Tinh bột là một thành phần nguyên liệu thân thiện với người sử dụng nên chúng được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm và đồ uống. Tuy nhiên, một sản phẩm đạt chất lượng cao phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng cần đạt một trong những yêu cầu như: trạng thái gel, độ nhớt sánh, độ xốp, độ cứng, độ dai. Về mặt thẩm mĩ của sản phẩm yêu cầu: độ trong, độ đục, tính kết cấu, màu sắc…
Tinh bột biến tính có một vai trị quan trọng trong việc tạo ra các tính chất trên của sản phẩm ứng dụng mà tinh bột khơng biến tính đơi khi khơng có được như:
2.6.1. Khả năng tạo gel
Những loại tinh bột như tinh bột ngơ hay bột ngũ cốc có hàm lượng Am cao có thể sản xuất ra những sản phẩm có tính tạo gel. Các dạng biến tính acid của những loại tinh bột này có khả năng tạo gel lớn hơn dạng khơng biến tính của chúng. Tinh bột sắn dây biến tính acid cũng như tinh bột ngơ biến tính oxi hố tạo ra gel mềm hơn, do đó nó được ứng dụng để tạo gel mềm cho các sản phẩm thuộc loại mứt quả đông.
2.6.2. Khả năng tạo độ xốp, độ cứng:
Với tinh bột có hàm lượng Am cao thì có thể tạo ra những sản phẩm có độ cứng tốt, nếu như sử dụng đủ năng lượng nấu chín tinh bột và phá vỡ phân tử Am để chúng liên kết lại tạo thành gel cứng. Tinh bột ngơ biến tính và các dextrin chứa hàm lượng Am cao được sử dụng để tạo độ cứng cho các sản phẩm thuộc loại phomat.
Các loại dong riềng, tinh bột ngô, tinh bột sắn sau khi biến tính acid có độ hồ tan cao dùng để thay thế một phần nguyên liệu trong sản phẩm bánh quy tạo độ xốp và độ dòn cho bánh
2.6.3. Khả năng tạo độ trong, độ đục cho sản phẩm
Tinh bột đã hồ hố thường có độ trong suốt nhất định. Chính độ trong suốt này có ý nghĩa rất quan trọng đối với nhiều sản phẩm. Tinh bột của các hạt ngũ cốc loại nếp, tinh bột của củ, rễ củ thường có hồ trong suốt hơn tinh bột của các loại ngũ cốc bình thường.
2.6.4. Khả năng tạo kết cấu
Các loại tinh bột như tinh bột ngơ biến tính hay tinh bột sắn có thể ứng dụng để tạo kết cấu có độ nhuyễn, độ mịn màng cho sản phẩm. Dựa vào khả năng này của tinh bột biến tính người ta ứng dụng nó để thay thế một phần chất ổn định trong sản xuất yoaurt, kem sữa… Ngoài các chức năng tạo ra các tính chất đặc trưng ở trên cho các loại sản phẩm tinh bột biến tính cịn tham gia vào tính ổn định của sản phẩm khi bảo quản như: giữ mùi, giữ ẩm và giảm bớt tác động của vi sinh vật
2.6.5. Khả năng giữ mùi và giữ độ ẩm
Sự mất ẩm rất khó hạn chế đối với bất một loại sản phẩm nào trong q trình bảo quản. Tinh bột hồ hố có ái lực với nước, nếu nấu đúng quy cách sẽ góp phần hạn chế sự mất ẩm này. Sử dụng các dextrrin của sắn và của tinh bột giàu Am sẽ tạo nên một lớp màng ngăn cản sự mất ẩm.
Một số loại dextrin thực phẩm và các tinh bột biến tính từ ngơ, sắn củ được dùng để giữ mùi và giữ tính ổn định của thức uống, chống sự oxi hoá và mất màu.
