NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Một số loại củ có tiềm khai thác bột Việt Nam 1.1.1 Khoai tây  Khoai tây đƣợc xếp vào hệ thống phân loại sau: Ngành (regnum): Plantae Lớp (ordo): Solanales Họ (familia): Solanaceae Phân họ (subfamilia): Solanoideae Bộ(tribus): Solaneae Chi (genus): Solanum Hình 1.1: Củ khoai tây Loài (species): S tuberosum tâyPeru cách 7000 năm Có nguồn gốc từ vùng núi Andes Bolivia Năm 1890, ngƣời Pháp Giám đốc Vƣờn bách thảo Hà Nội đem hạt khoai tây trồng thử nƣớc ta Do khoai tây dễ trồng, củ ăn ngon, mau chóng đƣợc trồng nhiều địa phƣơng Khoai tây ngƣời Pháp mang đến phổ biến cách trồng nên nhân dân ta gọi loại củ “khoai tây” Ở Việt Nam, khoai tây đƣợc trồng chủ yếu đồng sông Hồng Đà Lạt-Lâm Đồng vài tỉnh thành khác  Đặc điểm sinh học: Đời sống khoai tây chia thành thời kì: ngủ, nẩy mầm, hình thành thân thân củ phát triển Rễ khoai tây phân bố chủ yếu tầng đất sâu 30cm Thân khoai tây loại thân bò có giống có thân đứng Thân dài 50-60 cm Trên thân mọc nhánh Lá kép gồm số đôi chét, thƣờng 3-4 đôi Hoa màu trắng, phớt tím, có 5-7 cánh hoa lƣỡng tính, tự thụ phấn Quả khoai tây tròn dẹt, nhỏ, màu xanh nhạt hay tím Trong chứa hạt nhỏ Hạt màu vàng nhạt hạt có nhiều dầu SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Cây sau mọc khỏi mặt đất 7-10 ngày đốt đoạn thân, nằm đất xuất nhánh Đó đoạn thân địa sinh Các thân địa sinh phát triển đƣợc dồn tập trung đầu mút, thân phình to dần lên phát triển thành củ Trên thân củ có nhiều mắt  Giống khoai tây: Hiện có 20 giống gieo trồng, có 10 giống chủ lực chiếm 29.022 95,9% diện tích trồng khoai tây nƣớc Đứng đầu giống VT2 (19.259ha), tiếp giống Hà Lan, Diamant, KT3, Hồng Hà 7, khoai tây Đức, Nicola-Hà Lan, Mariella, KT2 P03  Phân loại: Theo Điều kiện khí hậu, địa lý, hính thái (vd: khoai tây trắng, vàng hay tím ) Theo thời gian sinh trƣởng: Giống chín cực sớm (65-70 ngày), giống chín sớm (7190 ngày, giống chín trung bình (91-120 ngày), giống chín muộn (121-140 ngày)  Thành phần khoai tây Thành phần hóa học củ khoai tây dao động khoảng rộng tùy thuộc giống, chất lƣợng giống, kỹ thuật canh tác, đất trồng, khí hậu, Bảng 1.1: Thành phần hóa học trung bình khoai tây (%) Thành phần % Nƣớc 75,0 Chất khô 25,0 Tinh bột 18,5 Nitrogen 2,1 Chất xơ 1,1 Tro 0,9 Lipid 0,2 Các chất khác 2,2 SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN [Nguồn: Bảng Sự phân bố chất củ khoai tây (%) Bùi Đức Hợi, Kỹ Thuật Chế Biến Lương Thực - tập 2, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội] 1.1.2 Khoai lang  Khoai lang đƣợc xếp vào hệ thống phân loại sau: Ngành (regnum): Plantae (không phân hạng): Angiospermae (không phân hạng): Eudicots (không phân hạng): Asterids Bộ (ordo): Solanales Họ (familia): Convolvulaceae Chi (genus): Ipomoea Loài (species): I batatas Hình 1.2: Củ Khoai Lang  Nguồn gốc phân bố: Khoai lang có mặt Trung Mỹ vào năm 2600 đến 1000 trƣớc Công Nguyên, phổ biến khu vực Sau có thám hiểm cùa ngƣời phƣơng Tây lại đƣợc biết đến nhiều hơn,sau đƣợc phổ biến sang nƣớc khác nhƣ Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, châu Á (Ấn Độ, Trung Quốc, Philipin, Indonesia, Việt Nam…) Riêng Việt Nam, ngày trƣớc đƣợc trồng nhiều vùng đồng bằng, vùng đất ven sông, khoai lang đƣợc trồng nhiều vùng đồi núi, trung du từ Bắc vào Nam  Điều kiện ngoại cảnh Khoai lang không chịu đƣợc sƣơng giá, phát triển tốt nhiệt độ trung bình khoảng 240C Phụ thuộc vào giống trồng cáv điều