Trình Bày Cơ Chế Của Các Quá Trình Lên Men Ethanol, Lên Men Lactic, Lên Men Propionic, Lên Men Acetic, Lên Men Acetic. Nêu Ứng Dụng Của Các Quá Trình Lên Men Đó Trong

những nguyên liệu đặc trưng của từng vùng và mang bản sắc riêng của từng dân tộc tạo ra sự đa dạng về thực phẩm.

Thực phẩm lên men có thể được sản xuất thủ công, theo kinh nghiệm được truyền từ đời này qua đời khác theo khẩu vị riêng của từng dân tộc. Hầu như mỗi dân tộc đều có những thực phẩm lên men truyền thống của mình. Ví dụ kim chi là món ăn đặc trưng của người Hàn Quốc; nước mắm là món không thể thiếu trong bữa ăn của người Việt Nam; phomat là món ăn ưa thích đặc biệt của người Châu Âu. Ngày nay, với sự phát triển của xã hội, các dân tộc đã tìm đến với nhau, trao đổi, sử dụng sản phẩm và công nghệ sản xuất. Thực phẩm lên men ngày càng phổ biến cả về chủng loại và số lượng. Ước tính rằng, thực phẩm lên men chiếm tới 1/3 lượng thức ăn hàng ngày.

4.3. Cải thiện cảm quan thực phẩm

Tùy theo cách lên men và chủng VSV sử dụng trong quá trình lên men mà tạo ra những mùi vị khác nhau. Ví dụ: muối dưa tạo nên sự lên men lactic và sự lên men rượu yếu, làm cho dưa có vị chua; quá trình lên men giải phóng CO2 tạo nên các loại nước giải khát có gas; hoặc các enzyme của VSV phân hủy glucide tạo ra đường đơn làm thực phẩm trở nên ngọt, phân hủy chất đạm tạo ra mùi, vị đặc trưng của sản phẩm.

4.4. Tăng khả năng tiêu hóa hấp thu

Dưới tác dụng của VSV, glucide dạng phức tạp được cắt nhỏ thành các glucide đơn giản, protein được cắt nhỏ thành các acid amin dễ tiêu hóa, hấp thu.

Lactose là đường chỉ có trong sữa, để tiêu hóa đường sữa cần men lactose, nhưng men này lại thường thiếu hụt ở người lớn và người ít sử dụng sữa tạo ra tình trạng rối loạn tiêu hóa sau uống sữa. Khi lên men sữa, 70% đường lactose trong sữa được lên men chuyển thành acid lactic, vì thế ăn sữa chua dễ tiêu hóa hơn.

Các chất xơ như cellulose, pectin thường cơ thể người không tiêu hóa được do không có men cellulase và pectinase. Quá trình lên men thủy phân các chất xơ này thành các loại glucide khác giúp cơ thể dễ dàng tiêu hóa.

Trong môi trường acid của các thực phẩm lên men, các chất khoáng như Ca, kẽm tăng khả năng hòa tan, giúp dễ dàng hấp thu hơn.

4.5. Tăng sức đề kháng

Thực phẩm lên men còn là nguồn cung cấp vi khuẩn lactic, loại vi khuẩn có lợi trong đường ruột, vi khuẩn này bám vào niêm mạc đường tiêu hóa, cạnh tranh thức ăn và chỗ bám làm kìm hãm sự phát triển của VSV gây bệnh như E.coli, Salmonella (gây tiêu chảy), vi khuẩn Pylori (gây viêm loét dạ dày) và nấm Candida.

Quá trình lên men còn tạo ra các kháng thể, chất kháng sinh như bactericin, hydrogen peroxide, ethanol ức chế vi khuẩn có hại.

Người ta còn nhận thấy một vài VSV tạo ta các chất chống oxy hóa hấp thu các gốc tự do trong cơ thể. Các gốc tự do đó chính là thủ phạm gây ưng thư.

