Khảo sát quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH ĐƯỜNG HÓA TINH BỘT KHOAI LANG TÍM GVHD: Th.S Ng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH ĐƯỜNG HÓA TINH BỘT KHOAI LANG TÍM

GVHD: Th.S NguyễnThị Vân Linh SVTH: ĐoànThị Huỳnh Anh MSSV: 2111004243

Tp HCM, tháng 05/2014

LỜI CẢM ƠN

Nhóm sinh viên khoa Công Nghệ Hóa Học và Thực Phẩm – Trường đại học Nguyễn Tất Thành – TP.HCM

Qua gần 3 tháng nghiên cứu nhóm chúng em đã trực tiếp tìm hiểu, khảo sát các yếu

tố ảnh huởng đến quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím

Bài báo cáo được hoàn thành dựa trên cơ sở sự cố gắng nổ lực của cả nhóm, ngoài

ra nhóm còn nhận được sự hổ trợ, chia sẽ và giúp đỡ từ nhiều phía:

Về phía nhà trường, nhòm nhận được sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô trong khoa Công Nghệ Hóa Học và Thực Phẩm đặc biệt là cô Nguyễn Thị Vân Linh – giảng viên trực tiếp huớng dẫn nhóm

Ngoài ra nhóm còn nhận được sự động viên chia sẽ từ bạn bè và sự giúp đỡ lẫn nhau của từng thành viên trong nhóm

Thông qua đây xin cho nhóm được gởi lời cám ơn sâu sắc đến tất cả mọi người đã giúp đỡ, chia sẽ cùng nhóm trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành bài báo cáo này.Mặc dù cố gắng nhưng cũng không tránh khỏi thiếu sót xin quý thầy cô góp ý để nhóm hoàn thiện them kiến thức cho bản thân

Cuối cùng nhóm xin chúc quý thầy cô nhiều sức khỏe

Chân thành cám ơn!

Sinh viên thực hiện Đoàn Thị Huỳnh Anh

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH SÁCH BẢNG v

LỜI MỞ ĐẦU vi

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Tinh bột 1

1.1.1 Khái quát về tinh bột 1

1.1.2 Một số ứng dụng của tinh bột khoai lang 2

1.1.3 Tầm quan trọng của việc sử dụng tinh bột khoai lang 2

1.2 Nguyên liệu 4

1.2.1 Khoai lang tím 4

1.2.2 Nấm men 8

1.4 Qúa trình đường hóa 12

1.4.1 Giới thiệu về quá trình đường hóa 12

1.4.2 Ảnh huởng của quá trình đường hóa đến quá trình lên men 12

1.4.3 Các yếu tố ảnh huởng đến quá trình đường hóa 12

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.1 Phuơng pháp phân tích về tiêu chuẩn nguyên liệu 20

