Một số đặc điểm tính chất, ứng dụng, quy trình sản xuất và tiêu chí chất lượng cũng như các phương pháp kiểm tra chất lượng của đường glucose

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
.……………………………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………


MỤC LỤC
TIẾNG ANH77
PHẦN PHỤ LỤC TIẾNG VIỆT100
TÀI LIỆU THAM KHẢO101

NHIỆM VỤ MÔN HỌC

1. Giới thiệu tổng quan về đường glucose.
2. Tìm các TCVN, QCVN về đường glucose.
3. Tìm và tổng hợp các phương pháp kiểm tra các chỉ tiêu đường glucose theo

TCVN, TC Codex.
4. Tìm và tổng hợp các phương pháp kiểm tra các chỉ tiêu đường glucose, TC Codex.

Bản sao báo cáo, bản dịch tiếng Việt, tiếng Anh đề phần phụ lục.
5. Tìm và tổng hợp các phương pháp kiểm tra các chỉ tiêu đường glucose, TC
AOAC. Bản sao báo cáo, bản dịch tiếng Việt, tiếng Anh đề phần phụ lục.
6. So sánh các phương pháp kiểm tra đường glucosetheo các TC trên.

2


.
LỜI MỞ ĐẦU
Được tinh chế trong khoảng từ thế kỷ IV đến thế kỷ VII ở vùng Cận Đông, đường
là món ăn quý hiếm dành riêng cho hàng vương giả thời đó. Ngày nay, đường là một gia
vị rất phổ biến, giá tương đối rẻ, được sản xuất khắp nơi từ những nguồn phổ biến như
mía đường, củ cải đường... Đường được dùng trong các bữa ăn một cách rất quen thuộc
và phổ biến:
-Nấu một nồi canh tôm, một nồi phở thì các bà nội trợ thường cho một thìa đường
để làm ngọt nước.
-Pha dầu trộn xà lách, thêm một chút đường cho giấm bớt chua.
-Sau bữa ăn thì một ít bánh ngọt để tráng miệng là điều ai cũng thích.
-Trẻ con khóc nhè chỉ cần một viên kẹo là có thể khiến chúng cho qua mọi việc.
Trong sản xuất thực phẩm người ta thường phải cho thêm đường vào sản phẩm với
3 mục đích sau:
-Nâng cao giá trị thực phẩm và độ calo của thực phẩm : mỗi gam đường

khi tiêu hoá trong cơ thể sẽ cho 17.1 kj ( 4.1kcal) năng lượng.
-Làm cho sản phẩm có vị ngọt dễ chịu.
-Sử dụng khả năng bảo quản của đường. Khi nồng độ đường cao, trong
dung dịch sẽ gây ra áp suất thẩm thấu lớn, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật. Khả năng
bảo quản của loại mứt rim, mứt mịn và mứt quả nghiền không qua thanh trùng.
Tuy nhiên, trên thực tế có nhiều loại đường khác nhau với tính chất và ứng
dụng khác nhau. Đường chỉ là tên gọi chung cho nhiều loại chất ngọt có tên khoa học
khác nhau như dextrose, fructose (đường trái cây), lactose (đường sữa), maltose (đường
nha), levulose, galactose, saccharose, glucose.... Ngoài ra chất ngọt còn có trong mật ong,
mật ngô, đường vàng, mật mía.
3


Trong đề tài này, em xin trình bày một số đặc điểm tính chất, ứng dụng, quy trình
sản xuất và tiêu chí chất lượng cũng như các phương pháp kiểm tra chất lượng của đường
glucose.

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

AOAC: Association of Official Analytical Chemists.
HGMF: Hydrophobic grid membrane filter.
ICUMSA: International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis.
LIA: Lysine iron agar.
MAC: MacConkey agar.
NFDM–BG: NonFat Dry Milk with Brilliant Green dye
TC: Tiêu chuẩn.
TCVN: Tiêu Chuẩn Việt Nam.
TSI: Triple sugar iron agar.
PE: PolyEtylen.
RSD: Relative standard deviation

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1

Giới thiệu chung.
Glucose là một loại glucid (chất bọt đường hay carbonhydrate) đơn giản nhất (đờn

đơn monosacchride, loại glucid không thể thủy phân được) phổ biến ở động vật và cả
thực vật. Nó có nhiều trong quả nho chín nên còn được gọi là đường nho.
Ở người và động vật, glucose là thành phần cố định trong máu, dễ dàng được cơ
thể con người tiêu hóa và hấp thụ nhất do đó cũng dễ bị nấm men nhất. Chính vì vậy nó là
một chất cần thiết cơ bản của nhiều vi sinh vật.đồng thời nó cũng được ứng dụng rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực.
Glucose có công thức là C6H12O6, là một loại đường khử, là sản phẩm của quá trình
thủy phân tinh bột bằng acid hoặc enzyme. Có thể dùng tinh bột của củ hoặc hòa thảo. Ở
các nước chủ yếu dùng tinh bột bắp và tinh bột khoai tây. Ở nước ta thì chủ yếu dùng tinh
bột sắn để sản xuất đường glucose.
Glucose là một chất rắn, kết tinh, không màu, có nhiệt độ nóng chảy ở 146 0C, hòa
tan nhiều trong nước, acid axetic và một số dung môi khác. Chúng chỉ ít hòa tan trong
methanol và ethanol. Có vị ngọt nhưng không ngọt bằng đường mía (đường saccharose
C12H22O11). Glucose có độ ngọt bằng 0,6 lần so với đường mía (cho độ ngọt của đường
mía là 1 thì độ ngọt đường glucose bằng 0,6).
Glucose có hai dạng công thức cấu tạo gồm dạng mạch hở và dạng mạch vòng (α,
β). Khi hòa tan trong nước tạo thành dung dịch glucose có sự cân bằng, chuyển hóa qua
lại và tồn tại cả ba dạng cấu tạo nhưng chỉ có dạng vòng bền hơn nên xuất hiện nhiều
hơn.
Glucose có trong cơ thể người và động vật. trong máu người có khoảng 0,1%

glucose (về khối lượng) và trong mật ong có 30% glucose.

