chu trình công nghệ sản xuất tinh bột khoai lang

khoai lang và tinh bột khoai lang phẩm trong công nghệ sản xuất tinh bột khoai và các sản phẩm từ khoai lang Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột và các sản phẩm khoai lang Phương phá

NGHỆ SẢN XUẤT TINH

BỘT KHOAI LANG

khoai lang và tinh bột khoai

lang

phẩm trong công nghệ sản xuất tinh bột khoai và các sản phẩm từ khoai

lang

Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột và các sản phẩm khoai

lang

Phương pháp kiểm tra chất lượng của nguyên liệu,sản phẩm thu được trong quy trình công nghệ sản xuất

khoai

1

NỘI DUNG CHÍNH

Tổng quan về khoai lang và tinh bột khoai

- Nguồn gốc:

Cây khoai lang có nguồn gốc từ Nam Mỹ

-Lịch sử phát triển:

Khoai lang được trồng từ khoảng 3.000 năm

trước Công Nguyên

Khoai lang được khám phá bởi Christophe

Columbus trong cuộc thám hiểm tìm ra Châu

Mỹ năm 1492

Khoai lang có nguồn gốc từ Nam Mỹ,nhưng

nó được phát triển mạnh ở vùng nhiệt đới và

nhiệt đới ẩm với điều kiện nhiệt độ ấm áp

Hiện nay cây khoai lang được trồng nhiều ở

các nước nhiệt đới,á nhiệt đới: Châu Á,Châu

Phi, Châu Mỹ La Tinh

Cây khoai lang được đưa vào Việt Nam từ

Luzon,Philippines vào cuối đời Minh ở thế kỉ

16 (Hoàng Kim 2011 dẫn tài liệu Thảo Mộc

Trang năm 1756 của Lê Quý Đôn)

Vùng phân bố khoai lang trên thế giới

1.1 Lịch sử hình thành

phát triển theo chiều dài sau đó

phát triển theo chiều ngang.

thành rễ củ nhưng do điều kiện

không thuận lợi nên không hình

thành củ được

1.2.1.Cấu tạo

1.2 Cấu tạo và thành phần hoá học

Hoa

Trong một củ khoai lang tươi có đến 77% là nước, 20,1 % carbohydrate, 1,6% protein,3% chất xơ và chất béo chứa hàm lượng vô cùng nhỏ.

Củ khoai lang thường có hàm

lượng nước cao, do vậy hàm

lượng chất khô tương đối thấp

Trung bình khoảng 30%,

nhưng có biến động lớn phụ

thuộc vào các yếu tố như giống,

nơi trồng, khí hậu, độ dài ngày,

loại đất, tỷ lệ bị sâu bệnh và kỹ

-Bảng: Thành phần tương đối các

chất trong chất khô củ khoai

lang

Chất khô

phần chính của chất khô.

• Thành phần chủ yếu của glucid là tinh bột,đường và

xơ,ngoài ra còn có pectin,cellulose,…với số lượng ít

• Hàm lượng glucid phụ thuộc vào nhiều yếu tố như

giống,độ chín,thời gian bảo quản,chế biến,….

1.2 Cấu tạo và thành phần hoá học

1.2.2.Thành phần hoá học

- Chủ yếu là glucose,fructose,saccharose và maltose.

Đường

- Chiếm khoảng 1,3g

- Xơ ăn được gồm các hợp chất pectin,cellulose,hemicellulose.

- Pectin chiếm 0,23-0,37% so với trọng lượng củ.

Chất xơ

Thành phần chính của Glucid:

- Hàm lượng protid trong khoai không cao,trung bình khoảng 5% chất khô.

- Thành phần axit amin trong khoai khá cân đối,nhất là các axit amin không thay thế.

Protid

Thành phần

Hàm lượng(%

tổng lượng đường)

Thành phần axit amin trong 100g khoai lang

1.2 Cấu tạo và thành phần hoá học

1.2.2.Thành phần hoá học

- Các vitamin có mặt trong khoai lang

như C,A,B1,B2,PP, acid pentotenic

- Các vitamin tập trung nhiều ở vòng

ngoài của ruột củ,vỏ và phần trung tâm

chứa ít vitamin hơn

B.Vitamin

(mg)

