Nghiên cứu sản xuất nước bắp lên men

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên
GIỚI THIỆU

Nước giải khát lên men là một loại thức uống có từ rất lâu đặc biệt là các nước
Đông Âu. Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới nóng và khơ nên nhu cầu về nước
giải khát rất lớn. Về nguồn nguyên liệu sản xuất nước giải khát ở Việt Nam vơ
cùng phong phú và đa dạng, hồn tồn có thể đáp ứng về nguồn nguyên liệu để
sản xuất được ổn định lâu dài.
Sản phẩm nước giải khát lên men từ tinh bột độ cồn thấp là một sản phẩm mới
có giá trị dinh dưỡng cao đồng thời có lợi cho sức khoẻ. Dạng sản phẩm này hiện
nay đang là một loại đồ uống giải khát rất được ưa chuộng trên thị trường thế giới,
đặc biệt là các nước Anh, Pháp, Mỹ. Người tiêu dùng u thích sản phẩm này
khơng chỉ bởi vì giá trị dinh dưỡng của nó mà cịn bởi vì đây là một loại đồ uống
giá rẻ, thích hợp đối với mọi lứa tuổi đặc biệt là phụ nữ và trẻ em. Hàm lượng cồn
không cao trong sản phẩm tạo nên sự kích thích tiêu hố, khiến bữa ăn trở nên
ngon miệng mà không gây say như một số sản phẩm đồ uống có cồn khác.
Bắp là một loại nguyên liệu giàu tinh bột và giá trị dinh dưỡng được đánh giá
cao, phần lớn được sử dụng trong sản xuất tinh bột hoăc chế biến các món ăn.
Hiện nay trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng chưa sản xuất nước giải
khát lên men từ trái bắp. Vì vậy việc nghiên cứu để sản xuất nước giải khát lên
men từ trái bắp là rất cần thiết và phù hợp với xu thế phát triển chung của thế giới
và Việt Nam.
Do đó, sự phát triển của nước giải khát lên men từ trái bắp góp phần giữ lại
các chất dinh dưỡng trong bắp, và cũng là một cách để đêm lại sự đa dạng hóa sản
phẩm từ nguồn nguyên liệu bắp.

SVTH: Hà Thị Mơ

1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

Xuất phát từ thị trường ngày càng rộng của sản phẩm nước giải khát lên men,
cũng như góp phần vào cơng nghệ sản xuất các loại nước giải khác lên men khác.
Em quyết định nghiên cứu sản xuất sản phẩm “ nước giải khát bắp lên men ”.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
1.1

Giới thiệu về bắp
1.1.1
Giới thiệu:
-

Bắp là cây lương thực quan trọng trên tồn thế giới bên cạnh lúa mì và lúa

gạo. Chính vì tầm quan trọng của nó nên cây ngơ đã được tồn thế giới
-

Bắp có tên khoa học là (Zea Mays L, còn gọi là bắp), thuộc họ Hịa thảo

(một lá mầm) thuộc chi Zea, lồi Zea mays. Ngơ, trong tiếng Anh “mz” xuất phát
từ tiếng Tây Ban Nha (maize) là thuật ngữ trong tiếng Taino để chỉ lồi cây này, là
từ thơng dụng Vương quốc Anh để chỉ cây ngô. Tại Hoa Kỳ, Canada và Australia,
thuật ngữ hay được sử dụng là corn, là từ trước đây dùng để gọi cho một loại cây
lương thực, hiện nay thuật ngữ này dùng để chỉ cây ngô, là dạng rút gọn của
"Indian corn" là “cây lương thực của người Anh điêng”.

-

Bắp được xem là một loại ngủ cốc vàng vì khơng những nó đáp ứng cho

nhu cầu thực phẩm chính của con người từ thuở sơ khai mà cịn là một nguồn dinh
dưỡng tiềm năng góp phần ngăn ngừa những triệu chứng bệnh lý của động mạch
vành dẫn tới nhồi máu cơ tim, suy tim, tai biến mạch não và cịn nhiều cơng dụng
trong cơng nghệ thực phẩm.
1.1.2 Nguồn gốc và phân bố:
-

Lịch sử nghiên cứu thuộc các lĩnh vực khảo cổ, di truyền học, thực vật học,

dân tộc học và địa lý học…quan tâm và đưa ra nhiều giả thuyết. Có giả thuyết cho
là nguồn gốc cây ngơ khoảng năm 5.500 tới 10.000 trước công nguyên (TCN).
Những nghiên cứu về di truyền học gần đây cho rằng quá trình thuần hóa ngơ diễn
SVTH: Hà Thị Mơ

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

ra vào khoảng năm 7000 TCN tại miền trung Mexico và tổ tiên của nó là loại cỏ
teosinte hoang dại gần giống nhất với ngơ ngày nay vẫn cịn mọc trong lưu vực
sơng Balsas. Liên quan đến khảo cổ học, người ta cũng đã phát hiện các bắp ngơ
có sớm nhất tại hang Guila Naquitz trong thung lũng Oaxaca, có niên đại vào
khoảng năm 4.250 TCN, các bắp ngô cổ nhất trong các hang động gần Tehuacan,

