Tổng quan về công nghệ sản xuất và đánh giá chất lượng, tiềm năng phát triển của sản phẩm nước giải khát từ khoai lang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM

MÔN HỌC: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RAU QUẢ VÀ NƯỚC GIẢI KHÁT

TIỂU LUẬN

Tổng quan về công nghệ sản xuất và đánh giá chất lượng,
tiềm năng phát triển của sản phẩm nước giải khát từ khoai lang
GVHD: Ths. Đặng Thị Ngọc Dung
SVTH:

MSSV

Nguyễn Như Ngọc

20116205

Nguyễn Tăng Bảo Ngọc

20116206

Lê Thị Ngọc Như

20116213

Phạm Quang Tú

20116256

Lớp thứ 4 - Tiết 34
Mã lớp: PVFB422050_02CLC

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2022


DANH SÁCH NHĨM VIẾT TIỂU LUẬN CUỐI KÌ
HỌC KỲ II NĂM HỌC 2021 – 2022
1. Mã môn học: PVFB422050
2. Giảng viên hướng dẫn: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
3. Tên đề tài: Tổng quan về công nghệ sản xuất và đánh giá chất lượng, tiềm năng phát
triển của sản phẩm nước giải khát từ khoai lang
4. Danh sách nhóm viết tiểu luận cuối kỳ:
STT

HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN

MÃ SỐ SINH VIÊN

TỈ LỆ %
THAM GIA

01

Nguyễn Như Ngọc

20116205

100%

02

Nguyễn Tăng Bảo Ngọc

20116206

100%

03

Lê Thị Ngọc Như

20116213

100%

04

Phạm Quang Tú

20116256

100%

Ghi chú:
- Tỉ lệ % = 100%: mức độ phần trăm của từng sinh viên tham gia được đánh giá
bởi nhóm trưởng và thống nhất giữa các thành viên trong nhóm.
- Trưởng nhóm: Phạm Quang Tú
Nhận xét của giảng viên
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
TP. HCM, ngày 15 tháng 05 năm 2022

Ths. Đặng Thị Ngọc Dung

ii


LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Sư phạm Kỹ
thuật Thành phố Hồ Chí Minh và thư viện trường đã hỗ trợ chúng em trong việc tìm kiếm
các tài liệu phục vụ cho quá trình học tập và thực hiện bài tiểu luận cuối kì.
Đặc biệt, nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn giảng viên bộ môn - ThS. Đặng Thị
Ngọc Dung đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ nhóm chúng em trong suốt thời gian học tập và
thực hiện bài tiểu luận vừa qua.
Do cịn nhiều thiếu sót trong quá trình làm bài và những sự hạn chế về mặt kiến thức, nên
trong bài tiểu luận của nhóm chúng em chắc chắn khơng tránh khỏi những sai sót. Chính vì
vậy, nhóm chúng em rất mong nhận được sự nhận xét, đóng góp ý kiến từ phía Cơ để bài tiểu
luận được hồn thiện hơn.
Lời cuối cùng, em xin kính chúc cô nhiều sức khỏe, thành công và hạnh phúc.

iii


LỜI CAM ĐOAN

Chúng em xin cam đoan, bài tiểu luận này là cơng trình nghiên cứu của nhóm, các số liệu
và nguồn tham khảo là nguồn trung thực, chính xác và được trích dẫn đầy đủ. Nếu khơng đúng

sự thật, chúng em xin chịu mọi trách nhiệm trước giảng viên bộ mơn và Nhà trường.

