Nghiên Cứu Công Nghệ Chế Biến Khoai Lang Tím Nhật Bản

Nghiên cứu công nghệ chế biến bột khoai lang tím Nhật Bản phục vụ sản xuất đồ uống, mang lại giá trị dinh dưỡng và hương vị độc đáo.

• Tác giả: Ngô Thị Hương
• Người hướng dẫn: TS. Hoàng Thị Lệ Hằng
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Công Nghệ Chế Biến Khoai Lang Tím Nhật Bản
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài
• 1.2.1. Mục đích
• 1.2.2. Yêu cầu
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Giới thiệu chung về khoai lang
• 2.1.1. Khoai lang
• 2.1.2. Khoai lang tím Nhật Bản
• 2.1.3. Tính ưu việt của khoai lang tím Nhật Bản so với các loại khoai lang khác
• 2.2. Cấu tạo và thành phần hóa học của khoai lang tím
• 2.2.1. Cấu tạo của củ khoai lang tím
• 2.2.2. Thành phần hóa học của khoai lang tím
• 2.3. Anthocyanin và các tính chất
• 2.3.1. Đặc điểm của anthocyanin
• 2.3.2. Tính chất của anthocyanin
• 2.3.3. Một số yếu tố ảnh hưởng đến độ màu của anthocyanin
• 2.4. Vai trò, công dụng của anthocyanin
• 2.5. Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang trên thế giới và ở Việt Nam
• 2.5.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang trên thế giới
• 2.5.2. Các nghiên cứu về khoai lang tím trên thế giới
• 2.5.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang ở Việt Nam
• 2.6. Một số sản phẩm chế biến từ khoai lang
• 2.6.1. Khoai lang làm khô
• 2.6.2. Khoai lang nghiền nhừ
• 2.6.3. Khoai lang đóng hộp
• 2.6.4. Khoai lang để lạnh
• 2.6.5. Khoai lang rán giòn
• 2.6.6. Mứt nghiền, mứt ướt và kẹo
• 2.6.7. Các sản phẩm từ bột khoai lang
• 2.6.8. Nước giải khát không cồn từ khoai lang
• 2.7. Các phương pháp ổn định màu sắc nông sản trong quá trình sơ chế khoai lang tím
• 2.8. Giới thiệu một số máy nghiền sử dụng trong chế biến thực phẩm
• 2.9. Quy trình và thuyết minh quy trình sản xuất bột khoai lang tím Nhật Bản
• 3. PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng, hóa chất, dụng cụ, phạm vi nghiên cứu
• 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 3.1.2. Dụng cụ và thiết bị
• 3.1.3. Phạm vi nghiên cứu
• 3.2. Thời gian, địa điểm nghiên cứu
• 3.2.1. Thời gian tiến hành nghiên cứu
• 3.2.2. Địa điểm nghiên cứu
• 3.3. Nội dung nghiên cứu
• 3.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 3.4.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu nghiên cứu
• 3.4.3. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Nghiên cứu đánh giá chất lượng của nguyên liệu khoai lang tím Nhật Bản cho chế biến sản phẩm bột khoai lang tím
• 4.2. Nghiên cứu sử dụng acid citric để ổn định chất lượng khoai lang tím trong công đoạn sơ chế
• 4.3. Nghiên cứu xác định nồng độ acid citric thích hợp để ổn định chất lượng khoai lang tím trong công đoạn sơ chế
• 4.4. Nghiên cứu xác định thời gian ngâm acid citric thích hợp để ổn định chất lượng khoai lang tím trong công đoạn sơ chế
• 4.5. Nghiên cứu xác định độ dày thái lát phù hợp cho công đoạn sơ chế nguyên liệu khoai lang tím
• 4.6. Nghiên cứu xác định nhiệt độ sấy thích hợp trong công đoạn sơ chế nguyên liệu khoai lang tím
• 4.7. Nghiên cứu xác định thông số nghiền tạo ra bột khoai lang tím Nhật Bản phù hợp cho mục đích chế biến đồ uống
• 4.8. Nghiên cứu xác định phương pháp nghiền thích hợp tạo bột khoai lang tím
• 4.9. Nghiên cứu xác định độ mịn thích hợp cho bột khoai lang tím
• 4.10. Quy trình công nghệ chế biến bột khoai lang tím Nhật Bản cho mục đích chế biến đồ uống
• 4.11. Kết quả đánh giá chất lượng bột khoai lang tím Nhật Bản
• 5. PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Công Nghệ Chế Biến Khoai Lang Tím

Từ xa xưa, con người đã biết tận dụng nguồn nguyên liệu tự nhiên để tạo ra nhiều loại đồ uống đa dạng. Ngày nay, sự phát triển của khoa học công nghệ đã mở ra những hướng đi mới, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Tại Việt Nam, khoai lang là cây lương thực quan trọng, đứng thứ ba sau lúa và ngô. Vai trò của nó đang chuyển đổi từ cây lương thực sang cây công nghiệp chế biến. Khoai lang chứa nhiều thành phần dinh dưỡng quan trọng như protid, lipid, glucid, vitamin, muối khoáng và các nguyên tố vi lượng. Các sản phẩm đồ uống từ khoai lang tím còn ít được sản xuất, hứa hẹn tiềm năng lớn với giá trị dinh dưỡng cao và lợi ích cho sức khỏe, phù hợp với mọi lứa tuổi, đặc biệt là phụ nữ và trẻ em. Nghiên cứu này tập trung vào công nghệ chế biến khoai lang tím để tạo ra các sản phẩm đồ uống chất lượng.

1.1. Lịch Sử và Tiềm Năng Phát Triển Của Khoai Lang Tím

Khoai lang (Ipomea batatas) thuộc họ bìm bìm, có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới châu Mỹ. Cây trồng này có tiềm năng lớn, năng suất cao và thích hợp với nhiều loại đất. Khoai lang là cây đa dụng, củ dùng làm rau, thân lá giàu vitamin A và C, protein. Củ và rau khoai lang còn là vị thuốc trong dân gian, có tác dụng bồi bổ cơ thể, ích khí, cường thận, kiện vị, tiêu viêm, thanh can, lợi mật, sáng mắt. Theo Tạ Văn Bình (2006), khoai lang có thể thúc đẩy nhu động ruột, tránh táo bón.

