LỜI MỎ ĐẦU Tinh bột được sử dụng rộng rải trong công nghiệp thực phẩm và các ngành công nghiệp khác. Trong công nghiệp thực phẩm dùng làm các loại bánh, kẹo, mỳ ăn liền, miến... hoặc trộn lẫn với các sản phẩm khác để chế biến ra các món ăn, dùng trong sản xuất đường, mạch nha, glucoze... Nói chung tinh bột có thế sử dụng trong nhiều ngành. Một số tinh bột thường được sử dụng như tinh bột mì, tinh bột bắp, tinh bột khoai tây. Khoai mì là cây lương thực dễ trồng, cho năng suất cao khoảng 9 tấn/ha. Ở Việt Nam sản lượng khoai mì khoảng 3 triệu tấn/năm, chỉ đứng thứ hai sau lúa. Khoai mì có tỉ lệ protein và chất béo thấp so với các loại lương thực khác, nếu sử dụng trực tiếp đe làm lương thực có giá trị không cao. Neu dùng khoai mì đế sản xuất tinh bột khoai mì thì không những đáp ứng phục vụ cho các ngành công nghiệp mà còn là nguồn hàng xuất khấu quan trọng. Trong bối cảnh đó, đối với các nhà sản xuất, việc đầu tư sản xuất các loại tinh bột có chất lượng cao, tinh bột biến tính và các sản phâm các khác là một đòi hỏi bức thiết, vừa giúp cải thiện các tính chất của tinh bột khoai mì đế có thể ứng dụng rộng rãi hon, vừa nâng cao hơn nữa giá trị của khoai mì, đa dạng hóa sản phấm nhằm áp ứng nhu cầu ngày càng cao của ng ười tiêu dùng, tạo động lực cho sự nghiệp chất kết dính, dược phẩm, công nghệ thực phẩm... Cùng với xu thế hội nhập phát triển của từng công ty cũng như của toàn xã hội. Riêng đối với nước ta khoai mì khá nhiều, nếu ta tận dụng để chế biến thành tinh bột thì không những đáp ứng được nhu cầu phục vụ cho các ngành công nghiệp mà còn là một nguồn hàng xuất khấu quan trọng. Mong rằng các kết quả chúng tôi thu nhận được sẽ góp phần ít nhiều cho các bạn hiếu về công nghệ sản xuất tinh bột trong n ước. 0
37
Embed
đề Tài nguyên liệu cho sản xuất khoai mì tài liệu, ebook, giáo trình
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
LỜI MỎ ĐẦU
Tinh bột được sử dụng rộng rải trong công nghiệp thực phẩm và các ngành
công nghiệp khác. Trong công nghiệp thực phẩm dùng làm các loại bánh, kẹo, mỳ
ăn liền, m iến... hoặc trộn lẫn với các sản phẩm khác để chế biến ra các món ăn,
dùng trong sản xuất đường, mạch nha, glucoze... Nói chung tinh bột có thế sử dụng
trong nhiều ngành. M ột số tinh bột thường được sử dụng như tinh bột mì, tinh bột
bắp, tinh bột khoai tây.
Khoai mì là cây lương thực dễ trồng, cho năng suất cao khoảng 9 tấn/ha. Ở
Việt Nam sản lượng khoai mì khoảng 3 triệu tấn/năm , chỉ đứng thứ hai sau lúa.
Khoai mì có tỉ lệ protein và chất béo thấp so với các loại lương thực khác, nếu sử
dụng trực tiếp đe làm lương thực có giá trị không cao. Neu dùng khoai mì đế sản
xuất tinh bột khoai mì thì không những đáp ứng phục vụ cho các ngành công nghiệp
mà còn là nguồn hàng xuất khấu quan trọng.
Trong bối cảnh đó, đối với các nhà sản xuất, việc đầu tư sản xuất các loại
tinh bột có chất lượng cao, tinh bột biến tính và các sản phâm các khác là một đòi
hỏi bức thiết, vừa giúp cải thiện các tính chất của tinh bột khoai mì đế có thể ứng
dụng rộng rãi hon, vừa nâng cao hơn nữa giá trị của khoai mì, đa dạng hóa sản
phấm nhằm áp ứng nhu cầu ngày càng cao của ng ười tiêu dùng, tạo động lực cho sự
nghiệp chất kết dính, dược phẩm, công nghệ thực phẩm ... Cùng với xu thế hội nhập
phát triển của từng công ty cũng như của toàn xã hội.
Riêng đối với nước ta khoai mì khá nhiều, nếu ta tận dụng để chế biến thành
tinh bột thì không những đáp ứng được nhu cầu phục vụ cho các ngành công nghiệp
mà còn là một nguồn hàng xuất khấu quan trọng.
