Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Công thức cấu tạo của anthocyanin ...12 Hình 2.2: Công thức cấu tạo của anthocyan
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
-*** -
NGUYỄN THỊ THU HƯỜNG
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN BỘT DINH DƯỠNG
TỪ CỦ KHOAI LANG TÍM GIỐNG NHẬT BẢN
LUẬN VĂN THẠC SĨ
HÀ NỘI - 2014
Trang 2BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
-*** -
NGUYỄN THỊ THU HƯỜNG
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN BỘT DINH DƯỠNG
TỪ CỦ KHOAI LANG TÍM GIỐNG NHẬT BẢN
Trang 3Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp i
LỜI CAM ðOAN
Trang 4Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp ii
LỜI CẢM ƠN
ðể hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi còn nhận ñược rất nhiều sự giúp ñỡ quý báu từ các cá nhân và tập thể Tôi xin chân thành cảm ơn TS Hoàng Thị Lệ Hằng ñã tận tình dìu dắt, chỉ bảo cho tôi về phương pháp khoa học, ñồng thời tạo mọi ñiều kiện tốt nhất ñể tôi thực hiện ñề tài và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này
Tôi xin cảm ơn sự nhiệt tình giúp ñỡ của các anh chị em ñồng nghiệp trong Bộ môn Bảo quản chế biến - Viện nghiên cứu rau quả ñã dành cho tôi trong quá trình thực hiện ñề tài
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến gia ñình, người thân và bạn bè
ñã luôn ñộng viên, giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong quá trình hoàn thành luận văn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2014
Học viên
Nguyễn Thị Thu Hường
Trang 5Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp iii
MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC CÁC BẢNG vii
DANH MỤC CÁC HÌNH viii
PHẦN THỨ NHẤT: MỞ ðẦU 1
1.1 ðẶT VẤN ðỀ 1
1.2 MỤC ðÍCH – YÊU CẦU 3
1.2.1 Mục ñích 3
1.2.2 Yêu cầu 3
PHẦN THỨ HAI: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
2.1 Tình hình sản xuất bột dinh dưỡng 4
2.1.1 Trên thế giới 4
2.1.2 Việt Nam 5
2.2 Nhu cầu dinh dưỡng của người cao tuổi 6
2.3 Giới thiệu chung về khoai lang tím 9
2.3.1 Nguồn gốc 9
2.3.2 Thành phần hoá học của khoai lang tím 9
2.3.3 Tinh bột khoai lang 10
2.3.4 Anthocyanin 11
2.3.5 Các nghiên cứu và ứng dụng từ khoai lang tím 14
2.3.6.Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang ở Việt Nam 17
2.4 Một số nguyên liệu khác sử dụng trong sản xuất bột dinh dưỡng 18
2.4.1 Gạo 18
2.4.2 ðậu xanh 19
2.4.3 ðậu tương 19
2.4.4.Vừng 20
Trang 6Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp iv
2.4.5 Sữa bột 20
2.5 Các phương pháp ổn ñịnh màu sắc nguyên liệu trong quá trình sơ chế 21
2.6 Một số công nghệ sử dụng trong sản xuất bột dinh dưỡng 22
2.6.1 Một số phương pháp làm chín nguyên liệu 22
2.6.2 Các phương pháp sấy nguyên liệu 24
2.7 Một số loại bao bì dùng trong ñóng gói thực phẩm 26
2.7.1 Màng ñơn 26
2.7.2 Màng phức hợp 27
PHẦN THỨ BA: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29
3.1 ðối tượng và ñịa ñiểm 29
3.1.1 Nguyên vật liệu và thiết bị 29
3.1.2 ðịa ñiểm nghiên cứu 30
3.2 Nội dung nghiên cứu 30
3.2.1 Nghiên cứu các thông số công nghệ trong công ñoạn xử lý nhằm ổn ñịnh màu sắc và hàm lượng anthocyanin trong quá trình chế biến 30
3.2.2 Nghiên cứu xác ñịnh phương pháp và các thông số công nghệ của công ñoạn làm chín khoai lang tím cho mục ñích chế biến bột dinh dưỡng 30
3.2.3 Nghiên cứu xác ñịnh các thông số công nghệ của công ñoạn sấy khoai lang chín 31
3.2.4 Nghiên cứu xây dựng công thức bột dinh dưỡng từ củ khoai lang tím ñạt các chỉ tiêu dinh dưỡng cho người cao tuổi và có chất lượng hấp dẫn, phù hợp thị hiếu người tiêu dùng 31
3.2.5 Nghiên cứu xác ñịnh ñiều kiện bảo quản thích hợp nhằm duy trì chất lượng và kéo dài thời hạn sử dụng sản phẩm 31
3.2.6 Tính toán sơ bộ chi phí sản xuất 1kg sản phẩm bột dinh dưỡng khoai lang tím 31
3.3 Phương pháp nghiên cứu 31
3.3.1 Sơ ñồ thực nghiệm 31
Trang 7Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp v
3.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 34
3.3.3 Phương pháp phân tích 38
PHẦN THỨ TƯ: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41
4.1 Xác ñịnh thông số công nghệ trong công ñoạn xử lý nhằm ổn ñịnh màu sắc và hàm lượng anthocynin của khoai lang tím 41
4.1.1 Xác ñịnh thành phần hóa học của khoai lang tím tươi 41
4.1.2 Xác ñịnh các thông số công nghệ nhằm ổn ñịnh màu sắc và hàm lượng anthocyanin của khoai lang tím 41
4.2 Xác ñịnh phương pháp và các thông số công nghệ của công ñoạn làm chín khoai lang tím cho mục ñích chế biến bột dinh dưỡng 43
4.2.1 Xác ñịnh phương pháp làm chín 43
4.2.2 Xác ñịnh các thông số công nghệ trong công ñoạn làm chín 45
4.3 Xác ñịnh các thông số công nghệ của công ñoạn sấy khoai lang chín 47
quan của khoai lang tím 49
4.4 Xây dựng công thức sản phẩm bột dinh dưỡng từ khoai lang tím cho người cao tuổi 51
4.4.1 Xác ñịnh tỷ lệ phối trộn các nguyên liệu 51
4.4.2 Nghiên cứu bổ sung các vitamin, chất khoáng cho bột dinh dưỡng từ khoai lang tím 54
4.5 Xác ñịnh các ñiều kiện bảo quản nhằm duy trì và kéo dài thời hạn sử dụng sản phẩm 57
4.6 ðề xuất quy trình hoàn thiện chế biến bột dinh dưỡng từ khoai lang tím giống Nhật Bản dành cho người cao tuổi 59
4.7 Tính toán sơ bộ chi phí sản xuất 1kg sản phẩm 60
PHẦN THỨ NĂM: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62
5.1 Kết luận 62
5.2 Kiến nghị 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO 63
PHỤ LỤC 67
Trang 8Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp vi
Biaxial Oriented Polypropylene
Cộng hòa liên bang Chất khô
Chất tươi
Tổ chức lương thực thế giới Thống kế của tổ chức lương thực thế giới Polyethylene
Polyethylene Terephthalate
Trang 9Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp vii
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Một số sản phẩm ngũ cốc dinh dưỡng tại Việt Nam 6
Bảng 2.2: Hàm lượng các chất chống oxy hóa trong các loại khoai lang 10
Bảng 2.3: ðặc ñiểm của một số hệ thống tinh bột 11
Bảng 2.4 Diện tích khoai lang cả nước (tính ñến 15-03-2010) 18
Bảng 3.1: Thành phần dinh dưỡng chính của các nguyên liệu 29
Bảng 3.2: Dự kiến thành phần dinh dưỡng chính của sản phẩm 36
Bảng 3.3: Tỷ lệ phối trộn nguyên liệu của các công thức thí nghiệm 37
Bảng 3.4: Tỷ lệ bổ sung CaCO3 và premix của các công thức thí nghiệm 37
Bảng 4.1: Một số chỉ tiêu chất lượng của củ khoai lang tím tươi 41
Bảng 4.2: Ảnh hưởng của chế ñộ xử lý ñến màu sắc và hàm lượng anthocyanin của khoai lang tím 42
Bảng 4.3: Chỉ tiêu chất lượng khoai lang tím sau khi làm chín 44
Bảng 4.4: Chất lượng khoai lang tím sau khi hấp ở các chế ñộ khác nhau 46
Bảng 4.5: Sự thay ñổi ñộ ẩm nguyên liệu ở các chế ñộ sấy 48
Bảng 4.6: Ảnh hưởng của các chế ñộ sấy ñến một số chỉ tiêu hóa học và cảm Bảng 4.7: Thành phần dinh dưỡng của bột khoai lang tím 51
Bảng 4.8: Chất lượng dinh dưỡng của bột dinh dưỡng khoai lang tím ở các công thức khác nhau theo tính toán 52
Bảng 4.9: Chất lượng dinh dưỡng và vi sinh của bột dinh dưỡng khoai lang tím ở các công thức khác nhau 52
Bảng 4.10: Chất lượng cảm quan của bột dinh dưỡng khoai lang tím ở các công thức phối trộn khác nhau 53
Bảng 4.11: Hàm lượng vitamin, chất khoáng trong bột dinh dưỡng sau khi phối trộn 54
Bảng 4.12: Công thức của hỗn hợp vitamin, khoáng chất ( Premix) 55
Bảng 4.13: Hàm lượng vitamin, khoáng chất trong sản phẩm bột dinh dưỡng 56
Bảng 4.14 Các chỉ tiêu vi sinh của bột dinh dưỡng khoai lang tím 57
Bảng 4.15: Một số chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm sau 6 tháng bảo quản 58
Bảng 4.16: Tổng chi phí sản xuất 1kg bột dinh dưỡng khoai lang tím 60
Trang 10Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Công thức cấu tạo của anthocyanin 12 Hình 2.2: Công thức cấu tạo của anthocyanidol 12 Hình 3.1: Sơ ñồ thực nghiệm chế biến bột dinh dưỡng từ khoai lang tím dành cho người cao tuổi 32 Hình 4.1: Quy trình hoàn thiện chế biến bột dinh dưỡng từ khoai lang tím dành cho người cao tuổi 59