1.2. Giá Trị Dinh Dưỡng Vượt Trội Của Khoai Lang Tím Nhật Bản

Khoai lang tím Nhật Bản (Murasakimasari) là giống khoai được nghiên cứu và sản xuất bởi Viện nghiên cứu nông nghiệp quốc gia Nhật Bản. Đây là nguồn chất màu tím tốt và ổn định, sản lượng lớn, hàm lượng anthocyanin cao. Giống khoai này được nhập nội vào Việt Nam năm 1994. Thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao, vỏ và thịt củ màu tím đậm, có thể trồng quanh năm. Theo Nguyễn Văn Tuất (2008), việc chọn khoai lang tím làm nguyên liệu sẽ tăng giá trị sử dụng và tạo ra sản phẩm mới.

II. Thách Thức Trong Chế Biến Khoai Lang Tím Nhật Bản

Mặc dù khoai lang tím Nhật Bản có nhiều ưu điểm, quá trình chế biến vẫn đối mặt với nhiều thách thức. Một trong số đó là sự ổn định màu sắc của anthocyanin, chất tạo màu tự nhiên trong khoai lang tím. Anthocyanin dễ bị ảnh hưởng bởi pH, nhiệt độ và ánh sáng, dẫn đến sự thay đổi màu sắc không mong muốn trong quá trình chế biến. Do đó, cần có các phương pháp xử lý phù hợp để bảo toàn màu sắc và chất lượng của sản phẩm. Ngoài ra, việc lựa chọn phương pháp nghiền và sấy thích hợp cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra bột khoai lang tím chất lượng cao, đáp ứng yêu cầu chế biến đồ uống.

2.1. Vấn Đề Ổn Định Màu Sắc Anthocyanin Trong Chế Biến

Anthocyanin là chất tạo màu tự nhiên trong khoai lang tím, nhưng không bền và nhạy cảm với pH. Để giữ màu ổn định, cần xử lý nhiệt hoặc acid hữu cơ ở các chế độ khác nhau. Các biến đổi thường gặp trong quá trình xử lý nguyên liệu bao gồm biến đổi về màu sắc, độ trương nở, độ sánh, độ mịn. Việc kiểm soát các yếu tố này là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.

2.2. Ảnh Hưởng Của Phương Pháp Nghiền Đến Chất Lượng Bột Khoai Lang

Để sản xuất đồ uống từ khoai lang tím, nguyên liệu cần được nghiền và xử lý với các điều kiện khác nhau. Việc lựa chọn phương pháp nghiền phù hợp ảnh hưởng đến độ mịn, độ đồng đều và khả năng hòa tan của bột khoai lang tím. Nghiên cứu cần xác định thông số nghiền tối ưu để tạo ra bột khoai lang tím có chất lượng tốt nhất cho mục đích chế biến đồ uống.

2.3. Tối Ưu Hóa Quy Trình Sấy Để Bảo Toàn Dinh Dưỡng

Quá trình sấy ảnh hưởng lớn đến chất lượng và giá trị dinh dưỡng của khoai lang tím. Nhiệt độ sấy quá cao có thể làm mất các vitamin và chất chống oxy hóa, trong khi nhiệt độ quá thấp có thể tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển. Nghiên cứu cần xác định nhiệt độ sấy thích hợp để bảo toàn tối đa các chất dinh dưỡng và đảm bảo an toàn thực phẩm.

III. Cách Sử Dụng Acid Citric Ổn Định Khoai Lang Tím Nhật Bản

Một trong những phương pháp hiệu quả để ổn định màu sắc của khoai lang tím trong quá trình sơ chế là sử dụng acid citric. Acid citric có khả năng điều chỉnh pH, giúp bảo toàn anthocyanin và ngăn ngừa sự thay đổi màu sắc không mong muốn. Nghiên cứu cần xác định nồng độ và thời gian ngâm acid citric tối ưu để đạt được hiệu quả tốt nhất. Việc sử dụng acid citric không chỉ giúp cải thiện màu sắc mà còn có thể ảnh hưởng đến các chỉ tiêu chất lượng khác của khoai lang tím, như độ cứng và hàm lượng chất khô.

3.1. Xác Định Nồng Độ Acid Citric Tối Ưu Cho Sơ Chế

Nồng độ acid citric ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng ổn định màu sắc của khoai lang tím. Nồng độ quá cao có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến hương vị và cấu trúc của sản phẩm, trong khi nồng độ quá thấp có thể không đủ để bảo toàn anthocyanin. Nghiên cứu cần tiến hành các thí nghiệm để xác định nồng độ acid citric tối ưu, đảm bảo hiệu quả ổn định màu sắc mà không ảnh hưởng đến các chỉ tiêu chất lượng khác.

3.2. Nghiên Cứu Thời Gian Ngâm Acid Citric Phù Hợp

Thời gian ngâm acid citric cũng là một yếu tố quan trọng cần được xem xét. Thời gian ngâm quá dài có thể dẫn đến sự mất mát các chất dinh dưỡng và thay đổi cấu trúc của khoai lang tím, trong khi thời gian ngâm quá ngắn có thể không đủ để acid citric phát huy tác dụng. Nghiên cứu cần xác định thời gian ngâm tối ưu để đạt được hiệu quả ổn định màu sắc tốt nhất mà không gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng sản phẩm.

IV. Phương Pháp Sấy Khoai Lang Tím Nhật Bản Hiệu Quả Nhất

Sấy là một công đoạn quan trọng trong chế biến bột khoai lang tím. Việc lựa chọn nhiệt độ và độ dày thái lát phù hợp sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng. Nhiệt độ sấy quá cao có thể làm mất các chất dinh dưỡng và gây ra sự biến đổi màu sắc, trong khi nhiệt độ quá thấp có thể kéo dài thời gian sấy và tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển. Độ dày thái lát cũng ảnh hưởng đến tốc độ sấy và độ đồng đều của sản phẩm. Nghiên cứu cần xác định các thông số sấy tối ưu để tạo ra bột khoai lang tím có chất lượng cao, màu sắc đẹp và giữ được giá trị dinh dưỡng.

4.1. Ảnh Hưởng Của Độ Dày Thái Lát Đến Chất Lượng Sấy

Độ dày thái lát ảnh hưởng đến tốc độ sấy và độ đồng đều của sản phẩm. Lát quá dày sẽ mất nhiều thời gian để sấy khô hoàn toàn, trong khi lát quá mỏng có thể bị cháy hoặc mất chất dinh dưỡng. Nghiên cứu cần xác định độ dày thái lát tối ưu để đảm bảo quá trình sấy diễn ra nhanh chóng, đồng đều và bảo toàn được chất lượng sản phẩm.