STT

BẢNG PHÂN CƠNG NHIỆM VỤ
HỌ VÀ TÊN
MSSV
NỘI DUNG ĐẢM NHẬN
SINH VIÊN

01

Nguyễn Như Ngọc

20116205

02

Nguyễn Tăng Bảo Ngọc

20116206

03

Lê Thị Ngọc Như

20116213

04

Phạm Quang Tú

20116256

iv

- Tổng quan về khoai lang
- Quy trình cơng nghệ sản xuất
rượu từ khoai lang tím
- Quy trình cơng nghệ sản xuất
syrup khoai lang
- Các biến đổi cơ bản của khoai
lang
- Quy trình cơng nghệ sản xuất bia
từ khoai lang tím
- Quy trình cơng nghệ sản xuất
syrup khoai lang
- Đánh giá chất lượng
- Quy trình cơng nghệ sản xuất
rượu từ khoai lang tím
- Quy trình cơng nghệ sản xuất
sữa khoai lang
- Tiềm năng phát triển
- Quy trình cơng nghệ sản xuất
bia từ khoai lang tím
- Quy trình cơng nghệ sản xuất
sữa khoai lang

KÝ TÊN

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1
NỘI DUNG.....................................................................................................................2
1. Tổng quan về khoai lang.............................................................................................2
1.1. Nguồn gốc............................................................................................................2
1.2. Định nghĩa............................................................................................................2
1.3. Phân loại...............................................................................................................2
1.4. Cấu tạo và thành phần hóa học............................................................................3
1.4.1. Cấu tạo........................................................................................................3
1.4.2. Thành phần hóa học....................................................................................3
1.5. Giá trị dinh dưỡng................................................................................................4
1.6. Thị trường tiêu thụ...............................................................................................4
1.6.1. Thị trường tiêu thụ trên thế giới.................................................................4
1.6.2. Thị trường tiêu thụ ở Việt Nam..................................................................4
1.7. Tiềm năng phát triển............................................................................................5
2. Các biến đổi cơ bản của khoai lang.............................................................................5
2.1. Các biến đổi của khoai lang trước khi thu hoạch.................................................5
2.2. Các biến đổi của khoai lang sau khi thu hoạch....................................................6
2.3. Nguyên nhân dẫn đến sự hư hỏng của khoai lang...............................................6
3.Quy trình cơng nghệ sản xuất nước giải khát từ khoai lang.........................................8
3.1. Công nghệ sản xuất nước giải khát khơng cồn từ khoai lang..............................8
3.1.1. Quy trình cơng nghệ sản xuất sữa khoai lang.............................................8
3.1.2. Thuyết minh quy trình cơng nghệ sản xuất sữa khoai lang........................8
3.1.3. Quy trình cơng nghệ sản xuất syrup khoai lang.......................................15
3.1.4. Thuyết minh quy trình cơng nghệ sản xuất syrup khoai lang...................15
3.2. Công nghệ sản xuất nước giải khát có cồn từ khoai lang..................................19
3.2.1. Quy trình cơng nghệ sản xuất bia từ khoai lang.......................................19
3.2.2. Thuyết minh quy trình cơng nghệ sản xuất bia từ khoai lang..................20
3.2.3. Quy trình cơng nghệ sản xuất rượu từ khoai lang....................................26

3.2.4. Thuyết minh quy trình cơng nghệ sản xuất rượu từ khoai lang................26
4. Đánh giá chất lượng..................................................................................................29
4.1. Chỉ tiêu hóa lý....................................................................................................29
4.1.1. Chỉ tiêu hóa lý của sữa khoai lang............................................................29
4.1.2. Chỉ tiêu hóa lý của syrup khoai lang.........................................................29
4.1.3. Chỉ tiêu hóa lý của bia khoai lang.............................................................30
4.1.4. Chỉ tiêu hóa lý của rượu khoai lang..........................................................31
4.2. Chỉ tiêu hóa sinh.................................................................................................31
4.2.1. Chỉ tiêu hóa sinh của sữa khoai lang........................................................31
4.2.2. Chỉ tiêu hóa sinh của syrup khoai lang.....................................................32
4.2.3. Chỉ tiêu hóa sinh của bia khoai lang.........................................................32
4.2.4. Chỉ tiêu hóa sinh của rượu khoai lang......................................................34
4.3. Chỉ tiêu cảm quan...............................................................................................34
4.3.1. Chỉ tiêu cảm quan của sữa khoai lang......................................................34
4.3.2. Chỉ tiêu cảm quan của syrup khoai lang...................................................34
4.3.3. Chỉ tiêu cảm quan của bia khoai lang.......................................................34
4.3.4. Chỉ tiêu cảm quan của rượu khoai lang....................................................35
v


