Tài liệu Nghiên cứu quy trình sản xuất miến sợi từ tinh bột khoai nưa (amorphophally infolicem)

Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến CHƢƠNG 1 :TỔNG QUAN 1.1 Tình hình sản xuất miến sợi ở Việt Nam hiện nay  Giới thiệu Theo Lê Thị Long Vy và công sự, 2011, miến (bún tàu) là loại thực phẩm dạng sợi khô sản xuất từ tinh bột đƣợc sử dụng trên nhiều quốc gia thuộc khu vực châu Á: Trung Quốc, Philipines, Malaysia… cũng nhƣ trong các món ăn phƣơng Đông đƣợc phục vụ ở châu Âu và Bắc Mỹ. Miến gạo bắt nguồn từ Trung Hoa, có từ hơn 400 năm trƣớc. Miến có thể đƣợc sản xuất từ các loại tinh bột ngũ cốc khác nhau hoặc phối trộn nhiều loại tinh bột ngũ cốc nhƣ: tinh bột đậu xanh, tinh bột dong riềng hoặc phối trộn giữa tinh bột đậu xanh và tinh bột khoai tây. Sợi miến khi nấu lên dai, trong và không trƣơng lên, có tính dễ tiêu hóa. Miến là một loại thực phẩm khô sơ chế phổ biến trong các hàng quán ăn nhanh lẫn trong gia đình Việt Nam, chỉ đứng sau bún. Khi sử dụng miến, rửa sạch rồi cho vào chần trong nồi nƣớc dùng, bỏ trực tiếp vào bát. Ngày lễ, tết, cúng giỗ ở các vùng nông thôn miền Bắc Việt Nam không thể nào thiếu bát miến măng khô nấu cùng với lòng gà, mộc nhĩ, nấm hƣơng và các gia vị khác. Có thể ăn chan với cơm tẻ, có thể ăn không. Trong nem (chả ram), ngƣời ta cũng cắt nhỏ miến để trộn vào. Ở các đƣờng phố lớn miến cũng góp mặt trong các món phổ thông nhƣ: miến ngan, miến cua, miến lƣơn...  Các loại miến dong hiện nay  Miến dong: đi từ nguồn nguyên liệu là tinh bột dong riềng thƣờng có màu: hơi xám (không dùng chất tẩy trắng), trắng hơi vàng (có dùng chất tẩy trắng), vàng (có dùng bột nghệ) SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến a) Hình 1.1. a) Miến dong xám b) Miến dong trắng vàng  c) b) c) Miến dong vàng Miến đậu xanh: đi từ nguồn nguyên liệu tinh bột đậu xanh có màu trắng Hình 1.2 Miến đậu xanh  Miến hỗn hợp: đi từ nhiều nguồn nguyên liệu tinh bột khác nhau: đậu xanh, khoai tây… Hình 1.3. Miến đậu xanh và khoai tây 1.1.1 Những nguyên liệu thƣờng dùng trong sản xuất miến sợi SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 2 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến 1.1.1.1 Tinh bột dong riềng (Canna edulis Ker) Theo Trung Tâm Dữ Liệu Thực Vật Việt Nam  Đặc tính thực vật Giới: thực vật Ngành: Mangoliophyta Lớp: liliopsida Bộ: Zingiberales Họ: Cannaceae Chi: Canna Hình 1.4. Củ dong riềng Loài: Canna edulis Ker Dong riềng là họ thực vật một lá mầm chỉ có một chi duy nhất là chi Canna, thân là củ ngầm dƣới đất, chỉ có cuống lá và lá mọc thò lên trên mặt đất. Thƣờng trồng bằng các hái từ củ mẹ ra, thƣờng trồng vào mùa xuân, phát triển tốt nhất ở mùa hè và hết vụ vào mùa đông, tinh bột tích tụ vào khi củ đã già đủ tuổi, và thu họach để lấy bột. Củ dong cho tinh bột làm miến dài chừng một gang tay, màu trắng ngà. Mặc dù nó có mặt hầu hết ở các vùng nhiệt đới nhƣng ít khi đƣợc trồng và sử dụng nhƣ một nguồn thực phẩm thiết yếu. Rễ cây có nhiều chất xơ nên ít đƣợc sử dụng do nghèo dinh dƣỡng và thời gian chế biến dài (từ 2-5 giờ).  Công dụng của dong riềng Dong riềng đƣợc trồng chủ yếu để lấy tinh bột. Cho đến nay, tinh bột dong riềng là loại có kích thƣớc hạt lớn nhất (70-130μm), do đó nó lắng rất nhanh. Một phần lớn của tinh bột dong riềng sản xuất ở Việt Nam đƣợc đƣa vào chế biến miến, một loại thức ăn cao cấp ở Đông Nam Á và theo truyền thống thƣờng làm từ tinh bột đậu xanh rất đắt tiền. Miến loại ngon dày khoảng 2 mm, có độ dai cao và trong suốt. Lƣợng chất khô mất đi trong suốt quá trình nấu khoảng <10%. Miến dong riềng ở Việt Nam có chất lƣợng tốt hơn rất nhiều so với các loại miến làm từ tinh bột khoai tây và sắn. Mặc dù chức năng công nghệ của dong riềng không cao nhƣng nó vẫn đƣợc dùng thay thế toàn bộ cho đậu xanh đắt tiền nhƣ là nguyên liệu thô để SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 3 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến sản xuất miến ở Việt Nam. So với các loại tinh bột khác, tinh bột dong riềng có hàm lƣợng amylose cao (có thể lên đến 47%). Gel của tinh bột dong riềng có khả năng tái kết tinh cao và trong suốt, ảnh hƣởng đến chất lƣợng của miến. Có hai loại tinh bột dong riềng là tinh bột khô và tinh bột ƣớt. Để làm miến, ngƣời ta thƣờng làm từ tinh bột ƣớt, nhƣ thế giá thành sẽ rẻ hơn. Thông thƣờng, ở các vùng làm nghề miến dong, luôn có các hộ sản xuất tinh bột dong riềng ƣớt để bán cung ứng nguyên liệu, vì vậy nguyên liệu làm miến dong đƣợc cung cấp rất thuận tiện. Một vài thƣơng hiệu miến dong riềng nổi tiếng nhƣ: Lai Trạch, Việt Cƣờng, Bình Liêu, Nhất Thiện.. Bảng 1.1. Thành phần dinh dƣỡng trong 100g củ dong ăn đƣợc Thành phần Đơn vị 100g ăn đƣợc Nƣớc g 70,0 Protein g 1,6 Lipid g 0 Glucid g 25,1 Cellulose g 2,5 Calcium (Ca) mg 64,0 Phosphor (P) mg 107 Tro g 1,6 Năng lƣợng Kcal 106 Theo: Viện Dinh Dưỡng – Bộ Y Tế ( 1994), Thành phần dinh dưỡng thức ăn Việt Nam, NXB Y Học  Phân bố Theo Lê Thị Long Vy và công sự, 2011, ngƣời ta ƣớc tính rằng diện tích gieo trồng dong riềng trên thế giới là khoảng 200,000 – 300,000 ha, trong đó châu Phi chiếm diện tích gieo trồng lớn nhất và năng suất là khoảng 30 tấn mỗi ha. Ở Việt Nam, dong riềng có nguồn gốc từ Peru đã đƣợc trồng thực dân Pháp từ năm 1896. Sản lƣợng dong riềng ở Việt Nam là khoảng 30,000 ha. Tập trung ở một tỉnh miền Bắc nhƣ: Hƣng Yên, Hà Nội, SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 4 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến Cao Bằng, Bắc Kạn ngoài ra còn trồng ở một số vùng khác nhƣ: Huế, Đồng Nai... dong riềng đƣợc trồng chủ yếu để sản xuất bột và miến. 1.1.1.2 Đậu xanh (Vigna radiata) Theo Trung Tâm Dữ Liệu Thực Vật Việt Nam  Đặc tính thực vật Giới: thực vật Ngành: Magnoliophyta Bộ: Fabales Họ: Fabaceae Chi: Vigna Loài: V.ratiara Hình 1.5. Hạt đậu xanh Đậu xanh thuộc loại cây thảo mọc đứng. Lá mọc kép 3 chia, có lông hai mặt. Hạt đậu xanh có kích thƣớc nhỏ và có hình bầu dục nằm ở bên trong quả đậu. Quả đậu thƣờng có hình trụ thẳng, do hai mảnh ghép lại, mảnh nhƣng số lƣợng nhiều, có lông. Cấu tạo của hạt đậu xanh thƣờng bao gồm: Vỏ hạt bao bọc xung quanh có tác dụng chống lại ảnh hƣởng xấu của điều kiện ngoại cảnh. Là loại vỏ trần, đƣợc cấu tạo từ nhiều lớp tế bào mà thành phần của nó chủ yếu là cellulose và hemicellulose. Vỏ hạt đục, không trong suốt hoặc đôi khi có màu, có lông và có tác dụng bảo vệ phôi hạt. Ở các loại hạt khác thì ngoài vỏ ra chúng còn có đầy đủ 3 phần là lớp aloron, nội nhũ và phôi đứng tách biệt nhau. Tuy nhiên ở đậu xanh thì khác, toàn bộ hạt đậu là một phôi lớn đƣợc bao bọc bằng vỏ hạt. Hoa màu vàng lục mọc ở kẽ lá, mảnh nhƣng số lƣợng nhiều, có lông trong chúa hạt hình tròn hơi thuôn, kích thƣớc nhỏ, màu xanh, ruột màu vàng, có mầm ở giữa có kích thƣớc hạt nhỏ (đƣờng kính khoảng 2–2,5 mm). Đậu xanh là loại cây họ đậu có giá trị dinh dƣỡng rất cao.  