NGHIÊN cứu QUY TRÌNH CHẾ BIẾN bột từ củ KHOAI nưa

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 từ bên ngoài, hạn chế sự bay hơi

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Một số loại củ có tiềm năng khai thác bột tại Việt Nam

Chi (genus): Solanum

Loài (species): S tuberosum

Có nguồn gốc từ vùng núi Andes của Bolivia và Peru cách đây hơn 7000 năm Năm 1890, một người Pháp là Giám đốc Vườn bách thảo Hà Nội đem hạt khoai tây trồng thử ở nước ta Do khoai tây dễ trồng, củ ăn ngon, nó mau chóng được trồng ở nhiều địa phương Khoai tây do người Pháp mang đến và phổ biến cách trồng nên nhân dân ta gọi loại củ đó là “khoai tây”

Ở Việt Nam, khoai tây được trồng chủ yếu ở đồng bằng sông Hồng và Đà Lạt-Lâm Đồng và một vài tỉnh thành khác

 Đặc điểm sinh học:

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

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

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

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

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

Quả khoai tây tròn hoặc hơi dẹt, nhỏ, màu xanh nhạt hay tím Trong quả chứa hạt nhỏ Hạt màu vàng nhạt trong hạt có nhiều dầu

Hình 1.1: Củ khoai tây tây

Cây con sau khi mọc khỏi mặt đất 7-10 ngày thì trên các đốt đoạn thân, nằm trong đất xuất hiện những nhánh con Đó là những đoạn thân địa sinh Các thân địa sinh này phát triển được dồn về tập trung ở đầu mút, ở đây thân phình to dần lên và phát triển thành củ Trên thân củ có nhiều mắt

 Giống khoai tây:

Hiện có 20 giống gieo trồng, trong đó có 10 giống chủ lực chiếm 29.022 ha bằng 95,9% diện tích trồng khoai tây cả nước Đứng đầu là giống VT2 (19.259ha), tiếp đó là các giống Hà Lan, Diamant, KT3, Hồng Hà 7, khoai tây Đức, Nicola-Hà Lan, Mariella, KT2 và P03

 Phân loại:

Theo Điều kiện khí hậu, địa lý, hính thái (vd: khoai tây trắng, vàng hay tím )

Theo thời gian sinh trưởng: Giống chín cực sớm (65-70 ngày), giống chín sớm

(71-90 ngày, giống chín trung bình (91-120 ngày), giống chín muộn (121-140 ngày)

 Thành phần của khoai tây

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

Bảng 1.1: Thành phần hóa học trung bình của khoai tây (%)

Nước Chất khô Tinh bột Nitrogen Chất xơ Tro Lipid

75,0 25,0 18,5 2,1 1,1 0,9 0,2

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

1.1.2 Khoai lang

 Khoai lang được xếp vào hệ thống phân loại sau:

Ngành (regnum): Plantae

(không phân hạng): Angiospermae

(không phân hạng): Eudicots

(không phân hạng): Asterids

Bộ (ordo): Solanales

Họ (familia): Convolvulaceae

Chi (genus): Ipomoea

Loài (species): I batatas

 Nguồn gốc và phân bố:

Khoai lang có mặt ở Trung Mỹ vào những năm 2600 đến 1000 trước Công Nguyên,

và rất phổ biến trong khu vực này Sau khi có sự thám hiểm cùa người phương Tây nó lại càng được biết đến nhiều hơn,sau đó nó được phổ biến sang các nước khác như Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, và châu Á (Ấn Độ, Trung Quốc, Philipin, Indonesia, Việt Nam…)

Riêng ở Việt Nam, ngày trước được trồng nhiều ở các vùng đồng bằng, vùng đất ven sông, nay khoai lang được trồng nhiều ở các vùng đồi núi, trung du từ Bắc vào Nam

 Điều kiện ngoại cảnh

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 cáv các điều kiện khác, rễ củ sẽ phát triển đầy đủ trong vòng từ 2 đến 9 tháng Với sự chăm sóc cẩn thận, các giống ngắn ngày có thể trồng như cây một 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 khi 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 bằng các rễ bất định mọc ra từ các rễ củ trong khi lưu giữ bảo quản

Hình 1.2: Củ Khoai Lang

Trong các điều kiện tối ưu với 85-90 % độ ẩm tương đối ở 13-16 °C (55-61 °F), 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 nhiều điều kiện về đất, nước và phân bón Nó cũng có rất ít kẻ thù tự nhiên nên thuốc trừ dịch hại là ít khi phải dùng tới Do nó được nhân giống bằng các đoạn thân nên khoai lang là 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

 Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang

Khoai lang là loại cây lương thực đứng hàng thứ năm trên thế giới sau cây lúa, lúa mì, bắp và khoai mỳ (sắn) Khoai lang được canh tác ở trên 100 nước trên thế giới thế giới ở

ở châu Á (31 nước), châu Phi (39 nước), và châu Mỹ Latin (31 nước), tập trung ở những nước có thu nhập thấp Sản lượng khoai lang trên thế giới hàng năm ước khoảng 133 triệu tấn, tập trung ở Trung Quốc 100 triệu tấn, chiếm 82% sản lượng khoai lang trên toàn 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)

