Đặt vấn đề Lương thực giữ một vai trò rất quan trọng trong đời sống con người. Trên 75% năng lượng hàng ngày của cơ thể người là do lương thực cung cấp. Khoai tây cũng chính là một trong những loại cây lương thực quan trọng. Hiện nay khoai tây đã có mặt trên 100 quốc gia và là cây trồng đứng thứ ba trên thế giới với sản lượng hơn 300 triệu tấn, diện tích hơn 19 triệu ha (2007) và không ngừng gia tăng ở khắp nơi trên thế giới và ở Việt Nam [16].
Trong 100g khoai tây có: hydratcacbon 19g (trong đó có 15g tinh bột, 2.2g chất xơ), chất béo 0. Bên cạnh đó, khoai tây còn chứa những vi chất dinh dưỡng có giá trị đặc biệt như: Vitamin B1 0.1mg, Vitamin C 20mg, Canxi 12mg, Magie 23mg, Kali 42mg …Một đặc điểm nữa là khoai tây là loại thực phẩm tốt cho việc đa dạng chất bột đường trong khẩu phần ăn, hỗ trợ quá trình tiêu hóa vì chúng rất dễ tiêu, năng lượng của khoai tây cũng tương đương như của gạo và khoai lang [8]. Hiện nay, khoai tây ngoài việc sử dụng làm món ăn chế biến trong thực đơn hàng ngày đã được chế biến thành các sản phẩm thương mại ở quy mô công nghiệp như: snack, mì tôm, bột dinh dưỡng… giúp đa dạng hóa sản phẩm và nâng cao giá trị kinh tế cho nông sản. Mứt đang là sản phẩm rất được ưa chuộng trên thị trường.
Sản phẩm này được sử dụng hàng ngày, nhất là trong các dịp lễ tết. Các nghiên cứu về mứt đã được thực hiện trên rất nhiều các đối tượng như dừa, cà rốt, khoai lang, dứa với các dạng khác nhau như mứt nhuyễn, mứt khô, mứt đông, mứt miếng đông…Trong đó sản phẩm mứt dẻo là mặt hàng ít thấy trên thị trường đặc biệt mứt dẻo từ khoai tây. Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất mứt khoai tây dẻo”. Mục đích nghiên cứu Xây dựng được quy trình sản xuất mứt dẻo khoai tây trong phòng thí nghiệm và làm nền tảng cho sản xuất trên quy mô công nghiệp.
Yêu cầu của đề tài - Lựa chọn được giống khoai tây thích hợp - Lựa chọn được hình thái nguyên liệu phù hợp cho sản phẩm 2 - Xác định được kích thước khoai tây phù hợp - Xác định được chế độ xử lý nguyên liệu: hóa chất xử lý, nồng độ hóa chất xử lý, thời gian ngâm hóa chất xử lý phù hợp - Xác định được thời gian chần nguyên liệu - Xác định được tỷ lệ phối trộn nguyên liệu và phụ gia - Xác định được thời gian và nhiệt độ của quá trình sấy sản phẩm - Đánh giá được hiệu quả kinh tế 1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1. Ý nghĩa khoa học - Giúp sinh viên củng cố và hệ thống lại các kiến thức đã học và nghiên cứu khoa học. - Biết được phương pháp nghiên cứu một vấn đề khoa học, xử lí và phân tích số liệu, cách trình bày một báo cáo khoa học.
Ý nghĩa thực tiễn - Đề xuất được quy trình sản xuất mứt khoai tây dẻo, tạo ra sản phẩm phục vụ đời sống thực tiễn và có ý nghĩa trong ngành công nghiệp thực phẩm. 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học 2. Giới thiệu về cây khoai tây 2.
Đặc điểm Giới (regnum) Plantae Bộ (ordo) Anales Họ (familia) Solanaceae Chi (genus) Solanum Loài (species) S. tuberosum Thân cây khoai tây Củ khoai tây Hình 2. Cây khoai tây Khoai tây là cây thân thảo mềm cao 30-80cm. Có hai loại cành, cành ở trên mặt đất có màu xanh, vươn cao; cành nằm trong đất màu vàng, phình to lên thành củ hình cầu, dẹt hoặc hình trứng, chứa nhiều chất dự trữ, nhất là tinh bột mà ta thường gọi là củ khoai tây.
Lá kép xẻ lông chim, mọc so le, với lá chét không đều nhau. Hoa mọc thành xim, màu trắng hoặc màu tím lam. Quả khoai tây tròn hoặc hơi dẹt, nhỏ, màu xanh nhạt hay tím. Trong quả chứa hạt nhỏ, hạt màu vàng, trong hạt có nhiều dầu.
Khoai tây là loài cây nông nghiệp ngắn ngày, trồng lấy củ chứa tinh bột, loại cây trồng lấy củ rộng rãi nhất thế giới, phổ biến thứ 4 về mặt sản lượng tươi – xếp sau lúa mì và ngô.[14] 4 Nguồn gốc: Khoai tây đã được trồng từ rất lâu đời trên những vùng núi ở Nam Mỹ như Chile và Peru trước khi người châu Âu khám phá ra châu Mỹ. Được đưa vào châu Âu từ thế kỷ 16 từ đó phát triển dần đi khắp thế giới (Italia, Đức, Mỹ) [13]. Ở nước ta, người Pháp đem vào trồng cuối thế kỷ 19 và ngày nay, khoai tây được trồng rộng rãi trong vụ đông ở các tỉnh phía Bắc; cũng được trồng ở các tỉnh vùng núi cao ở miền Bắc và cả ở miền Nam (Lâm Đồng). Ở nước ta, giống khoai tây ruột vàng là giống phổ biến hiện nay đã được chọn lọc, nhân và giữ giống.
Khoai tây là giống cây trồng lấy củ làm lương thực cho con người, cũng như lúa mì, ngô, gạo và lúa mạch. Khoai tây chia làm 3 nhóm chính: khoai tây ruột vàng, khoai tây ruột trắng và khoai tây ruột tím [8]. Khoai tây ruột trắng: Khoai tây Eben, khoai tây Atlatic,… sau đây là hình ảnh giống khoai tây ruột trắng: Khoai tây Eben Khoai tây Atlantic Hình 2. Khoai tây ruột trắng Khoai tây ruột tím: Khoai tây tím có củ màu tím sậm, chứa gấp mười lần chất chống oxy hóa so với khoai tây thông thường, khoai tây này thường chứa ít tinh bột, hơi sượng.
Khoai tây ruột tím thường được ít trồng vì ăn không được ngon, đậm đà bằng các loại khoai tây khác và cho năng suất thấp [14]. Khoai tây ruột tím 5 Khoai tây ruột vàng: Đặc điểm: Thân ít nhánh, mọc tập trung. Củ tròn bẹt, số mắt nhiều và nông. Ruột vàng, nhiều tinh bột, ăn ngon và cho sản lượng cao.
Hiện nay, nhóm giống này được trồng phổ biến. Khoai tây ruột vàng có nhiều giống như KT2, Hồng Hà 7, Hà Lan, Khoai tây Đức (Rosant và K3207), khoai tây Trung Quốc có VT2 và VT3, trong nước có KT-3 (10532) [14]… sau đây là hình ảnh của một số giống khoai tây ruột vàng. Khoai tây Diamant Khoai tây Đà Lạt Hình 2. Khoai tây ruột vàng 2.
Thành phần hóa học của củ khoai tây Nếu phân tích các lát khoai dày 3mm cắt từ ngoài vào trong ta thấy sự phân bố các chất trong củ như bảng 2. Sự phân bố các chất trong củ khoai tây (%) Thành phần Số thứ tự lát cắt từ vỏ vào trung tâm 1 2 3 4 5 6 7 Nước 77.16 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,… 6 Bảng 2. Thành phần hóa học trung bình của khoai tây (%) [7] Thành phần % Nước 75 Chất khô 25 Tinh bột 18.2 Cellulose Thành tế bào khoai tây cấu tạo chủ yếu là cellulose. Hàm lượng celluose trong khoai tây khoảng 0.
Các giống khoai khác nhau thì độ dày thành tế bào của củ cũng khác nhau và hàm lượng cellulose cũng khác nhau. Hàm lượng chất khô Trong khoai tây dao động từ 14 - 36% tùy thuộc hàm lượng tinh bột ít hay nhiều. Tinh bột khoai tây Tinh bột có trong hạt, thân cây và rễ củ. Có hai hợp phần chính trong tinh bột là các amylose và amylopectin.
Hạt tinh bột khoai tây có hình bầu dục, kích thước 1 – 120µm, nhiệt độ hồ hóa 56 – 690C. Trong đó, hàm lượng amylose chiếm 20% còn lại 80% là amylopectin. Hàm lượng tinh bột trong củ phân bố không đều, phần chứa nhiều tinh bột nhất là các tế bào ở khoảng giữa. Ở trung tâm củ hàm lượng tinh bột tương đối thấp [14].
Hàm lượng tinh bột củ dao động từ 8 - 30% tùy thuộc nhiều yếu tố mà trước hết là thời tiết khi cây phát triển. Trong cùng một khóm, hàm lượng tinh bột của các củ cũng khác nhau, thường những củ có độ lớn trung bình (50 – 100g) hàm lượng tinh bột cao hơn so với những củ to (100 – 150g) và những củ nhỏ (25 – 50g) [7]. Protide Protide trong khoai tây chủ yếu thuộc nhóm globulin với tên riêng tuberin và lượng ít thuộc các nhóm albumin, proteose và pepton. Tuberin chủ yếu tập trung trong dịch củ, dễ hòa tan trong dung dịch muối và là protide kết tinh, thành phần của nó có khoảng 1.
7 Đường Trong khoai tây, đường được biết dưới dạng saccharose, glucose và fructose. Đường trong khoai tây có hàm lượng khoảng 0.72%, nếu bảo quản không tốt có thể tăng tới 5% hoặc cao hơn. Đường gồm glucose 0. Thuộc nhóm chất trích ly không nitrogen còn có pentose khoảng 0.95% chủ yếu tập trung ở thành tế bào và chất pectin giữ vai trò kết dính các tế bào làm cho mô bền vững.
Phần lớn đường hình thành trong suốt quá trình dự trữ ở nhiệt độ thấp. Vì vậy, nên bảo quản khoai tây ở nhiệt độ thường là tốt nhất, đường sinh ra làm mềm cấu trúc tế bào, do đó củ dễ bị tổn thương hơn. Nitơ Trong khoai tây nitơ chiếm trung bình 2.1%, tồn tại ở các dạng thuộc thành phần của nguyên sinh chất có dạng hòa tan trong dung dịch tế bào và tồn tại dạng tinh thể [7]. Acid amin Trong protide của khoai tây chủ yếu là asparagin, ngoài ra còn có histidin, acginin, lizin, tirozin, glutamic… Khi cắt củ khoai tây vết cắt sẽ đen do màu của tirozin bị oxy hóa dưới tác dụng của tirozinase.
Chất khoáng Trong củ khoai tây cũng dao động trong khoảng 2. Thành phần chất khoáng bao gồm những cấu tử sau (theo % chất khô của tro) : Thành phần % Thành phần % K 60.69 Acid gốc Si 2.57 Acid gốc Cl 3.18 Hàm lượng tro hòa tan chiếm khoảng 73.89%, còn lại là dạng không hòa tan. Ngoài những cấu tử trên trong khoai tây còn các vi nguyên tố giữ vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của cây như Manganese (Mn), Cobalt (Co), Nikel (Ni), Iodine (I) [7]. 8 Pectin Trong khoai chủ yếu ở dạng muối metipectat, trong vỏ chứa tới 4.15% nhưng trong ruột củ chỉ chiếm khoảng 0.
Trong thời gian bảo quản các mô thực vật của củ bị mềm ra do quá trình thủy phân pectin, lượng pectin hòa tan tự do tăng lên còn protopectin và pectin không hòa tan thì giảm. Dưới tác dụng của enzym pectinase, protopectin chuyển thành pectin hòa tan rồi tiếp đó thành acid pectinic [7]. Vitamin Khoai tây có khá nhiều vitamin C. Cứ 250 – 300g khoai luộc đảm bảo cung cấp 30 – 50% nhu cầu vitamin C của cơ thể, giúp tăng cường hệ thống miễn dịch.