Bài giảng công nghệ sản xuất và kiểm soát chất lượng đường, bánh kẹo phần 1

Bài giảng Cơng nghệ sản xuất và kiểm sốt chất lượng đường, bánh kẹo- Phần 1

CHƯƠNG 1 .

NGUYÊN LIỆU MÍA

1.1.Giới thiệu chung:
Giống mía có nguồn gốc từ n Độ, họ hòa thảo, giống lau sậy (saccarum).
Mía được trồng nhiều ở châu Á, châu Mỹ nhất là các nước ngang tầm xích đạo.
Châu u có ít mía. Nhiều nhất ở Cu ba, n Độ, Brasil, Trung Quốc, Australia, Hawaii,
Indonesia, Nam Phi, Philipin …
Ở nước ta ba miền đều có mía:
-Miền Bắc: Hà Bắc, Sơn Tây, Hòa Bình, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình,
Vónh Phú …
-Miền Trung: Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Tây Nguyên …
-Miền Nam: Tây Ninh, Bến Tre, Bình Dương, Bình Phước, Vónh Long, An
Giang, Hậu Giang …
1.1.1. Tên gọi:
Tên nơi sản xuất ra hoặc tên Viện nghiên cứu:
P.O.J: Proef Station Oast Java.
H: Hawaii.
C: Cuba.
Co: Coimbatore - n Độ
E: Eyipt - Ai Cập.
F: Formose -Đài Loan.
CP: Canal Point -Florida
Quế Đường, Tân Đại Đường -Trung Quốc.
Việt Đường -Việt Nam.
1.1.2. Các giống mía phổ biến ở Việt Nam:
P.O.J 2878, 3016.
Co 290.

F 134, 156, 157.
Hiện nay có thêm giống ROC 1; ROC 10; Quế Đường 11 (Giống ROC 18,
ROC 20 mới giới thiệu, chưa trồng).
Thường chia mía chín sớm , muộn, trung bình. Ở miền nam hiện nay là các giống
chín sớm:
F 137, 156 ,157 (kể cả Quảng Ngãi, Quảng Nam)
H. 363933 (1950)được trồng ở các NCO 310
Comus (Úc): được trồng nhiều nhất ở Bến Tre và miền đông nam bộ, miền
trung.
Ja. 60-5 (Cuba, 1972) - Viện Mía Đường Bến Cát.
Co (n Độ, 1975).
POJ 3016 loại này được trồng phổ biến ở các tỉnh miền tây và ngoại thành
Sài Gòn).
Ở miền bắc có các giống Việt đường , F 134, CO là chín sớm.

GVBS: Nguyễn Hữu Quyền-Nguyễn Thị Cúc- Đặng Thị Yến- Nguyễn Phú Đức


Bài giảng Cơng nghệ sản xuất và kiểm sốt chất lượng đường, bánh kẹo- Phần 1

Hiện nay Viện khuyến nông đề nghị trồng các loại Tân Đại Đường; ROC 1, 10;
Quế Đường 11 (Trung Quốc). Giống ROC 1, 10 là các giống được lai tạo từ các giống
của Đài Loan và đưa vào trồng trọt,trong đó:
ROC 1: là giống chín sớm, năng suất cao, hàm lượng đường cao, chịu được đất
xấu và chịu hạn, nẩy mầm chậm và thu hoạch đầu vụ.
ROC 10: có đặc tính chung của giống ROC 1 nhưng phạm vi thích ứng rộng,
chịu được đất chua mặn và chịu thâm canh, chín trung bình, thu hoạch vào giữa và
cuối vụ.
Quế Đường 11 (Quảng Tây, Trung Quốc): là giống chín sớm, thu hoạch vào
đầu vụ, sinh trưởng mạnh, khả năng lưu gốc tốt, chịu hạn chịu úng nước, năng suất

cao và hàm lượng đường cao.
1.2..Thành phần hóa học của mía:
Tương đối phức tạp gồm có:
- Đường:
Saccaroza:

12,0 %

Glucoza:

0,9 %

Fructoza:

0,6%

Cellulose:

5,5%

Pentosan (xylan):

2,0%

Araban

0,5%

Linhin

2,0%

- Xơ:

- Chất chứa Nitơ:
protein

0,12 %

amit

0,07 %

acid amin

0,21%

acid nitric

0,01%

NH3

vết

Xantin

vết

- Chất béo và sáp

SiO2

0,25 %

K2O

0,12 %

Na2O

0,01 %

GVBS: Nguyễn Hữu Quyền-Nguyễn Thị Cúc- Đặng Thị Yến- Nguyễn Phú Đức


Bài giảng Cơng nghệ sản xuất và kiểm sốt chất lượng đường, bánh kẹo- Phần 1

CaO

0,02 %

MgO

0,01 %

Fe2O3

vết

P2O5

0,07 %

SO3

0,02%

Cl

vết

Nước

74,50 %

- Nước (Xem tài liệu Hóa sinh, nhóm Poly saccarit)
1.2.1 Đường saccaroza (sucrose, saccharose):
- Là thành phần quan trọng nhất của mía, là sản phẩm của công nghệ sản xuất
đường.
- Là một di saccarit. Công thức phân tử C12H22O11.
- Khối lượng phân tử M = 342,3.
- Được cấu tạo từ , D Glucoza và , D Fructoza.
a) Lý tính:
- Trạng thái nguyên chất là tinh thể trong suốt, không màu.
- Tỉ trọng d = 1,5789.
- Nhiệt độ nóng chảy t = 186÷188
- Độ hòa tan:
Đường saccaroza dễ tan trong nước. Độ hòa tan của đường tăng theo nhiệt độ.
Độ hòa tan của đường Sacc. còn phụ thuộc vào hàm lượng chất không đường có
trong dung dịch đường. Ví dụ: các muối vôcơ như NaCl làm tăng độ hòa tan của

đường.
Đường saccaroza không hòa tan trong dầu hỏa, glyxerin khan, benzen,
alcohol…; 1 gam alcohol có nồng độ 95% hòa tan được 0,01 gam đường. Tan hữu hạn
trong NH3, phenol, anilin, axetat etyl…
Bảng độ hòa tan của đường theo nhiệt độ
(tính bằng số g đường / 100g nước)
Nhiệt độ, C

Độ hòa tan

Nhiệt độ, C

Độ hòa tan

0

179,20

60

287,30

10

190,50

70

320,50

GVBS: Nguyễn Hữu Quyền-Nguyễn Thị Cúc- Đặng Thị Yến- Nguyễn Phú Đức


Bài giảng Cơng nghệ sản xuất và kiểm sốt chất lượng đường, bánh kẹo- Phần 1

20

203,90

80

362,20

30

219,50

90

415,70

40

238,10

100

487,20

50

260,10

-

Độ ngọt của đường saccaroza.: độ ngọt của đường không có ý nghóa về mặt
dinh dưỡng, nhưng có giá trị về mặt cảm quan. Chính vì vậy mà đường được
dùng

-

làm nguyên liệu trong chế biến thực phẩm, đóng vai trò như một chất tạo vị.
Độ ngọt của đường sacc. không cao bằng đường fructoz, nếu lấy độ ngọt của
đường sacc. là 100 thì độ ngọt của các đường khác như sau:

Fructoza

Glucoza

Mật tinh bột %

%

Saccaroza
%

%
150

75

100

60

(Maltoza+
Lactoza)%
30

Độ ngọt của dung dịch đường tăng theo nồng độ đường trong dung dịch, mức độ
tăng độ ngọt của các loại đường khác, so với đường thì lớn hơn.
Hiện nay người ta xác định độ ngọt của đường bằng phương pháp cảm quan (vị
giác).
Tỉ nhiệt (nhiệt dung riêng) của đường sacc. được tính theo công thức:
C = (0,2387 = 0,00173 t). 4,18 Kj/Kg.độ
Tỉ nhiệt bình quân trong khoảng 22÷25 C là C = 0,3019 Kj/Kg.độ
Tỉ nhiệt của dung dịch đường được tính theo công thức:
C = 4,18 {1-(0,6-0,0018t)].c /100 , Kj/Kg.độ
Trong đó: c là nồng độ % của dung dịch đường (Pol).
- Độ quay cực:
Dung dịch đường có độ quay cực phải, độ quay cực riêng của dung dịch đường ít
phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ dung dịch.
Trị số quay cực trung bình { }20D = =66,5 .
b) Tính chất hóa học:
- Tác dụng đối với acid:

GVBS: Nguyễn Hữu Quyền-Nguyễn Thị Cúc- Đặng Thị Yến- Nguyễn Phú Đức


Bài giảng Cơng nghệ sản xuất và kiểm sốt chất lượng đường, bánh kẹo- Phần 1

Trong môi trường acid đường sacc. sẽ bị thủy phân thành hỗn hợp đường
Glucoza và Fructoza (Invert Sugar).
Saccaroza + H2O

