Đề tài Sản phẩm saccharose

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCMKHOA KĨ THUẬT HÓA HỌCBỘ MÔN HÓA HỌC THỰC PHẨM ˜&™ BÁO CÁO HÓA HỌC THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: SẢN PHẨM SACCHAROSE GVHD : Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt SVTH : Nguyễn Anh Tuấn Văn Minh Thiện TP HCM, 10/2009 MỤC LỤC Chương 1: Khái quát về đường Saccharose 4 1.1 Cấu tạo 4 1.2 Tính chất vật lý 4 1.3 Tính chất hóa học 5 1.3.1 Phản ứng thủy phân 5 1.3.2 Phản ứng carame 6 Chương 2: Nguyên liệu sản xuất đường Saccharose 6 2.1 Mía đường 6 2.1.1 Phân bố và đặc điểm của cây mía đường 6 2.1.2 Hàm lượng đường Saccharose trong cây mía 7 2.1.3 Sản xuất đường từ mía 8 2.2 Củ cải đường 8 2.2.1 Phân bố và đặc điểm của củ cải đường 8 2.2.2 Hàm lượng đường Saccharose trong củ cải đường 9 2.2.3 Sản xuất đường từ củ cải đường 9 2.3 Thốt nốt 10 2.3.1 Phân bố, đặc điểm và hàm lượng đường Saccharose trong thốt nốt 10 2.3.2 Sản xuất đường từ thốt nốt 11 Chương 3: Sản phẩm từ đường Saccharose 11 3.1 Đường cát vàng và đường cát trắng 11 3.2 Đường phèn 11 3.3 Đường phổi 12 Chương 4: Tiêu chuẩn chất lượng đường 12 Chương 5: Vai trò và ứng dụng của đường Saccharose 13 5.1 Vai trò 13 5.2 Ứng dụng 13 Tài liệu tham khảo 14 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các thông số vật lý của đường Saccharose 5 Bảng 1.2 Độ tan của đường Saccharose tinh khiết 5 Bảng 2.1 10 nước sản xuất mía đường hàng đầu năm 2005 7 Bảng 2.2 Thành phần tỉ lệ một số chất trong mật gỉ mía đường 7 Bảng 2.3 10 nước sản xuất củ cải đường hàng đầu năm 2005 9 Bảng 2.4 Thành phần tỉ lệ một số chất trong rễ củ cải đường 9 Bảng 3.1 Các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng đường 12 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 α -D-glucopyranosyl (1→2) β-D-fructofuranoside 4 Hình 1.2 Tinh thể đường saccharose 4 Hình 1.3 Sơ đồ phản ứng thủy phân Saccharose 5 Hình 1.4 Sơ đồ phản ứng dehydrat hóa Saccharose 6 Hình 2.1 Mía đường 6 Hình 2.2 Đường thô sản xuất từ mía 8 Hình 2.3 Củ cải đường trắng (a) và đỏ (b) 8 Hình 2.4 Đường sản xuất từ củ cải đường 10 Hình 2.5 Cây thốt nốt (a) và quả thốt nốt (b), (c) 10 Hình 2.6 Đường sản xuất từ thốt nốt 11 Hình 3.1 Đường cát vàng (a) và đường cát trắng (b) 11 Hình 3.2 Đường phèn 12 Hình 3.3 Đường phổi 12 Hình 5.1 Các sản phẩm sử dụng đường Saccharose 13 CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ ĐƯỜNG SACCHAROSE 1.1 Cấu tạo hóa học: - Saccharose (sucrose) là một loại đường đôi (table-sugar), thuộc nhóm Oligo Saccharide, là disaccharide của glucose và fructose. Saccharose được tạo thành từ một gốc α-glucose và một gốc β-fructose liên kết với nhau bằng liên kết 1,2 glucoside. Hình 1.1 α -D-glucopyranosyl (1→2) β-D-fructofuranoside - Công thức phân tử: C12H22O11 - Do không còn nhóm –OH glucoside nên saccharose không thể hiện tính khử và là loại đường không khử. 1.2 Tính chất vật lý: - Saccharose là chất bột kết tinh màu trắng, không mùi, vị ngọt dễ chịu, là loại đường dễ hòa tan (204g/100g nước ở 20°C). - Độ nhớt của dung dịch đường tăng khi nồng độ tăng và giảm khi nhiệt độ tăng. - Saccharose tan tốt trong nước. Nhiệt độ càng cao độ tan càng tăng. Hình 1.2 Tinh thể đường saccharose Bảng 1.1 Các thông số vật lý của đường saccharose Phân tử lượng 342,29648 g/mol Tỉ trọng 1,55 g/cm³ Nhiệt độ nóng chảy 186- 188°C Nhiệt dung riêng 0,9019 kj/kg.độ Bảng 1.2 Độ tan của saccharose tinh khiết Nhiệt độ (°C) Độ tan (g) 60 2,89 65 3,06 70 3,25 75 3,46 80 3,69 85 3,94 90 4,20 1.3 Tính chất hóa học: 1.3.1 Phản ứng thủy phân: - Saccharose thủy phân trong nước dưới tác dụng của enzyme Invertase hoặc dung dịch acid, t° tạo dung dịch đường nghịch đảo: + Saccharose [α]=+66, 5° α-D-glucopyranose [α]=+52, 5° β-D-fructofuranoside [α]= -92, 4° [α]= -20° E. Invertase H+, t ° Hình 1.3 Sơ đồ phản ứng thủy phân Saccharose - Tên “đường nghịch đảo” là do có sự thay đổi độ quay cực của dung dịch thủy phân từ (+) 66,5° sang (-) 20°, với góc quay cực thay đổi từ phải qua trái. - Dung dịch sau khi thủy phân có: + Lượng chất khô tăng 5, 26 %: do sản phẩm sau khi thủy phân có thêm 1 phân tử nước. + Vị ngọt tăng nhẹ: do tạo thành fructose có độ ngọt cao hơn. + Độ hòa tan tăng: do tạo thành fructose có độ hòa tan cao,và tính khó kết tinh của glucose.Tính chất này được ứng dụng trong công nghệ sản xuất mứt, kẹo tạo ra các sản phẩm có hàm lượng Saccharose cao nhưng đường không bị kết tinh. 1.3.2 Phản ứng Caramel: -Saccharose cho phản ứng dehydrate hóa khi đun nóng ở nhiệt độ khoảng 186°C tạo ra caramel (đường thắng) có màu vàng và mùi thơm. C12H22O11 C12H20O10 C12H18O9 C36H50O25 C36H48O24 C98H100O50 C12H8O4 (C3H2O)x Hình 1.4 Sơ đồ phản ứng dehydrat hóa Saccharose CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT ĐƯỜNG SACCHAROSE 2.1 Mía đường: 2.1.1 Phân bố và đặc điểm của cây mía đường: - Mía đường là loại cây mọc và được trồng ở vùng nhiệt đới. Chúng có thân to mập, chia đốt, chứa nhiều đường, cao từ 2-6 m. Tất cả các giống mía đường được trồng ngày nay đều là các dạng lai ghép nội chi phức tạp. Chúng được trồng để thu hoạch nhằm sản xuất đường. Hình 2.1 Mía đường - Đường sản xuất từ mía chiếm 70 % sản lượng đường toàn thế giới. Brazil là nước có sản lượng mía trồng và sản lượng đường từ mía xuất khẩu cao nhất thế giới – 33 % sản lượng toàn thế giới (2008). Bảng 2.1 10 nước sản xuất mía đường hàng đầu năm 2005 (Nguồn: Tổ chức Nông-Lương Liên hiệp quốc FAO) QUỐC GIA SẢN LƯỢNG (Nghìn tấn) Brazil 588 025 (2008) India 232 300 China 87 768 Pakistan 47 244 Mexico 45 195 Thailand 43 665 Colombia 39 849 Australia 37 822 Indonesia 29 505 America 25 307 TOTAL 1 011 581 2.1.2 Hàm lượng đường Saccharose trong cây mía: - Trong thân mía chứa khoảng 80-90% nước dịch, trong dịch đó chứa khoảng 16-18 % đường.Để chiết đường, người ta ép mía lấy dịch và cô đặc.Nước dịch cô đặc đó gọi là mật gỉ, chiếm khoảng 3-5 % khối lượng mía đem ép. Bảng 2.2 Thành phần tỉ lệ một số chất trong mật gỉ mía đường Nước 20 % Saccharose 35 % Đường khử 20 % Protein 5 % Chất khác 20 % 2.1.3 Sản xuất đường từ mía: - Phương pháp sản xuất đường từ mía gồm các giai đoạn chính sau: Mía được nghiền, ép đồng thời phun nước vào để hòa tan đường, sau đó đưa vào bồn chứa. Nước mía được đun với 1 ít vôi tôi (khoảng vài phần nghìn) ở nhiệt độ khoảng 60°C để vôi tôi làm kết tủa các acid hữu cơ và protein có lẫn trong nước mía, sau đó lọc bỏ kết tủa. Tẩy màu nước đường bằng khí SO2 hoặc NaHSO3. Cô đặc nước đường ở nhiệt độ 100°C. Nước đường sau khi cô đặc được làm lạnh và đưa vào máy li tâm để thu lấy đường kết tinh. Hình 2.2 Đường thô sản xuất từ mía 2.2 Củ cải đường: 2.2.1 Phân bố và đặc điểm của củ cải đường: - Củ cải đường là loại cây mọc và được trồng ở vùng ôn đới như Mĩ, Nga, Liên minh châu Âu. Chúng được trồng để làm thức ăn và để sản xuất đường. (b) Hình 2.3 Củ cải đường trắng (a) và đỏ (b) - Đường sản xuất từ củ cải chiếm 30 % sản lượng đường toàn thế giới.Pháp là nước có sản lượng đường từ củ cải cao