2.6.6. Hạn chế tác động của vi sinh vật
Trong quá trình bảo quản các sản phẩm thực phẩm, hư hỏng do vi sinh vật gây ra là không tránh khỏi và không thể ngăn chặn chúng. Nhưng tinh bột biến tính có thể làm giảm bớt sự tác động của vi sinh vật. Điều này đặc biệt quan trọng trong công nghệ đồ hộp.
Những thực phẩm giàu chất béo hay chất dầu như bơ đậu và nước uống socola có thể được làm lỏng, để đóng gói khơ bằng cách cho vào những dextrin của tinh bột ngô hoặc tinh bột sắn.
Tinh bột đầu tiên được tách ra từ bột mỳ hoặc một số loại ngũ cốc khác đã được biết đến từ thời xa xưa. Thời gian sau nó được sản xuất từ khoai tây ở Châu Âu và Nhật Bản, từ củ sắn và lúa gạo ở phương Đông và từ ngô ở Mỹ.
Tinh bột là nguồn cacbohiđrat dự trữ của thực vật vì vậy nó được tìm thấy phổ biến trong tự nhiên.
Tinh bột có nguồn gốc từ các loại cây khác nhau có tính chất vật lí và thành phần hóa học khác nhau. Tinh bột được tách ra từ hạt như ngơ và lúa mì, từ rễ và củ như sắn, khoai tây, dong là những loại tinh bột chính dùng trong cơng nghiệp.
2.8. Quy trình sản xuất một số thực phẩm sử dụng phụ gia tinh bột biến tính
2.8.1. Sản xuất chả cá sử dụng tinh bột biến tính
Nguyên liệu
Nguyên liệu được mua dạng cịn sống, mỗi con có khối lượng 1,4 ÷ 1,5 kg. Vì màu sắc của cơ thịt cá tùy thuộc vào nguồn thức ăn và các yếu tố môi trường nên để thống nhất nguyên liệu trong chế biến sản phẩm ta chọn cá có cơ thịt màu trắng.
Rửa Giai đoạn 1
Nguyên liệu cá tra tươi, sống mua về được rửa sạch loại bỏ đất, cát bám trên cá. Sau đó loại bỏ nội tạng và rửa sạch lại lần nữa bằng nước lạnh. Quá trình này giúp loại bỏ được một số vi sinh vật trên bề mặt. Chúng ta cần Chú ý là: nhiệt độ nước rửa phải thấp hơn 5oC.
Phi lê cá
Sau khi cá được rửa sạch sẽ được phi lê để lấy thịt cá, lóc bỏ da. Lấy sạch xương trong miếng fillet.
Rửa Giai đoạn 2
Loại bỏ xương, thịt vụn sót lại trong miếng fillet. Tiến hành rửa trong nước lạnh, nhiệt độ nước rửa phải thấp hơn 5 oC.
Xay nghiền
Quá trình xay nhằm nghiền nát và phá vỡ cấu trúc cơ thịt cá và tạo ra những hạt nhỏ. Các hạt nhỏ này tác động qua lại, liên kết lại với nhau bằng liên kết hydrogen, ảnh hưởng giữa các ion kỵ nước và lực Van Der Waals làm kết dính hỗn hợp, giúp cho hỗn hợp có cấu trúc tốt hơn.
Thành phần chủ yếu của nhũ tương là lipid, protein và nước. Protein sẽ bị mất hoạt tính khi ở nhiệt độ cao. Vì thế trong q trình xay cần khống chế nhiệt độ xay nhỏ hơn 12 0C.
Nếu nhiệt độ vượt quá 18 – 21 0C sẽ dẫn đến sự tách nước và béo. Quá trình xay ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc sản phẩm. Nếu xay quá thời gian sản phẩm bị tách nước, thiếu thời gian thì sản phẩm có mặt cắt khơng mịn và màu sậm.
