Thành phần trong hạt ngơ Tinh bột Protein Cellulose Chât beo Pentosan Glucid hồ tan Tro
Thanh phần khac
Khi ngâm, hạt hut nươc va tăng thê tích. Mức độ trương nở của hạt phụ thuộc vào nhiêu yếu tố. Chẳng hạn, ngô bột hut nươc nhanh và nhiêu hơn ngô đa; hạt nhỏ và hạt non hut nươc nhiêu hơn va trương nhanh hơn; nhiêt độ nươc ngâm, ở nhiêt độ cao thì hạt trương nở nhanh và nếu có chât điên ly thì hạt trương nở chậm. Sư có măt của SO2 cũng lam cho hạt trương nở nhanh tuy nhiên tăng nồng độ SO2 tơi 0,25% thì tốc độ trương khơng tăng nưa. Các phần khác nhau của hạt trương nở khac nhau, phôi trương nhiêu hơn nội nhũ. Trong khi nội nhũ chi hút 32-42% nươc thì phơi có thê hút tơi 60%. Sau 12-14h ngâm thì hạt ngơ co độ ẩm cao nhât (43-45%). Thành phần hố hoc của hạt ngơ trươc va sau khi ngâm được thê hiên ở bảng 2.1.
Lượng H2SO3 dùng trong các khâu theo phần trăm tổng lượng như sau: ngâm 75%, hê rây nghiên 20%, rửa tinh bột 5%.
2.2. Nghiên sơ bộ và tách phơi
Nghiên sơ bộ cịn goi la qua trinh đập vụn nhăm mục đich pha vỡ hạt thành mảnh đê tách phôi dễ dang đồng thời thu được tỷ lê tinh bột cao hơn.
Phôi ngô sau khi ngâm trở nên đan hồi và liên kết vơi nội nhũ yếu đi nên khi nghiên trong điêu kiên nhât định phôi se tách rời vơi các mảnh nội nhũ va không bị vụn nát.
Để nghiên sơ hộ chủ yếu dùng máy nghiên đĩa kim loại, một đĩa cố định một đĩa quay.
Nghiên sơ bộ lần thứ nhât yêu cầu đập hạt thành 5 - 6 phần còn nghiên sơ bộ lần hai cần đảm bảo giải phóng hết phơi khỏi nội nhũ nhưng không lam vụn phôi. Nếu chế độ làm viêc của máy nghiên thích hợp thì nghiên lần thứ nhât giải phong được 75 - 85%, 20 - 25% tinh bột và lần 2 là 15 - 20% phôi, 10 - 15% tinh bột. Quá trình làm viêc của máy nghiên tốt hay khơng tuỳ thuộc các yếu tố: q trình ngâm; trạng thái máy nghiên; độ ẩm của sản phẩm; quá trình làm viêc của máy rây và sư tiếp liêu.
Nếu ngâm hạt không đung quy cach hay sau ngâm đê nguội mơi nghiên thì khó tách phơi và tinh bột vì như vậy phôi it đan hồi dễ bị vụn nát.
2.3. Nghiên mịn
Sau khi tach phôi được cháo trạng thái dịch nươc mà dạng rắn gồm các phần tử vỏ, vỏ liên kết vơi nội nhũ, mảnh nội nhũ nguyên, các hạt tinh bột và các phần tử gluten. Mục đich của khâu nghiên mịn là giải phóng triêt đê các hạt tinh bột liên kết vơi vỏ và các mạch nội nhũ trong chao. Đê nghiên mịn có thê dùng cối nghiên hay các loại máy nghiên hiên đại khác.
Đê khỏi nghiên lại tinh bột tư do, gluten và các phần tử cellulose nhỏ, giảm nhẹ tải lượng máy nghiên, chao trươc khi nghiên mịn cần rây vơi kich thươc lỗ rày 1,6 - l,8 mm.
Dịch bột qua rây nay được đưa tiếp qua 2 lần rây lụa va thu được sưa tinh bột đầu rồi chuyên qua rây tinh chế đê tách bã nhỏ. Phần khổng lot rây đường kính lỗ 1,6 - l,8mm được đưa đi nghiên mịn.
Vỏ hạt chủ yếu là cellulose nên sau khi nghiên mịn vẫn không bị nát, goi là bã lơn và không lot rây đường kính lỗ 0,5 - 0,6mm.
Lơp trong của vỏ hạt ít bên nên khi nghiên bị vụn ra goi là bã nhỏ, lot đường kính lỗ 0,5-0,6 mm và khơng lot rây lụa số hiêu cao.
2.4. Tách tinh bột từ cháo và chế sữa tinh bột
a) Quá trình rây cháo và tinh chế sữa tinh bột
Cháo sau khi nghiền mịn là hỗn hợp gồm bã lớn, bã nhỏ, tinh bột tự do và gluten vì vậy cần tách bã lớn, bã nhỏ, rửa tách tinh bột tự do và tinh chế sữa tinh bột hỗn hợp với gluten.
Cháo sau khi nghiền mịn vào rây đường kính lỗ 0,6 mm để tách bã lớn; pha loãng cháo bằng sữa loãng từ hệ rửa bã lớn và bã nhỏ lần 1. Bã lớn được rửa ba lần theo nguyên tắc ngược dịng bằng rây đường kính lỗ 0,6 mm ở máy rửa số 3 bổ sung thêm nước lọc từ thiết bị lọc chân không hay nước đã tiệt trùng có độ nhiệt 45°C hoặc có trường hợp cho H2SO3 nồng độ không dưới 0,5%. Bà lớn sạch đưa vắt nước tới độ ẩm 60% rồi chuyển qua phân xưởng thức ăn gia súc, nước ép cùng sữa tinh bột loãng từ máy rửa số 3 đưa về máy rửa số 2. Sữa loãng tử máy rửa số 2 đưa về máy rửa số 1, còn sữa ở máy số 1 pha loãng cháo sau nghiền mịn. Hàm lượng tinh bột tự do trong bã lớn không quá 1,5%.
Sữa tinh bột sau khi tinh chế đưa sang khâu tách tinh bột khỏi gluten bằng máy ly tâm chuyên dùng.
Chi phi nước cho 100 kg hạt khô như sau: Tách rửa bã lớn: 230 - 250 lít.
Tách của bã nhỏ: 110 – 130 lít. Tách phơi vụn: 100 - 120 lít.
Mục đích cho H2SO3 để hạn chế sự phát triển của vi sinh vật gây bết mặt rây và làm khó khăn tách tinh bột khỏi gluten sau này. Sữa tinh bột có H2SO3 khoảng 0,05% (pH 4,3 - 4,5) và nhiệt độ 43 - 520C thì mọi vi sinh vật đều chết, chi phí H2SO3 nồng độ 0,5%, cho 100 kg hạt khô như sau:
Rửa tách bã lớn: 25-30 lít Rửa tách bã nhỏ: 12 - 1 5 lít Rửa tách phối vụn: 1-2 lít
Thường rây, rửa, tinh chế sản phẩm bằng máy rây ống và máy rây phẳng.
Sữa tinh bột sau tinh chế ở điều kiện sản xuất bình thường có thành phần như sau: Tinh bột: 88 – 92 % Protein: 6 – 10 % Chất béo: 0,5 – 1,0 % Chất hào tan: 2,3 – 4,5 % Acid H2SO3: 0,035 – 0,045 % Tro: 0,2 – 0,4 %
Lượng bã nhỏ 0,05 – 0,1 g/l và độ acid 145 – 200 ml NaOH 0,1N
Có hai phương pháp làm sạch tinh bột: lắng bằng máng và phân tách bằng máy phân ly. Phương pháp thứ nhất dựa theo sự khác nhau về tốc độ lắng các phần tử dưới tác dụng của trọng lượng và lực đầy của dòng chất lỏng, còn phương pháp thứ hai dưới tác dụng của lực ly tâm
Hạt tinh bột ngô và cao lương tương đối nhỏ thường khơng q 30 µm, các hạt gluten lại cịn nhỏ hơn (1 - 2 µm). Lý thuyết quá trình lắng tuân theo định luật Stock nghĩa là phần tử rắn trong mơi trường lỏng sẽ chìm xuống với tốc độ đều khơng đổi. Tuy nhiên nó chỉ phù hợp với quá trình lắng của những hạt tinh bột đồng nhất trong nước sạch. Thực tế khi phân tích q trình lắng của sữa tinh bột thấy rằng do sự kết tụ hình thành vón cục có kích thước tới 60 µm cho nên q trình lắng tương đối nhanh.