4.4. Khả năng bảo quản.............................................................................................35
4.4.1. Khả năng bảo quản của sữa khoai lang....................................................35
4.4.2. Khả năng bảo quản của syrup khoai lang.................................................35
4.4.3. Khả năng bảo quản của bia khoai lang.....................................................35
4.4.4. Khả năng bảo quản của rượu khoai lang..................................................35
5. Tiềm năng phát triển..................................................................................................35
5.1. Tác động của sản phẩm đến sức khỏe con người...............................................35
5.2. Tác động của sản phẩm đến thị trường thương mại...........................................36
5.3. Vùng nguyên liệu và chính sách của Nhà Nước để phát triển sản phẩm...........37
KẾT LUẬN...................................................................................................................39

TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................40

vi


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. Sự hình thành hai lá mầm của khoai lang...........................................................2
Hình 2. Cấu tạo của cây khoai lang.................................................................................7
Hình 3. Thiết bị rửa bàn chải...........................................................................................9
Hình 4. Thiết bị gọt vỏ theo phương pháp ma sát...........................................................9
Hình 5. Thiết bị nghiền ướt...........................................................................................10
Hình 6. Thiết bị ly tâm theo phương ngang..................................................................11
Hình 7. Thiết bị lọc khung bản......................................................................................11
Hình 8. Thiết bị nấu sữa................................................................................................12
Hình 9. Thiết bị đồng hóa hai cấp.................................................................................13
Hình 10. Thiết bị thanh trùng High Temperature Short Time dạng tấm bản mỏng......13
Hình 11. Thiết bị tiệt trùng dạng tấm – Plate UHT Sterilizer.......................................14
Hình 12. Thiết bị chiết rót vơ trùng Aseptic..................................................................14
Hình 13. Máy phân loại con lăn....................................................................................16
Hình 14. Thiết bị hồ hóa................................................................................................17
Hình 15. Mơ hình cấu tạo thiết bị lọc khung bản..........................................................18
Hình 16. Thiết bị cơ đặc tuần hồn cưỡng bức..............................................................18
Hình 17. Thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống...............................................................19
Hình 18. Dây chuyền máy chiết syrup..........................................................................19
Hình 19. Thiết bị đường hóa – mash tun.......................................................................22
Hình 20. Thiết bị houblon hóa.......................................................................................22
Hình 21. Thiết bị lọc đáy bằng......................................................................................23
Hình 22. Bể lên men......................................................................................................24
Hình 23. Mơ hình cấu tạo tháp bão hịa CO2.................................................................................................. 25
Hình 24. Bảng vẽ kỹ thuật hình chiếu đứng (bên trái) và hình chiếu cạnh (bên phải)

của máy nghiền búa.......................................................................................................27
Hình 25. Hầm ủ rượu vang trong các thùng gỗ sồi.......................................................29

vii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. Thành phần hóa học của khoai lang...................................................................3
Bảng 2. Tình hình trồng khoai lang ở nước ta theo niên giám thống kê năm 2005........4
Bảng 3. Các thông số chỉ tiêu hóa lý của sữa khoai lang..............................................29
Bảng 4. Các thơng số chỉ tiêu hóa lý của syrup khoai lang...........................................30
Bảng 5. Kết quả hóa lý của bia khoai lang....................................................................30
Bảng 6. Chỉ tiêu hóa lý của rượu khoai lang.................................................................31
Bảng 7. Thành phần hóa học cơ bản của sữa khoai lang thành phẩm tính trên 100ml.32
Bảng 8. Kết quả chỉ tiêu hóa sinh của syrup khoai lang................................................32
Bảng 9. Tổng hàm lượng phenolic................................................................................32
Bảng 10. Tổng hàm lượng β-caroten.............................................................................33
Bảng 11. Tổng hàm lượng flavonoid.............................................................................33
Bảng 12. Thành phần sinh hóa của rượu khoai lang tím...............................................34
Bảng 13. Các thuộc tính của rượu khoai lang tím.........................................................35