Puebla, có niên đại vào khoảng 2750 TCN. Một số giả thuyết cho rằng, có lẽ sớm
nhất khoảng năm 1500 TCN, ngô bắt đầu phổ biến rộng và nhanh, ngơ là lương
thực chính của phần lớn các nền văn hóa tiền Columbus tại Bắc Mỹ, Trung Mỹ,
Nam Mỹ và khu vực Caribe. Với người dân bản xứ tại đây, ngô được suy tôn như
bậc thần thánh và có tầm quan trọng về mặt tơn giáo do ảnh hưởng lớn của nó đối
với đời sống của họ.
Việc gieo trồng ngô đã lan rộng từ Mexico vào tây nam Hoa Kỳ sau đó vào
đơng bắc nước này cũng như đông nam Canada, làm biến đổi cảnh quan các vùng
đất này do thổ dân châu Mỹ đã dọn sạch nhiều diện tích rừng và đồng cỏ để trồng
ngơ. Ngơ lan truyền sang châu Âu và phần còn lại của thế giới sau khi có tiếp xúc
của người châu Âu với châu Mỹ.
-

Ngô được đưa vào châu Âu đầu tiên ở Tây Ban Nha trong chuyến thám

hiểm thứ hai của Columbus vào khoảng năm 1494. Người châu Âu đã nhận biết
được giá trị của nó và nhanh chóng phổ biến rộng rãi. Vào những năm đầu của thế
kỷ XVI, bằng đường thủy các tầu của Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha, Italia đã đưa cây
ngô ra hầu hết các lục địa của thế giới cũ. Năm 1517, ngô xuất hiện ở Ai Cập, Thổ
Nhĩ Kỳ, Pháp, Đức. Sau đó là nam châu Âu và Bắc Phi. Năm 1521, ngô đến Đông
Ấn Độ và quần đảo Indonesia. Vào khoảng năm 1575 ngô đến Trung Quốc.
-

Cây ngơ ở Việt Nam có nguồn gốc từ Trung Quốc. Theo Lê Quý Đôn trong

“Vân Đài loại ngữ “ hồi đầu đời Khang Hi (1662-1762), Trần Thế Vinh, người
huyện Tiên Phong (Sơn Tây, phủ Quảng Oai) sang sứ nhà Thanh lấy được giống
SVTH: Hà Thị Mơ

3

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

ngô đem về nước. Khắp cả hạt Sơn Tây đã dùng ngô thay cho lúa gạo. Từ đó ngơ
được phổ biến và phát triển ra khắp đất nước.
1.1.3 Cấu tạo và thành phần hóa học của bắp
1.1.3.1 Cấu tạo của bắp
Bắp gồm có cuống, lá bao, râu, lõi và hạt bắp:
Cuống là bộ phận nối bắp với thân. Cuống gồm nhiều đốt rất ngắn, mỗi đốt có
một lá bao (lá bi) bao xung quanh bắp. Lá bao bảo vệ cho bắp trong quá trình hình
thành và phát triển. Râu bắp là vịi hoa vươn dài. Trên râu có nhiều lơng tơ và tiết
ra nhựa làm cho hạt phấn hoa dính vào dễ thụ phấn.
Lõi bắp là trục đính các hoa cái, chủ yếu làm nhiệm vụ chuyển các chất dinh
dưỡng từ cây vào hạt, được cấu tạo từ các chất xơ và một phần nhỏ các chất dinh
dưỡng.
 Đối với bắp tươi: Lá bao và râu chiếm
20%, lõi chiếm 20% và hạt chiếm 60%
khối lượng tồn bắp.
 Đối với bắp khơ: Trọng lượng hạt chiếm
78% và lõi chiếm 22% khối lượng tồn
bắp.
Chú thích hình:
A - thân cây
B - đốt

K- Vỏ của lá tiếp theo
L - bắp…

C - lóng

M- cuống hoa khác

D - cuống

N- lóng khác

E - chồi non
SVTH: Hà Thị Mơ
Hình 1.1: Cấu tạo một tai bắp

O- lá gốc
4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

F - lá bao
G - lá nhánh
H - lõi ngô
I - hạt bắp non
J - vòi nhụy
Cấu tạo của hạt bắp: Hạt bắp được cấu tạo bởi 5 phần chính là: Mày hạt, vỏ hạt,
lớp biểu bì, nội nhũ và phơi hạt.
- Mày hạt: Là phần lồi ra ngoài ở cuối hạt, mày hạt là bộ phận đính hạt và lõi bắp.
- Vỏ hạt: Là lớp màng mỏng bao quanh hạt để bảo vệ hạt.

- Lớp biểu bì: Nằm dưới lớp vỏ hạt. Khối lượng vỏ và lớp biểu bì chiếm 5 – 11%
khối lượng stoàn hạt.
- Nội nhũ: Chiếm 75 – 83% khối lượng hạt và chứa đầy tinh bột; được phân biệt
thành 2 miền:miền sừng và miền bột.
- Phôi hạt: Nằm ở phần đầu nhỏ của hạt, dưới lớp biểu bì, chứa tất cả các tế bào
phát triển của cây bắp, đóng vai trị quan trọng nhất trong sự xuất hiện và phát
triển của các quá trình sống. Chiếm 10 – 15% khối lượng hạt.

