Nghiên cứu sản xuất dextrin glucose mạch nha từ tấm

T R U I N G DAI H Q C AN GIANG
K H O A NONG N G H I £ P & T A I N G U Y E N T H I E N NHIEN

N G U Y E N T H I THANH T U Y E N

N G H I E N C U t J SAN X U A T D E X T R I N G L U C O S E
( M A C H NHA) TIT T A M

K H O A L U A N T 6 T N G H I E P DAI H O C

Nganh hoc: Cong Nghf Thuc Pham
Can bo huong dan: ThS. Tran Thanh Dung

K H O A H Q C : 2008-2012
TRUONG DAI HOC
AN GIANG

THLfVIEN
An Giang, 2012


L o i cam ta
Em xin chan thanh cam cm thay Tran Thanh Dung da tan tinh giup da, huang dan,
truyen dat kien thuc de em hoan thanh tot bai khoa luan nay.
Chan thanh cam an cac thay co bo mon Cong nghe Thuc pham, truong Dai hoc A n
Giang da tao moi dieu kien thuan loi de em dugc hoc tap va so huu nhung kien thuc
quy bau ma thay co da truyen dat.
Em xin gui lai cam on den can bo quan ly phong thi nghiem da ho trg cho em tien hanh
thi nghiem vai thai gian sam nhat.
Cuoi cung em xin cam on tat ca cac ban sinh vien lop DH9TP da cung em trao doi kien
thuc trong suot thai gian tien hanh thuc hien de tai vira qua.

Xin chan thanh cam an !

Long xuyen, ngay 5 thang 5 nam 2012

Sinh vien time hien
NGUYEN THI THANH TUYEN

i


M u• c luc
•
Nfi dung

Trang

Lai cam ta

i

Muc luc

ii

Danh sach bang

iv

Danh sach hinh

vi

Tom luge

vii

Chirong 1: Giai thieu

1

1.1. Dat van de

1

1.2. Muc tieu cu the cua de tai

2

1.3. Noi dung nghien cuu cua de tai

2

Chirong 2: Luge khao tai lieu

3

2.1. Tong quan ve nguyen lieu

3

2.1.1.Tinh bot

3

2.1.1.1. Giai thieu

3

2.1.1.2. Ngu6n tinh bot

:

2.1.1.3. Thanh phan hoa hoc cua tinh bot
2.2. Cac phu gia (hoa chat) su dung trong nghien cuu
2.2.1. Enzyme Termamyl 120L

3
4
7
7

2.2.1.1. Giai thieu

7

2.2.1.2. Xac dinh hoat tinh cua Enzyme Termamyl 120 L

7

2.3. Cac qua trinh xay ra

8

2.3.1. Qua trinh loc

8

2.3.2. Qua trinh co dac

8

2.3.3. Qua trinh h6 hoa tinh bot

9

2.3.4. Qua trinh thuy phan tinh bot

12

Chuong 3: Phuang tifn va phuang phap nghien cuu

14

3.1 .Phuang tien nghien cuu

14

3.1.1. Dia diem nghien cuu

14

3.1.2. Nguyen vat lieu, thiet bi can cho thi nghiem

14

ii


3.2. Phuang phap nghien cuu

14

3.2.1. Phuang phap thu thap va xu ly so lieu

15

3.2.2. Qui trinh nghien cuu du kien

16

3.2.3. Thuyet minh quy trinh

17

3.3. Noi dung nghien cuu

18

3.3.1. Thi nghiem 1: Khao sat anh huong nhiet do, pH den chat luong san
pham

18

3.3.2. Thi nghiem 2: Khao sat anh huong ti le enzyme termamyl den chat
luong san pham

20

3.3.3. Thi nghiem 3: Khao sat anh huong nhiet do co dac den chat luong
san pham

21

Chirong 4: Ket qua va thao luan

23

4.1. Nguyen lieu

23

4.2. Thi nghiem 1: Khao sat anh huong nhiet do va pH den chat luong san pham
24
4.3. Thi nghiem 2: Khao sat anh huong ti le enzym termamyl den chat luong san
pham

