Sự khác nhau cơ bản giữa tinh bột của hạt lúa và tinh bột của củ khoai mì

Sự khác nhau cơ bản giữa tinh bột của hạt lúa và tinh bột của củ khoai mì

LỜI MỞ ĐẦU

Lương thực giữ một vai trò rất quan trọng trong đời sống của con người Trên 75%năng lượng hằng ngày của cơ thể người là do lương thực cung cấp mà cụ thể ở đây là tinhbột

Mặc khác sản xuất lương thực là ngành quan trọng nhất của nông nghiệp Việt Nam.

Lúa là cây lương thực quan trọng nhất, chiếm diện tích gieo trồng lớn nhất Cây lươngthực quan trọng thứ hai là ngô đang có xu hướng tăng ở Đồng bằng sông Hồng, Đồngbằng sông Cửu Long, Tây Nguyên và Duyên hải miền Trung Cây lương thực quan trọngthứ ba là cây khaoi mì (sắn) đang có xu hướng tăng ở vùng Đông Nam Bộ, Tây Nguyên,vùng núi và trung du Bắc Bộ Cây lương thực quan trọng thứ tư là khoai lang có xuhướng giảm ở hầu hết các vùng Những cây lương thực, thực phẩm lấy củ và lấy hạt khác(như khoai tây, khoai môn, khoai mỡ, dong riềng, hoàng tinh cao lương, lúa mì, lúa miến,lúa mạch) chiếm tỷ trọng không nhiều

Điều đó chứng tỏ ngoài lúa gạo ra chúng ta còn có một nguồn tinh bột vô cùng lớn vàphong phú đó là các loại cây lấy củ

Qua bài viết nhóm chúng tôi muốn cung cấp cho tất cả chúng ta một số thông tincũng như kiến thức về các loại cây lương thực nói chung và một vài loại củ nói riêng, qua

đó chúng ta sẽ xem xét sự khác nhau cơ bản giữa tinh bột của hạt lúa và tinh bột của củkhoai mì

1 Giới thiệu một số củ chứa tinh bột

Cây khoai tây tên khoa học là Solanum tuberosum L Khoai tây là loài cây nông

nghiệp ngắn ngày, trồng lấy củ chứa tinh bột, là loại cây trồng lấy củ rộng rãi nhất thếgiới

Giới

(regnum): Plantae

Bộ (ordo): Solanales

Họ (familia): Solanaceae Chi (genus): Solanum Loài (species): S.

tuberosum

Khoai tây được trồng từ lâu đời ở Nam Mỹ và được đưa vào Châu Âu từ thế kỷ XVI

Ở nước ta, người Pháp đem vào trồng ở nước ta vào cuối thế kỷ XIX Ngày nay, khoaitây được trồng rộng rải trong vụ đông ở các tỉnh phía Bắc; các vùng núi cao ở miền Bắc

và cả ở miền Nam (Lâm Đồng) Ở nước ta, giống khoai tây ruột vàng là giống trồng phổbiến hiện nay đã được chọn lọc, nhân và giữ giống từ lâu nay Khoai tây là cây trồng lấy

củ làm lương thực cho con người, cũng như lúa mì, ngô, gạo và lúa mạch

Khoai tây là loài cây nông nghiệp ngắn ngày, trồng rộng rãi trên thế giới và là loạicây trồng phổ biến thứ 4 về mặt sản lượng tươi, xếp sau lúa, lúa mì và ngô

1.1.1 Lịch sử phát triển

Khoai tây có nguồn gốc từ Peru, được trồng phổ biến ở Nam Mỹ như một loại lươngthực chính Hiện tại người ta cho rằng khoai tây đã được du nhập vào châu Âu vàokhoảng thập niên 1570 (sau chuyến hành trình đầu tiên của Columbus vào năm 1492) vàsau đó nó đã được những người đi biển châu Âu đưa đến các lãnh thổ và các cảng trênkhắp thế giới khi chế độ thực dân châu Âu mở rộng vào thế kỷ 17 và 18 Có hàng ngànloài và dưới loại khoai tây được tìm thấy ở vùng Andes, nơi đó người ta có thể tìm thấyhơn một trăm loài khoai tây ở một thung lũng, mỗi hộ nông dân có thể tích trữ tới mườimấy thứ khoai tây

Nhưng trong các thập kỷ cuối của thế kỷ 20, việc mở rộng diện tích trồng trọt khoaitây lớn nhất lại là ở châu Á, nơi có khoảng 8% số lượng khoai tây trên thế giới đượctrồng Kể từ khi Liên Xô bị giải tán, Trung Quốc đã trở thành quốc gia sản xuất khoai tây