Hình 1.2: Hình cấu tạo hạt bắp

SVTH: Hà Thị Mơ

5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

1.1.3.2 Thành phần hóa học của bắp:
Bảng 1.1 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của hạt bắp phân tích
trên 100g
Thành phần hóa học
Nước
Tinh bột
Chất xơ
Protein :
-

Giá trị/100g

12,5
69,2
2,0
10,6

Đơn vị
%
%
%
%

0,19

%

1,02

%

0,94
4,3

%
%

31

%

50

%

13

%

3

%

7

mg

2,3

mg

0,45

mg

0,11

mg

Tryptophan
Lysine
Threonin

Chất béo:
-

Acid oleic
Acid linoleic
Acid panmitic
Acid Stearic

Chất khoáng
-

Canxi
Fe

Vitamin
-

B1
B2
Niacin

SVTH: Hà Thị Mơ

6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

Vitamin A

2.0

mg

450
U.L
(Nguồn: Orr và Watt (1957), Viện khoa học Nông Nghiệp Việt
Nam)

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của các thành phần chính của hạt bắp (%)
Thành phần hóa

Vỏ hạt

Nội nhũ

Phơi

học
Protein
Chất béo
Chất xơ thơ
Tro
Tinh bột
Đường

3,7
1,0
86,7
0,8
7,3
0,34

8,0
18,4
0,8
33,2
27
8,8
0,3
10,5
87,6
8,3
0,62
10,8
(Nguồn: theo Stanley A.Watson, 1987)

1.1.4 Phân loại bắp ở Việt Nam
Ở Việt Nam có rất nhiều giống bắp, thường được xếp vào các loại khác nhau
về cả tính chất và công dụng như:
Bắp nếp (Zeamays Cearatina):
-

Đây là dạng bắp mới phát hiện (1929) có nguồn gốc ở Trung Quốc, qua quá
trình chọn lọc lâu đời từ bắp đá rắn.

SVTH: Hà Thị Mơ

7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

Đặc điểm: hạt màu trắng, dẻo chủ yếu để ăn. Tinh bột 70% trọng lượng hạt
trong đó gần 100% là amylopectin.
Bắp tẻ (ngơ đá rắn) (Zeamays indurrata-Stus):

-

Đây là dạng bắp lâu đời nhất, có phạm vị phân bố tương đối rộng và phát triển
trên thế giới, có khả năng chống chịu cao, chống rét, chống sâu bệnh, u cầu
phân bón ít, thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất thấp nhưng phẩm chất ngon.

-

Đặc điểm: hạt màu trắng hoạt vàng, đầu hạt tròn, vỏ bóng óng ánh. Nội nhũ bột
nằm ở giữa, nội nhũ sừng nằm xung quanh. Tinh bọt chiếm 65 – 83%.
Trong đó: amylose: 25%, amylopectin: 75%.

Bảng 1.3 Thành phần của bắp nếp và bắp tẻ theo %
Thành phần hóa học
Nước
Protein

Chất béo
Tinh bột
Chất xơ
Chất khoáng
Vitamin
Các chất khác

Bắp nếp
Bắp tẻ
14,67
13,63
9,19
9,47
5,18
5,18
65,31
68,02
3,61
3,23
1,32
1,32
0,08
0,08
0,40
0,33
(Nguồn: Cao Đắc Điểm, 1988)

Bắp đường (Zeamays Sacharata. Stur):

SVTH: Hà Thị Mơ

8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

Sự hình thành bắp đường như một thể đột biến từ nhóm bắp răng ngựa và
nhóm bắp đá rắn. Đây là nhóm bắp cịn trẻ so với các nhóm bắp khác, được
nhiều nước Đơng Âu, Mỹ phát triển trên diện tích rộng.

-

Đặc điểm: hạt dẹp, nhăn nheo, hạt màu vàng vị ngọt.
Nội nhũ hồn tồn sừng trong suốt.
Lượng tinh bột khơng đáng kể

Polysaccarit hòa tan trong nước: 19 – 31%
Protein thấp
Hàm lượng đường đạt cao nhất ở giai đoạn chín sữa (15 – 18%) chín sáp, chín
hồn tồn tỷ lệ đường giảm dần, do vậy thường thu hoạch vào giai đoạn chín sữa.
Ở khí hậu nhiệt đới khó trồng và bảo quản.

Bảng 1.4 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của bắp đường trên
100g
Thành

phần

học
Hydrat cacbon
SVTH: Hà Thị Mơ

hóa

Giá trị dinh
dưỡng/100g
19,0
9

Đơn vị
G


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chất béo
Protein
Đường
Chất xơ tiêu hóa
Vitamin A
Thiamin (B1)
Niacin(B3)
Fe
Vitamin C
Magiê
Kali

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

1,2
G
3,2
G
3,2
G
2,7
G
1,0
%
0,2
Mg
1,7
Mg
0,5
Mg
7,0
Mg
37,0
Mg
270
Mg
(Nguồn: Viện khoa học Nông Nghiệp Việt Nam)

Bắp rau (ngơ bao tử):
Là loại ngơ có giá trị kinh tế cao, dùng để làm rau, bắp nhỏ, ít tinh bột.
Bảng 1.5 Giá trị dinh dưỡng bắp rau phân tích trên 100g
Thành

phần

học
Độ ẩm
Chất béo
Protein
Hydrat cacbon
Tro
Canxi
Photpho
Fe
Vitamin
Thiamin

hóa

Giá trị dinh

dưỡng/100g
89,10
%
0,20
G
1,90
G
8,20
Mg
0,06
G
28,0
Mg

86,0
Mg
0,10
Mg
64,0
UI
0,05
Mg
(Nguồn: Chamnan Chutkaew, 1984)