5


2

Ứng dụng đường glucose.
Việc sản xuất đường glucose là một ứng dụng quan trong đặc biệt của amilase. Các

đường glucose thông thường có chỉ số đường khử (tính theo glucose) là 20 đến 65. Dung
dịch đường glucose có độ nhớt thấp và thường được bảo quản ở pH 3.5- 5.5 (thêm
acetate, citrate hoặc lactate). Người ta dùng dung dịch này để đo độ ngọt, để ngăn cản sự
kết tinh saccharose và làm giảm nhiệt độ đông lạnh của dung dịch (hỗn hợp kem lạnh).
Ngoài ra dung dịch đường glucose có khả năng lên men và có độ hút ẩm cao.
Glucose có khả năng hoá nâu, có tính tạo khối, tạo viên. Giống như các đường đơn
khác, glucose bị lên men bởi nấm men và các chủng vi sinh vật khác nhanh hơn so với
các nguồn cơ chất khác. Do phân tử lượng chỉ bằng một nửa so với đường saccharose ở
cùng một khối lượng sử dụng. Khi phản ứng với các hợp chất chứa nitơ, glucose tạo ra
các chất màu tuỳ thuộc vào điều kiện phản ứng như pH, nhiệt độ, nồng độ và bản chất các
hợp chất chứa nitơ.
Đường glucose cũng tham gia các phản ứng như isomer hoá trong môi trường
kiềm để tạo thành fructose và mannos, phản ứng phân huỷ kiềm tạo thành acid
carboxylic, phản ứng hydro hoá tạo thành sorbitol, phản ứng phân huỷ kiềm và hydro hoá
để tạo thành glycol; 1,2- propanediol và glycerol, phản ứng oxy hoá để tạo thành acid
gluconic và acid glucaric.
Trong công nghệp thực phẩm: Các tính chất vật lý, hoá học và dinh dưỡng học
đường glucose được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp thực phẩm như công
nghiệp lên men (bia, đồ uống có cồn…), sản xuất bánh mì, trong công nghiệp bánh kẹo,
đồ hộp, thức ăn nhanh và những lĩnh vực khác như công nghiệp hoá chất và dược phẩm.

Đường glucose được sử dụng trong sản xuất bánh mì để tăng khả năng lên men,
tăng độ dai cho vỏ bánh để dễ cắt, dễ cầm bánh, cải thiện màu, mùi vị và cấu trúc bánh.
Trong bánh ngọt glucose giúp tăng thể tích, cấu trúc, tính cân đối của bánh. Glucose kiểm
soát độ ngọt và vị trong các loại bánh bích quy, nó được phủ lên trong quá trình nướng để
tạo màu cho bề mặt và làm mềm bánh.
Glucose cũng mang lại cấu trúc mềm mại, vị ngọt diệu và khả năng chảy tốt cho
các sản phẩm kem và đồ tráng miệng lạnh. Trong lên men bia glucose được sử dụng như
6


cơ chất có khả năng lên men bổ sung để làm giảm lượng cacbohydrate và lượng calori
trong các loại bia năng lượng thấp.
Trong rượu vang glucose được sử dụng để tăng khả năng lên men, tăng vị và độ
ngọt cho sản phẩm. Trong các loại đồ uống, glucose cung cấp độ ngọt, áp suất thẩm thấu,
nó cũng là chất độn giúp tăng vị, kiểm soát khả năng di động và tăng thời gian bảo quản
cho đồ uống dạng bột.
Trong sản xuất kẹo, glucose cung cấp độ ngọt, độ mềm mại cho sản phẩm đồng
thời giúp kiểm soát hiện tượng kết tinh. Kết hợp glucose và saccharose giúp tăng vị, cải
thiện màu sắc, độ bóng, tăng cảm giác mát lạnh ở miệng, đồng thời cân bằng được độ
ngọt, độ dai, độ cứng cho sản phẩm kẹo. Glucose cũng là phụ gia lý tưởng cho quá trình
đóng viên do tính chảy, khả năng kết dính cũng như tách rời tốt. Glucose cũng là chất tạo
độ ngọt, độ mềm dẻo và dễ cắt trong sản phẩm kẹo dẻo.
Trong các loại đồ hộp như nước chấm, súp rau củ, đồ hộp trái cây, mứt, thạch quả,
glucose được sử dụng để cung cấp độ ngọt và vị, tăng độ bền và áp suất thẩm thấu, cải
thiện cấu trúc và chất lượng thẩm mỹ của sản phẩm. Glucose cũng tham gia vào quá trình
tạo màu cho sản phẩm như xúc xích, bơ đậu phộng…
Trong công nghiệp dược: glucose được sử dụng để truyền tĩnh mạch, hay để
đóng viên. Nó cũng được sử dụng như nguyên liệu của các quá trình lên men sản xuất các
acid hữu cơ, vitamine, kháng sinh, emzyme, acid amine, polysaccharide… Nhu cầu
glucose cao nhất là trong lĩnh vực sản xuất cồn ethanol nhiên liệu.

Đặc biệt đường glucose là một ứng dụng thực tiễn trong sản xuất nước quả, đây là
nguyên liệu được phối trộn vào dịch quả nhằm làm tăng hương vị và giúp cho sản phẩm
đạt chất lượng tuyệt hảo hơn đồng thời nó cũng chính là nguyên nhân giúp hạ chi phí sản
xuất bởi vì đường glucose là nguyên liệu dễ chế biến và rẻ hơn nhiều so với saccharose
hay còn gọi là đường kính mà ta vẫn thường hay sử dụng hằng ngày trong gia đình cũng
như làm nguyên liệu chế biến một số sản phẩm khác trong công nghiệp thực phẩm: bánh
kẹo, mứt quả, nước giải khát…
Glucose là chất cần cho môi trường nuôi vi sinh vật, là đường dễ lên men tạo rượu,
acid acetic, acid lactic, acid hữu cơ khác như acid glutamic, acid citric.
3

Nguồn nguyên liệu sản xuất đường
7


3.1.

Tinh bột sắn.

