Tài liệu Nghiên cứu công nghệ sản xuất tinh bột acetat sử dụng trong chế biến thực phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ---------------o0o----------------- LƯƠNG THỊ NHƯ HOA NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT ACETAT SỬ DỤNG TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Hµ néi- 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ---------------o0o----------------- LƯƠNG THỊ NHƯ HOA NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT ACETAT SỬ DỤNG TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH NGÀNH: CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH Mà SỐ: 60.54.10 Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS Ngô Xuân Mạnh 2. PGS.TS Nguyễn Thị Minh Hạnh Hµ néi, 9/ 2011 LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của tôi, các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong bản cam ñoan này. Hà Nội, ngày 23 tháng 9 năm 2011 Tác giả Lương Thị Như Hoa Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… i LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến PGS.TS Nguyễn Thị Minh Hạnh, cô ñã dìu dắt em khi em mới bắt ñầu làm quen với khoa học. Cô ñã tạo mọi ñiều kiện giúp ñỡ cho em trong suốt quá trình học tập, làm việc và nghiên cứu tại bộ môn Công Nghệ ðường Bột- Viện Công nghiệp Thực Phẩm. Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Ngô Xuân Mạnh, người ñã chỉ bảo, hướng dẫn và tạo ñiều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và làm luận văn. Em xin chân thành cảm ơn ThS Vũ Thị Thuận- Chủ nhiệm bộ môn Công Nghệ ðường Bột và các ñồng nghiệp ñã giúp ñỡ tạo ñiều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại bộ môn. Cuối cùng em xin ñược cảm ơn gia ñình, người thân và bạn bè ñã luôn giúp ñỡ, ñộng viên em trong suốt thời gian qua. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 9 năm 2011 Lương Thị Như Hoa Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… ii MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN……………………………………………………………...i LỜI CẢM ƠN………………………………………………………………. . ii MỤC LỤC……………………………………………………………………iii DANH MỤC CÁC BẢNG…………………………………………………...vi DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ðỒ..………………………………………...vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT……………………………………………..viii PHẦN I: MỞ ðẦU ......................................................................................... 1 PHẦN II : TỔNG QUAN ............................................................................... 4 2.NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT TINH BỘT ACETAT. ................................ 4 2.1.TINH BỘT ............................................................................................................. 4 2.1.1 Cấu trúc của tinh bột…………………………………………………….4 2.1.2. Một số tính chất của tinh bột............................................................................. 6 2.1.3 Ứng dụng của tinh bột ........................................................................................ 7 2.1.4 Tinh bột sắn……………………………………………………………..8 2.1.5 Tình hình sản xuất và sử dụng sắn ở Việt Nam và trên thế giới………...9 2.2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT ACETAT................................. 13 2.2.1 Tính chất của tinh bột acetat............................................................................... 13 2.2.2 Phương pháp tổng hợp tinh bột acetat............................................................... 14 2.2.3 Các tác nhân tham gia quá trình acetyl hóa tinh bột......................................... 15 2.2.