Cây khoai tây ở Việt Nam

Năm 1890, người Pháp đem hạt khoai tây trồng thử ở nước ta Do khoai tây dễ trồng,

củ ăn ngon, nó mau chóng được trồng ở nhiều địa phương Khoai tây do người Phápmang đến và phổ biến cách trồng nên nhân dân ta gọi loại củ đó là “khoai tây”

Hiện nay, khoai tây được trồng chủ yếu ở đồng bằng sông Hồng và Đà Lạt-LâmĐồng và một vài tỉnh thành khác

Hình 1.1 Thu hoạch khoai tây Hình 1.2 Củ khoai tây

1.1.2 Đặc điểm

Đặc tính sinh học

 Đời sống của cây khoai tây có thể chia thành 4 thời kì: ngủ, nẩy mầm, hình thànhthân củ và thân củ phát triển

 Rễ khoai tây phân bố chủ yếu ở tầng đất sâu 30cm

 Thân cây khoai tây là loại thân bò, có giống có thân đứng Thân dài 50-60 cm.Trên thân có thể mọc các nhánh

 Lá kép gồm 1 số đôi lá chét, thường là 3-4 đôi

 Hoa màu trắng, phớt tím, có 5-7 cánh hoa lưỡng tính, tự thụ phấn

 Cây con sau khi mọc khỏi mặt đất 7-10 ngày thì trên các đốt đoạn thân, nằm trong

này phát triển được dồn về tập trung ở đầu mút, ở đây thân phình to dần lên vàphát triển thành củ Trên thân củ có nhiều mắt.

Hình 1.3: Cây khoai tây

Thời vụ: Đây là loại cây thích nghi trong điều kiện ngày ngắn (độ dài ngày khoảng

12 giờ) Mật độ chiếu sáng trên 18 giờ thì cây không cho củ, mật độ chiếu sáng 10 giờ thìcây cho củ tốt nhất, điều này chứng tỏ rằng ánh sáng giữ vai trò quan trọng đối với khảnăng tích luỹ tinh bột Chế độ nhiệt thích hợp cho sinh trưởng của khoai tây là 20-22oC,cho quá trình phát dục của khoai tây là 16-18oC Không chỉ năng suất củ cao trong thờigian ngắn (85-105 ngày) mà còn góp phần tích cực vào việc cải tạo cơ bản tính chất củađất trồng, phá vỡ thế độc canh của cây lúa nước Do đó khoai tây được trồng luân canhvới nhiều loại cây khác như : lúa mùa sớm-khoai tây- lúa xuân…

Cấu tạo củ:

Hình 1.4: Củ khoai tây

Khoai tây có lớp vỏ ngoài là một lớp da mỏng bảo vệ củ và lớp vỏ trong mềm, khótách ra khỏi ruột củ Giữa lớp vỏ trong củ có các mô tế bào mềm và hệ thống dẫn dịch củ.Các mô này chứa ít tinh bột Lớp bên trong của vỏ tiếp giáp với các ruột củ là hệ thốngmàng bao quanh tạo nên sự phân lớp giữa vỏ và ruột củ

Bảng 1.1 Sự phân bố các chất trong củ khoai tây (%)

[Nguồn: Bảng Sự phân bố các chất trong củ khoai tây (%) Bùi Đức Hợi, Kỹ Thuật Chế Biến Lương Thực - tập 2, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội]

Thành phần hóa học củ khoai tây dao động trong khoảng khá rộng tùy thuộcgiống, chất lượng giống, kỹ thuật canh tác, đất trồng, khí hậu,

Bảng 1.2 Thành phần hóa học trung bình của khoai tây (%)

NướcChất khôTinh bộtNitrogenChất xơ TroLipid Các chất khác

75,025,018,52,11,10,90,22,2

[Nguồn: Bảng Thành phần hóa học trung bình của khoai tây (%) Bùi Đức Hợi, Kỹ Thuật Chế Biến Lương Thực - tập 2, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội]

70,429,623,71,480,07

69,730,324,71,410,08

70,429,623,91,480,08

71,328,723,01,040,11

72,927,121,31,80,18

76,323,718,12,00,16

Trong tất cả các bộ phận của cây đều có chất solanine, đây là một glucosid độc Chấtnày đặc biệt có nhiều trong phần xanh của cây, nếu củ mọc mầm xanh thì các mầm nàyrất độc

