CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN
LƯƠNG THỰC
(Bài giảng lưu hành nội bộ) 2010
Trường Đại học Công nghiệp thực phẩm TP.HCM
Biên soạn: Th.S Lê Thùy Linh 2Biên soạn: Lê Thùy Linh
|
Homepage: lethuylinh.weebly.comChương I: TỔNG QUAN LƯƠNG THỰC
˜{™
Bài 1: GIỚI THIỆU
1. Tình hình lương thực:
Việt Nam là một nước nông nghiệp với khoảng 60% dân số làm nghề
nông, chủ yếu là ngành trồng trọt. Lương thực là các sản phẩm của nông nghiệp
chứa nhiều tinh bột như ngũ cốc. Ngũ cốc là lúa gạo, lúa mì, ngô, các loại khoai
(khoai lang, khoai tây), sắn. Ngoài ra lương thực còn có các loại đậu như đậu
nành, đậu phộng … Cây lương thực chính ở nước ta là cây lúa nước.
Dân số thế giới ngày càng tăng thì nhu cầu về lương thực là rất cần thiết
và quan trọng. Trong năm 2005, Việt Nam đã xuất khẩu trên 5 triệu tấn gạo,
tấn
Tỷ lệ tiêu thụ
(%)
Châu Á 342,90 340,10 99,18
Châu Mỹ 18,30 16,80 91,8
Châu Phi 11,10 14,60 131,53
Châu u 3,10 4,20 135,48
Châu Đại Dương 0,60 0,30 50,00
Bảng 1: Tình hình tiêu thụ gạo trên thế giới vào năm 2000
Khu vực Châu Á tiêu thụ gạo nhiều nhất trên thế giới. Các sản phẩm
lương thực ngoài là thức ăn trực tiếp cho người hay vật nuôi còn có thể chế biến
thành các sản phẩm khác nhau như tinh bột, bún, phở, hủ tíu, mì ăn liền và các
loại bánh…
2. Vai trò của lương thực:
Các sản phẩm lương thực cung cấp nguồn dinh dưỡng cho con người và
vật nuôi, chủ yếu là glucid (tinh bột) và protein thực vật. Trong bữa ăn hàng
ngày của người Việt Nam không thể thiếu một sản phẩm lương thực từ ngũ cốc
đó là cơm. Lương thực cung cấp trên 75% năng lượng dùng cho hoạt động sống
của con người và vật nuôi.
Các sản phẩm của cây lương thực là nguyên liệu chính cho các nhà máy
chế biến. Ví dụ: nguyên liệu sắn (khoai mì) để sản xuất tinh bột sắn, nguyên
liệu lúa mì sản xuất bột mì, nguyên liệu gạo sản xuất bún tươi, hủ tíu …
4
1.1.1 Mày thóc:
Tùy theo loại thóc và điều kiện canh tác mà mày có độ dài khác nhau, độ
dài không vượt quá 1/3 chiều dài vỏ trấu. Trong quá trình bảo quản, do sự cọ xát
giữa các hạt thóc (cào đảo) phần lớn mày thóc rụng ra, làm tăng lượng tạp chất
trong khối thóc.
1.1.2 Vỏ trấu:
5Biên soạn: Lê Thùy Linh
|
Homepage: lethuylinh.weebly.comVỏ trấu có tác dụng bảo vệ hạt thóc, chống các ảnh hưởng xấu của điều
kiện môi trường ( nhiệt độ, độ ẩm) và sự phá hại của côn trùng, vi sinh vật. Trên
mặt vỏ trấu có các đường gân và có nhiều lông ráp, xù xì. Trong quá trình bảo
quản lông thóc thường bò rụng do sự cọ xát giữa các hạt thóc, làm tăng lượng tạp
chất trong thóc. Tùy theo giống lúa mà vỏ trấu có độ dày khác nhau, thông
thường là 0,12 – 0,15 mm và thường chiếm 18% - 20% khối lượng toàn hạt thóc.
1.1.3 Vỏ hạt:
Vỏ hạt là lớp vỏ mỏng bao bọc nội nhũ, có màu trắng đục hoặc đỏ cua.
Cấu tạo từ ngoài vào trong gồm có: quả bì, chủng bì và tầng alơron. Tùy theo
giống lúa và độ chính của thóc mà lớp vỏ hạt này dày hay mỏng. Trung bình lớp
vỏ hạt chiếm 5,6% - 6,1% khối lượng hạt gạo lật (hạt thóc sau khi tách lớp vỏ
trấu). Lớp alơron có thành phần cấu tạo chủ yếu là protit và lipit. Khi xay xát
lớp vỏ hạt (chủ yếu là lớp alơron) bò vụn nát ra thành cám. Nếu còn sót lại nhiều
trong gạo thì trong quá trình bảo quản dễ bò oxy hóa làm cho gạo bò chua (độ
axit cao) và ôi khét (do lipit bò oxy hóa).
1.1.4 Nội nhũ:
xenlulo, chất khoáng và vitamin. Trong đó thì gluxit chiếm thành phần nhiều
nhất.
Thành phần hóa học của hạt thóc và các sản phẩm từ thóc được biểu thò
qua bảng 2.
Tên sản
phẩm
Nước
(%)
Gluxit
(%)
Protit
(%)
Lipit
(%)
Xenlulo
(%)
Tro
(%)
Vitamin B
1
(mg%)
1. Thóc
2. Gạo lật
3. Gạo
4. Cám
5. Trấu
0,54
11,23
19,61
5,36
1,18
0,54
11,0
-
Bảng 2: Thành phần hóa học của hạt thóc và các sản phẩm từ thóc
7Biên soạn: Lê Thùy Linh
|
Homepage: lethuylinh.weebly.com2. Hạt ngô:
2.1 Cấu tạo:
Hạt ngô thường có các phần chủ yếu sau đây:
- Ngoài cùng là lớp vỏ quả gồm 12-14 dãy tế bào, chiếm 5-7% khối
lượng hạt, có chiều dài khoảng 0,3 micromet.
- Tiếp đến là lớp vỏ hạt mỏng, chiếm khoảng 2% khối lượng hạt.
Trong thành phần của vỏ quả và vỏ hạt chứa nhiều xenlulo,
pentozan và một ít các nguyên tố tro.
- Sau lớp vỏ quả đến lớp alơron, chiếm 6-8% khối lượng hạt, gồm một
lớp tế bào có kích thước lớn bằng hai tế bào nhỏ. Lớp alơron của ngô
có chứa các nguyên tố tro, protein, chất béo và xenlulo.
Homepage: lethuylinh.weebly.com3. Khoai tây:
3.1 Cấu tạo:
Cấu tạo của củ khoai tây gồm các thành phần sau:
- Vỏ ngoài, gồm các tế bào hình nút, xít, có chứa chất huyền tương
khô, chất này có tác dụng giữ cho củ ít bò mất nước.
- Kề trong là lớp tế bào thành mỏng, chứa nguyên sinh chất có tác
dụng giữ cho hoạt động sống của củ được bình thường. Cả hai lớp tế
bào này đều không có tinh bột.
- Tiếp nữa là lớp tế bào nhu mô. Lớp tế bào nhu mô ngoài cùng chứa
nguyên sinh chất và một lượng ít tinh bột có kích thước hạt nhỏ.
Những dãy tế bào kế tiếp càng bên trong càng chứa nhiều tinh bột
hơn.
3.2 Thành phần hóa học:
Thành phần
Tỷ lệ (%)
Nước
Chất khô
Đường
Hợp chất Nitơ
Xenlulo
Photpho
69 –74
14 – 36
0,46 – 1,72
2,1
ở nhiệt độ thấp (<10
0
C) không thích hợp cho chế biến khoai tây lát chiên.
Theo thời gian bảo quản, ở nhiệt độ không đổi hàm lượng đường ổn đònh
trong thời gian nhất đònh, sau đó tăng lên từ từ và cuối cùng thì tăng rất nhanh.
Khi khoai tây mọc mầm hàm lượng đường tăng, càng nhiều mầm thì hàm lượng
đường càng tăng, làm giảm màu sắc tự nhiên và làm thay đổi vò của sản phẩm
chế biến.