nhất thế giới – 12 % sản lượng toàn thế giới (2005). Bảng 2.3 10 nước sản xuất củ cải đường hàng đầu năm 2005 (Nguồn: Tổ chức Nông-Lương Liên hiệp quốc FAO) QUỐC GIA SẢN LƯỢNG (Triệu tấn) France 29 29 German 25 25 America 25 25 Russia 22 22 Ukraina 16 16 Turkey 14 14 Italy 12 12 Poland 11 11 British 8 8 Spain 7 7 TOTAL 242 242 2.2.2 Hàm lượng đường Saccharose trong củ cải đường: - Thành phần các chất dinh dưỡng và Saccharose trong củ cải đường nói chung ít hơn so với trong mía đường. Bảng 2.4 Thành phần tỉ lệ một số chất trong rễ củ cải đường Nước 91,2 % Saccharose 3,7 % Protein 1,2 % Chất khác 3,6 % 2.2.3 Sản xuất đường từ củ cải đường: - Các giai đoạn sản xuất đường từ củ cải giống như từ mía nhưng khác ở giai đoạn khử màu. Để khử màu nước đường củ cải người ta dùng than xương (than từ xương gia súc như bò, heo, …) chứ không dùng SO2. Hình 2.4 Đường sản xuất từ củ cải đường 2.3 Thốt nốt: 2.3.1 Phân bố, đặc điểm và hàm lượng đường Saccharose trong trốt nốt - Thốt nốt là loại cây mọc và được trồng ở một số nước châu Á như Ấn Độ, Thái Lan, Campuchia,…Chúng thường được trồng để làm thức ăn, thuốc, vật liệu thủ công,… (b) (a) (c) Hình 2.5 Cây thốt nốt (a) và quả thốt nốt (b), (c) - Saccharose chiếm khoảng 16-20 % chất khô trong nước thốt nốt. 2.3.2 Sản xuất đường từ thốt nốt: - Nước dịch quả thốt nốt, nhựa cây thốt nốt và bông thốt nốt được nấu chung thành dịch sệt, sau đó lọc sơ và đổ vào khuôn.Dịch để nguội sẽ đông đặc lại thành khối rắn.Khuôn thường làm bằng ống tre nên đường thành phẩm sẽ có dạng khối trụ tròn. Hình 2.6 Đường sản xuất từ thốt nốt CHƯƠNG 3: SẢN PHẨM TỪ ĐƯỜNG SACCHAROSE 3.1 Đường cát vàng và đường cát trắng: - Đường cát vàng là đường mía kết tinh thành hạt nhỏ nhưng không qua giai đoạn khử màu bằng SO2.Đường cát trắng là đường mía kết tinh thành hạt nhỏ đã được khử màu. (a) (b) Hình 3.1 Đường cát vàng (a) và đường cát trắng (b) (a) (b) 3.2 Đường phèn: - Đường phèn là đường kết tinh thành khối lớn. - Cách làm: đun sôi đường thô với lòng trắng trứng và nước vôi sữa để loại tạp chất và khử màu.Thả vào 1 sợi chỉ để đường kết tinh bám vào ta sẽ được khối đường kết tinh lớn. Hình 3.2 Đường phèn 3.3 Đường phổi: - Đường phổi là đường kết tinh thành khối xốp có nhiều lỗ khí giống lá phổi. - Cách làm giống đường phèn nhưng sử dụng thêm ít trứng và có thêm dầu lạc để làm trơn đường. Hình 3.3 Đường phổi CHƯƠNG 4: TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG ĐƯỜNG Bảng 3.1 Các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng đường Đường loại 1 Đường loại 2 Saccharose 99,65 % 99,45 % Độ ẩm 0,07 % 0,12 % Chất tro 0,10 % 0,15 % Chất khử 0,15 % 0,17 % CHƯƠNG 5: VAI TRÒ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐƯỜNG SACCHAROSE 5.1 Vai trò: - Saccharose là loại đường dễ hòa tan, dễ tiêu hóa, có ý nghĩa quan trọng về mặt dinh dưỡng đối với con người. -Saccharose thuộc nhóm Saccharide - nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho cơ thể (3,94 kcal /g). 5.2 Ứng dụng: - Saccharose là nguyên liệu quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm: + Ngành sản xuất bánh kẹo. + Ngành sản xuất nước giải khát... Hình 5.1 Các sản phẩm sử dụng đường Saccharose TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Ngọc Tú, Lê Văn Chứ, Đặng Thị Thu, Nguyễn Thị Thịnh, Bùi Đức Lợi, Lê Doãn Diên. Hóa sinh công nghiệp. Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật Hà Nội, 2004. W.D.Phillips and T.J Chilton. A. Level Biology. Oxford University Press, 1991.