 Đặc điểm sinh học:

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

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 từ bên 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 Khoai lang là

loại củ không có lõi Cuống củ nối với thân cây có hệ xơ chạy dọc theo củ, có khi kéo dài

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 chất chứa nitơ, các nguyên tố vi lượng

 Thành phần hóa học:

Củ khoai lang có nhiều tinh bột Theo Trung tâm nghiên cứu khoai lang, Từ châu (1994) phân tích 790 mẫu xuất xứ, hàm lượng tinh bột thô 37,6-77,8%, Trung tâm nghiên cứu và phát triển rau Châu 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 tinh bột khoai lang tươi 5,3%-28,4%, bình quân 20,1%

Thành phần Hàm lượng có trong

100g củ tươi

Hàm lượng có trong 100g củ khô

có gây trở ngại cho chế biến tinh bột, khoai lang còn có nhiều polyphenol, khi bị tác động của men oxyhóa, biến thành màu nâu

Các thành phần hoá học của các củ không cố định mà thường thay đổi tuỳ thuộc giống cây trồng, khí hậu, thổ nhưỡng, điều kiện canh tác v.v Với hàm lượng tinh bột

Bảng 1.2: Thành phần hóa học của khoai lang

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

 Giá trị dinh dưỡng và ứng dụng của khoai lang trong cuộc sống

Khi nhắc đến khoai lang, nhiều người Việt Nam cho nó là loại cây có giá trị dinh dưỡng thấp, là loại thực phẩm chỉ dành cho người nghèo suốt 3 buổi ăn khoai trừ cơm lúc đất nước còn khó khăn Đến nay khi thu nhập của nhiều người dân ta được cải thiện đáng kể thì họ rất hiếm khi ăn khoai

Lợi thế của các cây có củ là cung cấp nguồn năng lượng dưới dạng tinh bột và đường với giá rẻ nhất Mặc dù trên cùng đơn vị trọng lượng, khoai lang chỉ cung cấp số năng lượng 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 do năng suất cao nên tính trên đơn vị diện tích và thời gian, khoai lang cho năng suất chất bột đường cao gấp 1,5 lần và cho giá trị thu nhập gấp 1,7 lần so với lúa

Nhược điểm của dinh dưỡng gạo là hàm lượng vitamine A rất thấp Khoai lang bí có lượng tiền chất vitamine A lên đến 9180 µg/100 củ, chỉ thua cải xanh (17.535) và cà-rốt (13.485), còn lại có cao hơn rất nhiều so với xoài, nho, đu đủ, táo Thiếu vitamine A rất phổ biến ở các nước đang phát triển, là nguyên nhân chính gây bệnh khô võng mạc mắt ở trẻ em Mặt ngày trẻ từ 6-12 tháng tuổi cần 350 mg vitamine A nên Liên hiệp quốc khuyến khích các nước đang phát triển sử dụng khoai lang để bổ sung nguồn vitamin A

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

Khám phá gần đây cho thấy trong khoai lang có chứa nhiều chất chống ô-xy hóa ngăn chận sự phát triển của tế bào ung thư, chống lão hóa và làm sạch các chất bẩn trong mạch

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

1.1.3 Quy trình sản xuất bột từ các loại củ

(http://r4d.dfid.gov.uk/pdf/outputs/croppostharvest/r7036_sweetpotato_flour.pdf, theo Vital Hagenimana and Owori, 1994)

Hình 1.3: Sơ đồ quy trình sản xuất bột từ các loại củ

Nước

K2S2O5

Vỏ

Nghiền Sấy Vớt ráo _ trải ra trên khay

Ngâm Chần Cắt lát Gọt vỏ Rửa

Củ

Bột

 Thuyết minh quy trình:

Rửa lần 1: Loại bỏ tạp chất, vi sinh vật trên vỏ Làm sạch dễ phát hiện chỗ hư hỏng

trên củ khoai

Gọt: Loại bỏ lớp vỏ củ và loại bỏ những phần hư hỏng trên củ khoai Lớp vỏ ngăn

chặn sự khuếch tán nước do đó gây khó khăn trong quá trình sấy Ngoài ra lớp vỏ chưa nhiều xơ, gây khó khăn trong quá trình chế biến

Rửa lần 2: Rửa sạch lại củ lần cuối trước khi đưa vào chế biến, rửa sạch enzyme

thoát ra trong quá trình gọt vỏ

Cắt lát: Tạo lát cho quá trình xay được tốt hơn, ngoài ra việc cắt lát còn giúp tăng

diện tích tiếp xúc, do đó làm giảm thời gian sấy, giúp tiết kiệm năng lượng sấy Độ dày của lát khoảng 0,5 mm

Sấy: Tách ẩm trong khoai đạt đến độ ẩm bảo quản, sấy với nhiệt độ khoảng 700C trong 12 giờ, độ ẩm lúc này khoảng 10- 12%

Nghiền: Lát khoai sau sấy được nghiền mịn thành bột Quá trình nghiền được thực

hiện với máy nghiền búa Bột sau nghiền cần được đóng gói ngay lập tức để tránh hiện tượng tái hút ẩm trở lại