kiện khác, rễ củ phát triển đầy đủ vòng từ đến tháng Với chăm sóc cẩn thận, giống ngắn ngày trồng nhƣ năm thu hoạch vào mùa hè khu vực có khí hậu ôn đới, nhƣ miền bắc Hoa Kỳ Khoai lang hoa khoảng thời gian ban ngày vƣợt 11 Chúng đƣợc nhân giống chủ yếu đoạn thân (dây khoai lang) hay rễ rễ bất định mọc từ rễ củ lƣu giữ bảo quản SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Trong điều kiện tối ƣu với 85-90 % độ ẩm tƣơng đối 13-16 °C (55-61 °F), củ khoai lang giữ đƣợc vòng tháng Nhiệt độ thấp cao nhanh chóng làm hỏng củ Khoai lang phát triển tốt nhiều điều kiện đất, nƣớc phân bón Nó có kẻ thù tự nhiên nên thuốc trừ dịch hại phải dùng tới Do đƣợc nhân giống đoạn thân nên khoai lang tƣơng đối dễ trồng Do thân phát triển nhanh che lấp kìm hãm phát triển cỏ dại nên việc diệt trừ cỏ tiêu tốn thời gian Trong khu vực nhiệt đới, khoai lang để đồng thu hoạch cần thiết khu vực ôn đới thƣờng đƣợc thu hoạch trƣớc sƣơng giá bắt đầu  Tình hình sản xuất tiêu thụ khoai lang Khoai lang loại lƣơng thực đứng hàng thứ năm giới sau lúa, lúa mì, bắp khoai mỳ (sắn) Khoai lang đƣợc canh tác 100 nƣớc giới giới ở châu Á (31 nƣớc), châu Phi (39 nƣớc), châu Mỹ Latin (31 nƣớc), tập trung nƣớc có thu nhập thấp Sản lƣợng khoai lang giới hàng năm ƣớc khoảng 133 triệu tấn, tập trung Trung Quốc 100 triệu tấn, chiếm 82% sản lƣợng khoai lang toàn giới, lại Nigeria (3,2 triệu tấn, 3% sản lƣợng), Uranda (2,6 triệu tấn), Indonesia (1,8 triệu tấn), Việt Nam (1,5 triệu tấn) Nhật Bản (1,1 triệu tấn)  Đặc điểm sinh học: Cấu tạo khoai lang gồm phần : vỏ ngoài, vỏ cùi thịt củ Vỏ ngoài: mỏng, chiếm 1% trọng lƣợng củ, gồm tế bào có chứa sắc tố, cấu tạo chủ yếu cellulose hemicellulose.Tác dụng: làm giảm tác động từ bên ngoài, hạn chế bay nƣớc khoai lang trình bảo quản Vỏ cùi: chiếm - 12%, gồm tế bào chứa tinh bột, nguyên sinh chất dịch thể Hàm lƣợng tinh bột vỏ cùi thịt củ Thịt củ: gồm tế bào nhu mô có chứa: Tinh bột , hợp chất chứa nitơ Khoai lang loại củ lõi Cuống củ nối với thân có hệ xơ chạy dọc theo củ, có kéo dài đến hết củ tạo thành rễ đuôi củ Củ khoai lang cỏ vỏ mỏng, chứa chủ yếu xenlulo, có SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN chất sắc tố Thịt củ nằm củ chứa tế bào nhu mô Trong tế bào chủ yếu tinh bột, số chất khác: hợp chất chứa nitơ, nguyên tố vi lƣợng  Thành phần hóa học: Củ khoai lang có nhiều tinh bột Theo Trung tâm nghiên cứu khoai lang, Từ châu (1994) phân tích 790 mẫu xuất xứ, hàm lƣợng tinh bột thô 37,6-77,8%, Trung tâm nghiên cứu phát triển rau Châu Á (1992) phân tích 1600 mẫu xuất xứ, tỷ lệ chất khô khoai lang 12,74%-41,2%, hàm lƣợng tinh bột khoai khô đạt 44,59%-78,02% Bradbury Hallooway (1988) phân tích 164 giống khoai lang nƣớc Châu Á- Thái Bình Dƣơng, hàm lƣợng tinh bột khoai lang tƣơi 5,3%-28,4%, bình quân 20,1% Bảng 1.2: Thành phần hóa học khoai lang Hàm lƣợng có Hàm lƣợng có 100g củ tƣơi 100g củ khô Glucid 24,5g 80g Protein 0,8g 2,2g Lipid 0,2 0.5g Nƣớc 68g 11g Xơ 1,3g 3.6g Thành phần Ngoài phần tinh bột, khoai lang chứa nhiều chất dinh dƣỡng khác: đƣờng hoà tan 3%, prôtêin 2%, vitamin 0,5% 100g khoai lang tƣơi có 0,2g chất béo, 0,9 g muối vô (18 mg Ca, 20 mg P2O5, 0,4mg Fe), Caroten 1,31g, vitamin C 30mg, vitamin B1 0,04 mg, axít nicotinic 0,5mg Khoai lang chứa nƣớc 67%, có hoàng sắc tố, hồng sắc tố, pectin có gây trở ngại cho chế biến tinh bột, khoai lang có nhiều polyphenol, bị tác động men oxyhóa, biến thành màu nâu Các thành phần hoá