Công dụng cùa đậu xanh Trong đời sống hằng ngày đậu xanh đƣợc sử dụng rộng rãi và phổ biến với nhiều cách khác nhau nhƣ: làm bánh, nấu chè, xôi, sữa...thích hợp cho cả ăn chay và ăn mặn. SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến Theo các chuyên gia dinh dƣỡng tại Đại học Kentucky ở Lexington (Mỹ) và là tác giả chƣơng trình “Magic Bean” (hạt đậu kì diệu) nếu ăn một chén cháo đậu xanh nấu chín mỗi ngày có thể hạ thấp 20% lƣợng cholesterol trong 3 tuần, nguy cơ mắc bệnh tim mạch và huyết áp giảm 40%. Chất xơ trong đậu xanh còn có khả năng loại bỏ các độc tố trong cơ thể, do đó giúp ngăn ngừa chứng ung thƣ ruột kết. Ngoài ta đậu xanh còn sử dụng để làm miến, miến đậu xanh đƣợc coi là sản phẩm mới và hiện nay rất đƣợc ƣa chuộng trên thị trƣờng. Do củ dong riềng hiện nay cho năng suất thấp mà hàm lƣợng chất xơ trong đó lại rất cao. Nên ngƣời ta đã quyết định chọn nguyên liệu thay thế là đậu xanh vì đậu xanh có hàm lƣợng amylose cao chính vì lý do đó mà miến đậu xanh đã ra đời. Vẫn giữ đƣợc đặc tính trên khi ta thay thế nguyên liệu đậu xanh cho nguyên liệu dong riềng thì không những hàm lƣợng amylose trong đậu xanh tƣơng đối cao (có thể lên đến 54%) mà đậu xanh còn chứa rất nhiều chất dinh dƣỡng, ngoài ra nó nhƣ một liều thuốc hữu hiệu chữa rất nhiều bệnh cho con ngƣời. Vì vậy khi ta đem thay thế nguyên liệu đậu xanh cho dong riềng thì không những đậu xanh tạo cho chúng ta một loại miến dẻo dai trong suốt mà nó còn có tác dụng làm mát gan, lọc máu, thanh nhiệt nhờ đậu xanh giàu VTM B1, B2, C, giàu chất sắt, giàu Ca và giàu caroten. Một vài thƣơng hiệu miến đậu xanh nổi tiếng nhƣ: Phú Hƣơng, Hoàng Mai... SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 6 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến Bảng 1.2. Thành phần dinh dƣỡng trong 100g đậu xanh ăn đƣợc Thành phần Đơn vị 100g ăn đƣợc Nƣớc g 14,0 Protein g 23,4 Lipid g 2,4 Gluxit g 53,1 cellulase g 4,7 Tro g 2,4 Natrium (Na) mg 6,0 Kalium (K) mg 1132 Calcium (Ca) mg 64,0 Phosphor (P) mg 377,0 Sắt (Fe) mg 4,8 Đồng (Cu) mg 0,76 Vitamin B1 mg 0,72 Vitamin B2 mg 0,15 Vitamin PP mg 2,4 Vitamin B6 mg 0,47 Folie acid mcg 121 Panthothenie acid mcg 2,5 Lysin mg 2145 Trytpphan mg 432 Proline mg 802 Theo: Viện Dinh Dưỡng – Bộ Y Tế ( 1994), Thành phần dinh dưỡng thức ăn Việt Nam, NXB Y Học SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 7 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến  Phân bố Hạt đậu xanh trồng phổ biến ở các tỉnh Tây Nguyên: nhƣ Đắc Nông, Đắc Lắc, Gia Lai... với sản lƣợng khoảng 2,100 tấn hạt/năm và một số tỉnh miền Tây. 1.1.2 Tính năng công nghệ chung của nguyên liệu dùng để sản xuất miến sợi. Để sản xuất đƣợc miến ngƣời ta thƣờng dùng tinh bột của hạt đậu xanh và dong riềng vì 2 loại tinh bột này có các tính chất công nghệ nhƣ sau: 1.1.2.1 Tỷ lệ amylose và amylosepectin  Amylose Amylose là loại mạch thẳng, chuỗi dài từ 500-2,000 đơn vị glucose, liên kết nhau bởi liên kết α−1,4 glycoside. Có hai loại amylose:  Amylose có mức độ trùng hợp tƣơng đối thấp (khoảng 2,000) thƣờng không có cấu trúc bất thƣờng và bị phân ly hoàn toàn bởi β-amylase  Amylose có mức độ trùng hợp lớn hơn, có cấu trúc án ngữ đối với β−amylase nên chỉ bị phân hủy 60%. Trong hạt tinh bột hoặc trong dung dịch hoặc ở trạng thái thoái hóa, amylose thƣờng có cấu hình mạch giãn, khi thêm tác nhân kết tủa vào, amylose mới chuyển thành dạng xoắn ốc. Mỗi vòng xoắn ốc gồm 6 đơn vị glucose. Đƣờng kính của xoắn ốc là 12,97 A0, chiều cao của vòng xoắn là 7,91A0. Các nhóm hydroxyl của các gốc glucose đƣợc bố trí ở phía ngoài xoắn ốc, bên trong là các nhóm C-H. Hình 1.6. Công thức hóa học của amylose SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 8 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến  Amylopectin Amylopectin là polymer mạch nhánh, ngoài mạch chính có liên kết α-1,4 glucoside còn có nhánh liên kết với mạch chính bằng liên kết α-1,6 glucoside. Mối liên kết nhánh này làm cho phân tử cồng kềnh hơn, chiều dài của chuỗi mạch nhánh này khoảng 25-30 đơn vị glucose. Phân tử amylopectin có thể chứa tới 100,000 đơn vị glucose. Hình 1.7. Công thức hóa học của amylopectin Sự khác biệt giữa amylose và amylopectin không phải luôn luôn rõ nét. Bởi lẽ ở các phân tử amylose cũng thƣờng có một phần nhỏ phân nhánh do đó cũng có những tính chất giống nhƣ amylopectin. Hình 1.8. Cấu trúc không gian của amylose và amylosepectin SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 9 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến Đa số thành phần tinh bột của các hạt cốc tỷ lệ giữa amylose và amylopectin là ¼. Tuy nhiên ở tinh bột đậu xanh và dong riềng thì thành phần amylose chiếm trên dƣới 54% (đậu xanh) và 47% (dong riềng). Chính đặc điểm này làm tinh bột đậu xanh và tinh bột dong riềng có một số tính chất khác biệt và đƣợc ứng dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất miến có chất lƣợng cao So với các loại tinh bột khác thì 2 loại tinh bột đậu xanh và tinh bột dong riềng có chứa nhiều amyloza (đậu xanh 46-54%, dong riềng 38-41%) làm sợi miến dai và bền hơn. Điều đó có thể giải thích: sợi miến là sự chập lại của rất nhiều phân tử amylose và amylopectin. Độ dai hay độ bền đứt toàn sợi là do tƣơng tác giữa các phân tử hay lực tƣơng tác nội phân tử quyết định. Liên kết giữa các phân tử là lực Van der Waals hoặc liên kết hidro…So với năng lƣợng của các liên kết hóa trị (60-120 cal/mol) thì năng lƣợng của các lực hút giữa các phân tử là bé (1-6 cal/mol) nhƣng số lƣợng của các liên kết này lại rất nhiều nên giá trị tổng năng lƣợng này sẽ vƣợt rất xa năng lƣợng của các liên kết hóa trị trong mạch. Khi đứt sợi, đầu tiên sẽ đứt liên kết giữa các phân tử do đó các phân tử đƣợc định hƣớng. Sau khi định hƣớng hoàn toàn thì sự đứt sẽ xảy ra ở chính mạch phân tử. Phân tử amylose dài nên lực tƣơng tác giữa các phân tử lớn và do đó có độ bền đứt lớn. Các chuỗi amylose liên kết với nhau rất chặt nên khó bị trƣơng ra hơn, do đó sợi chắc và dai. Các tinh bột giàu amylopectin, các mạch nhánh của amylopectin thƣờng rất ngắn nên lực tƣơng tác giữa các phân tử yếu do đó độ bền đứt kém. Khi ta chập nhiều phân tử lại để thành sợi sẽ có nhiều khuyết tật do đó sợi tinh bột dễ bị nhão và đứt. Kích thƣớc hạt tinh bột lớn (đậu xanh 30-50µm, dong riềng 70-130µm) tạo điều kiện cho quá trình lắng diễn ra nhanh hơn. b)a) a) Hình 1.9. a) Hạt tinh bột dong riềng b) Hạt tinh bột đậu xanh SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 10 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến 1.1.2.2 Khả năng hấp thụ nƣớc và sự hồ hóa Tinh bột là những polymer có khả năng hấp thu nƣớc tốt (gấp 2,000 lần thể tích của nó) và hòa tan tốt trong nƣớc. Khi hòa tan tinh bột vào nƣớc, đầu tiên các phân tử nƣớc sẽ thâm nhập vào giữa các phân tử tinh bột có kích thƣớc phân tử lớn và tƣơng tác với các nhóm hoạt động của tinh bột tạo ra lớp vỏ nƣớc và làm cho mắc xích nào đó của phân tử tinh bột bị yếu đi. Kết quả, phân tử tinh bột bị xê dịch, nhão ra rồi trƣơng lên. Quá trình trƣơng xảy ra không hạn chế sẽ làm bung các phân tử tinh bột và hệ chuyển thành dạng dung dịch. Quá trình trƣơng luôn xảy ra trƣớc quá trình hòa tan và đây là một quá trình phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ bên ngoài. Quá trình hòa tan tinh bột vào nƣớc diễn ra nhƣ sau: Sự hòa tan tinh bột vào nƣớc cần phải có thời gian để nƣớc có thể đi vào bên trong mạch tinh bột (do kích thƣớc phân tử nƣớc nhỏ, linh động hơn phân tử tinh bột nên ban đầu chỉ có nƣớc khuếch tán vào bên trong tinh bột) và làm thay đổi dần độ linh động của mạch tinh bột, do đó đa số các tinh bột không thể hòa tan ngay mà phải qua một quá trình hấp thu một lƣợng lớn nƣớc, đó là quá trình trƣơng. Tế bào trƣơng lên có chứa nƣớc bên trong sẽ tồn tại tách biệt với nƣớc trong hỗn hợp. Sau một thời gian, khi mạch đã đủ linh động thì chúng bắt đầu khuếch tán dần dần vào nƣớc và hình thành hai lớp: lớp dung dịch