Sau q trình xay thơ, bổ sung phụ gia và gia vị (tinh bột khoai mì hoặc tinh bột biến tính, polyphosphate, gelatin, sorbitol, đường, muối, tiêu, tỏi, bột ớt, bột ngọt) vào tiến hành phối trộn và đưa vào xay nhuyễn khối paste.
Q trình xay tạo cho khối paste có kích thước nhỏ hơn, giúp q trình trộn dễ dàng và gia vị ngấm đều khối paste.
Định hình
Khối paste sau khi xay xong sẽ được định hình thành những viên trịn.
Cấp đông lần 1
Cấp đông sản phẩm ở nhiệt độ dưới -20oC trước khi bao bột để giữ nguyên hình dạng sản phẩm và tránh ươn hỏng.
Tẩm bột
Bao gồm bao bột và tẩm bột.
Bao bột nhằm mục đích tạo lớp dính để bột tẩm bám vào. Bột tẩm cần được khuấy liên tục để tránh vón cục. Sản phẩm được lăn qua bột khô rồi qua hỗn hợp bột ướt.
Tẩm bột để tạo lớp áo cho sản phẩm, làm tăng giá trị cảm quan, tăng chất lượng, tạo kết cấu và hình thức sản phẩm.
Chiên
Nhằm mục đích để bột tẩm (bột xù ) dính chặt vào sản phẩm. Sản phẩm sau chiên sẽ được làm nguội, chờ cấp đông lần 2.
Cấp đông lần 2
Tạo điều kiện cho khâu xử lý, bao gói dễ dàng hơn và ngăn ngừa sản phẩm bị hỏng trước khi bao gói.
Bao gói
khi bảo quản lạnh, nhờ đó sẽ kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm.
Bảo quản
Sản phẩm được bảo quản ở nhiệt độ dưới -18oC để đảm bảo chất lượng sản phẩm cao.
Nguyên liệu
Tôm: đem trữ lạnh ở tủ bảo quản ở nhiệt độ -18oC để nhằm giữ cho tôm tươi, màu sắc tốt (về mặt cảm quan), đồng thời giữ được chất lượng của tôm. Khi tiến hành sản xuất chỉ lấy đủ số lượng thẻ tơm quy định.
Sau đó tơm đưa vào máy xay trước khi đưa qua máy nghiền mịn.
Bột khoai mì (bột sắn) biến tính: Tinh Bột biến tính phải được kiểm tra về màu sắc, mùi, độ mịn…đạt yêu cầu kỹ thuật trước khi đem phối trộn.
(Lưu ý: Khối lương Tinh bột biến tính cho vào một mẻ là 60 kg)
Hồ: mục đích làm tăng khả năng kết dính nên người ta hồ hóa một phần tinh bột biến tính, giúp các thành phần liên kết chặt chẽ hơn, hấp mau chín hơn.
(Bột khoai mì – Tinh bột biến tính cho vào nước lạnh khuấy tan, bổ sung nước nóng và khuấy đều để tạo hồ)
Phụ gia, và các gia vị
Tôm sau khi nghiền thô đem trộn chung với gia vị: đường, muối, bột ngọt, tiêu, tỏi, hành, ớt… rồi đem nghiền mịn tiến hành đưa vào nồi phối trộn với bột khoai mì, hồ, bánh tái chế đã được định lượng trước.
Bánh tái chế: là loại bánh bao gồm bánh đầu, bánh bể vỡ vụn đem tái chế nhằm giảm bớt hao hụt và nâng cao hiệu quả kinh tế.
(Bánh tái chế đem ngâm với nước lạnh 2-3 giờ sau đó đổ ra rổ cho nước nóng vào ngâm với thời gian lớn hơn 10 giờ, bánh mềm, không chua.)
Phối trộn
Tinh Bột biến tính, cùng với hồ, hỗn hợp tôm, mực, gia vị, bánh tái chế được định lượng cho vào thiết bị phối trộn.