học củ không cố định mà thƣờng thay đổi tuỳ thuộc giống trồng, khí hậu, thổ nhƣỡng, điều kiện canh tác v.v Với hàm lƣợng tinh bột SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN lớn, công nghệ tách tinh bột đơn giản nên khoai lang đƣợc sử dụng để khai thác tinh bột với số lƣợng đáng kể  Giá trị dinh dƣỡng ứng dụng khoai lang sống Khi nhắc đến khoai lang, nhiều ngƣời Việt Nam cho loại có giá trị dinh dƣỡng thấp, loại thực phẩm dành cho ngƣời nghèo suốt buổi ăn khoai trừ cơm lúc đất nƣớc khó khăn Đến thu nhập nhiều ngƣời dân ta đƣợc cải thiện đáng kể họ ăn khoai Lợi có củ cung cấp nguồn lƣợng dƣới dạng tinh bột đƣờng với giá rẻ Mặc dù đơn vị trọng lƣợng, khoai lang cung cấp số lƣợng 1/3 so lúa gạo lúa mỳ có chứa hàm lƣợng nƣớc cao Tuy nhiên mặt suất khoai lang lại cho suất cao lúa suất cao nên tính đơn vị diện tích thời gian, khoai lang cho suất chất bột đƣờng cao gấp 1,5 lần cho giá trị thu nhập gấp 1,7 lần so với lúa Nhƣợc điểm dinh dƣỡng gạo hàm lƣợng vitamine A thấp Khoai lang bí có lƣợng tiền chất vitamine A lên đến 9180 µg/100 củ, thua cải xanh (17.535) cà-rốt (13.485), lại có cao nhiều so với xoài, nho, đu đủ, táo Thiếu vitamine A phổ biến nƣớc phát triển, nguyên nhân gây bệnh khô võng mạc mắt trẻ em Mặt ngày trẻ từ 6-12 tháng tuổi cần 350 mg vitamine A nên Liên hiệp quốc khuyến khích nƣớc phát triển sử dụng khoai lang để bổ sung nguồn vitamin A Nhƣ vi chất có khoai lang dồi dào, ăn khoai lang đơn bảo đảm cung cấp thừa lƣợng vitamine A, đáp ứng 28% nhu cầu vitamine C, 25% chất manganese, 16% chất đồng, xơ vitamine B6, 8% chất sắt kali Khám phá gần cho thấy khoai lang có chứa nhiều chất chống ô-xy hóa ngăn chận phát triển tế bào ung thƣ, chống lão hóa làm chất bẩn mạch máu Bao gồm hợp chất phenol, anthocyanin (có nhiều khoai lang tím), carotenoid, khoai lang tím chứa nhiều chất chống ô-xy hóa tổng số nhất, SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN khoai lang hồng khoai lang bí Đó lý Nhật lấy khoai lang tím khoai lang bí để làm nƣớc ép, loại nƣớc uống thực phẩm chức 1.1.3 Quy trình sản xuất bột từ loại củ (http://r4d.dfid.gov.uk/pdf/outputs/croppostharvest/r7036_sweetpotato_flour.pdf, Vital Hagenimana and Owori, 1994) Củ Nƣớc Rửa Gọt vỏ Vỏ Cắt lát Chần K2S2O5 Ngâm Vớt _ trải khay Sấy Nghiền Bột Hình 1.3: Sơ đồ quy trình sản xuất bột từ loại củ SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG theo NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN  Thuyết minh quy trình: Rửa lần 1: Loại bỏ tạp chất, vi sinh vật vỏ Làm dễ phát chỗ hƣ hỏng củ khoai Gọt: Loại bỏ lớp vỏ củ loại bỏ phần hƣ hỏng củ khoai Lớp vỏ ngăn chặn khuếch tán nƣớc gây khó khăn trình sấy Ngoài lớp vỏ chƣa nhiều xơ, gây khó khăn trình chế biến Rửa lần 2: Rửa lại củ lần cuối trƣớc đƣa vào chế biến, rửa enzyme thoát trình gọt vỏ Cắt lát: Tạo lát cho trình xay đƣợc tốt hơn, việc cắt lát giúp tăng diện tích tiếp xúc, làm giảm thời gian sấy, giúp tiết kiệm lƣợng sấy Độ dày lát khoảng 0,5 mm Sấy: Tách ẩm khoai đạt đến độ ẩm bảo quản, sấy với nhiệt độ khoảng 700C 12 giờ, độ ẩm lúc khoảng 10- 12% Nghiền: Lát khoai sau sấy đƣợc nghiền mịn thành bột Quá trình nghiền đƣợc thực với máy nghiền búa Bột sau nghiền cần đƣợc đóng gói để tránh tƣợng tái hút ẩm trở lại SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA 1.2 GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Tổng quan khoai nƣa ( Amorphophallus) 1.2.1 Phân loại khoa học Giới: Plantae Ngành: Alismatales Lớp: Araceae Họ: Aroideae Bộ: Thomsonieae Chi: Amorphophallus Tên gọi khác:khoai tây konnyaku konjak, konjaku, lƣỡi quỷ, voodoo lily, rắn cọ Thuộc nhóm thực vật hạt kín, mầm 1.2.2 Nguồn gốc nƣa Amorphophallus đƣợc tìm thấy miền nam Trung Quốc từ triều đại nhà Đƣờng (AD 608-907) Và Nhật Bản, Trung Quốc, nƣa đƣợc trồng để lấy củ, khai thác bột, bột đƣợc sử dụng vào lĩnh vực thực phẩm Cây Nƣa thƣờng mọc khí hậu ẩm, cận nhiệt đới, vùng nhiệt đới Đông Á, Nhật Bản Trung Quốc phía nam Indonesia, Philipin Riêng Việt Nam, lần phát quần thể loài Nƣa konjac huyện Đồng Văn Quảng Trị thuộc tỉnh Hà Giang Hiện khoai Nƣa đƣợc trồng Quảng Ninh, Lạng Sơn, Hà Bắc, Trà Vinh, Bạc Liêu số tỉnh miền trung… 1.2.3 Đặc điểm sinh học cấu tạo  Cây nưa Chiều cao trung bình khoảng 120cm, nhƣng loài tăng trƣởng cao trồng bóng râm phát triển để vƣơn lên hƣớng ánh sáng Một ngƣời Florida có số đạt gần hai lần chiều cao bình thƣờng, nhƣng anh không nhận củ gần mặt đất phát triển tốt Cây Nƣa loại hoa trƣớc, sau  Lá Nưa SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN A konjac có phiến lớn (loại khác Amorphophallus titanum cao mét đƣợc cho phát triển lên đến 2.5 mét) Mặc dù đơn xuất chùm lá, đơn vị nhỏ đƣợc gọi xác nhỏ đƣợc giữ lại cuống kéo dài từ cuống a ) A.Bulbifer b) A.Konjac c) A.Riveri Hình 1.4: Lá nưa Mỗi chia làm nhánh, nhánh lại chia đốt, phiến xẻ thuỳ sâu hình lông chim, thuỳ cuối hình trám thuôn, nhọn đầu; cuống thon, dài 40-80cm, nhẵn, màu lục nâu, có điểm chấm trắng  Hoa Nưa Khi trƣởng thành hoa, cụm hoa xinh đẹp với mo mang màu đỏ thẫm, nhìn trông giống nhƣ nhựa tinh tế Tuy nhiên, phận gây dính hoa nở, bạn muốn mang khỏi sân cách thật xa nhà bạn Cụm hoa hoa, nhƣng thay vào nhóm hoa nhỏ xíu phát triển nhụy hoa vùng trung tâm mo cau Trong hoàn toàn trƣởng thành cụm hoa đƣợc báo cáo tăng trƣởng có chiều cao khoảng mét Cụm hoa loài Amorphophallus trông giống nhƣ mo cau; bao gồm hai phần, hai quấn quanh spadix với nút thắt tách mo cau làm hai phần Phần đƣợc gọi lƣỡi phần thấp ống buồng Mặc dù mo cau trông giống cánh hoa nhƣng không đủ điều kiện khoa học để gọi hoa thay đổi xung quanh spadix SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 10 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Nhận xét: Thí nghiệm xác định tỷ lệ nƣớc cho vào lúc xay thích hợp cho trình khai thác bột, ta nhận thấy với mẫu 1: 0,6 1: 0,8 hỗn hợp xay mịn đều, điều không đƣợc chấp nhận trình xay trình phá vỡ cấu trúc củ, làm rách màng tế bào để khai thác tinh bột số chất khác,cũng nhƣ cắt nhỏ cấu trúc chất xơ có củ Ngoài ra, qua thí nghiệm ta thấy nƣớc không trích ly đƣợc hợp chất đắng có nguyên liệu, sản phẩm tạo vị đắng, không đạt yêu cầu Kết luận: Sau khảo sát ta thấy mẫu 1:0,6 1:0,8 không đạt yêu cầu kích thƣớc sau xay,hỗn hợp mẫu 1:1 1:1,2 hỗn hợp đạt trạng thái cảm quan tốt Với mẫu 1:1 1:1,2 xét tính khả thi kinh tế ta chọn mẫu tỉ lệ nƣớc so với nguyên liệu 1:1, lƣợng nƣớc nhiều dễ dàng cho trình xay nhƣng nhiều lại loãng, không xay mịn đƣợc Cùng với điều đó, nƣớc không dung môi hòa tan hợp chất đắng có nguyên liệu Hầu hết hợp chất đắng nguyên liệu thuộc nhóm alkaloid bazơ thực tế không tan nƣớc nhƣng tan dung môi hữu nhƣ CHCl3, ete ancol bậc thấp (methanol, ethanol, propanol, butanol) Tuy nhiên alkaloid tồn dạng muối, muối alkaloid dạng muối thƣờng hòa tan nƣớc ancol, nhƣng dùng nƣớc không hiệu Do đó, thí nghiệm sau, chọn dung môi ethanol thực phẩm để trích ly