Khảo sát quá trình thủy phân tinh bột ảnh hưởng đến chất lượng sữa khoai lang tiệt trùng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SHƯD
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TRẦN VĂN THANH

KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN TINH
BỘT ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG SỮA
KHOAI LANG TIỆT TRÙNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ
Ngành CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Mã ngành 08

Cán bộ hướng dẫn
DƯƠNG THỊ PHƯỢNG LIÊN

CẦN THƠ 2011


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

LỜI CẢM TẠ
Con xin chân thành tôn kính đến cha mẹ đã hết lòng thương yêu và nuôi con khôn
lớn nên người.
Em xin chân thành cảm ơn đến:
Quý thầy cô trường Đại học Cần Thơ cũng như thầy cô thuộc khoa Nông Nghiệp &
Sinh Học Ứng Dụng đã truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho em trong
suốt thời gian học tại trường.

Quý thầy cô Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm và thư viện khoa đã tạo điều kiện
thuận lợi cho em thực hiện đề tài tốt nghiệp.
Đặc biệt cô Dương Thị Phượng Liên đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ em
trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Các bạn lớp CNTP K33 đã đóng góp ý kiến và giúp đỡ tôi trong thời gian vừa qua.

Sinh viên thực hiện

Trần Văn Thanh

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

i


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ .................................................................................................................... i
MỤC LỤC .................................................................................................................... ii
DANH SÁCH HÌNH.................................................................................................... iv
DANH SÁCH BẢNG.................................................................................................... v
TÓM TẮT........................................................................................................................ vi
CHƯƠNG 1. ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................. 1
1.1 Giới thiệu ................................................................................................................ 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................ 1
1.3 Nội dung nghiên cứu................................................................................................ 1
CHƯƠNG II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU............................................................................ 2

2.1 Nguyên liệu trong sản xuất sữa khoai lang tiệt trùng ................................................ 2
2.1.1 Sữa tươi ............................................................................................................ 2
2.1.2 Khoai lang ...................................................................................................... 10
2.1.3 Sắc tố carotenoids trong thực phẩm................................................................. 11
2.2 Cơ sở khoa học một số quá trình cơ bản trong chế biến sữa khoai lang tiệt trùng ... 12
2.2.1 Quá trình đồng hóa.......................................................................................... 12
2.2.2 Quá trình tiệt trùng.......................................................................................... 14
2.2.3 Sự hydrate hóa và trương nở của tinh bột ........................................................ 15
2.2.4 Quá trình thủy phân tinh bột bằng enzyme ...................................................... 17
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................. 20
3.1 Phương tiện nghiên cứu ......................................................................................... 20
3.1.2 Nguyên liệu dùng trong sản xuất sữa khoai lang tiệt trùng............................... 20
3.1.3 Hóa chất.......................................................................................................... 20
3.1.4 Thiết bị, dụng cụ: ............................................................................................ 20
3.2 Phương pháp nghiên cứu........................................................................................ 21
3.2.1 Thí nghiệm 1: khảo sát ảnh hưởng của quá trình thủy phân khoai lang bằng
enzyme Termamyl 120L đến chất lượng sữa khoai lang tiệt trùng........................... 21
3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của quá trình thủy phân bằng enzyme
glucoamylase đến chất lượng sản phẩm ............................................................... 23
3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dịch khoai lang và sữa đến chất
lượng sản phẩm. ...................................................................................................... 25
CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................. 27
4.1.1 Ảnh hưởng của chế độ thủy phân khoai lang đến độ Brix của dịch thủy phân .. 27
4.1.2 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân khoai lang đến độ nhớt sản phẩm............. 28
4.2.1 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân và nhiệt độ xử lý đến hàm lượng đường khử
tạo thành và độ nhớt trong dịch thủy phân khoai lang............................................... 30
4.2.2 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến độ nhớt và màu sắc của sản phẩm...... 32
4.2.3 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân và nhiệt độ xử lý đến hàm lượng carotenoid
trong sản phẩm ........................................................................................................ 34
4.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn dịch khoai lang và sữa đến chất lượng sản phẩm..... 35

4.3.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế dịch khoai lang và sữa đến giá trị màu sắc của sản
phẩm ....................................................................................................................... 35
4.3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế đến giá trị cảm quan của sản phẩm.................... 37
CHƯƠNG V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ....................................................................... 39
5.1 Kết luận................................................................................................................. 39
5.2 Đề nghị.................................................................................................................. 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 42
PHỤ LỤC 1 .................................................................................................................... vii

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

ii


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

PHỤ LỤC 2 .................................................................................................................... xii
PHỤ LỤC 3 .................................................................................................................. xxii

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

iii


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH HÌNH
Hình 1. Thành phần các hợp chất chứa nitơ trong sữa........................................................ 4
Hình 2. Cấu trúc của micelle casein................................................................................... 5
Hình 3. Công thức cấu tạo đường lactose........................................................................... 7
Hình 4. Cây khoai lang
........................................................................................... 11
Hình 5. Củ khoai lang...................................................................................................... 11
Hình 6. Cơ chế tác dụng của enzyme α-amylase lên tinh bột............................................ 18
Hình 7. Cơ chế tác dụng của β-amylase lên tinh bột......................................................... 18
Hình 8. Cơ chế tác dụng của Glucoamylase lên tinh bột .................................................. 19
Hình 9. Một số dụng cụ dùng trong thí nghiệm ................................................................ 20
Hình 10. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1................................................................................... 22
Hình 11. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2................................................................................... 24
Hình 12. Sơ đồ thí nghiệm 3............................................................................................ 25
Hình 13. Đồ thị biểu diễn hàm lượng Brix sau quá trình thủy phân khoai lang................. 28
Hình 14. Đồ thị biểu diễn thay đổi độ nhớt của dịch thủy phân ở các nhiệt độ và thời gian
thủy phân khác nhau........................................................................................................ 29
Hình 15. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng đường khử và độ nhớt của
dịch thủy phân................................................................................................................. 31
Hình 16. Sản phẩm thủy phân ở các chế độ khác nhau ..................................................... 32
Hình 17. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến màu sắc của sản phẩm......................... 33
Hình 18. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến độ nhớt sản phẩm................................ 33
Hình 19. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn dịch khoai lang:sữa đến giá trị L ........................ 36
Hình 20. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn dịch khoai lang:sữa đến giá trị b của sản phẩm... 36
Hình 21. Sản phẩm sữa khoai lang tiệt trùng ở các tỷ lệ phối trộn.................................... 37
Hình 22. Quy trình đề nghị sản xuất sữa khoai lang tiệt trùng .......................................... 40