4.6. Tạo ra chất dinh dưỡng

Quá trình lên men làm tăng hàm lượng một số vitamin. Sữa lên men thường giàu vitamin nhóm B. Lên men thực phẩm với chủng nấm men Sacharomyces cerevisiae làm tăng lượng vitamin B1, vitamin PP và biotin (vitamin H). Bia chế biến từ cây tần bì của Nam Mỹ giàu vitamin B2, PP và điều này quan trọng vì chế độ ăn của người dân ở đây thường thiếu vitamin B2 do nguồn thực phẩm chủ yếu là bắp.

Nhờ quá trình lên men, protein được cắt nhỏ thành các acid amin, nên hấp thu

trục tiếp dễ dàng hơn. Các thực phẩm giàu đạm lên men là nguồn cung cấp các acid amin như nước mắm, tương, chao, phomat,…

4.7. Loại trừ vi khuẩn và các độc tố

Quá trình lên men có thể phân hủy các độc tố có trong thực phẩm như cyanogenic glycosides (HCN) có trong sắn, măng, hay mycotoxin trong hạt ngũ cốc. Nếu sử dụng những thực phẩm này mà chưa qua chế biến hoặc chế biến không đúng cách thì cyanide sẽ giải phóng vào cơ thể và gây ngộ độc. Với liều 50÷60mg (khoảng 200g măng tươi chưa luộc) cyanogenic glycosides có thể gây chết người. Việc muối chua những loại thực phẩm này giúp loại bỏ được 90÷95% độc tố cyanogenic glycosides trong vòng 3 ngày. Cụ thể, lượng cyanogenic glycosides trong măng tươi ngâm chua là 2,2mg/100g trong khi măng tươi chưa luộc là 32÷38mg/100g.

Lên men còn có tác dụng trung hòa các chất phản hấp thụ như acid phytic có trong hạt ngũ cốc và antitrypsin có trong các loại đậu.

Lên men lactic làm giảm độ pH đã ức chế các vi khuẩn gây thối, các vi khuẩn có hại và ký sinh trùng.

CÂU HỎI ÔN TẬP

1. Trình bày cơ chế của các quá trình lên men ethanol, lên men lactic, lên men propionic, lên men acetic, lên men acetic. Nêu ứng dụng của các quá trình lên men đó trong công nghệ thực phẩm.

2. Phân biệt sự khác nhau cơ bản giữa các quá trình lên men rượu, lên men lactic, lên men propionic, lên men acetic, lên men acetic.

3. Hãy nêu các lợi ích của thực phẩm lên men.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Kiều Hữu Ảnh (2010), Giáo trình vi sinh vật học thực phẩm, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam.

[2]. Nguyễn Lân Dũng, Phạm Văn Ty, Nguyễn Đình Quyến (1998), Vi sinh vật học, Nhà xuất bản Giáo dục.

[3]. Phạm Thành Hổ (2005), Nhập môn công nghệ sinh học, Nhà xuất bản Giáo dục

[4]. Lê Văn Việt Mẫn (chủ biên) (2010), Công nghệ chế biến thực phẩm, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh.

[5]. PGS.TS. Lương Đức Phẩm (2010), Giáo trình công nghệ lên men, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam

[6]. Lê Xuân Phương (2001), Vi sinh vật công nghiệp, Nhà xuất bản Xây dựng

[7]. Lê Ngọc Tú (chủ biên) (1997), Hóa sinh công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật

[8]. San Chiang Tan (2005), Vinegar fermentation, University of Louisiana at Lafayette

[9]. Y. H. Hui (Editor); Wai-Kit Nip; Leo M.L. Nollet; Gopinadhan Paliyath; Benjamin K.

[10]. Simpson (2006), Food Biochemistry and Food Processing, Blackwell Publishing.