alkaloid có nguyên liệu cách khả quan 3.5 Kết xác định nồng độ ethanol Bảng 3.7: So sánh kết đánh giá cảm quan mẫu thí nghiệm Nồng độ ethanol 650 750 850 950 Kết -0,532b -0,206b -0,146b 0,884a Chú thích: Các chữ khác biểu diễn khác có ý nghĩa α = 0,05 Nhận xét: Kết đánh giá cảm quan thí nghiệm xác định nồng độ ethanol đƣợc dùng bảng 3.14, ta thấy mẫu 950 khác biệt có ý nghĩa với mẫu 650, 750, 850 mức ý nghĩa α = 0,05 Từ kết đánh giá cảm quan độ đắng sót lại cho thấy mẫu 650, 750, 850 đắng sót lại bột, riêng mẫu 950 vị đắng chút đầu SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 45 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN lƣỡi, nhƣng vị đắng nhanh, bột lúc không đắng Vị đắng vị đắng ethanol sót lại bột Kết luận: Khảo sát nồng độ ethanol cho thấy với nồng độ 950 cho kết tốt nhất, nồng độ ethanol cao khả hòa tan hợp chất đắng cao, việc sử dụng ethanol cao độ có thêm lợi ích trình sấy 3.6 Kết xác định tỷ lệ nguyên liệu: ethanol Bảng 3.8: So sánh kết đánh giá cảm quan mẫu thí nghiệm Tỷ lệ 1:0,6 1:0,8 1:1 1:1,2 Kết -0,266b -0,206b 0,811a 0.545a Chú thích: Các chữ khác biểu diễn khác có ý nghĩa α = 0,05 Nhận xét: Kết đánh giá cảm quan thí nghiệm xác định tỷ lệ ethanol đƣợc dùng bảng 3.17, ta thấy mẫu 1:1 1:1,2 khác biệt có ý nghĩa với mẫu 1:0,6 1:0,8 mức ý nghĩa α = 0,05 Thí nghiệm xác định tỷ lệ ethanol cho vào lúc xay thích hợp cho trình khai thác bột, ta nhận thấy với mẫu 1:0,6 1:0,8 hỗn hợp xay mịn đều, điều không đƣợc chấp nhận trình xay trình phá vỡ cấu trúc củ, phá vỡ màng tế bào để khai thác tinh bột số chất khác,cũng nhƣ cắt nhỏ cấu trúc chất xơ có củ Ngoài ra, với tỉ lệ này, chất đắng nguyên liệu đƣợc hòa tan triệt để, mẫu 1:1 1:1,2 đƣợc đánh giá không vị đắng bột Mẫu 1:1 không khác biệt so với mẫu 1:1,2 nhiều lắm, hợp chất đắng đƣợc trích ly triệt để, nhiên hiệu trích ly chất đắng nhƣng mẫu 1:1 dùng tỷ lệ ethanol : nguyên liệu thấp hơn, có hiệu kinh tế Kết luận: Cùng nồng độ cồn mức 95%, với tỉ lệ cồn so với nguyên liệu 1:1 vừa đủ cho việc xay nguyên liệu nhƣ trích ly hợp chất đắng có củ cách hoàn thiện SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 46 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA 3.7 GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Kết xác định số lần rửa bột ethanol Bảng 3.9: So sánh kết đánh giá cảm quan mẫu thí nghiệm Số lần Kết -0,412b -0,352b 0,884a Chú thích: Các chữ khác biểu diễn khác có ý nghĩa α = 0,05 Nhận xét : Ở tỉ lệ, việc rửa bột ethanol nhiều lần có tác dụng hòa tan hợp chất đắng tốt Qua khảo sát ta thấy mẫu lần, lần khác biệt rõ rệt, mẫu lần khác biệt với mẫu lần, lần có ý nghĩa với α = 0,05 Mức độ đắng tỉ lệ nghịch với số lần rửa bột Kết luận: Số lần rửa bột ethanol nhiều mức độ trích ly chất đắng tốt, nhiên điều tiêu tốn nhiều thời gian Do số lần rửa bột lần đạt đƣợc cảm quan tốt nhƣ hợp lý mức độ kinh tế chi phí 3.8 Kết xác định nhiệt độ sấy thời gian sấy 50 47.56 45 40 35 29.9 30.09 30 40 độ C 25 50 độ C 21.45 20 18.54 15 19.24 10 10.09 9.86 8.64 60 độ C 18.88 18.18 8.04 5.05 70 độ C 6.94 5.08 4.8 0p 10p 20p 30p 40p Hình 3.4: Biểu đồ biểu diễn độ ẩm thời gian nhiệt độ xác định SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 47 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Nhận xét: Nhiệt độ đƣợc chia rõ rệt theo nhóm: nhóm gồm 400C – 500C vả nhóm gồm 600C – 700C Nhóm có thay đổi độ ẩm tƣơng đồng, 10p đầu độ ẩm giảm nhanh, từ 48% xuống 30%, thoát