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

iv

Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1: Một số tính chất vật lý của sữa ............................................................................. 2
Bảng 2: Thành phần hóa học của sữa................................................................................. 3
Bảng 3: Thành phần chất khoáng trong sữa bò tươi ........................................................... 7
Bảng 4: Đặc điểm một số enzyme trong sữa ...................................................................... 8
Bảng 5: Thành phần hóa học trung bình của khoai lang ................................................... 11
Bảng 6: Phương pháp phân tích các chỉ tiêu..................................................................... 25
Bảng 7. Hàm lượng Brix sinh ra ảnh hưởng bởi nhiệt độ, thời gian thủy phân.................. 27
Bảng 8: Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến độ nhớt sản phẩm ................................ 28
Bảng 9: Kết quả thống kê hàm lượng đường khử tạo thành và độ nhớt của dịch khoai lang
thủy phân ở 60oC và thời gian thủy phân khác nhau......................................................... 30
Bảng 10: Kết quả thống kê ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến độ nhớt và màu sắc của
sản phẩm ......................................................................................................................... 32
Bảng 11: Ảnh hưởng của thời gian thủy phân và nhiệt độ đến hàm lượng carotenoid....... 34
Bảng 12: Giá trị màu sắc của sản phẩm ảnh hưởng bởi tỷ lệ phối chế .............................. 35
Bảng 13: Điểm cảm quan về hình thái, màu sắc, mùi và vị của sản phẩm theo tỷ lệ phối chế37

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

v


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

TÓM TẮT
Với mục đích xây dựng quy trình chế biến sản phẩm sữa khoai lang tiệt trùng có
chất lượng tối ưu và bảo quản được thời gian dài ở điều kiện thường, nội dung
nghiên cứu tập trung vào những vấn đề sau:
Khảo sát ảnh hưởng của quá trình thủy phân khoai lang đến chất lượng sữa khoai
lang tiệt trùng. Thí nghiệm được tiến hành trên cơ sở khảo sát khả năng thủy phân
khoai lang bằng enzyme α-amylase (Termalyl 120L) ở các mức độ 850C, 900C và
950C với thời gian lần lượt cho mỗi nhiệt độ là 0 phút, 40 phút, 60 phút, 80 phút.
Kết quả cho thấy khoai lang thủy phân ở nhiệt độ 90 0C trong thời gian 80 phút, pH
= 5,6 – 5,8 sẽ cho sản phẩm có độ nhớt phù hợp.
Thí nghiệm tiếp tục khảo sát ảnh hưởng của quá trình thủy phân khoai lang đến
chất lượng sữa khoai lang tiệt trùng. Thí nghiệm được tiến hành tiếp tục kết quả tối
ưu ở thí nghiệm 1 trên cơ sở khảo sát khả năng thủy phân khoai lang tiếp bằng
enzyme glucoamylase (Glucoamylase 300L) ở nhiệt độ 600C với thời gian lần lượt
là 40 phút, 60 phút, 80 phút. Kết quả cho thấy khoai lang thủy phân ở nhiệt độ 60 0C
trong thời gian 60 phút, pH = 5,3 – 5,5 sẽ cho sản phẩm có độ nhớt phù hợp, hình
thái cảm quan tốt nhất và hiệu quả kinh tế.
Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dịch khoai lang và sữa đến chất lượng sản phẩm
được tiến hành thông qua việc thay đổi tỷ lệ phối trộn lần lượt của dịch khoai lang
thủy phân : dịch sữa là 1:2, 1:1, 2:1, 3:1. Kết quả cho thấy tỷ lệ dịch khoai lang :
sữa = 2:1 và chế độ tiệt trùng ở nhiệt độ 1250C trong 5 phút sẽ cho sản phẩm có
đặc tính cảm quan thích hợp nhất và an toàn về mặt vi sinh.

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

vi

Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Giới thiệu
Sữa và các sản phẩm chế biến từ sữa được rất nhiều người trên thế giới biết đến với
giá trị dinh dưỡng và hương vị đặc biệt thơm ngon của nó. Ngày nay, với nhu cầu
phát triển của xã hội thì việc đa dạng các sản phẩm sữa là vấn đề cần thiết để bắt kịp
với nhu cầu của xã hội. Các sản phẩm sữa tiệt trùng trên thị trường thường bổ sung
các hương liệu như dâu, cam, cacao,…với nhu cầu thưởng thức ngày càng cao của
con người thì việc bổ sung các nguyên liệu tự nhiên vào thực phẩm rất được ưu
chuộng.
Khoai lang là cây lương thực rất phổ biến ở Việt Nam, đây là cây được trồng lấy củ
đứng thứ hai sau sắn. Hiện nay, ở đồng bằng sông Cửu Long diện tích trồng khoai
lang gia tăng đạt năng suất khá cao và chất lượng tốt. Với tiềm năng phát triển như
thế, khoai lang là nguồn nguyên liệu cho việc sản xuất và chế biến với quy mô công
nghiệp.
Việc bổ sung khoai lang vào sữa tươi góp phần nâng cao giá trị kinh tế của khoai
lang, mang lại thu nhập đáng kể cho người dân. Sữa này có mùi vị rất đặc trưng và
thành phần dinh dưỡng khá cao rất phù hợp với nhu cầu thị hiếu của người tiêu
dùng.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sữa khoai lang tiệt trùng, từ đó
tìm ra những thông số thích hợp cho quá trình chế biến sản phẩm.
1.3 Nội dung nghiên cứu
 Khảo sát ảnh hưởng của quá trình thủy phân khoai lang bằng enzyme αamylase kết hợp với glucoamylase đến chất lượng sữa khoai lang tiệt trùng.
 Khảo sát tỷ lệ dịch khoai lang và sữa đến chất lượng cảm quan của sữa
khoai lang tiệt trùng.

