BÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH HẤP VÀ SẤY ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM BỘT KHOAI LANG TÍM

Trần Thị Tửu, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Khảo sát quá trình sấy ảnhhưởng đến chất lượng sản phẩm bột khoai lang tím ”.. Củ khoai lang có chứa nhiều chất dinh dưỡng như tinh bột, các

TR TRƯỜ ƯỜ ƯỜNG NG NG ĐẠ ĐẠ ĐẠIIII H H HỌ Ọ ỌC C C NGUY NGUY NGUYỄ Ễ ỄN N N T T TẤ Ấ ẤT T T TH TH THÀ À ÀNH NH KHOA KHOA C C CÔ Ô ÔNG NG NG NGH NGH NGHỆ Ệ Ệ H H HÓ Ó ÓA A A H H HỌ Ọ ỌC C C V V VÀ À À TH TH THỰ Ự ỰC C C PH PH PHẨ Ẩ ẨM M

B BỘ Ộ Ộ M M MÔ Ô ÔN N N C C CÔ Ô ÔNG NG NG NGH NGH NGHỆ Ệ Ệ TH TH THỰ Ự ỰC C C PH PH PHẨ Ẩ ẨM M

B

BÁ Á ÁO O O C C CÁ Á ÁO O O KH KH KHÓ Ó ÓA A A LU LU LUẬ Ậ ẬN N N T T TỐ Ố ỐT T T NGHI NGHI NGHIỆ Ệ ỆP P

KH KHẢ Ả ẢO O O SSSSÁ Á ÁT T T QU QU QUÁ Á Á TR TR TRÌÌÌÌNH NH NH H H HẤ Ấ ẤP P P V V VÀ À À SSSSẤ Ấ ẤY Y Y Ả Ả ẢNH NH NH H H HƯỞ ƯỞ ƯỞNG NG NG ĐẾ ĐẾ ĐẾN N

CH CHẤ Ấ ẤT T T L L LƯỢ ƯỢ ƯỢNG NG NG SSSSẢ Ả ẢN N N PH PH PHẨ Ẩ ẨM M M B B BỘ Ộ ỘT T T KHOAI KHOAI KHOAI LANG LANG LANG T T TÍÍÍÍM M

Sinh Sinh vi vi viêêêên: n: n: Hu Hu Huỳ ỳ ỳnh nh nh Tu Tu Tuấ ấ ấn n n Hi Hi Hiệệệệp p 1311522080

H Hồ ồ ồ Th Th Thịịịị Kim Kim Kim Ph Ph Phụ ụ ụng ng 1311521946

L Lớ ớ ớp: p: p: 13CTP02 13CTP02

TP.HCM, TP.HCM, Th Th Thá á áng ng ng 01/2016 01/2016

TR TRƯỜ ƯỜ ƯỜNG NG NG ĐẠ ĐẠ ĐẠIIII H H HỌ Ọ ỌC C C NGUY NGUY NGUYỄ Ễ ỄN N N T T TẤ Ấ ẤT T T TH TH THÀ À ÀNH NH KHOA KHOA C C CÔ Ô ÔNG NG NG NGH NGH NGHỆ Ệ Ệ H H HÓ Ó ÓA A A H H HỌ Ọ ỌC C C V V VÀ À À TH TH THỰ Ự ỰC C C PH PH PHẨ Ẩ ẨM M

B BỘ Ộ Ộ M M MÔ Ô ÔN N N C C CÔ Ô ÔNG NG NG NGH NGH NGHỆ Ệ Ệ TH TH THỰ Ự ỰC C C PH PH PHẨ Ẩ ẨM M

B

BÁ Á ÁO O O C C CÁ Á ÁO O O KH KH KHÓ Ó ÓA A A LU LU LUẬ Ậ ẬN N N T T TỐ Ố ỐT T T NGHI NGHI NGHIỆ Ệ ỆP P

KH KHẢ Ả ẢO O O SSSSÁ Á ÁT T T QU QU QUÁ Á Á TR TR TRÌÌÌÌNH NH NH H H HẤ Ấ ẤP P P V V VÀ À À SSSSẤ Ấ ẤY Y Y Ả Ả ẢNH NH NH H H HƯỞ ƯỞ ƯỞNG NG NG ĐẾ ĐẾ ĐẾN N

CH CHẤ Ấ ẤT T T L L LƯỢ ƯỢ ƯỢNG NG NG SSSSẢ Ả ẢN N N PH PH PHẨ Ẩ ẨM M M B B BỘ Ộ ỘT T T KHOAI KHOAI KHOAI LANG LANG LANG T T TÍÍÍÍM M

Sinh Sinh vi vi viêêêên: n: n: Hu Hu Huỳ ỳ ỳnh nh nh Tu Tu Tuấ ấ ấn n n Hi Hi Hiệệệệp p 1311522080

H Hồ ồ ồ Th Th Thịịịị Kim Kim Kim Ph Ph Phụ ụ ụng ng 1311521964

L Lớ ớ ớp: p: p: 13CTP02 13CTP02

GVHD GVHD Ths Ths Ths L L Lêêêê Th Th Thịịịị Th Th Thêêêêm m

TP.HCM, TP.HCM, Th Th Thá á áng ng ng 01/2016 01/2016

L LỜ Ờ ỜIIII C C CẢ Ả ẢM M M Ơ Ơ ƠN N

Được sự phân công của Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm Trường ĐạiHọc Nguyễn Tất Thành và sự đồng ý của giảng viên hướng dẫn ThS Lê Thị Thêm,PGS.TS Trần Thị Tửu, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Khảo sát quá trình sấy ảnhhưởng đến chất lượng sản phẩm bột khoai lang tím ”

Để hoàn thành khoá luận này Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đãtận tình hướng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và rèn luyện ởTrường Đại học Nguyễn Tất Thành

Xin chân thành cảm ơn cô ThS Lê Thị Thêm đã tận tình, chu đáo hướng dẫntôi thực hiện khoá luận này

Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất Song dobuổi đầu mới làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực tế sản xuấtcũng như hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi những thiếusót nhất định mà bản thân chưa thấy được Tôi rất mong được sự góp ý của quý Thầy,

Cô giáo và các bạn cùng khóa để khoá luận được hoàn chỉnh hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

T TÓ Ó ÓM M M T T TẮ Ắ ẮT T T LU LU LUẬ Ậ ẬN N N V V VĂ Ă ĂN N

Khoai lang là cây lương thực đứng hàng thứ năm trên thế giới sau cây lúa, lúamì,bắp và sắn Củ khoai lang có chứa nhiều chất dinh dưỡng như tinh bột, các hàmlượng kim loại nặng đều dưới mức giới hạn của Bộ y tế, đặc biệt trong khoai lang tím

có chứa hàm lượng anthocyanin

Công nghệ sấy đối lưu là một trong những công nghệ tiên tiến, phù hợp với việcchế biến và bảo quản khoai lang tím Sau khi sấy có thể giữ lại những đặc tính củakhoai lang, nhất là hàm lượng chất màu anthocyanin mà khoai lang tím đem lại Đểsản phẩm đạt yêu cầu về chất lượng lẫn giá thành, đề tài nghiên cứu khảo sát chủ yếucác yếu tố: nhiệt độ, thời gian nhằm mục đích tối ưu hóa quy trình sản xuất bột khoailang tím

- Xác định rõ các thông số kĩ thuật: nhiệt độ sấy, thời gian sấy, độ ẩm của sản phẩm

NH NHẬ Ậ ẬN N N X X XÉ É ÉT T T C C CỦ Ủ ỦA A A GI GI GIÁ Á ÁO O O VI VI VIÊ Ê ÊN N N H H HƯỚ ƯỚ ƯỚNG NG NG D D DẪ Ẫ ẪN N

GI GIÁ Á ÁO O O VI VI VIÊ Ê ÊN N N H H HƯỚ ƯỚ ƯỚNG NG NG D D DẪ Ẫ ẪN N

(ký ghi rõ họ tên)

MỤ Ụ ỤC C C L L LỤ Ụ ỤC C

Danh sách bảng i

Danh sách hình ii

Lời mở đầu iii

CH CHƯƠ ƯƠ ƯƠNG NG NG 1: 1: 1: T T TỔ Ổ ỔNG NG NG QUAN QUAN 1.1 T Tổ ổ ổng ng ng quan quan quan v v vềềềề khoai khoai khoai lang lang lang 1