4.2. Xác Định Nhiệt Độ Sấy Thích Hợp Để Bảo Toàn Dinh Dưỡng

Nhiệt độ sấy là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng và giá trị dinh dưỡng của khoai lang tím. Nhiệt độ quá cao có thể làm mất các vitamin và chất chống oxy hóa, trong khi nhiệt độ quá thấp có thể tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển. Nghiên cứu cần xác định nhiệt độ sấy thích hợp để bảo toàn tối đa các chất dinh dưỡng và đảm bảo an toàn thực phẩm.

V. Bí Quyết Nghiền Bột Khoai Lang Tím Nhật Bản Siêu Mịn

Nghiền là công đoạn quan trọng để tạo ra bột khoai lang tím có độ mịn và đồng đều cao, phù hợp cho mục đích chế biến đồ uống. Việc lựa chọn phương pháp nghiền và kích thước hạt phù hợp sẽ ảnh hưởng đến khả năng hòa tan, độ sánh và cảm quan của sản phẩm. Nghiên cứu cần xác định phương pháp nghiền và kích thước hạt tối ưu để tạo ra bột khoai lang tím có chất lượng tốt nhất, đáp ứng yêu cầu của ngành công nghiệp đồ uống.

5.1. So Sánh Các Phương Pháp Nghiền Bột Khoai Lang Tím

Có nhiều phương pháp nghiền khác nhau có thể được sử dụng để chế biến bột khoai lang tím, mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng. Nghiên cứu cần so sánh các phương pháp nghiền khác nhau, như nghiền bằng máy nghiền búa, máy nghiền bi, hoặc máy nghiền trục, để xác định phương pháp nào cho ra bột khoai lang tím có chất lượng tốt nhất.

5.2. Xác Định Độ Mịn Tối Ưu Cho Bột Khoai Lang Tím

Độ mịn của bột khoai lang tím ảnh hưởng đến khả năng hòa tan, độ sánh và cảm quan của sản phẩm. Bột quá thô có thể gây cảm giác sạn khi uống, trong khi bột quá mịn có thể bị vón cục. Nghiên cứu cần xác định độ mịn tối ưu cho bột khoai lang tím để đảm bảo sản phẩm có chất lượng tốt nhất.

VI. Ứng Dụng Đánh Giá Chất Lượng Bột Khoai Lang Tím Nhật Bản

Sau khi xác định được quy trình chế biến bột khoai lang tím tối ưu, cần tiến hành đánh giá chất lượng sản phẩm để đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn và yêu cầu của ngành công nghiệp thực phẩm. Các chỉ tiêu đánh giá bao gồm màu sắc, độ mịn, độ ẩm, hàm lượng dinh dưỡng và cảm quan. Kết quả đánh giá sẽ cung cấp thông tin quan trọng để cải tiến quy trình và đảm bảo chất lượng sản phẩm.

6.1. Quy Trình Chế Biến Bột Khoai Lang Tím Nhật Bản

Quy trình chế biến bột khoai lang tím Nhật Bản bao gồm các công đoạn chính: lựa chọn nguyên liệu, sơ chế (rửa, gọt vỏ, thái lát), xử lý acid citric, sấy, nghiền và đóng gói. Mỗi công đoạn cần được thực hiện theo các thông số kỹ thuật đã được tối ưu hóa để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

6.2. Đánh Giá Chất Lượng Bột Khoai Lang Tím Nhật Bản

Chất lượng bột khoai lang tím Nhật Bản được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu: màu sắc, độ mịn, độ ẩm, hàm lượng dinh dưỡng (anthocyanin, vitamin, khoáng chất) và cảm quan (mùi, vị, cấu trúc). Các chỉ tiêu này được kiểm tra bằng các phương pháp phân tích hóa học và cảm quan để đảm bảo sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khoai lang (Ipomoea batatas) là cây lương thực truyền thống có vị trí quan trọng tại Việt Nam, xếp thứ ba sau lúa và ngô. Trong xu hướng phát triển nông nghiệp hiện đại, khoai lang đang chuyển đổi vai trò từ cây lương thực thuần túy sang cây công nghiệp chế biến có giá trị gia tăng cao. Giống khoai lang tím Nhật Bản (Murasakimasari - Nhật tím 1) được nhập nội từ năm 1994 và phát triển mạnh tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long (tiêu biểu tại huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long), đạt năng suất từ 10 đến 22 tấn/ha. Giống khoai này sở hữu hàm lượng anthocyanin tự nhiên vượt trội so với các giống khoai lang trắng hoặc vàng. Hoạt chất sinh học anthocyanin có khả năng kháng oxy hóa mạnh, hỗ trợ dọn dẹp gốc tự do, hạn chế sự phát triển của tế bào ung thư, điều hòa huyết áp và phòng ngừa bệnh tim mạch.

Tuy nhiên, việc khai thác khoai lang tím tại Việt Nam còn gặp nhiều trở ngại thực tế. Sản phẩm đồ uống dinh dưỡng và đồ uống lên men độ cồn thấp từ khoai lang tím hầu như chưa được sản xuất thương mại. Nguồn nguyên liệu củ tươi mang tính thời vụ cục bộ, khó bảo quản lâu dài. Đồng thời, trong quá trình sơ chế và gia nhiệt, sắc tố anthocyanin rất nhạy cảm với nhiệt độ, pH và sự oxy hóa bởi hệ enzym polyphenoloxidase (PPO), dễ dẫn đến hiện tượng sẫm màu, mất màu và biến đổi vị. Do đó, việc nghiên cứu công nghệ sản xuất bột khoai lang tím khô đạt tiêu chuẩn làm nguyên liệu bán thành phẩm cho công nghiệp chế biến đồ uống là một yêu cầu cấp thiết.

Đề tài đặt ra mục đích chính: Thiết lập quy trình chế biến bột khoai lang tím từ nguyên liệu khoai lang tím giống Nhật Bản đạt chất lượng phục vụ mục đích chế biến đồ uống.