viii


MỞ ĐẦU

Thế giới chúng ta đang sống được cấu tạo từ rất nhiều thành phần khác nhau như đất,
nước, không khí, thực vật, động vật…. Con người chúng ta để có thể tồn tại trên thế giới cần
phải có đầy đủ ba yếu tố sau là khơng khí, nước, thực phẩm. Từ hai dẫn chứng trên ta đều
thấy được nước là một yếu tố thiết yếu để cấu tạo nên thế giới cũng như duy trì sự tồn tại của

nhân loại. Chính vì thế ngành cơng nghiệp nước giải khát từ xưa đến nay đều là ngành công
nghiệp không thể thiếu trên mỗi quốc gia trên thế giới nói chung và Việt Nam chúng ta nói
riêng. Với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật hiện nay, nước giải khát đã khơng cịn chỉ là nước
khống như khi xưa mà nó đã có thêm vơ số loại khác như nước giải khát có gas, nước ép trái
cây, nước khống có vị như vị chanh, vị chanh muối, vị yogurt, nước điện giải, nước giải khát
có cồn… Chính vì sự thiết yếu và đa dạng ấy mà ngành công nghiệp nước giải khát ln vững
mạnh. Vì thế càng ngày càng dẫn đến nhiều sự cạnh tranh của các công ty nước giải khát. Họ
phải ln ln tìm ra ý tưởng mới để phục vụ nhu cầu ngày càng khắt khe của người tiêu
dùng và cũng không thể để tụt lại so với thế giới.
Nhu cầu của người tiêu dùng ngày càng hướng đến những gì vừa tự nhiên vừa tốt cho
sức khỏe mà giá cả lại phải hợp lí. Để phục vụ những nhu cầu ấy các công ty nước giải khát
đầu tiên phải tìm được một nguồn nguyên liệu đầu vào tự nhiên, giá thành không quá cao mà
đặc biệt phải có giá trị dinh dưỡng cao tốt cho sức khỏe. Và họ đã khơng phụ lịng mong đợi
của người tiêu dùng, nguồn nguyên liệu mà họ tìm thấy được chính là một loại cây lương thực
đều quen thuộc với tất cả mọi người kể cả trên thế giới hay người Việt Nam đó chính là khoai
lang. Khoai lang vừa dễ trồng, vừa có năng suất cao, giá thành lại rẻ, giá trị dinh dưỡng trong
khoai lang lại vô cùng nhiều, chính nó đã đáp ứng đầy đủ u cầu mà các cơng ty nước giải
khát đang cần. Cịn việc của các công ty ấy là tạo ra một loại nước giải khát đáp ứng được các
nhu cầu đầy khắt khe của người tiêu dùng hiện nay.
Vì vậy nhóm chúng em đã chọn đề tài “Tổng quan về công nghệ sản xuất và đánh giá
chất lượng, tiềm năng phát triển của sản phẩm nước giải khát từ khoai lang”.
Nhóm chúng em chọn đề tài này là vì muốn tìm hiểu xem quy trình sản xuất của một
loại nước giải khát vẫn còn rất mới lạ trên thị trường nước giải khát hiện nay. Và đồng thời
cũng muốn tìm hiểu xem tiềm năng phát triển sau này của nó trên cả thế giới nói chung và tại
Việt Nam nói riêng.