Chương 2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỰC PHẨM LÊN MEN TỪ NGŨ CỐC

Ngũ cốc là nguồn cung cấp thực phẩm cơ bản trong khẩu phần ăn hàng ngày của con người. Ngũ cốc đáp ứng một phần lớn năng lượng hàng ngày của con người. Bên cạnh đó, ngũ cốc là cơ chất đặc biệt quan trọng đối với thực phẩm lên men ở tất cả các vùng trên thế giới và là mặt hàng chủ lực ở các tiểu lục địa Ấn độ, Châu Á và Châu Phi. Ngày nay, thực phẩm lên men đóng góp khoảng một phần ba lượng nguyên liệu trong thực đơn hàng ngày trên khắp thế giới; công nghệ lên men đóng vai trò quan trọng trong việc bảo quản thực phẩm đặc biệt với các thực phẩm dễ hư hỏng; lên men là một phương pháp rẻ tiền và tiết kiệm năng lượng trong bảo quản nguyên vật liệu dễ hỏng và lên men ngũ cốc không những tạo ra các thay đổi về chất lượng thực phẩm bao gồm kết cấu, mùi vị, trạng thái bên ngoài, dinh dưỡng mà còn cung cấp nhiều sản phẩm thực phẩm phục vụ cho các bữa ăn hàng ngày và phát triển nền công nghiệp chế biến thực phẩm.

Chương công nghệ sản xuất thự c phẩ m lên men từ ngũ cố c ngoà i cá c nộ i dung khái quát về ngũ cốc , nội dung sản xuất một số sả n phẩ m thực phẩm lên men từ ngũ cốc chủ yế u đi sâu về công nghệ ứng dụng vi sinh vật trong lên men và cá c chế phẩ m enzyme để sản xuất một số sản phẩm thực phẩm : mậ t tinh bộ t , bánh mỳ , nướ c chấ m tương, chao theo công nghệ truyền thống và hiện đại.

1. KHÁI QUÁT CHUNG

1.1. Sơ lược về ngũ cốc

Hạt ngũ cốc là quả của cây trồng thuộc họ thân cỏ (Gramineae) và cơ bản chúng thuộc nhóm cây lương thực quan trọng nhất được sản xuất trên thế giới. Các loại ngũ cốc cung cấp năng lượng cao, khoảng 10.000÷15.000 kJ/Kg, cao hơn 10÷20 lần năng lượng của rau quả. Về mặt dinh dưỡng, ngũ cốc là nguồn cung cấp chủ yếu protein, carbohydrate, các vitamin nhóm B, vitamin E, sắt, chất khoáng và xơ trong thực đơn hàng ngày. Ước tính, sự tiêu thụ ngũ cốc toàn cầu cung cấp trực tiếp khoảng 50% protein và năng lượng cần thiết trong thực đơn hàng ngày của con người, ngoài ra ngũ cốc cung cấp thêm 25% protein và năng lượng thông qua các loại vật nuôi. Ở các nước phát triển, thu nhận nguồn protein của ngũ cốc chủ yếu từ động vật vì ngũ cốc được sử dụng làm thức ăn cho gia súc ngày càng nhiều. Hơn 70% ngũ cốc ở các nước phát triển dùng cho gia súc; ngược lại, ở các nước đang phát triển, 68÷98% ngũ cốc được sử dụng cho sự tiêu thụ của con người.

Do các hạt ngũ cốc khô tế bào sống vẫn hô hấp khi được giữ trong môi trường thích hợp, nên các hạt ngũ cốc nguyên vẹn, với hàm lượng nước dưới 14% thuận lợi cho việc bảo quản trong nhiều năm; vì với độ ẩm này sẽ ức chế sự phát triển của vi sinh vật và các biến đổi hóa học.

Các ngũ cốc chính được trồng trên thế giới bao gồm: lúa mỳ, lúa gạo, ngô và lúa mạch. Các ngũ cốc khác gồm có kê, lúa miến, lúa mạch đen và yến mạch. Châu Á, châu Mỹ và châu Âu sản xuất hơn 80% lượng ngũ cốc thế giới. Lúa mỳ, lúa gạo, lúa miến và kê được sản xuất với số lượng lớn ở châu Á; ngô và lúa miến là cây trồng chính ở châu Mỹ; lúa mạch, yến mạch và lúa mạch đen là cây trồng chính ở Liên Xô cũ và châu Âu.