27

4.4. Thi nghiem 3: Khao sat anh huong nhiet do co dac den mau sac, mui vi va
trang thai cua san pham

29

Chirong 5: Ket luan va de nghi

31

5.1. Ket luan

31

5.2 . Bk nghi

32

Tai lieu tham khao

33

Phu chirong
1. Cac phuang phap phan tich sir dung trong luan van

pel

1.1. Xac dinh do am cua nguyen lieu tarn

pel

1.2. Phuang phap xac dinh duang khu

pel

2. Ket qua thong ke cua cac thi nghiem

pc4

2.1. Ket qua thong ke thi nghiem 1

pc4

2.2. Ket qua thong ke thi nghiem 2

pel3

2.3. Ket qua thong ke thi nghiem 3

pel6
iii


D a n h sach bang
Stt

Npi dung

Trang

Bang 1: Thanh phan dinh duong dan vi tinh Ham lugng/lOOg

4

Bang 2: Bang diem mo ta cac chi tieu trang thai, mui, vi san pham

15

Bang 3: Bang diem mo ta muc do ua thich san pham theo thang diem Hedonic 16
Bang 4: Thanh phan trung binh (% khoi luong) cua tarn

23

Bang 5: Thanh phan cua nguyen lieu

23

Bang 6: Ket qua thong ke su anh huong cua nhiet do den hieu suat thu hoi ham
luong duong, cam quan va muc do ua thich (MDUT) cua san pham

24

Bang 7: Ket qua thong ke su anh huong cua pH den hieu suat thu hoi, ham
luong duong, cam quan va muc do ua thich (MDUT) cua san pham

25

Bang 8: Ket qua tuong tac anh huong cua nhiet dp va pH den chat luong san
pham

26

Bang 9: Ket qua thong ke su anh huong cua t i le enzyme den hieu suat thu hoi,

ham luong duong, cam quan va muc dp ua thich (MDUT) cua san pham

28

Bang 10: Ket qua thong ke su anh huong cua nhiet dp co dac den cam quan san
pham

29

Bang 11: Bang tra ti le duong

pc3

Bang 12: Su anh huong cua nhiet dp va pH den hieu suat thu hoi san pham....pc4
Bang 13: Su tuong tac anh huong nhiet dp va pH den hiet suat thu hoi

pc4

Bang 14: Su anh huong cua nhiet dp va pH den ham luong duong khu

pc5

Bang 15: Su tuong tac anh huong cua pH va nhiet dp den ham luong duong khu.
pc6
Bang 16: Su anh huong cua nhiet dp va pH den mau sac san pham

pc7

Bang 17: Su tuong tac cua nhiet dp va pH den mau sac san pham

pc7

Bang 18: Su anh huong cua nhiet dp va pH den vi ngot cua san pham

pc8

Bang 19: Su tuong tac cua nhiet dp va pH den vi ngot cua san pham

pc9

Bang 20: Sir anh huong cua nhiet dp va pH den trang thai cua san pham

pc 10

Bang 21: Sir tuong tac cua nhiet dp va pH den trang thai san pham

pc 10

iv


Bang 22: Sir anh huang cua nhiet do va pH den muc dp ua thich san pham
(MDUT)

pell

Bang 23: Sir tuong tac cua nhiet do va pH den muc do ua thich (MDUT)