1


NỘI DUNG

1. Tổng quan về khoai lang
1.1. Nguồn gốc
Khoai lang có nguồn gốc từ Tây Bắc Nam Mỹ, sử dụng dữ liệu từ hình thái học, sinh
thái học và tế bào học, Austin (1988) đã công nhận rằng khoai lang trồng có nguồn gốc ở đâu
đó trong khu vực giữa bán đảo Yucatan của Mexico và cửa sông Orinoco ở đông bắc
Venezuela.
2500 trước Công nguyên Người Tây Ban Nha đã giới thiệu nó đến châu Âu và truyền bá
nó sang Trung Quốc, Nhật Bản, Malaysia và vùng Moluccas. Người Bồ Đào Nha đã mang nó
đến Ấn Độ, Indonesia và Châu Phi (Patricia J.O’Brien, 1972). Lồi thực vật này có khả năng
du nhập vào Polynesia ở khu vực Samoa từ trước Cơng ngun và được phân tán từ đó đến
phần cịn lại của Thái Bình Dương. Cây được chuyển đến bởi những con chim mang hạt giống
hoặc nhiều khả năng hơn là do tình cờ đúc một con tàu chở nó đến một hịn đảo của vùng
Samoa. Từ đó, khoai lang nhanh chóng lan rộng ra khắp thế giới. Hiện tại được trồng nhiều
nhất là ở Châu Á sau đó là đến Châu Phi và cuối cùng là các nước Châu Âu.
1.2. Định nghĩa
Khoai lang, tên khoa học là Ipomoea batatas L, thuộc họ Convolvulaceae, được công
nhận chủ yếu để tạo ra rễ củ được sử dụng trên khắp thế giới, cho các mục đích đa dạng nhất.
Khoai lang là cây thân thảo dạng dây leo sống lâu năm. Nó là thực vật hạt kín hai lá mầm vì
trong giai đoạn nảy mầm và bắt đầu phát triển, khoai lang có sự hình thành của hai lá mầm,
giúp tạo ra và dự trữ năng lượng cần thiết cho sự phát triển của cây (Cláudio E.CartabianoLeite và cộng sự, 2020).

Hình 1. Sự hình thành hai lá mầm của khoai lang
1.3. Phân loại
Khoai lang trên thị trường thường được phân loại dựa theo màu sắc, và hiện tại khoai lang
được phân làm ba loại chính là: khoai lang tím, khoai lang vàng, khoai lang trắng.
Khoai lang tím: Có nguồn gốc từ Nam Mỹ, đây là loại cây dễ trồng, năng suất cao, có
đặc điểm là phần ruột màu tím đặc trưng riêng. Về giá trị dinh dưỡng khoai lang tím có chứa
nhiều chất dinh dưỡng cần thiết và tốt cho cơ thể con người. Bên cạnh đó, đặc trưng của khoai
lang tím là có chứa anthocyanin, một hợp chất thuộc nhóm flavonoid. Anthocyanin là chất

màu tự nhiên có nhiều tính chất, tác dụng quý báu, và ngày càng rộng rãi trong công nghiệp
thực phẩm. Ngồi ra, khoai lang tím cịn có chứa nhiều chất chống oxy hóa ngăn chặn sự phát
triển của tế bào ung thư, chống lão hóa, làm sạch các chất bẩn ở trong máu, giảm cân, giảm
huyết áp, rất tốt cho hệ tiêu hóa…
Khoai lang vàng: Khoai lang vàng là một loại khoai lang được trồng rất phổ biến ở Việt
Nam. Nó cũng cung cấp một lượng dinh dưỡng cần thiết và tốt cho sức khỏe của con người.
Và đặc biệt nó có chứa một lượng vitamin C vượt trội hơn so với các loại khoai lang khác.
2


Khoai lang vàng rất giàu carotenoid. Carotenoid là các sắc tố màu vàng và cam, có chức năng
như một