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ tinh bột acetat trên thế giới và Việt nam. ....... 19 2.2.5 Những ứng dụng tinh bột acetat......................................................................... 21 PHẦN III : NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............. 24 3.1 Nguyên liệu và thiết bị .............................................................................. 24 3.1.1 Nguyên liệu…………………………………………………………….. 24 3.1.2 Thiết bị………………………………………………………………......24 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… iii 3.2 Các phương pháp nghiên cứu……………………………………………..25 3.2.1 Phương pháp công nghệ..................................................................................... 25 3.2.2 Phương pháp phân tích....................................................................................... 26 PHẦN IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 29 4.1 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN TÁC NHÂN PHÙ HỢP CHO QUÁ TRÌNH GẮN TẠO TINH BỘT ACETAT................................................................... 29 4.2 NGHIÊN CỨU XÁC ðỊNH CÁC ðIỀU KIỆN ẢNH HƯỞNG ðẾN QUÁ TRÌNH ACETYL HÓA TINH BỘT............................................................... 30 4.2.1 Nghiên cứu xác ñịnh tỉ lệ tác nhân gắn thích hợp cho sản xuất tinh bột acetat 31 4.2.2 Nghiên cứu lựa chọn xúc tác thích hợp cho quá trình acetyl hóa.................... 32 4.2.3 Nghiên cứu xác ñịnh pH thích hợp cho quá trình acetyl hóa tinh bột............. 33 4.2.4 Nghiên cứu xác ñịnh nồng ñộ tinh bột thích hợp cho quá trình acetyl hóa..... 35 4.2.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian trong quá trình acetyl hóa tinh bột.36 4.2.6 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt ñộ trong quá trình acetyl hóa tinh bột……. 37 4.3 NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT LÀM SẠCH, THU HỒI VÀ BẢO QUẢN TINH BỘT ACETAT...................................................................................... 38 4.3.1 Nghiên cứu làm sạch, thu hồi sản phẩm........................................................... 38 4.3.2 Nghiên cứu bảo quản sản phẩm......................................................................... 40 4.4 ðÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM .............................................. 41 4.4.1 Chất lượng sản phẩm.......................................................................................... 41 4.4.2..ðộ trong của dung dịch tinh bột acetat............................................................. 43 4.4.3. ðộ bền ñóng băng, tan rã................................................................................... 44 4.4.4 Theo dõi trạng thái gel của hồ tinh bột ở nhiệt ñộ phòng................................. 45 4.5.SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM TINH BỘT ACETAT................................ 46 4.5.1. Sản xuất thử nghiệm .......................................................................................... 46 4.5.2..Ước tính giá thành sản phẩm............................................................................. 48 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… iv 4.6.XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT ACETAT SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM .................. 50 4.6.1. Sơ ñồ quy trình công nghệ................................................................................. 50 4.6.2.Thuyết minh công nghệ :.................................................................................... 51 4.7 ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM TINH BỘT ACETAT TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM ………………….......................................................................51 KẾT LUẬN…………………………………………………………………. 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………. ...54 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Thành phần hoá học của củ sắn……………………………………….11 Bảng 4.1: Lựa chọn tác nhân gắn thích hợp cho sản xuất tinh bột acetat........... 29 Bảng 4.2 : Xác ñịnh tỉ lệ tác nhân gắn thích hợp ................................................ 31 Bảng 4.3 : Lựa chọn xúc tác thích hợp cho quá trình acetyl hóa tinh bột .......... 33 Bảng 4.4 : Xác ñịnh pH thích hợp cho quá trình acetyl hóa tinh bột.................. 34 Bảng 4.5 : Xác ñịnh nồng ñộ tinh bột cho quá trình acetyl hóa.......................... 35 Bảng 4.6: Xác ñịnh thời gian thích hợp cho quá trình acetyl hóa...................... 36 Bảng 4.7: Ảnh hưởng của nhiệt ñộ thích hợp ..................................................... 38 Bảng 4.8:Xác ñịnh lượng nước rửa phù hợp....................................................... 39 Bảng 4.9: ðánh giá ñộ bền gốc acetyl trên tinh bột............................................ 39 Bảng 4.10: Xác ñịnh chế ñộ sấy tinh bột biến tính ............................................. 40 Bảng 4.11: Theo dõi thời gian bảo quản tinh bột acetat ở nhiệt ñộ phòng........ 41 Bảng 4.12: Chất lượng mẫu tinh bột acetat......................................................... 42 Bảng 4.13 :Khảo sát ñộ trong của sản phẩm....................................................... 43 Bảng 4.14 : Kết quả ño ñộ bền ñóng băng và tan ra của tinh bột acetat............. 44 Bảng 4.15: Theo dõi gel của hồ tinh bột acetat ở nhiệt ñộ phòng ..................... 46 Bảng 4.16: Các thông số kỹ thuật cho sản xuất thử nghiệm............................. 47 Bảng 4.17 : Chất lượng sản phẩm sản xuất thử .................................................. 48 Bảng 4.18 : Ước tính giá thành (cho 100 kg sản phẩm) .................................... 49 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… vi DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ðỒ Hình 1: Sơ ñồ cấu trúc của amyloza .................................................................... 5 Hình 2: Sơ ñồ cấu trúc của amylopectin ............................................................... 6 Hình 4.1: ðồ thị biểu diễn DS phụ thuộc vào nồng ñộ VA ................................ 32 Hình 4.2: ðồ thị biểu diễn DS phụ thuộc vào pH............................................... 34 Hình 4.3: ðồ thị biểu diễn DS phụ thuộc vào thời gian phản ứng...................... 37 Sơ ñồ 4.6.1: Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột acetat sử dụng trong công nghiệp thực phẩm ................................................................................................ 50 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DS Degree of Substitution FDA Food and Drug Administration Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… viii PHẦN I: MỞ ðẦU Tinh bột biến tính ñang ñược sử dụng ngày càng nhiều thay thế tinh bột nguyên thủy trong các ngành công nghiệp, ñặc biệt là công nghiệp thực phẩm, nhờ những tính năng ưu việt của mình. Một trong những tinh bột biến tính ñược dùng với khối lượng lớn ñó là tinh bột acetat. Tinh bột acetat ñược sản xuất thông qua quá trình acetyl hóa thay thế gốc hydroxyl trong phân tử tinh bột bằng gốc acetyl tạo ra những tính chất ưu việt hơn tinh bột gốc như ñộ nhớt cao hơn, dạng huyền phù trong, ổn ñịnh, có cấu trúc mạch bền. Dung dịch không bị thoái hóa (lại bột), không bị cắt mạch trong môi trường axit. Tinh bột acetat có nhiệt ñộ hồ hóa thấp, ñộ phân tán ổn ñịnh trong các sản phẩm thực phẩm khi lưu trữ lạnh ñông, làm chất nhũ hóa tốt do là dẫn xuất anion (có thể kết hợp với gelatin, keo thực vật, polyvinyl ancohol, polyacrylate) ñể ổn ñịnh trạng thái nhũ tương. Chính vì ñặc tính ưu việt nên tinh bột acetat ñược sử dụng ngày càng nhiều . Hiện nay, tinh bột acetat tiêu thụ với một lượng lớn trong sản xuất tương ớt, ñể làm ñặc và giữ cấu trúc ñịnh hình tốt mạnh tinh bột không bị cắt trong môi trường axit. Trong sản xuất kem, tinh bột acetat có tác dụng phân tán ñồng ñều, ổn ñịnh khi lưu trữ ở ñiều kiện lạnh. Tinh bột acetat ñược sử dụng nhiều trong các loại ñồ hộp, sản phẩm ñông lạnh, sản phẩm bánh, thức ăn trẻ em ăn liền, bột hoa quả, nhân cream hoặc những sản phẩm yêu cầu thời gian bảo quản dài dưới các ñiều kiện thay ñổi khác nhau (có thể bảo quản nhiệt ñộ thấp hoặc nhiệt ñộ phòng). Trong dược phẩm, tinh bột acetat sử dụng làm trong công thức viên nén cùng kết hợp với nhiều loại thuốc cần giải phóng nhanh dược chất ñể phát huy ngay tác dụng của thuốc. Ngoài ra tinh bột acetat còn ñược sử dụng nhiều trong công nghiệp giấy thay thế celluloza acetat làm căng bề mặt, tăng ñộ phân tán ñồng ñều, thấm mực in tốt giấy ... Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… 1 Nguyên liệu cho sản xuất tinh bột acetat là các tinh bột như tinh bột ngô, khoai tây, sắn ... Ở nước ta nguyên liệu tinh bột rất dồi dào, rẻ tiền nhưng ngoài nhà máy Vedan, ðài Loan chưa có một sơ sở nào sản xuất tinh bột acetat phục vụ cho thị trường nội ñịa. Chính vì vậy, chúng tôi ñã tiến hành nghiên cứu ñề tài “ Nghiên cứu công nghệ sản xuất tinh bột acetat sử dụng trong chế biến thực phẩm” nhằm xây dựng ñựơc quy trình công nghệ phù hợp với ñiều kiện Việt Nam ñồng thời nâng cao giá trị kinh tế của tinh bột. Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… 2 Mục tiêu của ñề tài: Xây dựng ñược quy trình công nghệ sản xuất tinh bột acetat sử dụng trong chế biến thực phẩm Nội dung nghiên cứu: 1. Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ sản xuất tinh bột acetat sử dụng trong chế biến thực phẩm - Nghiên cứu lựa chọn ñược tác nhân gắn thích hợp cho quá trình acetyl hóa tinh bột tạo tinh bột acetat - Nghiên cứu các ñiều kiện kỹ thuật thích hợp cho quá trình acetyl hóa tinh bột sử dụng cho công nghiệp thực phẩm. Tinh bột acetat tạo thành có ñộ thay thế DS 0,01- 0,1 và acetyl 0,5- 2,5%, không có vi sinh vật gây bệnh, không có kim loại nặng ñảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm 2. Ứng dụng thử nghiệm sản phẩm tinh bột acetat vào sản xuất tương ớt. Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… 3 PHẦN II : TỔNG QUAN 2.NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT TINH BỘT ACETAT. 2.1 TINH BỘT. 2.1.1 Cấu trúc của tinh bột Trong tự nhiên tinh bột là một hợp chất hữu cơ ñược phân bố rộng rãi sau cellulose. Tinh bột là một polysaccharide chủ yếu có trong các hạt hòa thảo và cây có củ. Lượng tinh bột ở ngô, lúa mỳ vào khoảng 60- 75%, lúa gạo có thể ñạt ñến 75-80%, củ sắn 12- 33%, củ khoai tây 24-26% (bột sắn có 70-81% tinh bột, bột khoai tây 70-75%), tinh bột gạo nếp, ngô nếp amylopectin gần như 100%, trái lại trong tinh bột ñậu xanh hàm lượng amylose chiếm khoảng 50%. Ngoài ra tinh bột còn có nhiều trong các loại rau quả và là nguồn dinh dưỡng chính cung cấp calo cho người và gia súc. Tinh bột ñược cấu tạo từ nhiều gốc monosaccharide kết hợp với nhau nên có khối lượng phân tử lớn và không có tính khử, dưới tác dụng của các chất khử tinh bột không có khả năng nhận oxy ñể tạo thành acid hoặc nhận hydro ñể tạo thành rượu. Tinh bột ñược cấu tạo bởi hai cấu tử : amylose và amylopectin. Amylose thường chiếm 12-25% còn amylopectin chiếm 75-85% phân tử tinh bột. Phân tử lượng của amylose là 3.105-1.106 còn phân tử lượng của amylopectin là 5.104- 1.106 . Phân tử amyloza và phân tử amylopectin ñều ñược cấu thành từ các monosaccharide. Phân tử amylose có các gốc glucose gắn với nhau bằng liên kết α - 1,4 glucoside thông qua cầu oxi giữa các nguyên tử cacbon thứ nhất và thứ tư của glucose tạo nên một chuỗi dài 200-1000 ñơn vị glucose, mạch tạo thành của phân tử amylose là mạch thẳng. Còn phân tử amylopectin, ngoài liên kết α- 1,4 glucoside còn có liên kết nhánh α- 1,6 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… 4 glucoside, vì vậy ngoài cấu trúc mạch thẳng, amylopectin còn có cấu trúc mạch nhánh, thông thường có 20-30 gốc glucose giữa 2 ñiểm phân nhánh . Hai cấu tử của tinh bột là amylose và amylopectin có tính chất hóa lý khác nhau. Amylose khi tác dụng với phân tử iot có màu xanh, còn amylopectin cho màu nâu. Amylose dễ tan trong nước ấm và tạo nên một dung dịch có ñộ nhớt không cao. Dung dịch của amylose không bền khi nhiệt ñộ hạ thấp, các dung dịch ñậm ñặc của amylose nhanh chóng tạo gel tinh thể và kết tủa không thuận nghịch. Khả năng thoái hóa này phụ thuộc vào pH, sự có mặt của các ion kim loại, nồng ñộ amylose và khối lượng phân tử của amylose Amylopectin có ñộ kết tinh thấp, là phân tử hấp thụ nhiều nước khi nấu chín tinh bột và là thành phần chủ yếu tạo nên sự trương phồng của hạt tinh bột. Khi tinh bột ñược xử lý ñồng thời bằng nước và nhiệt sẽ tạo ra hiện tượng hồ hóa. Nhiệt ñộ hồ hóa của các loại tinh bột trong khoảng 55-700C, hạt tinh bột sẽ trương phồng lên hấp thụ nước vào các nhóm hydroxide phân cực, khi ñó ñộ nhớt của dịch tinh bột tăng lên rất cao, các hạt tinh bột trương nở và kết dính vào với nhau tạo thành paste. Nếu dịch tinh bột ñặc khi làm nguội paste tinh bột sẽ tạo thành gel cứng . Về mặt cảm quan tinh bột là các hạt rất mịn, màu trắng. ðể bảo quản tốt, người ta giữ ñộ ẩm của tinh bột trong khoảng 12-14% nhằm ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật . Trong công nghiệp thực phẩm, tinh bột ñược sử dụng ñể tạo sợi, tạo hình, giữ ẩm, tạo ñộ dẻo, và tăng ñộ bền của bao bì... [4,5,1,9,10,11,21] Hình 1: Sơ ñồ cấu trúc của amylose Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… 5 Hình 2: Sơ ñồ cấu trúc của amylopectin 2.1.2 Một số tính chất của tinh bột Trong tinh bột, thành phần amylose có ñộ tan cao song không bền khi hồ hóa nhanh chóng gel hóa, thành phần amylopectin khó tan trong nứơc thường , chỉ tan trong nước nóng. Tinh bột bị kết tủa trong cồn Khi ngâm tinh bột trong nước thể tích hạt tăng do sự hấp thu nước làm hạt tinh bột trương phồng lên, hiện tượng này gọi là sự trương nở tinh bột. Tăng kích thước trung bình của hạt tinh bột khi ngâm trong nước như sau: tinh bột bắp 9,1%; tinh bột khoai tây: 12,7%; tinh bột sắn: 28,4%. Phần lớn tinh bột bị hồ hóa khi nấu và trạng thái trương nở ñựơc sử dụng nhiều hơn trạng thái tự nhiên. Khi hồ hóa hạt tinh bột trương lên, tăng ñộ nhớt , tạo gel Một trong những tính chất quan trọng của tinh bột có ảnh hưởng tới chất lượng và kết cấu của nhiều sản phẩm thực phẩm ñó là ñộ nhớt và ñộ dẻo Tinh bột sau khi hồ hóa, ñể nguội, các phân tử nước sẽ tương tác nhau xắp xếp lại tạo gel. ðể tạo gel dung dịch tinh bột ñược hồ hóa có nồng ñộ ñậm Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… 6 ñặc vừa phải, sau ñó ñể nguội ở trạng thái tĩnh. Sau ñó một thời gian dài gel tinh bột sẽ co lại, tách nước ra gọi ñó là hiện tượng thoái hóa. Quá trình này tăng mạnh khi gel ñể ở trạng thái lạnh ñông rồi sau ñó tan giá. Các nhóm hydroxyl trong tinh bột có thể bị oxi hóa tạo thành andehyt, xeton và tạo thành các nhóm cacboxyl. Quá trình oxi hóa thay ñổi tùy thuộc vào tác nhân oxi hóa và ñiều kiện phản ứng. Quá trình oxi hóa tinh bột trong môi trường kiềm bằng hypoclorit là một trong những phương pháp hay ñược dùng ñể tạo ra nhóm cacboxyl trên tinh bột . Quá trình này còn làm giảm chiều dài mạch tinh bột và tăng khả năng hòa tan trong nước. Các nhóm hydroxyl trong tinh bột có thể ñược ete hóa, este hóa. Một số mono vinyl ñã ñựơc sử dùng ñể ghép vào tinh bột. Quá trình gắn ñược thực hiện trên tinh bột có gốc hydroxyl tự do. [ 4,11,14,22] 2.1.3 Ứng dụng của tinh bột Tinh bột tự nhiên từ ngũ cốc và các loại củ khác nhau thường chứa khoảng 20-25% amylose. Tinh bột ngũ cốc thường tạo nên các dung dịch dạng ñục, chúng chỉ phù hợp với việc chế biến các gel thực phẩm và ñặc biệt làm các chất “gum” trong sản xuất mứt, kẹo. Khi sử dụng các loại tinh bột chứa hàm lượng amylose cao hơn hoặc các loại tinh bột ñó xử lý axit thì sẽ thu ñược các gel rắn hơn, chúng cũng bền hơn khi nấu vì amylose ở trạng thái tinh thể chỉ trương phồng rất nhẹ ở nhiệt ñộ cao và không làm tăng ñộ nhớt. Tinh bột giàu amylose có thể dùng ñể chế tạo các màng bao ăn ñược (bọc kẹo, thuốc viên). Tinh bột sắn và tinh bột khoai tây tạo ñộ nhớt cao và ít bị thoái hóa thường ñựơc dùng trong chế biến gia vị, nước sốt với mục ñích làm ñặc tạm thời ñể giữ cho huyền phù ñồng nhất. Tuy nhiên chúng cũng không bền khi thời gian nấu kéo dài, nhất là khi khuấy với tốc ñộ cao và pH thấp. Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… 7 ðiều ñó sẽ kéo theo sự nổ vỡ các hạt tinh bột hòa tan và thủy phân một phần các cấu tử của tinh bột, hạ ñộ nhớt của dung dịch. Tinh bột là nguồn nguyên liệu quan trọng ñặc biệt ñể sản xuất maltooligossacharide, maltodextrin và glucose và các sản phẩm thuỷ phân tinh bột khác. Trước ñây, thủy phân tinh bột nhờ xúc tác của acid, công nghệ này ñòi hỏi các thiết bị chịu acid, không ñiều chỉnh ñể tạo thành các sản phẩm mong muốn và ảnh hưởng không tốt ñến môi trường. Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ ñã nghiên cứu và sản xuất ra nhiều loại enzyme trong ñó phải kể ñến nhóm enzyme thuỷ phân tinh bột amylase. Enzyme amylase xúc tác phản ứng thuỷ phân tinh bột triệt ñể, có tính ñặc hiệu cao tạo ra các sản phẩm mong muốn. Tùy thuộc vào mức ñộ thủy phân và bản chất, nguồn gốc của enzyme sử dụng có thể thu ñược các sản phẩm khác nhau: siro glucose, glucose bột, siro maltose, siro fructose, maltooligossacharide … 2.1.4 Tinh bột sắn Tinh bột sắn có cấu tạo bởi hai cấu tử amylose và amylopectin giống như các tinh bột khác. Amylose chiếm 12-18%, amylopectin chiếm 78-80%. Nhiệt ñộ hồ hóa tinh bột sắn bắt ñầu là 58oC và kết thúc ở 68oC. Kích thước hạt tinh bột sắn 15-20nm . Theo tiêu chuẩn của Mỹ, các loại sắn tốt có pH= 4,5-6,5, tinh bột sắn ñược sấy khô màu trắng, óng ánh khi nhìn dưới ánh nắng, hàm lượng tinh bột >85%, ñộ ẩm 12%.. Hạt tinh bột sắn có nhiều hình dạng: hình tròn, bầu dục bề mặt nhẵn. Dưới ánh sáng phân cực có thể thấy rõ các liên kết ngang với mật ñộ từ trung bình tới dày ñặc. Hàm lượng amylopectin, amylose trong tinh bột sắn liên quan tới ñộ kết dính khi nấu chín và nhiều tính chất ứng dụng công nghiệp. Tinh bột sắn có ñộ nở và ñộ hòa tan cao, ở dạng keo có ñộ trong lớn, có khả năng trương nở Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… 8 tốt và xu thế thoái hóa thấp. ðộ trong lớn và tính không vị của tinh bột sắn ñược sử dụng trong công nghệ thực phẩm. Khi làm nguội tinh bột sắn ở dạng keo, các phân tử polysaccharide có thể tạo một dạng cấu trúc gel có ñộ bền cao ñược sử dụng trong các thực phẩm cần ñược bảo quản trong thời gian dài Tinh bột sắn về cảm quan có màu sáng trắng, khi hồ hóa ñộ nhớt tăng rất nhanh, ñộ kết dính cao hơn các tinh bột khác như tinh bột khoai lang, khoai tây... Tinh bột sắn không có mùi ñặc trưng nhưng khi hồ hóa có mùi ñặc trưng dễ phân biệt với các loại tinh bột khác. Ở nước ta sắn ñược trồng nhiều nhất là ở những vùng ñồi núi, chịu ñược các ñiều kiện khí hậu khắc nghiệt và không ñòi hỏi sự chăm sóc nhiều, tinh bột sắn là nguồn nguyên liệu dồi dào và rẻ tiền nhất, giá 1 kg bột sắn khô khoảng 9000- 10000 ñ. Tinh bột sắn là nguồn nguyên liệu sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như công nghiệp thực phẩm (dùng trong sản xuất siro glucose, ñường glucose, mì chính..) công nghiệp giấy và công nghiệp dệt [1,7,9,10,11,] 2.1.5 Tình hình sản xuất và sử dụng sắn ở Việt Nam và trên thế giới Thái Lan là nước trồng sắn và xuất khẩu sắn ñứng ñầu thế giới, có trên 55% sản lượng sắn của Thái Lan ñược sử dụng dưới dạng sắn lát phơi khô dựng làm thức ăn gia súc, trong ñó 90% ñược xuất khẩu sang Châu Âu và chỉ có 10% tiêu thụ nội ñịa. Gần 45% sản lượng ñược chế biến thành các sản phẩm, 60% sản phẩm loại này ñược xuất khẩu.. Trong chiến lược toàn cầu, sắn ñang ñược tôn vinh là một trong những cây lương thực dễ trồng, thích hợp với những vùng ñất ñồi, là cây công nghiệp triển vọng, có khả năng cạnh tranh cao với nhiều cây trồng khác. Việt Nam cây sắn ñang ñược chuyển ñổi nhanh chóng vai trò từ cây lương thực truyền thống sang cây công nghiệp. Sự hội nhập ñang mở rộng thị trường sắn, tạo nên những cơ hội chế biến tinh bột, tinh bột biến tính, sắn lát, sắn viên ñể xuất Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… 9 khẩu và sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, thức ăn gia súc, nguyên liệu cho các ngành công nghiệp. Trong nhiều năm gần ñây sản xuất lương thực của Việt nam tăng trưởng mạnh. Sản lượng lương thực chiếm tỷ trọng lớn là ñặc thù của nền nông nghiệp Việt nam. Tuy nhiên giá trị hàng hóa của sản phẩm nông nghiệp vẫn còn hạn chế. Lý do chủ yếu là sản xuất nông nghiệp phần lớn vẫn cung cấp các sản phẩm ở dạng thô cho thị trường. Việc áp dụng công nghệ kỹ thuật mới trong chế biến nhằm ñáp ứng nhu cầu thị trường, hoà nhập với nền kinh tế thế giới ñang là nguyện vọng của toàn dân ta. Mặt khác do giá tinh bột cũng như các nông sản khác thường không ổn ñịnh, nếu không chế biến nâng cao giá trị nông sản tinh bột sắn sẽ không tránh khỏi rủi ro cho cả người trồng và người sản xuất tinh bột sắn. Xây dựng công nghệ sản xuất các sản phẩm từ tinh bột sắn là một hướng ñầu tư có tiềm năng lớn cho cây sắn nói riêng và cho ngành nông nghiệp nói chung. Cây sắn ñầu tiên mọc ở vùng hoang vu Trung và Nam Châu Mỹ, về sau ñược trồng lan rộng sang Châu Phi, Châu á. Cho tới nay sắn ñược trồng ở hầu hết các quốc gia trên thế giới như: Các nước nằm trong vĩ ñộ 300 Bắc và 300 Nam, các nước Châu Mỹ La tinh, Khu vực ðông Nam Á. Ở Việt nam sắn ñược trồng vào cuối thế kỷ 19 và ñược coi là loại cây hoa mầu quan trọng. Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………… 10