Mong rằng các kết quả chúng tôi thu nhận được sẽ góp phần ít nhiều cho các
bạn hiếu về công nghệ sản xuất tinh bột trong n ước.
0
Chương 1: NGUYÊN LIỆU CHO SẢN XUẤT KHOAI MÌ
1.1 Lịch sử phát triển của khoai mì
Khoai mì có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của châu M ỳ La tinh (Crantz, 1976)
và được trồng cách đây khoảng 5.000 năm (CIAT, 1993). Trung tâm phát sinh cây
khoai mì được giả thiết tại vùng đông bắc của nước Brazil thuộc lưu vực sông
Amazon, nơi có nhiều chủng loại khoai mì trồng và hoang dại (De Candolle 1886;
Rogers, 1965). Bằng chứng về nguồn gốc khoai mì trồng là những di tích khảo cổ ở
Venezuela niên đại 2.700 năm trước công nguyên, di vật thể hiện củ khoai mì ở
cùng ven biên Peru khoảng 2000 năm trước công nguyên, những lò nướng bánh
khoai mì trong phức hệ Malabo ở phía Bắc Colombia niên đại khoảng 1.200 năm
trước công nguyên, những hạt tinh bột trong phân hóa th ạch được phát hiện tại
Mexico có tuổi từ năm 900 đến năm 200 trước công nguyên (Rogers 1963, 1965).
Cây khoai mì được người Bồ Đào Nha đưa đến Congo của châu Phi vào thế
kỷ 16. Tài liệu nói tới khoai mì ở vùng này là của Barre và Thcvet viết n ăm 1558. Ỏ
châu Á, khoai mì được du nhập vào Ân Độ khoảng thế kỷ 17 (P.G. Rajendran et al,
1995) và Sri Lanka đầu thế kỷ 18 (W .M.S.M Bandara và M Sikurajapathy, 1992).
Sau đó, khoai mì được trồng ở Trung Quốc, Myanma và các nước châu Á khác ở
cuối thế kỷ 18, đầu thế kỷ 19 (Fang Baiping 1992. u Thun Than 1992). Khoai mì
đựơc du nhập vào Việt Nam khoảng giữa thế kỷ 18, (Phạm V ăn Biên, Hoàng Kim,
1991).
Hình 1.1: Cây khoai mì và củ khoai mì
Cây sắn - khoai mì (M anihotesculenta Crantz), tiếng anh là cassava hay còn
gọi là manioc. Là loai cây sinh trưởng khỏe, cây sử dụng tốt đất cạn kiệt, thích hợp
với vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, nhiệt độ thích họp là 18 - 30°c, thời gian sinh1
trưởng 8 - 9 tháng, trồng vào tháng 2 - 3 cho năng suất cao nhất [ 1], khoai mì được
trồng chủ yếu để lấy củ để sản xuất tinh bột khoai mì.
Khoai mì là cây lương thực đứng hàng thứ sáu trên thế giới và một trong 15
cây trồng phổ chiếm diện tích lớn nhất trong sản xuất nông nghiệp của loài ng ười.
Các nước sản xuất khoai mì đứng hàng đầu thế giới là Nigeria, Brazil,
Thailand. Tông sản lượng khoai mì trên thế giới năm 1984 khoảng 129,020 triệu
tấn, trong đó Việt Nam chiếm khoảng 2,2% [1]. N ăm 2001 tổng sản lượng củ khoai
mì trên thế giới là 175,617389 triệu tấn, được phân bố theo bảng 1.1.
Bảng 1.1 Sản lượng khoai mì thế giới năm 2001 [7].
Nước Sản lượng (triệu tấn)
Nigeria 33,854000
Brazil 24,481356
Thailand 18,238000
Congo 15,959000
Indonesia 15,800000
Ghana 7,845440
Tanzania 5,757968
ấn Độ 5,800000
Môdămbich 5,361974
Trung Quốc 3,750900
Các nước khác 38,723571
Tổng 175,617389
2
Ở Việt Nam trải dài từ Nam trí Bắc n ơ i nào cùng trồng được khoai mì,
nhưng tập trung chủ yếu ở vùng Đông Nam Bộ, vùng núi phía Bắc, vùng ven biển
miền Trung và vùng khu 4 cũ. Hiện sản lượng khoai mì nước ta xấp xỉ 3 triệu
tấn/năm, chủ yếu sản xuất trên quy mô hộ gia đình. Sản lượng khoai mì nước ta
trong thập niên 80 đến nay không tăng đáng kể, bảng 1.2. Theo bảng tin ngày
19/11/2002 VnExpress. H iện nay cả nước đã có 24 nhà máy chế biến tinh bột khoai
mì đi vào hoạt động, chủ yếu ở phía nam. Các nhà máy ở miền Trung và phía Bắc
đang trong giai đoạn hoàn thiện.