Chất độc này phân bố không đều: ở vỏ củ thường nhiều hơn ruột củ (trung bìnhsolanine trong ruột củ có khoảng 0,04 - 0,07g và trong vỏ là 0,30 - 0,55g/kg), và đặc biệt

là khoai tây mọc mầm, lúc mọc mầm là thời kỳ chứa nhiều solanine nhất, có thể đến1,34g/kg

Triệu chứng ngộ độc solanine nhẹ là đau bụng, tiêu chảy Ngộ độc nặng hơn có hiệntượng giãn đồng tử, liệt nhẹ hai chân Gây tử vong khi hệ thần kinh trung ương bị tê liệtkhiến cho trung tâm hô hấp không được hoạt động và ngừng tim do tổn thương cơ tim.Với liều lượng 0,2 - 0,4g/kg thể trọng có thể gây chết người

Để tránh ngộ độc, khi dùng khoai tây cần chọn khoai chắc, vỏ mịn không đốm vết vànặng so với kích thước Tránh loại khoai đã mọc mầm, nhũn, hoặc có những mảng xanh.Những vệt xanh đó cho hay sự có mặt của solanine

1.1.4 Giá trị

Khoai tây ngoài giá trị là lương thực, thực phẩm còn có tác dụng chữa được một sốbệnh Khoai tây luộc chín là một loại thuốc dân gian Nga để chữa một số bệnh về tim.Nước ép khoai tây có tác dụng chữa bệnh cường toan acid dạ dày và làm co bóp nhuđộng của ruột Bột khoai tây được dùng trong bệnh viêm dạ dày tá tràng và chống nhiễmđộc Khoai tây sống thái mỏng, làm thuốc cao dán trên các vết thương, bỏng và eczema

Có nơi nhân dân dùng vỏ khoai tây sắc uống chữa đau bụng và dùng vỏ củ khoai tây luộcbóc ra đắp vết bỏng cũng chóng lành Nhân dân còn dùng hơi nóng nước khoai tây luộc

để xông hít chữa các bệnh nhiễm trùng đường hô hấp

Ở Phi châu (Tuynidi) người ta dùng khoai tây làm thuốc đắp ở đầu và trán trongtrường hợp say nắng và để làm hạ sốt Người ta cũng dùng đắp trị bỏng độ 1 Hoa khoaitây dùng pha nước uống làm hạ huyết áp Solanine trong Khoai tây cũng có tác dụngchống dị ứng và làm thuốc giảm đau

Khoai tây chiên là một sản phẩm được sử dụng rất phổ biến trên thế giới, sản lượnghàng năm rất cao

1.2.1 Lịch sử phất triển

Khoai lang (Ipomea Batatas) thuộc chi Ipomoea, họ Convolvulaceae có mặt ở Trung

Mỹ vào những năm 2600 đến 1000 trước Công Nguyên, nó được phổ biến rất sớm trongkhu vực này, bao gồm cả khu vực Caribe Nó cũng đã được biết tới trước khi có sự thámhiểm của người phươg Tây tới Polynesia, sau đó nó phổ biến sang các nước khác ở châu

Âu như Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, châu Á như Ấn Độ, Trung Quốc, Philippin,Indonesia, Việt Nam

Ngày nay, khoai lang được trồng rộng khắp trong các khu vực nhiệt đới và ôn đới ấmvới lượng nước đủ để hỗ trợ sự phát triển của nó Ở Việt Nam khoai lang trồng rất phổbiến, trước đây chủ yếu ở đồng bằng các vùng đất bãi ven sông, nay khoai lang đã đượctrồng nhiều cả các vùng đồi, trung du từ Bắc vào Nam

Khoai lang có nhiều loại:

- Căn cứ vào màu vỏ: vỏ đỏ hoặc vỏ vàng

- Căn cứ vào màu ruột khoai: ruột trong, ruột vàng hay ruột tím

Ở Việt Nam có nhiều giống khoai lang khác nhau như:

1 Giống khoai lang củ to, vỏ trắng, ruột trắng hoặc vàng sẫm, nhiều bột

2 Giống khoai lang bí, củ dài vỏ đỏ, ruột vàng tươi

3 Giống khoai lang nghệ, củ dài, vỏ đỏ ruột vàng

4 Giống khoai khoai lang ngọc nữ vỏ tím, ruột tím

5 Ở Đà Lạt có giống khoai lang đặc sản vỏ đỏ thịt vàng

6 Giống Khoai lang Lệ Cần, Gia Lai, vỏ đỏ thịt vàng nghệ

7 Các giống khoai lang nhập nội: khoai lang tím từ Nhật Bản, Trung Quốc với chất lượng củ cao để xuất khẩu củ

1.2.2 Đặc điểm

Cây khoai lang

Khoai lang là loài cây thân thảo dạng dây leo sống lâu năm, có các lá mọc so le hìnhtim hay xẻ thùy chân vịt, các hoa có tràng hợp và kích thước trung bình Rễ củ ăn được

có hình dáng thuôn dài và thon, lớp vỏ nhẵn nhụi có màu từ đỏ, tím, nâu hay trắng Lớpcùi thịt có màu từ trắng, vàng, cam hay tím

-Thân: Cây thân thảo bò, dài 2-3m, có thể dài 4-5m cho đến 7m nếu cho mọc tự nhiên,

thân phát triển thành nhiều nhánh

-Rể: Rể phình thành củ tròn dài, màu đỏ, trắng, vàng hay tím Lớp cùi thịt có màu từ

trắng, vàng, cam hay tím Trên đốt thân có rể khí sinh, khi chạm đất các rể này phát triển thành rể dinh dưỡng

-Lá: Lá có nhiều dạng, các lá mọc so le, thường là hình tim xẻ 3 thùy sâu hay cạn, có

cuống dài

-Hoa: Cụm hoa xim ít hoa ở đầu cành hay nách lá Hoa hình phễu màu tím nhạt, trắng

hay vàng Khoai lang ít khi ra hoa nếu khoảng thời gian ban ngày vượt quá 11 giờ

Củ khoai lang

Cấu tạo gồm 3 phần: vỏ ngoài, vỏ cùi, thịt củ

-Vỏ ngoài: Mỏng, chiếm 1% trọng lượng củ, gồm những tế bào có chứa sắc tố làm cho

vỏ khoai có màu sắc khác nhau, cấu tạo chủ yếu là cellulose và hemillulose Tác dụnglàm giảm các tác động từ bên ngoài, hạn chế sự thất thoát hơi nước trong quá trình bảoquản

-Vỏ cùi:Chiếm 5-12%, gồm nhửng tế bào chứa tinh bột, nguyên sinh chất và dịch thể.

Hàm lượng tinh bột ở vỏ cùi ít hơn thịt củ

-Thịt củ: Gồm nhiều tế bào màng mỏng Giữa các tế bào có nhiều ống mau dẫn, là nơi

chứa nhiều nước, dễ bị biến chất, bị vi sinh và bọ hà phá hại

Trên củ có từ 10 đến 100 mắt, là đường hô hấp chủ yếu của củ khoai và là nơi sinh ra cácloại bệnh Khoai tốt có ít mắt và mắt nông

Khoai tốt có ít mắc và mắc nông Khoai có nhiều mắc không tốt, dễ mọc mầm, biếnchất, thối nhũ… Tinh bột của khoai lang là những hạt có hình đa diện, có kích thước từ 5

- 35µ Hàm lượng trong khoai lang phụ thuộc vào nhiều điều kiện: canh tác, lai giống,tinh bột thường chứa 17 – 24% so với trọng lượng củ Khi khoai lang chín, không nhữngluọng tinh bột tăng lên mà thể tích và trọng lượng của từng hạt tinh bột cũng tăng lên.Ngược lại, khoai lang chưa chín thì lượng tinh bột, kích thước và trọng lượng hạt tinh bộtcũng nhỏ,hàm lượng photpho và tro cũng thấp

% Amilose theo tinh bột

Hàm lượng tinh bột trong khoai lang phụ thuộc vào nhiều điều kiện: canh tác, laigiống, tinh bột thường chứa 17 – 24% so với trọng lượng củ

Khi khoai lang chín, không những lượng tinh bột tăng lên mà thể tích và trọng lượngcủa từng hạt tinh bột cũng tăng lên Ngược lại, khoai lang chưa chín thì lượng tinh bột,kích thước và trọng lượng hạt tinh bột cũng nhỏ,hàm lượng photpho và tro cũng thấp.Tinh bột khoai lang chứa 13 – 23% là amyloza và 77 – 78% là amylopectin Hàmlượng amylopectin có liên đến hàm lượng photpho, do đó có ảnh hưởng đến độ dính củatinh bột khi hồ hóa

Trong thời gian bảo quản, lượng đường trong khoai lang tăng đáng kể, có khi tăng 7– 8% so với trọng lượng củ Đường trong khoai lang chủ yếu là đường glucoza, fructoza,saccaroza và maltoza Chất pentozan trong khoai lang chiếm 1,02 – 1,08% so với trọnglượng khoai tươi, hoặc 3,2 – 4% so với trọng lượng khoai nhỏ Lượng pentozan thườngtập trung ở vỏ và càng vào trong ruột củ càng ít Chính chất pentozan sẻ ảnh hưởng trựctiếp đến hàm lượng furfurol có trong sản phẩm rượu.