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

1


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

CHƯƠNG II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Nguyên liệu trong sản xuất sữa khoai lang tiệt trùng
2.1.1 Sữa tươi
a. Tính chất vật lý của sữa
Sữa là một chất lỏng đục. Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một số chất
khoáng trong sữa tạo nên. Màu sắc của sữa phụ thuộc vào hàm lượng β-carotene có
trong chất béo của sữa. Sữa bò thường có màu từ trắng đến vàng nhạt. Sữa bò có
mùi rất đặc trưng, vị ngọt, thơm dịu và có một số tính chất được cho trong bảng 1.
Bảng 1: Một số tính chất vật lý của sữa
Tính chất
pH

Giá trị
6,6

Tỉ trọng

1,032

Độ nhớt (cP)

1,5 – 2

Điểm đông đá (0C)

-0,522

Độ chua (0T)

16 - 22

(Nguồn: Lâm Xuân Thanh. 2004)

b. Thành phần hóa học của sữa
Trong sữa chứa hầu hết các chất dinh dưỡng hầu hết cho cơ thể người, protein của
sữa cung cấp các acid amin không thay thế, chất khoáng chứa hmf lương calci,
phospho cao và các nguyên tố vi lượng khác.

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

2


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

Bảng 2: Thành phần hóa học của sữa
Thành phần

Hàm lượng (%)

Nước

88,5

Chất khô

11,5

Béo

3,07

Protein

3,15

Đường

4,6

Tro

0,68

(Nguồn: Lê Thị Liên Thanh và Lê Văn Hoàng. 2005)

Nước: Chiếm tỷ lệ rất cao trong sữa (80 – 90%) là môi trường phân tán cho các chất
phân tán (casein, béo) và là dung môi cho các chất tan (lactose, khoáng, acid hữu
cơ, …).

Chất khô
+ Chất béo: Chiếm khoảng 4% và được xem là thành phần quan trọng nhất của sữa.
Về mặt dinh dưỡng, chất béo có độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hòa
tan trong chất béo (A, D, E) và các thành phần acid béo khác.
Chất béo và các chất liên kết với chất béo của sữa ở dạng giọt nhỏ được bảo vệ bởi
màng mỏng giúp chúng không liên kết với nhau. Những hạt béo được bao quanh
bởi một màng phức nguồn gốc từ plasma của sữa. Màng này chiếm 2% khối lượng
béo sữa, bao gồm nhiều hợp chất yếu là phospholipid-protein chiếm hơn một nữa
lượng phospholipid của sữa. Màng hạt béo gồm 2 lớp:
 Lớp bên trong là dạng màng tế bào cấu tạo từ protein và phospholipid, không
có hoạt tính enzyme và có điểm nóng chảy cao.
 Lớp bên ngoài có hoạt tính enzyme, có đặc tính kết dính và hấp thụ tạo tính
ổn định của hạt béo. Màng này hấp thụ các ion kim loại như đồng và sắt từ phần
plasma của sữa, ngoài ra còn có khả năng hấp thụ các vi sinh vật.
Hầu hết béo của sữa là những hạt hình cầu, đường kính 1 – 10 micromet. Kích
thước của hạt béo có liên quan đến đặc tính loài.

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

3


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

Chất béo trong sữa có hai loại:
 Chất béo đơn giản: trong công thức phân tử chỉ có C, H, O
 Chất béo phức tạp: ngoài C, H, O còn có N, P, S…
Hàm lượng các acid béo không bão hòa trong sữa được xác định bởi chỉ số iod của

chất béo
+ Các hợp chất chứa Nitơ

Hình 1. Thành phần các hợp chất chứa nitơ trong sữa

Protein được chú ý nhiều nhất vì nó chiếm đến 95% các hợp chất chứa nitơ trong
sữa bò. Protein sữa bò bao gồm: casein, whey và phần trên màng hạt béo.
● Casein: là thành phần protein chủ yếu có trong sữa dưới dạng keo huyền phù
và tồn tại dưới dạng micelle. Mỗi micelle chứa khoảng 65% nước, phần còn lại là
các loại casein và khoáng (gồm calci, magie, phosphate và citrate).

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

4


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

Hình 2. Cấu trúc của micelle casein
(Nguồn: www.foodsci.uoguelph.ca/deicon/casein.html)

Mỗi micelle do khoảng 400 – 500 tiểu micelle hợp thành. Các micelle có dạng hình
cầu với đường kính 20 – 300 nm, còn các tiểu micelle có đường kính khoảng 15 –
20 nm.
Trong cấu trúc micelle, các tiểu micelle liên kết với nhau nhờ muối phosphate calci
và sự tương tác giữa các gốc kỵ nước.
Các cấu tử casein quan trọng gồm alpha (s1)-casein, alpha (s2)-casein và kappa (κ)casein. Κ-casein tập trung trên bề mặt micelle, có vai trò ổn định cấu trúc của
micelle và làm cho micelle hòa tan được trong sữa dưới dạng dung dịch keo.

Casein là những protein có tính acid và phân tử của chúng chứa nhiều gốc acid
glutamic và acid aspartic. Đặc tính có thể nhận biết casein là khả năng hòa tan kém
ở pH = 4,6 với nhiệt độ 20 0C.
 Whey (protein hòa tan): Khi bị biến tính bằng acid hay enzyme whey sẽ duy
trì trong serum sữa không đi vào khối đông khi sữa bị đông tụ. Whey có thể phản
ứng và kết hợp với casein khi sử lý ở nhiệt độ cao và thời gian kéo dài.
α-lactalbumin: là protein dạng hình cầu, chiếm khoảng 2 – 5% tổng khối lượng
protein trong sữa, cấu trúc gần giống lysozyme. α-lactalbulin phân tử lượng khoảng
14200 dalton, trong mỗi phân tử chứa một nguyên tử calci, điểm đẳng điện pI 4,8 –
5,1. α-lactalbulin là protein có giá trị dinh dưỡng cao.