Caroten (Tiền vitamin A) 0,3

khoai lang

C.Khoáng

-Hàm lượng sắt trong khoai lang khá

cao,nhất là khoai lang có màu cam

- Kẽm cũng khá nhiều,nhất là ở khoai

lang màu trắng và màu cam

-Khoai lang còn chứa chất vôi và kali

- Tro chiếm 1,2g trong 100g khoai

khoai lang

- Hàm lượng lipid trong khoai lang rất thấp,trong 100g khoai lang chỉ chứa 0,2g

Độc tố trong khoai lang thường gặp là độc tố cho gan và phổi Đó là các

chất furanotecpenoit, sesquitecpen hay ipoeamaron

Những độc tố này xuất hiện khi mô khoai lang bị tổn thương hoặc sâu bọ,

nấm mốc xâm nhập Hàm lượng ipoeamaron trong khoai lang ở Mỹ trong

khoảng 0,1 - 7,6mg/100g khoai lang tươi

Củ khoai lang trong điều kiện bảo quản tốt cũng chứa một lượng nhỏ

furanotecpenoit (khoảng 0,04mg/100g củ tươi)

1.2 Cấu tạo và thành phần hoá học

1.2.2.Thành phần hoá học

dextrin nhỏ và một lượng không nhiều mantoza và glucoza và glucoza

Beta - amilaza thủy phân tinh bột chủ yếu tạo mạch mantoza và một lƣợng nhỏ dextrin phân tử lớn

Do vậy, mức độ hoạt động của enzym amylaza là một chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng

củ khoai lang trong bảo quản cũng như trong chế biến Ngoài enzym amylaza còn có enzym

polyphenol oxyclaza cũng gây ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan, màu sắc và các sản phẩm từ củ khoai lang

1.3.Tính chất vật lí và hoá học tinh bột khoai lang

1.3.1 Cấu tạo hạt tinh bột.

- Hạt tinh bột khoai lang có hình bầu dục.

- Kích thước hạt khoảng 5-50nm

- Hàm lượng amilose vào khoảng 20% (tùy thuộc vào loại khoai lang

mà hàm lượng này thay đổi)

Hạt tinh bột có cấu tạo lớp, trong mỗi lớp đều có lẫn lộn các amiloza dạng tinh thể và amilopectin xắp xếp theo phương hướng tâm.

• Amylose:

Amilose là loại mạch thẳng, chuỗi dài

từ 500-2000 đơn vị glucose, liên kết

nhau bởi liên kết glicozit

• Tính tan:

+ Amilose tan tốt trong nước ấm

+ Kết tủa trong môi trường cồn.

+ Đa số hồ hóa khi nấu

+ Sau khi hồ hóa để nguội tạo thành gel

• Sự tạo gel và thoái hóa gel:

• Độ nhớt:

Do có nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kết với nhau làm cho phân tử tinh bột tập hợp lại, giữ nước nhiều hơn khiến dung dịch có độ đặc, độ dính, độ dẻo và độ nhớt cao hơn

• Phản ứng thủy phân:

Tạo các sản phẩm là dextrin, maltose, glucose…

• Phản ứng:

+ Đặc trưng là phản ứng nhận biết với iod: cho sản phẩm là dd màu xanh tím

+ Phản ứng tạo phức với các rượu no, các rượu thơm,bphenol, các xeton phân tử lượng thấp

Tinh bột khoai với những đặc tính vốn có từ tự nhiên, dù có nhiều thuận lợi cho một

số công nghệ cũng không phải không vấp phải những cản trở khi áp dụng

Tinh bột khoai lang có hàm lượng amiloza cao hơn một số tinh bột khác nhưng trong công nghệ sản xuất miến độ dòn của sợi vẫn còn hạn chế

Biến hình của tinh bột khoai bằng các tác nhân hoá học, sinh học đã cho những kết quả ban đầu khá khả quan để cải thiện một vài tính chất tinh bột như độ hoà tan, độ

nhớt, độ trắng…cho nó có khả năng đáp ứng cao nhất với yêu cầu từng sản phẩm

1.3.Tính chất vật lí và hoá học tinh bột khoai lang

1.3.3.Khả năng biến hình của tinh bột khoai lang

RỬA , BÓC TÁCH VỎ

Tách một số chất hoàn tan vào trong nước rửa

Các enzym oxi hóa làm đen sản phẩm

Tách được 97% tổng tạp chất (cát, sạn,…) ra khỏi củ

94-QUÁ TRÌNH NGHIỀN

Kích thước giảm, thu được khối bột nhao có độ

ẩm khoảng 80%

Rắn => Huyền

phù

Enzym thủy phân tinh bột và oxy hóa làm sẫm màu sản

phẩm.