Tinh bột sắn là một loại polysaccharide có cấu tạo từ hai loại glucan là amylose
(AM) và amylopectin (AP).
+ Amylose: gồm 200-1000 phân tử glucose liên kết với nhau bằng liên kết α-1,4
glucoside tạo thành mạch thẳng. Phân tử amylose gồm nhiều chuỗi xếp song song với
nhau, trong đó có các chuỗi cuộn lại thành hình xoắn ốc mỗi vòng xoắn chứa 6 gốc
glucose, I2 sẽ hấp thụ vào giữa vòng xoắn tạo màu xanh thẫm đặc trưng. Phân tử amylose
có một đầu khử và một đầu không khử.

Hình ảnh 1: Cấu trúc mạch Amylose
+ Amylopectin: gồm 600-6000 phân tử glucose gồm hai loại liên kết α-1,4
glucoside và α-1,6 glucoside vì vậy nó có cấu trúc phân nhánh, thường có 20-30 gốc

glucose giữa hai điểm phân nhánh. Phân tử amylopectin có một đầu khử và nhiều đầu
không khử. Amylopectin chỉ tan trong nước nóng và cho dung dịch có độ nhớt cao hơn
amylose.

Hình ảnh 2: Cấu trúc mạch Amylopectin
 Nước ta chủ yếu dùng tinh bột sắn làm nguyên liệu chính để sản xuất đường
glucose vì:
8


Sắn có thể thu hoạch quanh năm không cần nhiều chi phí cho việc tồn trữ. Mặt
khác sắn cho sản lượng carbohydrate cao hơn gạo đến 40% và cao hơn ngô vàng 25% và
là nguồn tinh bột rẻ tiền. Hơn nữa so với các vụ mùa khác sắn chịu đuợc điều kiện trồng
khắc nghiệt hơn nên đắp ứng được nguồn cung ứng cho nhà máy trong quá trình sản xuất.
Đồng thời sắn có hàm lượng tinh bột cao và hàm lượng các chất khác như protein và lipit
thấp do đó nó là nguồn lý tưởng để sản xuất tinh bột tinh khiết.
Đặc tính quan trọng của tinh bột sắn là không mùi, tạo bột nhão trong và khả năng
kết dính tốt. những đặc tính này giúp cho tinh bột sắn dễ trộn với các tác nhân màu sắc và
hương vị. Tinh bột sắn có hàm lượng amylopetin cao nên dễ hòa tan trong nước ở 95 0C
hơn các loại tinh bột giàu amylose, do cấu tạo nhiều mạch nhánh cồng kềnh nên không có
xu hướng kết tinh trở lại và do đó có khả năng giữ được nước lớn.
Tiêu chuẩn của tinh bột sắn:





Những tiêu chuẩn chung:
An toàn và phù hợp cho người sử dụng.
Không có mùi vị khác thường và côn trùng gây hại.

Không bị nhiễm bẩn.

 Chỉ tiêu cảm quan:
 Cấu trúc: bột màu trắng, khô và mịn.
 Màu sắc: đồng đều và đặc trưng.
 Mùi: có mùi tươi và không có mùi mốc và ôi.
 Không bị nhiểm bẩn.
 Thành phần hóa học:

Độ ẩm: 7%
Hàm lượng tinh bột: không thấp hơn 89,2% chất khô.
Protein: không lớn hơn 0,8%.
Chất béo: không lớn hơn 0,15%.
Tro: không lớn hơn 0,15%.
Các chất hòa tan khác: không lớn hơn 0,1%.
Độ chua: không lớn hơn 30ml dung dịch NaOH 0,1N/100g chất khô.
pH: 4.5 – 6.5.
 Chỉ tiêu sinh học:
 Không có vi sinh vật gây bệnh.
 Không có côn trùng gây hại.
3.2.
Hệ enzyme thủy phân dùng trong sản xuất đường glucose.
3.2.1. Amilase.
9


 Khái niệm chung.

Amilase là một trong những enzyme được ứng dụng rộng rãi hơn cả, đặc biệt là
trong công nghiệp thực phẩm.

Amilase là tên gọi một nhóm enzyme thuỷ phân tinh bột, bao gồm nhiều enzyme
khác nhau về tính đặc hiệu tác dụng lên tinh bột (vị trí khác nhau trên mạch tinh bột) như:
α-amilase, β-amilase, γ-amilase…
Chế phẩm enzyme amilase kĩ thuật và tinh khiết được sản xuất ở dạng dịch đặc có
nồng độ chất khô 50% hay ở dạng bột khô thô hay tinh khiết.
 Phương pháp thu và nuôi cấy amilase.

Phương pháp thu amilase từ canh trưởng rắn hay lỏng, trên cơ bản giống phương
pháp chung thu enzyme từ vi sinh vật.
Về phương pháp nuôi, ta có thể sử dụng phương pháp bề sâu hay bề mặt.
Đặc điểm α-amilase nấm mốc là có pH tối ưu 4,7- 4,9 với Ca là nguyên liệu tăng hoạt
động của enzyme này. α-amilase nấm mốc có khả năng chuyển được 80- 82% tinh bột
thành maltose, không tác dụng lên tinh bột sống chỉ tác dụng lên tinh bột đã hồ hoá.
Amilase của vi khuẩn có khả năng dịch hoá cao (tạo dextrin), khả năng đường hoá kém
hơn amilase của nấm mốc, nhưng có ưu điểm là chịu được nhiệt độ cao (90 0C). Ở Nhật
hàng năm sản xuất 7000 tấn amilase từ vi khuẩn. Các nấm mốc Asp. Awamori; Asp.
Oryzae; Asp. Usami tổng hợp nhiều Olygo-1-6-glucozidase thuỷ phân liên kết 1-6glucoside của tinh bột.
3.2.2 Glucoamylase.
Glucoamylase

(α-1,4-glucanglucohydrolase)

hay

cũng

gọi

là

γ-amilase.