2.1.1 Xác định hàm lượng tinh bột 20

2.1.2 Xác định độ ẩm 22

2.1.3 Xác định đường khử 23

2.2 Nguyên liệu và thiết bị 25

2.2.1 Nguyên liệu 25

2.2.2 Thiết bị nghiên cứu 26

2.3 Sơ đồ công nghệ và thuyết minh 26

2.3.2Thuyết minh quy trình 27

2.4 Sơ đồ nghiên cứu 29

2.4.1 Phương pháp phân tích 30

2.4.2 Bố trí thí nghiệm 33

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 34

3.1 Khảo sát sự thay đổi nhiệt độ ảnh huởng đến quá trình đường hóa khoai lang tím 34 3.1.1 Nguyên liệu 34

3.1.2 Kết quả và bàn luận 34

3.2 Khảo sát sự thay đổi thời gian ảnh hưởng đến quá trình đường hóa khoai lang tím 35 3.2.1 Nguyên liệu 35

3.2.2 Kết quả và bàn luận 36

3.3 Khảo sát sự thay đổi nồng độ emzyme ảnh hưởng đến quá trình đường hóa khoai lang tím 37

3.3.1Nguyên liệu 37

3.3.2 Kết quả và bàn luận 37

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 39

4.1 Kết luận 39

4.2 Khuyến nghị 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1.2 Hình ảnh khoai lang tím 5

Hình 1.3 Nấm men cerevisiea 9

Hình 1.4 Acid Lactid 12

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình đường hóa 26

Hình 2.2 Sơ đồ nghiên cứu quy trình 29

Hình 3.1 Sự thay đổi hiệu suất thủy phân đường khử khi thay đổi nhiệt độ 35

Hình 3.3 Sự thay đổi hiệu suất thủy phân đường tổng khi thay đổi nhiệt độ 36

Hình 3.7 Sự thay đổi hiệu suất thủy phân khi thay đổi nồng độ enzyme 38

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học trong 100g khoai lang 6

Bảng 1.2 Ảnh huởng của nhiệt độ đường hóa đến hàm lượng đường và dextrin 13

Bảng 1.3 Sự phụ thuộc giữa pH môi trường với thời gian và hiệu suất đường hóa 14

Bảng 3.1 Sự thay đổi đường khử, đường tổng khi thay đổi nhiệt độ 34

Bảng 3.2 Hiệu suất thủy phân tinh bột và độ nhớt khi thay đổi nhiệt độ 34

Bảng 3.3 Sự thay đổi đường khử và đường tổng khi thời gian 36

Bảng 3.4 Ảnh huởng của thời gian đến quá trình đường hóa 36

Bảng 3.5 Sự thay đổi hiệu suất thủy phân đường khử khi thay đổi nồng độ enzyme 37

Bảng 3.6 Ảnh huởng của nồng độ enzyme đến quá trình đường hóa 38

LỜI MỞ ĐẦU

Tinh bột là carbohydrate dự trữ chính của cây trồng và chất cao phân tử có số lượng lớn có ý nghĩa quan trọng đối với đời sống nhân loại Tinh bột là nơi tích luỹ của cây trồng như là chất không hoà tan, chất nửa kết tinh không hoà tan, bản thân nó được tạo ra từ hai chất cao phân tử của glucose: amylose, đó là yếu tố chủ yếu không có nhánh,

và nhánh amylopectin Khái quát lại tinh bột có vai trò quan trọng cung cấp cho sức khoẻ con người

Những thực đơn hàng ngày được lặp lại là có liên đới đến việc cải thiện thành phần chất có liên quan đến sự béo phì và ăn kiêng, liên quan đến bệnh đái đường Type II, bệnh tim mạch và tất nhiên cả đến bệnh ung thư Trong sự tương phản dải tối sáng, tinh bột là chất phân lớp chậm và tinh bột là chất không được hấp phụ ở trong thành ruột Ngoài ra, tinh bột còn được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp với số lượng lớn trong nghành công nghiệp thực phẩm, công nghiệp dược và không gây độc trong quá trình sản xuất Trên thế giới, đã phải dùng tới 60 triệu tấn tinh bột gồm bột mỳ, bột ngô, bột khoai tây, bột gạo, bột sắn, bột khoai lang /năm tuỳ thuộc vào điều kiện sản xuất nông nghiệp của từng khu vực

Nguồn cung cấp tinh bột chính cho nghành công nghiệp tại Việt nam chủ yếu là tinh bột sắn Hầu hết sản xuất tinh bột là phục vụ cho việc chế biến, nó được xem như là chất nền cho sự lên men của vi sinh vật (chủ yếu cho sản xuất mỳ chính), công nghiệp dệt vải sợi, công nghiệp giấy và nhiều nghàn công nghiệp khác

Khoai lang và sắn có thành phần chất khô tương tự nhau Củ cây sắn có hàm lượng khử thấp hơn khoai lang, ngược lại khoai lang có thể cung cấp nhiều lợi ích hơn là sắn như: cung cấp dinh dưỡng dạng đa dụng, thân thiện môi trường, cả hai phần trên mặt đất và dưới mặt đất của cây khoai lang đó là thân lá và củ đều có thể mở rộng cho chế biến Chế biến tinh bột sắn thì dễ dàng hơn chế biến tinh bột khoai lang Tuy nhiên, cấu trúc tinh bột khoai lang nhỏ hơn tinh bột sắn và hàm lượng AM của khoai lang cao hơn Điều này có thể đưa ra khả năng sử dụng khoai lang là đa dạng hơn cho sự chọn lựa đa mục đích

CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN

1.1 Tinh bột

1.1.1 Khái quát về tinh bột

Tinh bột là polysaccarit chủ yếu có trong hạt, củ, thân cây và lá cây.Tinh bột cũng có nhiều ở các loại củ như khoai tây, sắn, củ mài.Một lượng đáng kể tinh bột cũng có trong các loại quả như chuối và nhiều loại rau Tinh bột có nhiều trong các loại lương thực do đó các loại lương thực được coi là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất tinh bột Hình dạng và thành phần hóa học của tinh bột phụ thuộc vào giống cây, điều kiện trồng trọt

Tinh bột không phải là một chất riêng biệt, nó bao gồm hai thành phần là amiloza và amilopectin.Hai chất này khác nhau về nhiều tính chất lí học và hóa học.Dựa vào sự khác nhau đó có thể phân chia được hai thành phần trên để điều chế dạng tinh khiết Các phương pháp để tách và xác định hàm lượng amiloza và amilopectin là:

- Chiết rút amiloza bằng nước nóng

- Kết tủa amiloza bằng rượu

- Hấp thụ chọn lọc amiloza trên xenlulozơ

Tinh bột là loại polysaccarit khối lượng phân tử cao gồm các đơn vị glucozơ được nối nhau bởi các liên kết α- glycozit, có công thức phân tử là (C6H10O5)n, ởđây

n có thể từ vài trăm đến hơn 1 triệu Tinh bột giữ vai trò quan trọng trong công nghiệp thực phẩm do những tính chất hóa lí của chúng Tinh bột thường dùng làm chất tạo độ nhớt sánh cho các thực phẩm dạng lỏng hoặc là tác nhân làm bền keo hoặc nhũ tương, như các yếu tố kết dính và làm đặc tạo độ cứng, độ đàn hồi cho nhiều loại thực phẩm.Ngoài ra tinh bột còn nhiều ứng dụng trong dược phẩm, công nghiệp dệt, hóa dầu

Trong thực vật, tinh bột thường có mặt dưới dạng không hoà tan trong nước

Do đó có thể tích tụ một lượng lớn ở trong tế bào mà vẫn không bị ảnh

Tinh bột thực phẩm hưởng đến áp suất thẩm thấu Các hyđrat cacbon đầu tiên được tạo ra ở lục lạp do quang hợp, nhanh chóng được chuyển thành tinh bột Tinh bột

ở mức độ này được gọi là tinh bột đồng hoá, rất linh động, có thể được sử dụng ngay trong quá trình trao đổi chất hoặc có thể được chuyển hoá thành tinh bột dự trữ ở trong hạt, quả, củ, rễ, thân và bẹ lá

1.1.2 Một số ứng dụng của tinh bột khoai lang

Tinh bột biến tính: Các sản phẩm chủ yếu gồm hàng trăm loại như tinh bột oxy hoá, tinh bột có tính axit, tinh bột cation v.v dùng rộng rãi trong công nghiệp dệt, giấy, y dược, thực phẩm, vật liệu xây dựng, đúc, công nghiệp nhẹ, dầu mỏ, năng lượng, thức ăn chăn nuôi, nông nghiệp, bảo vệ môi trường, công nghệ sinh học

Sản phẩm hoá công: Chủ yếu là cồn, axit citric, axit acetic, axit oxalic, polyethyleme, oxiene, sorbic alcohol, ethanolamine là nguyên liệu quan trọng để sản xuất cao su, nông dược, dầu béo, bao bì, mỹ phẩm, hàng công nghiệp quốc phòng, đặc biệt là cồn sử dụng để pha chế xăng dùng để chạy động cơ

Sản phẩm lên men và thuỷ phần: Tinh bột khoai lang có thể sản suất đường

glucose, fructose, đường oligose, đường hải tảo là thực phẩm chức năng mới nổi, được coi là con rồng đang lên trong thị trường đường quốc tế

1.1.3 Tầm quan trọng của việc sử dụng tinh bột khoai lang

Tinh bột khoai lang có tính kết dính cao hơn hẳn tinh bột các loại hạt cốc, dễ tạo màng, khẩu vị dễ chịu, không gây kích thích, khác hẳn khẩu vị hạt cốc điển hình như

bột ngô, lúa mì, chủ yếu do lượng tàn dư protit thấp, thường dưới 0,05- 0,10% Các giống khoai lang giàu tinh bột được sử dụng theo các hướng sau đây:

Làm nguyên liệu để chế biến sâu các sản phẩm công nghiệp:

Tinh bột khoai lang có thể chế biến sâu thành các sản phẩm tinh bột biến tính, các sản phẩm hoá công, các sản phẩm lên men thuỷ phân được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp thực phẩm, dệt, giấy, vật liệu xây dựng, cao su nhân tạo

Làm nguyên liệu lý tưởng để sản xuất thức ăn chăn nuôi có giá cạnh tranh cao Với công nghệ mới, khoai lang khô thông qua công nghệ vi sinh để chế biến thức ăn vi sinh giàu đạm, có hàm lượng protit cao tới trên 40%, tương đương hàm lượng đạm trong đậu tương

Hiện nay, ở nước ta, sản lượng thức ăn gia súc, gia cầm và thuỷ sản khoảng 25 triệu tấn/năm, trong tương lai, ngành chăn nuôi phát triển mạnh, cần tới 50 triệu tấn/năm Nguyên liệu giàu đạm hiện nay chủ yếu dựa vào đậu tương và bột cá nhập khẩu Nếu sử dụng thức ăn vi sinh giàu đạm từ khoai lang để phối chế với các nguyên liệu chất bột khác thì sẽ giảm hẳn nhu cầu nhập khẩu đậu tương và bột cá đắt tiền là những mặt hàng mà Việt Nam không có lợi thế phát triển như Mỹ, Braxin, Achentina

và Peru

Nguồn chất bột làm thức ăn chăn nuôi hiện nay chủ yếu dựa vào ngô nhưng sản xuất ngô ở nước ta cũng không có lợi thế cạnh tranh so với các nước ôn đới sản xuất ngô theo công nghệ hiện đại Nhưng sử dụng khoai lang thay thế một phần ngô, dù cho hàm lượng protit chỉ 2.2% thua kém ngô, nhưng được phối chế tỉ lệ cao với thức ăn vi sinh giàu đạm, vẫn đảm bảo thức ăn chăn nuôi có hàm lượng dinh dưỡng đạt chuẩn, góp phần giảm thiểu nhu cầu nhập xuất ngô với giá khá đắt

Thức ăn chăn nuôi được cơ cấu lại theo hướng này dựa vào nguyên liệu chính

là bột khoai lang phối chế với thức ăn vi sinh giàu đạm, cũng lấy nguyên liệu từ khoai lang, thì giá thành thức ăn chăn nuôi có thể giảm thiểu được trên 30%, góp phần nâng cao sức cạnh tranh của ngành chăn nuôi gia súc, gia cầm và thuỷ sản, tạo ra một hướng

đi mới cho ngành công nghiệp thức ăn chăn nuôi dựa vào lợi thế của Việt Nam Không những vậy, thân lá khoai lang ở dạng tươi và khô cho ủ lên men, cũng là loại thức ăn xanh, thô cần thiết cho ngành chăn nuôi

Cây khoai lang được coi là “cây vua năng lượng” Hiệu suất sản xuất ethanol sinh học từ khoai lang cao hơn hẳn mía đường, cao lương, ngô, sắn và khoai tây Với

năng suất khoai lang tinh bột đạt 70 tấn/ha/vụ thì 1 vụ khoai có thể sản xuất 10 tấn ethanol/ha, nếu 1 năm làm 2 - 3 vụ có thể sản xuất 20 tấn - 30 tấn ethanol/ha năm, tạo

ra triển vọng phát triển ethanol sinh học có giá cạnh tranh Với công nghệ sản xuất ethanol sinh học từ khoai lang, thông qua chu trình tuần hoàn khép kín, không thải ra độc tố, lại còn sản sinh khí CH4 để phát điện, đem lại lợi ích to lớn về kinh tế gắn với bảo vệ môi trường

Lá hình tim, nguyên hay có khía Hoa trắng, vàng hay tím, hình phễu Củ hình thoi do rễ phồng lên, chứa tinh bột và đường, vỏ củ màu trắng, vàng hay đỏ tím, thịt củ trắng, vàng hay tím nhạt tùy theo giống

Khoai lang là cây lục bội thể (hexaploid 2n = 6x = 90), nguồn gốc ở Châu Mĩ nhiệt đới, lan truyền rất sớm sang các quần đảo Thái Bình Dương và từ đó sang các nước Châu Á, được C.Colombo đưa về Châu Âu và người Bồ Đào Nha đưa sang Châu Phi Hiện nay, khoai lang được trồng ở khắp các vùng nhiệt đới và một số vùng cận nhiệt đới, ôn đới