1.4.1.Biến đổi trong quá trình chế biến

1.4 Các biến đổi khoai lang và tinh bột khoai lang trong quá trình chế biến và bảo quản

Quá Trình Tách Bã

Thu được ba thô và nước

dịch

Vi sinh vật phát triền không đáng kể

Nồng độ chất khô giảm

M giảm, V giảm.Bột nhão=>bột

khô

Bay hơi ẩm.Khuếch tán ẩm từ trong ra bề

mặt

Ức chế và tiêu diệt Vi sinh vật

Tinh bột trắng hơn, sánh hơn

QUÁ TRÌNH SẤY

1.4.1.Biến đổi trong quá trình chế biến

1.4 Các biến đổi khoai lang và tinh bột khoai lang trong quá trình chế biến và bảo quản

• Các hoạt động sinh lí của củ xảy ra khá mạnh nhờ hô hấp, thoát nước, tỏa nhiệt và xúc tiến mọc mầm Lượng tinh bột tiêu hao nhanh chóng

YẾU TỐ NỘI

SINH

• Nhiệt độ- độ ẩm: nhiệt độ cao hoặc độ

ẩm quá thấp làm hàm lượng tinh bột của

củ giảm nhanh

• Thành phần không khí:CO2 có tác dụng ngăn cản hô hấp và ức chế VSV hoạt động

YẾU TỐ

NGOẠI SINH

YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN KHOAI LANG

NHỮNG BIẾN ĐỔI XẢY

RA TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN KHOAI LANG

QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI PROTEIN

Protein có protit giảm dần theo thời gian và giảm mạnh sau 10 ngày trở đi Và Protein không có protit

thì biến đổi ngược lại.

QUÁ TRÌNH MẤT NƯỚC

Khi củ bị héo đi,các quá trình sinh lí,

hô hấp tăng lên và quá trình phân

giải xảy ra mạnh làm hàm lượng tinh

bột trong củ giảm đi, hàm lượng

đường tăng lên.

QUÁ TRÌNH HÔ HẤP

Cường độ hô hấp tăng dần,quá trình phân

giải hữu cơ trong củ cũng tăng lên làm giảm

tỷ lệ các chất khô so với ban đầu.

Quá trình bảo quản thiếu thoáng khí sẽ làm

củ bị thối.

QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI GLUXIT

Thời gian bảo quản càng lâu, hàm

lượng gluxit càng giảm.

QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI LIPIT

Lipit trong củ khoai cũng giảm dần theo thời

gian bảo quản.

QÚA TRÌNH BIẾN ĐỔI VITAMIN

Vitamin C sau 1 tháng bảo quản thì bị mất hết Vitamin B1 bảo quản gần 1 tháng giảm đi gần nửa và tiếp tục giảm dần theo

thời gian bảo quản.

4.1.2.Biến đổi trong quá trình bảo quản

1.4 Các biến đổi khoai lang và tinh bột khoai lang trong quá trình chế biến và bảo quản

Đảm bảo cân bằng các quá trình sinh lí của củ và tạo ra điều kiện bảo quản thích hợp:

Bảo quản trong hầm bán lộ thiên

Bảo quản bằng cách ủ cát khô

Bảo quản thoáng

1.4.4.Phương pháp làm giảm các phản ứng sẫm màu tinh bột trong quá trình chế biến

Trên thế giới có 113

nước trồng khoai lang,

trong đó Việt Nam có

sản lượng thu hoạch

.Quy trình công nghệ lang và các sản phẩm từ khoai lang Quy trình sản xuất tinh bột khoai

Chỉ tiêu chọn nguyên liệu:

- Không mọc mầm

- Hàm lượngtinh bột không dưới 14%

- Kích thước củ ở chỗ lớn nhất không dưới

2.1.3.Rửa nguyên liệu

Mục đích: Rửa nguyên liệu để tách các tạp

chất,đá,cát,đất và một phần vỏ trước khi vào

khâu mài

Máy rửa nguyên liệu

2.1.4.Bóc vỏ

Hiệu suất bóc khoảng 50% cùng với đất cát

2.1.5.Nghiền

- Mục đích: Nhằm phá vỡ cấu trúc của tế

bào củ, một số giải phóng ra khỏi tế bào

gọi là tinh bột tự do, số còn lại là tinh bột

liên kết

Máy mài củ Thiết bị mài sát

Máy bóc vỏ

2.1.6.Tách bã

- Dịch sữa tinh bột thu được từ máy mài sẽ được bơm qua thiết bị tách xác thô

- Tại đây sơ bã và các phân tử lớn sẽ bị giữ lại trên lưới lọc để đưa sang máng

rồi hòa với nước sạch đem đi lọc rồi chiết lần cuối nhằm thu hồi triệt để lượng

tinh bột còn lại trong bã Còn dịch sữa tinh bột lọt qua lưới lọc chảy vào thùng

chứa và chờ bơm để đi tách dịch bào

- Dịch sữa bột trong giai đoạn này người ta hiệu chỉnh nồng độ chất khô trong

khoảng 3 -5 Be

2.1.7.Tách dịch bào

Mục đích:

Vì dịch bào củ khi thoát ra khỏi tế bào chứa

tirozin và enzym tirozinaza

Dưới tác dụng của enzym, tirozin kết hợp

thêm gốc hydroxyl thứ hai, sau đó

cromoxydaza oxi hoá tiếp tục thành melanin có

màu, làm tinh bột không trắng

Vì vậy phải tách dịch bào sau khi mài Vì

tinh bột có cấu tạo xốp, hấp thụ màu rất nhanh

và rất khó tách nên cần tách dịch bào càng sớm

càng tốt và phải rút ngắn thời gian tách

2.1.Quy trình sản xuất tinh bột khoai lang

Các phương pháp tách dịch bào:

2.1.9.Rửa tinh bột

- Mục đích: Tách triệt để những bã nhỏ còn lại sau khi tinh chế protein không

hòa tan, dịch bào và các tạp chất khác

- Yêu cầu: Tinh bột ướt thành phẩm sau khi rửa phải không lẫn tạp chất lạ gây

ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm như: đục tinh bột, sủi bọt do lẫn protein…

2.1.10.Bảo quản tinh bột ẩm

- Ngâm nước sạch: người ta cho tinh bột và bể và ngâm ngập nước, cứ 2 -3

ngày tháo và thay nước sạch vào Phương pháp này bảo quản được 3 – 4

• Mục đích: làm khô khối tinh bột ẩm từ đó làm tăng thời gian bảo quản và

vận chuyển dễ dàng

2.1.12.Làm nguội

Mục đích: sau khi sấy nhiệt độ tinh bột khô đạt

50-750 C không thể bao gói liền được nên phải làm

- Meo, mốc: không thấy bằng mắt thường

- Màu, mùi, vị: bình thường, không mùi mốc,

Trước khi bao gói ta thực hiện quá trình rây

nhằm đảm bảo kích thước và đồng nhất của tinh

bột và làm tăng chất lượng và giá trị cảm quan

của thành phẩm

Bột thành phẩm sau khi làm khô và làm

nguội xong cần phải cho vào bao kín bảo quản

ngay vì bột dễ hút ẩm và nhiễm mùi.

Việc đóng bao còn nhằm tạo điều kiện thuận

lợi cho việc bảo quản và vận chuyển

Sơ đồ quy trình công nghệ

2.2 Quy trình sản xuất rượu vang từ khoai lang tím:

Mục đích:

- Nhằm tăng độ phân tán của dịch

huyền phù, chuẩn bị cho quá trình dịch

hóa tiếp theo

Thiết bị: Thiết bị hình trụ có trang bị

- Phá bung hạt tinh bột, thủy phân hạt tinh bột tạo

mạch dextrin có chiều dài mạch ngắn hơn

- Giảm độ nhớt của dịch hồ hóa, tạo điều kiện cho

β- amylase phân cách tốt hơn trong giai đoạn

đường hóa tiếp theo

2.2.4 Lọc thô:

- Mục đích:

Loại bỏ các thành phần chất xơ nhằm tạo thuận lợi cho

quá trình lên men

2.2.5 Điều chỉnh dịch lên men:

- Mục đích:

Tạo điều kiện thuận thích hợp nhất cho nấm nem

Saccharomyces cerevisiae hoạt động

2.2.3 Đường hóa:

- Mục đích:

Thủy phân tinh bột thành glucose và các đường đơn

giản là cơ chất để nấm men tạo rượu

- Phương pháo thực hiện:

Dịch thu được sau dịch hóa được tiến hành đường hóa

bằng enzym glucoamylaza với nồng độ 0,3% ở nhiệt độ

600C, pH=3,5 trong 2,5h

Máy lọc

2.2 Quy trình sản xuất rượu vang từ khoai lang tím:

➢Mục đích:

Tiêu diệt vi sinh vật bị nhiễm tạp trong quá trình chế biến, tránh các hư hỏng

không mong muốn

Thiết bị thanh trùng

Quá trình lên men phụ được thực hiện trong thùng hoặc

chai ở nhiệt độ 10-120C, thời gian 10-15 ngày

2.2 Quy trình sản xuất rượu vang từ khoai lang tím:

Quy trình sản

xuất khoai

lang sấy

Quy Trình

2.3 Quy trình sản xuất khoai lang sấy:

• Thiết bị: Thiết bị băng tải

• Nguyên lí hoạt động:

Thực hiện trên băng tải chuyển động ngang

qua phòng kín có ống phun hơi hoặc qua thùng

kim loại có chứa nước hay dung dịch chần nóng

Sau đó đưa qua hệ thống rửa để làm nguội rồi đưa

Acid citric: Kìm hãm sự biến màu

không do enzym

Acid Sunfurơ, muối Sunfit:Có tính khử

mạng, tác dụng với các enzym oxy hóa

(ascobinaza, peroxidaza), làm chậm các

phản ứng sẫm màu

Ngăn ngừa sự tạo thành Melanoidin

Ổn định vitamin C

Hàm lượng tối thiểu là 0.02%

CaCl 2. Làm chậm quá trình sẫm màu

Ngăn hiện tượng nhũn trong quá trình

nấu chín

Cải thiện tốc độ hồi nguyên và tăng độ

cứng hồi nguyên( tạo phức pectat canxi)

2.3 Quy trình sản xuất khoai lang sấy:

• Thiết bị: Sấy băng tải

Không khí nóng đi qua lớp vật liệu sấy để tách ẩm

và lưu chuyển đồng đều trong thiết bị rồi đi ra

MỤC ĐÍCH

• Thiết bị: Thiết bị đống gói liên hợp

• Nguyên tắc hoạt động:

+ Nguyên liệu đưa vào ống cấp liệu.

+ Cuộn bao bì được in nhãn hiệu sẵn, được duỗi ra.

+ Bao bì được hàn mí dọc tạo bao bì dạng ống.

+ Sản phẩm theo ống đưa vào bao bì với lượng nhất

định.

+ Bao bì được hàn kín nhờ nhiệt độ.

+ Lắp thêm dao để cắt sản phẩm hoàn thiện.

- Lượng tinh bột dao động từ 15-30%,

lượng đường khoảng 5 -10%, đường

2.4.2.Sơ đồ quy trình công nghệ

2.4.Quy trình sản xuất mạch nha

Mục đích:

- Làm cho củ mềm ra, giảm nhẹ quá trình mài, nghiền.

- Làm bở và loại ra một số tạp chất bám vào củ

- Hòa tan sơ bộ các sắc tố, hòa tan và ngăn cản không cho tamin trong

củ tác dụng với oxi làm thay đổi màu sắc tự nhiên của sản phẩm

Phương pháp thực hiện:

- Thời gian thực hiện: 4-8h tùy theo loại nguyên liệu và mức độ nhiễm

bẩn

- Thiết bị: Bể ngâm được xây bằng gạch hoặc bê tông Đáy bể hơi dốc

để dễ dàng tháo kiệt nước và làm vệ sinh Ở góc bể sát đáy có cửa tháo nước

và vòi cấp nước trên miệng bể

a.Mục đích:

- Rửa sạch đất, đá, tạp chất… chuẩn bị cho quá trình nghiền tiếp theo Tránh

làm mòn răng máy nghiền hoặc làm giảm hiệu suất máy nghiền

- Hạn chế tạp chất lẫn vào tinh bột làm tăng độ tro và độ màu thành phẩm

b.Các biến đổi trong quá trình rửa

2.4.4.Rửa

- Tách được 94-97% tổng tạp chất

- Khối lượng giảm còn 93-94.5% Vật lí

- Tách một số chất hòa tan trong nguyên liệu

như sắc tố, tannin,… trong nước rửa Hoá lí

- Sự hoạt động của enzyme làm đen sản phẩm Hoá sinh

Thiết bị: Thùng có hình trụ có đục lỗ để ngập trong nước

2.4.Quy trình sản xuất mạch nha

a.Mục đích công nghệ

- Phá vỡ tế bào khoai lang, tách

tinh bột ra khỏi tế bào

- Là khâu quan trọng nhất quyết

định hiệu suất thu hồi tinh bột Sự phá

vỡ tế bào càng triệt để thì hiệu suất

• Nguyên liệu bây giờ là khối bột nhão mịn có độ