1.1.5 Hình thái thực vật học của cây ngơ [9]

SVTH: Hà Thị Mơ

Đơn vị

10

Hình 1.3 Các loại bắp nếp, bắp đường, bắp tẻ, bắp rau phổ biến ở việt nam


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

Các
giống

ngô

ở Việt Nam có những đặc điểm như chiều cao cây, thời gian sinh trưởng, chống
chịu sâu bệnh và thích ứng với điều kiện ngoại cảnh khác nhau. Song cây ngơ đều
có những dặc điểm chung về hình thái, giải phẫu. Các bộ phận của cây ngô bao
gồm: rễ, thân, lá, hoa (bông cờ, bắp ngô) và hạt.
Cây thảo lớn mọc hằng năm, có thể cao tới 2,5m.
o Thân: Thân cây bắp đặc, dày, trơng tương tự như thân cây của các lồi tre
và các khớp nối (các mấu hay mắt) có thể có cách nhau khoảng 20-30 cm (8-12
inch).
o Hoa: Hoa đực màu lục, tạo thành bông dài họp thành thuỳ ở ngọn. Hoa
cái hợp thành bơng to hình trụ ở nách lá và bao bởi nhiều lá bắc dạng màng;
các vòi nhuỵ dạng sợi, màu vàng, dài tới 20cm, tạo thành túm vượt quá các lá
bắc; các thuỳ đầu nhuỵ mảnh màu nâu.

SVTH: Hà Thị Mơ

Hình 1.4: Hoa bắp đực
11và hoa bắp cái


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

o Rễ: Ngô có hệ rễ chùm tiêu biểu cho bộ rễ các cây họ hòa thảo. Độ sâu và sự
mở rộng của rễ phụ thuộc vào giống, độ phì nhiêu và độ ẩm của đất. Ngơ có 3
lọai rễ chính: Rễ mầm, rễ đốt và rễ chân kiềng..
o Hạt: Các hạt bắp là các dạng quả thóc với vỏ quả hợp nhất với lớp áo hạt,
là kiểu quả thông thường ở họ Hịa thảo (Poaceae). Nó gần giống như một
loại
quả phức về cấu trúc, ngoại trừ một điều là các quả riêng biệt (hạt bắp) không

bao giờ hợp nhất thành một khối duy nhất. Các hạt bắp có kích thước cỡ hạt
đậu Hà Lan, và bám chặt thành các hàng tương đối đều xung quanh một lõi
trắng để tạo ra bắp bắp.
o Bắp: Mỗi bắp bắp dài khoảng 10 - 25 cm (4 - 10 inch), chứa khoảng 200 - 400
hạt.
Điều kiện ngoại cảnh:
-

Bắp được gieo trồng và hình thành 4 vùng sinh thái cây ngơ chính là vùng ơn
đới, vùng nhiệt đới, vùng nhiệt đới cao và vùng nhiệt đới thấp.

- Bắp là loại thực vật cần thời gian ban đêm dài và chịu lạnh kém. Nhiệt độ ở vào
khoảng 24 - 29°C, nhiều ánh sáng. Khơng khí có độ ẩm thấp và nhiệt độ cao có
hại cho sự gieo phấn. Những vùng đất ẩm lạnh, có nước đọng khơng thích hợp
cho bắp.
1.1.6 Giá trị dinh dưỡng của bắp
-

Không chỉ tốt cho tiêu hóa, là lựa chọn tốt cho người giảm cân… mà ngơ cịn
có thể chống lão hóa, ung thư. Ngơ có chứa vitamin A và E, axit glutamic. Ngơ
cũng chứa nhiều cellulose, khơng chỉ kích thích nhu động ruột, ngăn ngừa táo

SVTH: Hà Thị Mơ

12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Qun

bón, mà cịn thúc đẩy quá trình trao đổi chất cholesterol, đẩy nhanh việc thải
các độc tố trong ruột.
-

Một nghiên cứu cho thấy rằng trong tất cả các loại lương thực thì giá trị dinh
dưỡng và ảnh hưởng sức khỏe của ngô là cao nhất. Đặc biệt, hàm lượng
vitamin của nó gấp từ 5-10 lần gạo, lúa mì. Ngơ cũng chứa các thành phần hóa
học khác như canxi, glutathione, vitamin A, magiê, selenium, vitamin E và các
axit béo.

-

Ngô chưá một lượng lớn selenium và magie. Selenium tăng tốc độ phân hủy
của peroxide trong cơ thể, khiến u ác tính khơng thể nhận được cung ứng oxy
mà suy yếu. Magie một mặt khống chế sự phát triển tế bào ung thư, một mặt
tăng cường nhu động đường ruột, giúp bài tiết chất thải ra ngồi cơ thể, điều
này có ý nghĩa quan trọng trong việc phịng bệnh ung thư. Hơn nữa, trong ngơ
có chất glutathione, hoạt động như một chất phong toả vật chất gây ung thư,
khiến chúng mất đi sự sống và bị bài tiết qua đường tiêu hố. Ngơ cịn là một
loại thực phẩm chứa chất chống oxy hoá mạnh mẽ, làm chậm tốc độ lão hoá tế
bào do các gốc tự do gây nên, từ đó kháng được ung thư. Đặc biệt, chất lutein
và zeaxanthin trong ngơ cịn có thể phịng ngừa ung thư tử cung, đại tràng,
phổi và da. Tuy nhiên, ngơ là loại ngũ cốc thơ nên khó có thể ăn nhiều, cần kết
hợp với ngũ cốc mịn như bột mì và gạo, dinh dưỡng mới có thể hấp thu hiệu
quả.