3


nguồn cung cấp vitamin A cho cơ thể. Do đó, carotenoid có khả năng giúp tăng cường hệ
miễn dịch và làm cho đôi mắt khỏe mạnh. Theo một đánh giá trên tạp chí Annals of Neuology
năm 2012, carotenoid có thể đóng một vai trị trong việc ngăn ngừa hoặc trì hoãn bệnh Lou
Gehrig (xơ cứng teo cơ một bên). Trong đó, ß – carotene có trong khoai lang vàng có liên
quan đến việc giảm 15% nguy cơ mắc căn bệnh này.
Khoai lang trắng: Khoai lang trắng có rất nhiều tác dụng tốt cho sức khỏe con người
như: giảm khả năng phát sinh những bệnh viêm nhiễm như bệnh suyễn, cảm cúm, viêm khớp,
… bởi trong khoai lang trắng có chứa hàm lượng lớn vitamin C, A dồi dào (dưới dạng betacaroten), khoai lang giúp cơ thể loại bỏ các gốc tự do. Khoai lang trắng chứa vitamin B giúp
phá vỡ chất làm tăng q trình oxy hóa gây tổn thương mạch máu nên hỗ trợ chức năng tim
mạch. Do có chứa hàm lượng lớn chất xơ nên khoai lang trắng tăng cường hỗ trợ tiêu hóa và
trị táo bón. Khoai lang trắng có chứa lượng lớn vitamin nên hỗ trợ tăng cường sức khỏe da và
tóc, oxy hóa do tác động của ánh nắng mặt trời, đồng thời thúc đẩy cơ chế tổng hợp collagen
quan trọng cho da và mô.
1.4. Cấu tạo và thành phần hóa học

1.4.1. Cấu tạo
Cấu tạo của khoai lang gồm ba phần: vỏ lụa, vỏ cùi và thịt củ.
- Vỏ lụa: chiếm khoảng 1% trọng lượng củ. Vỏ bao gồm các tế bào xít, có thành dày
chứa sắc tố. Cấu tạo chủ yếu từ cellulose và hemicelluloses. Thành tế bào chủ yếu cấu tạo từ
cellulose có tác dụng giữ cho củ khoai khỏi bị tác động bên ngồi và chậm mất nước trong
q trình bảo quản khoai (Bùi Đức Hợi và cộng sự, 2009).
- Vỏ cùi: Vỏ cùi chiếm từ 5-12% trọng lượng củ. Gồm những tế bào thành mỏng, chứa
tinh bột, nguyên sinh chất và dịch thể (mủ khoai). Trong dịch thể thường chứa tannin, các sắc
tố, enzyme… Hàm lượng tinh bột trong các tế bào này ít hơn hàm lượng tinh bột có trong các
tế bào thịt củ (Bùi Đức Hợi và cộng sự, 2009).
- Thịt củ: Bao gồm các tế bào nhu mô chứa tinh bột, các hợp chất nitơ và một số các
chất vi lượng khác. Tùy theo từng loại củ mà giữa các lớp tế bào nhu mơ đơi khi cịn có các
lớp tế bào thành dày, có cấu tạo từ cellulose, chạy dọc theo củ. Lượng tinh bột có trong khoai
lang chủ yếu nằm ở phần thịt củ (Bùi Đức Hợi và cộng sự, 2009)
1.4.2. Thành phần hóa học
Với khoai lang, ta có thể khai thác hầu hết các bộ phận của cây. Nhưng chủ yếu, mục
đích sử dụng của con người là phần củ của khoai lang vì thế chúng ta cần tìm hiểu về các
thành phần hóa học chính có trong củ khoai lang thơng qua bảng sau:
Bảng 1. Thành phần hóa học của khoai lang (Bùi Đức Hợi và cộng sự, 2009)
Thành phần
Hàm lượng (g/100g)
Nước

68,1

Glucid

27,9

Protid

1,6

Lipid

0,5

Cellulose (Chất xơ)