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

5


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

β-lactoglubulin: là protein có nồng độ cao nhất trong sữa, chiếm khoảng 7 – 12%
tổng khối lượng protein trong sữa, điểm đẳng điện pI 5,1 – 5,6. khi đun nóng sữa
trên 600C các hợp chất chứa lưu huỳnh được giải phóng, tạo mùi nấu đặc trưng cho
sữa. β-lactoglubulin ít tương tác hay kết hợp với các phân tử khác do các gốc ưa béo
tập trung ở bên trong cấu trúc hình cầu.
Immunoglobin (các globin miễn dịch): chiếm khoảng 1,9 – 3,3% tổng khối lượng
protein trong sữa, người ta tìm thấy ba loại immunoglobin trong sữa bò là IgG, IgA
và IgM. Trong đó, IgG có hàm lượng cao nhất. Trong sữa non, hàm lượng IgG có
thể chiếm tới 80% tổng khối lượng các protein hòa tan trong sữa. Có thể kết tủa các
globin miễn dịch bằng magie sunfat, amon sunfat.

Pepton-protease: chiếm khoảng 2 – 7% tổng khối lượng protein trong sữa, là sản
phẩm thủy phân từ β-casein bởi plasmine, có thể không bị đông vón ở 95 – 100 0C
trong 20 phút và ở pH 4,7.
Serum-albumin: chiếm khoảng 0,7 – 1,3% tổng khối lượng protein trong sữa, là
protein phân tử lớn có nguồn gốc từ máu và không đặc trưng cho sữa. Thành phần
gồm 542 gốc acid amin, serum-albumin rất mẫn cảm với nhiệt độ.
Ngoài ra trong sữa còn có các protein màng tạo nên một lớp mỏng bao quanh các
hạt béo góp phần ổn định hệ nhũ tương trong sữa.
+ Đường: Trong sữa chủ yếu là đường lactose hay còn gọi là đường sữa, hàm lượng
trung bình là 46 g/l và tồn tại dưới hai dạng:
α-lactose monohydrate C12H22O11.H2O (phân tử α-lactose ngậm một phân tử nước).
β-lactose anhydrous C12H22O11 (phân tử β-lactose khan).
Lactose là một disaccharide của hai đường đơn glucose và galactose. Lactose trong
sữa có ý nghĩa quan trọng vì nó dễ bị một số vi sinh vật gây lên men, chuyển hóa
lactose thành acid lacic và những sản phẩm phụ khác.
Lactose là đường khử, độ ngọt của nó thấp hơn nhiều so với các disaccharide và
monosaccharide thường gặp. Lactose có thể bị thủy phân tạo ra hai monosaccharide
là glucose và galactose bởi enzyme β-galactosidase (lactase)

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

6


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

Hình 3. Công thức cấu tạo đường lactose

+ Chất khoáng: Hàm lượng trong sữa khoảng 6,8 g/l, chủ yếu là các nguyên tố Ca,
P, Na, Mg, Fe, …Trong đó thành phần calci và phospho chiếm cao nhất.
Bảng 3: Thành phần chất khoáng trong sữa bò tươi
Chất khoáng

Hàm lượng (mg/100g)

Ca

120

P

300

K

150

Na

50

Mg

12

Fe

0,04

(Nguồn: Lâm Xuân Thanh. 2004)

Trong sữa các chất khoáng tồn tại dưới hai dạng cân bằng, hòa tan và thể keo. Sự
cân này dễ bị phá vỡ hoặc bị biến đổi dưới ảnh hưởng của nhiều yếu tố như nhiệt
độ, pH …
Vitamin: Sữa là một trong số thực phẩm chứa nhiều vitamin nhất, tuy nhiên hàm
lượng của chúng không nhiều. Các vitamin trong sữa chia làm hai nhóm:
Vitamin tan trong nước gồm: B1, B2, B3, B5, B6,C…
Vitamin hòa tan trong chất béo gồm: A, D, E, K.
Enzyme

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

7


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

Trong sữa có hơn 60 enzyme được tìm thấy. Chúng do tuyến vú tiết ra hoặc do các
vi sinh vật trong sữa tổng hợp nên. Enzyme là chất xúc tác phản ứng có bản chất là
protein. Sự có mặt các enzyme trong sữa là nguyên nhân gây biến đổi thành phần
hóa học của sữa trong quá trình bảo quản., từ đó làm giảm chất lượng hoặc làm hư
hỏng sữa. Tuy nhiên, một số enzyme như lactoperoxydase, lysozyme có vai trò
kháng khuẩn. Chúng tham gia vào việc ổn định chất lượng sữa tươi trong quá trình
bảo quản trước khi chế biến.
Bảng 4: Đặc điểm một số enzyme trong sữa
Enzyme

Xúc tác phản ứng

Đặc điểm

Lipase

Triglyceride + H2O

Gây mùi xấu, còn hoạt tính ở nhiệt độ
thấp (4 – 50C), mất hoạt tính ở chế độ
HTST.

→ Acid béo + glycerol
Protease

Thủy phân liên kết peptid Phá hủy protein, có thể tạo vị đắng,
không phá hủy hoàn toàn ở chế độ HTST.

Catalase

H2O2 → H2O + O2

Chỉ thị sữa từ động vật viêm nhiễm. Chất
tiền oxy hóa.

Lactoperoxydase

H2O2 + AH → H2O + A

Chỉ thị thanh trùng.
Chỉ thị sữa từ động vật viêm nhiễm.

Phosphatase

Thủy phân liên kết este Phá hủy hoàn toàn bởi quá trình thanh
với gốc phosphate
trùng HTST.

HTST: High Temperature Short Time (chế độ 72 – 760C, 15 – 40 giây).

