CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Nguyên liệu: Khoai lang có tên khoa học là Ipomoea batatas (L.) Lamk là một loại thực phẩm gần gũi với người dân Việt. Khoai lang là loại cây sống nhiều năm, thân có nhựa mủ. Lá khoai lang là một loại rau dân dã rất ngon, lại mát và bổ.
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, Hình 1.1: Củ khoai lang 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 cholesteron trong ruột vào máu, hạn chế tỉ lệ mắc bệnh ung thư đại tràng.
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 cholesteron 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 [19].
Khoai lang tím 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 Hình 1.2: Khoai lang tím giống màu tím tốt và ổn định vì nó có sản lượng Ayamurasaki [16] lớn với hàm lượng anthocyanin cao [16]. SVTH: Lê Viết Triển Lớp: 02H2A Đồ án tốt nghiệp 6 GVHD: TS. Trương Thị Minh Hạnh Trong khoai lang tím có chứa anthocyanin đây là một hợp chất thuộc nhóm flavonoid.
Anthocyanin là chất màu tự nhiên có nhiều tính chất, tác dụng quý báu, bởi vậy nó được sử dụng ngày càng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm cũng như trong y học. Trong sản xuất thực phẩm cùng với các chất màu tự nhiên khác như carotenoid, clorofil, anthocyanin giúp sản phẩm hồi phục lại màu tự nhiên ban đầu, tạo ra màu sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm.3: Công thức [16] và chất màu anthocyanin từ khoai lang tím [17] Đồng thời do có khả năng kháng oxy hóa nên chúng còn được dùng để làm bền chất béo. Trong y học tác dụng của anthocyanin rất đa dạng nên được ứng dụng rộng rãi: do khả năng làm giảm tính thấm thành mạch và thành tế bào nên được sử dùng trong trường hợp chảy máu, hoặc có nguy cơ chảy máu, do có khả năng chống oxy hóa nên được sử dụng để chống lão hóa, hạn chế sự giảm sức đề kháng do sự suy giảm của hệ thống miễn dịch, nhờ có tác dụng chống tia phóng xạ nên có thể hỗ trợ cho cơ thể sống trong môi trường có những bức xạ điện từ. Với nhiều đặc thù quý báu anthocyanin còn được dùng để chống dị ứng, viêm loét do nguyên nhân nội sinh hay ngoại sinh, kháng nhiều loại vi khuẩn khó tiêu diệt, tăng chức năng chống độc của gan, ngăn ngừa sự nhiễm mỡ gan và hoại tử mô gan, điều hòa lượng cholesterol trong máu, tránh nguy cơ tắc nghẽn xơ vữa động mạch, phục hồi trương lực tim, điều hòa nhịp tim và huyết áp, điều hòa chuyển hóa canxi, làm giảm đau do tác dụng co thắt cơ trơn, làm giảm các đám xuất huyết nhỏ trong bệnh tiểu đường.
Ngoài ra anthocyanin còn có thể có nhiều ứng dụng khác do các phản ứng đa dạng của chúng trong các enzyme và các quá trình trao đổi chất khác nhau, chính vì vậy việc quan tâm đến thực phẩm giàu anthocyanin ngày càng được tăng cường vì nó có lợi cho sức khỏe con người [2]. SVTH: Lê Viết Triển Lớp: 02H2A Đồ án tốt nghiệp 7 GVHD: TS. Trương Thị Minh Hạnh Ở nước ta khoai lang tím chủ yếu được trồng ở Đà Lạt và một số tỉnh miền Nam như: An Giang, Vĩnh Long, Kiên Giang cho sản lượng khá lớn đem lại thu nhập ổn định cho nông dân ở các tỉnh này. Tuy nhiên đa số người tiêu dùng hiện nay vẫn chưa có thói quen sử dụng khoai lang tím trong khẩu phần ăn hằng ngày một mặt vì nó chưa phổ biến trên thị trường và người tiêu dùng chưa biết được giá trị dinh dưỡng của khoai lang tím.
Mặt khác khoai lang tím cũng 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 một sản phẩm thực phẩm mới đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của người tiêu dùng. Thành phần hoá học của nguyên liệu: Bảng 1.1: Thành phần hóa học của khoai lang (tính cho 100g sản phẩm) [22] Sản phẩm Củ tươi Khoai lang khô Rau khoai lang Thành phần Nước (g) 68 11 91,9 Lipit (g) 0,2 0,5 Đạm (g) 0,8 2,2 2,6 Tổng 28,5 80 2,8 Gluxit (g) Đường 4 Tinh bột 24,5 Xơ (g) 1,3 3,6 1,4 Khoáng Ca 34 48 (mg) P 49,4 54 Fe 1 Caroten 0,3 Vitamin B1 0,05 (mg) B2 0,05 PP 0,6 C 23 11 Bảng 1.2 : Các axít amin có trong protein toàn phần (tính theo 16g N) [12] SVTH: Lê Viết Triển Lớp: 02H2A Đồ án tốt nghiệp 8 GVHD: TS. Trương Thị Minh Hạnh Thành phần Hàm lượng Thành phần Hàm lượng Arginin 2,9 Methionin 1,7 Histidin 1,4 Threonin 3,8 Lysine 1,3 Leucin 4,8 Trytophan 1,8 Isoleucin 3,6 Phenylalanin 4,33 Valin 5,6 Ngoài các thành phần hóa học trên trong khoai lang tím còn có chứa một thành phần quan trọng là anthocyanin tạo nên giá trị về dinh dưỡng cho củ khoai lang tím.
Chất màu này gồm các dạng mono hoặc di-acylated của cyanidin (YGM-1a, -1b, -2 and -3) và peonidin (YGM-4b, -5a, - 5b and -6) [16]. Công nghệ sấy nông sản [7]: Sấy là một trong những khâu quan trọng trong công nghệ sau thu hoạch, chế biến và bảo quản nông sản. Sấy nông sản là một quá trình công nghệ phức tạp. Nó có thể thực hiện trên những thiết bị sấy khác nhau.
Ứng với một loại nông sản ta cần chọn chế độ sấy thích hợp nhằm đạt năng suất cao, chất lượng sản phẩm sấy tốt và tiết kiệm năng lượng. Các tính chất hoá lý và công nghệ sấy nông sản: 1. Phân loại nông sản: Nông sản và các chế phẩm của nó rất đa dạng. Với tính chất là một đối tượng sấy ta có thể chia nông sản ở Việt Nam ra làm mấy dạng sau đây: - Dạng hạt: lúa, ngô, các loại đậu, lạc và cà phê… - Dạng củ: khoai lang, sắn, khoai tây… Khi sấy các nông sản loại này thường tiến hành dưới dạng lát hoặc sợi.
- Dạng quả: chuối, mơ, mận… Khi sấy các loại này người ta vẫn để nguyên cả quả hoặc chỉ bóc vỏ như chuối. - Dạng rau, lá: su hào, chè, thuốc lá… Khi sấy các loại nông sản này thường để nguyên dạng (thuốc lá) hoặc băm nhỏ (bắp cải). - Dạng tinh bột hay nhũ tương hoặc purê. Đây là những chế phẩm từ nông sản.
Sấy các sản phẩm này thường dùng các loại sấy phun hoặc sấy tầng sôi. Tính chất hoá - lý của một số nông sản: SVTH: Lê Viết Triển Lớp: 02H2A Đồ án tốt nghiệp 9 GVHD: TS. Trương Thị Minh Hạnh - Độ ẩm của vật sấy: Trong kỹ thuật người ta sử dụng hai khái niệm độ ẩm: độ ẩm tương đối ω và độ ẩm tuyệt đối ωt. Độ ẩm tương đối là số kg ẩm chứa trong 1 kg vật liệu.
Độ ẩm tuyệt đối là tỉ số giữa lượng ẩm trong vật liệu và thành phần khô của nó. Từ định nghĩa đó ta có: ω= = ,% ωt = = ,% G : khối lượng của sản phẩm. Ga: khối lượng ẩm chứa trong G kg sản phẩm. Gk: khối lượng của vật liệu khô trong G kg sản phẩm.
Vật liệu sấy để trong không khí sẽ hút ẩm hoặc nhả ẩm để đạt đến trạng thái cân bằng ẩm với môi trường. Độ ẩm của vật sấy lúc bấy giờ gọi là độ ẩm cân bằng. Như vậy, độ ẩm cân bằng của một sản phẩm phụ thuộc vào cấu trúc của sản phẩm đó và độ ẩm φ của không khí. Do đó, nếu sản phẩm sau khi sấy được bảo quản hoặc để lâu mới gia công tiếp tục thì chúng ta chỉ sấy tối đa đến độ ẩm cân bằng.
- Các tính chất nhiệt vật lý của nông sản: Trong các tính chất nhiệt vật lý của nông sản thường dùng khi tính toán nhiệt quá trình sấy là nhiệt dung riêng và hệ số dẫn nhiệt. Nhiệt dung riêng của nông sản cũng như của vật liệu ẩm nói chung tính theo công thức: Cv = Ck: nhiệt dung riêng của vật liệu khô. Ca: nhiệt dung riêng của ẩm. ω: độ ẩm của vật liệu.
Xác định hệ số dẫn nhiệt nông sản nói riêng và vật liệu ẩm nói chung rất phức tạp, có thể có hai giá trị: hệ số dẫn nhiệt của một hạt hay hệ số dẫn nhiệt của khối hạt. Trong thực tế ta thường dùng hệ số dẫn nhiệt của khối hạt λv. Hệ số dẫn nhiệt λv chủ yếu phụ thuộc vào chính bản thân và cấu trúc của một hạt, mật độ khối hạt, nhiệt độ và độ ẩm của vật liệu. Do đó hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ẩm có dạng: λv = f(t, ω, ρ).
Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm sấy [6]: Chất lượng sản phẩm là một khái niệm rộng. Chẳng hạn, chỉ tiêu sinh học hoá lý, cấu trúc cơ học, thành phần hóa học và các vi lượng v.v…phải đảm bảo trong quá SVTH: Lê Viết Triển Lớp: 02H2A Đồ án tốt nghiệp 10 GVHD: TS. Trương Thị Minh Hạnh trình sấy. Tuy nhiên trong thực tế ta xét các chỉ tiêu đó qua một vài đặc trưng quan trọng nhất.
- Hình dạng, kích thước và thể tích sản phẩm: Các sản phẩm sấy thường ở dạng khô, dạng ngấm nước trở lại (sau khi ngâm) hay dạng nấu chín đều phải đồng nhất về hình dáng và giống nhau về kích thước. Hình dáng của sản phẩm phụ thuộc vào mục đích sử dụng. Ví dụ: cà rốt sấy khô dùng cho các loại súp (canh) khác nhau: súp hỗn hợp, nước canh có thể dùng ở dạng hạt, dạng quân cờ, dạng sợi, nhưng nếu dùng làm gia vị thường dùng dạng bột.