-

Dầu bắp từ phơi ngơ có chứa một số lượng lớn các axit béo khơng bão hịa,

trong đó axit linoleic chiếm 60%, có thể giúp loại bỏ các cholesterol có hại
trong máu, ngăn ngừa xơ vữa động mạch. Trong phơi ngơ có chứa các chất
dinh dưỡng giúp tăng cường sự trao đổi chất cơ thể để điều chỉnh chức năng hệ
thống thần kinh. Ngồi ra, ngơ cịn có chứa carotene cao gấp năm lần so với
đậu nành có tác dụng ức chế chất gây ung thư.

SVTH: Hà Thị Mơ

13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

Ngô giàu vitamin B, niacin giúp dẫn truyền thần kinh và chức năng tiêu hóa,
phịng chống beriberi, viêm cơ tim, và duy trì một làn da đẹp. Ngô giúp lợi tiểu
mạnh mẽ nên có hiệu quả điều trị nhiễm trùng đường tiết niệu, phù nề.

1.1.7 Nghiên cứu trước đây về bắp.
- Trong nước thì đã có “Nghiên cứu sản xuất tinh bột ngơ làm tá dược", do nhóm
nghiên cứu thuộc bộ mơn Hóa Dược - Dược lý, Trường Cao đẳng Dược Phú
Thọ.
- Sản phẩm rượu ngô của người dân tộc Na Hang, Tuyên Quang.
- Sản phẩm "Bắp đùm đóp hộp" Đề tài do Ths. Nguyễn Duy Tân, Bộ môn Công
nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Tài nguyên thiên nhiên thực hiện từ
tháng 11/2009 - tháng 11/2011 của trường đại học An Giang.
- Đề tài nguyên cứu quy trình sản xuất sữa bắp của Th.s Trần Phương Nga, Kĩ sư.
Nguyễn Thái Lan. Phòng Nghiên cứu Chế biến – Viện Cơ điện Nông Nghiệp

và Công nghệ sau thu hoạch năm 2004-2005.
- Công nghệ sản xuất tinh bột bắp bắt đầu được quan tâm và phát triển quy mô
công nghiệp từ những năm thế kỉ XX: Tinh bột bắp có rất nhiều ứng dụng
trong thực tế hiện nay:
*Trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm: nhằm ổn định cấu trúc và tạo cấu
trúc đặc trưng cho sản phẩm:
- Sử dụng để nấu ăn, các sản phẩm thịt, bia, và các loại bánh kẹo dẻo.
*Trong ngành công nghiệp thuốc:
- Thường được sử dụng để sản xuất thuốc kháng sinh cho màng bao các viên
thuốc con nhộng hay vi bao vitamin.
SVTH: Hà Thị Mơ

14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

- Sử dụng thay thế huyết tương.
*Trong ngành công nghiệp giấy:
- Thường được sử dụng như các chất dính.
- Tinh bột bắp có cấu trúc tương tự như tờ giấy do đó tăng cường độ dai cho sợi
giấy.
- Ngồi ra từ bắp cịn rất nhiều ứng dụng để sản xuất các sản phẩm thực phẩm
phục vụ cho con người :
 Sản xuất syrup từ bắp được ứng dụng làm chất tạo ngọt từ tự nhiên, sử dụng
trong công nghệ sản xuất bánh kẹo và nước giải khát.
 Sản xuất dầu bắp từ phôi được sử dụng trong công nghệ thực phẩm.
 Sản xuất sản phẩm ngũ cốc dinh dưỡng từ bắp…

1.2 Nước
-

Nước giữ vai trị rất quan trọng, đây chính là thành phần chủ yếu của nước giải
khát. Nước rửa cũng như nước dùng cho chế biến là nước sinh họat của hệ
thống cấp nước của thành phố, đảm bảo đúng các tiêu chuẩn của Bộ Y Tế quy
định. Các thành phần, tính chất vật lý, hóa học và tính chất vi sinh của nước có
ảnh hưởng trực tiếp đến kỹ thuật sản xuất và chất lượng của sản phẩm.

-

Thực tế nước dùng trong sản xuất hiện nay ở nước ta phổ biến nhất có hai
nguồn : nước cấp từ các nhà máy cấp nước sinh hoạt và nước giếng.

-

Nếu là nước sinh hoạt, phải xử lý sơ bộ làm giảm pH và hàm lượng chlorine
dư,...

SVTH: Hà Thị Mơ

15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

Nếu là nước giếng thì phải xử lý tồn bộ để đạt đến tiêu chuẩn nước kỹ thuật .

Vì trong nước giếng có nhiều hàm lượng các muối hoà tan trong nước ở dạng
ion : HCO3-, CO32-, SO42-, NO2-, NO3-, SiO32-, Fe2+, Mn2+, ... ảnh hưởng xấu đến
q trình sản xuất.

Trong thí nghiệm nước dùng để chế biến sản phẩm do phịng thí nghiệm cung cấp.