Tốc độ lắng các phần tử trên máng lắng chịu ảnh hưởng của pH môi trường. Nếu pH giảm tới giới hạn nhất định thì tốc độ tăng tăng vọt và ngược lại pH tăng thì tốc độ lắng giảm. pH thích hợp khoảng 3,8 - 4,2 tương ứng với hàm lượng SO2 trong sửa khoảng 0,004 - 0,05%.
Tốc độ lăng cũng phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. Khi nhiệt độ thay đổi thì độ nhớt thay đổi. Tốc độ lắng tỷ lệ nghịch với độ nhớt mơi trường. Thích hợp nhất là 35 – 360C thì lớp tinh bột lắng khơng rắn mà xốp. Tốc độ làng cịn phụ thuộc vào nồng độ sửa tinh bột. Nồng độ cao thì độ nhớt tăng. quá trình lắng sẽ chậm lại. Nồng độ thích hợp 11 – 120Bx.
2.5. Thu gluten
Tiến hành thu gluten ngô và cao lương bằng bễ lắng hay thiết bị phân ly - cô đặc. Mặc dù các hạt gluten kích thước nhỏ (1 – 2µm) nhưng trong q trình lắng sinh ra sự liên kết tụ những phần tử kích thước lớn cho nên có thể lắng dễ dàng. Tốc độ lắng và độ chặt của lớp gluten lắng phụ thuộc vào hàm lượng tinh bột, độ nhiệt của dịch thể và hàm lượng SO2. Lượng tinh bột nhiều thì lắng nhanh và lớp gluten lắng chặt. Độ nhiệt cao thì lắng tốt nhưng chỉ đến 380C. Hàm lượng SO2 dưới 0,03% sẽ khó lắng do vi sinh vật phát triển gây nên.
Thông thường sau 6 - 8 giờ thì lớp gluten lắng sẽ chặt và các phần tử lơ lửng trong nước gọn khoảng 0,06 - 0,12%.
Bể có thể xây bằng gạch hay bêtơng, vng góc, cao 2 - 3 m, đáy hơi nghiêng để dễ gạn rửa. Mỗi bể đều có cách khuấy.
Thường tiến hành lắng hai lần. Sau lắng lần thứ nhất được sản phẩm chửa 6 - 8% chất khô và sau lần thứ hai là 8 - 12%. Thời gian lắng 6 - 12 giờ.
Trường hợp sản xuất tinh bột đậu muốn thu hồi gluten thì gia nhiệt ở 70 - 900C
để protit đông tụ lắng gạn nước gluten trong bên trên sau đó rửa bột bằng nước.
2.6. Rửa tinh bột
Sữa tinh bột sau khi lắng tách gluten cịn chứa khá nhiều chất hồ tan chủ yếu là protit và tro, nên đòi hỏi phải rửa nhiều lần để tách chất hoà tan đến mức tối đa để đảm bảo tiêu chuẩn tinh bột. Nếu dùng tinh bột ướt để sản xuất tinh bột khơ thì phải rửa sữa tinh bột hai lần, để sản xuất mật rửa ba lần và sản xuất glucoza tinh thể phải rửa bốn lần. Để rửa tinh bột phổ biến dùng hệ máy lọc chân khơng theo ngun tắc ngược dịng (Hình 2.1).
Hình 2.1: Sơ đồ rửa tinh bột bằng hẹ máy lọc ép
Sử dụng máy lọc chân không rửa tinh bột cần đảm bảo các điều kiện sau: lượng SO2 trong sữa tinh bột không dưới 0,005%; vải lọc phải bền và sạch, nồng độ sữa tinh bột cố định 28 – 320C, áp suất chân không 600 – 650 mm thuỷ ngân, lượng nước rửa để xối 80 – 100 kg cho 1000 kg hạt khô.
Ở nhiều nước cịn dùng thiết bị lọc chân khơng hình đĩa hay xiclon nước để rửa tinh bột. Với các thiết bị này đảm bảo chất hoà tan trong tinh bột dưới 0,1% và protein không quá 0,5%.