Trang 11Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nơng nghiệp 1
PHẦN THỨ NHẤT: MỞ ðẦU
1.1 ðẶT VẤN ðỀ
Trong những thập kỷ gần đây, khi đời sống xã hội ngày càng được nâng cao thì mối quan hệ giữa các loại thực phẩm và sức khỏe của người tiêu dùng ngày càng được quan tâm sâu sắc ðể đáp ứng điều đĩ trên thế giới hiện nay các Viện nghiên cứu, các cơng ty thực phẩm và cả các tập đồn dược phẩm khơng ngừng nghiên cứu nhằm tạo ra những sản phẩm dinh dưỡng mới phù hợp với nhu cầu của từng đối tượng sử dụng Trong đĩ đối tượng người cao tuổi hiện nay đang rất được chú trọng Ở người cao tuổi, do sự suy giảm dần chức năng của hệ thống các cơ quan cùng với việc hình thành các căn bệnh như lỗng xương, tiểu đường, huyết áp, mỡ máu cao… Vì vậy, việc lựa chọn những thực phẩm tốt cho người cao tuổi đĩng một vai trị quan trọng và cần thiết bởi những thực phẩm tốt khơng chỉ cĩ tác dụng cung cấp chất dinh dưỡng cho cơ thể mà cịn cĩ tác dụng đề phịng, ngăn ngừa, hỗ trợ điều trị các căn bệnh của người già
Một trong những loại ngũ cốc mang nhiều lợi ích sức khỏe cho con người nĩi chung và người cao tuổi nĩi riêng đĩ là khoai lang Khoai lang đang là sản phẩm nơng nghiệp chủ lực, là một trong những thực phẩm cứu đĩi hàng đầu vì những giá trị rất lớn mà nĩ mang lại Ngồi giá trị cung cấp năng lượng, khoai lang cịn chứa nhiều loại vitamin A, B,C,E và các chất khống K, Ca, Mg, Fe, Se…, giàu chất xơ thực phẩm Tổ chức FAO của Liên Hợp Quốc đã đánh giá khoai lang là thực phẩm
bổ dưỡng tốt nhất của thế kỷ 21, đang được thị trường thế giới rất ưa chuộng.( http://nongnghiep.vn)
Hiện nay diện tích khoai lang cả nước khoảng 150.000 ha, tập trung nhiều nhất ở ðồng bằng sơng Cửu Long đặc biệt là ở hai tỉnh Vĩnh long (6000 ha) và Kiên Giang (1000 ha), phần lớn hiện đang gieo trồng giống khoai lang tím Nhật Bản - là giống cĩ năng suất cao (25-30 tấn/ ha) và cĩ thể thu hoạch quanh năm (http://nongnghiep.vn) Chính vì vậy mà diện tích và sản lượng khoai lang tím hiện đang tăng lên rất nhanh Tuy là một loại nơng sản được biết đến với nhiều ưu điểm
Trang 12Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 2
so với các loại ngũ cốc thông thường như: Thành phần chất xơ là loại pectin có tác dụng giúp tiêu hóa tốt, tăng thải cholesterol, chống táo bón; Thành phần tinh bột có khả năng tiêu hóa dễ dàng; Tỷ lệ Ca/P rất thích hợp ñối với nhu cầu cơ thể con người; Chứa một hàm lượng kẽm và sắt khá cao mà lại không chứa phytase (thường có trong gạo, là chất làm ngăn cản quá trình hấp thu sắt và kẽm trong cơ thể con người) (http://www.dinhduong.com.vn) Hơn nữa, trong thành phần khoai lang tím có chứa một hàm lượng chất khô cao cùng với sự có mặt của thành phần anthocyanin (là một hợp chất có khả năng chống oxi hóa, chống ung thư, hạn chế sự giảm sức ñề kháng do sự suy giảm của hệ thống miễn dịch) khá lớn nên ñây là một nguyên liệu lý tưởng cho công nghệ chế biến nói chung lại chưa ñược quan tâm ñúng mức Ngoài một lượng nhỏ khoai lang ñang ñược sử dụng cho mục ñích ăn tươi thì mới chỉ một số lượng nhỏ sản phẩm khoai lang sấy, chiên ñược chế biến ở quy mô nhỏ lẻ, quy mô gia ñình với mục ñích bảo quản ngoài vụ thu hoạch hoặc làm thức ăn chăn nuôi
Hiện nay trên thị trường các sản phẩm bột dinh dưỡng rất ña ñạng, ñược chế biến từ nhiều loại nguyên liệu ngũ cốc, rau hoa quả, thịt trứng sữa tùy vào mục ñích và ñối tượng sử dụng Tuy nhiên, sản phẩm bột dinh dưỡng chứa khoai lang trên thị trường Việt Nam lại hầu như chưa ñược biết ñến Chính vì những lý do ñó việc sử dụng khoai lang làm nguyên liệu chính ñể chế biến sản phẩm bột dinh dưỡng ngoài tác dụng cung cấp các chất dinh dưỡng tự nhiên còn có tác dụng nhuận tràng, giải quyết vấn ñề còn tồn tại ñối với các sản phẩm bột dinh dưỡng hiện nay là rất cần thiết
Xuất phát từ các yêu cầu thực tế trên, nhằm tạo ra sản phẩm bột dinh dưỡng cho người già có chứa một thành phần các chất dinh dưỡng hợp lý cùng với sự có mặt của một số hoạt chất sinh học tự nhiên từ nguyên liệu khoai lang tím, ñồng thời góp phần giải quyết ñầu ra cho người nông dân, nâng cao hiệu quả kinh tế, gia tăng
giá trị sử dụng của củ khoai lang tím, Chúng tôi tiến hành thực hiện ñề tài “Nghiên
cứu quy trình chế biến bột dinh dưỡng từ củ khoai lang tím giống Nhật Bản”
Trang 13Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 3
1.2 MỤC ðÍCH – YÊU CẦU
1.2.1 Mục ñích
Xây dựng ñược quy trình chế biến sản phẩm bột dinh dưỡng từ củ khoai lang tím Nhật Bản cho người cao tuổi, sản phẩm có chất lượng cao ñảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng
Trang 14Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nơng nghiệp 4
PHẦN THỨ HAI: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Tình hình sản xuất bột dinh dưỡng
2.1.1 Trên thế giới
Ngày nay khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, nhu cầu ăn uống của con người cũng địi hỏi cao hơn thể hiện gia tăng nhu cầu về các sản phẩm tăng cường sức khoẻ
Các sản phẩm bột dinh dưỡng được xem là nhĩm sản phẩm thực phẩm bổ dưỡng, tăng cường sức khoẻ của con người Trên thế giới, cĩ rất nhiều sản phẩm “ready
to eat“ cho người cao tuổi được chế biến từ các loại ngũ cốc dinh dưỡng Tại Mỹ, tập đồn K-Link đưa ra sản phẩm là bột dinh dưỡng Organic K-BioGreen, được tổng hợp từ
58 thành phần hợp chất hữu cơ cĩ nguồn gốc từ thiên nhiên như đậu, rau xanh, ngũ cốc, tảo biển và các hợp chất enzyme… Chúng cĩ khả năng làm sạch, loại bỏ và giải các chất độc, phục hồi các chức năng trong cơ thể và củng cố hệ thống miễn dịch ( http://suckhoevadoisongvn.wordpress.com/)
Sản phẩm ngũ cốc khơng béo Slim Nature’s Path, giàu protein và chất xơ, thích hợp cho người ăn kiêng Giúp ngăn ngừa các bệnh về tim mạch, bệnh tiểu đường và chống béo phì Sản phẩm Calsome được làm từ ngũ cốc, cĩ bổ sung thêm canxi, sắt và vitamin giúp tăng cường sức khỏe Sản phẩm Kellogg’s Low Fat Granola được sản xuất từ yến mạch và ngũ cốc nguyên hạt, cĩ bổ sung 13 vitamin
và khống chất cần thiết là nguồn cung cấp chất xơ dồi dào, tốt cho sức khỏe Ngũ cốc bột bắp, mật mía Gorilla được làm từ ngũ cốc nguyên cám, xốp, khơng chứa gluten, tốt cho hệ tiêu hĩa, giúp tăng cường sức đề kháng
Theo nghiên cứu của các nhà khoa học CHLB ðức cho thấy, những người hằng ngày dùng các thực phẩm thay thế cĩ thành phần dinh dưỡng tương đương với thịt sẽ giảm cân hiệu quả hơn 7 lần so với những người áp dụng cách khống chế lượng calo hấp thu Ở ðức cơng ty BlueBiotech Int sản xuất bột dinh dưỡng thấp năng lượng Spirulina Diat Drink (Spirulina Diet Drink ) Thành phần bột gồm tảo xoắn Spirulina và tảo lục tiểu cầu Chorella cùng với hơn 15 loại rau củ các loại và các loại vi chất và các chất xơ hồ tan như bột đậu nành, bột gạo, chất xơ củ cải
Trang 15Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 5
ñường, bột yến mạch, dầu các loại rau quả, cám yến mạch, tinh xơ táo, Lecithin, Inulin, quả dứa, papain, bromelain,… (http://yume.vn/)
Tại Singapore có sản phẩm NESVITA NESTUM 3 in 1 Oats ñược làm từ ngũ cốc với hàm lượng chất béo thấp, bổ sung thêm canxi, sắt và vitamin giúp tăng cường sức khỏe
2.1.2 Việt Nam
Theo thống kê chưa ñầy ñủ, cả nước hiện có trên 8,6 triệu người cao tuổi chiếm gần 10% tổng dân số Theo dự báo, số lượng và tỷ lệ người cao tuổi ở Việt Nam có xu hướng gia tăng nhanh trong những năm tới, vượt tỷ lệ 10% vào năm
2020 và trên 15% vào năm 2025 (Bộ Y tế, 2011) Như vậy, số lượng người cao tuổi