Khoai tây có khá nhiều vitamin C, ngoài ra còn có carotenoit, vitamin
nhóm B ( B
1
, B
2
, B
5
, B
6
) và khoáng chất. Thòt củ khoai tây thường có màu vàng
nhạt hay vàng đậm tùy theo hàm lượng carotenoit. Mối quan hệ giữa hàm lượng
carotenoit và màu thòt củ được biểu thò qua bảng sau:
Hàm lượng carotenoit (mg%)
Màu thòt củ
0,014 – 0,054
0,110 – 0,187
>0,187
Màu trắng
Màu vàng nhạt
Màu vàng đậm
Nước
Protein
Tinh bột
Amylose
8 – 11
9 – 12 (% ck)
85 – 87 (% ck)
15 –17
Bảng 3: Thành phần hóa học của củ sắn
11Biên soạn: Lê Thùy Linh
|
Homepage: lethuylinh.weebly.com
BÀI 3: CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA KHỐI HẠT
Cây lương thực chính trồng ở các vùng nhiệt đới là lúa gạo, lúa mì, sắn,
khoai, đậu, … Các sản phẩm của cây lương thực sau thu hoạch cần phải được
quan tâm bảo quản. Trong quá trình bảo quản có rất nhiều yếu tố làm hư hỏng
lương thực như:
85,0
=×
Độ rỗng của khối hạt ngô là tỷ lệ tổng thể tích các khoảng không gian
giữa các hạt trong hộp và thể tích hộp (1 lít), độ rỗng được tính bằng
%15100
1
85,01
=×
− Hình1: Khối hạt chứa trong hộp
1.2 Công thức tính độ chặt (mật độ) và độ rỗng của khối hạt:
- Độ chặt:
100×=
W
V
t
Trong đó
t: độ chặt (%)
Biên soạn: Lê Thùy Linh
|
Homepage: lethuylinh.weebly.com 1.3 Ý nghóa của độ chặt và độ rỗng:
- Khoảng trống xung quanh hạt chính là môi trường sống của hạt bởi vì
các khoảng trống này chứa không khí nên hạt có thể hô hấp, hút ẩm, nhã ẩm…để
duy trì sự sống dưới dạng tiềm ẩn.Vì vậy độ rỗng có ảnh hưởng lớn đến quá
trình sinh lý, sinh hóa của hạt trong thời gian bảo quản.
- Độ ẩm và sức nóng sinh ra trong quá trình bảo quản sẽ tạo điều kiện
thuận lợi cho mốc phát triển, gây hư hỏng cho khối hạt. Việc lưu thông không
khí là một giải pháp cho vấn đề này. Nhưng giải pháp lưu thông không khí có
liên quan đến độ rỗng của khối hạt vì khi độ rỗng lớn thì không khí lưu thông tốt
hơn, tăng nhanh sự truyền nhiệt ra ngoài môi trường. Do đó độ rỗng của khối
hạt rất có ý nghóa trong công tác bảo quản.
1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chặt và độ rỗng:
- Hình dạng và kích thước của hạt.
Ví dụ: hạt lúa và hạt ngô. Hạt lúa có kích thước nhỏ, dạng hình elip nhọn
còn hạt ngô có kích thước lớn hơn hạt lúa, hình dạng gần tròn nên trong cùng
thể tích kho chứa, khối hạt lúa có độ chặt lớn hơn khối hạt ngô, độ rỗng của khối
hạt lúa nhỏ hơn khối hạt ngô.
- Tính chất bề mặt (trơn, xù xì …).
Ví dụ: hạt lúa có bề mặt nhám hơn hạt gạo nên các hạt gạo sẽ nằm sát
nhau hơn so với các hạt lúa, vì vậy mật độ của hạt gạo sẽ cao hơn hạt lúa trong
cùng thể tích kho chứa.
- Tạp chất.
Ví dụ: khối hạt lúa nếu có nhiều tạp chất như cát, đất, lá cây thì các tạp
chất này sẽ chiếm một thể tích trong khối hạt do đó mà độ rỗng của hạt trở nên
a. Góc nghiêng tự nhiên:
Khi cho 1kg hạt gạo rơi từ từ xuống nền một cách tự nhiên thì các hạt gạo
này tập trung lại tạo thành một khối hạt hình chóp như hình 2. Góc nghiêng tự
nhiên của khối hạt gạo chính là góc
α
.
Qua thực nghiệm người ta thấy mỗi loại hạt lương có góc
α
khác nhau
bởi vì trong quá trình tạo thành khối hạt hình chóp thì các hạt lương thực có khả
15Biên soạn: Lê Thùy Linh
|
Homepage: lethuylinh.weebly.comnăng biến động khác nhau, hạt biến động lớn thì góc
α
nhỏ và ngược lại. Chính
vì vậy mà độ rời có thể dựa vào góc nghiêng tự nhiên (góc tónh) của khối hạt
hình chóp để xác đònh. Hình 2: Góc nghiêng tự nhiên (góc
α
Biên soạn: Lê Thùy Linh
|
Homepage: lethuylinh.weebly.comb. Góc trượt:
Hình 5: Góc tự chảy (góc
β
) của khối hạt
Khi các hạt để trên mặt phẳng ngang, nếu ta từ từ nâng lên một đầu của
mặt phẳng thì đến một lúc nào đó hạt bắt đầu lăn và đến khi đại bộ phận hạt lăn
(khoảng 80% các hạt) thì dừng lại. Góc tạo nên bởi mặt phẳng nghiêng và sàn
đáy gọi là góc tự chảy.