pel2

Bang 24: Sir anh huong cua ti le enzyme den hieu suat thu hoi san pham

pel3

Bang 25 : Sir anh huong cua ti le enzyme den ham luong duong khu cua san
pham

pel 3

Bang 26: Sir anh huong cua ti le enzyme den mau sac san pham

pel4

Bang 27: Sir anh huong cua ti le enzyme den vi ngot san pham

pel4

Bang 28: Su anh huong cua ti le enzyme den trang thai san pham

pc 15

Bang 29: Su anh huong cua ti le enzyme den muc do ua thich

pel5

Bang 30: Sir anh huong cua nhiet dp co dac den mau sac san pham

pel6

Bang 31: Su anh huong cua nhiet dp co dac den dp ngot san pham

pel6

Bang 32: Sir anh huong cua nhiet dp co dac den trang thai san pham

pel6

Bang 33: Su anh huong cua nhiet dp co dac den muc dp ua thich cua san pham
pcl7

v


D a n h sach hinh
Stt

Npi dung

Trang

Hinh 1: Cau tao cua tinh bot

4

Hinh 2: Cau true cua chuoi amy lose

5

Hinh 3: Cau true cua chuoi amylopectin

6

Hinh 4 : Cau true amylose va amylopectin

7

Hinh 5: Enzyme termamyl

7

Hinh 6: So do phan loai cac enzyme thuy phan tinh bot

13

Hinh 7: Mo hinh mo phong hinh thai hat tinh bot trong qua trinh thuy phan va
su bien doi do nhot

13

Hinh 8: Quy trinh san xuat mach nha

16

Hinh 9: So do bo tri thi nghiem 1

19

Hinh 10: So d6 bo tri thi nghiem 2

20

Hinh 11: So do bo tri thi nghiem 3

21

Hinh 12: Nguyen lieu tarn

23

Hinh 13: Anh huong cua nhiet dp va pH den ham luong duong

27

Hinh 14: Anh huong t i le enzyme den ham luong duong cua san pham

29

Hinh 15 : San pham sau khi co dac

30

Hinh 16 : So do quy trinh che bien de nghi

31

vi


Tom Liroc
Mach nha la san pham khong the thieu trong cac nganh cong nghiep rugu, bia va cong

nghiep banh keo. Kho khan hien nay la do nguon nguyen lieu san xuat con han che do
do de tim ra nguon nguyen lieu thay the de san xuat mach nha khong nhung re tien, de
tim ma con dam bao du tieu chuan sach la tinh cap thiet can dap ung cua nganh cong
nghiep thuc pham ngay nay. V o i sir tien bp cua xa hpi viec thay the enzyme de san
xuat cac san pham thuc pham ngay cang dupe ung dung rpng rai nham nang cao hieu
suat thu hoi va dam bao chat lugng san pham.
Nghien cuu san xuat mach nha bang viec khao sat cac yeu to ve nhiet dp, pH, t i le
enzyme, nhiet dp co dac anh huong den chat lugng san pham tim ra thong so toi uu
nhat.
Dau tien khao sat nhiet dp, pH thich hgp anh huong den hieu suat thu hoi, ham lugng
duong khu, gia tri cam quan, thi nghiem khao sat a cac nhiet do la 85 °C, 90 °C, 95 °C
va pH la 5, 6, 7.
Anh huong cua ti le enzyme den hieu suat thu hoi, ham lugng duong, gia tri cam quan
san pham voi 3 muc dp la 0.5 ml, 1 ml, 1.5 ml.
Che dp co dac cung dupe tien hanh voi 3 muc dp la 85 °C, 90 °C, 95 °C voi dich sau
khi u la 400 ml, va thbi gian co dac la 30 phut.
Cac chi tieu ghi nhan tu cac thi nghiem khao sat tren la hieu suat thu hoi, ham luong
duong, gia tri cam quan ve mau sac, dp ngot, trang thai va muc dp ua thich cua san
pham.
Ket qua thi nghiem cho thay san pham co chat luong tot va muc dp ua thich cao a:
- Nhiet dp thuy phan la 90 °C va pH la 6
- Ti le enzyme la 1 ml.
- Nhiet dp co dac la 95 °C.

