LỜI MỞ ĐẦU Khoai mỡ có tên khoa học là Dioscorea alata L., là môt loại cây lƣơng thực dạng củ quen thuộc với ngƣời Việt Nam. Củ khoai mỡ là bộ phận chính đƣợc sử dụng làm lƣơng thực thực phẩm, phần thịt củ chứa tinh bột, protein, đƣờng, vitamin, khoáng… cung cấp năng lƣợng cho cơ thể. Chất xơ hoà tan trong củ khoai mỡ có thành phần -glucan có hoạt tính sinh học cao mang lại nhiều lợi ích cho sức khoẻ, chúng có khả năng chống oxy hoá, xơ vữa động mạch, ngăn chặn sự phát triển của các khối u gây ung thƣ, có tác dụng tốt cho tim mạch, tránh đột qụy, loãng xƣơng, hội chứng mãn kinh ở phụ nữ, duy trì đƣờng huyết và trọng lƣợng cho cơ thể. Vì vậy, để hạn chế bệnh tật thì chúng ta cần có chế độ ăn uống phù hợp và biết cách phòng ngừa ngay từ giai đoạn còn trẻ, một trong những cách có thể hạn chế và phòng tránh bệnh đó là sử dụng khoai mỡ có chứa -glucan Ở nƣớc ta hiện nay, diện tích trồng khoai mỡ và sản lƣợng thu hoạch khá lớn, năng suất cao nhƣng mức độ tiêu thụ và khả năng bảo quản còn hạn chế, khoai mỡ có nhƣng vẫn chƣa đƣợc sử dụng đúng mức, chƣa phát huy hết tiềm năng kinh tế của nó.
Khoai mỡ tuy đƣợc ƣa thích nhƣng chủ yếu tiêu thụ dƣới dạng chế biến quy mô gia đình nhƣ để nấu canh, nấu chè, làm bánh…trong khi các sản phẩm chế biến quy mô công nghiệp chƣa đƣợc chú trọng. Bên cạnh tinh bột khoai mỡ, nƣớc ta hiện nay chỉ sản xuất hai dạng sản phẩm chính từ khoai mỡ đó là khoai mỡ lạnh đông và khoai mỡ tím sấy khô, nhƣng lại chỉ phục vụ cho xuất khẩu mà không đƣợc tiêu thụ ở thị trƣờng trong nƣớc. Trƣớc tình hình đó, việc chế biến khoai mỡ thành sản phẩm có thể ăn liền là một phƣơng án tốt để tạo ra sản phẩm, nhằm nâng cao giá trị sử dụng của nguyên liệu, giá thành rẻ mà chất lƣợng tốt, có thể phục vụ tiêu dùng trong nƣớc và xuất khẩu, mang lại lợi nhuận và có khả năng cạnh tranh. Đề tài nghiên cứu này sẽ bƣớc đầu cung cấp một số hiểu biết sơ khởi về các giống khoai mỡ và khả năng ứng dụng thực tế của khoai mỡ cho ngành công nghiệp thực phẩm.
Cụ thể, chúng tôi muốn nghiên cứu sản xuất sản phẩm từ khoai mỡ tƣơi. Đồng thời cũng giống nhƣ khoai lang, khoai mỡ thuộc loại củ lƣơng thực có hàm 2 lƣợng tinh bột cao, nên có khả năng ứng dụng lớn và khả thi nhất của loại củ này là chế biến thành bột khoai và từ đó ứng dụng để nghiên cứu sản xuất các sản phẩm từ bột khoai có sẵn. Từ đó việc “Nghiên cứu sản xuất một số sản phẩm từ khoai mỡ” là cần thiết nhằm góp phần làm đa dạng hóa các sản phẩm trên thị trƣờng từ những loại nguyện liệu khác nhau. Từ bột khoai mỡ ta có thể ứng dụng để chế biến vào các thực phẩm khác nhau nhƣ bổ sung vào bánh, bột cho trẻ em, bột canh ăn liền… Mục tiêu nghiên cứu: - Mục tiêu của đề tài đặt ra là nghiên cứu chế biến các sản phẩm từ khoai mỡ nhƣ: bột khoai mỡ, bánh khoai mỡ, bột dinh dƣỡng khoai mỡ, mì sợi bổ sung khoai mỡ, …đạt các chỉ tiêu về cảm quan và thành phần dinh dƣỡng nhằm đa dạng hóa sản phẩm công nghiệp, nâng cao giá trị kinh tế của cây khoai mỡ.
- Tạo ra sản phẩm mới có thể ứng dụng rộng rãi, phù hợp với mọi lứa tuổi. Cung cấp tinh bột, chất xơ, chất khoáng giúp bổ sung năng lƣợng và ngăn ngừa một số bệnh lý do thiếu chất xơ và chất khoáng gây ra. - Đồng thời đảm bảo chất lƣợng sản phẩm trong suốt thời gian bảo quản, lƣu kho, vận chuyển đến tay ngƣời tiêu dùng. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3 Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.
TỔNG QUAN VỀ KHOAI MỠ 1.1 Nguồn gốc và phân loại [2], [17], [24], [26] Giới (Kingdom): Plantae. Loài (species): Dioscorea alata. Cây khoai mỡ Dioscorea alata Cây khoai mỡ (Diorcorea alata Linn.) là một loại cây cho củ có nguồn gốc xuất xứ từ khu vực Đông Nam Á và đƣợc dùng làm lƣơng thực thực phẩm từ rất lâu ở Châu Á, Châu Phi và Châu Mỹ. Khoai mỡ (Diorcorea alata Linn.) là một trong 600 loài của giống Dioscorea.
Một số loài khác của Dioscorea cũng đƣợc con ngƣời trồng, hoặc khai thác từ cây dại để sử dụng nhƣ một loại lƣơng thực nhƣ: D. (khoai dái)… Hiện nay, cây khoai mỡ phân bố rộng rãi vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới trên khắp thế giới. Đặc biệt đƣợc trồng ở 3 vùng chính: Tây Phi, khu vực biển Thái Bình Dƣơng (kể cả Nhật Bản) và các nƣớc trong vùng biển Caribê. Ở Việt Nam, khoai mỡ đƣợc trồng ở hầu hết khắp các tỉnh từ Bắc vào Nam, tập trung nhiều ở các vùng triền sông, vùng bán sơn địa và các vùng mới khai hoang nhƣ các tỉnh Bắc Giang, Phú Thọ, Ninh Bình, Ninh Thuận, Hà Tây, Quảng Ninh.đặc biệt tại những vùng đất mới khai hoang, chua phèn thuộc Đồng Tháp Mƣời, khoai mỡ đƣợc phát triển rất mạnh mẽ.
Vùng Đồng Tháp Mƣời là một trong 4 những nơi có diện tích khoai mỡ lớn và tập trung nhất với khoảng 5.000ha khoai mỡ chuyên canh, trồng nhiều nhất ở huyện Thạnh Hóa (tỉnh Long An), huyện Tân Phƣớc (tỉnh Tiền Giang) và đặc biệt là các xã Tân Hoà Đông, Thạnh Mỹ, Thạnh Tân.2 Đặc điểm hình thái [2], [23] Khoai mỡ là loại cây có bộ nhiễm sắc thể cơ bản là 2n = 20. Tuy nhiên trong thực tế có thể gặp các giống có bộ nhiễm sắc thể 2n = 40, 90 và 100. - Rễ: rễ của khoai mỡ thuộc loại rễ chùm, ăn ngang trong đất. Hệ thống sợi rễ nằm gần mặt đất, hầu hết ở độ sâu 30cm và chỉ rất ít giống có rễ ăn sâu tới 80- 100cm.
- Thân: cây thân thảo, thuộc dạng dây leo. Thân có cấu trúc hình dây, bản thân không tự đứng thẳng mà phải tựa vào cọc hoặc leo vào giàn. Thân của khoai mỡ không có gai, thỉnh thoảng có những nốt sần con, có tiết diện vuông và có bốn cánh mỏng ở bốn góc với màng chạy dọc theo chiều dài của thân. Thân của khoai mỡ quấn sang phải, thƣờng màu xanh.
Nhƣng cánh thỉnh thoảng có màu đỏ hay tím bởi sự có mặt của chất sắc tố. - Lá: lá của khoai mỡ thuộc loại lá đơn, thƣờng có hình trứng, hình tim và đỉnh lá thƣờng nhọn. Những gân lá chính đều xuất phát từ gốc lá, các gân phụ phân bố theo hình mắt lƣới. Lá thƣờng nhẵn, màu xanh, mọc đối, mũi lá có khi dài đến 20cm hoặc dài hơn.
Tuy nhiên ở một số giống cũng có hiện tƣợng mọc cách. - Hoa: mọc thành bông, ra hoa vào hè - thu. Cụm hoa đực dạng bông khúc khuỷu có khi dài đến 30cm. Cụm hoa cái thõng xuống thƣờng nhỏ hơn.
- Quả, hạt: quả nang có 3 cánh. Hạt có cánh màu nâu đỏ. - Củ: Củ to, thon dài, có ngón (có khi nặng tới 7 - 8kg), hình dạng thay đổi. Củ khoai mỡ thƣờng là củ đơn, có nhiều hình dạng nhƣ hình trụ, hình trứng, hình oval… Vỏ củ mỏng dễ cạo, màu nâu xám hay nâu đen.
Thịt củ có nhiều màu sắc khác nhau trắng, vàng ngà hay tím. Đặc điểm hình thái của cây khoai mỡ Dioscorea alata 1: lá; 2: hoa; 3: đoạn thân mang quả; 4: củ và rễ.3 Thành phần dinh dưỡng của củ khoai mỡ [17], [20], [21] Củ là phần đƣợc sử dụng của khoai mỡ. Thành phần chính của củ tƣơi là nƣớc chiếm khoảng 2/3 khối lƣợng củ tƣơi. Tỷ lệ chất khô trong củ chiếm khoảng 20 – 30% tùy thuộc vào giống và thời gian thu hoạch.
Hydratcacbon là thành phần chất khô chính của củ, chiếm ¼ khối lƣợng củ. Phần lớn hydratcacbon là các hạt tinh bột amylopectin mạch nhánh, tồn tại trong các tế bào dƣới dạng các hạt tinh bột hình elip. Thành phần hoá học củ khoai mỡ Thành phần Đơn vị Hàm lƣợng Nƣớc % 65-78,6 Carbohydrate % 22-31 Tinh bột % 16,7-28 Protein % 1,1-3,1 Chất béo thô % <0,1-0,6 Xơ % 1,4-3,8 Khoáng % 0,7-2,1 Photpho mg 28- 52 Canxi mg 28 -38 6 Vitamin C mg/100g 2,0-8,2 Iron mg 5,5-11,6 Năng lƣợng kcal 140 β-carotene μg 5-10 Vitamin B1 mg 0,05- 0,10 Vitamin B2 mg 0,03- 0,04 Vitamin B3 mg 0,5 Bảng 1. Thành phần hóa học của một số giống khoai (theo khối lƣợng khoai tƣơi).
Tinh bột [17] Tinh bột là dạng lƣu trữ năng lƣợng chính ở các loại cây khác nhau trong tự nhiên. Tinh bột là một yếu tố quyết định các đặc tính vật lý và hóa học, do đó có thể sử dụng nó để dự đoán việc sử dụng khoai mỡ. Tinh bột tồn tại dƣới dạng vi hạt, kích thƣớc và hình dạng của các hạt khác nhau và nó đặc trƣng cho tinh bột của nguồn thực vật, điều kiện phát triển và thu hoạch. Có sự thay đổi lớn trong hình dạng tồn tại của tinh bột khoai mỡ nhƣ tròn, tam giác, hình bầu dục và hình elip (Moorthy,1994) 7 Bảng 1.
Đặc điểm hạt tinh bột khoai mỡ Dioscorea alata Kích thƣớc hạt(µm) Nhiệt độ Đặc điểm tinh bột 0 hồ hóa( C) 5-50 69,0-78,5 Kích thƣớc hạt tƣơng đối lớn, hình bầu dục hoặc quả trứng, kéo dài tròn vuông hoặc có hình dạng vỏ trai, đôi khi có một bên phẳng. Mỗi phân tử tinh bột là một polymer lớn gồm các glucose liên kết với nhau bằng liên kết glycosidic hình thành sợi dài polymer. Tinh bột cũng gồm 2 cấu tử là amylose và amylopectin, cơ cấu và số lƣợng của cả hai đóng một vai trò quan trọng trong xác định tính chất tinh bột chẳng hạn nhƣ hồ hóa, thoái hóa, độ nhớt, độ hòa tan, độ trƣơng và hấp thụ nƣớc. Amylose là một polymer nhỏ, hàm lƣợng amylose của tinh bột khoai mỡ là từ 14 đến 30% tùy thuộc vào loài khoai mỡ.
Hàm lƣợng amylose 21-30% đối với Dioscorea alata (Moorthy,2002). Amylopectin là một trong các polymer lớn trong tự nhiên. Trọng lƣợng phân tử amylopectin là 100 lần cao hơn của amylose, amylopectin cấu trúc phức tạp so với amylose. Đƣờng Glucose và sucrose là 2 loại đƣờng chính đƣợc tìm thấy trong củ khoai mỡ.
Sự hiện diện của maltose và fructose đƣợc báo cáo sau khi củ đã đƣợc lƣu trữ một số ngày, các loại đƣờng khác cũng đƣợc tìm thấy pentose và mannose. Những đƣờng với số lƣợng thấp hơn đƣợc tìm thấy khi cây trồng đƣợc thu hoạch hoặc trong quá trình lƣu trữ, tinh bột đƣợc thủy phân thành nhiều đƣờng khác nhau (đặc biệt là khi nảy mầm bắt đầu) nhƣ maltose và fructose.