Nhiệm vụ nghiên cứu bao gồm 7 nội dung cụ thể:

1. Đánh giá chất lượng của nguyên liệu khoai lang tím giống Nhật Bản theo kích thước củ để lựa chọn kích cỡ phù hợp cho chế biến bột.
2. Xác định nồng độ acid citric thích hợp nhằm ổn định màu sắc và chất lượng khoai lang tím trong công đoạn sơ chế.
3. Xác định thời gian ngâm acid citric thích hợp trong công đoạn sơ chế.
4. Xác định độ dày thái lát phù hợp cho công đoạn sấy nguyên liệu khoai lang tím.
5. Xác định nhiệt độ sấy thích hợp đảm bảo hạn chế tổn thất hoạt chất.
6. Xác định thông số nghiền tạo bột (phương pháp nghiền và độ mịn hạt bột) phù hợp cho mục đích pha chế đồ uống.
7. Đưa ra quy trình công nghệ chế biến hoàn chỉnh và đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm bột khoai lang tím thành phẩm.

Đối tượng, phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Củ khoai lang tím Nhật Bản tươi (Murasakimasari), thu hoạch ở độ già 4,5 tháng tại huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long. Nguyên liệu được đóng gói bao tải dứa (50 kg/bao), vận chuyển về Hà Nội và đưa vào thí nghiệm trong thời gian tối đa 4 ngày sau thu hoạch.
• Phạm vi không gian: Thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm tại Bộ môn Bảo quản Chế biến, Viện Nghiên cứu Rau Quả (Trâu Quỳ, Gia Lâm, Hà Nội).
• Phạm vi thời gian: Nghiên cứu được tiến hành từ ngày 20/12/2013 đến ngày 30/05/2014.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận dựa trên các cơ sở lý thuyết về cấu tạo giải phẫu, sinh hóa củ khoai lang và động học phân hủy chất màu tự nhiên:

• Cấu trúc củ khoai lang gồm 3 phần: vỏ ngoài (chiếm 1% khối lượng, gồm cellulose, hemicellulose), vỏ cùi (chiếm 5 - 12%, chứa tinh bột và dịch bào), thịt củ (chứa tế bào nhu mô giàu tinh bột và hợp chất nitơ).
• Hoạt chất anthocyanin trong khoai lang tím thuộc nhóm flavonoid, tồn tại chủ yếu ở dạng mono- hoặc di-acylated của cyanidin và peonidin gắn gốc đường. Sắc tố này bền trong môi trường acid và đổi màu theo pH (pH < 7 có màu đỏ/tím, pH > 7 chuyển xanh). Khi tiếp xúc oxy và enzym polyphenoloxidase (PPO), các hợp chất polyphenol bị oxy hóa tạo màu nâu sẫm. Giải pháp sử dụng acid citric nhằm hạ pH, ức chế PPO và tạo phức muối bền màu tím đỏ với anthocyanin.

Phương pháp nghiên cứu thực tế gồm bố trí thí nghiệm đơn yếu tố và phân tích chỉ tiêu hóa lý:

• Bố trí thí nghiệm:
  • Khảo sát 3 nhóm kích thước củ (to, trung bình, nhỏ).
  • Khảo sát nồng độ acid citric (0%; 0,1%; 0,2%; 0,3%; 0,4%; 0,5%) với thời gian ngâm 15 phút.
  • Khảo sát thời gian ngâm acid citric (5, 10, 15, 20 phút) ở nồng độ tối ưu.
  • Khảo sát độ dày thái lát (4, 6, 8, 10, 12 mm) sấy ở 60°C về độ ẩm đích 11 ± 1%.
  • Khảo sát nhiệt độ sấy (55, 60, 65, 70, 75°C) với khối lượng 3 kg/mẫu.
  • Khảo sát phương pháp nghiền (nghiền đĩa, nghiền búa) và kích thước hạt bột (0,10; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30 mm).
• Phương pháp phân tích vật lý:
  • Độ ẩm: Sấy đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ quy chuẩn.
  • Đo màu sắc: Sử dụng máy đo màu quang phổ MINOLTA theo hệ màu Hunter $L, a, b$; xác định mức độ biến màu tổng thể theo công thức: $\Delta E = [(L_i - L_0)^2 + (a_i - a_0)^2 + (b_i - b_0)^2]^{1/2}$.
• Phương pháp phân tích hóa sinh:
  • Đường tổng số: Phương pháp Graxianop (chuẩn độ Ferixianua với xanh methylen trong môi trường kiềm).
  • Tinh bột: Phương pháp thủy phân bằng acid, định lượng đường khử theo phương pháp Lane - Eynon với thuốc thử Fehling A ($CuSO_4$) và Fehling B (muối Tartrate natri kali trong dung dịch $NaOH$).
  • Anthocyanin tổng số: Phương pháp pH vi sai (tiêu chuẩn AOAC 2005.02), đo mật độ quang của dịch chiết ở bước sóng hấp thụ cực đại và bước sóng 700 nm tại hai giá trị pH = 1,0 và pH = 4,5.
  • Cellulose (chất xơ): Phương pháp thủy phân mẫu bằng dung dịch kiềm mạnh và hỗn hợp acid nitric - acid acetic để cô lập cellulose.
• Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê bằng phần mềm IRRISTAT 5.0, phân tích phương sai ANOVA và kiểm định sai khác trung bình ở mức ý nghĩa $\alpha = 0,05$.

Nguồn dữ liệu: Dữ liệu thực nghiệm thu thập trực tiếp tại Viện Nghiên cứu Rau Quả, kết hợp số liệu thứ cấp từ Tổng cục Thống kê, FAO và các công bố khoa học của Ikuo Suda, Chu Wen-jing, Oki T., Ngô Xuân Mạnh, Bùi Huy Đáp.

---

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tính cấp thiết của việc đa dạng hóa sản phẩm chế biến từ khoai lang tím giống Nhật Bản, chỉ ra tiềm năng của dòng đồ uống chức năng giàu chất chống oxy hóa tự nhiên và xác định 7 nhiệm vụ công nghệ cần giải quyết để xây dựng quy trình sản xuất bột khoai lang tím khô.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng kết có hệ thống các tài liệu trong và ngoài nước về:

• Đặc điểm thực vật học, giá trị dinh dưỡng của khoai lang tím Nhật Bản.
• Cấu trúc hóa học và các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu anthocyanin (nhiệt độ, oxy, enzyme, ion kim loại, pH).
• Tình hình sản xuất khoai lang trên thế giới và Việt Nam (năm 2010 sản lượng thế giới đạt 106,57 triệu tấn, Việt Nam đạt 1,32 triệu tấn, đứng thứ 6 thế giới).
• Các sản phẩm chế biến hiện có: khoai lang sấy, nghiền nhừ, đóng hộp, rán giòn, mứt, bánh mì, miến và nước giải khát không cồn.
• Phân tích nguyên lý hoạt động của các thiết bị nghiền thực phẩm (máy nghiền đá, máy nghiền đĩa, máy nghiền búa, máy nghiền va đập, máy nghiền bi/hạt).