Bảng 1.6 Tiêu chuẩn nước sinh hoạt và sản xuất
(Theo tiêu chuẩn TCVN 5502 : 2003)
Tên chỉ tiêu

Đơn vị

Chỉ tiêu cảm quan
Màu sắc
Mùi, vị
Chỉ tiêu hóa lý
- Độ đục
- pH
- Độ cứng, tính theo CaCO3
- Hàm lượng O2 hịa tan, tính theo
O2
- Tổng chất rắn hịa tan
- Hàm lượng ammoniac, tính theo
Nitơ
- Hàm lượng asen
- Hàm lượng chì
- Hàm lượng florua
- Hàm lượng nitrat, tính theo Nitơ
- Hàm lượng nitrit, tính theo Nitơ
- Hàm lượng sắt tổng số (Fe3++Fe2+)

- Hàm lượng thủy ngân
Chỉ tiêu vi sinh
- Coliform tổng số
SVTH: Hà Thị Mơ

16

Mức
lớn hơn

khơng

mg/1Pt
-

15
Khơng có mùi
vị lạ

NTU
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L

mg/L

5
6 – 8,5
300
6
1000
3
0.01
0.01
250
0.7 – 1.5
1
0.5
0.001

MPN/100

2.2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

E.Coli và Coliform chịu nhiệt

mL
0

MPN/100
mL
MPN (Most Probable Number) : phương pháp sử dụng chỉ số xác suất cao nhất.
1.3 Acid citric
- Acid citric có cơng thức phân tử C 6H8O7.H2O, có dạng tinh thể màu trắng, dễ tan
trong nước hay cồn, khó tan trong ethylene, có vị chua dịu.
- Acid citric là một acid hữu cơ thuộc loại yếu và nó thường được tìm thấy trong
nhiều loại trái cây và rau quả nhưng trong trái chanh thì hàm lượng của nó được
tìm thấy nhiều nhất, theo ước tính acid citric chiếm khoảng 8% khối lượng khô
của trái chanh. Trước đây, acid citric được sản xuất từ chanh, ngày nay acid này
được sản xuất từ mật rỉ theo phương pháp lên men bằng chủng nấm mốc
Aspergillus niger.
- Nó là chất bảo quản thực phẩm tự nhiên và thường được thêm vào thức ăn và đồ
uống để làm vị chua. Acid citric được bổ sung vào trong nước quả nhằm mục đích
điều vị và điều chỉnh pH cho sản phẩm, giúp giảm bớt điều kiện thanh trùng.
Chất lượng acid citric sử dụng trong thực phẩm được quy định theo TCVN 5516 –
1991.
Bảng 1.7 Tiêu chuẩn cảm quan của acid citric (TCVN 5516 – 1991)
STT

Tên chỉ
Đặc điểm
tiêu
1 Hình dạng bên Các dạng tinh thể khơng màu, khơng vón cục. Đối
ngồi và màu với acid hạng 1 cho phép hơi có màu vàng.
sắc
Dung dịch acid citric trong nước cất nồng độ khối
lượng 20 g/dm3 phải trong suốt.
2
Vị

Chua, khơng có vị lạ
3

Mùi

4

Cấu trúc

SVTH: Hà Thị Mơ

Dung dịch acid citric trong nước cất nồng độ khối
lượng 20 g/dm3 không có mùi.
Rời và khơ

17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

5 Tạp chất cơ học Không cho phép
Bảng 1.8 Tiêu chuẩn acid citric dùng trong thực phẩm (TCVN 5516 –
1991)
Yêu cầu chất lượng
Thượng hạng
Hạng 1

Chỉ tiêu ( % )

Acid citric ( tính theo monohydrate )

>99,5

>99,5

Tro

<0,1

<0,3

H2SO4 tối đa

<0,01

<0,03

Asen

<0,00007

0,00007

1.4 Đường
Đường sử dụng trong quá trình nghiên cứu là đường RE của nhà máy đường Biên
Hòa. Saccharose cịn gọi là đường kính , có cơng thức phân tử C12H12O11 là một
loại dissaccaride cấu tạo từ glucose và fructose liên kết với nhau nhờ 2 nhóm OH
glycosid của chúng, do đó nó khơng cịn nhóm OH glycoside tự do nên khơng có
tính khử.

Đường có tác dụng tạo ra vị ngọt; giúp tạo gel tốt; góp phần tạo màu và mùi thơm
cho sản phẩm nhờ một số phản ứng của đường làm tăng giá trị cảm quan, ngoài ra
đường còn là chất dinh dưỡng cho nấm men sử dụng trong quá trình lên men rượu.
Bảng 1.9 Tiêu chuẩn của đường dùng trong sản xuất thực phẩm
( Theo tiêu chuẩn TCVN 6995 – 2001)
SVTH: Hà Thị Mơ

18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chỉ tiêu
Hàm lượng saccharose, % CK
≥
Sự giảm khối lượng khi sấy ở
108oC trong 3 giờ, % KL ≤
Hàm lượng đường khử, % KL
≤
Hàm lượng tro, % KL ≤
Độ màu, ICUMSA % KL

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên
Đường trắng hạng A
99,7

Đường trắng hạng
B
99,5

0,06

0,07

0,10

0,15

0,07
160

0,10
200

Hình dạng

Tinh thể đồng đều tơi khơ, khơng vón cục

Mùi vị

Tinh thể đường và dung dịch đường trong nước
cất có vị ngọt, khơng có mùi lạ.
Tinh thể màu trắng, khi Tinh thể màu trắng
pha vào nước cất cho ngà đến trắng, khi
dung dịch trong
pha vào nước cất
cho dung dịch trong
tương đối
20 mg/kg
70 mg/kg

Màu sắc

Dư lượng SO2, mức tối đa
Các hợp Tạp chất không
chất
tan trong nước ≤
nhiễm
As ≤
bẩn
Cu ≤
Pb ≤