Bảng 1.2 : Diện tích, sản lượng khoai mì (củ tươi) ở Việt Nam 1988 - 1992
Năm Diện tích (1000 ha) Sản lượng (1000 tấn)
1988 317,7 2838,3
1989 284,6 2585,4
1990 256,8 2275,8
1991 273,2 2454,9
1992 277,2 2470,2
Ở Việt Nam khoai mì chủ yếu làm thức ăn gia súc (61%), dùng cho sản xuất
tinh bột chỉ chiếm 16 %, xuất khẩu chiếm 5 % dưới dạng khoai mì lát khô, còn lại
chủ yếu dùng cho người dạng củ [11]. Gần 50 % tinh bột khoai mì ớ nước ta dùng
sản xuất bột ngọt.
Trong khi ở Thailand hơn 50 % tinh bột khoai mì dùng đe sản xuất tinh bột
biến tính dùng cho công nghiệp thực phấm và công nghiệp khác [11 ], Việt Nam chỉ
có khoảng 1 5 - 2 0 % dùng cho công nghiệp.
1.2 Phân loại
Có nhiều cách phân loại khoai mì.
Phân loại theo đặc điềm thực vật của cây: xanh, tía, lá 5 cánh, lá 7 cánh.
Phân loại theo đặc điêm củ: khoai mì trăng hay khoai mì vàng.
3
Phân loại theo hàm lượng độc tố có trong khoai mì: khoai đắng hay khoai
mì ngọt.
Khoai mì đắng (M. ƯTILISSIMA) có hàm lượng HCN hơn 50 mg/kg củ.
Giống này thường có 7 lá cánh mũi mác cây thấp và nhỏ.
Khoai mì ngọt (M. DƯLCIS) có hàm lượng HCN dưới 50 mg/kg củ. Giống
cây này thường có 5 lá cánh mũi mác, cây cao thân to.
1.3 Đặc điêm sinh học
❖ Thân
Thuộc loại cây gồ cao từ 2 - 3 m trắng giữa thân có lõi và xốp nên rất yếu.
❖ Lá
Thuộc loại lá phân thuỳ sâu, có gân lá nôi rõ ớ mặt sau, thuộc loại lá đơn
mọc xen kẽ, xếp trên thân theo ch iều xoắn ốc. Cuống lá dài từ 9 - 20 cm có màu
xanh, tím hoặc xanh điếm tím.
❖ Hoa
Là hoa đon tính có hoa đực và hoa cái trên cùng một chùm hoa. Hoa cái
không nhiều, mọc ớ phía dưới cụm hoa và nở trước hoa đực nên cây luôn luôn được
thụ phấn của cây khác nhờ gió và côn trùng.
❖ Quả
Là loại quả nang, có màu nâu nhạt đến đỏ tía, có hình lục giác, chia thành ba
ngăn, mồi ngăn có một hạt, khi chín quả tự khai.
❖ Rễ
Mọc từ mắt và mô sẹo của hom, lúc đầu mọc ngang sau đó cắm sâu xuống
đất. Theo thời gian chúng phình ra to ra và tích luỳ bột thành củ.
❖ Củ
Khoai mì hai đầu nhọn, chiều dài biến động từ 25 - 200 cm, trung bình
khoảng 40 - 50 cm. Đuờng kính củ thay đôi từ 2 - 2 5 cm, trung bình 5 - 7 cm. Nhìn
chung, kích thước cũng như trọng củ thay đổi theo giống, điều kiện canh tác và độ
màu của đất.
4
Củ khoai mì có cấu tạo hình gậy, hai đầu vút nhỏ lại (cuống và đuôi). Tuỳ
vào giống và điều kiện trồng trọt, củ khoai mì có kích th ước khác nhau thông
thường có chiều dài 300 - 400 mm, đường kính 40 - 60 mm. Cá biệt có củ dài đến
100 mm, và có đường kính đến 100 mm, củ khoai mì gồm bốn phần chính sau đây:
❖ Củ khoai mì gồm 4 phần chính:
• Vỏ gồ chiếm 0 . 5 - 3 % khối lượng củ.
• Vỏ cùi chiếm 8 - 10 % khối lượng củ.
• Thịt khoai mì à phần chủ yếu của củ khoai mì, bao gồm các tế bào
nhu mô thành mỏng. Thành phần vỏ tế bào nhu mô là xenluloz ơ,
pentozơ, bên trong là các hạt tinh bột và nguyên sinh chất.
• Lượng tinh bột trong thịt khoai mì phân bố không đều nhiều nhất ở
lớp ngoài rồi giảm dần vào trong.
