CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.2 Quy trình công nghệ
2.2.1. Sơ đồ quy trình
Chai, nắp Hồ hoá
Dịch hoá
Termamyl 120L
Lựa chọn Nghiền
Đường hoá
Phối chế
Chiết rót, đóng nắp
Thanh trùng
Nước đậu đen
Hạt hư
Sirup đường
Rửa, sấy khô
Bảo ôn Đậu đen
AMG 300L
Nước
Trang 30 2.2.2. Thuyết minh quy trình
2.2.2.1 Nghiền nguyên liệu [14]
Nghiền nhằm mục đích phá vỡ cấu trúc màng tế bào thực vật, tạo điều kiện giải phóng hạt tinh bột khỏi các mô, làm cho sự xâm nhập của nước vào nguyên liệu nhanh hơn.
2.2.2.2 Hồ hóa nguyên liệu [7, 14, 16, 23]
Trong các dạng nguyên liệu giàu tinh bột như gạo, ngô, khoai, sắn, tinh bột luôn tồn tại ở dạng hạt. Khi nghiền chỉ có một phần hạt bị phá vỡ, phần còn lại sẽ khó tiếp xúc được với enzyme (amylase). Mặt khác, tinh bột không hòa tan trong nước, do đó khi đường hóa enzyme tác dụng rất chậm. Vì vậy mục đích của hồ hóa là làm trương nở các hạt tinh bột và tạo điều kiện cho chúng bị thủy phân bởi xúc tác của enzyme.
Bản chất : Khi huyền phù tinh bột được nâng lên đến giá trị nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi của nước, nhiệt năng sẽ làm cho các phân tử nước khuếch tán vào bên trong các hạt tinh bột và liên kết với tinh bột. Thêm vào đó, nhiệt độ cao sẽ làm phá hủy liên kết hydro, giữa các phân tử tinh bột giúp chúng dễ dàng bị hydrat hóa.
Nhóm Hydroxyl phân cực của tinh bột hấp phụ các phân tử nước hình thành liên kết hydro giữa tinh bột và nước, kết quả làm cho hạt tinh bột trương phồng. Các hạt tinh bột trương phồng này kết dính với nhau làm cho độ nhớt của huyền phù tinh bột tăng lên nhanh chóng. Một số phân tử tinh bột bị hydrat hóa mạnh mẽ sẽ tách khỏi hạt tinh bột để khuếch tán vào nước làm cho hạt tinh bột hòa tan trong nước nóng.
Quá trình hồ hóa không xảy ra nhiệt độ nhất định mà dao động trong một khoảng nhiệt độ.
Ban đầu hiện tượng hồ hóa xảy ra ở những vùng vô định hình trong hạt tinh bột, tại đó liên kết tinh bột yếu hơn so với những vùng có cấu trúc tinh thể, vì vậy liên kết hydro giữa các phân tử tinh bột ở vùng đó dễ phân hủy, nhiệt độ hồ hóa thấp.
Sau đó, nhiệt độ tăng dần để cung cấp thêm năng lượng cho sự phá vỡ liên kết ở những vùng có cấu trúc chặt chẽ hơn trong hạt tinh bột tạo nên liên kết mới giữa tinh bột và nước trong vùng này.
Trang 31 Sau khi đậu đen đã được nghiền, đổ hỗn hợp bột và nước vào nồi với tỷ lệ bột đậu đen:nước là 1:5. Tiến hành nấu trong khoảng 30 phút ở n h iệt đ ộ 1 0 0oC để bột chín, ta thu được dịch cháo sệt. Luôn luôn khuấy đều khi nấu để tránh hiện tượng vón cục hay lắng dưới đáy nồi.
2.2.2.3 Dịch hóa nguyên liệu [7, 12]
Sau khi hồ hóa xong, khối cháo được tiếp tục nâng nhiệt cho đến nhiệt độ sôi thì năng lượng được cung cấp lại tiếp tục phá hủy liên kết hydro vừa tạo thành giữa phân tử nước và nhóm hydroxyl của tinh bột, đồng thời cắt đứt một phần mạch tinh bột hòa tan trong nước nóng. Hiện tượng này làm cho cấu trúc tinh bột đã hồ hóa trở nên lỏng lẻo và độ nhớt của dung dịch hồ hóa giảm xuống.
Hiện nay người ta thường sử dụng enzyme bổ sung vào tinh bột đã hồ hóa để tiến hành dịch hóa. Kết quả làm cho độ nhớt dịch cháo giảm đi nhanh chóng. α- amylase tác động lên mạch amylose và amylopectin của tinh bột và bẻ gãy các mối liên kết α-1,4-glucoside. Sau một thời gian ngắn toàn bộ mạch amylose và mạch chính amylopectin bị cắt nhỏ thành các đoạn dextrin. Giai đoạn tiếp theo của quá trình dịch hóa là α-amylase phân cắt cục bộ các đoạn dextrin để tạo thành các sản phẩm cuối cùng là glucose, maltose và dextrin phân tử thấp. Như vậy, kết thúc quá trình dịch hóa có bổ sung α-amylase, tinh bột bị phân cắt chủ yếu thành dextrin, một lượng ít glucose và maltose.
Trong nghiên cứu này sử dụng enzyme Termamyl tạo điều kiện cho nhiệt độ và pH tối thích cho các enzyme trong nguyên liệu hoạt động tốt, phân giải tinh bột được triệt để hơn.
2.2.2.4 Đường hóa nguyên liệu [ 3, 4, 11]
Các sản phẩm được chuyển hóa từ tinh bột sau khi dịch hóa (dextrin, maltodextrin, maltose) sẽ tiếp tục được thủy phân để chuyển hóa thành sản phẩm cuối cùng là đường glucose dưới tác dụng của enzyme glucoamylase (amyloglucosidase).
Khác với hệ enzyme α-amylase, glucoamylase không chỉ có khả năng phân cắt liên kết α-1,4-glucoside mà còn cắt cả nối α-1,6-glucoside để chuyển hóa tinh bột, dextrin thành sản phẩm cuối cùng là glucose..