60

90

1 mg/kg

1 mg/kg

2 mg/kg

2 mg/kg

0,5 mg/kg

0,5 mg/kg

1.5 Nấm men [7]
 Vai trị của nấm men:

-

Nấm men chuyển hố các chất đường thành C 2H5OH và CO2. Trong quá

trình lên men chính, ngồi sự chuyển hố các đường, nấm men cũng chuyển
hố các chất khác như protein, khống… từ đó hình thành khá nhiều sản phẩm

SVTH: Hà Thị Mơ

19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

phụ trong sản phẩm như các rượu bậc cao và glycerin, các acid hữu cơ, ester,
aldehyd, …tạo nên những hương vị đặc trưng cho sản phẩm.
-

Nấm men thường có hình dạng khác nhau, thường có hình cầu, hình elip,

hình trứng, hình bầu dục và cả hình dài, có kich thướt 6 - 9m, sinh sản dưới
hình thức nẩy chồi và phân cách.
 Phân loại nấm men:
Nấm men dùng trong sản xuất nước giải khát lên men là loại vi sinh vật đơn bào
thuộc giống Saccharomyces có hình cầu, elip hoặc hình trứng.
Tên khoa học của họ Saccharomycetaceae
Giới

Fungi

Ngành

Ascomycota

Phân ngành

Saccharomycotina

Lớp

Saccharomycetes

Bộ

Saccharomycetales

Họ

Saccharomycetaceae

Chi

Saccharomyces

Các lồi chính:
 Saccharomycescerevisiae
 Saccharomyces ellipsoideus
 Saccharomyces oviformis

 Saccharomyces uvarum
Giống Saccharomycescerevisiae được chia làm hai nhóm: nấm men nổi
Saccharomyces cerevisiae và nấm men chìm Saccharomyces carlsbergensis.
SVTH: Hà Thị Mơ

20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
o

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

Nấm men nổi (Saccharomyces cerevisiae)

-

Nhiệt độ lên men : 10 – 25oC

-

Lên men mạnh, quá trình lên men xảy ra trên bề mặt của mơi trường

-

Khi q trình lên men kết thúc, các tế bào kết chùm, chuỗi, tạo thành
lớp dày nổi trên bề mặt cùng với bọt của bia, bia tự trong chậm.
Lên men được các đường: glucose, fructose, saccharose, maltose,

-

1/3 rafinase và các dextrin đơn giản.

Hình 1.5 Nấm men nổi (Saccharomyces cerevisiae)
o

Nấm men chìm (Saccharomyces carlsbergensis)

-

Nhiệt độ lên men : 0 – 10 oC

-

Lên men mạnh nhưng đằm, quá trình xảy ra trong lịng mơi trường

-

Khi lên men xong, các tế bào cũng kết chùm hoặc chuỗi, song lại
lắng xuống đáy thùng rất nhanh, nhờ vậy bia tự trong nhanh hơn so với lên
men nổi

-

Lên men được : glucose, mannose, galactose, fructose, saccharose,
maltose. Đặc biệt lên men tốt rafinoza và dextrin đơn giản, thậm chí ở nhiệt độ
thấp từ 6 – 10oC ( các giống khác khơng có khả năng này ).

SVTH: Hà Thị Mơ

21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

Hình 1.6 Nấm men chìm (Saccharomyces carlsbergensis)

 Thành phần hóa học của nấm men:
Thành phần hóa học của nấm men phụ thuộc vào chủng giống, môi trường,
trạng thái sinh lý cũng như điều kiện nuôi cấy. Các chất khô của nấm men bao
gồm các thành phần:
Protein: chiếm khoảng 30 - 50%, có đủ các acid amin không

-

thay thế. Về giá trị dinh dưỡng thì protein nấm men tương đương protein
động vật, hơn protein thực vật.
Glucid: chiếm khoảng 24 - 40%, chủ yếu là glycogen

-

( C6H10O5 )n, là chất dự trữ của tế bào.
Chất béo: chiếm khoảng 2 - 5%, chứa chủ yếu trong nguyên

-

sinh chất, là các chất dự trữ của nấm men.
Chất khống: khoảng 5 - 11%, tuy với số lượng ít nhưng

đóng

vai

trị vơ cùng quan trọng trong hoạt động của tế bào nấm men, đặc biệt là
phospho. Tế bào nấm men còn chứa ion K, Ca, Mg, Fe và các ion khác.
 Cấu tạo của nấm men:
-

Tế bào nấm men có cấu tạo gồm hai phần chính: vỏ tế bào và nội bào
(gồm vỏ và protoplasma).

-

Vỏ tế bào là một thành mỏng, trong suốt, có tính đàn hồi, có nhiệm vụ
bảo vệ tế bào khỏi tác động bên ngoài, đồng thời điều chỉnh mức độ
thẩm thấu chất dinh dưỡng và thải ra ngoài các sản phẩm trao đổi chất.