Có nhiều cách sử dụng ngũ cốc với chức năng là thực phẩm. Cách sử dụng phổ

biến nhất của ngũ cốc là nấu, nấu trực tiếp ở dạng hạt, dạng bột, tinh bột hoăc lõi hạt. Cách sử dụng phổ biến khác của ngũ cốc là chế biến thành thức uống có cồn như whiskey và bia (lúa mạch, lúa miến), vodka (lúa mỳ), bourbon Mỹ (lúa mạch đen), sake Nhật (gạo). Nhiều sản phẩm ngũ cốc lên men có nguồn gốc toàn bộ hoặc một phần từ các loại ngũ cốc khác nhau như lúa, ngô, lúa miến, kê, lúa mạch và lúa mạch đen. Các loại ngũ cốc khác nhau không chỉ về chất dinh dưỡng, mà trong thành phần của các protein và carbohydrate cũng có đặc tính khác nhau. Do đó, các đặc tính chức năng và cảm quan của sản phẩm làm từ ngũ cốc khác nhau sẽ khác nhau bắt đầu từ những yếu tố này. Chẳng hạn, chỉ có 2 loại ngũ cốc, lúa mỳ và lúa mạch đen thích hợp để sản xuất bánh mỳ vì chúng chứa loại protein có khả năng tạo gluten, rất cần thiết để làm các loại bánh lên men và cũng có một số loại thực phẩm lên men địa phương, không phải bánh mỳ và thức uống có cồn, được sản xuất ở từng vùng trên thế giới tùy thuộc chủ yếu vào nguồn protein và năng lượng của nó. Thêm vào đó, kết hợp với sự thay đổi công nghệ sản xuất, công nghệ vi sinh vật và tính chất vùng miền sẽ cho chúng ta sự đa dạng của sản phẩm ngũ cốc lên men, đã được sản xuất và tiêu thụ trong thế giới ngày nay.

1.2. Một số ngũ cốc phổ biến

1.2.1. Lúa (Oryza Sativa L)

Lúa là cây lương thực chính của gần nửa dân số thế giới, có nguồn gốc ở Đông Nam Á từ 3000 năm trước Công nguyên. Hiện nay hầu hết các nước đều có thể trồng được lúa trừ một số nước ở cực bắc.

Có khoảng 20 giống lúa khác nhau trong đó có ý nghĩa kinh tế hơn cả là loại lúa trồng (khác với lúa mọc hoang dại gọi là lúa trời mọc theo mùa nước nổi ở Nam bộ Việt Nam, miền nam Campuchia, miền trung Thái Lan). Loại lúa trồng phổ biến nhất hiện nay trên thế giới được chia thành 2 nhánh: nhánh Ấn Độ và nhánh Trung-Nhật, trong đó nhánh Ấn Độ hạt dài, nhánh Trung-Nhật hạt to nhưng ngắn hơn. Trên thị trường thì thóc gạo nhánh Ấn Độ được ưa chuộng hơn nhánh Trung-Nhật, thóc gạo tẻ phổ biến hơn thóc gạo nếp.

Các chỉ tiêu chất lượng của lúa như sau (có thể áp dụng cho các loại hạt cốc khác ở mức độ thích hợp):

- Độ tươi (mới) của hạt: được đánh giá bởi thời gian hạt thu hoạch cho đến khi đem đi xay xát. Độ tươi được thể hiện ở các mặt: tình trạng nội nhũ (không bị mốc, mục, vị lạ, nảy mầm, màu sắc lạ), tình trạng khối hạt trong kho, trong bao bì (mức độ và số lượng mọt, trùng bọ).

- Độ tạp chất: 2 nhóm tạp chất nặng (sạn, sỏi, vụn kim loại) và tạp chất nhẹ (rơm rác, hạt lép, bụi).

- Độ vỏ: yếu tố quyết định tỉ lệ thu hồi gạo khi xay.

- Độ ẩm: chỉ tiêu chất lượng của lúa và gạo.