1.4 Thành phần hoá học của khoai mì
• Tinh bột khoai mì
Là thành phần quan trọng của củ khoai mì, nó quyết định giá trị sử dụng.
Tinh bột chiếm khoảng 32,28 % tổng các chất có trong khoai mì.
Tinh bột khoai mì có màu rất trắng, trong quá trình sản xuất nếu củ được nghiền khi
chưa bóc vỏ, tinh bột thu được có màu rất tối. màu xám của tinh bột ảnh hưởng đến
chất lượng cũng như giá cả của sản phẩm.
Hạt tinh bột khoai mì có kích thước từ 5 - 40 Ị4,m với những hạt lớn 25 - 36
H-m, hạt nhó 5 - 1 5 |j.m và có nhiều hình dạng, chủ yếu là hình tròn, bề mặt nhẵn,
một bên mặt có chồ lõm hình nón và một núm nhỏ ở giữa. D ưới ánh sáng phân cực,
các liên kết ngang với mật độ từ trung bình tới dày đặc có thể thấy rõ
Khi hạt tinh bột khoai mì bị phá vờ, có thể quan sát được rãnh tạo cấu trúc
xốp của hạt. Các rãnh vô định hình kéo dài từ bồ mặt tới tâm của hạt tạo thành các
lồ xốp. Chính các lồ xốp này giúp nước xâm nhập làm trương nở tinh bột, phá vờ
các liên kết hydro giữa các phân tử trong cấu trúc tinh thể, tạo điều kiện cho các
enzyme phân hủy. Tinh bột khoai mì có cấu trúc hạt tương đối xốp, liên kết giữa
5
các phần tử trong cấu trúc tinh thể yếu, vì vật bị phân hủy bởi các tác nhân như acid
và enzyme hơn so với các loại tinh bột khác.
Tinh bột khoai mì có hàm lượng amylopectin và phân tử lượng trung bình
khá cao 215.000 g/mol, hàm lượng amylose nằm trong khoảng 8 - 2 9 %, nhưng nói
chung đa số các giống khoai mì có tỉ lệ amylose 16 - 18 %.
Tinh bột khoai mì có những tính chất tương tự như các loại tinh bột chứa
nhiều amylopectin như độ nhót cao, xu hướng thoái hoá thấp và độ bền gel cao.
Hàm lượng amylopectin và amylose trong tinh b ột khoai mì liên quan tới độ củ nấu
chín và nhiều tính chất ứng dụng trong công nghiệp.
Tinh bột khoai mì có nhiệt độ hồ hoá trong khoảng 58,5 - 70°c
Độ nhớt là chất quan trọng giúp tinh bột có nhiều ứng dụng, như là chất đặc
trong công nghiệp thực phẩm, chất hồ vải trong công nghiệp dệt hay chất phủ trong
công nghiệp giấy.
Độ nở và độ hòa tan của tinh bột là tính chất rất quan trọng và cũng rất khác
nhau giữa các loại tinh bột. Khả năng nở và hòa tan cao thể hiện lực liên kết yếu
trong cấu trúc hạt.
❖ Đường
Đường trong khoai mì chủ yếu là glucoze và một ít m altoze, saccaroze.
Khoai mì càng già thì hàm lượng đường càng giảm. Trong chế biến, đường hoà tan
trong nước được thải trong nước dịch.
❖ Protein
Hàm lượng của thành phần protein có trong củ rất thấp nên cũng ít ảnh
hưởng đến quy trình công nghệ, tỷ lệ khoảng 1 - 2 %.
❖ Nước
Lượng ẩm trong củ khoai mì tư ơ i rất cao, chiếm khoảng 70 % khối lượng
toàn củ. Lượng ẩm cao khiến cho việc bảo quản củ t ươi rất khó khăn. Vì vậy ta phải
đề ra chế độ bảo vệ củ họp lý tuỳ từng điều kiện cụ thể.
6
❖ Độc tố trong củ mì
Ngoài những chất dinh dường trên, trong khoai mì còn có độc tố. Chất độc
có trong cây khoai mì ngày nay đã được nghiên cứu và xác định tương đối rõ đó
chính là HCN. Trong củ khoai mì, HCN tồn tại dưới dạng phazeolunatin gồm hai
glucozit Linamarin V à Lotaustralin.
♦> Hệ enzyme
Trong khoai mì, các chất polyphenol và hệ enzym e polyphenoloxydaza có
ảnh nhiều tới chất lượng trong bảo quản và chế biến. Khi chưa đào hoạt độ chất
men trong khoai mì yếu và ôn định, nhưng sau khi đào th ì chất men hoạt động
mạnh.