Glucoamylase có khả năng cắt đứt từng đơn vị glucose từ đầu không khử của tinh bột.
Khi thủy phân tinh bột glucoamylase bên cạnh glucose cũng có thể tạo ra oligosaccharide.
Glucoamylase cũng có thể thủy phân liên kết α-1,6-glucoside trong các oligo- và
polysaccharide. Ngoài ra glucoamylase cũng có khả năng phân cắt glucogen,
amylopectin, dextrin giới hạn, isomaltose và maltose đến glucose. Glucoamylase của
Aspergillus và Rhizopus có độ bền cao đối với nồng độ ion H+.
3.2.3 Chế phẩm amilase trong sản xuất đường glucose từ tinh bột.
Từ năm 1960 ở Nhật, 100% glucose được sản xuất bằng phương pháp thuỷ phân
enzyme. Ở các nước tiên tiến khác, phương pháp dùng enzyme vi sinh vật trong lĩnh vực
10


này cũng đã được áp dụng có hiệu quả và phổ biến, hay phối hợp phương pháp acid và
enzyme.
Trong sản xuất mật tinh bột-glucose 2 enzyme chủ yếu là α-amilase và
glucoamilase từ nấm mốc và vi khuẩn.
Enzyme α-amilase để dịch hoá tinh bột và tạo maltose còn glucoamilase dùng để
đường hoá tạo glucose, chế phẩm amilase cho sản xuất glucose được sản xuất từ vi khuẩn
B. subtilis, B. mesentericus. Chế phẩm glucoamilase thường sản xuất từ nấm mốc Asp.
Niger; Asp. Awamori; Asp. Batatae; Rhizopus delamar; Mucor… hay từ một số nấm men
Sacchromyce, Endomycoppis…
3.3.
Nước.
Nước tham gia vào các phản ứng trong quá trình thủy phân tinh bột. Do đó, yêu
cầu chung là nước có độ cứng càng thấp càng tốt.
Chất chỉnh pH.
Để các chế phẩm enzyme xác tác phản ứng thủy phân tinh bột đạt hiệu quả cao,
3.4.

người ta cần hiệu chỉnh pH dung dịch cơ chất về giá trị tối thích của enzyme. Chất chỉnh
pH thông dụng là NaOH 0,1N và HCl 0,1N.
3.5.
Các nguyên liệu khác.
 CaCl2 được dùng để ổn định hoạt tính α-amylase.
 Than hoạt tính được sử dụng để tinh sạch dung dịch đường sau quá trình thủy
phân, cải thiện độ màu của sản phẩm.
 Bộ trợ lọc diatomite được dùng để hỗ trợ cho quá trình lọc syrup.
4. Quy trình công nghệ.
4.1.
Sơ đồ khối.

11


Tinh bột
Termamyl
CaCl2
Mật 1 + H2O đến 300Bx

Hòa bột

Hồ hóa và Dịch hóa
Đường hóa
AMGE
Làm nguội
Làm sạch
Đường hóa
Cô đặc

Làm sạch

Làm nguội

Cô đặc
Kết tinh
Làm nguội
Ly tâm
Kết tinh
Đường

Mật 1

thô

Ly tâm
Hồi dung
Sấy

4.2.

Mật 2

Đường cục

Phân loại
Giải thích quy trình.

4.2.1. Hòa bột (chuẩn bị huyền phù tinh bột)
12

Glucose thành phẩm

Hydron


 Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình hồ hóa nhằm tăng độ phân tán của huyền

phù.
 Các biến đổi:

Biến đổi vật lý: khi cho tinh bột vào nước, các hạt tinh bột không tan được trong
nước. Tuy nhiên, một số phân tử nước sẽ khuếch tán vào bên trong cấu trúc hạt tinh bột.
Dẫn đến:
 Tăng thể tích.
 Hệ số dẫn nhiệt tăng.
 Sự khuếch tán của các hạt tinh bột tăng.

Biến đổi hóa lý: khi tinh bột hấp phụ một phần nước thì thể tích tăng lên. Tuy
nhiên, sựt hay đổi này không đáng kể nếu quá trình chuẩn bị huyền phù tinh bột được
thực hiện ở nhiệt độ phòng.
 Hạt tinh bột hấp thu một lượng nhỏ nước một cách thuận nghịch (25-50%

nước) nhưng chưa trương nở.
 Trạng thái của nguyên liệu sau khuấy trộn ở dạng huyền phù.
 Tăng khả năng tiếp xúc giữa hạt tinh bột và nước.
Biến đổi cảm quan: sự thay đổi trạng thái của dịch bột.
 Dùng thùng hòa tinh bột hình trụ đứng có các thông số công nghệ:
• Nhiệt độ: 45-500C.
• Tốc độ cánh khuấy 20 vòng/phút.

• Thời gian: 30-40 phút.
•

Tinh bột và nước được trộn theo tỷ lệ khối lượng là 1:2 hoặc 1:3. Người ta sẽ cho nước
vào thiết bị phối trộn trước, sau đó cánh khuấy hoạt động rồi mới cho tinh bột từ từ vào
thiết bị. Cuối cùng bổ sung chất chỉnh pH để đưa giá trị pH của hỗn hợp vè giá trị tối
thích để amylase hoạt động xúc tác, đồng thời bổ sung Ca 2+ với hàm lượng 100 ppm để ổn
định hoạt tính của enzyme.
4.2.2. Hồ hóa.

 Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình dịch hóa, các hạt tinh bột hút nước và

trương nở tối đa tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình dịch hóa.
 Các loại biến đổi:
Biến đổi vật lý:





Độ nhớt tăng cực đại.
Hạt tinh bột rương nở tối đa.
Nhiệt độ của dung dịch tăng.
Nồng độ chất khô tăng.
13


Biến đổi hóa học:
 Xảy ra sự hydrat hóa các nhóm hydroxyl tự do và hình thành liên kết hydro

với nước.
Biến đổi hóa lý:
 Hạt tinh bột tiếp tục hấp thu nước, khi nhiệt độ càng tăng thì khả năng hút

nước càng tăng, lên đến 2500% nước.
 Hệ chuyển sử dụng huyền phù sang dung dịch nhớt đồng nhất.
 Tăng khả năng hòa tan.
Biến đổi sinh học:
 Vi sinh vật bị ức chế hoặc tiêu diệt.

Biến đổi cảm quan: màu sắc từ đục chuyển sang trong hơn.
Dùng thiết bị Henze cooker có thông số công nghệ:
• Nhiệt độ hồ hóa: 52:640C
• Thời gian xả: 20 phút/lần.