ẩm bề mặt, cồn bề mặt gặp không khí nóng bay nhanh nên độ ẩm nguyên liệu giảm nhanh Giai đoạn độ ẩm giảm chậm nhiều, thời gian 10 phút nhƣng độ ẩm giảm chậm giảm thêm 8-10%, nguyên nhân là giai đoạn chuyển ẩm từ bên nên hàm ẩm bên bột, khối lƣợng không thay đổi nhiều Giai đoạn cần nhiều thời gian hơn, lớp cồn bề mặt bốc hoàn toàn, lớp nƣớc liên kết hóa lý cần lƣợng để dịch chuyển bề mặt hạt, giai đoạn chuyển ẩm, mức độ chuyển ẩm chậm hơn,ẩm chuyển từ tâm nên khối lƣợng giảm nhẹ Giai đoạn ẩm có chuyển nhanh ẩm chuyển gần bề mặt nên bốc nhanh, lƣợng ẩm giảm nhanh xuống khoảng 7% Nhóm tƣơng đồng mức giảm ẩm, 10 phút đầu ẩm giảm cực nhanh nhiệt độ cao làm lớp cồn bề mặt bay mạnh, ẩm giảm khoảng 29% - 39% so với ban đầu, giai đoạn sau ẩm giảm chậm, phần lƣợng cồn bay hết nƣớc, nƣớc cần thời gian nhiệt lƣợng cao để chuyển ẩm từ Ngoài nhiệt độ cao, xảy ta tƣợng khó thoát ẩm, bề mặt bị rắn lại ẩm di chuyển bề mặt Nhiệt độ cao ảnh hƣởng đến độ nhớt bột, nhiệt độ cao làm đứt gãy mạch tinh bột, tạo mạch ngắn nhƣ dextrin làm giảm độ nhớt sản phẩm đáng kể Kết luận: So sánh nhóm nhiệt độ ta thấy nhóm giảm ẩm hiệu hơn, gây biến đổi không tốt cho sản phẩm, nhiệt độ cao gây lãng phí lƣợng không cần thiết, dung môi ta sử dụng quy trình cồn 950 dễ bay hơi, nên việc sấy cần khoảng nhiệt độ khoảng 500C 35 phút đạt đƣợc độ ẩm bảo quản SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 48 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA 3.9 GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Kết đánh giá sản phẩm Bột thành phẩm đƣợc đánh giá cảm quan thành phần hóa lý, hóa học d0ể xác định rõ đặc tính nhƣ xem xét ứng dụng sản phẩm 3.9.1 Kết đánh giá cảm quan sản phẩm Bột thành phẩm có màu sắc từ vàng nhạt đến trắng, mịn Mùi bột đặc trƣng nguyên liệu, có mùi nhẹ, không vị đắng nguyên liệu ban đầu 3.9.2 Kết phân tích thành phần hóa lý sản phẩm Bảng 3.10: Thành phần hóa lý bột Chỉ tiêu Hàm lƣợng Độ ẩm (%) 6.94 Kích thƣớc hạt bột (µm) - 10 Độ chua(0T) 0.50T Độ tro(%) 2.86 Hình 3.5: Kích thƣớc hạt bột Độ phóng đại : 10 lần Nhận xét: Độ ẩm: thấp, giữ cho trình bảo quản đƣợc lâu, trình xay xử lý cồn 950 nên trình sấy tốt dẫn đến độ ẩm thấp SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 49 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Kích thƣớc hạt bột: với kích thƣớc cho thấy hạt tinh bột khoai nƣa có kích thƣớc lớn loại tinh bột từ loại củ Kích thƣớc lớn cho thấy kết cấu bên hạt bột không chặt chẽ, lực liên kết cấu trúc hạt yếu ,chính tính chất làm bột có khả hydrat hóa cao, hòa tan cao,nhiệt độ hồ hóa thấp Những đặc tính làm cho bột khoai nƣa có ƣu loại tinh bột khác Kết luận: Độ ẩm thấp giúp sản phẩm bảo quản đƣợc tốt hơn, việc dùng cồn xử lý giúp tiết kiệm thời gian sấy, tiết kiệm lƣợng, giúp giảm giá thành sản phẩm 3.9.3 Kết phân tích thành phần hóa học sản phẩm Bảng 3.11: Thành phần hóa học bột thành phẩm Hàm lƣợng 71.49 2.77 2.38 1.06 Chỉ tiêu Tinh bột (%) Protein (%) Đƣờng khử (%) Đƣờng tổng (%) Xơ thô (%) Nhận xét: Bột thành phẩm có hàm lƣợng tinh bột cao, chiếm 71.5 %, điều làm bột mang tính chất tinh bột khoai nƣa, nhƣ tạo sệt, tạo gel, tạo màng tốt Hàm lƣợng protein bột không cao nhƣng đầy đủ loại acid amin không thay thế, làm tăng già trị dinh dƣỡng bột khoai nƣa ( theo KonjacFoods.com) Kết luận: Bột khoai nƣa có hàm lƣợng tinh bột cao, điều giúp bột khoai nƣa mang đặc tính tinh bột cao, tạo gel, tạo nhớt tốt Ngoài với protein lại