Polyphenoloxydaza xúc tác quá trình oxy hoá polyphenol tạo thành
octoquinon sau đó trùng họp các chất không có bản chất phenol như axitamin để
hình thành sản phẩm có màu. Trong nhóm polyphenoloxydaza có những enzyme
oxy hoá các monophenol mà đ iên hình là từozinnaza xúc tác sự oxy hoá acid amin
tirozin tạo nên quinon tương ứng. Sau một số chuyến hoá các quinon này sinh ra sắc
tố màu xám đcn gọi là melanin. Đây là một trong những nguyên nhân làm cho thịt
khoai mì có màu đen mà thường gọi là khoai mì chạy nhựa. Vì enzyme tập trung
trong mủ ở vỏ cùi cho nên các vết đen cũng xuất hiện trong thịt củ bắt đầu từ lóp
ngoại vi.
Khi khoai mì đã chạy nhựa thì lúc mài xát khó mà phá v ỡ tế bào đê giải
phóng tinh bột do đó hiệu suất lấy tinh bột thấp, mặt khác tinh bột không trắng.
Ngoài tirozinaza các enzym e oxy hoá khử cũng hoạt động mạnh làm tổn thất chất
khô của củ. Hàm lượng tannin trong khoai mì ít nhưng sản phẩm oxy hoá tannin là
chất flobafen có màu sẫm đen khó tẩy. Khi chế biến, tannin còn có tác dụng với Fe
tạo thành sắt tannat cũng có màu xám đen. Cả hai chất này đều ảnh huởng đến màu
sắc của tinh bột nếu như trong chế biến không tách dịch bào nhanh và triệt để.
Trong bảo quản khoai mì tươi thường nhiễm bệnh thổi khô và thối ướt do
nấm và vi khuẩn gây nên đặc biệt đối với những củ bị tróc vỏ và dập nát. Ngoài ra
nếu củ bị chảy nhựa nghiêm trọng cũng sẽ dẫn tới hiện tượng thối khô.
Đi sâu phân tích về phương diện tổ hợp thành các chất dinh dường chủ yếu là đạm
7
và tinh bột (vì đó là hai thành phần quan trọng của củ khoai mì có giá trị kinh tế
nhất).
Tỷ lệ tinh bột và đạm phân bố không đều trong nhưng bộ phận khác nhau
của củ khoai mì. Quy luật chung: hàm 1 ượng tinh bột tập trung nhiều nhất ở phần
sát vỏ bao, càng đi sâu vào lớp thịt sát lõi lượng tinh bột lại ít đi, nhưng lượng đạm
lại tăng lên một phần so với những lóp bên ngoài.
1.5 Các chỉ tiêu và các dạng nguyên liệu trong sản xuất tinh bột khoai mì
1.5.1 Chỉ tiêu nguyên liệu
❖ Phương pháp cảm quan: xác định củ tốt củ xấu và xác định tương đối hàm
lượng tinh bột.
Củ khoai mì nhiều bột ít xơ, vỏ củ và vỏ bao mỏng, cuống ngắn củ to là tốt.
Loại củ cuốn dài khi chế biến năng xuất bột kém vì cuống thực chất gồm phần lớn
là xơ gỗ. Chọn củ trung bình rồi bẻ làm đôi, nếu ta chỉ dùng một lực vừa phải bẻ
gãy củ và thấy thịt sắn chắc và khô, trắng đục thì như vậy có thể coi là thu hoạch
khoai mì đúng tuổi, hàm lượng tinh bột cao nhất. Neu bẻ gãy củ cũng dễ dàng
nhưng thấy thịt sắn có màu vàng nhạt, tuy chắc thịt nh ưng phần giữa củ ướt thì đó là
khoai mì non ít bột.
❖ Phương pháp thực nghiệm
Dùng loại cân thực nghiêm Thái lan thiết kế và sản xu ất xác định. Nguyên
tắc hoạt động dựa trên sự khác nhau về tỷ trọng giữa bột và n ước. Qua nhiều lần
khảo sát các số liệu người ta thiết kế cân xác định được hàm lượng tương ứng của 5
kg củ. Củ được chặt khúc từ 3 - 5 cm. Cân hoạt động như sau: củ được chặt khúc
cho vào giõ cân (1) cân xác định khối lượng 5 kg (lúc này quả cân hàm lượng đặt tại
điếm không, sau khi cân đúng 5 kg củ, đố xuống giỏ được nhấn chìm trong nước.
1.5.2 Nguyên liệu trong sản xuất
Trong sản xuất khoai mì, nguyên liệu dùng trong sản xu ất gồm có 2 dạng:
khoai rnì tươi và khoai mì lát khô.
❖ Chế biến khoai mì lát khô
• Thái lát
8
Làm cầu thái lát bàng một lười dao bài mỏng và dài hơn một gang tay. Tay
trái đặt và giữ củ khoai mì đứng lười dao. Tay phải kéo thanh gạt cho củ khoai
mì ngập vào lưỡi dao, cắt thành lát.