Bảng dưới đây tổng hợp hàm lượng các nhóm chất chống oxy hóa chính trong các loại khoai lang theo tài liệu tổng quan:

Màu sắc ruột củ	Hợp chất Phenolic (%)	Anthocyanins (%)	Carotenoids (%)	Tổng chất chống oxy hóa ($\mu g$ Trolox/g)	Hàm lượng chất khô (%)
Trắng	0,55 - 1,36	0 - 0,08	0,40 - 14,75	809 - 2979	25,7 - 40,7
Vàng	0,77 - 1,16	0,01 - 0,13	0,33 - 56,93	1424 - 3047	25,4 - 37,0
Tím	0,02 - 3,04	0,23 - 1,82	0,37 - 4,32	1751 - 5600	33,2 - 41,7

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết về thông số nguyên liệu tươi (độ già thu hoạch 4,5 tháng tại Vĩnh Long), quy cách dụng cụ, danh mục hóa chất phân tích tinh khiết, sơ đồ bố trí 7 thí nghiệm thực nghiệm và nguyên lý các công thức tính toán độ ẩm, màu sắc ($\Delta E$), đường tổng số, tinh bột, anthocyanin và xơ.

Phần 4: Kết quả và thảo luận

Chương tập trung phân tích số liệu thực nghiệm để lựa chọn thông số công nghệ tối ưu cho từng công đoạn:

1. Đánh giá chất lượng nguyên liệu khoai lang tím theo kích thước củ: Khảo sát 3 nhóm củ: củ to (đường kính > 4 cm, dài 15 - 17 cm), củ trung bình (đường kính 3 - 4 cm, dài 10 - 14 cm), củ nhỏ (đường kính < 3 cm, dài < 10 cm).

Loại củ	Đường tổng số (%)	Tinh bột (%)	Xơ (%)	Anthocyanin (mg/100g)
To	5,16	27,35	1,38	60,62
Trung bình	4,85	26,34	1,30	60,60
Nhỏ	4,48	25,84	1,63	49,80

Củ nhỏ có hàm lượng xơ cao (1,63%) và anthocyanin thấp (49,80 mg/100g) gây giảm giá trị cảm quan. Củ to có hàm lượng đường cao (5,16%) làm chậm quá trình thoát ẩm và dễ gây cháy đường khi sấy. Củ kích thước trung bình có tỷ lệ dinh dưỡng cân đối (độ ẩm 67,71%, tinh bột 26,34%, đường 4,85%, xơ 1,30%, anthocyanin 60,60 mg/100g), thích hợp nhất cho sản xuất bột.

2. Ổn định chất lượng khoai lang tím bằng acid citric trong sơ chế:

• Khảo sát nồng độ acid citric (ngâm 15 phút):

Nồng độ Acid citric (%)	Biến đổi màu ($\Delta E$)	Đường tổng số (%)	Anthocyanin (mg/100g)	Cảm quan mùi vị
0 (Đối chứng)	17,27	4,86	35,41	Mùi thơm đặc trưng của khoai
0,1	8,43	4,84	48,74	Mùi thơm đặc trưng của khoai
0,2	6,69	4,83	51,95	Mùi thơm đặc trưng của khoai
0,3	4,17	4,82	54,18	Mùi thơm đặc trưng của khoai
0,4	2,34	4,81	58,01	Mùi thơm đặc trưng của khoai
0,5	2,11	4,78	58,14	Mùi thơm đặc trưng của khoai

Nồng độ acid citric 0,4% được lựa chọn do giữ được màu sắc tím sáng ($\Delta E = 2,34$), hạn chế tối đa tổn thất anthocyanin (còn 58,01 mg/100g) tương đương nồng độ 0,5% nhưng tiết kiệm chi phí hóa chất.

• Khảo sát thời gian ngâm (ở nồng độ acid citric 0,4%):

Thời gian ngâm (phút)	Biến đổi màu ($\Delta E$)	Đường tổng số (%)	Anthocyanin (mg/100g)	Cảm quan mùi vị
5	8,90	4,86	58,88	Mùi thơm đặc trưng của khoai
10	5,59	4,84	58,66	Mùi thơm đặc trưng của khoai
15	2,34	4,81	58,13	Mùi thơm đặc trưng của khoai
20	2,32	4,74	58,01	Mùi thơm đặc trưng của khoai

Thời gian ngâm 15 phút cho kết quả ổn định màu sắc tốt ($\Delta E = 2,34$), lượng anthocyanin duy trì cao (58,13 mg/100g), sai khác không có ý nghĩa thống kê so với mốc 20 phút nhưng rút ngắn thời gian công nghệ.

3. Khảo sát các thông số tạo bột và quy trình công nghệ:

• Thái lát khoai lang sau xử lý acid citric, sấy khô đến độ ẩm an toàn $11 \pm 1%$.
• Sử dụng phương pháp nghiền búa để tạo bột có độ mịn hạt đồng đều, đáp ứng khả năng phân tán trong nước ở nhiệt độ 90°C cho mục đích chế biến đồ uống.
• Thiết lập quy trình công nghệ hoàn chỉnh: Khoai lang tím nguyên liệu $\rightarrow$ Phân loại, rửa sạch $\rightarrow$ Gọt vỏ, thái lát $\rightarrow$ Xử lý chống biến màu (ngâm acid citric 0,4%, 15 phút) $\rightarrow$ Sấy khô (đạt độ ẩm $11 \pm 1%$) $\rightarrow$ Nghiền búa $\rightarrow$ Bao gói thành phẩm bột khoai lang tím.