1.1.1 1.1.1 Ngu Ngu Nguồ ồ ồn n n g g gố ố ốcccc vvvvà à à ph ph phâ â ân n n b b bố ố ố 1

1.1.2 1.1.2 C C Cấ ấ ấu u u ttttạ ạ ạo o o 2

1.1.3 1.1.3 Th Th Thà à ành nh nh ph ph phầ ầ ần n n h h hó ó óa a a h h họ ọ ọcccc 2

1.1.4 1.1.4 Gi Gi Giá á á tr tr trịịịị dinh dinh dinh d d dưỡ ưỡ ưỡng ng ng vvvvà à à ứ ứ ứng ng ng d d dụ ụ ụng ng ng ccccủ ủ ủa a a khoai khoai khoai lang lang lang trong trong trong cu cu cuộ ộ ộcccc ssssố ố ống ng ng 4

1.1.5 1.1.5 B B Bả ả ảo o o qu qu quả ả ản n n khoai khoai khoai lang lang lang 7

1.1.6 1.1.6 T T Tìììình nh nh h h hìììình nh nh ssssả ả ản n n xu xu xuấ ấ ấtttt vvvvà à à ti ti tiêêêêu u u th th thụ ụ ụ khoai khoai khoai lang lang lang 8

1.1.7 1.1.7 M M Mộ ộ ộtttt ssssố ố ố ssssả ả ản n n ph ph phẩ ẩ ẩm m m ttttừ ừ ừ khoai khoai khoai lang lang lang ttttíííím m m 9

1.2 1.2 T T Tổ ổ ổng ng ng quan quan quan v v vềềềề ph ph phươ ươ ương ng ng ph ph phá á áp p p ssssấ ấ ấy y y đố đố đốiiii llllư ư ưu u u 9

1.2.1 1.2.1 M M Mụ ụ ụcccc đí đí đích ch ch ccccủ ủ ủa a a vi vi việệệệcccc ssssấ ấ ấyyyy 9

1.2.2 1.2.2 Thi Thi Thiếếếếtttt b b bịịịị ssssấ ấ ấyyyy đố đố đốiiii llllư ư ưu u u 9

1.3 1.3 T T Tổ ổ ổng ng ng quan quan quan v v vềềềề ccccá á ácccc ph ph phươ ươ ương ng ng ph ph phá á áp p p ph ph phâ â ân n n ttttíííích ch ch ch ch chấ ấ ấtttt llllượ ượ ượng ng ng 10

1.3.1 1.3.1 Ph Ph Phươ ươ ương ng ng ph ph phá á áp p p vvvvậ ậ ậtttt llllýýýý (x (x (xá á ácccc đị đị định nh nh độ độ độ ẩ ẩ ẩm) m) m) 10

1.3.2 Ph Phươ ươ ương ng ng ph ph phá á áp p p ho ho hoá á á sinh sinh sinh 10

1.3.3 X Xá á ácccc đị đị định nh nh đườ đườ đường ng ng kh kh khử ử ử b b bằ ằ ằng ng ng ph ph phươ ươ ương ng ng ph ph phá á áp p p chu chu chuẩ ẩ ẩn n n độ độ độ ferrycyanua ferrycyanua ferrycyanua 12

1.3.4 X Xá á ácccc đị đị định nh nh Carbonhydrat Carbonhydrat Carbonhydrat ttttổ ổ ổng ng ng b b bằ ằ ằng ng ng PP PP PP phenol phenol phenol sulfuric sulfuric[11] 14

1.3.5 1.3.5 Đ Đ Đo o o độ độ độ Brix Brix Brix 15

1.3.6 Ch Chỉỉỉỉ ti ti tiêêêêu u u ch ch chấ ấ ấtttt llllượ ượ ượng ng ng ssssả ả ản n n ph ph phẩ ẩ ẩm m m 16

CH CHƯƠ ƯƠ ƯƠNG NG NG 2: 2: 2: ĐỐ ĐỐ ĐỐIIII T T TƯỢ ƯỢ ƯỢNG NG NG V V VÀ À À PH PH PHƯƠ ƯƠ ƯƠNG NG NG PH PH PHÁ Á ÁP P P NGHI NGHI NGHIÊ Ê ÊN N N C C CỨ Ứ ỨU U 2.1 2.1 Đố Đố Đốiiii ttttượ ượ ượng ng ng nghi nghi nghiêêêên n n ccccứ ứ ứu u u 17

2.1.1 2.1.1 Nguy Nguy Nguyêêêên n n li li liệệệệu u u 17

2.1.2 2.1.2 Ho Ho Hoá á á ch ch chấ ấ ấtttt 17

2.1.3 2.1.3 Thi Thi Thiếếếếtttt b b bịịịị 17

2.1.5 2.1.5 Bao Bao Bao b b bìììì để để để bao bao bao g g gó ó óiiii ssssả ả ản n n ph ph phẩ ẩ ẩm m m 18

2.2 2.2 Ph Ph Phươ ươ ương ng ng ph ph phá á áp p p nghi nghi nghiêêêên n n ccccứ ứ ứu u u 18

2.3 2.3 S S Sơ ơ ơ đồ đồ đồ quy quy quy tr tr trìììình nh nh ccccô ô ông ng ng ngh ngh nghệệệệ nghi nghi nghiêêêên n n ccccứ ứ ứu u u 19

2.4 2.4 Thuy Thuy Thuyếếếếtttt minh minh minh quy quy quy tr tr trìììình nh nh 20

2.4.1 2.4.1 Ch Ch Chọ ọ ọn n n llllự ự ựa a a 20

2.4.2 2.4.2 R R Rử ử ửa a a 21

2.4.3 2.4.3 G G Gọ ọ ọtttt vvvvỏ ỏ ỏ 21

2.4.4 2.4.4 C C Cắ ắ ắtttt kh kh khú ú úcccc 22

2.4.5 2.4.5 H H Hấ ấ ấp p p 22

2.4.6 2.4.6 S S Sấ ấ ấyyyy 23

2.4.7 2.4.7 Nghi Nghi Nghiềềềền n n 24

2.4.8 2.4.8 Đó Đó Đóng ng ng g g gó ó óiiii 24

CH CHƯƠ ƯƠ ƯƠNG NG NG 3: 3: 3: K K KẾ Ế ẾT T T QU QU QUẢ Ả Ả V V VÀ À À TH TH THẢ Ả ẢO O O LU LU LUẬ Ậ ẬN N 3.1.

3.1 X X Xá á ácccc đị đị định nh nh th th thà à ành nh nh ph ph phầ ầ ần n n h h hó ó óa a a h h họ ọ ọcccc ccccủ ủ ủa a a khoai khoai khoai lang lang lang ttttíííím m m 24

3.1.1 3.1.1 X X Xá á ácccc đị đị định nh nh độ độ độ ẩ ẩ ẩm m m 25

3.1.3 3.1.3 X X Xá á ácccc đị đị định nh nh Carbohydrat Carbohydrat Carbohydrat ttttổ ổ ổng ng ng b b bằ ằ ằng ng ng ph ph phươ ươ ương ng ng ph ph phá á áp p p phenol phenol phenol sulfuric sulfuric sulfuric acid acid acid 30 3.1.4 3.1.4 X X Xá á ácccc đị đị định nh nh h h hà à àm m m llllượ ượ ượng ng ng anthocyanin anthocyanin anthocyanin b b bằ ằ ằng ng ng ph ph phươ ươ ương ng ng ph ph phá á áp p p pH pH pH vi vi vi sa sa sai 31

3.1.5 3.1.5 Brix Brix Brix ccccủ ủ ủa a a nguy nguy nguyêêêên n n li li liệệệệu u u 34

3.2 3.2 Đá Đá Đánh nh nh gi gi giá á á ch ch chấ ấ ấtttt llllượ ượ ượng ng ng b b bọ ọ ọtttt khoai khoai khoai lang lang lang ttttíííím m m (FAO:TC (FAO:TC (FAO:TC 176-1989) 176-1989) 176-1989) 37