vii


Chirang 1

Gidi thieu

1.1. Dat van de
Tinh bot co vai tro dinh duong dac biet quan trong doi voi con nguoi vi trong qua trinh
tieu hoa chung bi thuy phan thanh duong glucose la chat tao nen nguon calo chinh cua
thuc pham. Cac tinh chat "san co" cua tinh bot co the bi thay doi neu chung bi bien
hinh (hoa hoc hoac sinh hoc) de thu dugc nhung tinh chat moi, mot trong so do thi qua
trinh thuy phan tinh bot thanh duong rat pho bien ngay nay. Qua trinh thuy phan tinh
bot gom hai cong doan chu yeu la giai doan ho hoa va giai doan duong hoa. De thuc
hien 2 cong doan nay nguoi ta su dung 2 phuong phap: thuy phan tinh bot bang axit
hoac bang enzyme. De thuy phan tinh bot nguoi ta dung axit HC1, H 2 S 0 4 . Nhung ket
qua cho thay, thuy phan bang axit rat kho kiem soat va thudng tao nhieu san pham
khong mong muon khong dap ung tieu chuan an toan thuc pham. Do vay viec thay the
va ung dung Enzyme de thuy phan tinh bot la ket qua tat yeu cua su phat trien. Enzyme
termamyl dugc tim ra da gop phan quan trong cho nhieu nganh cong nghe thuc pham.
Duong dextrin glucose hay con goi la mach nha la ten dung de chi loai mat deo dugc
san xuat tu ngu coc (lua mach, dai mach, hat lua mi da mpc mam, lua, nep)...va cac
loai chua tinh hot khac voi enzyme lam tac nhan duong hoa. Mach nha dupe san xuat
voi nhieu phuang phap khac nhau, phuong phap san xuat mach nha tu tarn voi tac nhan
enzyme termamyl co nhieu uu diem hon so voi cac phuang phap truyen thong khac do
kha nang phan cat tinh bpt rat dac hieu tao nhung san pham rat dac thu dupe su dung
trong nhieu nganh cong nghiep dac biet trong thuc pham.
Phuang phap san xuat mach nha tu tarn voi tac nhan enzyme termamyl co nhieu uu
diem: nang luong xuc tac thap, khong yeu cau cao ve thiet bi su dung, giam chi phi cho
qua trinh tinh sach duong, tang chat luong san pham ma chi dung nguyen lieu tu phu
phe pham nhu tarn nen lam giam gia thanh san pham ngoai ra con dam bao san xuat
tren tieu chuan sach, khong anh huong toi sue khoe nguoi tieu dung day la tinh c4p
thiet cua xa hoi ngay nay. Tren co so do chung toi de xuat de tai " Nghien cuu san
1


xuat dextrin glucose (mach nha) tir tarn " Nham gop phan dap ung nguyen lieu phuc

vu cho nganh cong nghe che bien banh keo, mut,...
1.2. Muc tieu cu the cua de tai
Xac dinh cac thong so toi uu de san xuat mach nha.
Xay dung quy trinh san xuat mach nha hoan chinh.
1.3. N§i dung nghien cihi cua de tai
- Khao sat anh huong nhiet do va pH den chat luong san pham.
- Khao sat anh huong ti le enzym termamyl den chat luong san pham.
- Khao sat anh huong nhiet do co dac den chat luong san pham.

2


Chirong 2
Lirgc khao tai lieu
2.1. Tong quan ve nguyen lifu
2.1.1.Tinh bot
2.1.1.1. Giai thieu
Tinh bot la nguon carbonhydrate du tru trong re, hat ciia cay va dac biet chua nhieu
trong npi nhu hat ngu coc. No cung cap nang luong cho cac qua trinh hoat dpng cua
con nguoi (4 kcal/g). Ben canh do tinh bpt con dupe thuy phan tao thanh duong
glucose la nguon co chat cho cac loai vi sinh vat de thuc hien qua trinh len men tao san
pham. Tinh bpt la mot dai phan tu sinh hoc dupe hinh thanh tu cac tieu phan la
glucose. Hat tinh bpt khong tan trong nuoc lanh do do tao thanh huyen phu giua tinh
bpt va nuoc. Khi do hat tinh bpt cung hap thu mot luong nuoc nho va truong no nhe.
Sau do khi tien hanh gia nhiet hat se hut nuoc manh hon cho den luc truong no cue dai
dan den dp nhot dat cue dai. Chinh nho dac tinh nay ma tinh bpt dupe sir dung nhu
chat tao dac trong thuc pham. Dac tinh cua san pham phu thupc vao nhieu yeu to:
nguon tinh bpt, nong dp tinh bpt, nhiet dp qua trinh gia nhiet, toe dp gia nhiet, hoa chat
sir dung (acid, duong, muoi,...). V o i cac dac tinh huu ich cua tinh bpt chung dupe sir
dung kha nhieu trong qua trinh san xuat thuc pham de lam tang dp nhot, ngan can qua