tinh bột đậm đặc và lớp chủ yếu là nƣớc. Phải một thời gian nữa thì hai pha mới khuếch tán vào nhau để cho ta một một pha đồng nhất, cùng nồng độ. Sự phá hủy hạt tinh bột có thể xem nhƣ giới hạn tự nhiên giữa hai trạng thái khác nhau của tinh bột: tinh bột ban đầu với các mức hydrat hóa khác nhau và dung dịch keo của tinh bột. Nhiệt độ để phá vỡ hạt, chuyển hạt từ trạng thái đầu có mức độ hidrat hóa khác nhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt độ hố hóa. Các hạt tinh bột khác nhau,từ các nguồn khác nhau sẽ có nhiệt độ hồ hóa khác nhau, thƣờng là một khoảng nhiệt độ. SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 11 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến Nhìn chung thì quá trình hồ hóa ở tất cả các loại tinh bột đều giống nhau: ban đầu độ nhớt của hồ tinh bột tăng dần lên sau đó qua một cực đại rồi giảm xuống do pha phân tán trong dịch tăng dần cho đến khi hệ đồng nhất thì pha phân tán giảm xuống. Trong tinh bột đậu xanh và dong riềng có chứa nhiều amylose hơn một số loại tinh bột khác. Do amylose có cấu trúc mạch dài và không phân nhánh nên liên kết hóa học giữa các phân tử bên trong mạch bền hơn và năng lƣợng tƣơng tác giữa các mạch lớn làm cho mạch amylose cứng hơn amylopectin và cản trở việc tách chúng ra khỏi nhau dẫn đến khả năng hòa tan trong nƣớc chậm và nhiệt độ hồ hóa cao hơn các loại tinh bột có chứa ít amylose hơn. Mặt khác trong dung dịch các amylose có xu hƣớng liên kết lại với nhau để tạo tình thể nên nhiệt độ hồ hóa của tinh bột đậu xanh và dong riềng cũng cao hơn. Có thể làm tăng khả năng hòa tan và giảm nhiệt độ hồ hóa của tinh bột đậu xanh và dong riềng bằng cách cho thêm vào dung dịch một lƣợng muối vừa phải hoặc bổ sung tác nhân kiềm trong quá trình hòa tan. 1.1.2.3 Độ trong của hồ tinh bột Tinh bột sau khi đã hồ hóa thƣờng có một độ trong suốt nhất định. Chính độ trong suốt này có ý nghĩa rất quan trọng đối với nhiều sản phẩm thực phẩm có chứa tinh bột, đặc biệt là làm tăng giá trị cảm quan. Dịch hồ trong hay đục là do sự tán xạ ánh sáng đi qua nó ít hay nhiều. Thƣờng thì các loại tinh bột có chứa nhiều amylopectin sẽ trong hơn tinh bột có chứa nhiều amylose vì dịch hồ của tinh bột giàu amylose thì các phân tử tinh bột phân tán tƣơng đối đều nên ánh sáng đi qua bị tán xạ nhiều lần làm cho dịch hồ ít trong. Tinh bột đậu xanh có chứa nhiều amylose hơn tinh bột dong riềng nên dịch hồ thu đƣợc thƣờng đục hơn. Để làm tăng độ trong của hồ tinh bột đậu xanh và dong riềng ta có thể bổ sung vào chất hoạt động bề mặt natri laurysulfat vì phức này có khả năng tạo phức với amylose làm tăng độ trong của hồ tinh bột. Đƣờng cũng có thể làm tăng đáng kể độ trong của hồ tinh bột. SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 12 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến 1.1.2.4 Tính chất nhớt dẻo của hồ tinh bột Độ nhớt và độ dẻo của hồ tinh bột là một trong những tính chất quan trọng ảnh hƣởng đến chất lƣợng và tính chất của nhiều loại thực phẩm. Phân tử tinh bột chứa nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kết lại với nhau làm cho phân tử tinh bột tập hợp lại đồ sộ hơn và giữ đƣợc nhiều phân tử nƣớc hơn khiến cho dung dịch có độ đặc, độ dẻo, độ dính và độ nhớt cao hơn. Tinh bột chứa nhiều amylopectin thì tính chất này càng thể hiện mạnh hơn. Do tinh bột đậu xanh và tinh bột dong riềng có chứa nhiều amylose nên trong dịch hồ thu đƣợc các phân tử amylose ở dạng mạch thẳng luôn có xu hƣớng liên kết lại với nhau, phá vỡ các liên kết nƣớc cùng với cấu trúc mạch thẳng làm khả năng giữ nƣớc của các phân tử amylose kém hơn nên dẫn đến dịch hồ thu đƣợc từ tinh bột đậu xanh sẽ có độ nhớt thấp hơn tinh bột dong riềng. 