1.2 Tổng quan về khoai nưa ( Amorphophallus)

1.2.1 Phân loại khoa học

1.2.2 Nguồn gốc cây nưa

Amorphophallus được tìm thấy ở miền nam Trung Quốc từ triều đại nhà Đường (AD

608-907) Và ở Nhật Bản, Trung Quốc, cây nưa được trồng để lấy củ, khai thác bột, bột này được sử dụng vào lĩnh vực thực phẩm

Cây Nưa thường mọc ở cùng khí hậu ẩm, cận nhiệt đới, vùng nhiệt đới Đông Á, ở Nhật Bản và Trung Quốc phía nam Indonesia, Philipin Riêng ở Việt Nam, lần đầu tiên phát hiện quần thể loài Nưa konjac tại 2 huyện Đồng Văn và Quảng Trị thuộc tỉnh Hà Giang Hiện nay khoai Nưa còn được trồng ở Quảng Ninh, Lạng Sơn, Hà Bắc, Trà Vinh, Bạc Liêu và một số tỉnh miền trung…

1.2.3 Đặc điểm sinh học và cấu tạo

 Cây nưa

Chiều cao trung bình của mỗi cây là khoảng 120cm, nhưng các loài có thể tăng trưởng cao nếu trồng trong bóng râm vì nó có thể phát triển để vươn lên hướng ánh sáng Một người ở Florida đã từng có một số cây đạt gần hai lần chiều cao bình thường, nhưng anh không nhận ra rằng các củ ở gần mặt đất sẽ phát triển tốt hơn Cây Nưa là loại cây ra hoa trước, ra lá sau

 Lá Nưa

A konjac có những phiến lá lớn (loại khác của nó là Amorphophallus titanum có thể

cao hơn 6 mét và lá được cho là phát triển lên đến 2.5 mét) Mặc dù lá đơn có thể xuất hiện là một chùm lá, các đơn vị nhỏ hơn được gọi chính xác là các lá nhỏ được giữ lại bởi một cuống kéo dài từ cuống lá

Mỗi lá chia làm 3 nhánh, các nhánh lại chia đốt, phiến lá xẻ thuỳ sâu hình lông chim, các thuỳ cuối hình quả trám thuôn, nhọn đầu; cuống lá thon, dài 40-80cm, nhẵn, màu lục nâu, có điểm các chấm trắng

 Hoa Nưa

Khi trưởng thành cây sẽ ra hoa, một cụm hoa cực kỳ xinh đẹp với một mo mang màu đỏ thẫm, và thoạt nhìn trông giống như nhựa và khá tinh tế Tuy nhiên, đây là một trong những bộ phận gây dính và khi hoa nở, bạn sẽ muốn mang nó ra khỏi sân và cách thật xa nhà bạn Cụm hoa không phải là một bông hoa, nhưng thay vào đó là một nhóm các bông hoa nhỏ xíu phát triển khi nhụy hoa ở vùng trung tâm của mo cau

Trong một cây hoàn toàn trưởng thành cụm hoa đã được báo cáo tăng trưởng có chiều cao khoảng 1 mét Cụm hoa của các loài Amorphophallus trông giống như mo cau; bao gồm hai phần, cả hai quấn quanh các spadix với một nút thắt tách mo cau ra làm hai phần Phần trên được gọi là lưỡi trong khi phần thấp hơn là một ống hoặc buồng Mặc dù

mo cau trông giống cánh hoa nhưng không đủ điều kiện khoa học để có thể gọi là hoa vì

nó là một chiếc lá thay đổi xung quanh một spadix

a ) A.Bulbifer b) A.Konjac c) A.Riveri

Hình 1.4: Lá nưa

Trên spadix có cả hoa đực và hoa cái xảy ra trong các vùng riêng biệt Vùng hoa cái

nở ra ở phần dưới cùng của spadix ẩn trong phần thấp nhất của mo cau được gọi là ống

mo cau hoặc buồng hoa

Hoa của loải Amorphophallus có mùi cay nồng, hơi khó chịu Chính mùi này thu hút côn trùng thụ phấn cho hoa vào đúng thời điểm Thời gian này kéo dài khoảng 1-2 ngày

 Củ khoai nưa

Củ của loài Amorphophallus chỉ có một cuống

lá duy nhất Mặc dù được gọi chính xác là gốc của

một giống củ nó vẫn chỉ là một gốc mà sản xuất

một cuống lá duy nhất và hỗ trợ một lá đơn

Vào mùa đông, củ khoai nưa được bảo quản

dưới mặt đất, và được tưới rất ít nước.Nhưng vào

mùa hè cây khoai nưa cần tưới rất nhiều nước để

có đủ nước cho hoạt động sống

Trong một bài báo của các chuyên gia Amorphophallus Tiến sĩ Wilbert Hetterscheid

và Stephen Ittenbach tìm thấy trong Aroideana, Volume 19, 1996 mang tên “Những điều

cần biết về Amorphophallus”, các tác giả nói rằng Amorphophallus konjac phát triển

mạnh ở nhiệt độ khoảng từ 20° đến 25 ° C (68 đến 77 độ F)

a) A Bulbifer b) A Paeneofolius c) A Napalensis

Hình 1.5: Hoa của loài Amorphophallus

Hình 1.6: Củ khoai nưa

Củ khoai nưa được trồng đủ sâu để đảm bảo củ được an toàn Không bị nhiệt độ lạnh làm ảnh hưởng, độ sâu cần thiết khi chon củ không ít hơn 6 inch (15 cm), một số sâu hơn thậm chí còn tốt hơn Giữ nó cũng có lớp phủ vào mùa đông