Chất pectin trong khoai chiếm 0,23 – 0,37% so với trọng lượng củ Chất pectin ởgiữa của các tế bào và là chất nhựa dính Pectin ảnh hưởng không tốt đến quá trình hồhóa và làm tăng độ dính của khối nấu, đồng thời nó là một trong những nguyên nhân tạo

ra nhiều rượu metylic khi sản xuất rượu từ khoai lang

Trong thời gian bảo quản khoai, lượng pectin giảm xuống gần 1/3, đồng thờiprotopectin và pectin ở lưới tế bào và chuyển thành pectiin hòa tan Chất có nitơ chiếmkhoảng 1,6 – 1,75% so với trọng lượng củ chủ yếu là protit, còn lại là axit amin (0,11%),amoniac(0,003%) và amit (0,007%) Chất tro chiếm khoảng 1,6 – 1,7% so với trọng lượng

củ, trung bình 1,1%, trong đó đa số là K2O và P2O5 khoảng 75% chất tro hòa tan trongnước

1.3.1 Lịch sử phát triển

Dong riềng (Canna edulis Ker) là cây thân thảo, thuộc họ Cannaceae có nguồn gốcphát sinh từ Peru Nam Mỹ Nam Mỹ là trung tâm đa dạng của dong riềng nhưng Châu Á,Châu Úc, Châu Phi là nơi sử dụng dong riềng nhiều nhất Theo thống kê chưa đầy đủ,diện tích dong riềng trên thế giới ước tính khoảng 200-300 nghìn ha Năng suất bình quânđạt khoảng 30 tấn/ha

Ở Việt Nam dong riềng được du nhập vào thế kỉ XIX Năm 1898 người Pháp đãtrồng thử dong riềng ở nước ta nhưng dừng lại vì chưa chế biến được

Châu Phi là châu lục có sản lượng và diền tích dong riềng lớn nhất thế giới với năngsuất trung bình 30 tấn/ha Ở Việt Nam, dong riềng được trồng với diện tích khoang30.000 ha, sản xuất hằng năm gần 300.000 tấn củ tươi Dong riềng có sức sống mạnh, có

khả năng thích nghi cao với điều kiện ngoại cảnh, chống đỡ sâu bệnh tốt nhưng chịu úngkém, thường được trồng ở những chân ruộng hạn, đất dốc Củ dong riềng chủ yếu dùngtrong sản xuất tinh bột, miến Các tỉnh trồng nhiều dong riềng trước đây là Hà Tây, SơnTây, Đồng Nai, Huế Gần đây một số địa phương khác cũng phất triển cây dong riềngnhư Nghệ An, Tuyên Quang, Hưng Yen… Ở miền Bắc nước ta dong riềng thường đượctrồng từ tháng 2 đến tháng 11 thu hoạch để ăn củ tươi có thể sau 6 đến 8 tháng, nhưng đểkhai thác tinh bột thì sau khi trồng 1 đến 1,5 năm là tốt nhất.

củ có những mầm có thể phát triển thành nhánh Nhánh của củ có thể chia thành cácnhánh cấp 1 đến cấp 3 Vỏ của thân củ có màu biến động từ trắng đến vàng kem và hồngtía Kích thước củ biến động khá lớn tùy thuộc vào điều kiện chăm bón

Giải phẩu thân rễ cho thấy ngoài cùng của củ là biểu bì gồm những tế bào dẹt, tiếp lànhu mô và bên trong có những bó cương mô và những bó mạch dẫn, mạch rây (libe) và

gỗ Những tế bào nhu mô ở đây chứa một số hạt tinh bột Vào trong nữa là lớp trụ bì vàtrong cùng là lớp nhu mô chứa nhiều tinh bột

1.3.3 Phân loại

Cây dong riềng, loài Canna edulis ker thuộc chi ngài hoa (canna), họ chuối hoa(Cannaceae)