Khoai lang là một cây dân gian đã được trồng từ lâu đời ở nước ta, có phổ thích nghi rất rộng, có thể trồng được ở nhiều điều kiện khí hậu, đất đai khác nhau; nhưng tốt nhất là trồng trên đất pha cát, lượng mưa năm khoảng 1.000 mm, chịu hạn, chịu đất xấu Là cây giao phấn, ngày ngắn, không ra hoa khi ngày dài quá 13 giờ 30 phút, do đó

ít khi ra hoa ở những vùng có vĩ độ ôn đới trên 30 độ Bắc hay Nam Ở vùng nhiệt đới,

dễ ra hoa, có hạt, có sức sống, nhưng thường chỉ trồng bằng các đoạn dây gọi là hom, trong trường hợp gây giống có thể trồng bằng mầm nẩy từ củ

Khoai lang có 2 nhóm giống chính gồm: Nhóm giống củ thịt mềm, nhiều nước, màu trắng, vàng, da cam, hồng, tím và nhóm giống củ thịt chắc, nhiều bột, thích hợp với công nghệ thái lát, phơi khô, lấy bột

b) Bảo quản

Bảo quản trong hầm đào sâu dưới đất: Chọn đất nơi cao ráo, sạch sẽ, không có nước ngầm, đào hầm theo kiểu lòng chum có nắp đậy kín và có rãnh thoát nước Hầm đào xong phải để khô mới chứa khoai Khoai thu hoạch về chọn củ tốt, không sây sát,

ít lấm đất, không có củ hà, nhập kho vào những ngày khô hanh và cẩn thận trọng khi vận chuyển vào hầm Một tháng đầu mở nắp 1 - 2 lần để thoát nhiệt độ trong hầm, tránh bốc nóng.Nếu ẩm độ trong hầm quá cao phải dùng chất hút ẩm

Bảo quản trong hầm bán lộ thiên: Hầm này cũng chọn chỗ đất cao ráo và khô, không có mạch nước ngầm Hầm đào sâu trên 1 m, phía trên mặt hầm đắp một bức

tường đất quanh miệng hầm, có chừa 1 cửa để lên xuống, hầm phải có nắp đậy kín và

có mái che

Bảo quản bằng cách ủ cát khô: Đây là phương pháp bảo quản tương đối kín, cũng giống như trong hầm kín nhưng đơn giản và dễ làm Song bảo quản bằng cách ủ cát khô có nhược điểm là không được kín hoàn toàn, nên vẫn chịu ảnh hưởng của nhiệt độ

và độ ẩm bên ngoài Chọn những củ khoai còn nguyên vẹn, không bị sâu bệnh, không

bị sây sát vỏ, xếp thành từng luống có chiều rộng 1,2 -1,5m, chiều dài tuỳ theo số lượng khoai bảo quản nhiều hay ít Khi xếp khoai phải thật nhẹ nhàng, tránh cọ sát Xếp đầu củ quay ra ngoài, từ dưới lên trên.Nếu khoai đóng trong sọt thì để nguyên và chồng 2 - 3 sọt lên nhau, sau đó lấy cát khô phủ kín lên khoai.Trường hợp bảo quản ngoài trời phải làm lán che mưa nắng

Ngoài ra, khoai lang có thể bảo quản thoáng nếu thời gian bảo quản ngắn khoảng

10 - 15 ngày Khi bảo quản thoáng cũng phải chọn những củ khoai có phẩm chất tốt, đều nhau và xếp thành từng luống hoặc từng đống và phải để nơi cao ráo, thoáng mát, tránh chỗ nắng hắt vào và không có mưa dột.Củ khoai lang khó vận chuyển và bảo quản, dễ thối và hư hỏng Do đó, cơ sở sản xuất tinh bột khoai lang đều làm tại nơi sản xuất, được chế biến ngay từ khoai lang tươi, vừa giảm chi phí vận chuyển, giảm hư hao sản phẩm, lại có thể dành lợi ích sơ chế để lại nông thôn, nâng cao thu nhập cho nông dân, không những vậy các phụ phẩm chế biến cũng để lại phát triển chăn nuôi, sản xuất năng lượng, tạo nên vòng tuần hoàn tốt trong nông nghiệp, giảm ô nhiễm môi trường