có loại protein không thay thế, điều làm cho bột khoai nƣa làm loại thực phẩm có nguồn gốc thực vật nhƣng không thua nguồn protein có nguồn gốc động vật SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 50 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Qua trình thực đề tài, dựa kết khảo sát dựa vào điểm cảm quan, xác định đƣợc thông số quy trình khai thác bột từ củ khoai nƣa nhƣ sau:  Chế độ xử lý nguyên liệu: + Tỷ lệ thải bỏ: 25,5 % + Tác nhân chống hóa nâu: Vitamin C + Thời gian ngâm: 30 phút + Dung môi dùng giai đoạn xay: ethanol + Nồng độ ethanol : 950 + Số lần thay ethanol: lần  Thông số công đoạn sấy + Nhiệt độ sấy :500C + Thời gian sấy: 35 phút  Quy trình sản xuất bột từ củ khoai nƣa SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 51 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Củ Nƣa Nƣớc Rửa Vỏ Gọt vỏ Cắt khối Dd Vitamin C Kích thƣớc: 1cm * 1cm Thời gian ngâm : 30 phút Ngâm 0.6% - Tỉ lệ cồn: nguyên liệu 1:1 Xay Cồn 950 - Số lần rửa bột ethanol Tách ethanol : lần - Nhiệt độ : 500C Sấy - Thời gian : 35 phút - Độ dày lớp bột : 1cm Xay mịn Sàng Bột Nƣa Thuyết minh quy trình  Gọt vỏ: để loại bỏ lớp vỏ chứa nhiều xơ, với vi sinh vật bám lớp vỏ, loại bỏ mắt củ, chuẩn bị cho trình xay nghiền, tách đất cát, rác lớp vỏ bên ngoài, nâng SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 52 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN cao chất lƣợng cho sản phẩm cuối cùng, giúp cho bột trắng hơn, hàm lƣợng cellulose thấp Biến đổi - Vật lý: tách hết lớp vỏ củ, khối lƣợng củ giảm khoảng 25% khối lƣợng ban đầu - Hóa lý: số chất hòa tan nguyên liệu : chất đắng, sắc tố, protein hòa tan….tan vào nƣớc rửa - Hóa sinh: enzyme oxy hóa hoạt động, làm đen sản phẩm Củ đƣợc lột vỏ tay Do yêu cầu, củ phải đƣợc gọt vỏ nhanh tốt để hạn chế biến đổi Toàn nguyên liệu sau đƣợc ọt vỏ chuyển qua rửa với nƣớc lần để làm  Rửa sạch: củ khoai nƣa sau thu hoạch đƣợc rửa để loại đất cát bám bề mặt củ.tách bớt lƣợng chất hòa tan nguyên liệu nhƣ độc tố, sắc tố, enzyme… Biến đổi: - Vật lý: tách tạp chất vô ( đất, đá, kim loại ), tạp chất có nguồn gốc thực vật ( rễ, lá,1 phần vỏ…), tạp chất có nguồn gốc động vật (côn trùng, vi sinh vật…), hóa chất ( thuốc trừ sâu, phân bón) Củ xù xì, lồi lõm trình rửa khó, nhiệt độ nƣớc rửa ấm khoảng 30 – 400C giúp trình rửa hiệu hơn, tăng hiệu suất trình cách tăng cƣờng đảo trộn thiết bị chứa  Cắt khối: củ khoai nƣa sau gọt vỏ đƣợc cắt khối để chuẩn bị cho trình nghiền (xay) để tăng hiệu mài xát Biến đổi: - Vật lý: kích thƣớc nguyên liệu so với ban đầu giảm  Ngâm: củ khoai nƣa sau cắt khối đƣợc ngâm dung dịch chống hóa nâu để ngăn trình hóa nâu xảy sau gọt vỏ  Xay: trình xay giúp phá vỡ màng tế bào để thu hồi bột Quá trình xay nhằm mục đích trích ly hợp chất gây đắng có củ gây cảm quan xấu cho bột Khi phá vỏ tế bào, enzyme tê bào đƣợc giài phóng có điều kiện hoạt động, enzyme thủy phân tinh bột enzyme oxy hóa khử làm sẫm màu sản phẩm SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 53 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Ngoài ra, chất dịch bào đƣợc hòa tan vào nƣớc Qúa trình xay đƣợc thực phƣơng pháp xay ƣớt, cồn 950 đƣợc dùng thay cho nƣớc để trích ly hợp chất đắng có nguyên liệu  Tách ethanol: tách chất lỏng khỏi hỗn hợp, loại phần dịch bào chứa polyphenol enzyme polyphenoloxydase hợp chất hòa tan khác để hạn chế trình oxy hóa làm chuyển màu bột góp phần cho trình sấy đƣợc tốt Qúa