Glucoza + Fructoza

Tốc độ chuyển hóa phụ thuộc vào nhiệt độ và độ acid của môi trường. Nhiệt độ
càng cao,dộ acid càng mạnh thì thời gian chuyển hóa càng nhanh. Ngoài ra, còn phụ
thuộc vào thời gian chuyển hóa.
- Tác dụng đối với men chuyển hóa: dưới tác dụng của men invertase thì đường
sacc. sẽ bị chuyển hóa thành hai loại đường nói trên. Trong trường hợp này men
Invertase đóng vai trò như môi trường acid và quá trình chuyển hóa xảy ra ở nhiệt độ
thường.
- Tác dụng đối với kiềm:
Phân tử đường sacc. không có nhóm hydroxyl glucozit nên không có tính khử.
Sacc. có tính chất như một acid yếu, kết hợp được với vôi tạo thành các muối
mono,di, tri canxi saccarat. Canxi mono saccarat và disaccarat dễ bị phân hủy. Canxi
trisaccarat khó bị phân hủy và tồn tại ở dạng tinh thể.
C12H22O11 + Ca(OH)2

C12H22O11. CaO + H2O

C12H22O11 + 2Ca(OH)2

C12H22O11.2CaO + H2O

C12H22O11 + 3Ca(OH)2

C12H22O11.3CaO + H2O

Trong môi trường kiềm đường sacc. bị phân hủy thành đường lacto, gluco, fructo
và các đường khác…Ở pH từ 8 đến 9 và đun nóng trong một thời gian dài đường sacc.
sẽ bị phân hủy thành các acid và các chất màu (hợp chất có màu vàng và màu nâu).
- Tác dụng tạo phức:
Trong phân tử đường sacc. có chứa nhiều nhóm hidroxyl nên có thể tạo thành
phức chất với các muối như NaCl.2H2O, KCl.H2O, NaBr.H2O. Điều này có ý nghóa
đến sự liên kết các chất không đường vào mạng lưới tinh thể lúc mầm tinh thể đang
lớn lên cũng như làm tăng lượng mật cuối.
Tốc độ phân hủy tăng theo độ pH. Ở nhiệt độ sôi (trong 1 giờ) và với pH = 8÷9,
sacc.chỉ bị phân hủy 0,05% nhưng nếu cũng ở nhiệt độ trên mà pH = 12 thì sự phân
hủy đó tăng 0,5%.
1.2.2 Đường Glucoza, Fructoza
1.2.3 Chất không đường chứa Nitơ: (chủ yếu xét protid)
Hàm lượng chất không đường chứa Nitơ khoảng 0,4% bao gồm các chất sau:
Anbumin và các chất tương tự

0,12%

GVBS: Nguyễn Hữu Quyền-Nguyễn Thị Cúc- Đặng Thị Yến- Nguyễn Phú Đức


Bài giảng Cơng nghệ sản xuất và kiểm sốt chất lượng đường, bánh kẹo- Phần 1

Acid amin

0,20%

Amid

0,07%

NH3

__

Nitrat

0,01%

Protid: ở nhiệt độ 80 C sẽ bị ngưng tụ, có lợi cho sản xuất đường. Dưới tác dụng
của cồn cao độ, aceton protid sẽ bị mất nước và kết tủa (các chất này có khả năng
làm giảm hằng số điện môi của nước, giảm độ hòa tan của protid, do đó chúng là tác
nhân tạo kết tủa Protid.
Mặt khác, do trong phân tử protid có chứa nhóm –COOH và nhóm –NH2 (lưỡng
tính) nên protid có thể tương tác với kiềm và acid để trở thành hệ keo mang điện
dương hoặc âm. Ở một trị số pH nhất định protid sẽ trung hòa điện và kết tủa. Giá trị
đó được gọi là pH đẳng điện (pI). Lợi dụng tính chất này người ta keo tụ protid.
Ngoài ra, các hợp chất chứa N khác như Vitamin, Asparagin, Glutamin…tồn tại
trong nước mía với hàm lượng tương đối nhỏ, không ảnh hưởng đến quá trình làm
sạch.
1.2.4 Acid hữu cơ:
Trong nước mía, các acid hữu cơ có thể tồn tại ở dạng tự do, muối hòa tan, trong
đó acid tự do chiếm 1/3 lượng acid chung. Thành phần acid hữu cơ trong nước mía
hỗn hợp được thể hiện theo bảng sau:

Tên acid

Tính theo chất khô,%
Tối thiểu

Tối đa

Trung bình

Acid acotinic

1,00

2,06

1,54

Acid citric

0,12

0,31

0,18

Acid malic

0,03

0,25

0,12

Acid oxalic

0,02

0,16

0,11

Acid Glicolic

Veát

0,13

0,05

Acid mesaconic

_

0,08

0,04

Acid succinic

_

0,05

0,02

Acid fumaric

_

0,04

<0,02

GVBS: Nguyễn Hữu Quyền-Nguyễn Thị Cúc- Đặng Thị Yến- Nguyễn Phú Đức


Bài giảng Cơng nghệ sản xuất và kiểm sốt chất lượng đường, bánh kẹo- Phần 1

Trong đó hàm lượng acid Aconitic gấp ba lần tổng các acid khác. Vì vậy người ta thu
acid này dưới dạng canxi aconitat. Acid Aconitic tác dụng với alcohol tạo thành các
este cao phân tử ít bay hơi, dùng làm chất hóa dẻo. Este của acid aconitic kết hợp
với Natri bisulfat sẽ cho các chất tẩy rửa và các chất có tác dụng phá bọt.
Sự tồn tại của các acid hữu cơ trong nước mía là nguyên nhân gây ra chuyển hóa
đường. Ngoài ra, acid malic tác dụng với sắt tạo chất màu đen. Acid oxalic là thành
phần đóng cặn chủ yếu trong các thiết bị bốc hơi và truyền nhiệt.
1.2.5 Chất béo:
Chất béo chủ yếu trong cây mía là sáp. Sáp thường tạo ra một lớp bao bọc ngoài
cây mía. Ngoài ra còn tìm thấy một lượng nhỏ dưới dạng phức chất ở các phần khác
nhau của cây mía. Loại phức chất này có nhiệt độ nóng chảy thấp. Fort tìm thấy
trong cây mía có khoảng 0,19 ÷ 0,26% sáp. Sau khi tách chất serin, trong sáp gồm
66% este,27% acid tự do, 5% alcohol và 2% hydrat carbon. Ở nhiệt độ htường áp dễ
tan trong các dung môi như: hidrocarbur thơm, este dầu hỏa, alcohol và aceton.
Trong sản xuất đường mía, gần 60 ÷ 80% sáp theo bã mía ra ngoài, phần còn lại tồn
tại trong bùn lọc.

1.2.6 Chất màu:
Bao gồm các chất màu tự nhiên sau:
- Diệp lục tố: Chất màu có trong bản thân cây mía phần lớn là chất màu diệp lục
tố a (C55H72O5N4Mg) và diệp lục tố b (C55H70O4N4Mg). Diệp lục tố tan trong alcohol
và kiềm nhưng không tan trong nước mía và dung dịch đường do đó dễ loại ra khi làm
sạch nước mía.
- Xantophin: màu vàng, có công thức C40H56O21 tan trong nước và dung dịch
đường, nó dễ bị loại ra trong quá trình sản xuất đường.
- Caroten: màu vàng có công thức C40H56. Caroten không tan trong nước mía và
dung dịch đường.
- Antoxian: là nhóm màu xanh tím dễ hòa tan. Trong dung dịch đậm đặc Antoxian
chuyển thành đỏ tím. Theo Zerban và Frelanen thì antoxian thuộc nhóm polyphenol
và chuyển thành màu sẫm khi phản ứng với muối sắt. Trong giai đoạn Carbonat hóa
antoxian bị loại ra hoàn toàn . Phương pháp Sulfit hóa chỉ loại được một phần
antoxian.
1.2.7 Chất không đường vô cơ:
Các chất vô cơ trong nước mía chủ yếu là K2O, Na2O, SiO2, P2O5, Ca, Mg. Trong
đó K2O chiếm lượng khá lớn. Ngoại trừ P2O5 có tác dụng tốt đối vói quá trình làm
sạch, những chất còn lại đều có hại cho sản xuất đường. Kali và Natri là nguyên

GVBS: Nguyễn Hữu Quyền-Nguyễn Thị Cúc- Đặng Thị Yến- Nguyễn Phú Đức


Bài giảng Cơng nghệ sản xuất và kiểm sốt chất lượng đường, bánh kẹo- Phần 1

nhân tạo mật cuối. Các thành phần khác như Ca, Mg, SiO 2 là thành phần chủ yếu
trong các thiết bị bốc hơi và truyền nhiệt.

Câu hỏi ôn tập

Câu 1:
Phẩm chất nguyên liệu mía được quyết định bởi những yếu tố nào? Với loại
mía bị sâu bệnh có ảnh hưởng thế nào đến quá trình chế biến ?
Câu 2:
Mía càng để lâu trên sân bãi càng bị mất đường . Hãy giải thích tại sao?
Câu 3:
Trình bày tính chất lý hóa học của đường Saccharose. Đường này có phải là
đường khử không? Tại sao?

GVBS: Nguyễn Hữu Quyền-Nguyễn Thị Cúc- Đặng Thị Yến- Nguyễn Phú Đức