Tại một số nước người ta dùng củ khoai lang gọt sạch, bỏ vỏ, nghiền nát vắt lấy nước, dùng cho người bệnh táo bón hay trĩ, uống lúc đói bụng trước ba bữa ăn khoảng

½ cốc nước vắt to

Khoai lang là thức ăn kiềm tính, nên giúp ích đảm bảo cân bằng kiềm toan của máu Trong khoai lang chứa nhiều mucin, polysaccharid, chúng đảm bảo tính đàn hồi lòng mạch, dự phòng phát sinh xơ vữa động mạch, còn đảm bảo “bôi trơn” đường hô hấp, đường tiêu hóa, ổ khớp Ngoài ra, khoai lang chứa loại xơ bám hút nhiều nước trong ruột, có ích cho việc phòng trị táo bón, giảm phát sinh ung thư ruột

Khoai lang chứa calo rất thấp, thấp hơn nhiều so với cơm, cho nên, sau khi ăn sẽ không gây béo phì, trái lại có tác dụng giảm béo phì Khoai lang còn chứa một chất giống estrogen, đối với việc bảo dưỡng làn da, trì hoãn lão hóa có một tác dụng nhất định Do vậy, rất nhiều bạn gái dùng khoai lang như món ăn dưỡng nhan làm đẹp 1.2.1.5 Gía trị dinh dưỡng và ứng dụng của khoai lang tím trong cuộc sống

Lợi thế của cây có củ là là cung cấp nguồn năng lượng dưới dạng tinh bột và đường.hàm lượng sắt trong các loại khoai lang đều cao, nhất là giống khoai lang có màu cam Ngoài ra khoai lang còn chứa rất nhiều chất kẽm, nhất là giống khoai lang màu trắng và cam Kẽm và sắt là 2 chất rất thiếu trong gạo, chẳng những thế, trong gạo còn có chất phytase ngăn cản hấp thu sắt và kẽm của các loại thực phẩm khác trong ruột, nên ăn độn trong thời kỳ kinh tế khó khan cũng có cơ sở khoa học về mặt dinh dưỡng ngoài ra khoai lang còn chứa rất nhiều chất vôi và kali

Như vậy các vi chất trong khoai lang khá dồi dào, ăn khoai lang đơn thuần bảo đảm cung cấp lượng vitamin A, đáp ứng 28% nhu cầu vitamin C

Khoai lang chứa loại protein độc đáo có hiệu quả chống oxy hóa: Nguyên cứu cho thấy các protein có khoảng một phần ba hoạt tính chống oxy hóa của glutathione- một trong những sản phẩm quan trọng của cơ thể có vai trò trong việc tạo các chất chống oxy hóa trong cơ thể

Khoai lang là chất liệu dinh dưởng có giá trị: Hệ thống xếp hạng thực phẩm cho thấy khoai lang là loại thực phẩm truyền thống giàu chất dinh dưỡng củ khoai lang như là một nguồn vitamin A tuyệt vời, một nguồn vitamin C và mangan đáng kể trong khoai lang còn có đồng, chất xơ rất tốt cho cơ thể, lượng cao vitamin B6, kali và sắt Khoai lang giàu chất chống oxy hóa là thực phẩm chống viêm: Với lượng đáng

kể vitamin A và vitamin C, khoai lang là thực phẩm chống viêm nhiểm có tác dụng phòng và chữa bệnh

Saccharomycesaceas

Theo đặc tính lên men người ta thuờng chia nấm men thành hai nhóm: nấm men lên men nổi và nấm men lên men chìm

Nấm men nổi: là những nấm men có cuờng lực lên men rất mạnh và nhanh, nhiệt

độ thích hợp cho nấm men này sinh trưởng từ 28-320C, có tốc độ lên men rất lớn, lượng đường tiêu thụ rất nhiều Do sinh ra nhiều khí CO2 nên các tế bào ở bên dưới sẻ theo CO2 nổi lên bề mặt, vì vậy nấm men hoạt động mạnh hơn và lên men cả các phân

tử đường trên bề mặt Tiêu biểu là Saccharomyces cerevisiea, có khả năng lên men

được dịch đường 28%, chịu được độ cồn từ 12-13%V

Nấm men chìm là những nấm men có cuờng lực lên men yếu, nhiệt độ thích hợp

từ 5-100C Trong quá trình lên men lượng khí CO2 tạo ra ít và do nhiệt độ thấp nên nó được giữ lại trong dịch lên men Nấm men tiếp xúc ít và sau khi chúng tạo thành lớp

cặn dưới đáy thùng.Qúa trình lên men chậm, xảy ra từ từ.Tiêu biều là Saccharomyces

carlsbergensis

Đặc điểm nổi bật của nấm men chìm là một số chụng loại có chứa enzyme galactosidase lên men hoàn toàn đường rafinose.Còn đối với nấm men nổi thì chỉ có một số ít chủng có khả năng chuyển hóa được 1/3 đường rafinose thành rượu và CO2