rất lớn, và tiềm năng sử dụng thực phẩm chế biến cho người cao tuổi trong những năm tới cũng sẽ tăng cao Tuy nhiên trong nước có rất ít các nghiên cứu sản xuất các thực phẩm cho người cao tuổi, do vậy có không nhiều các sản phẩm thực phẩm dành riêng cho ñối tượng này Những người có kinh tế khá (thường chiếm tỷ lệ rất thấp) có thể lựa chọn các sản phẩm có nguồn gốc từ sữa bò như Enplus, Ensure, Anline giá thành rất cao so với mức sống của người lao ñộng ða phần còn lại có sự lựa chọn là loại bột ñậu tương, bột ñậu xanh hoặc một số loại bột ngũ cốc khác như của công ty Thanh An, Vina Cafe, Công ty cổ phần sữa Sức sống Việt Nam chưa thực sự ñáp ứng ñược nhu cầu về dinh dưỡng và các nguyên tố vi lượng cho người cao tuổi
Việt Nam là một nước với hơn 70% dân số làm nông nghiệp, do vậy các loại ngũ cốc, ñậu ñỗ, ngô, khoai ñược trồng phổ biến và sẵn có trong cả nước Những nguyên liệu này ñều rất phù hợp cho người cao tuổi ðiều quan trọng là phải biết cách chế biến các nguyên liệu sao cho khai thác ñược tối ña giá trị dinh dưỡng của các nguyên liệu và tạo ra sản phẩm có giá trị cảm quan tốt, giúp người già dễ ăn Hiện nay, các loại bột ngũ cốc vị ngọt ñược sản xuất trong nước ñều theo phương pháp phổ biến là phối trộn bột gạo hoặc bột mỳ (ñã làm chín), với một số thành phần khác như ñường, kem không sữa trong ñó hàm lượng ñường sacaroza chiếm một tỷ lệ lớn trong nguyên liệu ðối với người cao tuổi hàm lượng ñường cao trong khẩu phần ăn là không thích hợp Mặt khác, các loại bột ngũ cốc này ñều nghèo nàn
về chất xơ, thành phần rất cần thiết cho người già trong việc phòng chống táo bón,
Trang 16Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 6
tăng cường thải ñộc và cuối cùng, hàm lượng protein rất thấp trong các sản phẩm ngũ cốc nói trên ñã khiến cho sản phẩm không có ñược sự cân bằng về dinh dưỡng theo nhu cầu của người cao tuổi
Bảng 2.1 Một số sản phẩm ngũ cốc dinh dưỡng tại Việt Nam
3 Quasure Light Công ty cổ phần
Bibica
Isomalt, ñường fructose, chất béo thực vật, ñạm sữa, ñạm ñậu nành, chất xơ hòa tan
4 Ngũ cốc ăn kiêng gạo
lứt NT
Công ty TNHH thương mại dịch vụ Nhật Thăng
Bột gạo lứt, ñường isomalt
2.2 Nhu cầu dinh dưỡng của người cao tuổi
ðại hội thế giới về tuổi già tại Viên (1982) ñã thống nhất quy ñịnh tuổi già bắt ñầu ñược tính từ 60 tuổi Theo báo cáo dân số của Liên hợp quốc mới công bố gần ñây tỷ lệ người già xấp xỉ 10%, dự báo sau 20 năm nữa, tỷ lệ người già sẽ tăng lên 14% Một số nước công nghiệp phát triển, tỷ lệ người già tăng rất cao như ðức
(16,2%), Nhật (15,4%) (Bộ Y tế, 2009)
Ở người cao tuổi, các hoạt ñộng chuyển hóa và dinh dưỡng có nhiều biến ñổi Khái niệm người già thường gắn với suy yếu Khả năng thụ cảm của người cao tuổi bị giảm, mắt nhìn kém, mũi ngửi kém, vị giác không nhậy, ảnh hưởng ñến ăn ngon miệng Hàm răng bị long Cơ nhai bị teo Xương hàm trên cũng teo, teo nhiều
Trang 17Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 7
hơn hàm dưới gây trở ngại khi cắn, khi nhai Tuyến nước bọt bị teo Dạ dày và ruột teo ựi Trương lực dạ dày giảm, sức co bóp giảm Sức tiết dịch vị giảm Lượng men tiêu hóa pepsin giảm Ăn khó tiêu Nhu ựộng ruột giảm, hoạt ựộng của gan, thận ựều yếu ựi Trọng lượng gan chỉ còn 65%, chức năng chuyển hóa giải ựộc kém Khả năng tái tạo giảm đơn vị thận (nephron) khi về già giảm chỉ còn 1/3 ựến ơ so với lúc mới sinh, khả năng lọc còn 60%, gây ứ ựường, ứ urê máu Tất cả ựều ảnh hưởng tới sự tiêu hóa, hấp thu thức ăn Nhưng ựiều quan trọng hơn cả là sự hoạt ựộng của
hệ thần kinh người cao tuổi phải khỏe mạnh, hệ thần kinh hoạt ựộng tốt thì mặc dù
có những suy yếu trên nhưng cơ thể vẫn có khả năng tự ựiều chỉnh, thắch nghi ựược
tốt và vẫn có thể ăn uống, tiêu hóa ựược bình thường (Bộ Y tế, 2009)
đó là những yếu tố làm cho người già ăn kém ngon miệng và tiêu hóa, hấp thu giảm Mặt khác, do hoạt ựộng thể lực giảm, tiêu hao năng lượng ắt hơn nên nhu cầu dinh dưỡng cũng giảm Vì vậy cần phải lưu ý trong chế ựộ ăn ở người cao tuổi
Về năng lượng
Giảm năng lượng ăn vào, nếu ở người trẻ tuổi mỗi ngày cần khoảng 2.500 Kcal thì khi 60 tuổi chỉ cần 80% (khoảng 2.000 Kcal) và khi 70 tuổi chỉ cần 70% (khoảng 1.800 Kcal) là ựủ
Nhu cầu các chất dinh dưỡng
- Về protein: Ít nhất cũng bằng người trẻ (khoảng 1,25 gr/kg thể trọng), vì
thiếu protein dễ dẫn tới mệt mỏi, sức ựề kháng với bệnh tật yếu Protein có nhiều trong thịt, cá, trứng, sữa, tôm, cua, ốc, các hạt họ ựậu nên hạn chế protein nguồn gốc ựộng vật và tăng cường protein nguồn gốc thực vật, ăn nhiều cá hơn thịt
- Nhu cầu gluxit: Là nguồn cung cấp năng lượng chắnh, chiếm khoảng 65 -
70% nhu cầu năng lượng/ngày Có nhiều trong loại ngũ cốc, ngoài ra nên ăn thêm các loại khoai củ, vì có chất xơ, chống táo bón Với người già tinh bột dễ ăn, dễ tiêu, nhưng không nên ăn quá nhiều, không nên quá 300 - 400 gr gạo (ngũ cốc) /ngày, vì có thể gây nguy cơ tăng ựường huyết do tụy của người già thường tiết insulin kém
- Nhu cầu lipit: để tránh tình trạng máu nhiễm mỡ, trong bữa ăn hàng ngày,
người cao tuổi nên hạn chế dùng mỡ ựộng vật (trừ mỡ cá), thịt mỡ, nội tạng ựộng
Trang 18Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 8
vật, bơ vì chứa nhiều chất béo no và cholesterol không tốt cho tim mạch Nên sử dụng dầu thực vật trong chế biến thức ăn
- Can xi Với những người cao tuổi, nội tiết trong cơ thể thay ựổi sẽ làm
giảm khả năng hấp thụ can xi cũng như không thể dung nạp lactose (khả năng tiêu hóa lactose, một loại ựường trong sữa) Vì lý do ựó, tăng cường uống sữa là liệu pháp bổ sung can xi hữu hiệu bên cạnh một số nguồn cung cấp khác từ chế ựộ dinh dưỡng Theo khuyến cáo trên Dummies, lượng can xi có thể thay ựổi theo tuổi tác hoặc ựiều kiện y tế, nhưng nói chung người cao tuổi cần khoảng 1.000 mg mỗi ngày, khi ở ựộ tuổi trên 50 cần tăng liều lượng lên 1.200 mg/ngày
- Sắt Rất cần thiết ựể mang oxy ựến các tế bào trong cơ thể, nhưng rất khó
ựể có ựược lượng sắt thắch hợp nếu bỏ qua các loại thực phẩm chứa nhiều sắt như: thịt ựỏ, ngũ cốc nguyên hạt, các loại ựậu và một số loại trái cây và rau quả phong phú sắt Các chuyên gia dinh dưỡng cho biết phụ nữ trên 50 tuổi cần nhận 50 mg sắt mỗi ngày, trong khi ựó ựàn ông chỉ cần 10 mg/ngày
- Nhu cầu vitamin: Cần tăng cường các thực phẩm giàu vitamin, vitamin A
có nhiều ở ựầu cá thu, trứng, bơ, gan ựộng vật Caroten (tiền vitamin A) có nhiều ở các loại rau lá xanh, các loại quả màu ựỏ, cam như gấc, cà rốt, rau cần tây, hành lá,
hẹ, rau muống, rau thơm, rau diếp, xà lách Vitamin B1 có nhiều ở men bia, thịt gia súc, gia cầm, ựậu ựỗ, lớp ngoài của ngũ cốc Vitamin B3 cũng có nhiều ở men bia, trứng, sữa, thịt, mầm ngũ cốc Vitamin PP có nhiều trong gan, bầu dục, thịt
bò, cá, các hạt họ ựậu
Vitamin C: đóng vai trò quan trọng trong việc giúp khả năng hấp thụ sắt từ
thực phẩm diễn ra thuận lợi hơn Do ựó, ựảm bảo bổ sung ựầy ựủ các loại thực phẩm chứa vitamin C (như trái cây họ cam quýt, rau xanh, cà chua) trong mỗi bữa
ăn cùng với các thực phẩm chứa chất sắt
Vitamin D: Thiếu vitamin D không chỉ dẫn ựến nguy cơ gãy xương mà còn
ảnh hưởng tới sự phát triển của cơ bắp, hệ thống miễn dịch, hệ thống tim mạch ở người cao tuổi Nguồn vitamin D dồi dào nhất là thông qua ánh nắng mặt trời Có
vitamin D, việc hấp thụ canxi ở người già diễn ra thuận lợi hơn (Viện dinh dưỡng,
2006)
Trang 19Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 9
2.3 Giới thiệu chung về khoai lang tím
2.3.1 Nguồn gốc
Khoai lang có tên khoa học là Ipomoea batatas (L.), có nguồn gốc từ khu vực nhiệt ñới Châu Mỹ, là loài cây thân thảo dạng dây leo sống lâu năm Lá có hình tim hay xẻ thùy chân vịt, các hoa có tràng hợp và kích thước trung bình Rễ củ ăn ñược
có hình thuôn dài và thon, lớp vỏ nhẵn nhụi có màu từ ñỏ, tím, nâu hay trắng Lớp cùi thịt có màu từ trắng, vàng, cam hay tím (http://vi.wikipedia.org)