4.2.3. Dịch hóa.
 Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình đường hóa.
 Các biến đổi:

Biến đổi vật lý:
 Độ nhớt giảm.
 Khả năng truyền nhiệt tăng (do kích thước phân tử nhỏ hơn).
 Nồng độ chất khô tăng.

Biến đổi hóa học:
 Hạt tinh bột bị phá tung, phá vỡ các liên kết hydro giữa nước và các sợi tinh

bột.
 Phản ứng Maillard giữa đường và acid amine tạo ra sản phẩm có màu.
 Thủy phân một phần tinh bột tạo những mạch dextrin có chiều dài mạch

ngắn hơn,
Biến đổi hóa lý:
14


 Sự bốc hơi nước tăng.
 Khả năng hòa tan của tinh bột tăng.

Biến đổi hóa sinh:
 Enzym α-amylase hoạt động cắt các mạch amylose và amylopectin thành

các dextrin mạch ngắn có khả năng hòa tan .
Biến đổi sinh học:
 Vi sinh vật bị ức chế hoặc tiêu diệt
 Thiết bị: Henze cooker với các thông số công nghệ:
• Nhiệt độ: 1050C
• pH: 6-6.5
• Hàm lượng chế phẩm enzym α-amylase: 0.25-0.3% lượng tinh bột khô

Chú ý: Quá trình dịch hóa tiến hành đến hàm lượng đường khử đạt 10-15% DE.

4.2.4. Làm nguội.
 Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình đường hóa, tạo điều kiên tối thích cho

enzyme glucoamylase trong quá trình đường hóa tiếp theo.
 Các biến đổi:
Biến đổi vật lý: nhiệt độ giảm.
Các biến đổi khác không đáng kể.
 Dùng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bán mỏng với nhiệt độ được hạ xuống còn 55600C.

4.2.5. Đường hóa.
 Mục đích công nghệ:
 Khai thác: Tạo thành syrup có thành phần chủ yếu là glucose, các đường đơn và các

dextrin mạch ngắn.
 Các biến đổi:
Biến đổi vật lý:
 Độ nhớt của dung dịch sẽ giảm dần theo thời gian thủy phân.
 Tăng khả năng truyền nhiệt của dung dịch.
 Tăng hàm lượng chất khô do hàm lượng nước giảm.
Biến đổi hóa học:
 Phản ứng thủy phân cắt dextrin mạch dài (sản phẩm sau quá trình dịch hóa) thành sản

phẩm chính là glucose, các đường đơn giản khác và dextrin mạch ngắn…
 Phản ứng Maillard tạo thành các chất màu làm sẫm màu dịch thủy phân.
15


Biến đổi hóa lý:
 Tăng khả năng hòa tan của dung dịch.

Biến đổi hóa sinh:
 Có tương tác đồng thời của enzyme α-amylase và glucoamylase lên các mạch

polysaccharide và oligosaccharide tạo hỗn hợp sản phẩm gồm maltose, glucose, triose và
các oligosaccharide khác. Trong đó, glucoamylase hoạt động với điều kiện tối thích còn
α-amylase vẫn hoạt động nhưng hoạt tính yếu hơn.
 Tùy theo chế phẩm enzyme mà nhiệt độ quá trình đường hóa sẽ thay đổi. Nhiệt độ
đường hóa phổ biến hiện nay là 55-600C.
 Tùy theo hoạt tính và hàm lượng enzyme sử dụng mà thời gian đường hóa có thể

kéo dài từ vài giờ đến hàng chục giờ. Tuy nhiên thời gian đường hóa không vượt
quá 48 giờ.
• pH dung dịch đường hóa nằm trong khoảng 5.0-5.5.
• Lượng enzyme: 2000 U/kg hàm lượng chất khô.
4.2.6. Làm sạch.
Người ta sử dụng than hoạt tính để làm sạch dung dịch tinh bột sau khi đường hóa.
 Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình lọc tạp chất.
 Các biến đổi của nguyên liệu: chủ yếu xảy ra biến đổi hóa lý, chất màu và một số tạp

chất trong dịch thủy phân sẽ hấp phụ trong mao dẫn của các than hoạt tính.
 Thiết bị và thông số công nghệ: thiết bị có dạng hình trụ đứng, bên trong có cánh khuấy,
bên ngoài là lớp vỏ áo để điều nhiệt. hàm lượng than hoạt tính sử dụng xấp xỉ 0,75%
lượng chất khô trong dung dịch thủy phân. Nhiệt độ xử lý là 70 0C, thời gian xử lý khoảng
25-30 phút. Người ta sẽ chuẩn bị huyền phù than hoạt tính với nồng độ 15%, sau đó bổ
sung dung dịch huyền phù than hoạt tính này vào dung dịch thủy phân đã được gia nhiệt
lên đến 700C.
4.2.7. Lọc.
 Mục đích công nghệ: khai thác, chuẩn bị cho quá trình cô đặc.
 Các biến đổi:

Biến đổi vật lý:
 Khối lượng dung dịch.
 Tỷ trọng thay đổi.
 Hệ số truyền nhiệt.

16


Biển đổi hóa lý:
 Xảy ra sự phân riêng hai pha: pha phân tán bao gồm các hạt than đã hấp phụ các chất màu

và một số tạp chất bị lẫn trong dung dịch. Pha liên tục là dịch đường đã được làm sạch.
 Thiết bị và thông số công nghệ:
Thông thường, người ta sử dụng thiết bị lọc khung bản với màng vải có phủ một
lớp bột trợ lọc diatomite.
Người ta dùng bơm để đưa nguyên liệu vào thiết bị lọc. Tốc độ lọc dao động trong
khoảng 200-400L/m2.giờ. Khi quá trình lọc kết thúc, người ta thổi không khí sạch vào
thiết bị để tận thu phần dịch lọc còn sót trong bã. Nhiệt độ dung dịch khoảng 55 0C thi thu
được hiệu suất lọc cao nhất.
4.2.8. Trao đổi ion.
 Mục đích: Quá trình trao đổi ion có thể tách được 95% chất khoáng, 70% các hợp