α-1.2.2.2 Nấm men saccharomyces cerevisiea

Hình 1.2 Nấm men cerevisiea

Saccharomyces cerevisiae là một loài nấm men được biết đến nhiều nhất có trong

bánh mì thường gọi là men bánh mì là một loại vi sinh vật thuộc chi Saccharomyces lớp Ascomycetes ngành nấm Loài này có thể xem là loài nấm hữu dụng nhất trong đời sống con người từ hàng ngàn năm trước đến nay Nó được dùng rộng rãi trong quá trình lên men làm bánh mì, rượu, và bia

Tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae có dạng hình cầu hay hình trứng, có

kích thuớc nhỏ, từ 5-6 đến 10-14 µm, sinh sản bằng cách tạo chồi và tạo bào tử Nguồn dinh dưỡng chủ yếu của chúng là sử dụng g đường glucose, galactose, saccharose, maltose như nguồn cacbon, chúng sử dụng axit amin và muối amon như nguồn nitơ

1.2.2.3 Yêu cầu đối với chọn giống nấm men thuần chủng

Các loại nấm men thuần khiết dùng nhiều trong sản xuất rượu vang thuộc giống

Saccharomyces cerevisiae và Saccharomyces oviformis

Chủng nấm men thuần khiết này có sự khác nhau về tốc độ sinh trưởng, khoảng nhiệt độ thích hợp để lên men, khả năng tạo cồn và chịu cồn, khả năng chịu được pH thấp cũng như khả năng kết lắng

Những yêu cầu đối với nấm men rượu vang là: có hoạt lực lên men cao, sử dụng đường cho lên men gần như hoàn toàn kết lắng tốt, làm trong dịch rượu nhanh, chịu được độ cồn cao và độ acid của môi trường cũng như chất sát trùng, tạo cho huơng vị thơm ngon tinh khiết

1.2.2.4 Enzyme

a) Enzyme β-amylase

β-amylase hiện diện phổ biến ở thực vật, đặc biệt là hạt nảy mầm Ở trong các hạt ngũ cốc nảy mầm, β-amylase xúc tác sự thủy phân các lien kết 1,4 α-glucan trong tinh bột, glucogen và polysaccharide, phân cắt từng nhóm maltose từ đầu không khử của mạch Maltose được tạo thành do sự xúc tác của β-amylase có cấu hình β

β-amylase là một enzume ngoại bào (exoenzyme) Tiến hành phân cách giải bắt đầu từ đầu không khử của các nhánh ngoài cùng cơ chất, β-amylase phân cắt các lien kết α-1,4glucoside nhưng khi gặp liên kết α-1,6glucoside thì nó sẻ dừng tác dụng phần polysaccharide còn lại là dextrin phân tử lớn có chứa rất nhiều lien kết α-1,6glucoside

và được gọi là β0dextrin

Cơ chế tác dụng của β-amylase lên tinh bột:

Tinh bột β-amylase maltose (54-58%) + β-dextrin (42-46%)

b) Enzyme α-amylase

Enzyme - amylaza là enzyme nội bào (endoenzyme), có khả năng phân cắt các liên kết 1,4 – glucoside, ở vị trí bất kỳ nhưng tập trung vào giữa mạch amylose và amylopectin

Nhờ đó tinh bột nhanh chóng được phân cắt thành những dextrin phân tử thấp, sau đó các dectrin này bị thủy phân tiếp để tạo ra maltose và glucose Enzyme không chỉ có khả năng phân hủy hồ tinh bột mà còn có khả năng phân hủy các hạt tinh bột nguyên vẹn