Khoai lang tím Nhật Bản (Murasakimasari – Nhật tím 1) có nguồn gốc từ Nhật Bản, do Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc ñược trồng chủ yếu ở vùng ñồng bằng sông Cửu Long với ñặc tính nông học chủ yếu như sau: Thời gian sinh trưởng 105 – 110 ngày với năng suất củ tươi ñạt 10-22 tấn/ha, hàm lượng chất khô 27-300Bx, vỏ củ màu tím sẫm, thịt củ màu tím ñậm, dạng củ ñều ñẹp, có thể trồng quanh năm và cho thu nhập cao, gấp ñôi các loại khoai khác
ðây là giống khoai dễ trồng, bình quân mỗi dây khoai cho từ 3-7 củ, ít bị sùng ăn
Do khoai lang tím Nhật Bản có chất lượng cao nên ngoài tỷ lệ củ dùng ñể ăn tươi
còn ñược chế biến ra nhiều sản phẩm khác như sấy khô, chế biến bánh kẹo, mứt ñóng hộp…, nhờ vậy có thể tiêu dùng trong nước và xuất khẩu ra nhiều nước trên thế giới như: Nhật Bản, Mỹ, Singapore, Hàn Quốc…mang lại giá trị kinh tế cao (http://foodcrops.vn/)
2.3.2 Thành phần hoá học của khoai lang tím
Về thành phần hóa học, trong 100g củ khoai lang tươi có chứa 0,8g protid, 0,2g lipid, 28,5g glucid (24,5g tinh bột, 4g glucoza), 1,3g xenluloza, cung cấp cho
cơ thể 122 calo Ngoài ra, trong thành phần của củ khoai lang còn chứa nhiều vitamin, muối khoáng và các nguyên tố vi lượng rất cần cho cơ thể con người (34mg canxi; 49,4g photpho, 1mg sắt, 0,3mg caroten, 0,05mg vitamin B1, 0,05mg vitamin B2, 0,6mg vitamin PP, 23mg vitamin C, tamin ), trong ñó vitamin B6 rất quan trọng trong việc chuyển hóa các axit amin, ñặc biệt ở tế bào thần kinh và vỏ
não, thành phần tamin rất cần cho sự phát triển, ñiều hòa và bảo vệ cơ thể (Viện
dinh dưỡng, 2000)
Ngoài giá trị cung cấp năng lượng với nhiều loại vitamin A, B,C,E và các chất khoáng K, Ca, Mg, Fe, Se…, giàu chất xơ thực phẩm thì khoai lang tím Nhật
Trang 20Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 10
Bản còn có những ưu ựiểm vượt trội so với các giống khoai lang khác Những nghiên cứu gần ựây cho thấy giống khoai lang tắm có chứa một lượng anthocyanin ựáng kể với tác dụng kháng oxy hoá rất mạnh, có khả năng kiềm chế ựột biến của
tế bào ung thư, ngăn ngừa ung thư, hạ huyết áp, phòng ngừa bệnh tim mạch Chất màu trong khoai lang tắm hiện ựang ựược một số nhà nghiên cứu trên thế giới nghiên cứu ựể thu nhận chất màu thực phẩm thiên nhiên thay thế cho chất màu nhân tạo Bao gồm các hợp chất phenol, anthocyanin, carotenoid, trong ựó khoai lang tắm chứa chất chống oxy hóa tổng số nhiều nhất, kế ựến là khoai lang vàng và khoai lang trắng (bảng 2.2) đó là lý do các nhà sản xuất ở Nhật Bản ựã sử dụng khoai lang tắm là một trong những nguyên liệu chủ yếu ựể chế biến loại nước uống chức năng
Bảng 2.2: Hàm lượng các chất chống oxy hóa trong các loại khoai lang
Màu sắc củ Thành phần
Hợp chất Phenolic (%) 0.55-1.36 0.77-1.16 0.02-3.04 Anthocyanins (%) 0-0.08 0.01-0.13 0.23-1.82 Carotenoids (%) 0.40-14.75 0.33-56.93 0.37-4.32 Tổng số chất chống oxy hóa (ộg
trolox equiv/g) 809-2979 1424-3047 1751-5600 Hàm lượng chất khô (%) 25.7-40.7 25.4-37.0 33.2-41.7
(http://www.cip.org)
2.3.3 Tinh bột khoai lang
Tinh bột có nhiều trong khoai lang do ựó khoai lang là một trong số nguồn nguyên liệu chủ yếu ựể sản xuất tinh bột Tinh bột giữ vai trò quan trọng trong công nghiệp thực phẩm do những tắnh chất hóa lắ của chúng Tinh bột thường dùng làm chất tạo ựộ nhớt sanh cho các thực phẩm dạng lỏng hoặc là tác nhân làm bền keo hoặc nhũ tương, như các yếu tố kết dắnh và làm ựặc tạo ựộ cứng, ựộ ựàn hồi cho nhiều loại thực phẩm Ngoài ra tinh bột còn nhiều ứng dụng trong dược phẩm, công nghiệp dệt, hóa dầuẦ
Trang 21Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 11
Bảng 2.3: ðặc ñiểm của một số hệ thống tinh bột
Hàm lượng amiloza (%)
Chuối 5- 60 Tròn 17
Khoai tây 1- 120 Bầu dục 23 56 – 69 Khoai lang 5 – 50 Bầu dục 20 52 – 64 Sắn 5 – 35 Tròn
Dong riềng 10 - 130 Bầu dục 38 – 41
Tinh bột khoai lang có hình bầu dục, kích thước hạt khoảng 5- 50 nm, hàm lượng amiloza 20%
Kích thước hạt khác nhau dẫn ñến những tính chất cơ lí khác nhau như nhiệt
ñộ hồ hóa, khả năng hấp thụ xanh metylen…
2.3.4 Anthocyanin
2.3.4.1 Cấu trúc hóa học của Anthocyanin
Anthocyanin hay anthocyanose là mono hay diglucose do gốc ñường glucose, galactose hoặc ramnose kết hợp với gốc aglucone có màu gọi là anthocyanidin Do ñó khi thủy phân anthocyanin thì ñược ñường và anthocyanidin (anthocyanidol) Anthocyanin hòa tan trong nước, còn anthocyanidol thì không hòa tan trong nước
Các anthocyanidol và các anthocyanin là những chất tạo nên màu sắc cho rau, quả Các anthocyanidol có màu ñỏ, xanh, tím, hoặc những gam màu trung gian
Trang 22Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 12
Tất cả anthocyanidol ñều có chứa vòng pyran oxy hóa trị tự do, và ñược biểu diễn dưới dạng công thức trung tính
Anthocyanin (CT thường) (CT trung tính)
Hình 2.1: Công thức cấu tạo của anthocyanin
Nhờ ñiện tích tự do này mà các anthocyanidol trong dung dịch acid tác dụng như những cation và tạo muối ñược với các acid Còn trong dung dịch kiềm thì anthocyanin lại tác dụng như những cation và tạo muối ñược với acid Còn trong dung dịch kiềm thì thì anthocyanidol lại tác dụng như anion và tạo muối ñược với bazơ
Ba anthocyanidol thường gặp là: pelargonidol, cyanidol và delphinidol, còn
apigenidol thì ít gặp hơn (Lê Ngọc Tú, 2002)
Pelargonidol Cyanidol
Delfinidol Apigenidol
Hình 2.2: Công thức cấu tạo của anthocyanidol
Trang 23Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 13
sẽ thay ñổi theo số lượng các gốc ñường ñược tính vào nhiều hay ít
Các anthocyanine cũng có thể tạo phức với các ion kim loại ñể cho các màu khác nhau: chẳng hạn muối kali sẽ cho với anthocyanine màu ñỏ máu, còn muối canxi và magie sẽ cho với anthocyanine phức có màu xanh ve Hoặc người ta cũng thấy phúc bồn tử ñen sẽ chuyển sang màu xanh, còn anh ñào thì chuyển thành màu tím khi có mặt thiếc, anh ñào cũng sẽ cho màu tim khi có mặt nhôm, nhưng nhôm không ảnh hưởng ñến màu của nho ñỏ Các anthocyanine của nho chỉ thay ñổi ñáng
kể khi có Fe, Sn, hoặc Cu
Màu sắc của các anthocyanine phụ thuộc rất mạnh vào pH của môi trường :
• Khi pH > 7 các anthocyanine cho màu xanh
• pH = 6 thì có màu xanh lam
• pH là kiềm thì có màu xanh lá cây
Hoặc như cyanin có trong hoa hồng, màu sắc sẽ thay ñổi khi pH của dịch bào thay ñổi
Màu sắc của anthocyanine còn có thể thay ñổi do hấp thụ ở trên polysaccharide
Khi ñun nóng lâu dài các anthocyanine có thể phá hủy và mất màu, ñặc biệt
là các anthocyanin của dâu tây, anh ñào, củ cải Ngược lại, các anthocyanine của
Trang 24Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 14
phúc bồn tử ñen cũng trong ñiều kiện ñó lại không bị thay ñổi Nhìn chung khi gia nhiệt các chất màu ñỏ dễ dàng bị phá hủy, còn chất màu vàng thì khó hơn
Các màu sắc khác nhau của hoa có ñược là do tổ hợp các anthocyanin và các ester methylic của chúng với acid hoặc bazơ
Tóm lại, trong môi trường acid, các anthocyanine là những bazơ mạnh (oxonium)
và có thể tạo muối bền vững với acid Anthocyanine cũng có khả năng cho muối với bazơ Như vậy chúng có tính chất amphote Muối với acid thì có màu ñỏ, còn muối
với base thì có màu xanh (Lê Ngọc Tú, 2002)
2.3.5 Các nghiên cứu và ứng dụng từ khoai lang tím
Hợp chất anthocyanin có trong khoai lang tím với hàm lượng từ 0.23-1.82%, ñây là một hợp chất thuộc nhóm flavonoid Anthocyanin là chất màu tự nhiên có nhiều tính chất, tác dụng quý báu, bởi vậy nó ñược sử dụng ngày càng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm cũng như trong y học Trong sản xuất thực phẩm cùng với các chất màu tự nhiên khác như carotenoid, clorofil, anthocyanin giúp sản phẩm hồi phục lại màu tự nhiên ban ñầu, tạo ra màu sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm ðồng thời do có khả năng kháng oxy hóa nên chúng còn ñược dùng ñể làm bền chất béo Trong y học tác dụng của anthocyanin rất ña dạng nên ñược ứng dụng rộng rãi: do khả năng làm giảm tính thấm thành mạch và thành tế bào nên ñược sử dụng trong trường hợp chảy máu, hoặc có nguy cơ chảy máu Do có khả năng chống oxy hóa nên anthocyanin ñược sử dụng ñể chống lão hóa, hạn chế sự giảm sức ñề kháng do