chất có chứa nitơ và 80% chất màu có trong syrup.
 Chuẩn bị cho quá trình cô đặc.
 Tách các ion và hấp thụ được những hợp chất hữu cơ khác.
 Các biến đổi: Các tạp chất tích điện trong dịch thủy phân sẽ thế chỗ các anion trên những
hạt nhựa trong thiết bị trao đổi ion. Sau khi qua cột cationit, pH syrup sẽ giảm xuống rất
thấp (pH 2,0). Tuy nhiên, khi syrup được qua cột anionit, pH sẽ tăng lên 5,0 hoặc cao
hơn.
Biến đổi hóa học: các anion và cation sẽ khuếch tán qua các lỗ xốp và trao đổi ion
với chất rắn điện giải.
 Trao đổi cation: ion làm việc là H+ hoặc Na+. Tuy nhiên, nên lựa chọn H+ vì có
thể tách được cả ion Na+.
Cơ chế: Mn+ + nHR  MRn + nH+
Trong đó:
Mn+: -Là các ion trong dung dịch như là Na +, Ca+, Mg+, Cu2+, Fe3+, Fe2+,
Al3+…
- Là những chất hữu cơ mang điện tích dương trong dung dịch.
HR: là các loại nhựa polymer tổng hợp không tan có chứa nhóm sulfonic,
carboxylic hay phenolic. (R- là biểu diễn phần anion cố định trong nhựa).

 Trao đổi anion: ion làm việc là Cl- hoặc OH-.

Cơ chế: mRNH3-OH + Am-  (RNH3)m – A + mOH17


H+ + OH-  H2O
Trong đó:
Am-: -Là những anion trong dung dịch như là SO42-, NO3-…
-Là những chất hữu cơ mang điện tích âm trong dung dịch.
RNH3 – OH hay RNH3 – Cl: là các loại nhựa polimer không tan có chứa
nhóm amin và các anion để trao đổi. (RNH3+ là biểu diễn phần cation cố định
trong nhựa).
 Thiết bị: Sử dụng hai cột chứa lần lượt cationit và anionit.
Nguyên lý hoạt động:
- Dung dịch sẽ được cho đi qua cột trao đổi anion. Tại đây, các anion sẽ bị
-

giữ lại trên cột.
Dung dịch tiếp tục đi qua cột trao đổi cation. Tại đây, các cation sẽ bị giữ

-

lại. Tiến hành rửa giải để tách những ion.
Sau quá trình trao đổi ion phải tiến hành tái sinh ion làm việc trên cột bằng
cách ngâm cột vào những dung dịch thích hợp.

 Thông số công nghệ:

Thời gian tiến hành : 20 – 25 phút.
Nhiệt độ tiến hành: 70 – 750C.

Chiều cao và đường kính cột trao đổi ion sẽ do mỗi hãng sản xuất quy định.
Chú ý: Khi lượng chất đã bão hòa trên cột thì ta phải tiến hành rửa giải cột
và hồi lưu dung dịch đi ra để dung dịch sạch hơn.

4.2.9. Cô đặc chân không.
 Mục đích công nghệ: quá trình cô đặc chân không sẽ tách bớt nước và làm tăng nồng độ

chất khô của syrup. Nhờ đó, giá trị dinh dưỡng của syrup sẽ gia tăng và việc vận chuyển
và phân phối syrup dễ dàng hơn. Đồng thời, nồng độ đường cao làm ức chế vi sinh vật
thuận lợi cho việc bảo quản. Mục đích công nghệ của quá trình này là khai thác và hoàn
thiện.
 Các biến đổi của nguyên liệu:
Biến đổi vật lý:
 Trong quá trình cô đặc, nồng độ chất khô của syrup sẽ tăng dần, do đó tỷ trọng và độ nhớt
của nó sẽ gia tăng.
 Khối lượng giảm do mất đi một khối lượng nước.
Biến đổi hóa lý: xảy ra sự bốc hơi nước và lôi cuốn bay hơi một số chất mùi. Nếu
syrup còn lẫn các protein hòa tan thì chúng có thẻ bị đông tụ.
18


Biến đổi hóa học: nếu các acid amine hoặc petide chưa được loại bỏ hhoanf toàn
trong quá trình tinh sạch trước đó thì chúng sẽ cùng với đường tham gia phản ứng maillar
là cho syrup bị sậm màu.
 Thiết bị cô đặc: để tiết kiệm năng lượng, các nhà sản xuất sủ dụng hệ thống chân không

nhiều cấp, thông thường từ 3 đến 7 cấp. Khi đó hơi nước sẽ được đưa vào để gia nhiệt
thiết bị cấp 1, rồi dùng hơi thứ phát sinh từ thiết bị cấp 1 để gia nhiệt cho thiết bị cấp 2…
và như thế cho đến thiết bị gia nhiệt cấp cuối cùng. Hơi thứ từ thiết bị gia nhiệt cấp cuối
cùng sẽ được dẫn qua hệ thống làm lạnh để ngưng tụ tạo chân không. Phần không khí

ngưng tụ sẽ được tháo ra ngoài nhờ bơm chân không.
 Thông số công nghệ:
• Nồng độ sau khi cô đặc đạt được 30-50%.
• Áp suất hơi đốt: ≤ 2kg/cm3.
• Nhiệt độ cô đặc: 60-650C.
• Thời gian cô đặc: 2-3 giờ.
• Áp suất chất không: 720 mmHg.

4.2.10. Làm nguội.
 Mục đích: hạ nhiệt độ dung dịch chuẩn bị cho quá trình kết tinh. Nhiệt độ đường glucose

giảm từ 60-650C xuống còn 40-450C.
 Biến đổi và thiết bị giống như làm nguội ở phần trên.
4.2.11. Kết tinh.
Sau khi được là nguội dung dịch tiếp tục được tẩy trắng rồi mới kết tinh.


Mục đích công nghệ: chuẩn bị tạo ra tinh thể đường và chuẩn bị cho quá trình ly



tâm tách tinh thể tiếp theo.
Các biến đổi:
Biến đổi vật lý:
 Quá trình kết tinh glucose là quá trình tỏa nhiệt (1mol hydrat glucose kết

tinh tỏa ra 19,8 kJ).
Biến đổi hóa lý: kết tinh tạo tinh thể glucose có độ ẩm cao.
Biến đổi cảm quan: tùy thuộc vào điều kiện kết tinh ta có thể thu nhận được tinh
thể thuộc nhiều hệ thống khác nhau.