Enzyme bị hoạt hóa bởi ion hóa trị I và II như Cl-, Br-, I-, Ca2+ và bị kiềm hãm bởi các kim loại nặng như: Cu2+, Zn2+, Ag+,Hg+,… Độ bền của - amylase bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và pH, kém bền trong môi trường acid nhưng bền với nhiệt độ c) Pectinase

Enzyme pectinase là enzyme xúc tác từ sự thủy phân pectin (polysaccharide dị thể)

Enzyme pectinase thuờng được dùng trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm đặc biệt trong công nghệ sản xuất nước quả và rượu vang Người ta sử dụng enzyme pectinase để khử pectin, tránh hiện tượng bị đục và lắng cặn trong quá trình sản xuất và bảo quản

Trong sản xuất rượu vang, cũng như trong sản xuất nước quả đều có thể sử dụng pectinase một cách hiệu quả Nhờ tác dụng của pectinase mà các quá trình ép, làm trong và lọc dịch quả rất dễ dàng, do đó làm tăng hiệu suất sản phẩm Nhờ pectinase phân giải các chất pectin đi mà dịch quả trong suốt khong bị vẫn đục và lọc rất dễ dàng

1.2.2.5 Acid lactic

ình 1.3 Acid Lactid Acid lactic là hợp chất hữu cơ thu được bằng phương pháp len men do tác nhân lên

men chủ yếu là vi sinh vật

Acid lactic được sử dụng trong công nghệ thực phẩm như một chất tạo chua và bảo quản sản phẩm

1.4 Qúa trình đường hóa

1.4.1 Giới thiệu về quá trình đường hóa

Thực chất quá trình đường hóa là sự thủy phân các hợp chất cao phân tử dưới sự xúa tác của enzyme

Trong thành phần của các sản phẩm thủy phân thì đường và dextrin chiếm nhiều nhất về khối lượng Vì vậy ta thuờng gọi toàn bộ quá trình thủy phân ở giai đoạn này bằng tên gọi đơn giản là quá trình đường hóa

1.4.2 Ảnh huởng của quá trình đường hóa đến quá trình lên men

Đường hóa cùng với quá trình lên men là hai khâu quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất rượu Không có quá trình đường hóa sẽ không chuyển được những chất

có phân tử lượng cao trong tinh bột dưới dạng không hòa tan vè hòa tan (tinh bột chuyển thành đường) và cùng với chất hòa tan khác có trong tinh bột gạo thành những chất chiết của dịch lên men

1.4.3 Các yếu tố ảnh huởng đến quá trình đường hóa

1.4.3.1 Nhiệt độ

Mỡi một enzyme xúc tác đường hóa đều có nhiệt độ hoặc vùng nhiệt độ tối ưu của riêng mình, nghĩa là tại đó nó sẽ xúc tác phản ứng thủy phân với cuờng độ mạnh nhất

Ví dụ vùng nhiệt độ 80-850C là vùng tối ưu của α-amylase

60-650C là vùng tối ưu của β-amylase

Bảng 1.2Ảnh huởng của nhiệt độ đường hóa đến hàm lượng đường và dextrin

21,36 29,72 37,28 40,07

1 : 0,27

1 : 0,42

1 : 0,59

1 : 0,67 1.4.3.2 pH của môi trường

Độ chua tác dụng (pH) của dịch là yếu tố ảnh huởng khá mạnh đến quá trình đường hóa vì: ảnh huởn trực tiếp đến mức độ ion hóa cơ chất, enzyme và độ bền protein của enzyme Đa số enzyme bền trong giới hạn pH từ 5-9.Cũng giống như nhiệt

độ, mỗi enzyme đều có pH tối ưu riêng của mình, các enzyme khác nhau thì có p H tối

Bảng 1.3Sự phụ thuộc giữa pH môi trường với thời gian và hiệu suất đường hóa

pH Thời gian đường hóa

1.4.3.3 Thời gian đường hóa

Thông thuờng thời gian đường hóa càng dài thì lượng chất chiết thu được càng nhiều, hàm lượng chất hòa tan còn sót trong bã thấp Tuy nhiên điều này không có nghĩa là hiệu suất của quá trình đường hóa cao, hơn hữa nó cũng ảnh huởng đến tính kinh tế trong quá trình sản xuất Do đó cần phải kết hợp nhiệt độ, thời gian và pH của môi trường đường hóa một cách hợp lý đẻ hiệu suất của quá trình đạt được cao nhất, chi phí sản xuất, hao phí thấp nhất