trình ly tâm tốt màu sắc vị bột đƣợc cải thiện rõ rệt  Sấy: trình sấy nhằm tách ẩm khỏi bột nhằm gia tăng thời gian bảo quản nhƣ ổn định chất lƣợng sản phẩm  Nghiền: nghiền sau trình sấy nhằm cải thiện cảm quan bột, giúp hạt bột mịn  Sàng : rây bột qua rây có kích thƣớc nhỏ để loại bỏ tạp chất (nếu có), giúp sản phẩm hoàn thiện hơn, hạt có kích thƣớc lớn đƣợc nghiền lại lần 4.2 Kiến nghị a Mặc dù cố gắng trình làm đề tài song thời gian nghiên cứu có hạn nên đề tài nhiều hạn chế thiếu sót, đặc biệt chƣa thử nghiệm sản xuất quy mô lớn chƣa khảo sát đƣợc thị hiếu ngƣời tiêu dùng Do xin đề xuất số ý kiến sau:  Trong củ khoai nƣa, chất polyphenol hệ enzyme polyphenoloxidase có ảnh hƣởng nhiều đến chất lƣợng nguyên liệu trình bảo quản chế biến Hệ enzyme polyphenoloxidase xúc tác trình oxy hóa polyphenol tạo thành octoquinon, sau trùng hợp với chất chất phenol nhƣ acis amin để hình thành sản phẩm có màu Do vậy, trình sấy, máy sấy không kín sản phẩm có màu vàng, không trắng nhƣ mong muốn Nếu có khả năng, ta chọn chọn sấy chân không để hạn chế tối đa tiếp xúc không khí với sản phẩm tránh tƣợng đổi màu không mong muốn  Trong trình xay nghiền, ta dùng nƣớc có lợi nhuận giá trị kinh tế cồn, nhƣng hiệu tách đắng không cao làm cho sản phẩm chất lƣợng nhƣ SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 54 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN mong muốn Ngoài nƣớc hòa tan số chất tan nhƣ protein tan số chất khác làm giảm phần giá trị dinh dƣỡng sản phẩm  Ethanol đƣợc sử dụng trình tách hợp chất đắng nên đƣợc thu hồi tái sử dụng để giảm bớt phần hóa chất sử dụng nhƣ giảm nhẹ chi phí sản xuất; hợp chất đắng dịch ethanol đƣợc làm sử dụng vào y dƣợc  Quá trình tách ethanol tốt ta nên dùng máy ly tâm trình không tách không triệt để, ethanol để lại hậu vị không tốt cho sản phẩm, khó đƣợc đánh giá cao Nếu điều kiện cho phép nên tiếp tục nghiên cứu yếu tố nêu để quy trình sản xuất sản phẩm đƣợc hoàn thiện Các kết nghiên cứu triển khai phòng thí nghiệm với mẫu nhỏ Vì để đƣa vào sản xuất lớn cần tổ chức triển khai thí nghiệm quy mô lớn b Ứng dụng dự kiến:  Bột nƣa đƣợc nghiên cứu phát triển theo hƣớng sau đây:  Chất tạo gel, tạo sệt  Chất làm dầy  Thay phần pectin sản xuất  Tạo sản phẩm nhƣ nui, bún, miến, bánh tráng…  Màng bao sinh học bảo quản trái cây, thực phẩm SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 55 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 56 GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 57 GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 58 GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 59 GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN ... cấp sáng chế Mỹ với công trình nghiên cứu: Phƣơng pháp tách có chọn lọc bột nƣa từ củ nƣa Phƣơng pháp chiết xuất bột SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 20 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA... mịn Rây Bột Nƣa Hình 2.1: Sơ đồ quy trình sản xuất dự kiến bột nƣa SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG 25 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT TỪ KHOAI NƢA 2.5 GVHD: ThS.NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN Sơ đồ nghiên cứu Nguyên... 1994) Củ Nƣớc Rửa Gọt vỏ Vỏ Cắt lát Chần K2S2O5 Ngâm Vớt _ trải khay Sấy Nghiền Bột Hình 1.3: Sơ đồ quy trình sản xuất bột từ loại củ SV NGUYỄN HOÀNG PHƢƠNG theo NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KHAI THÁC BỘT