(Nguồn: Dương Thị Phượng Liên. 2006)

Các enzyme oxy hóa: Loại enzyme này bao gồm tất cả các loại enzyme tham gia
vào các quá trình oxy hóa sinh học. Trong số các enzyme này cần phải kể đến:
reductase, catalase, lactoperoxydase.
Các hợp chất khác: Trong sữa còn chứa các chất khí chủ yếu là CO2, O2 và N2.
Tổng hàm lượng của chúng chiếm từ 5 – 6% thể tích sữa. Các chất khí trong sữa tồn
tại ở ba dạng là dạng phân tán, dạng hòa tan và dạng liên kết hóa học với các chất
khác.

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

8


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

c. Hệ vi sinh vật trong sữa
Vi khuẩn: Số lượng vi khuẩn trong sữa bò tươi sau khi vắt có thể dao động từ vài
nghìn đến vài triệu khuẩn lạc trong 1ml sữa. Sữa được đánh giá là có chất lượng vệ
sinh tốt khi tổng số vi khuẩn trong 1ml sữa không lớn hơn 100.000 khuẩn lạc.
Nhóm vi khuẩn lactic: Có dạng hình cầu hoặc hình que, đứng riêng lẽ hoặc tạo
chuỗi, Gram (+) không sinh bào tử. Hô hấp yếm khí, tùy tiện hoặc hiếu khí, không
sinh catalase, không phân hủy H2O2, không khử nitrate, không phân giải protein
trong sữa, lên men đường tạo thành acid lactic và các sản phẩm khác. Nhóm này có
ý nghĩa quan trọng nhất vì nhờ mà ta có thể chế biến các sản phẩm như sữa chua,
phomat, bơ, …
Các vi khuẩn butyric: Phát triển trong sữa gây mùi khó chịu và gây hư hỏng nặng
trong sữa. Thanh trùng sữa theo phương pháp Pasteur không hiệu quả vì vi khuẩn
này có khả năng tạo bào tử và có khả năng chịu nhiệt cao.
Các vi khuẩn propionic: trong sữa phát triển chậm làm đông sữa từ 5 – 7 ngày lên
men, nhiệt độ phát triển thích hợp 30 – 350C và được ứng dụng trong sản xuất
phomat gây hương đặc biệt.
Các vi khuẩn gây thối: không lên men đường sữa, chúng là vi khuẩn có sinh bào tử,
có khả năng sinh enzyme phân hủy protein, giải phóng pepton, các acid tự do và
amoniac. Pepton làm cho sữa có vị đắng còn amoniac làm cho sữa có phản ứng
kiềm. Nhóm này chia làm hai loại:
 Loại hiếu khí: Bacterium fluorescen, Proteus vulgaris, Bacillus subtillis.
 Loại yếm khí: Bacterium putrificus, Bacterium botulinus …
Nấm men: là những cơ thể đơn bào, thường có hình cầu, oval hoặc trứng. Trong sữa
và các sàn phẩm sữa thường thấy các giống nấm men sinh và không sinh bào tử,
chúng lên men đường lactose thành carbonic và rượu. Có nấm men không pân hủy
lactose được nhưng vi khuẩn lactic trong sữa chuyển lactose thành glucose và
galatose, sau đó nấm men lên men các đường đơn tạo thành các sản phẩm cần thiết
cho các sản phẩm sữa lên men.

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

9


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

Một số nấm men thuộc Mycoderma có khả năng tạo enzyme phân hủy protein và
lipid tạo nên vị đắng trong các sản phẩm sữa.
Nấm mốc: Thường hiếu khí, thích nghi với môi trường acid (môi trường đã bị vi
khuẩn acid hóa). Không phát triển trong sữa tươi mà phát triển trong sữa chua, làm
kiềm hóa sữa.
Hiện tượng sữa thay đổi màu sắc:
Sữa có màu xanh: là do sự phát triển của Bacterium cyanfenes, Bacterium
syncyancum, Pseudomonas cyanofens.
Sữa có màu vàng: Do sự phát triển của Bacterium synxanthum, Pseudomonas
synxantha chỉ sống trong sữa đã đun sôi có vi khuẩn lactic.
Sữa có màu đỏ: do sự phát triển của Seractia marcecens hoặc Bacillus lactic,
Elythrogenes kết tủa casein sau đó pepton hóa chất này sẽ làm cho sữa có màu đỏ.
Ngoài ra còn có các trường hợp như:
Sữa mặn và đắng là do nhiều loài vi khuẩn phát triển trong sữa làm thay đổi thành
phần hóa học của sữa làm giảm lượng lactose, tăng nồng độ muối.
Sữa đông ở độ acid thấp: có khi casein tạo đông khi độ acid cao. Hiện tượng này có
mặt của vi khuẩn tạo prezua.
2.1.2 Khoai lang
a. Nguồn gốc
Khoai lang tên khoa học là Ipomea Batatas thuộc chi Ipomoea, họ Convolvulaceae
có mặt ở Trung Mỹ vào những năm 2600 đến 1000 trước Công Nguyên, sau đó phổ
biến sang các nước khác ở châu Âu như Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, châu Á như Ấn

Độ, Trung Quốc, Philippin, Indonesia, Việt Nam...Ở Việt Nam khoai lang trồng rất
phổ biến, trước đây chủ yếu ở đồng bằng các vùng đất bãi ven sông, nay khoai lang
đã được trồng nhiều cả các vùng đồi, trung du từ Bắc vào Nam.
Cây khoai lang là cây lương thực truyền thống lâu đời ở nước ta, có khả năng thích
ứng rộng, trồng được ở nhiều vùng sinh thái và chân đất khác nhau. Khoai lang là
một trong 5 cây có củ quan trọng trên thế giới, nếu không tính khoai tây (cây có củ

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

10


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

cho vùng ôn đới) thì khoai lang là cây có củ quan trọng thứ hai sau sắn ở các vùng
nhiệt đới.

Hình 4. Cây khoai lang

Hình 5. Củ khoai lang

b. Thành phần dinh dưỡng
Lượng tinh bột trong khoai lang thường dao động từ 15-31%, kích thước hạt tinh
bột từ 15-80 µm. Hàm lượng đường 5 – 10% trong khoai lang chủ yếu là glucose.
Bảng 5: Thành phần hóa học trung bình của khoai lang
Thành phần

Tỉ lệ (%)

Nước

68,1

Carbohydrat

27,9

Protein

1,6

Béo

0,5

Xơ

0,9

(Nguồn: Bùi Đức Hợi và ctv. 2007)

2.1.3 Sắc tố carotenoids trong thực phẩm
Carotenoid là sắc tố phân bố rộng rãi trong thiên nhiên có màu vàng, cam, đỏ.
Người ta thấy carotenoid trong lục lạp, sắc lạp. Trong thực vật màu carotenoid
thường bị che phủ bởi chlorophyll.
a. Tính chất:

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

11


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

Carotenoid là sắc tố không tan trong nước mà tan trong dung môi hữu cơ, ổn định
hơn trong môi trường kiềm, nhạy cảm hơn trong môi trường acid. Dễ bị oxi hóa các
nối đôi trong phân tử, nhạy cảm với tia UV. Sự oxi hóa tăng mạnh khi có sự hiện
diện của sulfite và ion kim loại. Mặc khác enzyme lipoxygenase tăng nhanh sự oxi
hóa của carotenoid tạo ra các peroxyt. Sự oxi hóa liên quan đến nhiệt độ, độ ẩm, khí
oxi, kim loại, H2O2…sự oxi hóa mất màu carotenoid là quan trọng trong thực phẩm.
Carotenoid vì dễ bị oxi hóa nên có tính chất chống oxi hóa. Carotenoid làm vô hoạt
oxi độc thân sinh ra do tiếp xúc với ánh sáng, không khí và do đó chống sự oxi hóa
tế bào.
Carotenoid có vai trò quan trọng trong dinh dưỡng. Đó là tiền vitamine A, chất này
liên quan mật thiết đến khả năng nhận biết ánh sáng của mắt. Carotenoid còn có
dạng đồng phân cis - trans ảnh hưởng đến hoạt tính vitamin A. Các nối đôi của hợp
chất carotenoid thường ở dạng đồng phân trans. Khi sinh ra đồng phân cis màu của
sản phẩm hầu như không bị ảnh hưởng tuy nhiên có sự giảm hoạt tính đáng kể của
provitamine A do đó có ảnh hưởng về dinh dưỡng.
b. Hướng ngăn cản sự mất màu carotenoid:
-

Phá hủy hoạt tính của enzyme lipoxygenase bằng cách chần

-

Ngăn cản sự tiếp xúc với oxigen

-

Dùng chất chống oxi hóa.

2.2 Cơ sở khoa học một số quá trình cơ bản trong chế biến sữa khoai lang tiệt
trùng
2.2.1 Quá trình đồng hóa
a. Cơ sở khoa học
Đồng hóa sữa là phương pháp làm giảm kích thước các cầu mỡ giúp chúng phân bố
đều trong chất béo sữa làm cho sữa đồng nhất.
Trong công nghệ chế biến sữa, quá trình đồng hóa được sử dụng với mục đích ổn
định hệ nhũ tương chống lại sự tách pha dưới tác dụng của trọng lực còn gọi là quá
trình nhũ hóa. Trong thực tế sản xuất người ta thường sử dụng chất nhũ hóa trong

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

12


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

quá trình đồng hóa. Khi các hạt phân tán bị phá vỡ và giảm kích thước, chất tạo nhũ
sẽ hấp thu lên bề mặt tiếp xúc giữa hai pha tạo nên màng bảo vệ quanh các hạt phân
tán tránh sự kết hợp trở lại của các hạt phân tán giúp hệ nhũ tương bền hơn.
Các phương pháp đồng hóa:
 Đồng hóa bằng phương pháp khuấy trộn.

 Đồng hóa bằng phương pháp sử dụng áp lực cao.
 Đồng hóa bằng phương pháp khác.
Thông thường đồng hóa bằng phương pháp áp lực cao. Trong phương pháp này,
các hạt của pha phân tán sẽ bị phá vỡ và do khe hẹp có cấu tạo với tiết diện giảm
dần, tốc độ chuyển động của hệ nhũ tương sẽ tiếp tục tăng cao khi chảy qua khe
hẹp.
Nhũ tương: là một hệ gồm hai chất lỏng không hòa tan nhưng được trộn lẫn với
nhau. Khi đó một chất lỏng sẽ tồn tại dưới dạng hạt (được gọi là pha không liên tục,
pha phân tán hay pha nội) trong lòng của chất lỏng còn lại (được gọi là pha liên tục,
pha không phân tán hay pha ngoại). Trong công nghiệp thực phẩm, các hệ nhũ
tương thường gặp gồm nước và dầu. Hai chất lỏng này sẽ tạo ra hai dạng hệ nhũ
tương cơ bản là nhũ tường nước trong dầu – nước ở dạng pha phân tán và dầu ở
dạng pha liên tục, ngược lại nhũ tương dầu trong nước thì dầu ở dạng pha phân tán
và nước dạng pha liên tục.
b. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đồng hóa
Tỷ lệ phần trăm giữa thể tích pha phân tán và tổng thể tích hệ nhũ tương: Nếu thể
tích pha phân tán chỉ chiếm một phần nhỏ so với thể tích hệ nhũ tương thì quá trình
đồng hóa được thực hiện dễ dàng và hệ nhũ tương có độ bền cao. Bên cạnh đó, các
hạt của pha phân tán có xu hướng dễ kết hợp với nhau tạo thành các hạt lớn hơn dẫn
đến hiện tách pha.
Nhiệt độ: nhiệt độ đồng hóa thường dao động trong khoảng 55 – 800C, nhiệt độ thấp
một số chất béo chuyển sang trạng thái rắn làm giảm hiệu quả đồng hóa. Ngược lại,
nhiệt độ cao giúp giảm độ nhớt và tăng khả năng chảy rối của sữa nên tăng hiệu suất

