Chương 1 TỔNG QUAN 1. Giới thiệu chung về khoai tây Khoai tây có tên khoa học là Solanum tuberosum L. 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 và cũng là loại cây trồng phổ biến thứ tư về mặt sản lượng tươi sau lúa, lúa mì và ngô. Là một loại cây dễ trồng và lưu trữ khoai tây dài ngày đòi hỏi bảo quản trong điều kiện lạnh.[25] Khoai tây thuộc: Giới: Plantae Bộ: Solanales Họ: Solanaceae Chi: Solanum Loài: S.
tuberosum Loài khoai tây hoang dã mọc trên khắp châu Mỹ, từ Hoa Kỳ cho tới miền nam Chile.[26]Người ta từng cho rằng khoai tây đã được thuần hóa độc lập tại nhiều địa điểm, nhưng sau đó thử nghiệm di truyền học trên nhiều giống cây trồng và các loại khoai tây hoang dã đã chứng tỏ có một nguồn gốc duy nhất của khoai tây là ở khu vực miền nam Peru và cực tây bắc Bolivia ngày nay. Nơi con người đã thuần hóa được khoai tây từ 7 đến 10 nghìn năm trước.[27]Sau nhiều thế kỷ chọn lọc và nhân giống, hiện nay đã có hơn một ngàn loại khoai tây khác nhau.[28]Hơn 99% các loài khoai tây được trồng hiện nay trên toàn cầu có nguồn gốc từ nhiều giống khác nhau ở vùng đất thấp Trung-Nam Chile, các giống này đã được di dời từ các cao nguyên Andes.[29] Hiện nay khoai tây phổ biến thường được chia làm 3 nhóm chính sau đây như: khoai tây ruột trắng, khoai tây ruột vàng và khoai tây ruột tím. Khoai tây ruột trắng: bao gồm một số loại giống khaoi tây như : Khoai tây Eben, Khoai Tây Atlantic,… 4 do an Hình 1. Khoai tây Atlantic Khoai tây ruột tím: Khoai tây tím có vỏ và ruột củ màu tím sậm, chưa gấp 10 lần chất chống oxy hoá so với khoai tây thông thường.
Khoai tây này thường chứa ít tinh bột, hơi xượng, vị không đậm dà, ăn không được ngon và cho năng suất thấp nên thường rất ít được trồng. Khoai tây ruột tím Khoai tây ruột vàng: Đặc điểm: Thân ít nhánh, mọc tập trung, củ tròn bẹt, số mắt nhiều và nông. Ruột vàng, chứa nhiều tinh bột. Chất lượng, sản lượng cao, năng suất trồng lớn, là giống được trồng phổ biến nhất.
Khoai tây ruột vàng có nhiều giống như: KT2, Hồng Hà 7, Hà Lan, Khoai tây Đức (Rosant và K3207), khoai tây Đà Lạt… 5 do an Hình 1. Khoai tây vỏ đỏ ruột vàng Hình 1. Khoai tây ruột vàng Hưng Yên Hình 1. Khoai tây Đà Lạt Khoai tây Đà Lạt là một giống khoai tây được trồng và sử dụng phổ biến nhất nước ta, mang năng suất lớn, và là nguồn kinh tế thu nhập lớn của người dân.
Nên trong nghiên cứu này, giống khoai tây Đà Lạt được lựa chọn sử dụng để nghiên cứu sản phẩm, mong muốn mang lại một sản phẩm mới ra ngoài thị trường với chất lượng sản phẩm là tối ưu nhất. Nguồn gốc và phân bố Khoai tây có nguồn gốc từ vùng núi Andes của Bolivia và Peru cách đây hơn 7000 năm. Mãi đến 1541, người Tây Ban Nha mới tình cờ phát hiện ra những điều thú vị về cây khoai tây, mà theo cách gọi của thổ dân là “ cây pap – pa”. Sau đó, chúng được đem trồng ở nhiều nơi và nhanh chóng trở thành một cây lương thực chủ đạo nhờ những ưu điểm của chúng.