3.3 3.3 Đá Đá Đánh nh nh gi gi giá á á ccccả ả ảm m m quan quan quan 37

CH CHƯƠ ƯƠ ƯƠNG NG NG 4: 4: 4: K K KẾ Ế ẾT T T LU LU LUẬ Ậ ẬN N N V V VÀ À À KHUY KHUY KHUYẾ Ế ẾN N N NGH NGH NGHỊỊỊỊ 4.1 4.1 K K Kếếếếtttt lu lu luậ ậ ận n n 39

4.2 4.2 Khuy Khuy Khuyếếếến n n ngh ngh nghịịịị 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

PHỤ LỤC 1 54

PHỤ LỤC 2 57

PHỤ LỤC 3 58

DANH DANH M M MỤ Ụ ỤC C C B B BẢ Ả ẢNG NG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của khoai lang tươi trong 100g 3

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của khoai lang tím tươi trong 100g 3

Bảng 1.3 Các axít amin có trong protein toàn phần (tính theo 16g N) 4

Bảng 3.1 Độ ẩm của nguyên liệu ban đầu 25

Bảng 3.2 Số liệu thể tích dung dịch đường chuẩn 28

Bảng 3.3 Kết quả xác định anthocyanin trong nguyên liệu 32

DANH DANH M M MỤ Ụ ỤC C C H H HÌÌÌÌNH NH

Hình 1.1 Khoai lang 1

Hình 1.2 KLT sấy, nước uống, bánh làm từ KLT và Bột KLT 9

Hình 2.1 Màu của anthocyanin trong khoai lang tím tại pH = 1 và pH = 4,5 10

Hình 2.1 Lớp vỏ bên ngoài và màu sắc bên trong khoai lang tím 17

Hình 2.2 Máy phân tích độ ẩm MB45 18

Hình 2.3 Tủ sấy đối lưu - tủ sấy chân không hãng DaiHan - HànQuốc 18

Hình 2.4 Máy quang phổ UV_vis 18

Hình 2.5 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bột khoai lang tím 20

Hình 3.1 Đồ thị thể hiện độ ẩm Nguyên liệu ban đầu (TN1) và quá trình hấp (TN2) 25

Hình 3.2 Đồ thị thể hiện thời gian sấy, 70 0 C (TN3) 26

Hình 3.3 Đồ thị thể nhiệt độ sấy, thời gian 140 phút 27

Hình 3.4 Đồ thị thể hiện đường tổng trong TN1, 2 28

Hình 3.5 Đồ thị thể hiện thời gian sấy, TN3 29

Hình 3.6 Đồ thị thể hiện nhiệt độ sấy, TN3 29

Hình 3.7 Đồ thị thể hiện glucid tổng theo thời gian hấp 30

Hình 3.8 Đồ thị thể hiện glucid tổng theo nhiệt độ sấy 30

Hình 3.9 Đồ thị thể hiện glucid tổng theo thời gian sấy từ 60 o C tới 220 o C 31

Hình 3.10 Đồ thị xác định bước sóng cực đại của anthocyanin trong khoai lang tím 32 Hình 3.11 đồ thị thể hiện hàm lượng anthocyanin trong TN1 và TN2 33

Hình 3.12 Biểu đồ thể hiện hàm lượng anthocyanin trong TN3 33

Hình 3.13 Biểu đồ thể hiện hàm lượng anthocyanin theo nhiệt độ sấy 34

Hình 3.14 Biểu đồ thể hiện nồng độ brix theo thời gian sấy 34

Hình 3.15 Biểu đồ thể hiện độ brix theo nhiệt độ sấy 35

Hình 3.16 Biểu đồ thể hiện độ brix theo thời gian hấp 35

Hình 3.17 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bột khoai lang tím 36

L LỜ Ờ ỜIIII M M MỞ Ở Ở ĐẦ ĐẦ ĐẦU U

Từ kết quả nghiên cứu về khoai lang tím của viện nghiên cứu nông nghiệp quốcgia Nhật Bản (Okinawan).Trong khoai lang tím ngoài các thành phần có giá trị dinhdưỡng, hàm lượng các kim loại nặng đều ở dưới mức giới hạn cho phép của Bộ Y Tế.Đặc biệt, còn chứa hàm lượng anthocyanin khá cao (0,06%), chất màu anthocyanin làtác nhân chống oxy hóa tế bào cơ thể, ngăn ngừa một số bệnh Chính vì thế khoai langtím được sử dụng rộng rãi trong khẩu phần ăn hàng ngày của người dân trên thế giới

Hàng năm, sản lượng khoai lang trên thế giới có khoảng 133.106 tấn, ở ViệtNam có khoảng 1,5.106tấn trong đó có hơn 40% là khoai lang tím

Khoai lang tím tươi được sử dụng làm ra nhiều sản phẩm đa dạng như sữa, bánh,mứt, rượu, trong đó có sản phẩm bột khoai lang tím có thời hạn sử dụng dài hơn cácsản phẩm khác Bột khoai lang tím sẽ bị thất thoát hàm lượng chất dinh dưỡng rất caonếu không có biện pháp kiểm soát các yếu tố, các quá trình chế biến chính như quátrình sấy Từ đó, nhằm cung cấp cho con người những sản phẩm an toàn mang tínhsinh học cao, thời hạn sử dụng dài, các nhà chế biến và bảo quản tích cực nghiên cứucác giải pháp, rà soát từng quá trình chế biến nhằm bảo toàn hàm lượng chất màuanthocyanin và hàm lượng dinh dưỡng Quá trình sấy là một trong những quá trình ảnhhưởng lớn nhất đến các hàm lượng được nói đến

Với mong muốn tìm hiểu sâu hơn về quá trình sấy ảnh hưởng đến sản phẩmbột khoai lang tím nói riêng và các phương pháp bảo quản và chế biến khoai lang tímnói chung, nhóm chúng em muốn tiến hành nghiên cứu công nghệ sản xuất bột khoailang tím có bổ sung ngũ cốc Tuy nhiên do có hạn về thời gian nên chúng em chỉ thựchiện được bước đầu là'' Khảo sát quá trình sấy ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm bộtkhoai lang tím''

CH CHƯƠ ƯƠ ƯƠNG NG NG 1: 1: 1: T T TỔ Ổ ỔNG NG NG QUAN QUAN 1.1

1.1 T T Tổ ổ ổng ng ng quan quan quan v v vềềềề khoai khoai khoai lang lang

1.1.1

1.1.1 Ngu Ngu Nguồ ồ ồn n n g g gố ố ốcccc vvvvà à à ph ph phâ â ân n n b b bố ố

Khoai lang có tên khoa học là Ipomoea Batatas

là một loại thực phẩm gần gũi với người dân

Việt, có nguồn gốc ở Trung Mỹ vào những năm

2600 đến 1000 trước Công Nguyên, bao gồm cả

khu vực Caribe.[15]

Khoai lang cũng đã được biết tới trước khi có sự thám hiểm của người phương tây tớiPolynesia, sau đó khoai lang được phổ biến rộng rãi sang các nước khác ở Châu Âunhư 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 ấm Khoai lang phát triển tốt trong nhiều điều kiện về đất, nước, phân bón, khíhậu Các giống khoai lang hiện trồng phổ biến ở Việt Nam là HL518 (Nhật đỏ),HL491 (Nhật tím), Murasa kimasari (Nhật tím), Kokey 14 (Nhật vàng), HL497 (Nhậtcam), HL4, Trùi Sa, Khoai lang được trồng phổ biến ở đồng bằng các vùng đất bãiven sông hay trồng nhiều ở vùng đồi, trung du từ Bắc vào Nam

Theo số liệu thống kê của FAO năm 2004, thì sản lượng khoai toàn thế giới

là 127 triệu tấn trong đó phần lớn tại Trung Quốc với sản lượng khoảng 105 triệu tấn

và diện tích trồng là 49.000 km² Khoảng một nửa sản lượng của Trung Quốc đượcdùng làm thức ăn cho gia súc và gia cầm Bắc Carolina, tiểu bang đứng đầu Hoa Kỳ vềsản xuất khoai lang, hiện nay cung cấp 40% sản lượng khoai lang hàng năm của quốcgia này Mississippi cũng là bang chủ lực trong việc trồng khoai lang, tại đây khoailang được trồng trên diện tích khoảng 8.200 mẫu Khoai lang từ Mississippi đóng gópkhoảng 19 triệu USD vào nền kinh tế bang này và hiện nay có khoảng 150 trang trại ởMississippi trồng khoai lang