Sử dụng bàn thái lát quay tay có 4 - 5 lưỡi dao để giảm nhẹ sức lao động và
tăng năng suất thái lát.
• Phơi khô
Trước khi phơi, nếu khoai mì được rửa lát khoai mì khô sê trắng. Tùy quy
mô sản xuất và điều kiện cụ thể mà phơi khoai mì... Rải khoai mì thành một lớp
trên sàn phơi. T ốt nhất là nên dùng sân xi m ăng, nong, nia, phên, cót đê phơi
khoai mì. Phơi khoai mì khi trời nắng. Ngày phơi, tối nên cất đê tránh sương
làm giảm chất lượng sản phẩm. Trời m ưa, đưa khoai mì vào mái che và hong
gió. khoai mì càng chóng khô nếu có gió hoặc phơi trên sàn cao.
• Đe nguội
Sau khi phơi khoai mì phải để nguội rồi mới đem cất trữ.
• Bảo quản
Cho khoai mì đã để nguội vào dụng cụ bảo quản như chum, vại, thùng kim
loại hoặc bao ni lông nhiều lóp kín v à có biện pháp phòng chống chuột, gián cắn
phá. N en số lượng lớn, có thế quây cót tráng nhựa đường và dán giấy xi m ăng làm
dụng cụ bảo quản, nếu bảo quản tốt có thể giữ sắn lát trong 8 - 9 tháng. Thường 3
kg khoai mì củ tươi cho 1 kg lá khoai mì lát khô.
❖ Bảo quản nguyên liệu khoai mì tươi
Khoai mì là loại củ khó bảo quản vì dễ bị biến chất dễ h ư hỏng .Khoai mì có
hàm lượng nước cao rất dễ bị các loại men phân li các họp chất hữu c ơ, thông
thường người ta gọi là chạy nhựa làm cho củ khoai mì biến thành X ơ và bán xơ có
khi cứng như gỗ.
Thực tế khoai mì sau khi thu hoạch về thường không chế biến kịp nên phải
bảo quản khoai mì tươi trong một khoảng thời gian nhất định. Khi bảo quản, nếu tạo
điều kiện càng giống khi chưa đào thì càng bảo quản được lâu. Có những cách như
9
• Bảo quản trong hầm kín: mục đích của việc bảo quản trong hầm kín là
để tránh sự hoạt động của các enzyme trong củ mì có nghĩa là tránh hiện tượng hư
hỏng. Hầm phải hoàn toàn kín và khô ráo, phải có mái che đê tránh nước chảy vào.
Hầm sâu khoảng 0.8, chiều rộng phụ thuộc vào số khoai mì cần bảo quản.
• Bảo quản bằng cách phủ cát khô: phương pháp này dựa trên nguyên
tắc bảo quản kín giống như bảo quản trong hầm. Chọn củ có kích thước đồng đều
không bị dập, vỏ không bị xây xát, xếp 1.5 m, chiều dài khoảng 4 m. Sau khi sắp
xếp 0.6 m, rộng 1.2 thành luống cao 0.5 xong , dùng cát khô phủ kín đống khoai
mì, lớp cát dày ít nhất 20 cm.
Ngoài ra có thể bảo quản bằng cách nhúng vào nước vôi .Khoai mì sau khi
thu hoạch chọn nhừng củ còn nguyên vẹn đem nhúng vào nước vôi 0.5 % hoặc
dùng bình chứa nước vôi phun đều vào đống củ sau đó dùng trấu hoặc cát phủ kín
đổng khoai mì trong 25 ngày. M ột số nhà nghiên cứu đã tìm ra là khoai mì có thể
được bảo quản trong thời gian khá dài nếu chúng được giữ ở điều kiện lạnh đông
.Tuy nhiên, cách bảo quản này ít được sử dụng vì chí phí quá tốn kém và người ta
cho rằng rằng phương pháp bảo quản chi phí cao như vậy không phù họp với mặt
hàng có chi phí thấp như khoai mì.
Ta chỉ nên bảo quản những củ nguyên vẹn vì những củ gãy xây xát thường
nhiễm vi sinh vật làm cho củ thối, đặc biệt bệnh thối ướt dễ dàng lây sang những củ
lân cận rồi lan ra từng đống.
Khi bảo quản cần lưu ý tới nhiệt độ. Nhiệt độ được xác định bằng cách: cắm
ống đo vào ổng thông hơi, nếu nhiệt độ củ khoai mì lớn hơn nhiệt độ ngoài trời
50°c thì đảo khoai mì. Nếu thấy củ thối hỏng, chạy nhựa, biến màu (trắng sang
vàng hoặc đen) thì bỏ.