- Độ trắng trong: nội nhũ lúa tùy loại giống và điều kiện phát triển mà có thể trắng trong, nửa trắng trong hay đục hoàn toàn. Thường thì thành phần nội nhũ trắng trong có hàm lượng amylose cao hơn, độ cứng lớn hơn thành phần nội nhũ trắng đục có hàm lượng amylopectin cao hơn, độ cứng thấp hơn. Trong công nghệ xay xát, lúa có nội nhũ trắng trong cao và phần trắng đục càng xa tâm hạt thì khi xay xát ít bị đứt gãy, tỉ lệ thu hồi gạo nguyên cao.

Gạo là nguyên liệu thay thế trong sản xuất bia, là nguyên liệu chính trong sản xuất rượu đặc sản (rượu Mao đài, rượu Thiệu Hưng ở Trung Quốc, rượu Sakê ở Nhật

Bản, rượu Vân, rượu Bàu đá, rượu Cần ở Việt Nam…), trong sản xuất các sản phẩm thực phẩm truyền thống như: tương, bún, bánh phở, miến, bánh tráng, bánh phồng, kẹo mè xửng, cốm…

1.2.2. Lúa mỳ (Triticum aestivum L)

Đây là cây lương thực có diện tích trồng và sản lượng lớn nhất, có khoảng 20 dạng lúa mỳ bao gồm các giống: lúa mỳ mềm, lúa mỳ cứng, lúa mỳ Anh, lúa mỳ Ba Lan và lúa mỳ lùn, trong đó hai giống lúa mỳ mềm và cứng là phổ biến nhất. Sản phẩm thương mại của lúa mỳ bao gồm hạt lúa mỳ và bột mỳ.

Lúa mỳ và bột mỳ là nguyên liệu trong các công nghệ sau: sản xuất rượu, nguyên liệu thay thế trong sản xuất bia, bánh mỳ, mỳ ăn liền, bánh bích quy, bánh bao...

1.2.3. Ngô (Zea mays L)

Ngô có nguồn gốc ở Trung Mỹ từ 3000 năm trước Công nguyên. Ngô có nhiều giống khác nhau về hình dáng ngô, hình dạng và kích thước hạt, bao gồm một số giống chính như: ngô đá, ngô răng ngựa, ngô bột, ngô sáp (ngô nếp), ngô nổ, ngô đường.

Ngô được dùng trong sản xuất các loại sản phẩm lên men như rượu, tương, chao và là nguồn nguyên liệu sản xuất tinh bột ngô, cung cấp nguồn tinh bột chủ yếu cho công nghệ sản xuất đường tinh bột hiện nay trên thế giới.

1.2.4. Củ lương thực

Khoai tây, khoai lang, sắn, dong riềng, củ mài, sắn dây… là những loại củ lương thực phổ biến.

a) Khoai tây (Solanum tuberosum L)

Được du nhập vào nước ta trong thời gian chưa lâu (đầu thế kỷ 20), được trồng chủ yếu ở các tỉnh phía bắc từ Nghệ An trở ra. Theo độ lớn về trọng lượng có các loại: trung bình 50÷100g/củ, to: 100÷150g/củ, nhỏ: 25÷50g/củ, hạt tinh bột có kích thước: 1÷120μm, hình bầu dục, hàm lượng tinh bột trung bình 8÷30%. Khoai tây là nguyên liệu để sản xuất rượu, tinh bột khoai tây, khoai tây chiên.

b) Khoai lang (Batatas edulis chois)

Được trồng ở các nước nhiệt đới. Trên thế giới và ở nước ta có nhiều giống khoai lang ngon như Nhật Bản, Trung Quốc, Lệ Cần (Gia Lai), Duy Xuyên (Quảng Nam).