-

Vỏ này được cấu tạo từ polysaccharid (glucan và manan). Ngoài ra ở
thành vỏ cịn có một lượng nhỏ chất béo, protid, chất khoáng. Các

SVTH: Hà Thị Mơ

22


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

enzyme được tách ra từ tế bào tập trung ở lớp này, phân ly các đường
có phân tử lượng lớn (maltose, saccharose), nhờ đó mà các đường này
được đồng hố.
-

Vỏ trong của tế bào là màng plasma rất mỏng, dày khoảng 8nm, có chức

năng điều chỉnh vận chuyển chất dinh dưỡng vào tế bào.
-

Cytoplasma là hệ thống keo, độ nhớt của nó phụ thuộc vào thời kỳ sinh

trưởng và các yếu tố sinh lý. Ở tế bào non trẻ, độ nhớt của cytoplasma nhỏ
hơn ở tế bào già, điều này đảm bảo cho việc vận chuyển sản phẩm trao đổi
chất tốt hơn (protoplasma trong nhân tế bào có tên là nucleoplasma, cịn
nếu ở ngồi nhân có tên là cytoplasma).
-

Vatulin gồm các chất chứa nitơ, dẫn xuất của acid nucleic.

Vatulin nằm bên trong không bào, ở dạng hạt to (vatulin nằm yên) hay
hạt nhỏ phân bố ở mặt trong không bào (vatulin hoạt động). Khi tiếp
xúc với methylen blue, vatulin ở tế bào sống sẽ biến thành màu đỏ, còn
ở tế bào chết sẽ biến thành màu xanh nhưng bản thân nấm men không đổi
màu.
-

Nhân tế bào được bao bọc bởi màng nhân. Bên trong chứa đầy

nucleoplasma trong suốt và những sợi chỉ nhỏ dài gọi là cromoxom.
Cromoxom đóng vai trị thực hiện chức năng di truyền và trao đổi chất,
kiểm soát sự phân hoá tế bào và tổng hợp protid, lipoproteic và các quá
trình khác, kể cả sự sinh sản.
-

Mitokhondsi là những phần rất bé nhỏ ở cytoplasma. Chúng chứa

nhiều các enzyme thuỷ phân protid, lipid và glucid. Chức năng chủ yếu của
nó là ghép nối sự tổng hợp ATP và ADP với acid phosphoric để tạo ra
nguồn năng lượng cung cấp cho hoạt động sống của tế bào.
-

Riboxom là cytoplasma có dạng túi nhỏ. Đây là cấu tử nhỏ nhất của tế

bào, có chức năng tổng hợp protein cho tế bào.

SVTH: Hà Thị Mơ

23


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

Không bào là một túi chứa đầy dịch tế bào. Ở các tế bào trẻ khơng

bào ít xuất hiện, ở các tế bào
già khơng bào trở nên lớn, có
khi chiếm hết cả tế bào. Đây
là nơi xảy ra các q trình
enzyme sơi động để tạo ra các
sản

phẩm

trung

gian.

Khơng bào cách biệt với
cytoplasma

bởi

màng

lypoprotein.
Hình 1.7 Cấu tạo Saccharomyces
cerevisiae

1.6 Các quá trình chế biến cơ bản [6]
1.6.1 Xay nguyên liệu
 Mục đích : Cắt nhỏ tối đa nguyên liệu, phá vỡ mô và tế bào liên kết của ngun
liệu, giải phóng dịch quả ra ngồi. Ngồi ra xay cịn tạo điều kiện tốt cho q
trình truyền nhiệt vào nguyên liệu.
 Thực hiện:

Bắp tươi sau khi mua về đem tách lấy hạt rửa sạch và đem đi tách phơi sau đó
cho hạt đã tách phơi vào máy xay sinh tố cho nước vào vừa đủ và bấm nút xay.
Xay cho đến khi dịch bắp nhuyễn đều.
1.6.2 Nấu nguyên liệu

SVTH: Hà Thị Mơ

24


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.s Huỳnh Phương Quyên

 Mục đích: hồ hóa hàm lượng tinh bột trong dịch bắp, quá trình gia nhiệt cịn
làm cắt đứt một phần mạch tinh bột làm giảm liên kết giữa mạch tinh bột. Giúp hỗ
cho q trình đường hóa.
 Cách thực hiện: dịch bắp sau khi xay xong cho vào nồi rồi đem gia nhiệt ở 1000C
trong thời gian 30 phút và khuấy đảo liên tục.

1.6.3 Quá trình thủy phân tinh bột – đường hóa [4]
1.6.3.1 Sơ lược về thành phần tinh bột
Thành phần của hạt tinh bột gồm có: amylose và amylopectin. Đặc biệt tinh
bột của bắp nếp chứa gần như 100% là amylopectin.
-

Amylopectin là một polysacarit và là một polyme đa nhánh của glucoza, có
trong các nguyên

liệu thực vật. Amylopectin là một trong hai thành

phần của tinh bột, thành phần còn lại là amyloza.
-

Các đơn vị glucoza tạo thành mạch thẳng bằng liên kết α(1→4) glycosid. Các
mạch nhánh được tạo bởi các liên kết α(1→6) xuất hiện sau mỗi 24 đến 30 đơn
vị glucoza. Phân tử lượng lớn ≈ 108

-

Amylose: cấu tạo mạch thẳng α – 1,4 glucose, phân tử lượng ≈ 106. Amylose có
độ hịa tan cao.
1.6.3.2 Q trình đường hóa

-

Q trình thủy phân tinh bột nhờ enzyme cịn gọi là đường hóa ở nhiệt độ
thích hợp q trình thủy phân xảy ra với cường độ lớn, làm thủy phân hịan
tồn tinh bột có trong dịch đường hóa. Sự thủy phân tinh bột xảy ra dưới tác

SVTH: Hà Thị Mơ

25