2.3. Ý nghóa:
- Độ rời của hạt có ảnh hưởng lớn đến kiến trúc kho để đảm bảo an toàn
cho người. Ví dụ: hạt đậu nành tương đối lớn, bề mặt nhẵn có độ rời lớn nên góc
nghiêng tự nhiên và góc tự chảy nhỏ, do đó áp lực đối với tường kho tương đối
lớn, tường phải kiên cố và giảm thấp độ cao của khối hạt.
- Độ rời của hạt còn ảnh hưởng đến việc di chuyển, xuất kho. Hạt có độ
rời lớn có thể tự chảy ra ngoài khi xuất kho nên tiết kiệm được nhân lực và động
lực cơ giới.
2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ rời:
- Hình dáng, kích thước và bề mặt hạt liên quan đến lực ma sát giữa các
hạt, lực ma sát lớn thì khối hạt có khả năng biến động nhỏ hay độ rời nhỏ và
nhẵn …) mà phát sinh hiện tượng sắp xếp trở lại tức là những phần tử có tính
chất tương tự nhau có xu hướng tập trung ở cùng một vò trí. Hiện tượng này gọi
là tính tự phân loại của hạt.
- Tính tự phân loại của hạt chủ yếu là do các phần của khối hạt có độ rời
khác nhau gây nên, độ rời khác nhau là do lực ma sát giữa các phần hạt khác
nhau. Khi hạt từ một độ cao rơi xuống hình thành một hình chóp, những hạt chắc
18Biên soạn: Lê Thùy Linh
|
Homepage: lethuylinh.weebly.comvà tạp chất nặng đều tập trung ở giữa khối, còn hạt vỡ, hỏng, tạp chất nhẹ phân
tán ở xung quanh chân khối hạt.
3.2. nh hưởng của tính tự phân loại đến bảo quản:
* nh hưởng có lợi:
- Trong công tác làm sạch hạt và sản xuất công cụ đều dựa vào tính tự
phân loại của hạt.
- Ví dụ: phương pháp làm sạch đơn giản nhất là dùng quạt để loại trừ
những tạp chất nhẹ hoặc cho hạt qua sàng tự động, khiến cho hạt có tỷ trọng
khác nhau và tạp chất được tách riêng.
* nh hưởng có hại:
- Những tạp chất cỏ dại hạt xấu, hạt vỡ và các loại tạp chất tạp trung lại
sẽ phát nhiệt và dẫn đến hoạt động của vi sinh vật trở thành nhân tố dẫn đến sự
tổn hại ngoài ý muốn.
- Tính đồng đều của hạt bò giảm khi lấy mẫu kiểm nghiệm.
4. Tính hấp phụ chất khí:
4.1. Khái niệm:
- p suất và nhiệt độ không khí: áp suất và nhiệt độ không khí càng
cao thì tốc độ hấp phụ càng tăng.
- Kết cấu của bản thân hạt và thành phần hóa học của hạt.
- Dung lượng hấp phụ chất khí phụ thuộc vào:
- Thời gian hấp phụ: thời gian tiếp xúc giữa hạt và thể khí càng dài thì
dung lượng hấp phụ càng cao.
- Nồng độ thể khí của môi trường: nồng độ thể khí của môi trường
càng lớn, áp suất thể khí giữa môi trường và hạt chênh lệch càng lớn
thì dung lượng hấp phụ của hạt càng được tăng cường.
- Tính hoạt động của thể khí trong môi trường: nếu thể khí của môi
trường càng hoạt động, hấp phụ hóa học của hạt càng mạnh (trong
20Biên soạn: Lê Thùy Linh
|
Homepage: lethuylinh.weebly.combảo quản hạt nếu thông gió lâu, do dưỡng khí nhiều có thể tăng
cường độ hô hấp của hạt, tốc độ phân giải và oxi hóa các vật chất,
dẫn đến sự hao hụt vật chất khô của hạt). Bảo quản kín do thể khí ít
hoạt động nên có thể giảm thấp dung lượng hấp phụ chất khí.
- nh hưởng của nhiệt độ không khí: nhiệt độ không khí cao có thể
khiến các hoạt động sinh hóa của hạt tăng nhanh, đồng thời cũng
tăng tác dụng chuyển hóa vật chất.
- Cấu tạo hạt: những hạt có cấu tạo xốp, không nhẵn có dung lượng
hấp phụ tương đối cao, còn hạt có cấu tạo chặt và bề mặt nhẵn thì
dung lượng hấp phụ tương đối thấp.