trinh dong tu, on dinh tinh chat cac san pham lanh dong... Ben canh nguon tinh bpt
thuong, ngay nay con nguoi con su dung nguon tinh bpt bien tinh voi cac dac tinh uu
viet hon gop phan tao ra cac san pham voi chat luong ngay mot cao hon.
2.1.1.2. Nguon tinh bot
Tinh bpt co nhieu trong cac loai luong thuc do do cac loai luong thuc dupe coi la
nguon nguyen lieu chu yeu de san xuat tinh bpt, nhung de phu hop cho san xu4t mach
nha 6 qui mo cong nghiep thi can phai tinh den chi phi nguon nguyen lieu de co gia
thanh san pham phu hop. Do vay, nguon nguyen lieu can dupe quan tarn va chu trong
ve muc dp re tien va de kiem. Tinh bpt tu cac loai thuc vat khac nhau, hay cung mot
giong cay trong nhung phat trien ducri cac dieu kien khac nhau thi deu khac nhau ca ve


hinh thai, tinh chat cong nghf va cac tinh chat churc nang tuong ung. Do do can dac
biet chu y den nhung tinh chat nay de dam bao chat luong on djnh va dong nhat cho
san pham.
Bang 1: Thanh phan dinh dirong don vj tinh Ham Iirgng/lOO g
Lipid

Cellulose

(g)

(g)

(g)

82

0.8

0.6

Protein

Tinh bpt

(g)
6

Nirftc (g)

Nang lirgng (kcal)

10.2

361

"Nguon: Vien Nghien cuu dinh duong thugc Dai hoc Mahidol, Thai Lan, 1999'
2.1.1.3. Thanh phan hoa hgc cua tinh bot
Tinh bot khong phai la mgt chat rieng bift ma la mot polymer sinh hgc bao gom hai
thanh phan chinh la amylose va amylopectin dugc tao thanh tu cac don v i la
glucopyranose lien ket vai nhau bang lien ket a-D-1,4 glycoside va a-D-1,6 glycoside.
Hai chat nay khac nhau ve nhieu tinh chat l i hgc va hoa hoc. Hau het tinh bot chua
khoang 60 + 90% amylopectin. Trong khi do cung co tinh bgt co amylose vai ham
lugng cao (hon 50% khoi lugng tinh bot) nhu tinh bot dau xanh, dong rieng...va ham
lugng amylopectin xap xi 100% khoi lugng tinh bgt nhu tinh bgt b&p nep, gao nep...Ti
le nay thay doi phu thugc giong loai, thai tiet, mua vu va each ch&m bon. Amylose va
amylopectin co cau tao chua nhieu nhom hydroxyl do do co the ket hgp voi nhau (lien
ket hydtro loai 1) va voi cac phan tu khac (lien ket hydro loai 2) de tao nen mang luoi
khong gian 3 chieu tu do tao nen nhung tinh chat dSc trung cho cac san pham.