III. Ứng dụng
Tinh bột giữ vai trò quan trọng trong cơng nghiệp thực phẩm do những tính chất lý hố của chúng. Ngun liệu này thường được dùng làm chất tạo độ nhớt sánh cho thực phẩm dạng lỏng, là tác nhân làm bền cho thực phẩm dạng keo, là các yếu tố kết dính và làm đặc tạo độ cứng và độ đàn hồi cho nhiều thực phẩm. Một số dạng sản phẩm trong thực phẩm có sử dụng loại nguyên liệu này như: các loại bánh, các loại kẹo, bia rượu...
– Trong sản xuất thực phẩm: là nguyên liệu chính để chế biến bột báng, bột khoai, mì, miến, bún, nui, hủ tiếu và các loại bánh ngọt truyền thống.
– Trong công nghiệp thực phẩm: được dùng làm chất phụ gia cho công nghiệp bánh kẹo, đồ hộp.
– Trong xây dựng: được ví như chất gắn kết bê tơng, tăng liên kết cho đất sét, đá vơi. Chưa kết, nó cịn là keo dính gỗ, phụ gia sản xuất ván ép, sơn nhà,…
– Trong mỹ phẩm và dược phẩm: là thành phần không thể thiếu trong phấn tẩy trắng, đồ trang điểm, phụ gia cho xà phòng, kem thoa mặt, tá dược.
– Trong cơng nghiệp khai khống: dùng làm phụ gia cho tuyển nổi khống sản. Tinh bột khoai mì cũng cịn là nhũ tương trong dung dịch khoan dầu khí.
– Trong cơng nghiệp giấy: được sử dụng để chế tạo chất phủ bề mặt, thành phần nguyên liệu giấy không tro cũng như các sản phẩm tã giấy cho trẻ em.
– Trong công nghiệp dệt: là nguyên vật liệu cần thiết trong hồ vải sợi, in. – Trong nông nghiệp: dùng làm chất trương nở, giữ ẩm cho đất và cây trồng, chống lại hạn hán, thiếu nước.
Tinh bột gạo được sử dụng trong nhà bếp cho các chế phẩm khơng có gluten và thuần chay. Thay thế trứng và bột mì rất tốt. Nó có đặc tính làm dày cho kẹo và kem. Làm cho bánh và đồ nướng nhẹ hơn và mềm hơn, ủng hộ men.
Tinh bột ngơ được ứng dụng nhiều trong các món ăn hằng ngày, là chất kết dính, chất làm đặc, chất làm dày, chất ổn định và chất nhũ hóa trong các ngành cơng nghiệp thực phẩm, ngành cơng nghiệp dược phẩm và các ngành công nghiệp khác.
Tinh bột là nguồn cung cấp năng lượng chính cho nhu cầu của con người hoặc gia súc thuộc động vật không nhai lại.
Tinh bột cũng là nguồn nguyên liệu được sử dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Trên thế giới, lượng tinh bột sản xuất hàng năm khoảng trên 1 tỷ tấn từ nguyên liệu lúa mì, gạo, ngơ, khoai tây.
Ở Mỹ, khoảng 20 triệu tấn tinh bột sản xuất từ ngô được sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp. Ở châu Âu, một lượng tinh bột đáng kể được sản xuất từ khoai tây. Ở châu Á, lượng tinh bột được sản xuất chủ yếu từ sắn. Riêng ở Thái Lan, hơn một nửa sản lượng sắn (khoảng 20 triệu tấn) được sử dụng trong công nghiệp sản xuất tinh bột.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bùi Đức Hợi (chủ biên), Lê Hồng Khanh, Mai Văn Lề, Lê Thị Cúc, Hoàng Thị Ngọc Châu, Lê Ngọc Tú, Lương Hồng Nga, 2009. Kỹ thuật chế biến lương thực – tập 2. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật
2. Lê Văn Việt Mẫn (Chủ biên), Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Trần Thị Thu Hà, 2011. Công nghệ chế biến thực phẩm. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh.
3. Lê Văn Hồng (Chủ biên), Trương Thị Minh Hạnh, 2007. Tinh bột khai thác
và ứng dụng. Nhà xuất bản Đà Nẵng.
4.Trần Như Khuyên (Chủ biên), Hồng Xn Anh, 2007. Giáo trình Cơng nghệ