sự suy giảm của hệ thống miễn dịch, nhờ có tác dụng chống tia phóng xạ nên có thể
hỗ trợ cho cơ thể sống trong môi trường có những bức xạ ñiện từ Ngoài ra, anthocyanin còn ñược dùng trong ñiều trị chống dị ứng, viêm loét do nguyên nhân nội sinh hay ngoại sinh, kháng nhiều loại vi khuẩn khó tiêu diệt, tăng chức năng chống ñộc của gan, ngăn ngừa sự nhiễm mỡ gan và hoại tử mô gan, ñiều hòa lượng cholesterol trong máu, tránh nguy cơ tắc nghẽn xơ vữa ñộng mạch, phục hồi trương lực tim, ñiều hòa nhịp tim và huyết áp, ñiều hòa chuyển hóa canxi, làm giảm ñau do tác dụng co thắt cơ trơn, làm giảm các ñám xuất huyết nhỏ trong bệnh tiểu ñường Ngoài ra anthocyanin còn có thể có nhiều ứng dụng khác do các phản ứng ña dạng của chúng trong các enzyme và các quá trình trao ñổi chất khác nhau, chính vì vậy
Trang 25Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 15
việc quan tâm ñến thực phẩm giàu anthocyanin ngày càng ñược tăng cường vì nó có
lợi cho sức khỏe con người (Linda S Einbond et al, 2004)
2.3.5.1 Ngoài nước
+ Nghiên cứu của các nhà khoa học Trường ðại học bang Kansas (Mỹ) trình bày tại Hội nghị Thực nghiệm Sinh học mới ñây cho biết, khoai lang tím có chứa một số thành phần chống ung thư, trong ñó chủ yếu là anthocyanin, một chất sắc tố
tự nhiên thường ñược tìm thấy trong các loại rau củ, hoa quả màu tím như: nho, trái việt quất, bắp cải tím, dâu…Anthocyanin không những có tác dụng giảm nguy cơ ung thư, kìm hãm sự phát triển của các tế bào gây ung thư mà còn có khả năng chống oxy hóa cao, chống viêm, chống lão hóa và tăng cường hệ miễn dịch cho cơ thể So sánh thành phần anthocyanin giữa khoai lang tím và các loại khoai lang khác, các nhà khoa học ñều thấy lượng anthocyanin trong khoai lang tím cao hơn ñáng kể (http://www.nutrifoods.asia)
+ Các kết quả nghiên cứu của Chu Wen-jing,Teng Jian-wen, Xia Ning and
Wei Bao-yao (2007) về hoạt tính chống oxi hóa của rượu khoai lang tím ñã cho thấy
rằng khả năng chống oxi hóa của rượu từ khoai lang tím mạnh hơn rượu vang ñỏ ở cùng ñộ cồn 11%vol Hoạt tính chống oxi hóa ở nước ép khoai lang tương ñương với ở rượu khoai lang trước và sau khi lên men
+ Trong quá trình nghiên cứu công nghệ sản xuất nước uống lactic từ khoai lang tím của Smita H Panda, Samir K Naskar, Paramasivan Sethuraman
Sivakumar, Ramesh C Ray (2007) các tác giả ñã xác ñịnh ñược các thông số kỹ
thuật thích hợp nhằm tạo ra 02 dạng sản phẩm nước khoai lang lên men lactic giàu anthocyanin (lỏng và sệt) như sau:
- Khoai lang không luộc hoặc ñược luộc ở 1000C trong 15 phút, xử lý bằng
enzym pectinex 0,05% ñể trích ly dịch, sau ñó ñược cấy chủng Lactobacillus
plantarum MTCC 1407 ở 28 ± 2 °C trong 48 h ñể tạo nước uống lên men lactic
Dạng sản phẩm này có trạng thái lỏng
- Khoai lang nguyên liệu sau khi dược gọt rửa, cắt miếng ngâm trong dung
dịch muối NaCl 2-10%, sau ñó nuôi cấy chủng Lactobacillus plantarum MTCC
1407 trong 28 ngày, nồng ñộ muối 8-10% Sản phẩm cuối cùng có pH 2.9-3.0, axit
Trang 26Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 16
xitric 2.9-3.7 g/kg, axit lactic 2.6-3.2 g/kg, tinh bột 58-68 g/kg Sản phẩm có trạng thái sệt
+ Nghiên cứu của Kim Soung-kyo (2009) ñã cho thấy rằng khoai lang tím có tác dụng cải thiện chức năng gan, vì vậy tác giả ñã nghiên cứu chiết xuất anthocyanin trong khoai lang tím ñể chế biến các sản phẩm dạng bột hoặc dạng nước uống có tác dụng chữa bệnh Theo ñó, Anthocyanin từ khoai lang tím ñược chiết xuất ở nhiệt ñộ thấp (500C) từ những lát khoai lang, ở các nhiệt ñộ chiết cao (≥85 0C) thì anthocyanin sẽ bị phân hủy
+ Oki và các cộng sự (2010) tại Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Quốc gia Kyushu Okinawa khu vực, Koshi, Kumamoto ñã xác ñịnh 8 loại anthocyanins chính trong 61 thực phẩm chế biến từ khoai lang tím giống Ayamurasaki và Murasakimasari tại Nhật Bản Các kết quả nghiên cứu ñã xác ñịnh ñược lượng anthocyanins trong 10 loại thực phẩm chính như bột khô, vảy khô, khoai lang khô thường dao ñộng từ 53,22 - 936,26 mg/100g; còn trong 13 loại ñồ uống bao gồm ñồ uống và giấm lên men có chứa lượng anthocyanin từ 1,19-131,95 mg/100ml và từ 33,00-376,39 mg/100g ñối với 11 loại thực phẩm chiên, bao gồm cả chip và bánh bột chiên, 1,01-69,75 mg/100 ñối với 27 loại thực phẩm thứ cấp chế biến, bao gồm
cả các ñồ ăn ngọt phương Tây và Nhật Bản Cũng theo các nghiên cứu này, hàm lượng Anthocyanins peonidin vượt quá 70% tổng hàm lượng anthocyanin trong 9 thực phẩm chế biến chính, 13 loại ñồ uống, 6 của loại thực phẩm chiên và 21 các thực phẩm chế biến thứ cấp
+ Tác giả Wei Na Fu, Tuo Ping Li, You Feng Jia, Zhong Sheng Zhao, Wei Hou, Ying Chen (2011) ñã nghiên cứu hoàn thiện công nghệ lên men rượu khoai lang tím bằng các biện pháp như: sử dụng enzym trong quá trình thủy phân tinh bột
từ khoai lang tím, làm trong rượu khoai lang tím bằng tác nhân làm trong chitosan, tăng khả năng chống oxi hóa của sản phẩm rượu khoai lang tím bằng các gốc tự do
+ Theo các kết quả nghiên cứu của Han Yong-Bin, Zhu Hong-Mei, Gu
Zhen-Xin, Fan Gong-Jian (2011) khi nghiên cứu ảnh hưởng của các chất màu trong khoai lang tím ñến một số loại vi sinh vật, cho thấy E.coli và S.aureus bị ức chế mạnh bởi
các chất màu trong khoai lang tím và mức ñộ ức chế phụ thuộc vào hàm lượng các
Trang 27Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 17
chất màu này Nghiên cứu chỉ ra rằng các chất màu ñó có tác dụng thay ñổi tính thấm của màng tế bào, làm tế bào phát triển không bình thường và ức chế sự phân chia tế bào Tuy nhiên, các chất này lại không có tác dụng ức chế ñối với S.Cerevisiae và Asp.Niger ðiều này cho thấy tác dụng của các chất màu có trong khoai lang tím trong việc ức chế các vi sinh vật gây bệnh mà không ảnh hưởng ñến khả năng lên men
2.3.5.2 Trong nước
Trong vài năm gần ñây, công nghệ chế biến các sản phẩm từ khoai lang ñă bắt ñầu ñược quan tâm Khoai lang ñược sử dụng làm lương thực cho người, thức
ăn chăn nuôi và làm nguyên liệu chế biến tinh bột, rượu, cồn, xi rô, nước giải khát,
bánh kẹo, mì, miến, phụ gia dược phẩm, màng phủ sinh học
Tuy nhiên các nghiên cứu về khoai lang tím còn rất hạn chế, mới ñây có một vài nghiên cứu như tác giả Thái Thị Ánh Ngọc (2011)nghiên cứu thành phần của chất màu anthocyanin chiết từ khoai lang tím Bằng phương pháp sắc ký lỏng ghép khối phổ ñã ñịnh danh ñược thành phần anthocyanin trong khoai lang tím gồm: muối clorua của pelargonidin, Cyanidin-3-O-p-coumarylglucoside và Cyanidin-3-O-glucoside
Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng ñến sự thay ñổi hàm lượng anthocyanin của khoai lang tím trong quá trình sản xuất bằng phương pháp sấy thăng hoa của Trương Thị Minh Hạnh và Lê Viết Triển (2009) Với việc tối ưu hóa hàm ña mục tiêu bằng phương pháp thoát ly khỏi vùng cấm, ñã xác ñịnh ñược các thông số tốt nhất cho quá trình sấy: nhiệt ñộ lạnh ñông – 600C, nhiệt ñộ sấy 450C và thời gian sấy 6 giờ, hàm lượng anthocyanin giữ ñược trong sản phẩm là cao nhất và ñộ ẩm
khoai lang tím sấy thấp nhất
2.3.6.Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang ở Việt Nam
Việt Nam là nước có diện tích trồng khoai lang ñứng hàng thứ 6 trên thế giới sau Trung Quốc, Uganda, Nigeria, Indonesia và Tanzania Năm 2010 với diện tích khoảng 150.800 ha, sản lượng ñạt 1.317.200 tấn hướng tới mục tiêu khoảng 2 triệu
ha, sản lượng khoai củ (quy khô) ñạt 40- 50 triệu tấn/năm, doanh thu mang lại cho nông dân trên 15 tỉ USD/năm Cùng với chuỗi sản phẩm công nghiệp giá trị cao mang tính chiến lược, khoai lang chế biến ñem lại doanh thu 30- 40 tỉ USD/năm,