•

CHzOH

4


Ngoai hai thanh phan chinh la amylose va amylopectin thi trong hat tinh bot con chua
mot ham lugng nho cac chat khac nhu: lipit tu 0.1 + 0.8 % khoi lugng, protein tu 0.1
+ 0.4 % khoi lugng, phosphate 0.09 + 0.63 % kh6i lugng.
* Thanh phan cau true cua amylose

Hinh 2: Cau true cua chuoi amylose (John F . Robyt, 2008)
Amylose co khoi lugng phan tu xap x i 105 + 106 g, chuoi dai tu 500 - 2000 dan v i
glucose. Amylose "nguyen thuy" co muc dp trung hgp khong phai hang tram ma la
hang ngan. Co hai loai amylose:
• Amylose co muc dp trung hap tuang doi thap (khoang 2000) thuong khong co cau
true bat thuong va bi phan ly hoan toan bcri P-amylase.
• Amylose co muc dp trung hgp lan han, chieu dai mach dai hon va cau true xoan phuc
tap han do do kho tiep xuc vai trung tarn hoat dong cua p-amylase nen chi bi phan huy
khoang 60%.
Phan tu amylose co cau tao mach thang, gom nhung don vi glucose lien ket voi nhau
bang lien ket a-1,4 glycoside trong do co khoang 0.5 % so phan tu glucose lien ket vai
nhau bang lien ket a-1,6 glycoside. Amylose thuang co dang cupn xoan 6c, duang kinh
cua xoan 6c la 12.97 A 0 , chieu cao cua vong xoan la 7.91 A 0 , moi vong xoan co 6 dan
vi glucose. Cac nhom hydroxyl cua cac goc glucose dugc bo tri 6 phia ngoai xoan 6c,
ben trong la cac nhom C-H. Khi tuong tac vai iod, amylose se cho phuc mau xanh dac
trung. Khi do phan tu iod dugc sap xep ben trong cau true xoan 6c cua phan tu
amylose. Amylose de hoa tan trong nuoc am tao thanh dung dich co dp nhot khong
cao. Khi nhiet dp dung djch ha thap, amylose de bi thoai hoa va tao ra cac ket tua

khong thuan nghich.


* Thanh phan cau true cua amilopectin

Hinh 3: Cau true cua chuoi amylopectin ( John F. Robyt, 2008)
Cau tao cua amylopectin lan va co ti le phan nhanh kha lan. Khoi lugng amylopectin
khoang 108 dvC. Amylopectin la polyme mach nhanh, ngoai mach chinh co lien ket a1,4 glycoside con co nhanh lien ket vai mach chinh bang lien ket a-1,6 glycoside.
Amylopectin co khoang 5 % so luong phan tu glucose lien ket bang lien ket bang a1,6 glycoside.
Mach nhanh cua amylopectin co the dugc chia lam 3 phan:
• Loai A : khong co nhanh, mot dau cua mach A lien ket vai cac mach khac bang lien
k S t a - 1,6
• Loai B: dang mach nhanh do mot hay nhieu mach A noi vao.
• Loai C: mach duy nhat trong phan tu amylopectin co mang goc glucose co nhom khu.
Moi lien ket nhanh nay lam cho phan tu cong kenh hon, chieu dai cua chuoi mach
nhanh nay khoang 25-30 don vi glucose. Phan ung giua amylopectin va iod cho phuc
mau nau tim. Amylopectin chi hoa tan trong nuac nong va tao dung dich co do nhat
cao. Do cau true cong kenh lap the nen cac phan tu amylopectin trong dung dich khong
co khuynh huong ket tinh lai nen thucmg khong bi hien tuong thoai hoa. Su khac biet
giua amylose va amylopectin khong phai luon luon ro net boi le o cac phan tu amylose
cung thuong co mot phan nho phan nhanh do do cung co nhung tinh chat gan giong
nhu amylopectin. Sir khac nhau nay dugc giai thich la do sir khac nhau trong qua trinh
sinh tong hop tinh bot duoi tac dung cua nhieu loai enzyme khac nhau.
"Nguon: t i n g dung song sieu am trong qua trinh thuy phan tinh bot, 2010"

6