Phần 5: Kết luận và đề nghị

Đưa ra kết luận tổng hợp các thông số kỹ thuật đã được thực nghiệm xác nhận và đề xuất các nghiên cứu tiếp nối về ứng dụng bột khoai lang tím vào sản phẩm đồ uống cụ thể.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

Khóa luận đã xác định các thông số kỹ thuật thực nghiệm cho quy trình chế biến bột khoai lang tím giống Nhật Bản:

• Tiêu chuẩn nguyên liệu đầu vào: Chọn củ kích thước trung bình (đường kính 3 - 4 cm, dài 10 - 14 cm) có độ ẩm 67,71%, hàm lượng tinh bột 26,34%, đường tổng số 4,85%, chất xơ 1,30% và anthocyanin đạt 60,60 mg/100g.
• Chế độ xử lý ổn định màu: Ngâm lát khoai trong dung dịch acid citric nồng độ 0,4% trong thời gian 15 phút, giúp duy trì hàm lượng anthocyanin ở mức 58,13 mg/100g và độ biến đổi màu $\Delta E$ chỉ ở mức 2,34.
• Chế độ sấy và nghiền: Sấy lát khoai đến độ ẩm đạt tiêu chuẩn bảo quản $11 \pm 1%$, sau đó nghiền bằng máy nghiền búa để thu được bột khoai lang tím mịn, giữ được màu sắc tím đặc trưng và mùi thơm tự nhiên khi hoàn nguyên với nước nóng 90°C.

Giải pháp và kiến nghị

• Áp dụng quy trình chế biến bột khoai lang tím khô làm nguyên liệu trung gian để giải quyết tính mùa vụ của nông sản, giảm thiểu tổn thất sau thu hoạch tại các vùng chuyên canh (như Bình Tân - Vĩnh Long).
• Ứng dụng bột thành phẩm vào các quy trình sản xuất thực phẩm và đồ uống có lợi cho sức khỏe như nước giải khát không cồn, đồ uống lên men nồng độ cồn thấp, bột dinh dưỡng hòa tan.

Đóng góp về mặt khoa học và thực tiễn

• Bổ sung cơ sở dữ liệu thực nghiệm về thành phần hóa sinh và động học biến đổi màu của giống khoai lang tím Nhật Bản (Murasakimasari) trồng tại Việt Nam khi chịu tác động của acid hữu cơ và quá trình gia nhiệt.
• Xây dựng quy trình công nghệ chế biến bột khoai lang tím có tính khả thi, sử dụng acid citric làm chất chống biến màu an toàn, thay thế các hóa chất bảo quản độc hại.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

• Nghiên cứu mới dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm với dung lượng mẫu nhỏ (mỗi công thức sấy khảo sát 3 kg/mẫu).
• Nguồn nguyên liệu khảo sát giới hạn trên một giống khoai lang tím Nhật Bản thu hoạch tại một địa phương (Vĩnh Long) ở thời điểm 4,5 tháng tuổi, chưa đánh giá sự biến động thành phần theo các mùa vụ hoặc vùng đất khác nhau.
• Chưa tiến hành khảo sát thời hạn bảo quản bột thành phẩm trong các điều kiện bao bì và nhiệt độ môi trường khác nhau.

Hướng nghiên cứu tiếp

• Thử nghiệm sản xuất bột khoai lang tím ở quy mô pilot hoặc dây chuyền công nghiệp bán tự động.
• Nghiên cứu công thức phối chế bột khoai lang tím vào các sản phẩm đồ uống cụ thể (nước giải khát pha chế, đồ uống lên men lactic hoặc lên men rượu độ cồn thấp).
• Đánh giá thời hạn bảo quản và sự suy giảm hoạt tính chống oxy hóa của anthocyanin trong bột theo thời gian lưu kho.

---

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho:

• Sinh viên và học viên ngành Công nghệ Thực phẩm, Bảo quản Chế biến Nông sản: Tham khảo phương pháp bố trí thí nghiệm công nghệ chế biến nông sản giàu sắc tố tự nhiên; kỹ thuật phân tích hóa sinh thực phẩm (đặc biệt là quy trình định lượng anthocyanin bằng phương pháp pH vi sai AOAC 2005.02, định lượng đường Graxianop và tinh bột Lane - Eynon).
• Kỹ sư R&D tại các doanh nghiệp chế biến nông sản và đồ uống: Sử dụng các thông số thực nghiệm (nồng độ acid citric 0,4%, thời gian ngâm 15 phút, độ ẩm đích 11%) để thiết kế dây chuyền sản xuất bột màu tự nhiên hoặc bột nguyên liệu dinh dưỡng từ củ khoai lang tím.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giống khoai lang tím được sử dụng trong nghiên cứu có tên gọi là gì và thu hoạch ở đâu?
Nghiên cứu sử dụng giống khoai lang tím Nhật Bản có tên gọi Murasakimasari (Nhật tím 1), được thu hoạch tại huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long ở độ già 4,5 tháng kể từ khi trồng, vận chuyển ra Hà Nội và đưa vào thí nghiệm trong vòng 4 ngày sau thu hoạch.

2. Vì sao tác giả lựa chọn củ kích thước trung bình để sản xuất bột khoai lang tím?
Qua phân tích thực nghiệm, củ nhỏ có hàm lượng chất xơ cao (1,63%) làm giảm giá trị cảm quan của bột; củ to có hàm lượng đường cao (5,16%) gây khó khăn cho quá trình sấy do thoát ẩm chậm và dễ bị cháy đường. Củ trung bình (đường kính 3 - 4 cm, dài 10 - 14 cm) có hàm lượng tinh bột cao (26,34%), đường vừa phải (4,85%), xơ thấp (1,30%) và anthocyanin cao (60,60 mg/100g), phù hợp nhất cho chế biến bột.

3. Tại sao cần sử dụng acid citric trong công đoạn sơ chế khoai lang tím?
Khoai lang sau khi thái lát dễ bị sẫm màu do enzym polyphenoloxidase (PPO) xúc tác phản ứng oxy hóa các hợp chất polyphenol. Việc ngâm trong dung dịch acid citric 0,4% giúp hạ pH môi trường để ức chế enzym PPO, đồng thời acid citric tạo phức muối bền với anthocyanin, giữ cho lát khoai có màu tím sáng tự nhiên ($\Delta E = 2,34$) và giảm thiểu tổn thất anthocyanin.

4. Phương pháp nào được sử dụng để định lượng anthocyanin tổng số trong nghiên cứu?
Hàm lượng anthocyanin tổng số được xác định bằng phương pháp pH vi sai (tiêu chuẩn AOAC 2005.02), dựa trên nguyên lý đo độ hấp thụ quang của dịch chiết ở bước sóng cực đại và 700 nm tại hai môi trường đệm có pH = 1,0 (dạng oxonium/flavylium có màu) và pH = 4,5 (dạng carbinol không màu).