Trang 28Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 18
trong ñó xuất khẩu khoảng 10 tỉ USD/năm, nâng tầm sản xuất khoai lang là sản phẩm nông nghiệp xanh trong cơ cấu nền nông nghiệp hàng hoá, phát triển bền vững của nước nhà.(FAOSTAT 2011)
Ở Việt Nam hiện nay trồng chủ yếu ba nhóm giống khoai lang chính là nhóm giống khoai lang năng suất củ tươi cao, chịu lạnh, ngắn ngày, thích hợp vụ ñông; Bên cạnh những giống khoai nội ñịa, trong nhiều năm qua, nước ta ñã nhập nhiều giống khoai lang từ nước ngoài, trong ñó có giống khoai lang tím Nhật Bản ñang ñược người dân khu vực ðồng bằng sông Cửu Long trồng với diện tích lớn Những năm gần ñây giống khoai này ñang phát triển rất rầm rộ cả về diện tích và sản lượng ñặc biệt ở hai huyện Bình Minh và Bình Tân thuộc tỉnh Vĩnh Long
Bảng 2.4 Diện tích khoai lang cả nước (tính ñến 15-03-2010)
Trang 29Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 19
Gạo là loại hạt có hàm lượng tinh bột cao và có thành phần hóa học thay ñổi tùy theo ñiều kiện khí hậu, ñất ñai, ñịa ñiểm gieo trồng và tùy theo các ñặc tính về giống cũng như chế ñộ nước Thành phần dinh dưỡng chính của gạo là gluxit chiếm
từ 70 – 80%, tập trung chủ yếu ở phần lõi của gạo Protein của gạo thấp hơn lúa mì
và ngô nhưng giá trị sinh học của gạo tốt hơn Ngoài ra, gạo còn là nguồn cung cấp chất khoáng và vitamin quan trọng, ñặc biệt là các vitamin nhóm B Trong công nghiệp chế biến, việc xay xát gạo quá kỹ làm giảm hàm lượng protein và vitamin ñáng kể (http://vi.wikipedia)
Trong sản xuất bột dinh dưỡng gạo cũng là một nguồn nguyên liệu quan trọng ñể tạo nên chất lượng của sản phẩm Gạo nếp có thành phần amylopectin cao, mặc dù không làm cho phôi ép nở to nhưng lại giúp cho sản phẩm có mùi thơm và
ñộ sánh tốt
2.4.2 ðậu xanh
ðậu xanh có tên khoa học là Phaseolus radiatus, thuộc họ ñậu Fabaceae
ðậu xanh là loại hạt có giá trị dinh dưỡng cao Protein của ñậu xanh có chứa ñầy ñủ các loại acid amin không thay thế Do ñó, các thực phẩm ñược chế biến từ ñậu xanh
có giá trị dinh dưỡng cao ñối với con người ðậu xanh là loại thức ăn nhiều calci, ít natri Người thường xuyên ăn ñậu xanh và chế phẩm của nó có tác dụng giảm huyết
áp Chất xơ trong ñậu xanh có tác dụng phòng ngừa xơ cứng ñộng mạch, bệnh cao huyết áp và phòng ngừa ñường huyết lên cao, do ñó có thể bảo vệ tốt tuyến tụy (http://vi.wikipedia)
2.4.3 ðậu tương
ðậu tương có tên khoa học là Glycine max L thuộc họ ñậu Fabaceae giàu
protein Cây ñậu tương là cây thực phẩm có hiệu quả kinh tế lại dễ trồng sản phẩm
từ cây ñậu tương ñược sử dụng rất ña dạng nhưu dùng trực tiếp hạt thô hoặc chế biến thành ñậu phụ, ép thành dầu ñậu nành, nước tương, làm bánh kẹo, sữa ñậu nành,…ñáp ứng nhu cầu ñạm trong khẩu phần ăn hàng ngày của người cũng như gia súc ðậu tương là loại hạt có thành phần dinh dưỡng cao So với các loại hạt khác ñậu tương ñược coi là nguồn cung cấp protein hoàn chỉnh vì chứa một lượng ñáng kể các acid amin không thay thế cần thiết cho cơ thể
Trang 30Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 20
Bên cạnh ñó, ñậu tương còn ñược coi là loại thuốc quý, là thực phẩm chức năng quan trọng, vì trong ñậu tương có chứa một số chất oxy hóa như flavonoid, acid chlorogenic, vitamin E,…Chất daidzein trong ñậu tương chiếm 14,9 - 207,1 mg%, có tác dụng kích thích hệ thống miễn dịch, phá hủy những chất có hại cho cơ thể Do ñó
có thể làm giảm nguy cơ ung thư Còn trong lipid của ñậu tương chứa nhiều acid béo không no có hệ số ñồng hóa cao, mùi vị thơm và chứa khoảng 2 - 3% phospholipids
có tác dụng ñiều hòa hệ tiêu hóa, chống táo bón tương tự như khi ăn rau quả ðặc biệt vitamin E trong ñậu tương có tác dụng cải thiện khả năng dung nạp glucose, chống oxy hóa và ngăn ngừa các biến chứng ở bệnh nhân ñái tháo ñường Ngoài ra trong ñậu tương còn có khá nhiều loại vitamin nhóm B, ñặc biệt là vitamin B1, chất khoáng…có tác dụng tốt trong việc chữa các bệnh về tim mạch và tiểu ñường (http://vi.wikipedia)
2.4.4.Vừng
Vừng có tên khoa học là Sesamum indium L Là loại cây ra hoa thuộc họ vừng Pedaliaceae Vừng có hàm lượng lipid khá cao (38 – 50%) nên thường ñược dùng ñể chế biến dầu thực vật Trong Lipid của vừng chứa 80% các acid béo không
no có tác dụng ñiều hòa cholesterol máu duy trì tính ñàn hồi của thành ñộng mạch
và huyết quản (http://vi.wikipedia) Vitamin E trong vừng có tác dụng chống oxy hóa, ngăn chặn sự phá hủy tế bào của các gốc tự do cải thiện tuần hoàn máu, phòng trị bệnh xơ vữa ñộng mạch và tai biến mạch máu não, ñiều hòa trung khu thần kinh
và dự phòng bệnh ñục thủy tinh thể (sức khỏe và ñời sống, 2011)
2.4.5 Sữa bột
Sữa là một trong những sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao nhất Trong sữa có ñầy ñủ tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết và dễ ñược cơ thể hấp thụ Ngoài các thành phần chính là protein, lactoza, lipit, muối khoáng còn có tất cả các loại vitamin chủ yếu, các enzym, các nguyên tố vi lượng không thể thay thế
Protein của sữa rất ñặc biệt, có chứa nhiều và hài hòa các axit amin cần thiết Hàng ngày mỗi người chỉ cần dùng 100g protein sữa ñã có thể thỏa mãn nhu cầu về axit amin Cơ thể người sử dụng protein sữa ñể tạo thành hemoglobin
dễ dàng hơn bất cứ protein của thực phẩm nào khác Mức ñộ tiêu hóa của protein sữa là 96 – 98%
Trang 31Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 21
Lipit của sữa giữ vai trò quan trọng trong dinh dưỡng Khác với các loại mỡ ñộng vật khác, mỡ sữa chứa nhiều nhóm axit béo khác nhau, chứa nhiều vitamin và
có ñộ tiêu hóa cao do có nhiệt ñộ nóng chảy thấp và chất béo ở dưới dạng các cầu
mỡ có kích thước nhỏ
Hàm lượng muối canxi và photpho trong sữa cao, giúp cho quá trình tạo thành xương và các hoạt ñộng của não Hai nguyên tố này ở dạng dễ hấp thụ, ñồng thời lại ở tỷ lệ rất hài hòa Cơ thể hấp thụ ñược hoàn toàn ðối với trẻ em, canxi của sữa là nguồn canxi không thể thay thế
Giá trị dinh dưỡng của ñường sữa (lactoza) không thua kém sacaraza Ngoài
ra, sữa là nguồn cung cấp tất cả các vitamin Sữa không những bổ mà còn có tác
dụng chữa bệnh, giải ñộc (Lâm Xuân Thanh, 2003)
Sữa bột ñược sử dụng hết sức rộng rãi với nhiều mục ñích khác nhau như: Sản xuất sữa hoàn nguyên dùng trong sản xuất bánh mì, bánh ngọt; sản xuất sôcôla; làm nguyên liệu ñể sản xuất sữa hỗn hợp cho trẻ em; sản xuất thức ăn cho người già…
2.5 Các phương pháp ổn ñịnh màu sắc nguyên liệu trong quá trình sơ chế
* Nguyên nhân gây biến màu :
+ Trong khoai lang chứa nhiều hợp chất polyphenol, cùng tồn tại trong nguyên liệu là enzym polyphenoloxidase Khi tiếp xúc với oxi không khí sẽ kích hoạt enzym polyphenoloxidase hoạt ñộng và xúc tác cho phản ứng oxi hóa các hợp chất polyphenol thành những hợp chất mới gây sẫm màu và tạo vị ñắng cho nguyên
liệu Từ ñó ảnh hưởng ñến chất lượng sản phẩm chế biến sau này (Bridle et al,
1997)
+ Do tính chất của thành phần anthocyanin là hợp chất không bền ở nhiệt ñộ cao và thời gian dài nên trong quá trình sơ chế, chế biến rất dễ bị phân hủy dẫn tới
sự biến màu của nguyên liệu khoai lang
* Theo ñó, các phương pháp thường ñược sử dụng nhằm ổn ñịnh màu sắc:
- Xử lý hóa chất: ðể chống biến màu do các phản ứng do enzim thường sử
dụng các chất chống oxy hóa (bao gồm cả muối và các ester của chúng) Ví dụ: acid ascorbic, acid xitric, acid limoic, Ngoài ra, NaCl cũng là một trong những tác nhân có tác dụng ức chế hoạt ñộng của hệ enzim polyphenoloxidase nên trong
Trang 32Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 22
một số trường hợp ñược sử dụng ñể hạn chế quá trình biến màu trong quá trình chế
biến (Bridle et al, 1997)
