Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất bánh mì ngọt có bổ sung bột khoai lang

LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 1 c Một số ứng dụng của khoai lang và các sản phẩm từ khoai lang 30 d Quy trình công nghệ sản xuất bột khoai

Sau một thời gian làm luận văn thạc sĩ, đến nay em đã hoàn thành được luận văn của mình

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin bày tỏ lời cảm ơn tới cô giáo hướng

dẫn PGS-TS Lê Thị Cúc, Viện công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm,

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, người đã trực tiếp hướng dẫn em trong quá trình thực hiện luận văn

Em xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các thầy cô giáo trong Bộ môn Công nghệ thực phẩm và sau thu hoạch, các thầy cô trong Viện công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm, các thầy cô giáo trong Viện đào tạo sau đại học,Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp

Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới Ban lãnh đạo, các đồng nghiệp tại Công Ty

cổ phần Bánh Mứt Kẹo Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong việc chế thử, thử nghiệm để hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình

Cuối cùng em cũng xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn ở bên cạnh giúp đỡ và động viên em trong suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp

Với một thời gian không dài làm luận văn cùng với vốn kiến thức chưa đầy

đủ nên chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót Em kính mong được sự chỉ bảo thêm của các thầy cô

Hà Nội, ngày tháng năm 2010

Học viên

Trần Thị Thanh Thủy

LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ

MỞ ĐẦU 1

c) Một số ứng dụng của khoai lang và các sản phẩm từ khoai lang 30

d) Quy trình công nghệ sản xuất bột khoai lang trong nước và trên thế

giới

32

I.3/ Quy trình công nghệ sản xuất bánh mì ngọt 33

2 Một số quy trình sản xuất bánh mì ngọt sử dụng phương pháp hoá sinh 34

44

I.3.3/ Sự biến đổi chất lượng của bánh mì ngọt trong quá trình bảo quản 44

II.3.4/ Phương pháp xác định các thông số kỹ thuật của quy trình công nghệ

sản xuất bột khoai lang

50

II.3.4.1/ Chọn loại khoai lang để sản xuất bột khoai lang 50

II.3.4.3/ Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dày lát khoai tới tỉ lệ thu hồi bột 52 II.3.4.4/ Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ xử lý mầu lát khoai đến chất

lượng bột khoai lang

53

II.3.5/ Phương pháp xác định các thông số kỹ thuật của quy trình công nghệ

sản xuất bánh mì ngọt có bổ sung bột khoai lang

II.3.5.7/ Phương pháp xác định thời gian lên men bột nhào thích hợp 56 II.3.5.8/ Phương pháp xác định chế độ nướng phù hợp cho sản xuất bánh

mì ngọt có bổ sung bột khoai lang

56

II.3.5.9/ Phương pháp đánh giá chất lượng bánh mì ngọt có bổ sung bột

khoai lang

57

II.3.5.10/ Phương pháp xác định điều kiện, thời gian bảo quản bánh mì

ngọt có bổ sung bột khoai lang

57

III.1 / Lựa chọn loại bột mì sản xuất bánh mì ngọt 58

III.2/ Lựa chọn loại khoai lang nghiên cứu 58

III.2.1/ Đặc tính của các giống khoai lang 58

III.2.2/ Thành phần hóa học của 3 loại khoai lang 60

III.2.3/ Chất lượng và tỉ lệ thu hồi bột của 3 loại khoai lang 61

III.2.4/ Thực nghiệm thử bánh mì ngọt có bổ sung các loại bột khoai

lang khác nhau:

63

III.3/ Các yếu tố kỹ thuật trong quy trình sản xuất ảnh hưởng đến chất

lượng bột khoai lang

64

III.5/ Các thông số kỹ thuật của quy trình sản xuất bánh mì ngọt có bổ

sung bột khoai lang

69

III.5.2/ Độ ẩm bột nhào trong quy trình sản xuất bánh mì ngọt 70

III.5.5/ Xác định thời gian lên men bột nhào 73

III.6/ Chế độ bảo quản bánh mì ngọt có bổ sung bột khoai lang 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

PHỤ LỤC 86

Bảng I.2.1.1: Thành phần hóa học của các phần giải phẫu hạt lúa mì (tính theo % chất khô)

7

Bảng I.2.8.2: Hàm lượng tro của các giống khoai lang trồng vụ đông miềm Bắc Việt Nam

23

Bảng I.2.8.3: Diện tích, năng suất, sản lượng khoai lang ở Việt Nam 25

Bảng I.2.8.4: So sánh thành phần củ khoai lang và một số nông sản khác 28

Bảng III.2.1: Đặc tính các loại khoai lang sử dụng trong nghiên cứu 59

Bảng III.2.2: Thành phần hóa học của khoai lang (tính theo củ tươi) 60

Bảng III.2.3: Tỉ lệ thu hồi và chất lượng bột của 3 loại khoai lang 62

Bảng III.2.4: Chất lượng cảm quan của các mẫu bánh mì có bổ sung bột khoai lang

Bảng III.5.2: Ảnh hưởng của tỉ lệ nước nhào đến độ ẩm bột nhào và chất lượng cảm quan bánh thành phẩm

70

Bảng III.5.5: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến chất lượng bánh mì ngọt 73

Bảng III.5.6.1: Ảnh hưởng của nhiệt độ nướng bánh đến chất lượng cảm quan bánh thành phẩm

Hình 1.1: Củ khoai lang 17

Hình 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8: Hình ảnh các giống khoai lang 26,27

Hình 1.11: Các phương pháp chế biến bánh mì ngọt 34

Hình 1.13: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bánh mì ngọt 54

MỞ ĐẦU

Như ông cha ta đã nói “có thực mới vực được đạo” Vì vậy, Lương thực - thực phẩm là nhu cầu quan trọng không thể thiếu được trong cuộc sống của con người Xã hội ngày càng phát triển, yêu cầu về lương thực – thực phẩm ngày càng cao, ví như ngày nay không phải chỉ cần ăn no như xưa mà ăn phải ngon, phải hợp

lý, phải khoa học Chính vì vậy, trên thế giới cũng như ở Việt Nam, công nghệ chế biến, bảo quản, nâng cao chất lượng, đa dạng hóa sản phẩm trong lĩnh vực thực phẩm luôn luôn là vấn đề cấp thiết thu hút các nhà khoa học cũng như các nhà sản xuất

Fast food – thức ăn nhanh - là một dạng thực phẩm xuất hiện ở Việt Nam cách đây khoảng 40 năm Tuy nhiên, cùng với mức độ hiện đại hóa của xã hội, nhu cầu về loại thực phẩm này tăng lên nhanh chóng Bánh mì ngọt là một trong những loại thực phẩm ăn nhanh được người tiêu dùng ưa chuộng nhất vì những ưu điểm nổi bật như: hương vị, giá trị dinh dưỡng, tính tiện dụng và giá thành hợp lý

Bánh mỳ ngọt đã có từ rất lâu đời và cũng rất phổ biến trên thế giới Sản phẩm này được sản xuất từ nguyên liệu chính là bột mì Hiện nay, có rất nhiều loại bánh mỳ ngọt và việc bổ sung các chất có nguồn gốc tự nhiên vào bánh mì là một

xu thế chung nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng, đa dạng hóa sản phẩm và đáp ứng đầy đủ hơn nhu cầu của con người

Ở nước ta, khoai lang, một loại cây có củ, đã được trồng ở khắp ba miền Trung, Nam, Bắc, từ đồng bằng, trung du đến miền núi Cây khoai lang dễ trồng và

có năng suất cao Củ khoai lang tuy có hàm lượng protein thấp nhưng có hàm lượng tinh bột cao, hương vị thơm ngon, rất thích hợp cho công nghệ sản xuất nhiều loại sản phẩm thực phẩm khác nhau Đặc biệt ngày nay các nhà khoa học đã khám phá

ra rằng, khoai lang ngoài việc có giá trị dinh dưỡng ra, còn góp phần hạn chế một số bệnh xã hội như: béo phì, tiểu đường, ung thư [25][26][27]…

Từ những lý do trên, em đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu hoàn thiện quy

trình sản xuất bánh mỳ ngọt có bổ sung bột khoai lang” để nghiên cứu

Mục đích của đề tài: Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất bánh mì ngọt

có bổ sung bột khoai lang, nhằm mở rộng phạm vi ứng dụng của khoai lang trong sản xuất các sản phẩm thực phẩm, đa dạng hóa các sản phẩm bánh mỳ

Yêu cầu của đề tài: Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất bánh mì

ngọt có bổ sung bột khoai lang Bánh mì ngọt nghiên cứu có chất lượng cao và bảo quản được trong thời gian đến 7 ngày

Nội dung nghiên cứu của đề tài:

1 Chọn loại bột mì phù hợp cho nghiên cứu

2 Chọn loại khoai lang dựa vào các kết quả nghiên cứu:

- Chất lượng các loại khoai lang

- Tỉ lệ thu hồi bột của các loại khoai lang

- Chất lượng bánh mì ngọt có bổ sung bột các loại khoai lang

3 Xây dựng công thức sản xuất bánh mì ngọt có bổ sung bột khoai lang

4 Xác định một số thông số cơ bản từ đó xây dựng quy trình công nghệ sản xuất bánh mì ngọt có bổ sung bột khoai lang

5 Đánh giá chất lượng bánh mì ngọt

6 Xác định chế độ bao gói và bảo quản sản phẩm

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

I.1/ Tìm hiểu chung về bánh mì ngọt:

Bánh mì ngọt là những loại bánh mì ngoài bột mì, nước, men, muối còn bổ sung các nguyên liệu khác như đường, chất béo, bơ, sữa Vì thế bánh mì ngọt có thêm nhiều mùi vị thơm ngon và kết cấu khác với bánh mì thường [29]

Các điều kiện kỹ thuật sản xuất bánh mì ngọt về cơ bản giống như sản xuất các loại bánh mì thông thường nhưng tỉ lệ nấm men sử dụng cao hơn và thời gian lên men dài hơn Nhiệt độ nướng bánh mì ngọt có thể thấp hơn nhiệt độ nướng bánh

mì thông thường Bánh mì ngọt sau khi nướng thường được bao gói cẩn thận Do hàm lượng đường cao nên mặt ngoài bánh mì ngọt thường có mầu vàng nâu và mềm hơn so với các loại bánh mì khác [3]

Giá trị thực phẩm của bánh mì ngọt:

Giá trị thực phẩm của bánh mì được đánh giá theo thành phần các chất dinh dưỡng như gluxit, lipit, protein, các axit amin không thay thế, các vitamin, chất khoáng, độ sinh năng lượng và khả năng hấp thụ của cơ thể con người Ngoài các chỉ số trên thì hương vị, mầu sắc, độ xốp của bánh, trạng thái của ruột bánh, hình dáng bên ngoài của bánh cũng có ý nghĩa nhất định về mặt giá trị thực phẩm [3]

Các gluxit chiếm hơn nửa khối lượng chung của bánh mì ngọt Tinh bột là một loại gluxit quan trọng, nó có khả năng liên kết với nước do đó có ảnh hưởng đến tính chất của bột nhào Trong quá trình nướng, tinh bột bị hồ hóa tạo khả năng tiêu hóa tốt cho cơ thể con người

Ngoài ra trong bánh mì ngọt còn có các loại đường như saccaroza, glucoza, maltoza Trong bánh mì ngọt hàm lượng đường cao hơn nhiều so với bánh mì thông thường Đường có tác dụng tốt cho quá trình lên men và làm cho vỏ bánh có mầu sắc đẹp

Trong thành phần gluxit của bánh mì ngọt còn có chứa xenlluloza và hemixenlluloza (khoảng 0,1 – 0,2%), tốt cho quá trình tiêu hóa

Nói chung, độ tiêu hóa của gluxit trong bánh mì có thể đạt đến 90 – 92% [3] Protein:

Hàm lượng protein trong bánh mì ngọt vào khoảng 5 – 8% khối lượng chung của bánh Protein có một ý nghĩa rất lớn trong việc tạo thành và khôi phục các chức năng của tế bào cơ thể Hàm lượng protein của bánh mì phụ thuộc vào hạng bột mì nguyên liệu Bánh mì sản xuất từ bột mì hảo hạng chứa ít protein hơn nhưng chất lượng protein tốt hơn bánh mì làm từ bột hạng I và hạng II [3]

Chất béo:

Tùy thuộc vào loại bánh mì ngọt mà hàm lượng chất béo có thể khác nhau Chất béo là nguồn dự trữ năng lượng và là thành phần cấu tạo của các tế bào Độ tiêu hóa của chất béo trong bánh mì vào khoảng 53 – 85% [3]

Các vitamin là những chất có tác dụng rất quan trọng trong quá trình trao đổi chất của cơ thể Cơ thể con người cần một lượng vitamin nhất định để duy trì các hoạt động bình thường và các loại vitamin đều được bổ sung qua thức ăn

Bánh mì ngọt cung cấp cho cơ thể chủ yếu là các vitamin B1, B2, PP Hàm lượng vitamin trong bánh mì ngọt phụ thuộc vào hàm lượng vitamin trong bột và các chất bổ sung như trứng, sữa, chất béo [3]

Độ sinh năng lượng và độ tiêu hóa:

Một trong những chỉ số quan trọng về giá trị dinh dưỡng của bánh mì ngọt là

độ sinh năng lượng, tức là giá trị năng lượng mà bánh cung cấp cho cơ thể khi tiêu thụ tính bằng calo [3]

Lượng calo lý thuyết có thể tính được khi biết thành phần hóa học của bánh

mì ngọt Khi oxi hóa hoàn toàn, 1g gluxit có thể giải phóng 4,1 kcal, 1g chất béo giải phóng 9,3 kcal và 1g protein giải phóng 4,1 kcal Nhưng các chất gluxit, protein

và chất béo trong bánh mì không được tiêu hóa hoàn toàn Vì vậy, năng lượng do bánh mì ngọt cung cấp cho cơ thể còn phụ thuộc vào độ tiêu hóa nữa [3]

Bánh mì làm từ bột mì các hạng khác nhau thì có độ tiêu hóa khác nhau Cụ thể như sau:

Bảng I.1.1: Hệ số tiêu hóa của các chất trong bánh mì [3]

Hệ số tiêu hóa Bánh mì làm từ

Bột thượng hạng

Bột hạng I

Bột hạng II

0,87 0,85 0,75

0,98 0,96 0,95

0,95 0,93 0,92 Hương vị của bánh mì ngọt:

Độ tiêu hóa của bánh mì ngọt còn phụ thuộc rất nhiều vào hương vị, mầu sắc

và hình dáng bên ngoài của bánh Nếu bánh nở tốt, xốp, mầu sắc đẹp, thơm ngon, trông bên ngoài hấp dẫn… thì sẽ kích thích sự ngon miệng làm tăng khả năng hấp thu của cơ thể

Hương vị của bánh mì ngọt phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của nguyên liệu, thành phần của nguyên liệu và phụ thuộc vào kỹ thuật sản xuất cũng như chế

độ bảo quản bánh

Tóm lại, bánh mì ngọt là loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, nó cung cấp phần lớn năng lượng, protein, gluxit, chất béo, các vitamin và chất khoáng… cho cơ thể con người Bánh mì lại có hệ số tiêu hóa tương đối cao, sử dụng tiện lợi

và đơn giản nên đã từ lâu ở nhiều nước trên thế giới bánh mì được sử dụng rộng rãi như một lương thực chính của nhân dân Ở nước ta, bánh mì thực sự đi và đời sống của người dân khoảng trên 40 năm nay và nhờ tính ưu việt trên mà ngày càng được rất nhiều người ưa chuộng [3]

Hiện nay ở nước ta có rất nhiều loại bánh mì ngọt với các khối lượng khác nhau 15g, 40g, 60g và có các hình dáng, hương vị khác nhau, có thể có nhân và

không có nhân Bánh mì ngọt có bổ sung bột khoai lang hiện chưa thấy xuất hiện ở

thị trường Việt Nam Bổ sung bột khoai lang để sản xuất bánh mì ngọt sẽ tạo ra

một sản phẩm mới có giá trị dinh dưỡng cao và hương vị riêng đáp ứng nhu cầu về thực phẩm ngày càng cao của xã hội

I.2/ Nguyên liệu trong sản xuất bánh mì ngọt:

I.2.1/ Bột mì:

Bột mì là nguyên liệu chính và trong công nghệ sản xuất bánh mì ngọt, bởi vì bột mì là thành phần giúp tạo ra hình dáng, cấu trúc và hương thơm cho bánh

• Cấu tạo hạt lúa mì:

Bột mì được sản xuất từ hạt lúa mì Lúa mì (tên khoa học là Triticum) là loại

cây lương thực có mặt ở rất nhiều nơi trên thế giới, gồm có lúa mì trắng và lúa mì đen trong đó lúa mì trắng được chia ra làm hai loại là lúa mì cứng và lúa mì mềm Thu hoạch lúa mì ở những nơi khác nhau trên thế giới diễn ra ở những thời kỳ khác nhau: Tháng ba ở Ấn Độ, Tháng năm ở Trung Quốc, tháng bảy và tháng 8 ở Mĩ và Châu Âu, mùa thu ở Canađa, mùa đông ở Ác- hen- ti-na và Ôxtrâylia [23]

Mặc dù được trồng ở các vùng khác nhau, thu hoạch ở các thời kỳ khác nhau nhưng cấu tạo hạt lúa mì đều gồm ba phần chính như sau: [23]

Vỏ : chiếm 14 – 16 % khối lượng toàn hạt

Nội nhũ : chiếm 81 – 83 % khối lượng toàn hạt

Phôi : chiếm 2,5 – 3,0 % khối lượng toàn hạt

+ Lớp vỏ gồm có: vỏ quả, vỏ hạt và lớp alơron Vỏ trong quá trình nghiền sẽ tạo ra cám Vỏ giầu chất khoáng, có chứa các sắc tố và một phần lớn vitamin B1, B2[23] Vỏ hầu như không có giá trị dinh dưỡng, thậm chí gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng bột và bánh thành phẩm Thành phần chủ yếu của lớp vỏ là Pentozan, hemixenlluloza và xenlluloza (các chất xơ) Do hàm lượng tro tỉ lệ thuận với các chất xơ nên nó được sử dụng làm cơ sở để đánh giá mức độ nghiền và hàm lượng các chất không tiêu hóa được có trong bột mì

+ Phôi hạt chứa nhiều chất béo, đường và các vitamin (B và E) [23] Phôi không có tinh bột nhưng có nhiều đường, chủ yếu là saccaroza (khoảng 25%), phôi chứa ít xenlluloza và khoảng 9 – 10% hemixelluloza Độ tro của nó khá cao, gấp 10 lần độ tro của nội nhũ nguyên chất Ngoài ra nó còn chứa một số enzim oxi hóa khử, do đó dễ làm bột sẫm mầu khi nhào [1]

+ Nội nhũ của hạt lúa mì có mầu trắng hay trắng ngà, chiếm phần lớn khối

lượng toàn hạt Nội nhũ chứa chủ yếu tinh bột, ngoài ra còn có protein, đường, chất

béo và tro [23] Thành phần chủ yếu của nó bao gồm: Tinh bột (78 – 82%), protein

(12 – 15%), các loại đường (6–6,1%), chất béo (0,63–0,68%) và tro (0,3–0,5%) [1]

Thành phần hóa học và tỉ lệ các chất có trong các phần của hạt lúa mì được

thể hiện trong bảng sau: [23]

Bảng I.2.1.1 : Thành phần hóa học của các phần giải phẫu hạt lúa mì (tính theo % chất

Protein (%)

Tinh bột (%)

Đường (%)

Xenlluloza (%)

Pentoza (%)

Chất béo (%)

Tro (%)

Bột mì thu được khi nghiền hạt mì Có hai phương pháp nghiền là nghiền

phân loại và nghiền lẫn Quá trình nghiền lẫn chỉ cho một loại bột với tỉ lệ thu hồi

bột cao hơn (đến 96%) [2] còn nghiền phân loại cho phép thu hồi bột mì trắng với

các hạng khác nhau (bột thượng hạng, hạng I, hạng II) nhưng tỉ lệ thu hồi bột trong

quá trình nghiền này thấp hơn so với nghiền lẫn (70 – 85%) Khi nghiền lúa mì đen

bằng phương pháp nghiền phân loại thu được hạng bột khác nhau với tỉ lệ thu hồi

bột từ 63 – 87%, quá trình nghiền lẫn tỉ lệ thu hồi bột có thể đạt đến 95% Các chỉ

số chất lượng của các hạng bột mì được trình bày ở bảng I.2.1.2 [3]

Bảng I.2.1.2: Các chỉ số chất lượng bột mì [3]

Độ lớn Hạng bột Độ tro

(%) Còn lại trên

rây (ít hơn)

Lọt qua rây (%)

Hàm lượng gluten (%) (lớn hơn)

140/3 (*)190/3 27/2

260/12 43/35 38/60

32

32

25

Hơi vàng Hơi vàng nhạt Hơi vàng Bột lúa mì mềm:

- Thượng hạng

- Hạng I

0,55 0,75

150/3 190/3

260/14 43/50

28

30

Trắng hơi vàng Trắng hơi vàng (*) Tử số là số hiệu rây, mẫu số là % lọt rây

Trong bột mì chứa các thành phần giống như trong hạt mì nhưng với tỉ lệ khác nhau Thành phần hóa học của bột mì phụ thuộc thành phần hóa học của hạt

mì và phụ thuộc vào hạng bột Các chất dinh dưỡng trong bột hạng cao thì cơ thể dễ tiêu hóa hơn nhưng bột mì hạng thấp lại có hàm lượng vitamin và chất khoáng cao hơn Bảng sau đây cho thấy thành phần hóa học của bột mì:

Bảng I.2.1.3: Thành phần hóa học của bột mì [3]

Thành phần hóa học trung bình, tính bằng % chất khô Loại và hạng

bột Protein

Chất béo

79,0 77,5 71,0

12,0 14,0 14,5

0,8 1,5 1,9

1,8 2,0 2,8

0,1 0,3 0,8

0.55 0,75 1,75 Bột mì đen:

- Hạng A

- Hạng B

4,50 6,00

73,5 67,0

9,0 10,5

1,1 1,7

4,7 5,5

0,4 1,3

0,75 1,45 Thành phần hóa học chủ yếu của bột mì là Gluxit và Protein, hàm lượng của chúng chiếm khoảng 90% khối lượng bột, còn lại là các thành phần khác [3]

a) Protein bột mì:

Hàm lượng protein bột mì các hạng khác nhau thì khác nhau Bột hạng càng cao thì hàm lượng protein càng thấp nhưng giá trị dinh dưỡng của protein càng cao Protein trong bột mì gồm 4 loại: [3]

- Albumin (hòa tan trong nước): chiếm khoảng 9% protein tổng số

- Globulin (hòa tan trong dung dịch muối trung tính): chiếm khoảng 5% protein tổng số

- Prolamin (hòa tan trong dung dịch rượu 60 – 80%) (riêng trong bột mì còn có tên gọi là gliadin): chiếm khoảng 40% protein tổng số

- Glutenlin (hòa tan trong dung dịch kiềm yếu 0,2%), còn có tên gọi là glutenin, chiếm khoảng 46% protein tổng số

Glutenin và gliadin tạo nên gluten, một dạng protein đặc trưng của bột mì + Gluten bột mì: Gluten ướt trong bột mì là một chất dẻo có tính đàn hồi bao gồm Glutenin và Gliadin Gliadin đặc trưng cho độ dãn dài còn Glutenin đặc trưng cho độ đàn hồi của bột nhào

Khi đem bột mì nhào với nước và để yên một thời gian, rửa khối bột nhào đó cho trôi hết tinh bột sẽ còn lại một khối dẻo, đó là Gluten Gluten thu được sau khi rửa khối bột nhào là Gluten ướt, chứa khoảng 60 – 70% nước Hàm lượng gluten ướt trong bột mì dao động trong phạm vi khá lớn, từ 15 – 55% [3]

Chất lượng gluten bột mì được đánh giá bằng các chỉ số lý học như sau: Mầu sắc, độ đàn hồi, độ dãn dài và nó ảnh hưởng quyết định đến chất lượng bánh Gluten của bột mì chất lượng cao thường có độ đàn hồi tốt, độ dãn dài vừa phải Nếu gluten

có độ dãn dài lớn thì thời gian lên men trong quá trình sản xuất bánh mì thường phải dài, ngược lại nếu độ dãn dài nhỏ thì bột nhào thường bị chảy, bánh ít nở và độ xốp kém

Chất lượng gluten phụ thuộc vào chất lượng hạt mì, điều kiện và thời gian bảo quản: Hạt đã nảy mầm, sấy quá nhiệt độ, bảo quản đã lâu hoặc đã quá bốc nóng thì chất lượng gluten kém Khi nhào bột cũng có một số yếu tố làm ảnh hưởng tới tính chất lý học của gluten như nhiệt độ, nồng độ muối, cường độ nhào, thời gian nhào… Nhiệt độ bột nhào thích hợp khoảng 300C, nhiệt độ thấp gluten chặt lại,

nhiệt độ cao gluten trương nở nhanh nhưng khả năng giữ khí kém Muối có tác dụng làm gluten chắc hơn, tăng khả năng hút nước và giảm hoạt độ enzim thủy phân protein Nhào mạnh sẽ thúc đẩy quá trình tạo thành gluten nhưng lại làm giảm khả năng giữ khí của nó Axit ascorbic và các chất oxi hóa khác làm gluten chặt lại, ngược lại những chất khử làm giảm chất lượng gluten Độ axit cũng ảnh hưởng tới gluten, độ axit bột nhào tăng tới một giới hạn nhất định sẽ hạn chế enzim thủy phân protein nên gluten tốt hơn[4]

b) Gluxit bột mì:

Gluxit chiếm ¾ khối lượng các chất của lúa mì, là nguồn năng lượng chủ yếu cho người và động vật Gluxit trong bột mì gồm có: Tinh bột, dextrin, xenlluloza, hemixenlluloza, gluxit keo và các loại đường [1]

+ Tinh bột: Tinh bột là gluxit quan trọng nhất của bột mì Độ lớn và độ nguyên của hạt tinh bột có ảnh hưởng đến khả năng hút nước và hàm lượng đường trong bột nhào Hạt tinh bột nhỏ và hạt tinh bột vỡ sẽ đường hóa nhanh hơn trong quá trình sản xuất bánh mì Trong các hạt tinh bột, ngoài tinh bột ra còn có một lượng nhỏ axit photphoric, axit béo và các chất khác Tinh bột khi nướng bị hồ hóa một phần và do đó làm ruột bánh khô và đàn hồi

+ Dextrin: Dextrin là sản phẩm đầu tiên của quá trình thủy phân tinh bột Đây là một chất keo tạo thành với nước một dung dịch dính Nếu bột mì chứa nhiều dextrin thì ruột bánh dính , chặt, kém đàn hồi do dextrin ít liên kết với nước Bột mì sản xuất từ hạt mì đã nảy mầm có chứa 3 – 5% dextrin, bánh mì sản xuất từ loại bột nhào này sẽ kém dai và dính

+ Xelluloza: Xenlluloza có công thức giống tinh bột nhưng rất khác nhau về cấu trúc phân tử và tính chất lý hóa học Nó không tan trong nước lạnh và nước nóng Bột mì hạng cao có chứa 0,1 – 0,15% xenlluloza, còn bột hạng nghiền lẫn thì chứa 2 – 3% Thủy phân xenlluloza bằng axit khó khăn hơn thủy phân tinh bột nên không thể tiêu hóa được xenlluloza và do đó xenlluloza làm giảm giá trị dinh dưỡng của bột

+ Hemixenllloza: Hemixenlluloza là polysaccarit có cấu tạo từ các gốc pentozan và hexozan Nó không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong kiềm,

không tiêu hóa được trong cơ thể con người và hàm lượng của nó phụ thuộc hạng bột [3]

+ Gluxit keo: Gluxit keo là các pentozan hòa tan, chủ yếu chứa trong nội nhũ của hạt Trong bột mì hàm lượng của gluxit keo vào khoảng 1,2% Gluxit keo có tính háo nước rất cao nên khi trương nở trong nước chúng tạo thành dung dịch keo

và dung dịch keo này có ảnh hưởng rõ rệt đến các tính chất lý học của bột nhào [3] + Đường trong bột: Đường rất cần thiết cho quá trình lên men ở giai đoạn đầu khi mà bản thân amilaza của nấm men chưa kịp thủy phân tinh bột thành đường maltoza Đường không chỉ có ý nghĩa đối với quá trình lên men mà còn là chất tham gia vào quá trình hình thành mùi và vị, là một trong các chỉ tiêu quan trọng đối với bánh mì, nó tạo ra các chất mầu và chất thơm cho bánh [2] Đường trong bột mì thường không nhiều và hàm lượng của nó phụ thuộc vào hạng bột và chất lượng hạt Thường gồm có 0,1 – 0,25% glucoza và fructoza, 0,1 – 0,5% maltoza, 0,2 – 0,6% saccaroza [2]

c) Lipit (chất béo, photphatit, sterin, sắc tố, vitamin):

Lipit chủ yếu tập trung trong phôi nên khi sản xuất bột hàm lượng giảm đáng

kể Hàm lượng chung của các lipit trong bột khoảng 2 – 3% (trong đó 75% là chất béo) Các lipit là các chất hữu cơ kị nước, có cấu trúc khác nhau, có khả năng hòa tan trong các dung môi hữu cơ Trong bột, các lipit ở trạng thái tự do hoặc kết hợp với protein và gluxit Những hợp chất này có ảnh hưởng đến tính chất gluten, làm cho gluten đàn hồi hơn nhưng nếu hàm lượng chất béo quá cao sẽ dễ bị oxi hóa và gây ảnh hưởng không tốt đến chất lượng bột mì [3]

d) Enzim:

Enzim là các chất xúc tác sinh học có bản chất protein, chúng tham gia vào hầu hết các phản ứng hóa học trong cơ thể sống và trong các sản phẩm chế biến Hai enzim quan trọng nhất trong bột mì là proteaza và amilaza, xúc tác quá trình thủy phân protein và tinh bột [3]

Proteaza có ảnh hưởng đáng kể trong sản xuất bánh mì, nó phân giải protein, làm giảm tính chất vật lý của protein và làm giảm khả năng liên kết với nước Do

đó, có ảnh hưởng bất lợi đến bột nhào

Enzim thủy phân tinh bột gồm có α – amilaza, β – amilaza β – amilaza phân hủy amiloza thành maltoza giúp quá trình lên men bột nhào nhanh và tăng chất lượng bánh vì bản thân lượng đường trong bột không đủ để bảo đảm chất lượng bánh Ngược lại, α – amilaza lại làm giảm chất lượng bánh mì, nó thủy phân tinh bột tạo ra dextrin làm ruột bánh bị ướt

Ngoài hai loại enzim trên, trong bột mì còn có lipaza, lipoxidaza và tirozinaza cũng có ảnh hưởng đến chất lượng bánh mì Lipaza có tác dụng làm tăng

độ axit của bột mì Lipoxydaza có ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất của gluten và tính chất vật lý của bột nhào Tirozinaza có tác dụng oxi hóa tirozin tạo thành các hợp chất có mầu tối, chính quá trình này làm cho bột nhào và ruột bánh có mầu sẫm [3]

ngà Độ trắng của bột không phải lúc nào cũng quan hệ chặt chẽ với độ tro là vì lớp alơron của hạt không có mầu nhưng hàm lượng tro lại cao còn vỏ quả và vỏ hạt thì

có mầu nhưng hàm lượng tro lại tương đối ít hơn [3]

5) Hàm lượng và chất lượng gluten:

Bột có hàm lượng gluten cao thường có tính chất nướng bánh cao Nhưng tính chất nướng bánh còn phụ thuộc nhiều vào chất lượng gluten Gluten của bột hạng cao hơn thường có mầu sáng hơn và độ hút nước cao hơn [3] Nhờ có màng gluten mà khí tạo ra được giữ lại trong bột nhào làm bột nhào nở và bánh có thể tích

to hơn

Chất lượng gluten càng cao thì chất lượng bột mì cũng càng cao

6) Độ axit của bột:

Bột luôn có tính axit Đó là do trong bột có các muối photphat axit, axit béo

tự do và các axit hữu cơ khác Các axit đó được tạo thành do quá trình thủy phân bằng enzim trong thời gian bảo quản bột Độ pH của bột mì dùng trong sản xuất bánh mì ngọt khoảng 5,8 – 6,3

I.2.2/ Nấm men trong sản xuất bánh mì ngọt:

* Nấm men sử dụng trong sản xuất bánh mì ngọt là loài Saccaromyces Cerevisiae, có cấu tạo hình cầu, đường kính 7 x 11 µm

- Thành phần hóa học của nấm men [3]

+ Tro : 1,8 – 2,5% + Các vitamin: B1, B2, B6, PP, biotin… + Chất khoáng : K, P, Mg,Ca, Fe

* Tác dụng của nấm men trong sản xuất bánh mì:

+ Làm nở bột nhào: Quá trình lên men bột nhào là sự ứng dụng đặc biệt của quá trình lên men rượu Nấm men trong điều kiện lên men yếm khí chuyển glucoza thành CO2 và rượu theo phản ứng sau:

Nấm men C6H12O6 CO2 + C2H5OH

Trong khi nhào bột không khí có lẫn một ít vào trong bột nhào, nấm men sử dụng lượng oxi này và quá trình hô hấp diễn ra Một vài phút sau khi nhào, tất cả lượng oxi đã được nấm men sử dụng hết và quá trình lên men xảy ra Khí CO2 tạo thành do quá trình lên men trước tiên sẽ hòa tan vào lượng nước tự do trong bột nhào đến khi bão hòa Sau đó khí này được giữ trong các túi khí (gluten) có tính đàn hồi và co giãn, chính vì vậy mà làm nở bột nhào [24] Khí CO2 làm cho ruột bánh

có cấu tạo xốp

+ Tạo chất thơm: Rượu tạo thành, sự giảm pH và các quá trình lên men phụ khác góp phần tạo nên vị và hương thơm cho bánh mì Quá trình lên men xảy ra tốt, nhiệt độ phù hợp, liều lượng nấm men thích hợp góp phần tạo ra bánh thành phẩm

có chất lượng tốt

* Cơ chế hấp thụ đường của tế bào nấm men:

Các gluxit cần cho nấm men làm vật liệu xây dựng nên tế bào và là nguồn năng lượng Nấm men tiêu hóa các gluxit có khác nhau, các tế bào men tiêu hóa trước tiên là hexoza, sau đó là saccaroza và maltoza [5]

Đường muốn vào được bên trong tế bào phải qua được vỏ tế bào và màng nguyên sinh chất Glucoza được hấp thụ trực tiếp qua vỏ và màng nguyên sinh chất vào bên trong tế bào Saccaroza muốn vào được bên trong tế bào cần có invertaza nằm giữa vỏ và màng nguyên sinh chất thủy phân thành glucoza và fructoza Maltoza được đưa vào nguyên sinh chất dưới tác dụng của maltopermeaza nằm trên màng nguyên sinh chất Nhờ có glucoza mà trong tế bào xảy ra quá trình lên men

* Các dạng nấm men sử dụng trong sản xuất bánh mì ngọt:

- Nấm men lỏng: Là dịch nấm men chưa phân ly để tách lấy nấm men Khi

sử dụng cần chú ý tới hàm lượng nước trong nấm men để tránh bột nhào bị nhão [3] Nấm men này cần được bảo quản lạnh, lượng sử dụng và bảo quản lớn nên tốn nhiệt và diện tích để bảo quản Tuy nhiên, nấm men lỏng có thể chuẩn bị được ngay trong nhà máy sản xuất bánh mì Nấm men lỏng dễ sử dụng, hoạt lực làm nở bánh

mì cao nhưng khó bảo quản thời gian sử dụng giới hạn 24h sau khi sản xuất

- Nấm men ép: Nấm men ép được sản xuất trong các nhà máy chuyên sản

xuất men hay là phân xưởng của nhà máy sản xuất rượu Nguyên liệu để sản xuất

nấm men ép là mật rỉ Sau khi thu được dịch men, người ta tiến hành phân ly để tách lấy tế bào nấm men rồi được đưa vào ép chân không hay ép lọc để loại ra lượng nước thừa và bảo quản ở 0 – 20C

Nấm men ép có mầu vàng xám, độ ẩm không quá 75%, thời gian làm nở bột nhào nhỏ hơn 75 phút Sau 10 ngày bảo quản, độ axit (tính theo mg axit axêtic trong 100g nấm men) không vượt quá 360 [3]

Bảo quản ở nhiệt độ cao thì nấm men ép sẽ bị tự phân do đó lực nở của men

bị mất đi Nấm men bảo quản lạnh đông thì vẫn giữ được lực nở nếu hồi phục dần dần ở nhiệt độ từ 3 – 60C Phục hồi quá nhanh thì đa số tế bào nấm men bị chết

- Nấm men khô: Nấm men khô được sản xuất từ nấm men ép chất lượng

cao Nấm men ép được trộn với bột mì rồi đem đi sấy khô đến độ ẩm 7,5 – 8% Nấm men được sấy bằng không khí nóng, thời gian đầu, nhiệt độ không khí là 40 –

450C, thời gian sau là 30 – 350C Nhiệt độ nấm men không nên vượt quá 31–330C Sấy làm giảm trạng thái sinh lý của nấm men và giảm lực nở, một phần nhỏ tế bào nấm men bị chết trong quá trình sấy Nấm men khô sau khi sấy và làm nguội được bao gói trong bao bì cách ẩm Sử dụng nấm men khô nên hoạt hóa men trước khi nhào bột [3]

Độ ẩm của nấm men khô không quá 11–12%, lực nở không quá 110 phút [3]

* Có thể phân loại nấm men theo vị:

Men lạt: Là loại men dùng cho sản xuất bánh mì lạt (những loại bánh mì có

hàm lượng đường thấp) Những chủng nấm men này chỉ sống và phát triển tốt trong môi trường có nồng độ đường thấp

Men ngọt: Là loại men dùng cho sản xuất bánh mì ngọt (những loại bánh mì

có hàm lượng đường cao) Những chủng men này chỉ sống và phát triển tốt trong môi trường có nồng độ đường cao

Từ đó, lựa chọn loại men tươi, men ngọt để sản xuất bánh mì ngọt vì: loại men này có lực nở tốt, phù hợp với loại bánh có hàm lượng đường cao

I.2.3/ Đường:

Để thu được bánh mì có độ xốp và độ nở tốt, mầu sắc vỏ bánh đẹp thì bột nhào phải đủ đường nhưng nếu bánh mì thu được chỉ do lên men đường sẵn có

trong bột thì sẽ không đạt yêu cầu Thường dùng saccaroza để thêm vào khi nhào bột Nếu cho một lượng đường nhỏ vào bột nhào thì tốc độ của quá trình lên men sẽ tăng nhanh, nếu quá nhiều đường thì quá trình lên men sẽ bị ức chế Mặt khác, khi cho đường vào bột nhào thì bánh có vị ngon hơn, độ calo tăng thêm Đường cũng có ảnh hưởng đến mầu sắc vỏ bánh do khi nướng ở nhiệt độ cao, đường bị caramen hóa tạo thành các chất có mầu vàng, vàng nâu hay xám đen [5]

I.2.4/ Muối:

Tùy theo loại bánh mì mà lượng muối sử dụng có thể từ 1 – 2,5% so với khối lượng bột Muối ăn không những làm tăng vị của bánh mà còn có tác dụng làm chắc gluten, đồng thời ức chế một số loại vi sinh vật có hại và ảnh hưởng đến hoạt tính của một số enzim Mặt khác, muối còn giúp kiểm soát quá trình lên men bằng cách kìm hãm hoạt động lên men của nấm men Muối ăn sử dụng trong sản xuất bánh mì phải đảm bảo tiêu chuẩn thực phẩm

Nước làm trương nở gluten và tinh bột, tạo độ dai cần thiết cho khối bột nhào Nước còn là dung môi để hoà tan đường, muối và các nguyên liệu khác Ngoài ra còn có thể dùng nước để điều chỉnh nhiệt độ của khối bột nhào

Nước sử dụng trong sản xuất bánh mì ngọt phải là nước ăn được, không mầu, không có mùi vị lạ, không có vi sinh vật gây bệnh, không có NH3, H2S và các chất hữu cơ Các chỉ số về độ sạch phải theo đúng tiêu chuẩn nhà nước về nước ăn được

Độ cứng của nước (đặc trưng bằng hàm lượng Canxi và Magie) có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất bánh mì Các muối trong nước cứng làm cho gluten chặt lại nhưng vị bánh thành phẩm không ngon, nước cứng còn làm chậm quá trình lên men bột nhào Nước cứng không sử dụng được trong sản xuất bánh mì và mì sợi

Độ cứng của nước quy định không quá 7 – 9 mg đương lượng trong một lít nước [3]

I.2.8/ Bột khoai lang:

a) Giới thiệu chung về khoai lang:

* Nguồn gốc và phân bố cây khoai lang:

Khoai lang danh pháp khoa học là Ipomoea batatas, thuộc họ Convolvulaceae, chi Ipomoea, loài I batatas Khoai lang là một loài cây nông

nghiệp với các rễ củ lớn chứa nhiều tinh bột, có vị ngọt được gọi là củ khoai lang Khoai lang là nguồn cung cấp rau ăn củ quan trọng, được sử dụng trong vai trò của

cả rau lẫn lương thực Các lá non và thân non cũng được sử dụng như một loại rau[24]

Rễ củ cây khoai lang có hình dáng thuôn dài và thon, lớp vỏ nhẵn nhụi, có mầu đỏ, tím, nâu hay trắng Lớp thịt củ có mầu trắng, vàng, cam hay tím [25]

Hình 1.1: Củ khoai lang [25] Khoai lang nở hoa [25]

Khoai lang có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới Châu Mĩ, nó được con người trồng cách đây trên 5000 năm Nó được phổ biến rất sớm trong khu vực này, bao gồm cả khu vực Caribê Nó cũng đã được biết tới trước khi có sự thám hiểm

của người phương tây tới Polynesia, nó được đưa tới đây như thế nào là chủ đề của các cuộc tranh luận dữ dội, có sự tham gia của các chứng từ khảo cổ học, ngôn ngữ học và di truyền học [25]

Ngày nay, khoai lang được trồng rộng khắp trong các khu vực nhiệt đới và

ôn đới ấm với lượng nước đủ để hỗ trợ sự phát triển của nó

Cây khoai lang được đưa vào nước ta từ Phúc Kiến, Trung Quốc vào cuối thế

kỷ 16 Khoai lang là một loại cây hoa mầu, lương thực quan trọng chiếm diện tích cao sau lúa và ngô, trong hệ thống cây lấy củ, nó chỉ đứng sau khoai tây Đặc biệt là

ở những vùng đất xám bạc mầu, vùng trung du miền núi thì nó lại là cây trồng chính Khoai lang được trồng trên đất cát, nơi rất ít cây hoa mầu khác có thể tồn tại được Khoai lang chủ yếu được làm lương thực cho người và thức ăn cho gia súc Tuy nhiên, trong những năm mất mùa hoặc ở những vùng sản xuất lúa khó khăn thì khoai lang lại trở thành cây chủ lực cho người nông dân, vị trí của cây khoai lang được xếp ngang hàng thậm chí còn hơn cả lúa [6]

* Thời vụ trồng cây khoai lang:

Khoai lang không chịu được sương giá Nó phát triển tốt nhất ở nhiệt độ trung bình khoảng 240C Phụ thuộc vào giống cây trồng và các điều kiện khác, các

rễ củ sẽ phát triển đầy đủ trong vòng từ 2 – 9 tháng Với sự chăm sóc cẩn thận, các giống ngắn ngày có thể trồng như cây 1 năm để cho thu hoạch vào mùa hè tại các khu vực có khí hậu ôn đới như miền Bắc Hoa Kỳ Khoai lang ít ra hoa nếu khoảng thời gian ban ngày vượt quá 11 giờ, chúng được nhân giống chủ yếu bằng các đoạn thân (dây khoai lang) hay rễ hoặc các rễ bất định mọc ra từ các rễ củ trong khi lưu giữ và bảo quản Các hạt hầu như chỉ dành cho mục đích gây giống mà thôi [25] Trong các điều kiện tối ưu với độ ẩm tương đối 85 – 90%, ở nhiệt độ 13 -

160C, các củ khoai lang có thể giữ được trong vòng 6 tháng Nhiệt độ thấp hoặc cao hơn đều nhanh chóng làm hỏng củ Khoai lang phát triển tốt trong điều kiện về đất, nước và phân bón Nó cũng có rất ít kẻ thù tự nhiên nên thuốc trừ dịch hại ít khi phải dùng tới Do được nhân giống bằng các đoạn thân nên khoai lang tương đối dễ trồng Do thân phát triển nhanh, che lấp và kìm hãm sự phát triển của cỏ dại nên việc diệt trừ cỏ cũng tiêu tốn ít thời gian hơn Trong khu vực nhiệt đới, khoai lang

có thể để ở ngoài đồng và thu hoạch khi cần thiết còn tại khu vực ôn đới thì nó thường được thu hoạch trước khi sương giá bắt đầu

Việt Nam là nước nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, điều kiện khí hậu thời tiết phù hợp với sự sinh trưởng và phát triển của cây khoai lang Do đó ở nước ta có thể trồng khoai lang quanh năm Tuy nhiên, do đặc điểm sinh thái và khí hậu đất đai, tập quán có khác nhau ở từng vùng nên cũng phải lựa chọn để bố trí thời vụ trồng cho thích hợp Nói chung, trong sản xuất ở nước ta từ trước đến nay đã hình thành các thời vụ sau đây [7]:

+ Vụ đông xuân: Diện tích trồng khoai lang vụ đông xuân ở nước ta chiếm tỉ trọng tương đối lớn so với tổng diện tích trồng khoai lang cả nước Nói chung vụ đông xuân có thể trồng được ở tất cả các vùng trừ các tỉnh miền núi phía Bắc và Tây Nguyên Diện tích khoai lang vụ đông xuân tập trung chủ yếu trên đất canh tác

1 lúa – 1 mầu Thời vụ: Trồng tháng 11 – 12, thu hoạch tháng 4 -5

+ Vụ đông: Khoai lang đông chủ yếu được trồng ở vùng đồng bằng trung du Bắc bộ và bắc khu 4 cũ Với sự xuất hiện của những giống lúa ngắn ngày và sự hình thành vụ lúa xuân, cơ cấu vụ mùa gieo cấy lúa đã có sự thay đổi Diện tích gieo cấy hai vụ lúa trước đây (lúa chiêm và lúa mùa) đã chuyển đổi dần thành cơ cấu 3 vụ trong năm (lúa Xuân – lúa mùa sớm – Cây vụ đông) Sự hình thành khoai lang vụ đông cũng xuất phát từ đó và được trồng chủ yếu trong diện tích tăng vụ, hai vụ lúa hoặc một lúa - một mầu hoặc hai mầu – một lúa Khoai lang đông được trồng từ tháng 9, thu hoạch tháng 2 năm sau

+ Vụ Xuân: Thời vụ khoai lang xuân có thể trồng được trên nhiều loại đất đai khác nhau ở tất cả các tỉnh Miền Bắc và Miền Nam chủ yếu trên diện tích đất hai mầu – một lúa Thời vụ trồng tháng 2 – 3, thu hoạch tháng 6 – 7

+ Vụ hè thu: Khoai lang vụ hè thu được trồng chủ yếu ở các tỉnh phía Nam,

ở các tỉnh miền Bắc chỉ trồng được ở những nơi nào có đất cao, thoát nước như các tỉnh trung du miền núi Vụ hè – thu được trồng tháng 5 – 6, thu hoạch tháng 9 – 10

* Cấu tạo, thành phần hóa học của củ khoai lang:

* Cấu tạo củ khoai lang:

Củ khoai lang là bộ phận chính của cây khoai lang Củ khoai lang có nhiều hình dạng khác nhau: tròn dài hay elíp…, có nhiều mầu sắc khác nhau: hồng nhạt,

đỏ tím, trắng ngà, vàng nhạt, vàng cam… nhưng cấu tạo củ khoai lang đều gồm 3 phần chính: Vỏ lụa, vỏ cùi và thịt củ Khác với sắn, vỏ cùi khoai lang không rõ rệt

và sau khi luộc thì khó bóc

- Vỏ lụa thường chiếm 1% khối lượng củ, vỏ lụa gồm nhiều tế bào sít nhau

có thành dày và chứa các sắc tố Thành tế bào chủ yếu cấu tạo từ xenlluloza có tác dụng giữ cho củ khỏi bị tác động của các yếu tố bên ngoài và chậm mất nước

- Vỏ cùi chiếm khoảng 5 – 10% khối lượng củ, gồm những tế bào thành mỏng chứa tinh bột, nguyên sinh chất và dịch thể (mủ) Trong dịch thể có nhiều chất khác nhau như tanin, sắc tố, enzim… Hàm lượng tinh bột trong các tế bào này

ít hơn so với tế bào thịt củ

- Thịt củ là phần sử dụng chính của củ khoai lang, chiếm 89 – 94% khối lượng toàn củ, nó gồm những tế bào nhu mô chứa tinh bột, các chất chứa nitơ và một số các chất vi lượng khác Tùy theo giống, loại khoai mà giữa các lớp tế bào nhu mô đôi khi còn có các lớp tế bào thành dày, cấu tạo chủ yếu là xenlluloza Khác với sắn, mủ khoai lang không những có nhiều ở lớp vỏ cùi mà trong thịt củ cũng chứa một lượng không ít [3][8]

Hình 1.2: Cấu tạo củ khoai lang

* Thành phần hóa học của củ khoai lang:

Thành phần hóa học của củ khoai lang gồm có hai phần chính là nước và chất khô Củ khoai lang thường có hàm lượng nước cao, do vậy hàm lượng chất khô tương đối thấp, trung bình khoảng 30% nhưng có khoảng biến động lớn phụ thuộc vào các yếu tố như: giống, nơi trồng, khí hậu, độ dài ngày, loại đất, tỉ lệ bị sâu bệnh

và kỹ thuật trồng trọt [7]

Bảng I.2.8.1: Thành phần hóa học trung bình của củ khoai lang [3]:

Các chất Tỉ lệ )%)

Nước Gluxit Protein Chất béo Xenlluloza Tro

68,1 27,9 1,6 0,5 0,9 1,0

+ Gluxit: Gluxit là thành phần chủ yếu của chất khô, chiếm 80 – 90% lượng chất khô (24 – 27% khối lượng chất tươi) Gluxit bao gồm tinh bột, đường (glucoza, fructoza, saccaroza, maltoza…), các hợp chất pectin, hemixenlluloza Thành phần các chất gluxit biến động phụ thuộc vào giống, độ chín của củ, thời gian bảo quản, thời gian thu hoạch và các điều kiện sinh thái [17]

- Tinh bột: Tinh bột là thành phần quan trọng của gluxit trong khoai lang, nó chiếm 60 – 70% khối lượng chất khô (khoảng 18 % khối lượng củ tươi) [17]

- Đường trong củ khoai lang gồm có saccaroza, glucoza, maltoza, fructoza, rafinoza, một lượng không đáng kế stachyoza Hàm lượng đường phụ thuộc vào giống khoai Đường tổng số biến động trong khoảng 0,38 – 5,64 % khối lượng tươi đối với các loại khoai Nam Thái Bình Dương [19] Các loại khoai Mĩ có hàm lượng đường là 2,9 – 5,5% so với khối lượng củ tươi [17] Hàm lượng đường trong 28 giống khoai vụ đông trồng ở Miền Bắc biến động trong khoảng 3,63 – 6,77% chất tươi [12]

- Chất xơ: Chất xơ bao gồm các hợp chất pectin (protopectin, axit pectic, axit pectinic, pectin hòa tan), hemixenlluloza và xenlluloza Chất xơ trong khoai lang có khả năng làm giảm các bệnh ung thư ruột kết, bệnh đái tháo đường và các bệnh đường tiêu hóa [17] Ngoài ra, các chất pectin có vai trò lớn trong việc tạo các tính chất lưu hóa (Rheological) ở khoai lang chín

Protein khoai lang chứa đầy đủ các axit amin nhưng nó có thể bị hạn chế do

sự thiếu các axit amin chứa S và lysin Protein tổng số của khoai lang thấp, hàm lượng protein tổng số trung bình là 5% chất khô hay 1,5 % chất tươi

Protein phân bố không đều trong toàn củ Hàm lượng protein trong lớp vỏ hơn các phần còn lại trong củ [17] Tuy có hàm lượng thấp nhưng protien trong khoai lang đóng vai trò là một nguồn protein cho thế giới với sản lượng khoảng 2 triệu tấn hàng năm do năng suất thu hoạch khoai lang cao Theo tính toán, khoai lang cho năng suất 184 kg protein / ha, thấp hơn lúa mì (200 kg protein / ha) và cao hơn lúa nước (168 kg protein / ha) [17]

+ Lipit: Lipit có trong khoai lang với hàm lượng thấp nhưng nó lại góp phần vào cấu tạo nên hương vị khoai lang Hàm lượng lipit thay đổi trong khoảng 0,1 – 0,8 % chất tươi Trong lipit khoai lang có chứa các axit béo palmitic (C16 - 0), linoleic (C18-2) với hàm lượng 29,3 % và 44,7 % tương ứng [17]

Thành phần vitamin của khoai lang gồm có vitamin C(axit ascorbic), một lượng vừa nhỏ thiamin (vitamin B1), riboflavin (B2), niaxin, vitamin B6, axit pantothenic (B5) và axit folic Ngoài ra, khoai lang chứa một lượng caroten (tiền vitamin A) phong phú

Caroten có trong các loại khoai có thịt củ mầu kem, vàng, da cam, da cam đậm Các giống khoai lang Việt Nam có hàm lượng caroten dao động từ 0,3 µg – 3,4mg / 100g chất tươi [13]

Các giống khoai Việt Nam có hàm lượng vitamin C thay đổi từ 23 mg / 100g chất tươi (khoai trắng) đến 30 mg / 100g chất tươi (khoai vàng)[20]

Trong khoai lang có chứa một số thành phần các hợp chất polyphenol dễ bị oxi hóa bởi oxi tự do và hệ enzim polyphenol oxydaza Khi mô tế bào bị phá vỡ thì xảy ra sự tiếp xúc giữa oxy và enzim làm nhanh chóng dẫn đến hình thành các hợp chất quinon Các hợp chất này bị polyme hóa trực tiếp hoặc kết hợp với các amino axit nhóm amin của protein tạo thành các sản phẩm tối mầu Quá trình này giúp cây trồng có khả năng tự bảo vệ chống lại sự xâm nhập của côn trùng và nấm mốc khi

mô khoai lang bị dập Mầu sẫm của hỗn hợp dẫn đến sự giảm chất lượng ở củ tươi

và các sản phẩm chế biến từ nó Hợp chất polyphenol trong khoai lang chủ yếu là các este của axit quinic và axit caffeic [17]

Bảng I.2.8.2: Hàm lượng tro của các giống khoai lang trông vụ đông miềm Bắc Việt

136,34 – 213,31 60,15 – 48,58 30,79 – 87,43 17,68 – 32,45 4,41 – 9,03 1,39 – 5,65 0,94 – 2,36 0,15 – 2,11 + Độc tố và chất ức chế:

Độc tố trong khoai lang thường gặp là các hợp chất furanoterpenoid, sesquiterpen hay ipoeamaron Những độc tố này thường xuất hiện khi mô khoai lang bị tổn thương hoặc bị sâu bọ, nấm mốc xâm nhập Trong điều kiện bảo quản

tốt, củ khoai lang vẫn chứa một lượng nhỏ furanoterpenoid (< 0,04 mg/g) Trong khoai lang còn chứa chất ức chế hoạt động của các enzim tiêu hóa, gọi chung là trypxinaza – một enzim thủy phân protein trong đường ruột [17]

Khoai lang chứa nhiều hệ enzim xúc tác cho chuỗi quá trình tổng hợp và phân hủy Enzim quan trọng nhất theo quan điểm chế biến và nấu nướng là amilaza [12]

- α – amilaza: α – amilaza trong củ khoai được phân bố chủ yếu ở lớp ngoài của củ, ở tầng tế bào biểu bì [24] Hàm lượng α – amilaza trong củ lúc mới đào rất ít nhưng nó tăng lên rất nhiều trong quá trình bảo quản khoai lang [17]

- β – amilaza: β – amilaza phân bố đều trong củ khoai nhưng hàm lượng lớn nhất ở các mô trong tâm củ, lớp vỏ chứa ít enzim này [21]

- Polyphenoloxydaza: là enzim oxy hóa các hợp chất polyphenol tạo ra chất

có mầu sẫm, bất lợi cho quá trình sơ chế và chế biến khoai lang

* Tình hình sản xuất khoai lang trên thế giới và ở Việt Nam:

+ Trên thế giới:

Khoai lang là một trong năm cây có củ quan trọng trên thế giới: Sắn, khoai lang, khoai mỡ, khoai sọ, khoai tây Nếu không tính khoai tây (cây có củ cho vùng

ôn đới) thì khoai lang là cây có củ đứng sau sắn ở các vùng nhiệt đới và á nhiệt đới

Về năng suất, Nhật Bản và Triều Tiên là hai nước có năng suất khối lượng trung bình cả nước đạt cao nhất: 20 tấn / ha Theo số liệu thống kê của FAO, năm

2004 thì sản lượng khoai lang trên toàn thế giới là 127 triệu tấn trong đó phần lớn tại Trung Quốc với 105 triệu tấn và diện tích trồng là 49000 km2 Khoảng một nửa sản lượng khoai lang của Trung Quốc được dùng làm thức ăn cho gia súc và gia cầm Cũng theo FAO, năm 2006 trên toàn thế giới có 111 nước trồng khoai lang trên diện tích 8,99 triệu ha, trong đó 95% tại các nước đang phát triển, năng suất bình quân 13,72 tấn / ha, sản lượng 123,5 triệu tấn (năm 2005: 123,72 triệu tấn và năm 1961 là 98,19 triệu tấn)

+ Ở Việt Nam: Khoai lang được trồng phổ biến ở cả 8 vùng sản xuất nông nghiệp của nước ta Tuy nhiên, năng suất chưa cao, khâu bảo quản và chế biến sau

thu hoạch còn có nhiều khó khăn, khoai lang chưa trở thành hàng hóa nên xu hướng trong những năm gần đây diện tích trồng có giảm sút, năng suất tăng lên một cách chậm chạp và không ổn định

Bảng I.2.8.3: Diện tích, năng suất, sản lượng khoai lang ở Việt Nam [7]

Năm Diện tích (ha) Năng suất

(tạ/ha)

Sản lượng (tấn) Các tỉnh miền

41,40 54,03 47,10

552.100 1.189.100 919.500

53,30 60,20 63,40 67,70

1.685.800 1.526.800 1.611.300 1.655.300 Nhìn chung, sản xuất khoai lang ở nước ta không đồng đều cả về diện tích, trình độ thâm canh, năng suất thấp và có sự chênh lệch khá lớn giữa các vùng sản xuất

* Phân loại củ khoai lang:

Sự phân loại khoai lang hiện chưa thống nhất Ở Trung Quốc, khoai lang được phân theo hai loại là khoai lang ngọt và khoai lang bở Ở Việt Nam, có ý kiến phân loại khoai lang theo mùa: khoai lang chiêm và khoai lang mùa Tác giả Lê Đức Diên và Nguyễn Đình Huyên (1967) [9] lại phân loại khoai lang theo mục đích

sử dụng thực tiễn Theo cách này khoai lang được chia thành 4 nhóm:

- Nhóm 1: Nhóm có năng suất cao, phẩm chất tốt Đại diện cho nhóm này là khoai lang lim, khoai lang bông

- Nhóm 2: Nhóm có năng suất cao, phẩm chất kém Đại diện cho nhóm này

là khoai bất luận xuân

- Nhóm 3: Nhóm có năng suất thấp, phẩm chất tốt Đại diện cho nhóm này là khoai nghệ

- Nhóm 4: Nhóm có năng suất thấp, phẩm chất kém Đại diện cho nhóm này

là khoai lang tím, chiêm ngàn

Một số loại khoai lang trồng hiện nay ở Việt Nam:

+ Khoai lang Lim:

Khoai lang Lim là giống trồng phổ biến ở miền Bắc nước ta, có các đặc điểm:

- Củ có khối lượng lớn và kích thước lớn cả về chiều dài và chiều rộng

- Vỏ củ mỏng, có mầu tím đỏ, ruột củ trắng hoặc trắng kem

+ Khoai lang Hoàng Long:

Khoai lang Hoàng Long là giống phổ biến tại các tỉnh miền Bắc Đặc điểm:

- Khối lượng và kích thước củ trung bình

- Củ dài, vỏ nâu, ruột vàng nhạt đến vàng da cam Tỷ lệ chất khô 27-30% [28]

Hình 1.3:Giống khoai lang HOÀNG LONG[28] Hình 1.4:Giống khoai lang Hưng Lộc [28]

+ Khoai lang HƯNG LỘC 4 (HL4) [28]:

- HL4 là giống khoai lang phổ biến ở vùng Đông Nam Bộ Nguồn gốc Việt Nam

- Tỷ lệ chất khô 27-30%, chất lượng củ luộc khá, vỏ củ màu đỏ, thịt củ màu cam đậm

+ Khoai lang Nhật đỏ [28]: Nguồn gốc Nhật Bản, hiện phổ biến trong sản xuất phía Nam và bán nhiều ở các siêu thị Tỷ lệ chất khô 27-30% chất lượng củ luộc ngon, vỏ củ màu đỏ đậm, thịt củ màu cam đậm

Hình 1.5: Khoai lang Nhật đỏ

+ Nhật vàng (KOKEY14) [28]: Nguồn gốc: Giống Kokey 14 có nguồn gốc Nhật Bản, hiện là giống phổ biến trong sản xuất ở các tỉnh Nam Bộ và bán nhiều tại các siêu thị Tỷ lệ chất khô 29-31%,chất lượng củ luộc ngon, vỏ củ màu đỏ, thịt củ màu vàng cam

+ Khoai lang Nhật Tím [28]: Nguồn gốc Nhật, hiện phổ biến trong sản xuất phía Nam và bán nhiều ở các siêu thị Tỷ lệ chất khô 27- 31% chất lượng củ luộc khá, vỏ củ màu tía, thịt củ màu tím đậm

b) Giá trị dinh dưỡng của khoai lang:

+ Nguồn cung cấp năng lượng và tinh bột cho con người:

Khoai lang, đặc biệt là củ khoai lang chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng chính cần thiết cho con người Tinh bột khoai lang chiếm tỉ lệ lớn trong chất khô và là nguồn cung cấp năng lượng chính, nó dễ tiêu hóa (hệ số tiêu hóa 90 – 99%)

Bảng I.2.8.4: So sánh thành phần củ khoai lang và một số nông sản khác

(Xét trên 100 g chất tươi phần ăn được) (Theo Woolfe.J.A, 1992) [17]

Năng lượng

Củ

Độ

ẩm (%) kcal kJ

Protein (g)

Lipit (g)

Cacbon hydrat tổng (g)

Xơ (g)

Ca (mg)

P (mg)

Fe (mg)

Bột khoai lang cung cấp giá trị năng lượng tương đương với bột sắn, bột ngô,

hai loại bột được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới Khoai lang được sử

dụng làm nguồn cung cấp năng lượng trong bữa ăn hàng ngày ở một số nơi hoặc

thay thế gạo khi khan hiếm Cả lá và củ khoai lang đều cung cấp giá trị dinh dưỡng

cho con người

+ Nguồn cung cấp protein:

Khoai lang có chứa đầy đủ các axit amin cần thiết cho cơ thể [17][22] Trong

khoai lang có Lysin – một axit amin quan trọng đối với con người (trong gạo không

có axit amin này [22]) Hàm lượng protein trong khoai lang tương đương sắn nhưng

tỉ lệ các axit amin cần thiết cao hơn [17][22] Khoai lang cho năng suất protein

trung bình 184 kg / ha, so với lúa nước 168 kg protein / ha, lúa mì 200 kg protein /

ha nên khoai lang là một trong những cây trồng chính của thế giới có khả năng cho

năng suât 2 triệu tấn protein hàng năm [17]

+ Nguồn cung cấp vitamin và chất khoáng:

Khoai lang là nguồn cung cấp các vitamin B1, B2, B5, C, axit folic, caroten

khá phong phú Nó chứa một lượng đáng kể tocoferol [17]

Khoai lang, đặc biệt là các giống có ruột mầu da cam đậm, rất giầu β –

caroten, hợp chất có hoạt tính vitamin A mạnh nhất

Khoai lang cung cấp vitamin C [17][22] Hàm lượng vitamin này trong củ

khoai lang tươi khoảng 30mg / 100g

Chất khoáng trong khoai lang chiếm 1% khối lượng củ, nó có chứa những nguyên tố vi lượng cần thiết cho con người

+ Nguồn cung cấp chất xơ:

Xơ chiếm 2% khối lượng củ tươi, nó không cung cấp chất dinh dưỡng cho con người nhưng nó lại giúp cho cơ thể tiêu hóa thức ăn tốt hơn và có tác dụng làm giảm chứng ung thư ruột kết [17] Xơ khoai lang có chứa nhiều pectin với hàm lượng methoxyl cao, khoảng 9,7%, chất này có tác dụng làm giảm cholesterol trong máu, tránh hiện tượng tắc động mạch vành tim [17][22]

Bên cạnh giá trị dinh dưỡng, khoai lang còn được biết đến và ngày càng

được con người sử dụng nhiều là vì nó có rất nhiều tác dụng quý khác có lợi cho sức khỏe người tiêu dùng Đó cũng là một lý do để chúng tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu này

+ Tác dụng giảm cân từ khoai lang [26]:

Giầu dinh dưỡng nhưng khoai lang lại có tác dụng giảm cân hiệu quả Đó là

vì loại củ này chứa ít năng lượng, khi ăn nhanh tạo cảm giác no bụng Khoai lang chứa nhiều vitamin A, B, C, E, protein, tinh bột, chất nhựa, các axit amin và hơn 10 loại nguyên tố vi lượng cần thiết cho sức khoẻ cơ thể như: canxi, kẽm, sắt, magie…Vì vậy, các chuyên gia dinh dưỡng đã gọi khoai lang là loại “thực phẩm cân bằng dinh dưỡng nhất” Năng lượng có trong khoai lang rất ít, chỉ bằng 1/3 so với cơm và 1/2 so với khoai tây Khoai lang còn chứa các thành phần không dễ bị phân huỷ trong các dung môi hữu cơ vì vậy nhanh tạo cảm giác no bụng

+ Chống táo bón:

Ăn khoai lang ở mức độ vừa phải (100gram/ngày) rất có lợi cho hệ tiêu hoá

vì thành phần vitamin C và các axit amin giúp kích thích nhu động ruột, làm quá trình tiêu hoá thức ăn trở nên nhanh hơn, ngăn ngừa tình trạng táo bón [26]

+ Khoai lang tím có tác dụng phòng ngừa ung thư [27]:

Hình 1.9: Khoai lang tím

Các nhà khoa học Mỹ vừa công bố tác dụng của loại khoai lang tím trong việc phòng ngừa bệnh ung thư Bà Soyoung Lim - một nhà nghiên cứu tại Đại học bang Kansas cho biết loại khoai lang này khác với các giống khoai lang khác ở chỗ

Màu tím của củ khoai có chứa chất Antoxian có tác dụng giảm nguy cơ mắc ung thư và thậm chí là giảm nguy cơ mắc một số loại bệnh Các nhà khoa học đã sử dụng hai thành phần của chất Antoxian trong việc điều trị ung thư ruột kết và phát hiện ra rằng thành phần của chất này có tác dung làm giảm tốc độ phát triển của các

tế bào ung thư Antoxian, tạo ra các sắc màu đỏ, xanh lục và tím ở nhiều loại thức

ăn, như dâu, nho, nhưng đặc biệt khoai lang tím tập trung một khối lượng lớn chất Antoxian hơn bất cứ loại khoai lang nào khác

Tiến sĩ Weiqun Wang, một cộng sự của bà Soyoung Lim cho hay loại khoai này không chỉ có tác dụng ngăn ngừa ung thư mà còn có khả năng chống ôxy hóa

và chống lão hóa

c) Một số ứng dụng của khoai lang và các sản phẩm từ khoai lang:

+ Củ khoai lang là phần quan trọng nhất của cây khoai lang Lá và thân non của cây khoai lang cũng là những phần ăn được: Rau lang xào là món ăn khá phổ biến trong ẩm thực Đài Loan, Việt Nam, thông thường nó được xào với tỏi, dầu và một chút muối ăn Rau lang luộc cũng là món ăn khá phổ biến của người Việt và nó hay được dùng với nước cáy [25]

+ Khoai lang đã từng là một phần quan trọng trong khẩu phần ăn tại Hoa Kỳ trong phần lớn lịch sử của quốc gia này, đặc biệt là tại khu vực Ðông Nam Củ khoai lang thường được luộc, rán hay nướng Chúng cũng có thể được chế biến

thành tinh bột và có thể thay thế một phần cho bột mì Trong công nghiệp, người ta dùng khoai lang làm nguyên liệu sản xuất tinh bột và cồn công nghiệp

+ Mứt nghiền, mứt dẻo và kẹo: Độ ngọt tự nhiên của nhiều giống khoai lang kết hợp với việc bổ sung thêm đường đã tạo ra được nhiều sản phẩm ngọt như: kẹo, mứt ướt, mứt dẻo…

+ Khoai lang khô: Sản xuất khoai lang khô là phương pháp truyền thống ở các nước đang phát triển và có tiềm năng lớn về sản lượng khoai lang: khoai lang củ (gọt vỏ hoặc không gọt vỏ), thái lát và phơi khô Mục đích là để tăng lượng khoai lang bảo quản để sử dụng