Thành phần chủ yếu của khoai lang là tinh bột, tùy thuộc giống và mức độ già của khoai, kích thước hạt tinh bột 5÷50μm. Khoai lang chứa nhiều đường 5÷10%, chủ yếu là đường glucose. Enzyme trong khoai lang có nhiều loại nhưng chủ yếu là amylase, vì vậy khi bảo quản khoai tươi, amylase thủy phân tinh bột thành đường làm cho khoai ngọt thêm đồng thời làm hao tổn chất khô của khoai. Trong mủ khoai còn có các polyphenol và chất màu nên rất dễ gây biến màu trong quá trình chế biến. Khoai lang là nguyên liệu để sản xuất khoai lát khô, mạch nha, tinh bột, đồ hộp, acid acetic (dấm ăn), acid citric, sản xuất rượu, hồ vải, sản xuất pin.

c) Sắn (Manihot utilissima pohl)

Nguồn gốc từ Nam Mỹ được trồng ở nước ta từ thế kỷ IXX tại các vùng đất đồi, trung du và miền núi gồm nhiều loại như: sắn dù (còn gọi là sắn tàu hay sắn đắng), sắn vàng (còn gọi là sắn nghệ), sắn đỏ (còn gọi là sắn canh nông), sắn trắng. Nếu phân loại theo hàm lượng HCN thì các loại sắn được chia làm 2 nhóm là sắn đắng và sắn ngọt. Sắn đắng có hàm lượng HCN cao, không dùng để ăn tươi vì dễ bị say, hàm lượng tinh bột lại cao nên chỉ dùng để sản xuất sắn lát khô và tinh bột sắn.

Sắn là nguyên liệu chế biến các sản phẩm: sắn lát khô, bột và tinh bột sắn, bánh

phồng tôm, kẹo mè xửng, rượu, mạch nha, bột ngọt (điều chế môi trường lên men acid glutamic), đường glucose.

Ở nước ta hiện nay, tinh bột sắn là nguồn nguyên liệu chủ yếu trong công nghiệp đường tinh bột.

1.2.5. Đậu nành

Đậu nành còn gọi là đỗ tương, có tên khoa học là Glycine max Merril. Đậu nành có nhiều màu sắc khác nhau. Trong đó đậu nành màu vàng là loại tốt nhất nên được trồng và sử dụng nhiều.

Nguồn gốc đậu nành xuất phát từ Trung Hoa vào thế kỷ thứ XI rồi lan ra các quốc gia khác ở châu Á. Tây phương chỉ mới biết tới đậu nành từ thế kỷ thứ IXX. Đậu nành du nhập vào Hoa Kỳ năm 1804. Hiện nay, Hoa Kỳ là quốc gia đứng đầu về sản xuất đậu nành và phần lớn đậu nành ở nước này được dùng để nuôi gia súc, trong khi đó ở châu Á, đậu nành là nguồn dinh dưỡng quan trọng của con người.

Ngoài hai sản phẩm phổ biến là sữa đậu nành và đậu phụ, còn rất nhiều các sản phẩm khác từ nguyên liệu đậu nành vừa ngon và bổ dưỡng như: tương, chao, nước chấm, Tempeh (là món ăn của người Indonesia), Miso (món ăn của người Nhật), Natto: là hạt đậu nành nấu chín rồi để lên men với nấm Bacillus Natto...

1.3. Cấu tạo và thành phần của hạt ngũ cốc

1.3.1. Cấu tạo

Cấu tạo hạt ngũ cốc (hình 2.1) gồm có 3 phần chính: vỏ, nội nhũ và phôi, với tỉ lệ kích thước, khối lượng khác nhau tùy thuộc vào từng loại, giống hạt ngũ cốc và kỹ thuật canh tác.

Hình 2.1. Cấu tạo của một số hạt ngũ cốc và đậu

Tỉ lệ khối lượng từng phần của các hạt ngũ cốc không giống nhau, bảng 2.1 trình bày tỉ lệ khối lượng từng phần của một số ngũ cốc và đậu nành.

Bảng 2.1. Tỉ lệ % khối lượng từng phần của lúa, ngô, lúa mỳ, đậu nành

Loại hạt

Vỏ	Phôi	Nội nhũ
Lúa	16,0÷27,0	2,0 ÷ 2,5	72
Ngô	5,0 ÷ 8,5	10,0÷15,0	79÷83
Lúa mỳ	15,0÷49,0	2,2÷3,2	77÷82
Đậu nành	6÷8	2÷4	88÷90 (tử diệp)

Có thể bạn quan tâm!

• Công nghệ lên men thực phẩm Phần 1 - Trường CĐ Lương thực Thực phẩm - 1
• Công nghệ lên men thực phẩm Phần 1 - Trường CĐ Lương thực Thực phẩm - 2
• Các Chất Dinh Dưỡng, Kháng Dinh Dưỡng Và Độc Tố Trong Ngũ Cốc
• Sơ Đồ Quy Trình Công Nghệ Sản Xuất Mật Tinh Bột
• Công Nghệ Sản Xuất Sirô Có Chứa Maltose, Sirô Giàu Fructose

Xem toàn bộ 152 trang tài liệu này.

* Vỏ: tùy thuộc cấu tạo vỏ mà hạt ngũ cốc có 2 loại: loại hạt trần (vỏ mềm) như ngô, kê; loại vỏ trấu như lúa, lúa mỳ, đại mạch. Sắc tố ở vỏ hạt khác nhau tạo màu sắc khác nhau cho hạt. Hạt có thể có lông hoặc râu.

Vỏ là lớp bảo vệ cho phôi và nội nhũ khỏi bị các tác động từ bên ngoài. Vì thế, trong quá trình bảo quản hạt cần chú ý giữ gìn bảo vệ vỏ hạt tránh xây xát cơ học.

Vỏ được cấu tạo từ một số lớp tế bào. Khi hạt còn xanh thì các tế bào này chứa nguyên sinh chất và diệp lục tố (chlorophyll). Khi hạt chín thì những chất này chuyển dần vào nội nhũ, lúc đó tế bào trở nên trống rỗng để lại thành tế bào có cấu tạo chủ yếu từ cellulose, hemicellulose và chất khoáng (vỏ trấu hạt lúa có các tinh thể SiO2 nên rất thô ráp). Như vậy trong vỏ hầu như không có chất dinh dưỡng nên cần phải tách sạch vỏ khi chế biến.

* Lớp aleurone và nội nhũ

- Sau lớp vỏ là lớp aleurone (còn gọi là lớp cám) gồm từ 1÷3 lớp tế bào hình chữ nhật hay hình vuông. Chiều dày lớp aleurone phụ thuộc vào loại hạt, giống hạt và điều kiện canh tác (hạt chịu hạn, ruộng khô có lớp aleurone dày hơn hạt chịu nước, ruộng nước). Lớp này tập trung nhiều dinh dưỡng quan trọng như: protein, lipid, muối khoáng, vitamin, đường,…Vì thế, dễ bị oxy hóa và biến chất trong điều kiện bảo quản không tốt.

- Sau lớp aleurone là khối tế bào lớn thành mỏng có hình dạng khác nhau, không có thứ tự, đây là phần nội nhũ, nơi dự trữ chất dinh dưỡng chủ yếu của hạt. Phần lớn tinh bột và protein của hạt đều tập trung ở nội nhũ vì thế loại hạt nào có tỉ lệ nội nhũ càng cao thì có giá trị càng lớn, tỉ lệ thu hồi khi chế biến càng cao.

Chất lượng hạt được đánh giá qua chất lượng nội nhũ. Nội nhũ là phần dinh dưỡng dự trữ mà con người có ý định sử dụng, nhưng trong quá trình bảo quản đây cũng chính là phần dễ bị thất thoát do vi sinh vật hại, quá trình hô hấp hay nảy mầm của chính bản thân hạt làm tiêu hao đi. Tùy từng đối tượng hạt có đặc điểm nội nhũ khác nhau mà cần có những điều kiện bảo quản thích hợp.

* Phôi hạt: được phân cách với nội nhũ bởi lớp ngù. Lớp này đóng vai trò quan trọng khi chuyển chất dinh dưỡng từ nội nhũ vào phôi để nuôi cây non, vì thế nó được cấu tạo bởi các tế bào sắp xếp thành một màng thẩm thấu chất dinh dưỡng hòa tan.