Axit xitric là axit thực phẩm có tác dụng chống oxy hóa, ñồng thời nó còn tạo muối với thành phần anthocyanin có trong khoai lang tím tạo phức có màu tím
ñỏ Hơn nữa theo các kết quả nghiên cứu cho thấy trong môi trường axit ñộ bền
của anthocyanin tăng lên ñáng kể (Ikuo Suda I Et al, 2003)
- Xử lý nhiệt: Do tác ñộng của nhiệt ñộ các enzym - với bản chất là protein sẽ
bị vô hoạt phần nào, ñồng thời dưới tác dụng của nhiệt sẽ tạo ñiều kiện thuận lợi cho các phản ứng tạo muối của thành phần anthocyanin nên có tác dụng ổn ñịnh
màu cho nguyên liệu (Bridle et al, 1997)
2.6 Một số công nghệ sử dụng trong sản xuất bột dinh dưỡng
2.6.1 Một số phương pháp làm chín nguyên liệu
Phương pháp luộc: Phương pháp luộc là phương pháp làm chín sản phẩm
bằng nước ở nhiệt ñộ 1000C trong thời gian thích hợp Ưu ñiểm của phương pháp này là làm vô hiệu hóa các phản ứng sinh lý sinh hóa, ñặc biệt là kìm hãm hoạt ñộng của hệ enzim oxy hóa (ñặc biệt là hệ enzim polyphenoxydaza) có trong nguyên liệu góp phần chống hiện tượng biến màu (xám, ñen) cho nguyên liệu
(Linda S Einbond et al, 2004) Ngoài ra, ñối với một số nguyên liệu có hàm lượng
tinh bột cao như các loại ngũ cốc, khoai lang thì phương pháp này còn giúp cho quá trình hồ hóa, ñường hóa xảy ra tạo cho nguyên liệu có trạng thái và chất lượng
sử dụng tốt hơn Tuy nhiên, phương pháp này lại có nhược ñiểm lớn nhất ñó là sẽ làm tổn thất một lượng không nhỏ chất hòa tan có trong nguyên liệu, ñặc biệt là các hoạt chất sinh học quý
Phương pháp hấp : là phương pháp sử dụng hơi nước bão hòa ở nhệt ñộ
cao (≥1000C) ñể làm chín sản phẩm Với phương pháp này sản phẩm không tiếp xúc trực tiếp với nước mà ñược làm chín bởi hơi nước ở nhiệt ñộ cao Nhiệt ñộ, thời gian hấp phụ thuộc vào ñặc ñiểm, cấu trúc, kích thước của nguyên liệu cần làm chín Có thể tiến hành làm chín nguyên liệu trong ñiều kiện nhiệt ñộ, áp suất bình thường, hoặc làm chín ở ñiều kiện nhiệt ñộ, áp suất cao trong thiết bị thanh trùng cao áp khi ñó nhiệt ñộ làm chín nguyên liệu có thể ñạt tới (1200C) Phương pháp này khắc phục ñược nhược ñiểm của phương pháp luộc do không bị tổn thất các
Trang 33Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 23
chất hòa tan và vi chất trong quá trình hấp, tuy nhiên nhược ñiểm của phương pháp này là sự tiếp xúc nhiệt của nguyên liệu và nguồn hơi không ñều nên không phù hợp
cho các loại nguyên liệu nhạy cảm nhiệt (Samuel A.M, 1992)
Phương pháp ép ñùn : Công nghệ ép ñùn là một quá trình chế biến thực
phẩm hiện ñại hoàn toàn không sử dụng nguồn năng lượng từ bên ngoài cung cấp
mà do ma sát nó tự sinh nhiệt xử lý các nguyên liệu ở nhiệt ñộ cao trong thời gian ngắn Nếu như các phương pháp chế biến thủ công khác phải làm chín từng loại thực phẩm riêng rẽ trong một hỗn hợp gồm nhiều chủng loại nguyên liệu thì ở ñây máy ép ñùn lại làm chín ñược cùng một lúc hỗn hợp các nguyên liệu ñã trộn sẵn, nhờ vậy tiết kiệm ñược thời gian, công sức và năng lượng từ ñó dẫn ñến việc hạ ñược giá thành sản phẩm Trong quá trình làm chín thực phẩm nhiệt ñộ có thể lên khá cao trong buồng ép khoảng 2000C, nhưng thời gian làm chín thực phẩm lại cực ngắn chỉ từ 5-15 giây Trong quá trình ép ñùn, các nguyên liệu có chứa tinh bột bị
hồ hóa Tuy nhiên cũng như tất cả các phương pháp khác, ép ñùn cũng có những hạn chế riêng của nó Các chất dinh dưỡng nhạy cảm với nhiệt hoặc các hoặc các hoạt chất sinh học quý như Lysine, anthocyanin, một số vitamin A, C, E trong quá trình ép ñùn bị phân hủy rất nhiều, hơn nữa với các nguyên liệu có hàm lượng ñường cao sẽ bị caramen hóa trong quá trình ép ñùng nên sẽ tạo cho sản phẩm có
màu sắc và hương vị kém, không ñặc trưng (Samuel A.M, 1992)
Ảnh hưởng của quá trình làm chín ñến chất lượng sản phẩm (Fellows P,
1998)
* Về dinh dưỡng
Trong quá trình làm chín, chất lượng sản phẩm giảm không nhiều Sự mất mát chất dinh dưỡng thường do hòa tan hơn là bị biến ñổi Các chất khoáng, vitamin cũng như một số các cấu tử hòa tan bị hoà tan trong nước chần
Lượng các cấu tử hòa tan phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Môi trường chất tải nhiệt (nước, hơi nước hay không khí nóng): quá trình hấp sẽ tổn thất chất hoà tan ít hơn luộc, tuy nhiên cấu tạo thiết bị phức tạp và chi phí tốn kém hơn
- Nhiệt ñộ, thời gian làm chín: Nhiệt ñộ càng cao, thời gian càng dài, sẽ tổn thất dinh dưỡng càng nhiều
Trang 34Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 24
* Về màu sắc
+ Màu chlorophyl
Chlorophyl thường tồn tại ở 2 dạng: chlorophyl A và chlorophyl B Trong ñó chlorophyl A tương ñối nhạy cảm với nhiệt hơn chlorophyl B Chlorophyl biến ñổi khi xử lý trong môi trường acid hoặc có oxy (chlorophyl có màu xanh biến ñổi thành pheophytin có màu vàng xanh – vàng olive)
+ Màu anthocyan
Trong nguyên liệu, anthocyan thường tồn tại ở dạng phức hợp leucoanthocyan Anthocyan là chất hòa tan trong nước Do ñó, không nên chần nguyên liệu chứa anthocyan trong môi trường có nhiều nước
+ Màu caroten
Caroten tương ñối bền nhiệt, vì vậy ít bị biến ñổi trong qua trình chần, hấp Mặt khác, trong quá trình tồn trữ, nguyên liệu ñược chần, hấp thì hàm lượng caroten lại ổn ñịnh hơn nguyên liệu không chần
biến thành pectin làm thay ñổi trạng thái của nguyên liệu
2.6.2 Các phương pháp sấy nguyên liệu
Bản chất của quá trình sấy (Nguyễn Văn May, 2009)
Sấy là một quá trình dùng nhiệt năng ñể làm hóa hơi một phần nước trong nguyên liệu Bản chất sấy là một quá trình không ổn ñịnh, ñộ ẩm của nguyên liệu thay ñổi theo không gian và thời gian
ðối với nông sản, hiện nay có nhiều phương pháp sấy như:
- Phương pháp sấy ñối lưu: Nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là nhiệt truyền từ tác nhân sấy ñến vật liệu bằng cách truyền nhiệt ñối lưu
Trang 35Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 25
- Phương pháp sấy bức xạ: Trong phương pháp sấy này nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy thực hiện bằng bức xạ từ một bề mặt nào ñó ñến vật sấy
- Phương pháp sấy tiếp xúc: Trong phương pháp này người ta cung cấp nhiệt cho vật sấy bằng cách cho tiếp xúc trực tiếp vật với bề mặt nguồn nhiệt
- Phương pháp sấy bằng ñiện trường dòng cao tần: Nhiệt cung cấp cho vật sấy nhờ dòng ñiện cao tần tạo nên ñiện trường cao tần trong vật làm vật nóng lên
- Phương pháp sấy thăng hoa: Sấy thăng hoa là phương pháp sấy bằng cách
hạ thấp nhiệt ñộ sản phẩm sấy xuống dưới ñiểm ñông lạnh (dưới -10oC) và ñược ñặt trong bình chân không có áp suất gần với áp suất chân không tuyệt ñối, khi ñó nước thoát ra khỏi sản phẩm sấy ở trạng thái rắn, tức là thăng hoa ẩm Mô hình hệ thống thiết bị sấy thăng hoa gồm 5 bộ phận: bình thăng hoa, bình ngưng của máy lạnh, máy nén của máy lạnh, ngưng-ñóng băng, bơm chân không Quá trình sấy thăng hoa gồm 3 giai ñoạn: giai ñoạn ñông lạnh, giai ñoạn thăng hoa và giai ñoạn sấy ẩm dư Sấy thăng hoa có ưu ñiểm giảm thời gian sấy xuống 3 lần, không ảnh hưởng lớn ñến giá trị dinh dưỡng và mùi vị sản phẩm, tuy nhiên chi phí năng lượng riêng cao hơn các phương pháp khác khoảng 50-60%
Các biến ñổi của nguyên liệu xảy ra trong quá trình sấy (Nguyễn Văn
May, 2009)
- Biến ñổi vật lý
Có hiện tượng co thể tích, khối lượng nguyên liệu giảm xuống do mất nước
Có sự biến ñổi cơ lý như: có hiện tượng biến dạng, hiện tượng co, …
- Biến ñổi hóa lý
Có hiện tượng khuếch tán ẩm: trong giai ñoạn ñầu của quá trình làm khô, ẩm khuếch tán từ bên ngoài vào trong vật liệu Quá trình này ñược thực hiện bởi sự khuếch tán của không khí bên trong các mao quản
- Biến ñổi hóa học
Tốc ñộ phản ứng hóa học có thể tăng lên do nhiệt ñộ vật liệu tăng như phản ứng phân hủy protein Ngoài ra, do hàm lượng nước giảm dần nên cũng có thể làm chậm ñi tốc ñộ của một số phản ứng thủy phân
Trang 36Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 26