Theo Trung Tâm Dữ Liệu Thực Vật Việt Nam ở Việt Nam hiện đang trồng và nghiên cứu thêm các loại Nưa sau:

+ Amorphophallus konjac K.koch

+ Amorphophallus coudercii Bogner (nưa couder)

+ Amorphophallus corrugatus N.E Br (nưa đầu nhăn)

+ Amorphophallus scaber Serebryan (nưa trạm trổ, nưa cuống vảy)

+ Amorphophallus panomemsis Gagnep (nưa thái)

+ Amorphophallus paeoniifolius (nưa chuông)

Tất cả các giống nưa này hiện đang được trồng thử nghiệm tại: Cao Bằng, Đà Lạt, Trà Vinh

1.2.4 Cấu tạo của củ nưa

Củ Konjac tươi tương tự như khoai tây, khoai sọ, nhưng có hình bầu dục

Củ nưa cấu tạo gồm 2 phần: vỏ và thịt củ Thịt củ không có lõi (tim củ)

Phần vỏ củ Nưa khá dày, để thích hợp với khả năng chịu hạn cao

Củ tròn, vỏ màu vàng nâu như củ khoai tây, thịt củ màu trắng, giòn, chưa nhiều nước, có

vị đắng

Trên mặt vỏ có nhiều mắt củ, củ càng to mắt củ càng rõ

Tác dụng dược tính của củ Nưa được biết đến như sau: nước ép từ lá trị nhọt, bệnh trĩ

và đau nhức, chữa vết thương ngoài da, làm săn da, cầm máu vết thương Dịch chiết nước của củ nưa có tác dụng độc chống lại ký sinh trùng sán máng gây bệnh ở người Hạt làm thuốc chống viêm, giảm ho, long đờm, làm mát cơ thể Nước sắc rễ dùng chống sưng đau

 Đặc điểm sinh lý sinh thái

Khoai nưa có đặc điểm sinh lý quan trọng là một loại cây chịu được bóng, có thể trồng khoai nưa dưới các cây ăn quả trong vườn Khoai nưa có khả năng chịu hạn cao Không có yêu cầu khắt khe về đất trồng Tuy nhiên trên đất đồi núi còn tốt hoặc trên đất phù sa, thoát nước thì thích hợp với khoai nưa, trồng sẽ cho năng suất cao

Khoai nưa là một loại cây ưa canxi, nếu trồng trên đất chua thì nên bón thêm vôi.Khoai nưa là loại cây dễ trồng, mọc nhanh, ít bị sâu bệnh

1.2.5 Phân bố

Nơi sống và thu hái:

Khoai nưa được trồng ở Nhật bản, Trung quốc, Việt Nam và Philippin Ở nước ta, các dân tộc ở một số vùng đồi núi thuộc các tỉnh Quảng Ninh, Lạng Sơn, Hà bắc… đã có tập quán trồng khoai này từ lâu đời, gần đây Trà Vinh, Đà Lạt, Huế là tỉnh bắt đầu trồng phổ biến loại củ này Nhiều vùng nông thôn cũng có trồng để lấy củ ăn Củ Khoai nưa có kích thước lớn, nếu thu hoạch sớm khi chưa già thì bở mà ít ngứa, để quá vụ mới bới thì sượng, không bở mà ngứa; để sang năm thì ngứa nhiều không ăn được

Thời vụ trồng:

Khoai nưa có thể trồng quanh năm nhưng thời vụ tốt nhất là trồng vào mùa Xuân Riêng các tỉnh miền Trung cần tránh những tháng có gió Lào khô và nóng (tháng 6, 7, 8)

Đất trồng:

Khoai nưa không kén đất nhưng trồng khoai nưa thích hợp trên đất phù sa, đất nâu

đỏ trên đá vôi (chân núi) và đất đồi núi mức độ thoái hoá chưa mạnh, đất ẩm, hàm lượng mùn khá

Kỹ thuật trồng:

Trồng chủ yếu bằng chồi củ: Cắt củ khoai nưa ra làm nhiều mảnh (đã lấy hết phần bột) Mỗi mảnh củ làm giống để trồng phải có một số mắt (chồi) và có một ít rễ Trước khi trồng phải chấm mặt trong của mảnh củ giống vào tro bếp

Chuẩn bị đất trồng: Cuốc đất, đập tơi nhỏ, lên luống, chạy theo đường đồng mức Hoặc cũng có thể đào từng hố 30 x 30 x 30 cm, nếu đất xấu cần phải bón lót phân chuồng hoại và phân lân Đặt các mảnh khoai xuống hố, phủ đất lên, dấn chặt, sau đó phủ thêm một lớp đất mỏng mịn Sau cùng trên mặt hố, phủ thảm mục khô để giữ ẩm và hạn chế cỏ dại mọc