5. Độ ẩm tiêu chuẩn của khoai lang tím sau công đoạn sấy khô là bao nhiêu?
Trong quy trình công nghệ đề xuất, các lát khoai lang tím được sấy khô đến khi đạt khối lượng không đổi với độ ẩm tiêu chuẩn an toàn cho bảo quản bột là $11 \pm 1%$.

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Ngô Thị Hương đã xây dựng thành công quy trình công nghệ chế biến bột khoai lang tím giống Nhật Bản (Murasakimasari) phục vụ mục đích chế biến đồ uống. Bằng phương pháp thực nghiệm khoa học, đề tài đã xác định các thông số kỹ thuật gồm: lựa chọn củ kích thước trung bình, sơ chế chống biến màu bằng dung dịch acid citric 0,4% trong 15 phút, sấy khô đến độ ẩm $11 \pm 1%$ và nghiền búa tạo bột mịn. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu thực nghiệm có giá trị cho việc nâng cao giá trị gia tăng của nông sản Việt Nam và phát triển các dòng sản phẩm đồ uống giàu hoạt tính sinh học tự nhiên.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Từ xưa con người đã biết sử dụng các loại nguyên liệu sẵn có trong tự nhiên để tạo ra nhiều loại sản phẩm đồ uống khác nhau như: Nước hoa quả, nước giải khát, nước khoáng, rượu vang. Ngày nay, khoa học công nghệ ngày một phát triển và đang được ứng dụng rộng rãi mang lại hiệu quả kinh tế cao cho con người. Nhờ đó mà chúng ta đã tạo ra được nhiều sản phẩm phong phú và đa dạng cả về thể loại và chất lượng, đáp ứng được nhu cầu sử dụng ngày càng cao của người tiêu dùng. Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới nên có điều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của các loại cây lương thực cũng như các loại cây hoa màu, cây ăn trái khác.

Khoai lang là cây lương thực được trồng lâu đời ở Việt Nam, xếp thứ 3 sau cây lúa, cây ngô và khoai lang đã và đang chuyển đổi nhanh chóng vai trò từ cây lương thực thành cây công nghiệp chế biến với tốc độ phát triển cao ở những năm đầu thế kỷ XXI. Khoai lang chứa nhiều thành phần dinh dưỡng như protid, lipid, glucid, vitamin, muối khoáng và các nguyên tố vi lượng rất cần cho cơ thể con người. Hiện nay trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng các sản phẩm đồ uống có độ cồn thấp từ khoai lang tím hầu như chưa được sản xuất. Đây là các sản phẩm mới có giá trị dinh dưỡng cao đồng thời rất có lợi cho sức khoẻ con người.

Loại sản phẩm này không chỉ có giá trị về mặt dinh dưỡng mà còn là một loại đồ uống giá rẻ, thích hợp đối với mọi lứa tuổi đặc biệt là phụ nữ và trẻ em. Hàm lượng cồn không cao trong sản phẩm tạo nên sự kích thích tiêu hoá, khiến bữa ăn trở nên ngon miệng mà không gây say như một số sản phẩm đồ uống có cồn khác. Khoai lang tím Nhật Bản ngoài giá trị cung cấp các loại vitamin, các chất khoáng, tinh bột dễ tiêu hóa cùng một hàm lượng đáng kể chất xơ thực phẩm, thì nó còn có những ưu điểm vượt trội so với khoai lang thường. Trong khoai lang tím có chứa nhiều chất chống oxy hóa như các hợp chất phenol, anthocyanin, carotenoid.

Đặc biệt, hàm lượng anthocyanin trong khoai lang tím khá cao, đây là một hoạt chất sinh học có tác dụng kháng oxy hoá rất mạnh, có khả năng kiềm chế đột biến các tế bào ung thư, ngăn ngừa ung thư, hạ huyết áp, phòng ngừa bệnh tim mạch. Ngoài ra, với một màu sắc đa dạng hấp dẫn sẽ tạo cho các sản phẩm chế biến có một giá trị cảm quan cao. Là một trong những yếu tố kích thích sự lựa chọn của người tiêu dùng, đáp ứng nhu cầu con người về việc sử dụng khoai lang, mang lại sự tiện dụng 2 cho người sử dụng và góp phần giải quyết vấn đề tiêu thụ cho người trồng khoai lang tím, nâng cao hiệu quả kinh tế, tăng thêm thu nhập cho người dân.Vì vậy, việc nghiên cứu sản xuất đồ uống từ khoai lang tím là rất cần thiết và hoàn toàn phù hợp với xu thế phát triển chung của thế giới và Việt Nam. Để sản xuất ra được các sản phẩm đồ uống từ khoai lang tím, ta có thể sử dụng nguyên liệu tươi nguyên củ hoặc nguyên liệu khô.

Tuy nhiên, để hình thành được từng loại đồ uống thích hợp thì các nguyên liệu cần phải được nghiền và xử lý với các điều kiện khác nhau để tạo ra được loại đồ uống đạt tiêu chuẩn. Những biến đổi thường gặp phải trong quá trình xử lý nguyên liệu đều dựa trên cấu tạo và tính chất của khoai lang tím. Có thể kể đến như những biến đổi về màu sắc, độ trương nở, độ sánh, độ mịn trong quá trình sơ chế và chế biến. Do anthocyanin không thật bền, nhạy cảm với pH nên để giữ được màu ổn định cần phải xử lý nhiệt hoặc acid hữu cơ ở các chế độ khác nhau.

Xuất phát từ vấn đề trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu công nghệ chế biến bột khoai lang tím giống Nhật Bản cho mục đích chế biến đồ uống”. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1. Mục đích Thiết lập quy trình chế biến bột khoai lang tím từ nguyên liệu khoai lang tím Nhật Bản đạt chất lượng cho mục đích chế biến đồ uống. Yêu cầu - Nghiên cứu đánh giá được chất lượng của nguyên liệu khoai lang tím Nhật Bản cho chế biến sản phẩm bột khoai lang tím.

- Nghiên cứu sử dụng được acid citric để ổn định chất lượng khoai lang tím trong công đoạn sơ chế. - Nghiên cứu xác định được độ dày thái lát phù hợp cho công đoạn sơ chế nguyên liệu khoai lang tím. - Nghiên cứu xác định được nhiệt độ sấy thích hợp trong công đoạn sơ chế nguyên liệu khoai lang tím. - Nghiên cứu xác định được thông số nghiền tạo ra bột khoai lang tím Nhật Bản phù hợp cho mục đích chế biến đồ uống.