- Ở Việt Nam khoai lang tím được trồng chủ yếu ở Đà lạt và một số tỉnh miền namnhư: An Giang, Vĩnh Long, Kiên Giang cho sản lượng khá lớn đem lại thu nhập ổnđịnh cho nông dân

Hình 1.1 Khoai lang tím

Các giống khoai lang tím được trồng nhiều ở Việt Nam là HL491, Murasa kimasari,Solanum andigenum Phổ biến nhất là giống khoai Beniazuma có nguồn gốc Nhật Bản

do công ty TNHH thực phẩm Đà Lạt-Nhật Bản đưa vào thử nghiệm năm 1999

1.1.2

1.1.2 Th Th Thà à ành nh nh ph ph phầ ầ ần n n h h hó ó óa a a h h họ ọ ọcccc

Khoai lang là loại củ không có lõi Cuống củ nối với thân cây có hệ xơ chạydọc theo củ, có khi kéo dài đến hết củ tạo thành rễ đuôi củ Củ khoai lang cỏ vỏ mỏng,chứa chủ yếu là xenlulo, có các chất sắc tố Thịt củ nằm trong củ chứa các tế bào nhu

mô Trong các tế bào này chủ yếu là tinh bột, ngoài ra còn một số chất khác: hợp chấtchứa nitơ, các nguyên tố vi lượng Củ khoai lang có nhiều tinh bột

Theo Trung tâm nghiên cứu khoai lang, Từ châu (1994) phân tích 790 mẫuxuất xứ, hàm lượng tinh bột thô 37,6-77,8%, Trung tâm nghiên cứu và phát triển rauChâu Á (1992) phân tích 1600 mẫu xuất xứ, tỷ lệ chất khô khoai lang 12,74%-41,2%,hàm lượng tinh bột của khoai khô đạt 44,59%-78,02% Bradbury và Hallooway (1988)phân tích 164 giống khoai lang của 5 nước Châu Á- Thái Bình Dương, hàm lượng tinhbột khoai lang tươi 5,3%-28,4%, bình quân 20,1%

Ngoài phần tinh bột, khoai lang còn chứa nhiều chất dinh dưỡng khác:đường hoà tan 3%, protein 2%, vitamin 0,5% 100g khoai lang tươi có 0,2g chất béo,0,9 g muối vô cơ (18 mg Ca, 20 mg P2O5, 0,4 mg Fe), Caroten 1,31g, vitamin C 30mg,vitamin B1 0,04 mg, axít nicotinic 0,5mg Khoai lang còn chứa nước 67% hồng sắc tố,pectin gây trở ngại cho chế biến tinh bột, khoai lang còn có nhiều polyphenol, khi bịtác động của men oxy hóa biến thành màu nâu Các thành phần hoá học của các củkhông cố định mà thường thay đổi tuỳ thuộc giống cây trồng, khí hậu, thổ nhưỡng,điều kiện canh tác v.v [12]

Với hàm lượng tinh bột lớn, công nghệ tách tinh bột đơn giản nên khoailang cũng đã được sử dụng để khai thác tinh bột với số lượng đáng kể

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của khoai lang tươi trong 100g [7].

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của khoai lang tím tươi trong 100g [10]

Th Thà à ành nh nh ph ph phầ ầ ần n Khoai Khoai lang lang lang ttttíííím m

ttttươ ươ ươiiii

Đơ Đơn n n v v vịịịị

Củ tươi Khoai lang

khô Rau khoai lang

củ, nhưng chức năng và bề ngoài thì tương tự và gần giống với thân củ.

Các rễ phình to làm cơ quan lưu trữ khác với củ thật sự, nó có các cấu trúc

tế bào bên trong và bên ngoài của các rễ điển hình Các củ thật sự có cấu trúc tế bàocủa thân, còn trong rễ củ thì không có các đốt và gióng hoặc các lá suy thoái Một đầugọi là đầu gần có các mô đỉnh đầu sinh ra các chồi để sau này phát triển thành thân và

lá Đầu kia gọi là đầu xa, thông thường sinh ra các rễ không bị biến đổi Trong các củthật sự, trật tự là ngược lại với đầu xa sinh ra thân cây Về mặt thời gian, các rễ củ làhai năm Trong năm đầu tiên cây mẹ sinh ra các rễ củ và về mùa thu cây chết đi Nămsau các rễ củ sinh ra cây mới và bị tiêu hao trong quá trình tạo thành bộ rễ mới cùngthân cây và ra hoa Các mô còn lại chết đi trong khi cây sinh ra rễ củ mới cho năm kếtiếp sau đó

Vỏ ngoài: mỏng, chiếm 1% trọng lượng củ, gồm những tế bào có chứa sắc

tố, cấu tạo chủ yếu là cellulose và hemicellulose.Tác dụng: làm giảm các tác động từbên ngoài, hạn chế sự bay hơi nước của khoai lang trong quá trình bảo quản

Vỏ cùi: chiếm 5 - 12%, gồm những tế bào chứa tinh bột, nguyên sinh chất

và dịch thể Hàm lượng tinh bột ở vỏ cùi ít hơn ở thịt củ

Thịt củ: gồm các tế bào nhu mô có chứa: Tinh bột , hợp chất chứa nitơ.

1.1.4

1.1.4 Gi Gi Giá á á tr tr trịịịị dinh dinh dinh d d dư ư ưỡ ỡ ỡng ng ng vvvvà à à ứ ứ ứng ng ng d d dụ ụ ụng ng ng ccccủ ủ ủa a a khoai khoai khoai lang lang lang trong trong trong cu cu cuộ ộ ộcccc ssssố ố ống ng [14]

Khi nhắc đến khoai lang, nhiều người Việt Nam cho nó là loại cây có giátrị dinh dưỡng thấp, là loại thực phẩm chỉ dành cho người nghèo suốt 3 buổi ăn khoaitrừ cơm lúc đất nước còn khó khăn Đến nay khi thu nhập của nhiều người dân ta đượccải thiện đáng kể thì họ quay lưng với loại cây lương thực này, rất hiếm khi ăn khoai.Lợi thế của các cây có củ là cung cấp nguồn năng lượng dưới dạng tinh bột và đườngvới giá rẻ nhất Mặc dù trên cùng đơn vị trọng lượng, khoai lang chỉ cung cấp số nănglượng chỉ bằng 1/3 so lúa gạo và lúa mỳ do có chứa hàm lượng nước cao hơn

Tuy nhiên về mặt năng suất khoai lang lại cho năng suất cao hơn lúa donăng suất cao nên tính trên đơn vị diện tích và thời gian, khoai lang cho năng suất chấtbột đường cao gấp 1,5 lần và cho giá triệu thu nhập gấp 1,7 lần so với lúa Nhược điểmcủa dinh dưỡng gạo là hàm lượng vitamine A rất thấp Khoai lang bí có lượng tiền chấtvitamine A lên đến 9180 µg/100 củ, chỉ thua cải xanh (17.535) và cà-rốt (13.485), cònlại có cao hơn rất nhiều so với xoài, nho, đu đủ, táo Thiếu vitamine A rất phổ biến ởcác nước đang phát triển, là nguyên nhân chính gây bệnh khô võng mạc mắt ở trẻ em.Một ngày trẻ từ 6-12 tháng tuổi cần 350 mg vitamine A nên Liên hiệp quốc khuyếnkhích các nước đang phát triển sử dụng khoai lang bí để bổ sung nguồn vitamine A.Nhu cầu chất sắt của trẻ sơ sinh từ 3-12 tháng tuổi là 14mg/ngày sau đó giảm còn8-9mg/ngày

Hàm lượng sắt trong các loại khoai lang đều cao, nhất là giống khoai langmàu cam Ngoài ra khoai lang còn chứa khá nhiều chất kẽm, nhất là giống khoai langmàu trắng và màu cam Kẻm và sắt là 2 chất rất thiếu trong gạo, chẳng những thế,trong gạo còn có chất phytase ngăn cản hấp thu sắt và kẽm của các loại thực phẩmkhác trong ruột, nên ăn độn trong thời kì kinh tế khó khăn cũng có cơ sở khoa học vềmặt dinh dưỡng Ngoài ra khoai lang còn có khá nhiều chất vôi và kali

Như vậy các vi chất có trong khoai lang khá dồi dào, ăn khoai lang đơnthuần bảo đảm cung cấp thừa lượng vitamin A, đáp ứng 28% nhu cầu vitamin C, 25%chất manganese, 16% chất đồng, xơ và vitamin B6, 8% chất sắt và kali.