Mỗi hố trồng cách nhau 50 x 50 cm, chạy theo đường đồng mức hàng cách hàng 1

x 1m Khi dọc mọc cao 15-20 cm, làm cỏ xới và vun cao gốc tạo thành luống, chạy theo đường đồng mức Chú ý thoát nước cho khoai sau các trận mưa lớn, không được để úng nước, nhất là giai đoạn cây đã có củ

Khi cây khoai nưa ra hoa, cắt bỏ hoa để các chất dinh dưỡng tập trung vào củ Trong năm đầu, từ chồi mắt sẽ mọc ra một dọc lá, đến cuối năm dọc này sẽ lụi đi Vào đầu năm sau, từ củ sẽ mọc lên một cum hoa màu đỏ, khi cụm hoa tàn sẽ mọc lên một dọc mới của năm thứ 2, sau đó sẽ lụi đi vào cuối năm này

Thu hoạch:

Củ khoai nưa có thể to lên trong đất qua nhiều năm nhưng dùng để ăn nên thu hoạch củ 1-2 năm đầu vì càng để lâu củ càng kém phẩm chất Mỗi hốc khoai cho 1 củ, nặng trung bình 2 kg Nếu trồng trên đất tốt, bón nhiều phân, củ có thể nặng tới 6kg thậm chí có nơi cho củ nặng tới 10kg Sau khi đào dỡ, thu hoạch củ, rũ sạch đất để vào nơi khô ráo, thoáng gió, có thể để được khá lâu Càng để lâu củ ăn càng ngon

1.2.6 Thành phần hóa học và giá trị dinh dƣỡng của củ nƣa

 Tinh bột:

Hàm lượng tinh bột trong củ nưa khá cao Là thành phần chủ yếu của bột Nưa chiếm khoảng 70 – 90% khối lượng chất khô tùy theo loại bột nưa và giống nưa sản xuất loại bột đó

Tinh bột chiếm khoảng 80% glucid bột nưa Tinh bột nưa có cấu trúc, kích thước hạt từ 5 – 50 µm Tinh bột là thành phần quan trọng nhất của bột nưa, có ảnh hưởng lớn đến chất lượng bột nhào sau này Độ lớn và độ nguyên của hạt tinh bột có ảnh hưởng đến tính rắn chắc, khả năng hút nước và hàm lượng đường trong bột nhào Hạt tinh bột nhỏ và hạt tinh bột vỡ thì được đường hóa nhanh hơn trong quá trình sản xuất Tinh bột bao gồm amylose và amylopectin

Amylose là polysaccharide được cấu tạo từ các phân tử α-D-glucose gắn với nhau bằng liên kết α-1,4 glucoside tạo thành mạch thẳng Hàm lượng amylose trong tinh bột bột mì khoảng 20%, khối lượng phân tử của amylose trong tinh bột khoảng 350.000 đvC, mức độ polymer hóa là khoảng 2000 – 2200 gốc glucose

α-1,4 glucoside

Hình 1.9: Công thức cấu tạo Amylose

Amylopectin được cấu tạo từ các gốc glucose liên kết α-1,4 và α-1,6 glucoside vì vậy mà amylopectin có cấu trúc mạch nhánh Phân tử amylopectin của tinh bột mì có hơn 10.000 gốc glucose liên kết với nhau, khối lượng phân tử amylopectin của tinh bột lúa mì khoảng 90.000.000 đvC trong đó các mạch nhánh chứa khoảng 19 – 20 gốc glucose Phân tử amylopectin có cấu tạo như những chùm nho trong đó xen kẽ hai loại vùng: vùng

1 có cấu tạo chặt, sắp xếp có trật tự và có độ tinh thể do đó khó bị thủy phân, vùng 2 sắp xếp kém trật tự có nhiều điểm phân nhánh và không có độ tinh thể nên dễ dàng bị thủy phân Amylopectin chỉ hòa tan trong nước nóng, tạo dung dịch có độ nhớt cao, rất bền vững và chính amylopectin tạo cho sản phẩm có tính dai, đàn hồi

biết đến, trọng lượng phân tử từ 200,000 – 2,000,000 Daltons Glucomannan có thể giữ

nước cao nhất trong tất cả các lạoi chất xơ hòa tan Nó có thể hòa tan lượng nước gấp 100

trọng lượng nước có trong nó Glucomanan tạo thành 1 hệ gel không thể nghịch đảo được

Hình 1.11: Cấu trúc phân tử Glucomannan

Glucomannan chủ yếu là một polymer mạch thẳng, với một lượng nhỏ phân nhánh Đơn vị của Glucomanan là D-mannose liên kết với D- glucose bằng liên kết β-(1 → 4) trong một tỷ lệ 1.6:1 [2] Mức độ phân nhánh khoảng 8% thông qua liên kết β-(1 → 6) glucosyl

Glucomannan với liên kết đơn vị galactose bằng liên kết α-(1 → 6) trong các ngành phụ được gọi là galactoglucomannan Glucomannan chiếm khoảng 40% tính theo trọng lượng khô của rễ, hoặc thân của cây konjac

vi sản xuất, năm này qua năm khác Vì vậy, tiêu chuẩn này được xây dựng để bình thường hóa hiện có các tiêu chuẩn cho các sản phẩm konjac một cách toàn diện

