh bột thành phẩm:
Thay đổi cấu trúc của hạt do phá hủy liên kết giữa các hạt tinh bột và các mạch protein.
Giúp làm giảm độ bền vững để thực hiện quá trình nghiền tốt hơn và giải thoát phần lớn các chất hòa tan vào trong nước ngâm (bảng 5, chương 2). Nếu có lẫn các tạp chất rắn dung dịch tinh bột sẽ đục.
Làm sạch lần cuối những tạp chất bám bên ngoài hạt.
Chú ý trong quá trình ngâm, không nên ngâm củ ấu ở nhiệt độ cao vì nếu ngâm trong nhiệt độ cao thì protein bị đông tụ sẽ kìm hãm sự phá hủy các vách protein ngăn cản quá trình giải phóng tinh bột.
Do đó ngoài nhân tố nồng độ, thời gian ngâm cũng ảnh hưởng đến hàm lượng protein trong tinh bột thành phẩm một cách đáng kể.
Nếu sử dụng NaHSO3 với nồng độ cao mà không tạo thời gian để NaHSO3 hoạt động thì cũng không làm giảm được hàm lượng protein tới mức mong muốn. Ví dụ khi ngâm nguyên liệu ở các nồng độ 0,4; 0,5 và 0,6% nhưng không tạo thời gian ngâm thì hàm lượng protein vẫn còn rất cao trong tinh bột. Khi bổ sung NaHSO3 0,4; 0,5 và 0,6% thì hàm lượng protein lần lượt là 0,55; 0,53 và 0,5%. Khi không tạo thời gian ngâm hàm lượng protein trung bình khoảng 0,54% vượt quá mức so với qui định 0,2 – 0,3%. Ta thấy rõ khi tăng thời gian ngâm lên hàm lượng protein giảm đáng kể. Trong các khoảng thời gian 30, 45 và 60 phút hàm lượng protein tương ứng là 0,48; 0,39 và 0,27%. Điều này có thể giải thích khi thời gian ngâm kéo dài thì có đủ thời gian, điều kiện để SO2 xâm nhập vào phá hủy các liên kết giữa protein và tinh bột, phá hủy vỏ và khung protein nên hàm lượng protein cũng giảm theo.
Đồng thời nếu cùng một nồng độ trong các khoảng thời gian ngâm khác nhau thì khi ngâm nguyên liệu trong thời gian dài hàm lượng protein giảm nhiều hơn do phản ứng phân cắt liên kết giữa tinh bột và protein có đủ thời gian để thực hiện một cách triệt để hơn.
Nếu muốn phân cắt các liên kết này một cách triệt để đòi hỏi phải có đủ sự kết hợp của 2 nhân tố nồng độ NaHSO3 và thời gian ngâm nguyên liệu trong NaHSO3. Từ kết quả bảng 6 ta thấy ở thời gian 60 phút và nồng độ NaHSO3 0,6% thì hàm lượng
protein giảm còn thấp nhất đạt yêu cầu nhất, nhưng ở nồng độ NaHSO3 0,5 và 0,6% thì kết quả về hàm lượng protein lại không có sự khác biệt ý nghĩa về mặt thống kê nên ta chọn chế độ ngâm tốt nhất là 0,5% trong thời gian 60 phút để tăng hiệu quả kinh tế.
Vậy cả hai nhân tố nồng độ và thời gian đều có ảnh hưởng đến hàm lượng protein trong tinh bột thành phẩm, mỗi nhân tố tác động lên nguyên liệu một cách khác nhau và mang lại những lợi ích riêng.