Phôi là phần phát triển thành cây non khi hạt nảy mầm, gồm 2 phần chính là mầm phôi (phát triển thành thân và lá non) và rễ phôi (phát triển thành rễ). Thành phần chủ yếu của phôi gồm protein, glucid hòa tan và lipid, đặc biệt trong phôi ngô lipid chiếm tới 40% chất khô. Vì thế đây là nguyên liệu để chiết ép lấy dầu phôi ngô. Như

vậy trong phôi có nhiều chất dinh dưỡng, phôi lại mềm, độ ẩm cao hơn nội nhũ nên dễ bị vi sinh vật và côn trùng phá hoại. Mặt khác lipid trong phôi được cấu tạo chủ yếu từ các acid béo không no nên dễ bị oxy hóa (ôi khét). Vì vậy người ta thường tách phôi ngô để dễ bảo quản và chế biến về sau.

1.3.2. Thành phần của hạt ngũ cốc

Thành phần ngũ cốc bao gồm 12÷14% nước, 65÷75% carbohydrate, 2÷6% lipid và 7÷12% protein. Thành phần thô của các ngũ cốc là khá giống nhau, có ít protein và nhiều chất carbohydrate (bảng 2.2).

Bảng 2.2. Thành phần của hạt ngũ cốc, % chất khô

Ngũ cốc

Protein thô	Chất béo thô	Tro	Xơ thô	Carbohydrate
Lúa gạo	7,3	2,2	1,4	0,8	64,3
Yến mạch	9,3	5,9	2,3	2,3	62,9
Ngô	9,8	4,9	1,4	2	63,6
Lúa mỳ	10,6	1,9	1,4	1	69,7
Đại mạch	11	3,4	1,9	3,7	55,8
Sắn	0,43	0,24	0,8	1,5	32,9
Khoai lang	0,8	0,2	1,2	1,3	28,5

Tuy nhiên, yến mạch, ngô chứa một lượng khá lớn các chất béo. Yến mạch có chứa ít nhất 10% chất béo, một phần ba trong số đó là chất béo phân cực (phospho, galacto). Hàm lượng lipid của ngô thay đổi trong khoảng 0,4÷17% tùy theo giống nhưng hầu hết là triacylglyceride.

Các thành phần hóa học của các loại ngũ cốc phân bố không đều trong hạt. Vỏ và cám có nhiều chất cellulose, pentosan và tro. Các lớp aleurone của lúa mỳ có chứa chất khoáng sản nhiều hơn 25 lần so với nội nhũ, trong khi các chất béo nói chung tập trung ở các aleurone và nội nhũ. Các nội nhũ, chứa chủ yếu là tinh bột, có hàm lượng protein thấp hơn so với các mầm và cám, có ít chất béo và tro.

Carbohydrate là thành phần quan trọng nhất của hạt ngũ cốc đóng góp 77÷87% của tổng số chất khô của hạt. Hàm lượng protein của hạt ngũ cốc khác nhau thay đổi từ 7÷20%, sự khác nhau này bị chi phối không chỉ bởi giống, loài hoặc các yếu tố khác (ví dụ như quy định về mặt di truyền học), mà còn bởi điều kiện tăng trưởng thực vật như nhiệt độ, một vài yếu tố có sẵn như nước, nitơ và khoáng chất khác trong đất đến quá trình tăng trưởng thực vật.

Có một sự phân phối không đồng đều của các loại protein khác nhau trong các bộ phận khác nhau của hạt, vì vậy mà mặc dù hàm lượng protein không phải là hoàn toàn bị ảnh hưởng bởi công nghệ sản xuất bột hay tinh bột từ ngũ cốc, nhưng các protein có trong các phần phân đoạn sản xuất khác nhau sẽ khác nhau. Sản xuất bột mỳ là một ví dụ điển hình về điều này.

Khác với các loại ngũ cốc trên, thành phần hóa học của hạt đậu nành (bảng 2.3) có protein chiếm một tỷ lượng rất lớn, phần carbohydrate chiếm khoảng 34% hạt đậu nành. Phần carbohydrate có thể chia làm 2 loại: loại tan và không tan trong nước. Loại tan trong nước chỉ chiếm khoảng 10% tổng lượng carbohydrate

Xem tất cả 152 trang.