- Biến ñổi sinh học
Trong giai ñoạn ñầu của quá trình làm khô nhiệt ñộ tăng dần và chậm, hàm
ẩm chưa giảm nhiều, tạo ñiều kiện hoạt ñộng tốt cho các hệ enzim gây ảnh hưởng xấu tới vật liệu ðến giai ñoạn sau do nhiệt ñộ tăng cao và hàm ẩm giảm dần nên hoạt ñộng của các hệ enzim bị giảm ðối với vi sinh vật: quá trình sấy có thể tiêu diệt một số vi sinh vật tồn tại trên bề mặt vật liệu Về mặt dinh dưỡng: sản phẩm sấy khô thường giảm giá trị dinh dưỡng, ñộ tiêu hóa, calo tăng do giảm lượng ẩm Vì thế, có thể sử dụng số lượng ít sản phẩm sấy khô mà vẫn ñủ lượng calo ðây là ñặc tính ưu việt của sản phẩm sấy khô
- Biến ñổi cảm quan
Màu sắc: sản phẩm sấy khô thường có màu sẫm, nâu ñỏ do phản ứng caramen,…Mùi: sản phẩm sau khi sấy khô thường bị mất mùi tự nhiên của nguyên liệu do bị phân hủy ở nhiệt ñộ cao Bên cạnh ñó, cũng có một số chất thơm mới hình thành
Vị: trong quá trình sấy nước bị bay hơi nên ñộ ẩm giảm ñi dẫn ñến hàm lượng chất khô tăng, làm tăng nồng ñộ của sản phẩm Trạng thái: một số sản phẩm thường làm tăng tính ñàn hồi, tính dai, giòn, sản phẩm bị co hoặc bị biến dạng trong quá trình sấy khô
2.7 Một số loại bao bì dùng trong ñóng gói thực phẩm
2.7.1 Màng ñơn
- PE : Là chất trùng hợp của Etylen, ñược sản xuất ñầu tiên ở Anh – 1933
(sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực bao gói vào những năm 50) và sử dụng nhiều nhất trong lĩnh vực bao gói
Mạch phân tử không có cực, không có nhóm thế nên ñộ bền cơ học bé, nhưng chịu ñược nhiệt ñộ thấp, không ñộc
Do PE có khoảng mềm dẻo rộng, ñồng thời ở nhiệt ñộ cao bị nóng chảy chậm nên khi làm kín bằng phương pháp hàn nóng tạo ra mối ghép khá bền và kín
PE chịu ñược tác ñộng của axit hữu cơ, vô cơ (trừ loại ñậm ñặc khả năng oxy hóa cao), các bazơ mạnh, cồn dưới 70o, không chịu Cl2, Br2 và I2 bị hấp thụ, ít chịu các dầu, hydrocácbon, xăng, bị phồng trong môi trương toluen, cacbontetraclorit (HDPE bền hơn so với LDPE ñặc biệt trong môi trường dầu, ẩm
Trang 37Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 27
PE thấm nhiều khí (O2, CO2, SO2) các mùi, nhưng ít thấm hơi nước HDPE
Trong công nghiệp người ta ñịnh nghĩa: lá kim loại có chiều dày từ 4.3-152
µm gọi là Foil Al-Foil là cuộn nhôm mỏng có chiều dày < 152 µm
Tính chất:
Bền hóa học: Al-Foil bền với các loại acid nhẹ tốt hơn so với kiềm nhẹ Khi tiếp xúc với nước có chứa các muối kiềm thì có thể bị ăn mòn ðộ bền cao với hầu hết các chất béo, dầu mỡ và các loại dung môi hưu cơ
Bền nhiệt ñộ: Không bị ảnh hưởng bởi sự thay ñội của nhiệt ñộ và ẩm ñộ Dễ
sử dụng trong quá trình tiệt trùng các bao bì có chứa các Al-Foil Tăng cường ñộ bền, tính mềm dẻo ở nhiệt ñộ thấp Ngăn cản ñược sự phá hủy của ánh sáng
Bền cơ học: Tuỳ thuộc vào lượng nguyên tố kim loại có chứa trong thành phần hợp kim cuả Al-Foil và mức ñộ xử lý nhiệt trong quá trình sản xuất Al-Foil
mà tạo cho Al-Foil có tính chất cơ học rất linh hoạt
Ngoài ra Al-Foil còn có các tính chất cơ bản ñược dùng trong bao bì mà các vật liệu khác không có ñược là : tính chống khí, ẩm và ánh sáng rất tốt; tính ổn ñịnh
ở nhiệt ñộ cao và thấp; dễ ñịnh hình
Công dụng: Dùng bao gói, trang trí Ghép với bao bì thuốc lá Kết hợp với
các màng ñể làm bao bì dược phẩm, thực phẩm cao cấp Dùng trong bao bì vô
trùng, nắp tô mì, kem, sữa chua (Trần Thanh Hà, Tạp chí In và Truyền thông,
2010)
2.7.2 Màng phức hợp
Màng nhựa phức hợp hay còn gọi là màng ghép là một loại vật liệu nhiều lớp
mà ưu ñiểm là nhận ñược những tính chất tốt của các loại vật liệu thành phần Người ta ñã sử dụng cùng lúc (ghép) các loại vật liệu khác nhau ñể có ñược một loại vật liệu ghép với các tính năng ñược cải thiện nhằm ñáp ứng các yêu cầu bao bì Khi ñó chỉ một tấm vật liệu vẫn có thể cung cấp ñầy ñủ tất cả các tính chất
Trang 38Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 28
như: tính cản khí, hơi ẩm, ñộ cứng, tính chất in tốt, tính năng chế tạo dễ dàng, tính hàn tốt… như yêu cầu ñã ñặt ra
Tính chất cuối cùng của một loại vật liệu nhiều lớp phụ thuộc nhiều vào những tính chất của các lớp thành phần riêng lẻ
Màng ghép thường ñược sử dụng rộng rãi làm nguyên liệu cho bao bì thực phẩm, dược phẩm… Sự hình thành màng ghép là việc kết hợp có chọn lựa giữa màng nguyên liệu ban ñầu, mực in, keo dán, nguyên liệu phủ… sử dụng các phương pháp gia công có nhiều công ñoạn, ña dạng
Về mặt kỹ thuật vật liệu ghép ñược ứng dụng thường xuyên, chúng ñạt ñược các yêu cầu kỹ thuật, các yêu cầu về tính kinh tế, tính tiện dụng thích hợp cho từng loại bao bì, giữ gìn chất lượng sản phẩm bên trong bao bì, giá thành rẻ, vô hại … Cấu trúc: Các polymer khác nhau ñược sử dụng tùy thuộc vào vai trò của chúng như là lớp cấu trúc, lớp liên kết, lớp cản, lớp hàn
Lớp cấu trúc: ñảm bảo các tính chất cơ học cần thiết, tính chất in dễ dàng và thường có cả tính chống ẩm Thông thường ñó là những loại nhựa rẻ tiền Vật liệu ñược dùng thường là LDPE, HDPE, EVA, LLDPE, PP (ñối với những cấu trúc mềm dẻo) và HDPS hay PD (ñối với cấu trúc cứng)
Các lớp liên kết: là những lớp keo nhiệt dẻo (ở dạng ñùn) ñược sử dụng ñể kết hợp các loại vật liệu có bản chất khác nhau
Các lớp cản: ñược sử dụng ñể có ñược những yêu cầu ñặc biệt về khả năng cản khí và giữ mùi Vật liệu ñược sử dụng thường là PET (trong việc ghép màng), nylon, EVOH và PVDC
Các lớp vật liệu hàn: thường dùng là LDPE và hỗn hợp LLDPE, EVA,… Một số loại màng phức hợp:
2 lớp: BOPP/PE; PET/PE; BOPP/PP; NY/PE
3 lớp: BOPP(PET)/PET (M)/PE; BOPP(PET)/Al/PE;
4 lớp: BOPP(PET)/PE/Al/PE; Giấy/PE/Al/PE;
5 lớp: PET/PE/Al/PE/LLDPE
(Trần Thanh Hà, Tạp chí In và Truyền thông, 2010)
Trang 39Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 29
PHẦN THỨ BA: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 ðối tượng và ñịa ñiểm
3.1.1 Nguyên vật liệu và thiết bị
- Sữa bột: sản xuất tại Úc
- Hương vanilin: sản xuất tại Pháp
- Premix: sản xuất tại Singapore
Bảng 3.1: Thành phần dinh dưỡng chính của các nguyên liệu
Trang 40Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 30
3.1.1.3 Thiết bị
- Máy ép ñùn EX80A: Máy hoạt ñộng dựa vào lực ép bên trong xi lanh và sự
sinh nhiệt do ma sát giữa trục ép và xi lanh ép ñể tạo ra hình và làm chín sản phẩm Năng suất máy ép từ 100kg/h – 130kg/h
- Tủ sấy MEMMER
- Máy nghiền bột M250 là máy nghiền tơi dạng búa Búa ñược gắn trên các
ñĩa, dựa vào lực cắt, lực va ñập của búa nghiền với phôi nghiền ñể nghiền nhỏ nguyên liệu Năng suất máy phụ thuộc vào bản chất nguyên liệu ñem nghiền
- Máy rang R600: Máy rang dùng nhiệt từ bếp ñốt bằng gas ñể làm chín
nguyên liệu bên trong thùng Năng suất máy 30 – 60 kg/mẻ
- Máy bóc vỏ H100: Máy làm việc dựa vào sự va ñập, chà sát giữa nguyên
liệu với hai ñĩa Năng suất máy 50kg/h
- Nồi hấp áp lực KT – 23
- Máy phân tích ñộ ẩm MB45
- Máy trộn
3.1.2 ðịa ñiểm nghiên cứu
Bộ môn bảo quản và chế biến – Viện Nghiên cứu Rau quả, Trâu Quỳ - Gia Lâm – Hà Nội
3.2 Nội dung nghiên cứu
3.2.1 Nghiên cứu các thông số công nghệ trong công ñoạn xử lý nhằm ổn ñịnh màu sắc và hàm lượng anthocyanin trong quá trình chế biến
Xác ñịnh các thông số nồng ñộ và thời gian ngâm xử lý nguyên liệu với dung dịch axit xitric Thông số khảo sát với nồng ñộ axit xitric từ 0,1 – 0,5%, thời gian ngâm từ 5 – 20 phút
3.2.2 Nghiên cứu xác ñịnh phương pháp và các thông số công nghệ của công ñoạn làm chín khoai lang tím cho mục ñích chế biến bột dinh dưỡng
- Xác ñịnh phương pháp làm chín thích hợp cho khoai lang tím thông qua ñánh giá chất lượng khoai lang tím sau khi làm chín với phương pháp làm chín trong nước nóng (luộc) và làm chín bằng hơi nước nóng (hấp)
- Xác ñịnh các thông số công nghệ của phương pháp làm chín về nhiệt ñộ và thời gian làm chín Nhiệt ñộ khảo sát là 1000C và 1200C, thời gian từ 5-20 phút