Nhừng cách bảo quản trên được sử dụng trước đây khi khoai mì chỉ được
trồng theo mùa. Những năm gần đây ở tỉnh Tây Ninh người ta trồng khoai mì quanh
năm, những nhà máy thu hoạch khoai mì từ những đồn điền của nhà máy hoặc thu
mua ở những đồn điền xung quanh và đưa vào sản xuất ngay không cần phải bảo
quản.
1.6 Thành phần hoá học của tinh bột khoai mì
1.6.1 Cấu tạo của tinh bột khoai mì
10
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, khoai mì, củ mài. Một lượng đáng ke
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 đế sản xuất tinh bột. Hình dạng và thành phần hóa học của tinh bột phụ
thuộc vào giống cây, điều kiện trồng t r ọ t ...
Tinh bột không phải là một chất riêng b iệ t, nó bao gồm hai thành phần là
amylose và amylopectin. 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.
Hình 1.2: c ấ u tạo của tinh bột
Các phương pháp để tách và xác định hàm lượng amylose và amylopectin là:
• Chiết rút amylose bằng nước nóng.
• Ket tủa amylose bàng rượu.
• Hấp thụ chọn lọc amylose trên xellulose.
Tinh bột là loại polysaccarit khối lượng phân tử cao gồm các đơn vị glucose
được nổi nhau bởi các liên kết a - glycozit, có công thức phân tử là (C 6H io 0 5)n, ở
đây có thê từ vài trăm đên hơn 1 triệu. Tinh bột giữ vai trò quan trọng trong công
nghiệp thực phẩm do nhừng tính chất hóa lý của chúng. Tinh bột thường dùng làm
chất tạo độ nhớt sánh cho các thực phầm dạng lỏng hoặc là tác nhân làm bền keo
11
hoặc nhũ tương, như các yếu tổ kết dính và làm đặc tạo độ cứng, độ đàn hồi cho
nhiều loại thực phẩm.
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 h ưởng 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.
Hạt tinh bột của tất cả hệ thống nêu trên có dạng hình tròn, hình bầu dục, hay
hình đa giác. Hạt tinh bột khoai tây lớn nhất và bc nhất là hạt tinh bột thóc.
Kích thước các hạt khác nhau dẫn đến những tính chất c ơ lý khác nhau như:
nhiệt độ hồ hoá, khả năng hấp thụ xanh metylen ... Có thê dùng phương pháp lắng
đế phân chia một hệ thống tinh bột ra các đoạn có kích thước đồng đều đe nghiên
cứu.
Tinh bột khoai mì có dạng hình cầu, hình trúng hoặc hình mũ, có một sổ hạt
trũng.
Hình 1.3: Dùng vi ảnh điện tử quét tinh bột khoai mì 1500X
12
Hình 1.4: Dùng vi ảnh điện tử quét tinh bột khoai mì 3500X
1.6.2 Thành phần cấu trúc của amylose
Trong vi hạt, tinh bột tồn tại dưới dạng hạt có kích thước trong khoảng từ
0,02 - 0,12nm. H ạt tinh bột của tất cả các hệ có dạng hình tròn, hình bầu dục hay
hình đa diện, c ấ u tạo và kích thước của hạt tinh bột phụ thuộc vào giống cây, điều
kiện trồng trọt cũng như quá trình sinh trưởng của cây.
Cấu tạo bên trong của vi hạt tinh bột khá phức tạp. Vi hạt tinh bột có cấu tạo
lớp, trong mỗi lớp đều có lẫn lộn các amylose dạng tinh thể và amylopectin xắp xếp
theo phương hướng tâm.
N hờ phương pháp hiển vi điện tử và nhiễu xạ tia X thấy ràng trong hạt tinh
bột “nguyên thuỷ” các chuỗi polyglucozit của amylose và amylopectin tạo thành
xoắn ốc với ba gốc glucose một vòng.
Trong tinh bột của các hạt ngũ cốc, các phân tử có chiều dài từ 0,35 - 0,7|im,
trong khi đó chiều dày của một lóp hạt tinh bột là 0,1 ^m. H ơn nữa, các phân tử lại
xắp xếp theo hướng tâm nên các mạch glucozit của các polysaccarit phải ở dạng gấp
khúc nhiều lần.
Các mạch polysaccarit sắp xếp hướng tâm tạo ra độ tinh thể, các mạch bên
của một phân tử amylopectin này nằm xen kẽ giữa các mạch bcn của phân tử kia.