 Các thông số công nghệ:
• Thời gian khuấy trộn với mầm là 12-24 giờ.
• Nhiệt độ kết tinh 240C.
• Thời gian kết tinh khoảng 100-120 giờ.
19


•
•

Đường non mẻ trước để lại là 1/3 thể tích.
Tốc độ giảm theo nhiệt độ theo một chế độ nhất định do thực nghiệm
xây dựng.

Hình ảnh 3: Đường giảm nhiệt độ kết tinh
— Đường giảm nhiệt độ thực tế nằm gần đường thẳng lý tưởng.
— Nếu giảm quá chậm, trong mật còn lại những tinh thể lớn, sau đó chngs lại lớn rất

nhanh do đó bị vàng.
— Ngược lại nếu nhiệt độ giảm quá nhanh, nhiều tinh thể bé khó li tâm, giảm chất
lượng sản phẩm. Nhược điểm của chế độ kết tinh này là thời gian quá dài.
— Quá trình kết tinh kết thúc khi nhiệt độ bao quanh tinh thể (mật cái) thấp hơn nồng

độ đường non (khối dung dịch và các tinh thể sau khi kết tinh xong chưa ly tâm)
12-140Bx, độ tinh khiết của chúng chênh lệch 9-11%.
Các chỉ tiêu của quá trình kết tinh
Nồng độ mật vào kết tinh (0Bx)
Độ tinh khiết mật vào (% khối lượng glucose
so với chất khô)
Nhiệt độ mật vào (0C)

Lượng mầm bổ sung (% khối lượng)
Nhiệt độ sau khi trộn với giống cái (0C)
Thời gian sau khi trộn đến ly tâm (h)
Nồng độ mật cái (0Bx)
Độ tinh khiết mật nâu (%)-mật 1
Độ tinh khiết mật trắng (%)-mật 2
Nhiệt độ đường non trước khi ly tâm
pH đường non
Hệ số bão hòa α
20

74.3 - 75.5

77 - 78

91 - 93

84 - 85

48 - 50
30
43 - 44
100 - 120
62 - 63
78 - 80
88 - 90
24 - 25
4.2 - 4.3
1.15 - 1.2

48 - 50
30 - 35
43 - 44
220 - 265
65 - 67
68 - 71
…..
27 - 28
4.2 - 4.3
2.9 - 1.4


4.2.12. Ly tâm.
 Mục đích: chuẩn bị cho quá trình sấy.
 Các biến đổi:

Biến đổi vât lý:
 Khối lượng dung dịch giảm.
 Tỷ trọng thay đổi.
Biến đổi hóa lý: tách lượng nước ra khỏi hỗn hợp.

Hình ảnh 4: Thiết bị ly tâm lọc
Sau quá trình ly tâm, dung dịch đường không kết tinh được sẽ được đánh giá và
phân thành 2 loại:
Mật 1: có độ tinh khiết là 78-80% khối lượng glucose so với chất khô, được pha
loãng với nước đến 300Bx rồi trở lại quá trình đường hóa, sau đó tiến hành các quá trình
tiếp theo như quy trình công nghệ.
Mật 2: có độ tinh khiết là 88-90% khối lượng glucose so với chất khô.
 Ngoài ra trong quy trình 2 còn có sản phẩm phụ là hydron.
Hydron là mật bỏ của nhà máy sản xuất glucose, chỉ có một số nơi dùng một lượng

rất ít để chỉnh lí đường non sản phẩm II nhằm giảm lượng tinh thể trong đường non.
Thành phần của nó như sau:
•
•
•
•
•

Nồng độ chất khô 66°Bx
RS 68-72%
Tro 5-6%
pH 4,0-4,2
Không chứa tạp chất vô cơ.
21


Trong hydron còn hơn 20% glucose tạo thành khi thuỷ phân tinh bột nhưng tận thu
lượng glucose đó không kinh tế nên thực tế không tiến hành quá trình tận thu.
Hydron được ứng dụng chủ yếu trong các ngành công nghiệp như: làm môi rường
điều chế các chất kháng sinh, thuộc da, làm chất khử trong sản xuất tơ nhân tạo, làm thức
ăn gia súc hỗn hợp… Chúng có thể dùng một lượng nhỏ trong quá trình lên men rượu.
Vấn đề

Quy trình 1

Quy trình 2
Phức tạp hơn: cần kiểm soát nghiêm ngặt
Quá trình kiểm
hơn vè thông số công nghệ nhằm đáp
Quy trình sản xuất

soát ít nghiêm
ứng các hàm đa mục tiêu (thiết bị, năng
ngặt hơn.
lượng, kinh tế…)
Chi phí năng lượng
Thấp hơn
Cao hơn
Đầu tư thiết bị
Thấp hơn
Cao hơn do chi phí nhiều cho thiết bị.
Thấp hơn do tổn thất nhiều trong quá
Hiệu suất thu hồi sản phẩm
Cao hơn
trình.
Tốt hơn do có quá trình hồi lưu sản
Chất lượng sản phẩm
Kém hơn
phẩm chưa đạt yêu cầu ở gia đoạn ly
tâm.
Ô nhiễm môi trường
Nhiều hơn
Ít hơn do tận dụng mật bỏ hydron.
4.2.13. Sấy và phân loại.
 Mục đích công nghệ: sấy nhằm tách độ ẩm tự do có trong đường, đưa đường về đạt

hàm lượng ẩm bảo quản tốt nhất.
 Các biến đổi:
Biến đổi vật lý:
 Khối lượng giảm.
 Thể tích giảm.

Biến đổi hóa học:
 Nồng độ chất khô tăng.