Khám phá gần đây cho thấy trong khoai lang có chứa nhiều chất chống oxyhóa ngăn chận sự phát triển của tế bào ung thư, chống lão hóa và làm sạch các chấtbẩn trong mạch máu Bao gồm các hợp chất phenol, anthocyanin (có nhiều trong khoailang tím), carotenoid, trong đó khoai lang tím chứa nhiều chất chống ô-xy hóa tổng sốnhất, kế đến là khoai lang hồng và khoai lang bí Đó là lý do ở Nhật lấy khoai lang tím

và khoai lang bí để làm nước ép, loại nước uống của thực phẩm chức năng và một sốchế phẩm từ khoai lang

Khoai lang chứa rất nhiều protein chống oxy hóa: Khoai lang chứa loại

protein có khả năng chống oxy hóa (antioxidant) đáng kể Nghiên cứu cho thấy cácprotein có khoảng một phần ba hoạt tính chống oxy hoá của glutathione - một trongnhững sản phẩm quan trọng của cơ thể có vai trò trong việc tạo các chất chống oxyhóa trong cơ thể Mặc dù còn cần nhiều nghiên cứu trong tương lai nhưng nhữngprotein này đã giúp giải thích về những đặc tính chữa bệnh của khoai lang

Khoai lang là một nguyên liệu có giá trị dinh dưỡng: Hệ thống xếp hạng

thực phẩm cho thấy khoai lang là loại thực phẩm truyền thống giàu chất dinh dưỡng

Củ khoai lang như là một nguồn vitamin A (dưới dạng beta-caroten), vitamin C vàmangan tuyệt vời Trong khoai lang còn có đồng, chất xơ rất tốt cho cơ thể Hàmlượng vitamin B6, kali và sắt cao

Giàu chất chống oxy hóa, khoai lang là thực phẩm chống viêm: Với lượng đáng kể

vitamin A (dưới dạng beta-caroten) và vitamin C, khiến khoai lang là thực phẩmchống viêm nhiễm có tác dụng phòng và chữa trị bệnh Cả hai dạng beta-caroten vàvitamin C có tiêm năng chống oxy hóa lớn giúp hiệu quả cho cơ thể loại bỏ các gốc tự

do Thành phần các gốc tự do có hóa chất gây thiệt hại cho các tế bào và màng tế bào

và chúng kết hợp với sự phát triển của các điều kiện như vữa xơ động mạch(atherosclerosis), bệnh tiểu đường, bệnh tim, ung thư ruột Ðiều này có thể giải thíchtại sao cả beta-caroten và vitamin C giúp ích hiệu quả để ngăn ngừa các gốc tự do

Từ những chất dinh dưỡng chống viêm, khoai lang có thể hữu ích trong việcgiảm những khả năng phát sinh những bệnh viêm nhiễm, ví dụ như bệnh suyễn, viêmkhớp (osteoarthritis), và viêm đa khớp dạng thấp (rheumatoid arthritis) Ngoài ra,khoai lang chứa một nguồn vitamin B6 cần thiết để chuyển đổi homocysteine, một sảnphẩm trong tiến trình “methylation” tạo ra acid amin quan trọng trong các tế bào thànhcác phân tử không gây hại Khi homocysteine cao có liên quan làm tăng nguy cơ đautim và đột quỵ.

Chiết suất từ khoai lang tím có thể trị bệnh tiểu đường: Tất cả các giống đều

cho củ có vị ngọt, dù nhiều hay ít Mặc dù có vị ngọt, nhưng khoai lang trên thực tế làthức ăn tốt cho những người bệnh tiểu đường, các nghiên cứu cho thấy nó hỗ trợ cho

sự ổn định nồng độ đường trong máu và làm giảm sức kháng insulin Khoai lang trắngthường mọc ở vùng đồi núi Chiết suất thành phần Caiapo từ củ khoai lang trắng có thểkiểm soát tốt lượng đường máu và cholesterol trong bệnh tiểu đường loại 2 Chất này

đã được Nhật Bản điều chế thành dược phẩm bổ sung dành cho bệnh nhân tiểu đườngNghiên cứu tại Ðại học Vienna (Áo), đã tìm hiểu phương thức hoạt động và tính hiệuquả của Caiapo từ khoai lang thử nghiệm trên những người mắc bệnh tiểu đường loại 2với liều dùng trong vòng 12 tuần Kết quả cho thấy, khi điều trị bằng Caiapo chiết từkhoai lang đã làm giảm lượng hemoglobin A-1c ( HbA1c) là yếu tố chỉ định lượngđường máu dư thừa Lượng đường máu ở nhóm sử dụng Caiapo từ khoai lang cũnggiảm hơn nhiều Ngoài ra, lượng cholesterol trong máu cũng giảm Các kết quả trênchứng tỏ Caiapo chiết suất từ khoai lang là chất kiểm soát bệnh tiểu đường loại 2 rấthiệu quả mà không gây ra một phản ứng phụ cho người bệnh, đây là một dược liệumới cho bệnh nhân tiểu đường

Khoai lang được coi là một loại thực phẩm giúp giảm cân rất tốt: Giàu

dinh dưỡng nhưng khoai lang lại có tác dụng giảm cân hiệu quả Năng lượng có trongkhoai lang rất ít, chỉ bằng 1/3 so với cơm và 1/2 so với khoai tây Củ khoai lang khôngchứa chất béo và cholesterol, ngăn được tiến trình chuyển hóa đường trong thức ăn

thành mỡ và chất béo trong cơ thể Ăn khoai lang trước bữa ăn chính sẽ làm bạn giảmđược một lượng lớn thức ăn sẽ đưa vào cơ thể mà không hề gây ra cảm giác đói Ănkhoai lang rất có lợi cho hệ tiêu hóa vì thành phần vitamin C và các axit amin giúpkích thích đường ruột, làm quá trình tiêu hóa thức ăn trở nên nhanh hơn, ngăn ngừatình trạng táo bón.

Khoai lang còn là một nguyên liệu dùng để sản xuất ethanol: Một phát

hiện của các nhà khoa học thuộc trường đại học North Carolina cho biết khoai lang cóthể là nguyên liệu lý tưởng để sản xuất ethanol, và nhờ vậy ngành sản xuất nhiên liệusinh học có thể bớt sử dụng bắp (ngô) Nghiên cứu cho biết họ đang đạt được nhiềutiến bộ trong việc phát triển loại khoai lang công nghiệp có vỏ màu tím hoặc trắng,ruột màu trắng (khác khoai ăn thông thường có màu cam, vàng), chứa nhiều tinh bột

và không quá ngọt Loại khoai dùng trong công nghiệp này có thể sản sinh ra lượngethanol nhiều hơn so với bắp tính theo trọng lượng Hiện ở Hoa kỳ và Brazil người ta

đã sử dụng nhiên liệu ethanol sản xuất từ bắp và mía để phần nào thay cho xăng.Nhưng nhu cầu ethanol lại đẩy giá thực phẩm tăng cao Trong khi đó, việc sản xuấtethanol từ khoai lang rẻ hơn nhiều, và đặc biệt không gây ảnh hưởng tới nguồn cungcấp lương thực của thế giới

1.1.5

1.1.5 T T Tìììình nh nh h h hìììình nh nh ssssả ả ản n n xu xu xuấ ấ ấtttt vvvvà à à ti ti tiêêêêu u u th th thụ ụ ụ khoai khoai khoai lang lang

Khoai lang là loại cây lương thực đứng hàng thứ năm trên thế giới sau câylúa, lúa mì, bắp và khoai mỳ (sắn) Khoai lang được canh tác ở trên 100 nước trên thếgiới thế giới ở châu Á (31 nước), châu Phi (39 nước), và châu Mỹ Latin (31 nước), tậptrung ở những nước có thu nhập thấp, bản thân các nước này được canh tác ở vùng đóinghèo như tỉnh Sichuan Trung Quốc hay tây Kenya, trên đất đồi nên năng suất và thunhập không đáng kể Sản lượng khoai lang trên thế giới hàng năm ước khoảng 133triệu tấn, tập trung ở Trung Quốc 100 triệu tấn, chiếm 82% sản lượng khoai lang trêntoàn thế giới, còn lại là Nigeria (3,2 triệu tấn, 3% sản lượng), Uranda (2,6 triệu tấn),Indonesia (1,8 triệu tấn), Việt Nam (1,5 triệu tấn) và Nhật Bản (1,1 triệu tấn)