Giống khoai tây hiện có 20 giống gieo trồng, trong đó có 10 giống chủ lực: VT2, Hà Lan, Diamant, KT3, Hồng Hà 7, Đức, Nicola – Hà Lan, Mariella, KT2 và P03.[30] 6 do an Vai trò của khoai tây trong việc cung cấp lương thực thế giới: Sản lượng khoai tây toàn Thế giới năm 2010 là 320 triệu tấn.Trong đó chỉ hơn 2/3 là thức ăn trực tiếp của con người, còn lại là thức ăn cho động vật và nguyên liệu sản xuất tinh bột. Điều này cho thấy chế độ ăn hàng năm của mỗi công dân toàn cầu trung bình trong thập kỷ đầu thế kỷ XXI là 33 kg khoai tây. Hiện nay khoai tây đã có mặt trên 100 quốc gia, hiện là cây trồng đứng thứ ba trên thế giới với sản lượng và diện tích không ngừng gia tăng ở khắp nơi. Trong đó, Châu Âu là nơi sản xuất khoai tây bình quân đầu người cao nhất thế giới, và Trung Quốc là nước sản xuất khoai tây lớn nhất thế giới, riêng sản lượng khoai tây sản xuất ở Trung Quốc và Ấn Độ chiếm một phần ba sản lượng toàn cầu.[26] Khoai tây là một loại cây trồng ít tốn công chăm sóc và thích hợp với nhiều loại khí hậu ở từng địa phương.
Do củ khoai tây nhanh hỏng, chỉ 5% sản lượng được giao dịch quốc tế, đóng góp ít vào việc ổn định thị trường lương thực trong cuộc khủng hoảng lương thực năm 2007-2008.[31] Vào năm 2011, tình hình sản xuất khoai tây theo vùng khảo sát được là: Bảng 1. Sản xuất khoai tây theo vùng năm 2011[26] Diện tích thu Số lượng (tấn) Năng suất (hg/ha) hoạch (ha) Châu Phi 1,881,727. Phân loại Theo điều kiện khí hậu, địa lý, hình thái. 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).
Theo cách sử dụng: Nhóm giống sử dụng cho thực phẩm; 7 do an Nhóm giống sử dụng cho công nghiệp; Nhóm giống sử dụng cho gia súc. Đặc điểm sinh học Cây khoai tây là cây thân thảo, cao 45-50cm, hoa khoai Tây có màu trắng, hồng, đỏ, xanh, hoặc màu tím, nhụy hoa màu vàng, có 5 – 7 cánh hoa lưỡng tính, tự thụ phấn.[32] Khoai tây được thụ phấn chủ yếu bởi côn trùng, ong vò vẽ mang phấn hoa từ cây này đến cây khác.[33] 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 30 cm. Lá kép gồm một số đôi lá chét, thường là 3 – 4 đôi.
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.Cây khoai tây khi phát triển 1.
Thành phần hoá học của khoai tây Thành phần hoá học của khoai tây dao động trong khoảng khá rộng tuỳ thuộc vào loài, chất lượng giống, kỹ thuật canh tác, khí hậu, đất trồng và thường bị biến đổi trong quá trình bảo quản, chế biến và tiêu thụ. Nếu phân tích các lát khoai dày 3mm cắt từ ngoài vào trong thấy sự phân bố các chất trong củ như bảng 1. 8 do an Bảng 1. Sự phân bố các chất trong củ khoai tây (%)[23] Số thứ tự lát khoai từ vỏ vào trung tâm Thành phần 1 2 3 4 5 6 7 Nước 77.0 Nitrogen hoà tan 0.16 Trong công nghệ chế biến khoai tây cần chế biến đến hàm lượng chất khô, hàm lượng đường, tinh bột, protein và các hợp chất chứa Nitơ.
Hàm lượng các chất dinh dưỡng có trong củ phân bố không đều. Các giá trị dinh dưỡng chính Bảng 1.Thành phần dinh dưỡng của khoai tây trong 100g[24] Thành phần dinh dưỡng Hàm lượng Đơn vị Nước 75 G Năng lượng 93 kCal Protein 2.9 G Tro 1000 mg Celloloza 1 G Carbohydrate Khoai tây chủ yếu được tạo thành từ carbohydrate, các carbohydrate chiếm 66-90% trọng lượng khô.[31] Các loại đường đơn chẳng hạn như sucrose, glucose và fructose cũng được tìm thấy với số lượng rất nhỏ. Được cấu thành từ sự kết hợp của amylose và amylopectin theo tỉ lệ 1:3. Cacbohydrat trong khoai tây chủ yếu là tinh bột.
Một phần nhỏ trong đó có khả năng chống tiêu hoá từ enzyme trong dạ dày và ruột non.[36] Khi nấu, quá trình hồ hoá sảy ra là tăng khả năng hoà tan và tiêu hoá của nó. Nếu làm lạnh khoai tây vài giờ sau khi nấu thì sẽ gây ra hiện thượng thoái hoá tinh bột, làm cho tinh bột khoai tây tăng khả năng kháng lại 9 do an enzyme tiêu hoá. Những biến đổi này liên quan đến tỉ lệ tương đối giữa amylose và amylopectin cùng glycosyl phosphoryl hoá còn dư. Kháng tinh bột là tinh bột kháng lại sự tiêu hoá ở ruột non và nó thường được tìm thấy ở các loại thực phẩm từ thực vật như các loại khoai tây và các loại ngũ cốc nguyên hạt.
Kháng tinh bột không tiêu hoá ở ruột non mà được lên men ở ruột già để sinh các chuỗi acid béo ngắn và đóng vai trò như prebiotic bằng việc kích thích sự sinh trưởng của lợi khuẩn đại tràng.[36]Tinh bột kháng này được coi là có hiệu ứng sinh lý và lợi ích cho sức khoẻ giống chất xơ: là chống ung thư ruột kết, tăng khả năng nạp glucose, giảm nồng độ cholesterol và chất béo trung tính trong huyết tương, tăng cảm giác no, thậm chí nó còn có thể làm giảm chất béo tích trữ trong có thể.[37][38][39]Cách chế biến khoai tây có thể làm thay đổi đáng kể hàm lượng dinh dưỡng, khoai tây nấu chín chứa 7% tinh bột kháng, khi làm nguội nó đi thì nó tăng lên 13%.[40] Trong khoai tây đường được biết dưới dạng Glucose và fructose và saccharose. Đường trong khoai tây khoảng 0.72%, nếu bảo quản không tốt có thể tăng tới 5% hoặc cao hơn. Hàm lượng đường trong khoai tây trung bình: glucose từ 0.62% Thuộc nhóm chất trích ly không nitrogen còn có pentose khoảng 0.95% chủ yếu tập trung ở thành tế bào chất và 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. Protein Khoai tây chứa rất ít protein dao động từ 1,5-2% khi tươi và 8-9% khi khô. Trong thực tế, khoai tây so với những loại lương thực khác như lúa mì, gạo và bắp, khoai tây lại có lượng protein thấp nhất.
Nhưng đối với các loại đậu thì khoai tây lại có lượng protein lại cao hơn, trong đó hàm lượng lysine cao hơn và amino acid hạn chế và có thể có methionone hay isoleucine tuỳ thuộc vào giống. Các protein trong khoai tây được gọi là patatin, có thể gây dị ứng cho một số người. Vitamin và khoáng chất Khoai tây là một trong những loại củ có chứa nhiều vitamin và khoáng chất, đặc biệt là kali và vitamin C. 10 do an Bảng 1.