Tại thời điểm hiện tại, không có tiêu chuẩn quốc tế thống nhất cho bột konjac có sẵn Trong các mặt hàng công nghệ chủ yếu và các chỉ số chất lượng của tiêu chuẩn này, chúng tôi tham khảo ý kiến một số lượng lớn các dữ liệu công nghệ trong và ngoài nước

và thực hiện một số lượng lớn lấy mẫu và thử nghiệm khác nhau sản phẩm bột konjac Glucomannan là một polysaccharide hòa tan trong nước được coi là một chất xơ

Nó là một thành phần hemicellulose trong thành tế bào của một số loài thực vật Glucomannan cũng là thành phần chính trong mì Shirataki và konnyaku_ là các loại thực phẩm truyền thống Nhật Bản Các sản phẩm được làm từ củ của cây konjac Những sản phẩm tự nhiên đã được sử dụng làm thực phẩm ở Nhật Bản trong nhiều thế kỷ Bởi vì chứa chất xơ và các lợi ích sức khỏe, nó được biết đến như là "cây chổi của ruột" tại Nhật Bản Hiện nay nó đang được bán trên thị trường để giảm cân, giảm táo bón và các lợi ích sức khỏe khác ở Hoa Kỳ và trên toàn thế giới do lượng calo thấp

Do đó, các thông số kỹ thuật chất lượng trong đó phản ánh thực tế tình hình hiện nay ở Trung Quốc, và hầu hết các sản phẩm phù hợp với những người trên các thị trường quốc tế

 Quy trình sản xuất bột nưa theo phương pháp thủ công trên thế giới:

Hình 1.13: Quy trình sản xuất bột nưa theo phương pháp thủ công trên thế giới

Hình 1.12: Gel glucomannan với những hình dạng khác nhau

Sấy thủ công dưới

ánh sáng mặt trời

Nghiền Lát nưa

Sấy tầng sôi với khí nóng Sấy băng chuyền

Sàng

Củ Nưa

Bột Nưa

 Thuyêt minh quy trình

Khoai nưa sau khi thu hoạch được lọai bỏ bớt đất và rễ, đem về bảo quản trong kho, trước khi đem đi chế biến, khoai được rửa sợ bộ để loại sạch đất cát, chất bẩn và vi sinh vật trên vỏ

Cắt lát: khoai sau khi được rửa, khoai được đem đi cắt lát, công đoạn này giúp các giai

đoạn sau hiệu quả hơn

Xử lý hóa học: khoai nưa sau khi được cắt lát sẽ được ngâm với dung dịch chống hóa

nâu ( hàn the, muối sunfat, vitamin C) trong tời gian nhất định Sau đó, những lát khoai này sẽ được vớt ra để ráo chuẩn bị đem đi sấy

Sấy: quá trình sấy được thực hiện với nhiều phương pháp khác nhau, sấy với ánh nắng

mặt trời, sấy bảm mỏng (khoai nưa được xếp thành những lớp thật mỏng trên một tấm kim loại và tác dụng nhiệt lên tấm kim loại để thực hiện quá trình sấy), sấy tầng sôi

=> bột nưa sản xuất bằng phương pháp này có khá nhiều khuyết điểm, như màu sắc của

bột không trắng, độ tinh khiếp thấp, khó loại bỏ tạp chất, độ nhớt thấp

1.2.7 Tình hình nghiên cứu, sản xuất củ nưa ở Việt Nam và thế giới

 Trên thế giới

Zhao, J., Zhang và các cs (2010)đã nghiên cứu phát triển kỹ thuật xử lý hai giai đoạn để sản xuất bột nưa chứa hàm lượng lưu huỳnh thấp với chi phí sản xuất thấp Bài báo này đề xuất một loại kỹ thuật mới xử lý hai giai đoạn với chi phí thấp nhằm sản xuất bột nưa tinh khiết có hàm lương lưu huỳnh thấp Kỹ thuật này kết hợp giữa kĩ thuật chế biến truyền thống khô và ướt Nghiên cứu bao gồm việc sử dụng các kỹ thuật tiên tiến trong sản xuất công nghiệp Kết quả của phương pháp kết hợp giữa chế biến khô và ướt trong việc sản xuất bột nưa tinh khiết là đã đáp ứng được các tiêu chuẩn chất lượng của Tiêu chuẩn công nghiệp Trung Quốc cho bột nưa Bột nưa thu được bằng kỹ thuật này có sản lượng cao, có độ nhớt cao trên một mặt, hàm lượng lưu huỳnh thấp và các chi phí

thấp khác

Manzo Shimizu và cs (1973) đã được cấp bằng sáng chế của Mỹ với công trình

nưa từ củ nưa (Amorphophallus Konjac) Sản xuất bằng phương pháp nghiền ướt, bột nưa

sau khi tách ra được mang đi đánh bóng để loại bỏ bụi trong quá trình sản xuất để đáp ứng tiêu chuẩn sạch của bột nưa