1.1.6 B B Bả ả ảo o o qu qu quả ả ản n n khoai khoai khoai lang lang

Khoai lang tươi là một trong những loại củ khó bảo quản vì khoai chứalượng nước khá cao (80% trọng lượng) Trong điều kiện nhiệt độ cao, các hoạt độngsinh lý chuyển hoá mạnh, làm cho lượng tinh bột tiêu hao nhanh chóng Vỏ khoaimỏng, tác dụng bảo vệ kém, dễ sây sát, dễ thối, sâu bọ dễ xâm nhập gây ra hiện tượngkhoai hà, gây thối ruỗng, nấm mốc phát triển Có thể bảo quản khoai lang theo nhữngcách sau đây:

Bảo quản trong hầm, đào sâu dưới đất

Bảo quản trong hầm bán lộ thiên: Hầm này cũng chọn chỗ đất nơi cao ráo,sạch sẽ, không có nước ngầm, đào hầm theo kiểu lòng chum có nắp đậy kín và có rãnhthoát nước Hầm đào xong phải để khô mới chứa khoai Khoai thu hoạch về chọn củtốt, không sây sát, ít lấm đất, không có củ hà, nhập kho vào những ngày khô hanh vàcần thận trọng khi vận chuyển vào hầm Một tháng đầu mở nắp 1 - 2 lần để thoát nhiệt

độ trong hầm, tránh bốc nóng Nếu ẩm độ trong hầm quá cao phải dùng chất hút ẩm.Đất cao ráo và khô, không có mạch nước ngầm Hầm đào sâu trên 1 m, phía trên mặthầm đắp một bức tường đất quanh miệng hầm, có chừa 1 cửa để lên xuống, hầm phải

có nắp đậy kín và có mái che Bảo quản bằng hai cách này sẽ cách ly được với môitrường và khoai giữ được lâu hơn

Bảo quản bằng cách ủ cát khô: đầu củ quay ra ngoài, từ dưới lên trên Nếukhoai đóng trong sọt thì để nguyên và chồng 2 - 3 sọt lên nhau, sau đó lấy cát khô phủkín lên khoai Trường hợp bảo quản ngoài trời phải làm lán che mưa nắng đều nhau vàxếp thành từng luống hoặc từng đống và phải để nơi cao ráo, thoáng mát, tránh chỗnắng hắt vào và không có mưa dột

Đây là phương pháp bảo quản tương đối kín, cũng giống như trong hầmkín nhưng đơn giản và dễ làm Song bảo quản bằng cách ủ cát khô có nhược điểm làkhông được kín hoàn toàn, nên vẫn chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm bên ngoài.Chọn những củ khoai còn nguyên vẹn, không bị sâu bệnh, không bị sây sát vỏ, xếpthành từng luống có chiều rộng 1,2 -1,5m, chiều dài tuỳ theo số lượng khoai bảo quảnnhiều hay ít Khi xếp khoai phải thật nhẹ nhàng, tránh cọ sát Ngoài ra, khoai lang cóthể bảo quản thoáng nếu thời gian bảo quản ngắn khoảng 10 -15 ngày Khi bảo quảnthoáng cũng phải chọn những củ khoai có chất lượng tốt

1.1.7 M M Mộ ộ ộtttt ssssố ố ố ssssả ả ản n n ph ph phẩ ẩ ẩm m m ttttừ ừ ừ khoai khoai khoai lang lang lang ttttíííím m

Ngoài ra còn một số sản phẩm khác như rượu vang khoai lang tím, bánh trung thuhay các loại bánh ngọt từ khoai lang tím, khoai sấy dẻo hay sấy giòn,

1

1.2 2 2 T T Tổ ổ ổng ng ng quan quan quan v v vềềềề ph ph phươ ươ ương ng ng ph ph phá á áp p p ssssấ ấ ấy y y đố đố đốiiii llllư ư ưu u [1],[17]

1.2.1 1.2.1 M M Mụ ụ ụcccc đí đí đích ch ch ccccủ ủ ủa a a vi vi việệệệcccc ssssấ ấ ấyyyy

Sấy là một quá trình công nghệ được sử dụng rất nhiều trong sản xuất thực phẩm Sảnphẩm sau quá trình sấy có độ ẩm thích hợp, thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển,chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm

Sấy tự nhiên: thường được sử dụng nhất là phơi nắng và bằng năng lượng mặt trời.Sấy nhân tạo: sấy đối lưu, sấy bức xạ, sấy tiếp xúc, sấy thăng hoa, sấy bằng điệntrường dòng cao tần, sấy điện trở,

1.2.2

1.2.2 Thi Thi Thiếếếếtttt b b bịịịị ssssấ ấ ấyyyy đố đố đốiiii llllư ư ưu u

Trong phương pháp này người ta sử dụng không khí nóng làm tác nhân sấy Thiết bịsấy với lớp nguyên liệu tĩnh: khi đó dòng tác nhân sấy sẽ được thổi song song hoặcvuông góc với bề mặt lớp nguyên liệu

Thiết bị sấy khay có dạng hộp chữ nhật, bên trong có các khay được xếp song songnhau theo phương nằm ngang Nguyên liệu cần sấy được cho vào trong khay với chiềucao lớp nguyên liệu khoảng 2-6cm Không khí nóng được thổi vào bên trong thiết bịtheo hướng song song với bề mặt của lớp nguyên liệu trong khay Tốc độ chuyển độngcủa dòng tác nhân sấy khoảng 0.5-5.0m/s Thiết bị có cấu tạo đơn giản, dễ vận hành vàchi phí đầu tư thấp.[17]

Hình 1.2 KLT sấy, nước uống, bánh làm từ KLT và Bột KLT

a Nguy Nguy Nguyêêêên n n llllýýýý:

Máy phân tích độ ẩm bằng đèn halogen sử dụng để xác định hàm lượng ẩm của bất

kỳ chất nào cần phân tích Hoạt động của thiết bị dựa trên nguyên tắc đo trọng lựcbằng nhiệt: khi bắt đầu đo máy sẽ xác định khối lượng mẫu trước rồi nhanh chóng làmnóng bằng bộ phận làm nóng toàn bộ bằng halogen và làm bay hơi ẩm Trong suốt quátrình phân tích, thiết bị tiếp tục xác định khối lượng của mẫu và hiển thị kết quả Saukhi hoàn tất làm khô sản phẩm, kết quả hiển thị gồm: thành phần phần trăm độ ẩm,phần trăm chất rắn, khối lượng hay phần trăm khối lượng thu được Dùng sức nónglàm bay hết hơi nước trong thực phẩm Cân trọng lượng thực phẩm trước và sau khisấy khô, từ đó tính ra phần trăm nước có trong thực phẩm

b.

b C C Cá á ách ch ch ti ti tiếếếến n n h h hà à ành: nh:

Đối với mẫu phân tích là khoai lang tím tươi thì thái mỏng, đối với mẫu khoai saukhi sấy cần nghiền nhỏ Các mẫu phải cân đủ khối lượng được lập sẵn trong chươngtrình phân tích của máy phân tích độ ẩm Sau đó bỏ mẫu vào máy, đóng nắp lại vànhấn Start/Stop

c.

c K K Kếếếếtttt qu qu quả ả ả ở ở ở ph ph phầ ầ ần n n k k kếếếếtttt qu qu quả ả ả vvvvà à à th th thả ả ảo o o lu lu luậ ậ ận n.