Sau khoảng thời gian phối trộn: 12 – 15 phút hỗn hợp được trộn đều và trở thành khối bột đồng nhất, mặt bột mịn, nhuyễn,
Định hình
Khối bột sau khi phối trộn phải đồng nhất, khơng vón cục, được cho vào bao PE để tránh hiện tượng nhiễm vi sinh vật. Khi cho bột vào bao PE phải tiến hành từ từ tránh hiện tượng lẫn khơng khí vào trong cây bánh, sẽ gây ra bọt khí, ảnh hưởng đến các cơng đoạn sau (tùy theo yêu cầu như: phi 25 (Ø 25), phi 35 (Ø 35), phi 55 (Ø 55)
Hấp
Đây là cơng đoạn làm chín bánh bằng hơi nước, q trình này sẽ làm hồ hóa tinh bột trong cây bánh, biến đổi chủ yếu từ bột sống sang bột chín, làm độ đàn hồi tăng lên, tăng khả năng kết dính lại với nhau thành một khối dẻo đàn hồi, bề mặt sản phẩm trơn mịn. Ngoài ra ở nhiệt độ cao (90 – 105°C) có thể tiêu diệt vi sinh vật có trong nguyên liệu.
Làm nguội
Dùng quạt gió cơng nghiệp thổi trực tiếp vào cây bánh làm bánh nguội đi một phần, thuận tiện cho việc tháo khăn gói dễ dàng. Để tránh tình trạng cây bánh bị lão hóa, giảm cơ tính đàn hồi và khí CO2 thốt ra do áp lực bên trong lớn. Ngồi ra làm nguội cịn làm cho các thành phần của nguyên liệu được ổn định sau một thời gian dài tiếp xúc với nhiệt độ cao trong quá trình hấp.
Lăn trở
Đây là cơng đoạn làm trịn bánh.
Bánh sau khi làm nguội sơ bộ, được đẩy qua bàn lăn trở kết hợp với quạt gió thổi trực tiếp vào cây giúp làm cho bánh nguội thêm một phần.
Sau một khoảng thời gian tiến hành lăn trở bánh làm cho cây bánh trịn đều, khơng bị nứt, mốc, đến khi cây bánh đã cứng hoàn toàn từ ngồi vào trong, từ đó cây bánh sẽ được chuyển qua phòng làm lạnh.
Làm lạnh
Sau khi đủ thời gian lăn trỡ cây bánh được đưa vào kho lạnh để tạo cho cây bánh có độ cứng nhất định, thích hợp và dễ dàng cho q trình cắt.
Tiến hành làm lạnh để khi cắt bánh không bị rỗ bề mặt và do làm lạnh tinh bột biến tính giữ nước, tăng có tính đàn hồi nên cắt khơng bị bể.
Ngồi ra làm lạnh cịn có tác dụng bảo quản cây bánh, chống lại sự xâm nhập của vi sinh vật gây hư hỏng.
Cắt bánh
Mục đích của q trình cắt là cắt bánh thành những lát mỏng, tăng bề mặt thốt khí khi sấy, tăng diện tích tiếp xúc. Tùy theo yêu cầu sản xuất mà cắt bánh có những kích thước khác nhau: phi 25, phi 35, phi 55 và đạt yêu cầu về độ dày 2,1 – 2,25 mm.
Sấy bánh
Sấy nhằm để tách ẩm, kéo dài thời gian bảo quản, dùng hơi nóng thổi vào bề mặt bánh làm mất đi một phần lớn nước trong bánh, làm cho bánh khơ giịn, có độ ẩm thích hợp.