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

13


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

đồng hóa. Nếu nhiệt độ tăng quá cao các phản ứng hóa học không cần thiết có thể
xảy ra ảnh hưởng đến chất lượng của hệ nhũ tương.
Áp suất: áp suất đồng hóa càng lớn thì hượng tượng chảy rối và hiện tượng xâm
thực khí sẽ càng dễ xuất hiện, kết quả là các hạt pha phân tán được tạo thành có
kích thước nhỏ và hệ nhũ tương có độ bền cao. Thông thường áp suất đồng hóa
thường dao động từ 100 – 250 bar.
Chất nhũ hóa: thường sử dụng trong công nghiệp chế biến sữa là lecithin, glycerin
este, sorbitol este…Sau quá trình đồng hóa các hạt béo có khuynh hướng kết hợp lại
với nhau nên các chất nhũ hóa sẽ góp phần không cho các hạt béo tiếp xúc với nhau
gây hiện tượng tách béo trong sữa.
2.2.2 Quá trình tiệt trùng
a. Cơ sở khoa học
Mục đích của quá trình tiệt trùng là tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật và vô hoạt không
thuận nghịch những enzyme có trong thực phẩm. Vì sự kháng nhiệt của bào tử vi
sinh vật đòi hỏi phải xử lý ở nhiệt độ cao tối thiểu là 1210C trong 15 phút, đôi khi
kết hợp vơi áp suất cao và thời gian xử lý nhiệt kéo dài. Sản phẩm qua quá trình tiệt
trùng gọi là vô trùng.
Quá trình tiệt trùng thường bao gồm 3 giai đoạn:
 Gia nhiệt tăng nhiệt độ thực phẩm từ giá trị ban đầu lên đến giá trị nhiệt độ
thanh trùng hoặc tiệt trùng.
 Giữ nhiệt ở giá trị nhiệt độ cần thanh trùng hoặc tiệt trùng trong một khoảng
thời gian xác định
 Làm nguội sản phẩm về giá trị nhiệt độ thích hợp để bao gói hoặc bảo quản
sản phẩm.
b. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tiệt trùng
Hệ vi sinh vật trong thực phẩm: Thành phần các loại vi sinh vật trong thực phẩm là
một vấn đề lưu ý trong quá trình tiệt trùng. Nếu hàm lượng vi sinh vật càng nhiều để

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

14


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

đạt được một mức độ vô trùng công nghiệp thì chế độ xử lý nhiệt phải nghiêm ngặt
với nhiệt độ cao và thời gian dài hơn.
Thành phần hóa học của thực phẩm: Do pH ảnh hưởng đến hoạt độ của enzyme
nên giá trị pH đóng vai trò kích thích hoặc kìm hãm sự sinh trưởng, đôi khi có thể
tiêu diệt một số vi sinh vật có trong sữa.
Những sản phẩm có giá trị pH cao (pH > 4,5) như sữa tươi thì cần xử lý ở nhiệt độ
cao trên 1000C. Ngược lại, đối với những sản phẩm có giá trị pH thấp ta có thể giảm
nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt nhưng vẫn đảm bảo khoảng thời gian bảo quản
nhất định cho sản phẩm. Các hợp chất hóa học trong thực phẩm có hệ số dẫn nhiệt
khác nhau thì thời gian và nhiệt độ xử lý cũng khác nhau.
Các tính chất vật lý của thực phẩm: Đối với những thực phẩm lỏng như sữa, trong
quá trình xử lý nhiệt sẽ xuất hiện các dòng đối lưu, do đó quá trình truyền nhiệt
nhanh và hiệu quả. Một số tiêu chí như hàm lượng chất khô, độ nhớt của thực phẩm
cũng ảnh hưởng đến hệ số truyền nhiệt và hiệu quả của quá trình tiệt trùng.
Phương pháp và thiết bị tiệt trùng: Khi tiến hành tiệt trùng thực phẩm trong bao bì,
các vấn đề như hình dạng, kích thước, vật liệu bao bì sẽ ảnh hưởng đáng kể đến hệ
số truyền nhiệt. Đối với nhóm tiệt trùng thực phẩm ngoài bao bì, người ta thiết kế
các thiết bị truyền nhiệt sao cho làm xuất hiện các dòng chảy rối nhằm mục đích
giúp cho quá trình truyền nhiệt diễn ra nhanh và hiệu quả hơn.
Chế độ tiệt trùng: Việc chọn chế độ tiệt trùng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như hệ

vinh vật ban đầu có trong mẫu, thành phần và tính chất của mẫu, phương pháp xử lý
nhiệt…
2.2.3 Sự hydrate hóa và trương nở của tinh bột
Tính hòa tan: ở nhiệt độ thường tinh bột không hòa tan trong nước, tinh bột cũng
không hòa tan trong ete, rượu… Tinh bột hòa tan trong môi trường kiềm tốt hơn là
trong môi trường trung tính hoặc acid vì kiềm có tác dụng ion hóa từng phần do đó
làm cho phân tử polysaccharide hydrate hóa tốt hơn.
Sự trương nở: Khả năng trương nở của hạt tinh bột trong nước khi tăng nhiệt độ.
Khi cho tinh bột vào nước, các phân tử nước sẽ hấp thu vào giữa các phân tử tinh