13
Ngoài cách sắp xếp bên trong như vậy, mỗi hạt tinh bột còn có vỏ bao phía
ngoài. Đa số các nhà nghiên cứu cho ràng vỏ h ạ t tinh bột khác với tinh bột bên
trong, chứa ít ẩm hơn và bền đối với các tác động bên ngoài. Trong hạt tinh bột có
lồ xốp nhưng không đều. v ỏ hạt tinh bột cùng có lỗ nhỏ do đó các chất hòa tan có
thể xâm nhập vào bên trong bằng con đường khuếch tán.
Hầu hết, các loại tinh bột đều chứa hai loại polyme khác nhau về khối lượng
phân tử và cấu trúc hóa học.
Amylose là loại mạch thăng, chuỗi dài từ 500 - 2000 đơn vị glucose, liên kết
nhau bởi liên kết a - 1,4 glicozit.
Amylose “nguyên thủy” có mức độ trùng hợp không phải hàng trăm mà là
hàng ngàn. Có hai loại amylose:
Amylose có mức độ trùng họp tương đối thấp ( Khoảng 2000) thường không
có cấu trúc bất thường và bị phân ly hoàn toàn bởi p - amylase.
Amylose có mức độ trùng họp lớn hơn, có cấu trúc án ngừ đối với |3 -
amylase nên chỉ bị phân hủy 60 %.
Trong hạt tinh bột hoặc trong dung dịch hoặc ở trạng thái thoái hóa, amylose
thường có cấu hình mạch giãn, khi thêm tác nhân kết tủa vào, amylose mới chuyến
thành dạng xoắn ốc. Mồi vòng xoắn ốc gồm 6 đơn vị glucose. Đường kính của xoắn
ốc là 12,97 A°, chiều cao của vòng xoắn là 7,91 A° . Các nhóm hydroxyl của các
gốc glucose được bố trí ở phía ngoài xoắn ốc, bên trong là các nhóm c - H.
V H
\ \
/ / JỌH Hv .'-H H0 i'iW HO
Hình 1.5 Cấu trúc phân tử amylose (g lucose-a - 1,4 - glucose)
14
1.6.3 Thành phần cấu trúc của amylopectin
Amylopectin là polyme m ạch nhánh, ngoài mạch chính có liên kết a - 1,4
glucozit còn có nhánh liên kết với mạch chính bàng liên kết a - 1,6 glucozit.
CHjOH
X_J<CHịOHI
\
0ịCH,CHjOH CH OH CHj
/ \ / \ ỵ ~ ~ \
►— —O-N |/ì-0—Ki__yì—<)..
Hình 1.6 Cấu trúc phân tử amylopectin
M ối liên kết nhánh này làm cho phân tử cồng kềnh h ơn, chiều dài của chuôi
mạch nhánh này khoảng 25 - 30 đơn vị glucose. Phân tử amylopectin có thể chứa
tới 100000 đơn vị glucose.
Sự khác biệt giữa amylose và amylopectin không phải luôn luôn rõ nét. Bởi
lẽ ở các phân tử amylose cũng thường có một phần nhỏ phân nhánh do đó cùng có
những tính chất giống như amylopectin.
Cấu tạo của amylopectin còn lớn và dị thê h ơn amylose nhiều. Trong tinh bột
t đổi phụ thuộc thời tiết,
mùa vu và cách chăm bón.
15
Amylose A m ylopectinonly alpha 1-4glycosidic bonds (a) Tvvo form s of starch
Hình 1.7 Amylose và amylopectin
1.6.4 Các đặc tính của tinh bột khoai mì
1.6.4.1 Khả năng hấp thụ nước và khả năng hòa tan của tinh bột
Khả năng hấp thụ nước và khả năng hòa tan của tinh bột cho phép điều chinh
được tỉ lệ dung dịch tinh bột và nhiệt độ cần thiết trong quá trình công nghiệp, còn
có ý nghĩa trong quá trình bảo quản, sấy và chế biến thủy nhiệt. Rất nhiều tính chất
chức năng của tinh bột phụ thuộc vào tương tác của tinh bột và nước (tính chất thủy
nhiệt, sự hồ hóa, tạo gel, tạo màng). Ngoài ra, nó cũng là c ơ sở đế lựa chọn tinh bột
biến hình thích họp cho từng úng dụng cụ thể. Ví dụ: đế sản xuất các sản phẩm
nước uống hòa tan như cà phê, trà hòa tan thì nên chọn tinh bột biến hình nào có độ
hòa tan cao nhất.
1.6.4.2 Sự trương nở của tinh bột
Khi ngâm tinh bột vào nước thì thê tích hạt tăng do sự hấp thụ nước, làm cho
hạt tinh bột trưcmg phồng lên. Hiện tưọng này gọi là hiện tượng trương nở của hạt
tinh bột. Độ tăng kích thước trung bình của một sổ loại tinh bột khi ngâm vào n ước