Sàng– phân loại
Sàng: Giúp cho quá trình phân loại được dễ dàng hơn, Bánh sau khi sàng phải sạch, đúng cỡ
Phân loại: Nhằm tăng độ đồng nhất về kích thước và màu sắc, tăng giá trị cảm quan
Đóng gói– Vơ hộp
CHƯƠNG 3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT, SỬ DỤNG VÀ NGHIÊN CỨU TINH BỘT
BIẾN TÍNH TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI
3.1. Tại Việt Nam
3.1.1. Tình hình sản xuất
Ở nước ta, lương thực chiếm một vị trí quan trọng trong sản xuất nông nghiệp và là nguồn nguyên liệu quan trọng cho nhiều nghành cơng nghiệp, trong đó có cơng nghiệp sản xuất tinh bột và các dẫn xuất của tinh bột. Nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất tinh bột là các loại củ như sắn, khoai lang, khoai tây, dong riềng, huỳnh tinh…Các nguyên liệu hạt như hạt gạo, ngô...
Trong những năm gần đây, năng suất vầ diện tích trồng các cây lương thực nói trên ngày càng tăng. Năm 1997, diện tích trồng ngơ là 12253 ha với sản lượng 1034200 tấn/năm, diện tích trồng khoai lang là 4018 ha với sản lượng 2399900 tấn/năm, diện tích trồng sắn 277400 ha với sản lượng 2211500 tấn/năm.
Tuy nhiên, một phần nhỏ các nguồn nguyên liệu nói trên mới chỉ được chế biến thành các sản phẩm thực phẩm như tinh bột, đường mật tinh bột, mì chính, miến sợi, hạt chân châu… theo nhiều quy trình khác nhau với qui mơ lớn, vừa và nhỏ. Còn lại chủ yếu được làm thức ăn cho gia súc. Tinh bột chủ yếu sản xuất theo phương pháp thủ công nên hiệu xuất thu hồi thấp, hàm lượng tinh bột chưa cao và phẩm chất chưa tốt.
Gần đây ở nước ta đã nhập một số dây chuyền công nghệ chế biến tinh bột sắn trên qui mô công nghiệp. Một số nhà máy chế biến tinh bột như : Vedan Việt Nam Enterprise Co.Ltd ở Đồng Nai, Formosatapico Co.Ltd ở Quảng Nam, hai nhà máy sản xuất tinh bột sắn ở tỉnh Tây Ninh do Singapore và Thái Lan đầu tư, nhà máy tinh bột sắn Sơn Tịnh– Quảng Ngãi…
Tinh bột biến tính có nhiều ứng dụng trong cuộc sống như: tăng chất lượng sản phẩm thực phẩm (bánh, kẹo,...) ; trong công nghiệp xây dựng được dùng làm chất gắn bê tông, chất gắn đất sét, đá vơi, keo dính gỗ, gỗ ép, phụ gia cho sơn; trong công nghiệp mỹ phẩm và dược phẩm được dùng làm phấn tẩy trắng, đồ trang điểm, phụ gia cho xà phòng, kem thoa
mặt, tá dược; trong cơng nghiệp khai khống được dùng để tuyển nổi quặng, dung dịch nhũ tương khoan dầu; với cơng nghiệp giấy thì tinh bột biến tính được dùng chế tạo chất phủ bề mặt, là thành phần nguyên liệu giấy không tro, các sản phẩm tã giấy cho trẻ em; với các ngành khác được dùng làm màng plastic phân hủy sinh học, làm pin khô, phụ gia nung kết kim loại và cịn nhiều ứng dụng nữa nên vì thế tinh bột biến tính ngày càng được sản xuất và sử dụng rộng rãi trong nước ta.
3.1.2. Tình hình nghiên cứu:
Dưới đây là một vài ví dụ điển hình về nghiên cứu tinh bột biến tính ở Việt Nam.
Về sản xuất các sản phẩm maltodextrin và dextrin bằng con đường thuỷ phân acid, Huỳnh Cơng Định đã có cơng trình nghiên cứu sản xuất dextrin và ứng dụng trong sản xuất thuốc trừ sâu và nhang trừ muỗi. Tác giả đã nghiên cứu được điều kiện sản xuất dextrin trắng từ tinh bột sắn có DE < 4 ở nồng độ acid 0.05% nhiệt độ 125oC, thời gian dextrin hoá trên 3