- Diện tích bề mặt hấp phụ: diện tích hữu hiệu của hạt càng lớn, dung
Nhưng khi để hạt trong một điều kiện độ ẩm không khí nhất đònh không hoặc ít
thay đổi, thì qua một thời gian nhất đònh hàm lượng nước trong hạt không thay
đổi nữa, tức là tốc độ hút ẩm và nhã ẩm bằng nhau. Khi đó ta gọi hạt có thủy
phần cân bằng.
Thủy phần cân bằng của hạt có thành phần hóa học khác nhau có sự sai
khác rõ rệt. Điều kiện chủ yếu ảnh hưởng đến thủy phần cân bằng của hạt là độ
ẩm tương đối và nhiệt độ không khí. Nhiệt độ không khí càng cao thì thủy phần
cân bằng của hạt càng thấp, còn độ ẩm tương đối cao thì thủy phần cân bằng
càng cao.
b. Ý nghóa:
Thủy phần cân bằng của hạt cao hay thấp có quan hệ với hoạt động sinh
lý và tính an toàn của hạt khi bảo quản. Nếu thủy phần cân bằng thấp hơn thủy
phần an toàn qui đònh đối với nó thì bảo quản được lâu dài, còn nếu thủy phần
cân bằng quá cao so với thủy phần an toàn qui đònh đối với nó, thì hoạt động
trao đổi chất của hạt mạnh hơn. Khi đó cần thiết phải phơi sấy để hạt có thủy
phần thấp hơn.
Sau đây là bảng thủy phần cân bằng của một số loại nông sản ở 20
0
C:
22Biên soạn: Lê Thùy Linh
|
Homepage: lethuylinh.weebly.comTT Tên nông sản
Độ ẩm tương đối PH (%)
Biên soạn: Lê Thùy Linh
|
Homepage: lethuylinh.weebly.comCác hạt tiếp xúc nhau nên nhiệt năng có thể dần dần chuyển dòch từ hạt
này sang hạt khác, nhưng với tốc độ rất chậm.
Không khí có nhiệt độ cao, nhẹ hơn, nên theo nguyên tắc đối lưu, chúng
sẽ vận chuyển lên trên cao.
Hệ số dẫn nhiệt của hạt là nhiệt lượng qua 1 m
2
diện tích bề mặt một
khối hạt dày 1m trong một giờ làm cho nhiệt độ tầng trên và tầng dưới chênh
nhau 1
0
C. Do đó đơn vò của hệ số dẫn nhiệt là Kcal/m.giờ.
0
C.
Hệ số dẫn nhiệt của hạt nói chung rất thấp. Đại đa số là 0,1 – 0,2
Kcal/m.giờ.
0
C.
Ở 20
0
C hệ số dẫn nhiệt của không khí là 0,0217, còn hệ số dẫn nhiệt của
nước là 0,510 Kcal/m.giờ.
0
C.
6.2. Ý nghóa:
Trong thời gian nhất đònh, nhiệt lượng qua toàn khối hạt tùy theo sự
chênh lệch nhiệt độ bề mặt ngoài và bề sâu khối hạt mà khác nhau, sự chênh
lệch nhiệt độ ở hai tầng rất lớn thì nhiệt lượng đi qua khối hạt cũng lớn và hiệu
suất dẫn nhiệt càng cao.
Diện tích bề mặt hạt càng lớn thì tổng nhiệt lượng thông qua khối hạt
càng lớn, cho nên khi nhiệt độ của khối hạt thấp hơn nhiệt độ bên ngoài, cần thu
hẹp diện tích bề mặt hạt, còn khi nhiệt độ khối hạt vượt quá nhiệt độ môi trường
thì cần mở rộng thêm diện tích bề mặt để tăng tốc độ phán tán nhiệt của khối
hạt.
Ở điều kiện kín, không thông gió, độ rỗng của hạt càng lớn thì truyền
nhiệt càng chậm, còn thủy phần hạt càng cao thì khối hạt truyền nhiệt càng
nhanh.
Hạt khô ráo, kết cấu chặt, trong quá trình bảo quản ít chòu ảnh hưởng của
ngoại cảnh, còn những hạt ẩm ướt, xốp thì việc duy trì nhiệt độ ổn đònh rất khó.
25Biên soạn: Lê Thùy Linh
|
Homepage: lethuylinh.weebly.comChương II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠO
š{›
1. Quy trình sản xuất gạo:
Sản xuất gạo gồm có các công đoạn cơ bản sau đây:
Vỏ trấu, hạt gãy, hạt non
Gạo lứt + thóc
Xát vỏ hạt lức
Đánh bóng gạo
Phân chia hổn hợp gạo-tấm-cám
Làm sạch
Tách thóc
Gạo lức Thóc
Nguyên liệu
(Hạt thóc)
Gạo
Copyright: Tài liệu đại học ©