Biến đổi hóa lý:
 Tách độ ẩm tự do còn độ ẩm liên kết 8-9% (theo lý thuyết glucose ngậm nước có độ ẩm

9.09%, nhưng trong sản xuất sấy đến độ ẩm nhỏ hơn để glucose không bị vón cục trong
quá trình bảo quản).
 Thiết bị sấy: thiết bị sấy tầng sôi.
 Thông số công nghệ:
• Công suất máy: 80-120 kg/mẻ
• Lượng gió lưu thông của quạt: 4723 m3/h
• Áp lực tối đa của quạt hút : 9590 Pa
22


Áp lực của hơi nóng: 0.4-0.6 Mpa
Nhiệt độ khí vào: 6-1100C (điều chỉnh được)
 Sau khi sấy glucose được phân loại theo kích thước bằng hệ thống sàng. Thực tế nước ta
•
•

glucose sau khi sấy qua giai đoạn nghiền. Đường cục trên sàng chiếm khoảng 10%
thường đem đi hòa tan, cho hồi lưu với đường thô (cũng có thể đem nghiền trộn với sản
phẩm, nhưng chất lựong sản phẩm sẽ giảm đi rõ rệt).

4.2.14. Sản phẩm.
 Mô tả sản phẩm glucose: Sản phẩm glucose phải trắng, tinh thể đều, khô, rời, không có

mùi lạ, độ tinh khiết cao, dễ hòa tan trong nước. Được bảo quản trong bao bì PE

(Polyethylene) hay lọ thủy tinh, kín sạch để nơi mát mẻ.
 Các chỉ tiêu sản phẩm:
Độ ẩm (%)
≤ 9.0
Độ tinh khiết (DE)
99.7
Tro (%)
≤ 0.1
Muối sắt
≤ 0.004
Các acid vô cơ, kim loại nặng và Không cho phép
tạp chất.
Độ acid (ml)
< 0.1
Độ mịn
<3
Độ trong
<4

23


CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHỈ TIÊU SẢN PHẨM THEO
TIÊU CHUẨN VIỆT NAM.
I.

LẤY MẪU. Được thực hiện theo TCVN 4837 : 2009
1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định các điều kiện chung liên quan đến việc lấy mẫu để đánh
giá chất lượng của các sản phẩm đường dạng hạt và đường viên.

2. Thuật ngữ và định nghĩa
Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:
2.1. Lô hàng (lot)
Lượng đường được thừa nhận có các đặc điểm đồng đều, được lấy từ một chuyến
hàng và được dùng để đánh giá chất lượng.
2.2. Mẫu ban đầu (increment)
Mẫu riêng
Lượng đường lấy tại một thời điểm ở một hoặc nhiều vị trí khác nhau từ đơn vị
bao gói hoặc từ băng chuyền (đối với đường không bao gói) để tạo thành một phần của
mẫu chung.
2.3. Mẫu chung (bulk sample)
Lượng đường thu được bằng cách gộp và trộn đều các mẫu ban đầu từ một lô xác
định.
2.4. Mẫu phòng thử nghiệm (laboratory sample)
Lượng đường được lấy ra từ mẫu chung, dùng để phân tích hoặc để kiểm tra.
3. Yêu cầu chung
Mẫu phải được người đại diện của bên mua và bên bán lấy hoặc được lấy do người
của hai bên giám sát.
Mẫu phải đại diện cho lô hàng. Cần lấy đủ số lượng mẫu ban đầu và trộn kỹ để có
mẫu chung và bằng cách chia liên tiếp hoặc bằng cách khác để thu được mẫu phòng thử
nghiệm.
24


Dụng cụ lấy mẫu được sử dụng phải phù hợp với sản phẩm cần lấy mẫu. Cần chú ý
để đảm bảo rằng tất cả các dụng cụ lấy mẫu phải sạch, khô và không có mùi lạ.
Việc lấy mẫu phải tiến hành sao cho tránh sự nhiễm bẩn từ bên ngoài như mưa,
bụi. v.v… vào mẫu, các dụng cụ lấy mẫu và các vật chứa mẫu.
4. Lấy mẫu ban đầu.
4.1. Đối với đường dạng hạt đóng bao.

Lấy các mẫu ban đầu từ một hay hai vị trí khác nhau trong bao đường được chọn
để lấy mẫu, với khgđối lượng không nhỏ hơn 25 g. Sử dụng xiên để lấy mẫu ban đầu. Đối
với bao vải không màng lót cần dùng xiên lấy đường trực tiếp qua vải bao, còn đối với
bao có màng lót PE hay giấy hoặc bao giấy thì lấy sau khi mở miệng bao.
4.2. Đối với đường viên đóng bao
Dùng thìa để lấy các mẫu ban đầu từ mỗi bao được chọn với khối lượng không nhỏ
hơn 200 g.
4.3. Đối với đường không đóng bao
Dùng các cốc để lấy các lượng mẫu không nhỏ hơn 100 g trên băng chuyền hoặc
khi dỡ đường từ cửa hay băng chuyền ra. Cứ sau những khoảng thời gian bằng nhau thì
lấy những lượng đường như nhau vào cốc và lấy không nhỏ hơn 10 mẫu ban đầu.
4.4. Đối với bao bì thương phẩm chứa trong bao bì vận chuyển.
Xác định các chỉ tiêu cảm quan và lý – hóa.
Từ mỗi bao bì vận chuyển được chọn để lấy mẫu, lấy hai bao bì thương phẩm có
khối lượng tịnh khoảng 0,5 kg hoặc một đơn vị với khối lượng tịnh từ 1 kg trở lên, hoặc
10 gói nhỏ có khối lượng tịnh khoảng 5 g đến 20 g. Từ những bao bì thương phẩm đã lấy,
tiến hành lấy các mẫu ban đầu theo 4.1 hoặc 4.2.
Xác định khối lượng tịnh.
Từ mỗi bao bì vận chuyển được chọn để lấy mẫu, lấy bốn bao bì thương phẩm có
khối lượng tịnh khoảng 0,5 kg hoặc hai bao bì thương phẩm có khối lượng tịnh từ 1 kg
trở lên, hoặc mười gói nhỏ khối lượng tịnh khoảng 5 g đến 20 g. Từ những bao bì thương
phẩm đã lấy, tiến hành lấy các mẫu ban đầu theo 4.1 hoặc 4.2.
Xác định tỷ lệ hạt vụn trong đường viên.

25