Vladimir Vuksan và cs (2000) đã báo cáo về lợi ích từ việc dùng thức ăn lỏng có

độ nhớt cao từ konjac mannan trong vấn đề về Hội chứng kháng insulin Kết quả được ghi nhận trong quá trình thử nghiệm trao đổi chất được kiểm soát của các tác giả Chất xơ hòa tan gần đây đã được công nhận về việc giảm nguy cơ phát triển bệnh tiểu đường và bệnh tim Để kiểm tra giả thuyết này, các tác giả trên đã nghiên cứu hiệu quả của việc bổ sung chế độ ăn giàu carbohydrate với chất xơ từ Konjac Mannan (KJM) về kiểm soát chuyển hóa trong cơ thể với các hội chứng kháng insulin

 Ứng dụng

Thức phẩm được làm từ Glucomannan có thể kể đến là mì Shirataki (hay còn được gọi là Konjaku) của Nhật Bản Còn ở Trung Quốc thì có tên gọi là Moyu (hay Jurou) là 1 thực phẩn truyền thống với bề dày lịch sử kéo dài hơn 2000 năm Đây là loại thực phẩm

tốt cho sức khỏe phổ biến ở thị trường châu Á với các ưu điểm sau:

Đây là chất xơ hòa tan trong nước, không chứa chất béo, tinh bột hay protein Do

vậy chúng không có năng lượng

Chúng được tách trực tiếp từ thực vật, độ tinh khiết cao

Có thể bảo quản ở nhiệt độ phòng trong 1 năm, không cần bảo quản trong tủ lạnh

Nó tạo gel trong suốt với nước, không có hương vị riêng, do đó, dùng trong chế biến các loại súp hoặc món ăn sẽ không làm mất hương vị đặc trưng của món ăn

Với nhiều hình dạng khác nhau, có thể được xem như 1 loại thức ăn tiện dụng, khi dùng chỉ cần thêm sốt là được 1 bữa ăn nhanh chóng

Tại Nhật củ nưa được dùng để chế biến sản phẩm Konnyaku có vị hơi ngọt, rất giòn,

ăn gần như món Thạch ở Việt Nam Thành phần: 97% nước 3% còn lại chủ yếu là chất

xơ tồn tại dưới phức hợp glucomannan mà cơ thể con người khó chuyển hoá được NgườiNhật đặc biệt yêu thích các món chay làm từ Konnyaku đặc biệt là phụ nữ vì Konnyaku

có khả năng làm chậm quá trình tiêu hóa giúp họ có có được cảm giác no lâu Từ Konnyaku người Nhật có thể chế biến ra rất nhiều loại thức ăn khác nhau

 Tại Việt Nam

 Nghiên cứu

Theo Nguyễn Văn Du và cs (2011) đã nghiên cứu về các loài Amorphophallus (Araceae) tại việt Nam và giá trị của chúng: Bốn loài Amorphophallus (Araceae) và giá trị sử dụng của chúng Căn cứ theo Hội nghị khoa học quốc gia về Sinh thái và Tài nguyên sinh học lần thứ 3

Nguyễn Tiến An & cs (2010) đã nghiên cứu đặc tính của Glucomannan từ một số

d)Thực phẩm chức năng e) Thạch f) Mì shirataki

Hình 1.14: Các sản phẩm từ bột khoai nưa a) Trân châu b) Nui c) Lasagne pasta

Nguyễn Tiến An & cs (2011) đãCô lập và đặc điểm của chất xơ từ giống Amorphophallus corrugatus tại Việt Nam

Nguyễn Văn Du & cs (2011) đã nghiên cứu loài Amorphophallus harmandii Engl

& Gehrm ở Việt Nam và xếp nó vào hệ thực vật Việt Nam có giá trị sử dụng

 Ứng dụng

Tại Việt Nam hiện nay vẫn chưa có nhiều nghiên

cứu ứng dụng của nưa trong đời sống hằng ngày nên

người dân tại nơi trồng thường dùng luộc ăn hoặc gọt vỏ

nấu độn với cơm Dân gian còn có thể dùng bột khoai nưa

để làm các loại bánh, làm miến và sử dụng trong công

nghiệp để hồ vải Ngoài ra tinh bột nưa còn có thể sử dụng

để uống như tinh bột sắn dây

Dọc hay chột (thân) khoai nưa cũng ăn được,

thường để làm dưa Củ, dọc và lá, bã bột khoai nưa là

nguồn thức ăn rất tốt để chăn nuôi gia súc Một số nơi người ta còn dùng chột nưa để chế biến thức ăn Chột nưa được lột sạch vỏ từ gốc lên ngọn, xong, thái thành lát dày khoảng lóng tay; cá vụn rửa sạch để nguyên con thêm mắm muối, tiêu hành và ít thịt mỡ rồi kho vừa nước Ngoài ra, chột nưa còn có thể nấu nhiều món canh bình dân như canh chua cá trê hoặc cá tràu, canh chột nưa nấu với tôm, chột nưa hầm thịt Dưa món làm từ chột nưa ăn với cá nướng cũng rất tuyệt

Hình 1.15: Tinh bột

nưa

CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Thời gian: Thí nghiệm được tiến hành từ 27/12/2012 đến 14/4/2013