0,9

Tro

1,0

Glucid: Là thành phần chủ yếu của chất khơ có trong khoai lang, chiếm khoảng 24-27%
trọng lượng tươi. Thành phần chủ yếu gồm tinh bột, đường và xơ, ngồi ra cịn có các thành
phần khác như pectin, cellulose… tuy nhiên là chúng chỉ chiếm một phần nhỏ. Hàm lượng
glucid trong khoai lang không chỉ phụ thuộc vào giống cây trồng và độ chín của khoai mà cịn
phụ thuộc vào thời gian, điều kiện bảo quản, cách thức chế biến…
4


Protid: Hàm lượng Protid trong khoai lang không cao chiếm khoảng 5% tổng khối
lượng chất khô. Tuy nhiên, thành phần acid amin trong khoai khá cân đối, nhất là các acid
amin không thể thay thế.
Lipid: Hàm lượng Lipid trong khoai lang rất thấp. Trong 100g khoai lang chỉ có
khoảng 0.5g lipid.
Cellulose: Trong 100g khoai lang thì chất xơ chiếm khoảng 0,9g. Xơ ăn được gồm các
hợp chất pectin, cellulose, hemicellulose. Pectin trong khoai lang chiếm khoảng 0,23-0,37%

so với trọng lượng củ khoai. Trong quá trình bảo quàn thì lượng pectin sẽ giảm dần.
Tro: Trong 100g khoai lang hàm lượng tro chiếm khoảng 1g.
1.5. Giá trị dinh dưỡng
Khoai lang là sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và tiêu thụ khơng chỉ ở
Việt Nam mà cịn ở nhiều quốc gia khác trên thế giới. Trong củ khoai lang chất dinh dưỡng
chiếm nhiều nhất là tinh bột. Bên cạnh đó khhoai lang chứa rất ít chất béo và hầu như khơng
có cholesterol, nên sẽ là một sự lựa chọn tốt cho những người có nhu cầu giảm cân hay những
người lớn tuổi. Ngồi ra, trong khoai lang cịn chưa một lượng ß – Carotene (Khoai lang
vàng), hay một lượng anthocyanin (Khoai lang tím), các loại vitamin như vitamin C, vitamin
B1, và hơn mười loại nguyên tố cần thiết và tốt cho sức khỏe của con người như cãni,
phospho, kễm, sắt, magie, natri, kali,… Những chất dinh dưỡng này có khả năng giúp người
dùng cải thiện điều chỉnh lượng đường trong máu, giảm tổn thương oxy hóa và nguy cơ ưng
thư, phịng chống thiếu vitamin A, kiểm sốt huyết áp và giảm nguy cơ mắc bệnh tim…còn
rất nhiều, rất nhiều những lợi ích và giá trị dinh dưỡng khác mà khoai lang mang lại cho con
người chúng ta.
1.6. Thị trường tiêu thụ
1.6.1. Thị trường tiêu thụ trên thế giới
Là một cây trồng kinh tế quan trọng ở nhiều nước. Về sản lượng hàng năm, khoai lang
được xếp hạng là cây lương thực quan trọng thứ năm ở vùng nhiệt đới và thứ bảy về thu hút
lương thực thế giới sau lúa mì, gạo, ngơ, khoai tây, lúa mạch và sắn (FAO 2016).
Tổ chức Nông lương Liên Hiệp Quốc (FAO) (1990, 2011) báo cáo rằng khoai lang
(Ipomea batatas (L.) Lam.) Là một loại cây trồng rất quan trọng ở các nước đang phát triển và
là cây trồng truyền thống, nhưng ít quan trọng hơn ở một số nước phát triển. Theo FAO
(2011), khoai lang là một trong bảy loại cây trồng trên thế giới sản xuất hơn 105 trăm triệu tấn
sản phẩm thực phẩm ăn được hàng năm trên thế giới. Chỉ có khoai tây và sắn, trong số các
loại cây lấy củ và có củ, sản xuất nhiều hơn. Các nước sản xuất chính là Trung Quốc, Liên
bang Nga, Ấn Độ, Ukraina và Hoa Kỳ với sản lượng khoai lang hàng năm trên thế giới năm
2009 là khoảng 329,581 triệu tấn, chỉ riêng Trung Quốc đã sản xuất 80 đến 85% tổng sản
lượng khoai lang trên thế giới (FAO, 2011). Tuy nhiên, chỉ khoảng một phần trăm sản lượng
đi vào thương mại thế giới với Canada, Vương quốc Anh, Pháp và Hà Lan là những nước