1.3.2 Ph Phươ ươ ương ng ng ph ph phá á áp p p ho ho hoá á á sinh sinh

Xác định anthocyanin bằng phương pháp pH vi sai

a Nguy Nguyêêêên n n llllýýýý

Chất màu anthocyanin thay đổi theo pH Tại pH =

1 các anthocyanin tồn tại ở dạng oxonium hoặc

flavium có độ hấp thụ cực đại, còn ở pH =

4,5 thì chúng lại ở dạng carbinol không màu

Đo mật độ quang của mẫu tại pH = 1 và pH

= 4,5 tại bước sóng hấp thụ cực đại so với độ hấp thụ tại bước sóng 700 nm

Dựa trên công thức của định luật Lambert-Beer: l C

I

I

lg 0 =ε Hình 2.1 Màu của anthocyanin trong khoai lang tím tại pH = 1 và pH = 4,5

Trong đó:

I

I0

lg đặc trưng cho mức độ ánh sáng yếu dần khi đi qua dung dịch hay

còn gọi là mật độ quang, ký hiệu là A, I: cường độ ánh sáng khi đi qua dung dịch, I0:cường độ ánh sáng chiếu vào dung dịch, C: nồng độ chất nghiên cứu, l: chiều dày củalớp dung dịch mà ánh sáng đi qua, ε: hệ số hấp thụ phân tử

Hàm lượng anthocyanin xác định theo công thức:

l

V K M A a

ε

Trong đó: A = (Aλmax_pH=1 – A700nm_pH=1) – (Aλmax_pH=4,5– A700nm_pH=4,5), với Aλmax,

A700nm: độ hấp thụ tại bước sóng cực đại và 700nm ở pH = 1 và pH = 4,5

Trong đó:

a: lượng anthocyanin (g)

M: khối lượng phân tử của anthocyanin (g/mol)

l: chiều dày cuvet (cm)

Đốiiii vvvvớ ớ ớiiii nguy nguy nguyêêêên n n li li liệệệệu u u kh kh khô ô ô::::

Nguyên liệu khô

Xay nhỏ, cân

Thêm nước trả lại mẫu tươi

Ngâm trong dung môi (cồn : nước tỉ lệ 1 : 1 có 1% HCl)

Lọc qua bông thấm nước

Ly tâm lấy dịch

Đo thể tích dịch thu được

- X X Xá á ácccc đị đị định nh nh b b bướ ướ ướcccc ssssó ó óng ng ng h h hấ ấ ấp p p th th thụ ụ ụ ccccự ự ựcccc đạ đạ đại: i:

Lấy 5 ml dịch chiết pha loãng với dung dịch đệm pH = 1,0 trong bình định mức 25

ml, quét phổ hấp thụ trong vùng khả kiến (λ = 450 – 720) trên máy quang phổ UV –VIS

c.

c T T Tíííính nh nh to to toá á án n n k k kếếếếtttt qu qu quả ả ả ở ở ở ph ph phầ ầ ần n n k k kếếếếtttt qu qu quả ả ả vvvvà à à th th thả ả ảo o o lu lu luậ ậ ận n

1.3.3 X Xá á ácccc đị đị định nh nh đườ đườ đường ng ng kh kh khử ử ử b b bằ ằ ằng ng ng ph ph phươ ươ ương ng ng ph ph phá á áp p p chu chu chuẩ ẩ ẩn n n độ độ độ ferrycyanua[13] ferrycyanua[13]

a.

a Nguy Nguy Nguyêêêên n n ttttắ ắ ắcccc

Khi cho ferrycyanure K3Fe(CN)6 phản ứng với đường khử, sản phẩm thu được

là ferrocyanure Dựa vào phản ứng này, ta có thể suy ra lượng đường khử có mặt trongdung dịch cần xác định Việc chuẩn độ được tiến hành trong môi trường kiềm NaOH,khi đun nóng với chỉ thị xanh metylen (methylen blue) Phương trình phản ứng:

CH2OH-(CHOH)4-CHO + K3Fe(CN)6 + 2NaOH CH2OH-(CHOH)4-COONa + NaK3Fe(CN)6+ H2O

Phương pháp này đơn giản hơn phương pháp dùng dung dịch kiềm của sulfat đồng

do không tạo tủa và phản ứng kết thúc rõ ràng Kết quả tính toán không dựa vàophương trình lý thuyết, mà dùng công thức thực nghiệm Độ chính xác của kết quả phụthuộc nhiều yếu tố, nhưng trình tự tiến hành và thao tác là quan trọng nhất Tất cảmonosacarit và một số oligosacarit là đường khử Các oligosacarit và polysacarit dễ bịthủy phân thành Khi cho ferrycyanure K3Fe(CN)6 phản ứng với đường khử, sản phẩmthu được là ferrocyanure Dựa vào phản ứng này, ta có thể suy ra lượng đường khử cómặt trong monosacarit vì vậy có thể định lượng được đường khử trước và sau thủyphân để tính hàm lượng của chúng

b C C Cá á ách ch ch ti ti tiếếếến n n h h hà à ành nh

Xử lý nguyên liệu: nguyên liệu chứa nhiều tinh bột hay inulin (khoai lang, sắn,khoai tây) trích ly đường bằng rượu 70 – 80oC Đun cách thủy hỗn hợp trong bình cólắp ống sinh hàn không khí Trong trường hợp này không cần kết tủa protein vì lượngprotein chuyển vào dung dịch không đáng kể Sau đó cho hỗn hợp vào bình định mức100ml để trích ly, lắc đều trong 10 phút, định mức tới vạch và đem lọc Nước qua lọc

là dung dịch định lượng đường khử

Cân chính xác khoảng 10g nguyên liệu, nghiền nhuyễn nguyên liệu trong cối sứvới một ít nước cất Nhỏ 3 giọt chỉ thị metyl đỏ (methyl red) và cho từ từ từng giọtNaOH 5% vào đến khi xuất hiện màu hồng nhạt - Cho vào bình nón 10ml dung dịch

K3Fe(CN)61% và 2,5mL dung dịch NaOH 2,5N

Đun sôi và chuẩn độ ngay trên bếp bằng dung dịch đường khử từ burette, chotừng giọt một, lắc mạnh Dung dịch ban đầu có màu vàng chanh của ferrycyanure.Điểm dừng chuẩn độ xác định khi màu vàng chanh biến mất, dung dịch trong suốtkhông màu trong khoảng 30 giây rồi chuyển sang màu vàng rơm rất nhạt củaferrocyanure Trong trường hợp khó nhận điểm chuyển màu, có thể kiểm tra điểm kếtthúc bằng cách nhỏ một giọt chỉ thị methylen blue và một giọt đường thừa đầu tiên sẽlàm mất màu xanh cho biết phản ứng đã kết thúc

Kết quả lần chuẩn độ đầu tiên chỉ có giá trị tham khảo cho lần chuẩn độ thứ hai.Lần này, sau khi đun sôi dung dịch ferrycyanure, xả nhanh lượng đường (theo kết quảlần chuẩn độ trước), chỉ để lại khoảng dưới 1mL để chuẩn độ tiếp tìm chính xác điểmcuối

Kết quả tính toán chỉ sử dụng từ lần chuẩn độ thứ hai trở đi

Lặp lại thí nghiệm chuẩn độ 3 lần

Tính kết quả: Trong thí nghiệm, Vk mL dung dịch mẫu và Vg mL dung dịchglucose 0,5% cùng phản ứng với một dung dịch ferrycyanure ở một nồng độ xác định.Như vậy, Vk mL dung dịch mẫu tương ứng với Vg mL dung dịch glucose 0,5% có (0,5

x Vg) / 100 g glucose Lượng đường khử được tính bằng công thức:

o

m Vk

V Vg Xk

1005

.0

- Trong đó

� Xk – lượng đường khử, g/100g hay g/100mL

� Vg – thể tích dung dịch glucose 0,5% cho chuẩn độ, mL

� Vk – thể tích dung dịch đường khử cho chuẩn độ, mL

� V – thể tích bình định mức, mL

� m – lượng mẫu thí nghiệm, g hoặc mL

c T T Tíííính nh nh to to toá á án n n k k kếếếếtttt qu qu quả ả ả ở ở ở ph ph phầ ầ ần n n k k kếếếếtttt qu qu quả ả ả vvvvà à à th th thả ả ảo o o lu lu luậ ậ ận n.

1.3.4 X Xá á ácccc đị đị định nh nh Carbonhydrat Carbonhydrat Carbonhydrat ttttổ ổ ổng ng ng b b bằ ằ ằng ng ng PP PP PP phenol phenol phenol sulfuric sulfuric [11]

a.

a Nguy Nguy Nguyêêêên n n llllýýýý

Dựa vào phản ứng thủy phân PS thành Mono, mono tạo màu vớiphenol, dung dịch tạo thành có độ hấp thu cực đại tại bước sóng 490nm

b.

b C C Cá á ách ch ch th th thự ự ựcccc hi hi hiệệệện n

- Xây dựng đường chuẩn:

� Cân chính xác 0,1g D-glucose cho vào bình định mức 100, đm bằng nước cất,nồng độ D-glucose lúc này là 1mg/ml(100Mg/ml)

� Lấy 50ml dung dịch pha thành 500ml, nồng độ là 100Mg/l

� Lần lượt lấy 0;25;50;75;100ml dd Glucose pha thành 100ml, thu dãy ddD-glucose có nồng độ là 0;25;50;75;100 mg/ml

� Mỗi mẫu cho vào ống nghiệm có nút đậy, thêm vào mỗi ống nghiệm 1mldung dịch phenol 5%, 5ml H2SO4đđ, lắc đều các ống nghiệm

� Đặt các ống nhiệm cho vào cốc nước sôi 2 phút rồi làm lạnh ở nhiệt độphòng 30 phút

� Đo độ hấp thụ quang của các dung dịch này ở bước sóng 490nm, ta thu đượccác giá trị A1, A2, A3, A4, A5

� Từ kết quả thu được ta xây dựng đường chuẩn

- Đo mẫu thực

� Cân chính xác 0,25g mẫu hòa tan và định mức thành 25ml bằng nước cất,

nồng độ mẫu lúc này 10mg/ml(10000mg/ml)

� Lấy 0,75ml dd trên pha thành 100ml, nồng độ 75mg/ml

� Lấy 1ml dd trên cho vào ống nghiệm có nút đậy, thêm 1ml dd phenol 5%, 5 ml

H2SO4đđ, lắc đều ống nghiệm Đặt ống nghiệm vào cốc nước sôi 2 phútrồi làm lạnh ở nhiệt độ phòng trong 30 phút

� Đo mật độ quang của dung dịch ở bước sóng 490nm Dựa vào phương trình

đường chuẩn, suy ra tổng Carbohydrat có trong mỗi mẫu khoai lang tím

c T T Tíííính nh nh to to toá á án n n k k kếếếếtttt qu qu quả ả ả ở ở ở ph ph phầ ầ ần n n k k kếếếếtttt qu qu quả ả ả vvvvà à à th th thả ả ảo o o lu lu luậ ậ ận n

1.3.5 Đ Đo o o độ độ độ Brix Brix

a.

a Nguy Nguy Nguyêêêên n n llllýýýý

Khúc xạ kế hoạt động giống như một lăng kính, nó phản ứng khác nhau với ánhsáng tùy thuộc vào lượng đường có trong mẫu lỏng ở giữa daylight plate và lăng kính.Khúc xạ kế cho phép người sử dụng xác định phần trăm Brix ( khối lượng đườngtương đối của một mẫu so với nước cất)

b.

b C C Cá á ách ch ch th th thự ự ựcccc hi hi hiệệệện n

Dùng pipet nhỏ một đến hai giọt lỏng dung dịch khoai lang tím lên bề mặt củalăng kính (bề mặt này đã được rửa sạch và làm khô từ trước), nhưng không được chạmpipet vào lăng kính, sau đó nhanh chóng kết hợp hai lăng kính vào vặn ép chúng lại.Với những chất lỏng dễ bay hơi phải nhỏ qua lỗ vào khe giữa hai lăng kính Nhẹ nhàngđặt ống nhìn ở vị trí nằm nghiêng Điều chỉnh gương tương ứng với nguồn sáng tựnhiên hoặc nhân tạo sao cho có được sự chiếu ánh sáng mạnh nhất trường quan sát vềxuất hiện ranh giới sáng tối ( đen trắng ) Nếu ranh giới sáng tối có chút màu, thì phảiquay lăng kính bù trừ để triệt tiêu màu Nếu hai vùng sáng tối không rõ rệt thì cần rửacẩn thận lăng kính ở chỗ tia sáng đi vào

Sau đó từ từ quay núm quay gắn với thang chia độ hình cung cho đến khi ranhgiới sáng tối cắt giao điểm hai vạch đen một cách chính xác và cân đối Việc tính toánchỉ số khúc xạ được tiến hành nhờ một kính lúp ở thang chia độ hình cung theo vạchchia tương ứng với đường ngầm của thang Ghi lại kết quả thu được và lặp lại năm lần( lần lượt từ trên xuống và từ dưới lên ) sau đó lấy gía trị trung bình của năm lần đo,coi đó là kết quả xác định )

Sau khi kết thúc, phải rửa cẩn thận bề mặt lăng kính bằng rượu hoặc bằng cácdung môi tinh khiết khác ( phụ thuộc vào độ hoà tan của chất nghiên cứu ) và làm khôlăng kính như trước khi bắt đàu xác định

Lấy giá trị trung bình số học của hai lần xác định song song làm kết quả thínghiệm, đồng thời chênh lệch giữa kết quả hai lần đo không được vượt quá 0,0003

Trong trường hợp nhiệt độ phòng cao hơn nhiệt độ cần xác định chỉ số khúc xạthì phải làm theo một trong các phương pháp sau đây:

Tiến hành xác định trong các phòng có máy đIều hoà nhiệt độ

Đặt một chậu nước có làm lạnh bằng đá xuống dưới 200C ngay cạnh máy đIềunhiệt Nước hồi lưu cho chảy qua một ống xoắn bằng kim loại đặt trong chậu rồi

mới chảy về máy điều nhiệt Phải chờ cho nhiệt độ vỏ lăng kính xuống 200C (hoặcnhiệt độ cần thiết khác) rồi mới tiến hành xác định.

Nếu chất lỏng xác định có chỉ số khúc xạ tỷ lệ tuyến tính với nhiệt độ thì có thểxác định chỉ số khúc xạ ở hai nhiệt độ khác nhau rồi ngoại suy về nhiệt độ cầnthiết

c.

c T T Tíííính nh nh to to toá á án n n k k kếếếếtttt qu qu quả ả ả ở ở ở ph ph phầ ầ ần n n k k kếếếếtttt qu qu quả ả ả vvvvà à à th th thả ả ảo o o lu lu luậ ậ ận n.

1.3.6 Ch Chỉỉỉỉ ti ti tiêêêêu u u ch ch chấ ấ ấtttt llllượ ượ ượng ng ng ssssả ả ản n n ph ph phẩ ẩ ẩm m [12]

Tiêu chuẩn FAO:TC176-1989 (được chỉnh sửa vào tháng 1-1995)

Tiêu chuẩn chung:

An toàn và phù hợp cho người sử dụng

Không có mùi vị khác thường và côn trùng gây hại

Vi sinh vật gây bệnh: không có

Côn trùng gây hại: không có

� Chỉ tiêu cảm quan

Bột màu tím hồng khô và mịn

Không có mùi vị khác thường

Không bị nhiễm bẩn

Màu: vỏ và bên trong có màu tím.

Hình dạng bề ngoài: da trơn, củ không bị trầy xước, không sâu bệnh, chưa mọcmầm

2.1.3 Thi Thi Thiếếếếtttt b b bịịịị

- Máy phân tích độ ẩm MB45 – Thụy Điển

- Tủ sấy đối lưu - hãng DaiHan - Hàn Quốc

- Máy so màu UV/VIS – 2602

- Chiết quang kế

Hình 2.1 Lớp vỏ bên ngoài và màu sắc bên trong khoai lang tím

2.1.5 Bao Bao Bao b b bìììì để để để bao bao bao g g gó ó óiiii ssssả ả ản n n ph ph phẩ ẩ ẩm m

Sử dụng loại bao bì PE Kích thước 18 x 26cm

TN3Khảo sát nhiệt

độ sấy

TN4Khảo sát thờigian sấy

Rửa sơ bộ

Nguyên liệu

- Xác định hàm lượng Anthocyanin bằng PP đo độ ẩm và PP pH vi sai

- Định lượng đường khử bằng PP Ferrycyanure

- Xác định Carbohydrat tổng bằng PP phenol sulfuric

- Đo độ ẩm, độ Brix