Địa điểm: Phòng thí nghiệm Khoa Công Nghệ Thực Phẩm Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP HCM

2.2 Vật liệu nghiên cứu

2.2.1 Củ khoai nưa

Củ khoai nưa được dùng để nghiên cứu là củ khoai nưa Amorphophallus Trifolium

được mua Trà Vinh

2.3 Dụng cụ, hóa chất và thiết bị thí nghiệm

 Dụng cụ: thớt, dao, rổ nhựa, thau nhựa, bình bunzen, phểu bunchner, giấy lọc, becher, bình định mức 100ml, pipette 10ml, burette 25ml, erlen 50ml

 Hóa chất: Dung dịch H2SO4, dung dịch NaOH 0,1 N, cồn 100,700, 960, ether, HCl 20%, HCl 1%, KIO3/ KI 0.001N, Hồ tinh bột 1%, thuốc thử DNS, HCl 20%, cồn 100 -

700 - 960……

 Thiết bị: tủ sấy, cân điện tử, lò nung, chén sứ, bình hút ẩm, máy quang phổ……

2.4 Quy trình sản xuất dự kiến

2.4.1 Sơ đồ quy trình sản xuất dự kiến

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình sản xuất dự kiến bột nưa

Rửa sạch

Gọt vỏ

Ngâm Cắt khối

Nước

Vỏ

Ethanol Tác nhân chống hóa

nâu

2.5 Sơ đồ nghiên cứu

Nguyên liệu: Củ khoai nưa

Xác định một số tính chất

của nguyên liệu

Hàm ẩm

Độ chua Hàm lượng tro tổng

Màu Mùi

Vị Cảm quan

Hóa lý

CarbolyhrateProtein Vitamin C Hóa học

Khảo sát chế độ xử lý

nguyên liệu

Vitamin CNaHSO3

Tác nhân chống hóa nâu

Tỷ lệ ethanol:nguyên liệu

Số lần thay ethanol Nồng độ ethanol

Tỷ lệ nước:nguyên liệu Nồng độ ethanol

Công đoạn xay

Thời gian sấy

Đánh giá cảm quan

2.6 Bố trí thí nghiệm

2.6.1 Đánh giá cảm quan nguyên liệu đầu vào (TCVN 5003:1989)

2.6.2 Phân tích thành phần hóa lý trong nguyên liệu

 Tính kết quả:

Độ ẩm của mẫu được xác định theo công thức sau:

% 100

B A W

Với:

W: Khối lượng nước có trong 100g mẫu (%)

A: Khối lượng vật chứa cộng với mẫu trước khi sấy (g)

B: Khối lượng vật chứa và mẫu sau khi sấy (g)

C: Khối lượng vật chứa khô không chứa mẫu (g)

 Xác định độ chua

 Nguyên tắc:

Dùng phương pháp chuẩn độ với dung dịch NaOH 0,1 N với chỉ thị phenolphtalin (pp) 1% để trung hòa lượng acid có trong mẫu

V X

* 10

10: hệ số chuyển đổi từ NaOH 0,1 N qua NaOH 1N

k: hệ số hiệu chỉnh nồng độ dung dịch NaOH 0,1N

 Xác định hàm lƣợng tro (TCVN 5253-90)

 Cách tiến hành:

Cân trọng lƣợng chén sứ là P0 (g)

Cân 5 g củ nƣa cho vào chén sứ P1 (g)

Cho vào chén khoảng 5 giọt H2SO4 để lên bếp điện có cát đốt cho mẫu cháy đến khi không còn khói trắng Tiếp tục đƣa vào lò nung 6000C trong 4 giờ, kiểm tra mẫu thấy còn

có màu đen thì tiếp tục nung cho đến khi thấy tro hoàn toàn trắng Đƣa cốc tro vào bình hút ẩm làm nguội đến nhiệt độ phòng Lấy ra cân ghi trọng lƣợng P2 (g)

 Tính kết quả:

100

%TRO P2P0

% Tro: trọng lượng tro theo lượng mẫu

P0: trọng lượng chén sứ (g)

P1: trọng lượng mẫu (g)

P2: trọng lượng chén sứ + trọng lượng mẫu sau khi làm nguội (g)

2.6.3 Phân tích thành phần hóa học trong nguyên liệu

Chuyển cặn và giấy lọc vào becher, thêm 25ml HCl 20%, khuấy kỹ cho tan hết tinh bột, định mức thành 100ml bằng nước cất, lọc

Hút 50ml dịch lọc cho vào becher có chứa 110ml cồn 960, khuấy và để yên 10 – 12 giờ trong tủ lạnh cho tinh bột kết tủa hết

Chuẩn bi một miếng giấy lọc đã sấy khô đến khối lượng không đổi và cân biết khối lượng đặt lên phễu Bucher, lọc kết tủa tinh bột Rửa bằng 200ml cồn 700, rồi với cồn 960đến hết phản ứng với Cl-

(thử bằng nitrat bạc trong môi trường HNO3)

Sấy giấy lọc ở 1300C trong 1giờ, để nguội trong bình hút ẩm, cân khối lượng mẫu và giấy lọc sau sấy

 Tính kết quả:

Hàm lượng tinh bột (%) được tính theo công thức: