CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tìm hiểu về khoai lang 1. Khái niệm khoai lang Khoai lang (tên khoa học gọi là: Ipomoea batatas) là một loài cây nông nghiệp thân thảo với các rễ củ lớn, chứa nhiều tinh bột, có vị ngọt, nó là một 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.
Khoai lang có quan hệ họ hàng xa với khoai tây (Solanum tuberosum) có nguồn gốc Nam Mỹ và quan hệ họ hàng rất xa với khoai mỡ (một số loài trong chi Dioscorea) là các loài có nguồn gốc từ châu Phi và châu Á. Khoai lang có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới châu Mỹ, nó được con người trồng cách đây trên 5. Khoai lang có nhiều kích cỡ và màu màu sắc khác nhaubao gồm:cam,trắng,tím,vàng. Nó là loại thực phẩm giàu vitamin và chất khoáng, chất oxy hóa và chất xơ.
Khoai lang được chia làm nhiều loại như sau + khoai lang trắng: loại to,vỏ trắng,ruột trắng hoặc vàng sẫm,nhiều bột + khoai lang nghệ,khoai lang bí: củ dài,vỏ đỏ,ruột vàng hay vàng tươi + khoai lang ngọc nữ( khoai lang tím) : vỏ tím, ruột tím + khoai lang vàng…. *Chọn nguyên liệu: Khoai lang vàng Khoai lang vàng có những lợi thế riêng .Chẳng hạn như nó chứa nhiều vitamin C ,trong 100g khoai lang vàng chứa tới 10.96 mg vitamin C trong khi đó với cùng khối lượng khoai lang tím chỉ chứa 5.96 mg 7 Khoai lang vàng - Nữ hoàng carotenoid Khoai lang vàng lại là loại khoai mang hàm lượng đường cao và vị ngọt cao. Hầu hết khoai dùng để nướng đều là khoai lang vàng. Vì lý do khoai lang vàng mang hàm lượng đường cao, nên khoai lang vàng khi nướng có vị ngọt và không chứa quá nhiều tinh bột, không hề khô cứng và bóc ra rất mềm.
Bên cạnh đó, khoai lang vàng còn có một mùi thơm rất quyến rũ khi nướng. Khoai lang vàng chứa một lượng khổng lồ carotenoid, màu càng đậm thì hàm lượng chất này càng cao. Có những giống khoai lang có hàm lượng carotene lên tới 46.1 mg/100 gram trọng lượng khô. Beta - carotene có thể chuyển đổi thành vitamin A trong cơ thể con người, đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa thiếu vitamin A và bảo vệ thị lực.
Alpha - carotene còn có lợi ích cao trong việc phòng chống bệnh tim mạch và ung thư Hình 1: Khoai lang vàng 8 1. Thành phần hóa học của khoai lang Bảng 1: Thành phần hóa học của khoai lang [1] Thành phần Hàm lượng(g/100) Nước 68,0 Protein 0,8 Lipid 0,2 Glucid 28,5 Cellulose( Xơ) 1,3 Tro 1,2 Glucid Tinh bột: Củ khoai lang có nhiều tinh bột,chiếm khoảng 60-70% chất khô. Tinh bột trong khoai lang là những hạt có hình đa diện. Tinh bột trong khoai lang thường chứa khoảng 17-24% so với trọng lượng của củ.
Khi khoai chín, trọng lượng của tinh bột và các hạt tinh bột tăng lên. Tinh bột khoai lang chứa khoảng 13-23% amyloza và 77-78% là amylopectin Đường: Đường trong khoai lang chủ yếu là glucose,fructose,saccharrose và maltose. Chúng biến động từ 5-10% trọng lượng khoai lang. giống là yếu tố ảnh hương lớn nhất đến hàm lượng đường của khoai lang, ngoài ra còn thời gian bảo quản, thu hoạch Bảng 2: Thành phần đường của củ khoai lang[1] Thành phần Hàm lượng(% tổng lượng đường) Saccharrose 5,16-10,95 Glucose 2,11-4,61 Maltose 1,59-6,85 Fructose 1.16-3,56 9 Chất xơ: Trong 100g khoai lang thì chất xơ chiếm khoảng 1,3g.
Xơ ăn được gồm các hợp chất pectin, cellulose, hemicelluloses, pectin trong khoai chiếm 0,23-0,37% so với trọng lượng củ. Trong quá trình bảo quản thì lượng pectin sẽ giảm dần Protein Trong khoai lang, hàm lượng protein không cao, trung bình khoảng 5% chất khô. Tuy nhiên các thành phần acid amin trong khoai khá cân đối, nhất là các acid amin không thể thay thế Vitamin Các vitamin có mặt trong khoai lang như C,A,B1,B2,PP, acidpentotenic.Trong khoai nghệ chứa nhiều carotenoid đến 44,6mg%. Các vitamin tập trung nhiều ở vòng ngoài của ruột, Vỏ cũng là phần trung tâm chứa ít vitamin hơn.
Bảng 3:Hàm lượng một số vitamin trong 100g khoai lang [1] Vitamin Hàm lượng(mg) Caroten 0,30 B1 0,05 B2 0,05 PP 0,60 C 23 Khoáng: Tỉ lệ khoáng Ca/P trong khoai lang tương đối hợp lí(34/49). Trong các loại khoai lang có hàm lượng sắt khá cao, nhất là khoai lang có màu cam. Bên cạnh đó cũng chứa khá nhiều chất kẽm, nhất là khoai lang màu trắng và màu cam. Khoai lang còn chứa chất vôi và kali Bảng 4: Hàm lượng muối khoáng trong 100g khoai lang[1] Muối khoáng Hàm lượng(mg) 10 Canxi 34,0 Photpho 49,0 Sắt 1,0 Trong 100g khoai lang tro chiếm khoảng 1,2g, tro chiếm khoảng 1,6-1,7% so với trọng lượng củ,trung bình 1,1%.
Khoảng 75% chất tro tan trong nước. Lipid: Lipit trong khoai có hàm lượng rất thấp. Trong 100g khoai lang chỉ chứa khoảng 0,2g lipid. Tìm hiểu về bột khoai lang 1.
Khái niệm bột khoai lang Bột khoai lang là bột nguyên chất từ củ khoai lang sấy khô và nghiền thành bột mịn. Hình 2: Bột khoai lang tím 1. Đặc điểm của bột khoai lang Bột khoai lang có các đặc tính về độ kết dính cao hơn hẳn so với tinh bột các loại hạt cốc, dễ tạo màng, khẩu vị dễ chịu, không gây kích thích, khác biệt với khẩu vị hạt cốc điển hình như bột ngô, lúa mì, chủ yếu do lượng tàn dư protein thấp, thông thường dưới 0,05 – 0,10%. Thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng: 11 Bột khoai lang giàu protein, chất béo, bột, vitamin và các chất khoáng có lợi cho cơ thể như Ca, Fe, P2O5, tương đương bột gạo, lúa mì Khoai lang chứa nhiều vitamin A, B, C, E và các chất khoáng K, Ca, Mg, Fe, Se., và giàu chất sơ thực phẩm, có lợi cho sức khoẻ con người.
Nghiên cứu gần đây cho biết giống khoai lang tím có polyphenol chứa anthocyanin, có tác dụng kháng oxy hoá rất mạnh. Không những kiềm chế đột biến của tế bào ung thư, có tác dụng ngăn ngừa ung thư, hạ huyết áp, phòng ngừa bệnh tim mạch. Sơ thực phẩm có công năng làm đẹp và thông tiện. Nhật Bản đánh giá khoai lang là thực phẩm kéo dài tuổi thọ.
Ứng dụng Làm thực phẩm: Bột khoai lang dùng làm các món ăn như : bánh bột lọc khoai lang, khoai lang rán,bánh trung thu,bánh bao… Hình 3: Ứng dụng của bột khoai lang 1. Quá trình sản xuất bột khoai lang bằng phương pháp sấy đối lưu: 1. Các phương pháp đang được sử dụng để sấy khoai lang(hay nông sản nói chung): - Phương pháp sấy đối lưu; - Phương pháp sấy thăng hoa(công nghệ sấy chân không đông lạnh); - Phương pháp sấy bằng hơi nước công nghiệp; 1. Khái niệm sấy đối lưu: 12 - Là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân sấy là không khí nóng, khói lò,… - Những yếu tố ảnh hưởng đến công nghệ sấy đối lưu có thể kể đến như : hững yếu tố ảnh hưởng đến công nghệ đối lưu là: chế độ sấy, kích thước của vật phẩm sấy, áp suất hoạt động, phương pháp gia nhiệt, sự chuyển động của không khí nóng, kết cấu lò sấy,… Mục đích của phương pháp sấy đối lưu: - Công nghệ sấy đối lưu cho chất lượng sản phẩm nông sản, thành phẩm sấy đạt yêu cầu, không dễ bị biến chất hoặc hư hại, có thể để dùng dần hoặc cung cấp cho những nhà máy chế biến, hoặc đóng gói bán ra thị trường.
- Đặc trưng của công nghệ sấy đối lưu chính là sự chuyển động của luồng không khí. Chúng được dùng làm tác nhân sấy nhưng với điều kiện không khí trong buồng sấy luôn phải nóng, chuyển động theo vòng tuần hoàn trong buồng sấy. Chúng sẽ tác động tới vật phẩm cần sấy và làm bốc hơi nước, độ ẩm còn dư trong vật phẩm sấy đó. Chính luồng không khí nóng sẽ đưa lượng hơi ẩm này thoát ra ngoài, sản phẩm khô.
Khái niệm sấy thăng hoa: - Sấy thăng hoa(Freeze Drying): Là một kĩ thuật còn được gọi là làm “khô lạnh” hay còn gọi là kĩ thuật khử nước.Thường được sử dụng để bảo quản các loại nguyên liệu và thực phẩm, giúp thuận tiện hơn cho quá trình vận chuyển, cũng như giữ được các phẩm chất ban đầu của sản phẩm. - Một số ưu điểm của phương pháp sấy thăng hoa: + Tạo ra những sản phẩm có chất lượng tốt, thành phần dinh dưỡng, vitamin, các hoạt chất sinh học,… gần như được bảo toàn, không bị phá huỷ. + Sản phẩm sau khi sấy sản phẩm xốp mềm, sau khi ngâm vào nước nó hoàn ẩm và trương nước trở lại gần giống như nguyên liệu ban đầu. + Sản phẩm sau khi sấy cho vào túi rồi ép chân không, bảo quản ở nhiệt độ phòng, thời gian bảo quản kéo dài, chi phí bảo quản thấp, chất lượng ít bị thay đổi.
- Hiện nay, phương pháp sấy thăng hoa được áp dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp bởi đặc tính ưu việt của nó. Nước ta hiện cũng có một số doanh nghiệp mạnh 13 dạn đầu tư công nghệ mới này. Tuy nhiên chi phí thiết bị và chuyển giao công nghệ còn cao. Khái niệm sấy bằng hơi nước công nghiệp: - Công nghệ sấy bằng hơi nước là công nghệ sấy dựa trên nguyên lý dùng nhiệt đốt nóng nước để cho nhiệt lan toản hết toàn bộ lượng nước trong buồng chứa nước rồi làm cho nước bốc hơi, sau đó nhiệt độ của hơi nước bốc hơi ở dạng nhất định đạt nhiệt độ sấy, cuối cùng dùng chính hơi nước đó để sấy sản phẩm.
- Một số ưu điểm: + Buồng sấy sản phẩm hoàn toàn kín và tách biệt riêng với lò đốt, giúp cho sản phẩm tránh được nhiệt độ cao và không bị bám bụi bẩn trong lúc sấy. Giúp cho người dùng thu hồi được những năng lượng thừa, điều chỉnh được nhiệt độ phù hợp theo từng sản phẩm sấy giúp giảm chi phí và tăng độ đảm bảo chất lượng sản phẩm. + Quá trình sấy nhanh hơn, đạt hiệu quả cao hơn, thời gian sấy ngắn hơn, giảm được lượng khói bụi so với việc sử dụng than theo cách truyền thống. + Chất lượng sản phẩm tốt, giữ được những tiêu chuẩn cơ bản của sản phẩm như màu sắc và hương vị.
+ Chi phí thấp, năng suất cao, sản phẩm không bị biến chất, không bị nhiễm bụi trong quá trình sấy, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. [15] 14 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 2. Quy trình sản xuất Hình 4: Quy trình sản xuất bột khoai lang. Thuyết minh quy trình 2.