- Đưa ra được quy trình công nghệ chế biến bột khoai lang tím Nhật Bản cho mục đích chế biến đồ uống. - Đánh giá được chất lượng của bột khoai lang tím Nhật Bản đã chế biến. 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Giới thiệu chung về khoai lang 2.

Khoai lang Khoai lang (Ipomea batatas, là một loại cây thuộc họ bìm bìm Convolvulacae), có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới châu Mỹ, nó được con người trồng cách đây trên 5. Đây là loại cây trồng có tiềm năng và có năng suất sinh học cao, địa bàn phát triển rộng, thích hợp cho nhiều loại đất. Khoai lang là loại cây đa dụng, củ được sử dụng như một loại rau, thân lá rất giàu vitamin A và C đồng thời có chứa một hàm lượng protein tương đối cao (25-30% chất khô) so với các lá cây trồng khác. Ngoài ra, củ và rau khoai lang còn là vị thuốc phòng chữa bệnh đã được dùng từ lâu trong dân gian, có nơi còn gọi nó là “sâm nam”.

Theo Đông y, củ khoai lang tính bình, vị ngọt, có tác dụng bồi bổ cơ thể, ích khí, cường thận, kiện vị, tiêu viêm, thanh can, lợi mật, sáng mắt. Rau lang tính bình, vị ngọt, dùng chữa tì hư, kém ăn, thận âm bất túc. Ngọn khoai lang luộc hoặc xào với tỏi là một món ăn ngon, có nhiều vitamin và chất khoáng, giàu chất xơ. Các nhà khoa học đã chứng minh rằng chất xơ trong thực phẩm có tác dụng hạn chế hấp thu cholesterol trong ruột vào máu, hạn chế tỉ lệ mắc bệnh ung thư đại tràng.

Ngoài ra, thành phần chất xơ của khoai lang là loại pectin có tác dụng giúp tiêu hóa tốt, đào thải cholesterol, chống táo bón. Theo Tây y, khoai lang có chủng loại các chất dinh dưỡng tương đối nhiều. Thành phần chủ yếu là carbonhydrate tinh bột, dễ được cơ thể tiêu hoá, hấp thu và tận dụng. Khoai lang có chứa nhiều nucoprotein, có khả năng cản trở cholesterol lắng đọng trên thành mạch, tránh xơ cứng động mạch, đồng thời giữ được tính đàn hồi của mạch máu, lại còn có thể tránh teo mô liên kết trong gan, thận.

Trong khoai lang chứa một số chất đặc thù phòng bệnh ung thư ruột kết, ung thư vú. Khoai lang có thể thúc đẩy nhu động ruột, tránh bị táo bón (Tạ Văn Bình, 2006). Khoai lang tím Nhật Bản Khoai lang tím Nhật Bản (Murasakimasari - Nhật tím 1) là một loại khoai lang được nghiên cứu đưa vào sản xuất bởi Viện nghiên cứu nông nghiệp quốc gia Nhật Bản có tên là Okinawan. Đây là một nguồn chất màu tím tốt và ổn định vì nó có sản lượng lớn với hàm lượng anthocyanin cao (Ikuo và cs.

Giống khoai lang tím này đã được Trung tâm Nghiên cứu Thực nghiệm Nông nghiệp Hưng Lộc 4 nhập nội năm 1994 từ công ty FSA. Giống tuyển chọn và giới thiệu hiện được trồng chủ yếu ở vùng đồng bằng sông Cửu Long với đặc tính nông học chủ yếu như sau: Thời gian sinh trưởng 105 - 110 ngày với năng suất củ tươi đạt 10 - 22 tấn/ha, hàm lượng chất khô 27 - 30oBrix, vỏ củ màu tím sẫm, thịt củ màu tím đậm, dạng củ đều đẹp, có thể trồng quanh năm và cho thu nhập cao, gấp đôi các loại khoai khác. Đây là giống khoai dễ trồng, bình quân mỗi dây khoai cho từ 3 - 7 củ, ít bị sùng ăn. Mặt khác, khoai lang tím chỉ có nhiều vào mùa vụ nhất định chứ không có quanh năm.

Do vậy, việc chọn khoai lang tím làm nguyên liệu trong đề tài nghiên cứu này sẽ góp phần làm tăng giá trị sử dụng của khoai lang tím đồng thời tạo ra sản phẩm thực phẩm mới đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của người tiêu dùng (Nguyễn Văn Tuất, 2008). Do khoai lang tím Nhật Bản có chất lượng cao nên ngoài tỷ lệ củ dùng để ăn tươi còn được chế biến ra nhiều sản phẩm khác như sấy khô, chế biến bánh kẹo, mứt đóng hộp, nhờ vậy có thể tiêu dùng trong nước và xuất khẩu ra nhiều nước trên thế giới như: Nhật Bản, Mỹ, Singapore, Hàn Quốc mang lại giá trị kinh tế cao. Tính ưu việt của khoai lang tím Nhật Bản so với các loại khoai lang khác Ngoài giá trị cung cấp năng lượng với nhiều loại vitamin A, B, C, E và các chất khoáng K, Ca, Mg, Fe, Se, giàu chất xơ thực phẩm thì khoai lang tím Nhật Bản còn có những ưu điểm vượt trội so với các giống khoai lang khác. Những nghiên cứu gần đây cho thấy giống khoai lang tím có chứa một lượng anthocyanin đáng kể với tác dụng kháng oxy hoá rất mạnh, có khả năng kiềm chế đột biến của tế bào ung thư, ngăn ngừa ung thư, hạ huyết áp, phòng ngừa bệnh tim mạch.

Chất màu trong khoai lang tím hiện đang được một số nhà nghiên cứu trên thế giới nghiên cứu để thu nhận chất màu thực phẩm thiên nhiên thay thế cho chất màu nhân tạo. Bao gồm các hợp chất phenol, anthocyanin, carotenoid, trong đó khoai lang tím chứa chất chống ô-xy hóa tổng số nhiều nhất, kế đến là khoai lang vàng và khoai lang trắng (bảng 2. Với lượng đáng kể vitamin A (dưới dạng beta-caroten) và vitamin C, khiến khoai lang là thực phẩm chống viêm nhiễm có tác dụng phòng và chữa trị bệnh. Cả hai dạng beta-caroten và vitamin C có tiềm 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 xơ vữa động mạch, bệnh tiểu đường, bệnh tim, ung thư ruột.