1.1.2.5 Khả năng tạo gel Một tính chất quan trọng khác nữa của tinh bột là khả năng tạo gel của nó. Gel tinh bột đƣợc hình thành khi có sự sắp xếp một cách có trật tự của các phân tử tinh bột khi để nguội dịch hồ tinh bột. Gel tinh bột đƣợc hình thành hoàn toàn là do sự hình thành các liên kết hidro nối trực tiếp các phân tử tinh bột với nhau hoặc thông qua các cầu phân tử nƣớc. Ngoài khả năng tự tạo gel thì tinh bột còn có khả năng đồng tạo gel với protein. Vì trong tinh bột có cả amylose và amylopectin nên trong mạng gel tinh bột có cả vùng kết tinh và vùng vô định hình. Chính đặc điểm này tạo nên độ bền và độ đàn hồi cho gel. Tinh bột chứa nhiều amylopectin thì khó tạo gel hơn tinh bột có chứa nhiều amylose vì cấu trúc phân nhánh của nó làm cản trở sự giàn phẳng và liên kết lại với nhau của các phân tử để tạo thành mạng gel. Tuy nhiên với nồng độ tinh bột cao (khoảng 30%) thì cũng tạo gel đƣợc. So với các loại tinh bột khác thƣờng có tỉ lệ amylose/amylopectin là ¼ thì tinh bột SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 13 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến đậu xanh và tinh bột dong riềng có thành phần amylose tƣơng đối lớn nên khả năng tạo gel của nó cũng khác. Do có chứa nhiều amylose nên quá trình hình thành gel của dịch tinh bột diễn ra nhanh và dễ dàng hơn. 1.1.2.5 Khả năng tạo màng của tinh bột Giống nhƣ các hợp chất cao phân tử khác,tinh bột có khả năng tạo màng tốt. Để tạo màng, các phân tử tinh bột sẽ giàn phẳng ra, sắp xếp lại và tƣơng tác trực tiếp với nhau nhờ các liên kết hidro và/hoặc gián tiếp thông qua các phân tử nƣớc. Tính chất này dùng để sản xuất các loại bánh tráng, bánh cuốn, bánh phở, miến…từ tinh bột. Các bước tiến hành để tạo thành màng từ tinh bột như sau:  Cho tinh bột phân tán trong nƣớc đến một nồng độ nhất định (không quá đặc và cũng không quá loãng vì nếu quá đặc hoặc quá loãng thì trong quá trình hình thành màng rất dễ bị rách).  Hồ hóa sơ bộ để tạo ra một độ nhớt nhất định.  Khuấy kỹ và rót dịch tinh bột thành một lớp mỏng lên bề mặt kim loại phẳng và nhẵn đã đƣợc gia nhiệt thích hợp (có thể phết một lớp parafin để trơ hóa bề mặt kim loại, tránh cho màng khỏi bị dính sau khi khô). Nhìn chung cơ chế của việc tạo thành màng chủ yếu là do sự bốc hơi nƣớc của dịch hồ dƣới tác dụng của nhiệt (nƣớc tự do sẽ bốc hơi trƣớc), tạo điều kiện cho các phân tử tinh bột sắp xếp tập hợp lại với nhau thông qua các liên kết bên trong phân tử, liên kết hydro, liên kết Van der Waals… Các giai đoạn của quá trình tạo màng diễn ra như sau:  Giai đoạn 1: Nƣớc bốc hơi từ bề mặt tự do của chất lỏng (trong trƣờng hợp này, áp suất hơi bão hòa là trở ngại duy nhất).  Giai đoạn 2: Nồng độ tinh bột tăng lên và các hạt tinh bột dịch lại gần nhau, phân tán sắp xếp lại thành lớp “đơn hạt”, một lớp gel nhớt sẽ tạo ra trên bề mặt màng (nƣớc phải thắng trở lực của lớp gel này).  Giai đoạn 3: Nƣớc nằm giữa các hạt (nƣớc solvate hóa, liên kết bền vững hơn với tinh bột) bắt đầu bốc hơi. Lúc này nƣớc phải thắng trở lực của lớp màng mới tạo SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 14 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến ra. Các hạt tiếp xúc nhiếu hơn và bắt đầu bị biến dạng. Sức căng bề mặt có khuynh hƣớng làm biến dạng bề mặt của hệ thống.  Giai đoạn 4: Các hạt bắt đầu thể hiện tính cố kết tạo nên tính chất cơ lý của màng.  Giai đoạn 5: Màng đƣợc tạo thành do kết quả của việc bốc hơi nƣớc. Màng sau khi thu đƣợc sẽ bị giảm thể tích và có độ cứng nhất định. Tính chất của màng thu đƣợc còn phụ thuộc vào tốc độ bốc hơi, nồng độ dung dịch và thành phần của tinh bột. Nếu màng thu đƣợc từ dung dịch có nồng độ thấp, tốc dộ bốc hơi nhanh thì các phân tử tinh bột sẽ đƣợc định hƣớng mạnh mẽ làm màng thu đƣợc bền nhƣng ứng suất nội sẽ rất lớn. Ngƣợc lại màng thu đƣợc từ dung dịch có nồng độ cao, tốc độ bốc hơi chậm hơn, màng đƣợc làm khô từ từ nên kém bền nhƣng không có ứng suất nội. Vì vậy ta có thể thay đổi nhiệt độ điều chỉnh tốc độ bốc hơi, thay đổi độ nhớt và nồng độ tinh bột để thu đƣợc màng có tính chất nhƣ mong muốn. Ngoài ra màng tinh bột thu đƣợc thƣờng giòn và dễ rách là do việc hình thành cấu trúc cục bộ vững chắc trong suốt quá trình tạo thành màng. Do bề mặt kim loại không có khả năng thay đổi kích thƣớc nên sự hình thành cấu trúc cục bộ sẽ dẫn đến hình thành các ứng suất nội. Nếu ứng suất này bé hơn độ bền của màng ngay tại thời điểm đó thì màng không bị rách còn ngƣợc lại thì sẽ làm rách màng. Khắc phục hiện tƣợng trên bằng cách tăng cao nhiệt độ tạo màng để làm tăng tốc độ chuyển động nhiệt gây cản trở quá trình hình thành cấu trúc cục bộ hoặc bổ sung các chất hóa dẻo (là những chất có khối lƣợng, kích thƣớc nhỏ và có cùng bản chất) vào dung dịch. Các chất này sẽ nằm xen kẽ giữa các phân tử tinh bột và làm giảm lực liên kết giữa chúng. 1.1.2.6 Khả năng tạo sợi của tinh bột Tinh bột cũng có khả năng tạo sợi, khả năng tạo sợi của tinh bột dựa vào sự sắp xếp và định hƣớng giữa các mạch amylose và amylopectin trong hồ tinh bột. Tinh bột chứa nhiều amylose thì khả năng tạo sợi tốt hơn và sợi thu đƣợc có chất lƣợng tốt hơn. SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 15 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến Khả năng tạo sợi là ứng dụng quan trọng nhất của tinh bột đậu xanh và dong riềng. Sợi thu đƣợc từ hai loại tinh bột này có độ dai cao và tính chất cảm quan tốt. 1.1.3 Công nghệ và chỉ tiêu chất lƣợng Có rất nhiều phƣơng pháp sản xuất miến sợi từ các nguồn nguyên liệu khác nhau tuy nhiên đều xuất phát từ quy trình sản xuất miến truyền thống cơ bản nhƣ sau: Nguyên liệu Làm sạch Ngâm và tẩy trắng Tráng bánh Nghiền nát Sấy sơ bộ Thu tinh bột Cắt Sấy khô hoàn toàn Ở Việt Nam hiện nay có nhiều quy trình làm miến khác nhau từ các nguyên liệu khác nhau nhƣng đều theo các bƣớc nhƣ sau: Tinh bột Sấy khô Nhào trộn với nƣớc Hồ hóa tinh bột Ép đùn Sấy sợ bộ Đóng gói Thuyết minh quy trình Tinh bột nhào trộn với nước: Lƣợng nƣớc càng nhiều thì mức độ trƣơng nở tinh bột càng cao. Lƣợng nƣớc thích hợp đƣợc tìm thấy thông qua thực nghiệm. Quá trình trƣơng nở đạt tối ƣu khi hàm ẩm bên trong khối bột nhào (trƣớc khi hồ hóa) khoảng 2734% khối lƣợng. Thời gian nhào trộn thông thƣờng là 10-15 phút. Nƣớc sử dụng có thể ở nhiệt độ phòng hoặc nƣớc ấm, tức khoảng 30-600C. Kết thúc quá trình mang khối bột sang giai đoạn hồ hóa tinh bột: Hơi nƣớc đƣợc sử dụng để hồ hoá tinh bột. Hơi nƣớc đƣợc sục vào song song hay ngay sau khi cho nƣớc vào. Hơi nƣớc đƣợc phun vào sao cho nhiệt độ của nguyên liệu tăng lên đến 500C trong vòng 15-60s kể từ lúc phun hơi và sau đó tiếp tục tăng lên đến 85oC, thể tích tăng lên gấp 3 lần và quá trình hồ hoá xảy ra hoàn toàn. Lên đến 90oC, quá trình hồ hoá kết thúc quá trình hồ hoá kết hợp với khuấy đảo liên tục. Khi khối bột nhào đã hồ hoá sẽ tạo ra một khối gel đồng nhất, trong suốt. Bột phải đƣợc nấu chín vì nó sẽ ảnh hƣởng đến chất lƣợng của miến thành phẩm. Bột không nấu chín sẽ làm cho sợi miến dễ vỡ. SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 16 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến Bột sau khi nấu chín sẽ đƣợc cho vào máy ép đùn: Chuyển khối bột thành dạng sợi. Đƣờng kính lỗ có thể điều chỉnh tùy theo nhu cầu sử dụng: 0,5mm, 1mm... Sau khi ép đùn mang đi sấy: Để hàm ẩm cuối cùng còn lại trong sản phẩm khoảng 12,5% hoặc thấp hơn. Tác nhân sấy sử dụng có thể là bức xạ vi sóng, không khí nóng, cấp nhiệt qua điện môi, sấy tầng sôi... Hàm ẩm của miến trƣớc khi vào quá trình sấy khoảng 25-27%. Khi qua giai đoạn sấy đầu tiên, hàm ẩm của miến giảm xuống 17-19%. Miến tiếp tục đựơc đƣa qua giai đoạn sấy tiếp theo để giảm hàm ẩm xuống còn 12,5%. Sau đó, sản phẩm đƣợc đem đi làm nguội xuống còn 28-320C để chuẩn bị đóng gói. Nhiệt độ sấy là 55-65oC, thời gian sấy là 4,5-5h. Cuối cùng mang miến đi đóng gói: Miến là loại thực phẩm khô đã đƣợc xử lý nhiệt ở 1000C qua quá trình hồ hoá bột, tráng bánh, lại không có các phụ gia nhƣ gia vị, chất béo... nên vấn đề bảo quản không phức tạp lắm. Nhằm kéo dài thời hạn bảo quản, nâng cao giá trị tiêu dùng, hàng hoá, miến thành phẩm cần đƣợc bao gói trong các bao màng kín PP, PE hoặc OPP. Tuỳ theo yêu cầu khách, ta có thể quyết định hình thức, chất lƣợng bao bì cho phù hợp. 1.1.2.2 Chỉ tiêu chất lƣợng  Tiêu chuẩn sản phẩm: theo TCVN 6348:1998 Chỉ tiêu cảm quan  Trạng thái: Sợi miến tƣơng đối thẳng, sợi miến khô cứng và khá dòn.  Màu sắc: Sợi miến trong suốt và không có đốm trắng.  Kích thƣớc: Sợi miến thƣờng có độ dày 1,5-2,5mm, độ dài tùy trạng thái đóng gói mà có kích thƣớc khác nhau.  Không có mùi ôi, mốc, có mùi thơm đặc trƣng của nguyên liệu. Chỉ tiêu hóa lý  Hàm ẩm không quá 12,5% SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 17 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến Bảng 1.3. Thành phần dinh dƣỡng trong 100g miến ăn đƣợc Thành phần Đơn vị Hàm lƣợng trong 100g Năng lƣợng Kcal 332 Protein g 0,6 Chất béo g 0,1 Carbohydrates g 82,2 Chất xơ g 1,5 Cholesterol mg 0 Canxi mg 40 Phospho mg 120,0 Sắt mg 1,0 Natri mg 0 Kali mg 0 Beta-caroten mcg 0 Theo: Viện Dinh Dưỡng – Bộ Y Tế ( 1994), Thành phần dinh dưỡng thức ăn Việt Nam, NXB Y Học 1.1.4 Tình hình tiêu thụ miến tại Việt Nam Miến dong thƣờng đƣợc tiêu thụ mạnh tại thị trƣờng miền Bắc. Theo thống kê của www.congthuongbackan.gov.vn, 2013, các cơ sở làm miến dong riềng nổi tiếng hiện nay tại Việt Nam nhƣ: Nhất Thiện, Na rì ở Bắc Kạn, Lai Trạch ở Hƣng Yên, đều có khả năng sản xuất từ 1-2,5 tấn miến mỗi ngày riêng Công ty thƣơng mại dịch vụ Bình Liêu ở Quảng Ninh có thể sản xuất đến 60 tấn miến dong một ngày nhƣng vẫn chƣa đủ để cung cấp cho thị trƣờng tiêu thụ miến hiện nay. Trƣớc đây miến dong riềng rất phổ biến đặc biệt là tại các tỉnh miền Bắc do củ dong riềng rất hợp với khí hậu ở đây nên mang lại sản lƣợng cao, nhƣng hiện nay khi SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 18 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến miến đậu xanh ra đời với quy mô công nghiệp nên chất lƣợng cao và tiện lợi hơn thì miến đậu xanh cũng bắt đầu chiếm ƣu thế hơn. Hình 1.10. Bản đồ của một số tỉnh tiêu thụ mạnh miến sợi tại miền Bắc và miền Trung Việt Nam SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 19 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến 1.2 Cây khoai nƣa 1.2.1 Đặc tính thực vật Theo Trung Tâm Dữ Liệu Thực Vật Việt Nam Tên khoa học: Amorphophallus Trifolium Giới: Thực vật Ngành: Magnoliophyta Lớp: Liliopsida Bộ: Alismatales Họ: Araceae Chi: Amorphophallus Loài: A. Trifolium Hình 1.11. Cây nưa Amorphophallus Trifolium  Cây và củ nƣa: Là loại cây thảo có củ lớn hình cầu lõm, đƣờng kính có thể tới 25cm, trƣớc ra hoa, sau ra lá.  Lá nƣa: Mỗi lá chia làm 3 nhánh, các nhánh lại chia đốt, phiến lá xẻ thuỳ sâu hình lông chim, các thuỳ cuối hình quả trám thuôn, nhọn đầu; cuống lá thon, dài 40-80cm, nhẵn, màu lục nâu, có điểm các chấm trắng.  Hoa nƣa: Cụm hoa có mo lớn, phần bao mo màu lục nhạt điểm các vết lục thẫm, ở phía mép màu hung tím, mặt trong màu đỏ thẫm. Trục hoa dài gấp đôi mo, quả mọng. SVTH: Nguyễn Thanh Thƣơng 20