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

15


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

bột có kích thước lớn và tương tác với các nhóm hoạt động của tinh bột, tạo ra lớp
vỏ hydrate hóa làm cấu trúc tinh bột bị yếu đi. Quá trình này làm cho phân tử trinh
bột bị trương lên và hệ chuyển thành dạng dung dịch keo.
Ở trạng thái tự nhiên các phân tử tinh bột liên kết với nhau bằng liên kết hydro rất
bền. Khi ở trạng thái lạnh có thể hấp thụ nước một cách thuận nghịch nhưng rất
nhỏ. Khi hạt tinh bột hấp thụ nước sẽ xảy ra sự hydrate hóa các nhóm hydroxy tự do
tạo liên kết hydro của tinh bột với nước.
Khi nhiệt độ tăng cao thì các liên kết hydro bị phá hủy. Quá trình hydrate hóa tinh
bột được biểu diễn theo sơ đồ sau:
Hạt tinh bột → hấp thụ nước qua vỏ → Ngưng tụ nước lỏng → Hydrate hóa và
trương nở → Phá vỡ vỏ hạt, đứt liên kết giữa các phân tử → Phân tán → Dung dịch

keo.
Nhiệt độ để phá vỡ hạt, chuyển tinh bột từ trạng thái ban đầu có mức độ hydrate hóa
khác nhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt độ hồ hóa. Các hạt tinh bột có kích
thước khác nhau thì nhiệt độ hồ hóa sẽ khác nhau, vì vậy nhiệt độ hồ hóa của một
loại tinh bột không phải là một điểm mà là một khoảng nhiệt độ.
Tinh bột sau khi hồ hóa có độ nhớt tăng dần đến điểm cực đại rồi giảm xuống, tinh
bột sau khi hồ hóa sẽ trở nên trong hơn.
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hồ hóa của tinh bột:
Nhiệt độ hồ hóa phụ thuộc mạnh mẻ vào kích thước hạt tinh bột. Tinh bột có kích
thước hạt bé thì nhiệt độ hồ hóa cao hơn tinh bột có kích thước hạt lớn.
Đường: Ức chế sự trương nở và hồ hóa do nó liên kết với nước. Hàm lượng đường
cao sẽ làm ức chế sự trương nở và làm tăng nhiệt độ hồ hóa.
Muối: Làm tăng độ nhớt của dịch hồ hóa
Các chất hút nước (pentosan): do sự cạnh tranh nước nên chúng ảnh hưởng xấu đến
quá trình hồ hóa.
Các chất hoạt động bề mặt: có tác dụng làm giảm độ nhớt bề mặt phân tán, hạt vẫn
trương nở khi có mặt các chất này, tuy nhiên độ nhớt của dung dịch giảm.

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

16


Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Đại học Cần Thơ

Protein: Hàm lượng protein cao sẽ ảnh hưởng đến quá trình hồ hóa là do sự tương
tác của lực hấp dẫn từ những nhóm cực trái dấu tạo thành phức. Phức này được tạo
thành trên bề mặt hạt tinh bột làm ngăn cản sự trương nở và làm giảm độ nhớt ảnh

hưởng đến nhiệt độ hồ hóa. Sự tương tác này xảy ra kém ở pH kiềm (vì protein và
tinh bột đều mang cực âm) và xảy ra mạnh ở pH acid (lúc này protein mang cực
dương và tinh bột mang cực âm).
2.2.4 Quá trình thủy phân tinh bột bằng enzyme
Amylase thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác sự phân giải các liên kết glucoside
nội phân tử trong các polysaccharide với sự tham gia của nước. Amylase thủy phân
tinh bột sản phẩm tạo thành là các dextrin, maltose, và glucose.
a. α-amylase (α-1,4-glucan-4-glucohydrolase)
Là một endo enzyme (nội enzyme) xúc tác thủy phân những liên kết không hoàn
toàn tạo thành dextrin mạch thẳng và mạch phân nhánh.
Điều kiện hoạt động của α-amylase từ các nguồn khác nhau thì khác nhau. Chẳng
hạn pH tối thích của malt đại mạch là 4,7 – 5,4 và của vi khuẩn Bacillus
licheniformis hoạt động tốt trong vùng 5,0 – 9,0.
Khi α-amylase tác dụng lên tinh bột hồ hóa có thể phân ra 2 giai đoạn:
Giai đoạn đầu gọi là giai đoạn dextrin hóa tiến hành tốc độ nhanh: độ nhớt
cũng như phản ứng màu với iode biến đổi rất mạnh. Khi đó, tạo thành dextrin phân
tử thấp gọi là α-dextrin.
Giai đoạn thứ hai gọi là giai đoạn đường hóa xảy ra với tốc độ bé hơn. Lúc
này các α-dextrin được tạo thành trước đó sẽ bị phân ly đến maltose, maltotriose và
glucose.
Như vậy, nếu chỉ một mình α-amylase tác dụng lên amylose và amylopectin thì ta
được một dãy các polymer có từ 6 gốc glucose đến 2 gốc glucose kể cả maltose.
Theo Maye nếu chỉ tác dụng lên amylose trong một thời gian dài thì sẽ có các sản
phẩm là 87% matose và 13% glucose, còn khi tác dụng lên amylopectin thì có 70 –
80% maltose, 18% glucose và gần 8% isomaltose.

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

17

Luận văn tốt nghiệp CNTP khóa 33 - 2011

Amylose

Đại học Cần Thơ

amylopectin

Hình 6. Cơ chế tác dụng của enzyme α-amylase lên tinh bột

b. β-amylase (α-1,4-glucan maltohydrolase)
Là một exo enzyme (ngoại enzyme) xúc tác cắt đứt liên kết glucoside của α-1,4glucan hình thành maltose, bắt đầu ở giai đoạn cuối không khử của mạch. Hoạt
động pH tối thích nằm trong khoảng 5 – 6 và nhiệt độ tối ưu khoảng 500C.
β-amylase phân giải 100% amylose thành maltose, 54 – 58% amylopectin thành
maltose. Do mỗi nhánh amylopectin có từ 20 – 25 phân tử glucose nên sau khi thủy
phân tạo 10 – 12 phân tử maltose. Khi tới liên kết α-1,4-glucoside gắn với α-1,4glucoside thì β-amylase sẽ ngưng tác dụng, phần saccharide còn lại là dextrin phân
tử lớn có chứa rất nhiều liên kết α-1,6-glucoside. Trong quá trình thủy phân của βamylase độ nhớt cũng như màu của phản ứng với iod thay đổi dần dần. β-amylase
cũng chỉ tác dụng được trên mạch tinh bột từ phía không có nhóm andhyde đã bị
oxy hóa đến nhóm carboxyl.

Hình 7. Cơ chế tác dụng của β-amylase lên tinh bột

c. Glucoamylase hay amyloglucosidase (α-1,4-glucan glucohydrolase)

Khoa Nông nghiệp & SHƯD

18