nhập khẩu chính (Katan và De Roos, 2004). Hoa Kỳ là nước xuất khẩu khoai lang lớn nhất,
chiếm 35% kim ngạch thương mại thế giới. Các nhà xuất khẩu khác là Trung Quốc (12%),
Israel (9%), Indonesia (6%). Hầu hết sản phẩm được sử dụng để ăn uống với một tỷ lệ nhỏ
được sử dụng trong công nghiệp và thức ăn chăn nuôi.
1.6.2. Thị trường tiêu thụ ở Việt Nam
Ở Việt Nam, khoai lang là cây lương thực truyền thống đứng thứ ba sau lúa, ngô và
đứng thứ hai về giá trị kinh tế sau khoai tây (Bùi Đức Hợi và cộng sự, 2009). Khoai lang được
trồng ở khắp mọi nơi trên cả nước từ Đồng bằng đến Miền núi, Duyên hải Miền Trung và
vùng Đồng bằng Sơng Cửu Long.
Bảng 2. Tình hình trồng khoai lang ở nước ta theo niên giám thống kê năm 2005 (Bùi
Đức Hợi và cộng sự, 2009)
Năm
Diện tích (ha)
Sản lượng (tấn)
2000

254.300
5

1.611.300


2001

244.500

1.653.500

2002

237.700

1.703.700

2003

219.600

1.576.600

2004

203.600

1.535.700

Đến năm 2015 ước tính sản lượng khoai lang cả nước đạt 1,45 triệu tấn củ tươi, tăng
3,5% so với năm 2014. Ở Việt Nam hiện nay, khoai lang chủ yếu được trồng để lấy củ dùng
làm thức ăn cho người và xuất khẩu củ tươi. Nhưng hiện nay thị trường xuất khẩu khoai lang
lang tươi cũng như giá cả khơng ổn định. Vì vậy hiệu quả kinh tế cũng như hướng mở rộng
diện tích trồng cây khoai lang như một cây hàng hóa cịn gặp khó khăn.
1.7. Tiềm năng phát triển
Khoai lang là một thực phẩm chứa hầu như các chất dinh dưỡng cần thiết và tốt cho con
người. Nó có chứa chất xơ, rất giàu vitamin A, vitamin C, có chứa các hoạt tính sinh học như
carotenoid (Khoai lang vàng), anthocyanin (khoai lang tím), cùng với các nguyên tố cần thiết
như canxi, kali, phospho,… Với một nguồn dinh dưỡng dồi dào cùng với một giá trị kinh tế
vừa phải như vậy khoai lang sẽ có một tiềm năng phát triển trên thị trường rất mạnh. Mặc dù
sản phẩm khoai lang mang lại giá trị kinh tế ổn định nhưng thị trường tiêu thụ ở nước ta hiện
nay chưa tương xứng với tiềm năng vốn có của nó, chủ yếu phục vụ nhu cầu trong nước và
chỉ xuất khẩu tiểu ngạch sang thị trường Trung Quốc và Campuchia.

Ở nước ta vùng trồng khoai lang phổ biến thường là các tỉnh miền tây – Đồng bằng
Sông Cửu Long, và trọng điểm là tỉnh Vĩnh Long và Đồng Tháp. Ở Đồng Tháp thì huyện
Châu Thành được biết đến là một trong những địa phương có vùng chuyên canh khoai lang
xuất khẩu lớn nhất tỉnh Đồng Tháp. Cịn ở Vĩnh Long thì huyện Bình Tân được gọi là “Thủ
phủ” khoai lang. Đây là vùng trồng khoai lang có chất lượng thơm ngon nổi tiếng hàng chục
năm nay. Những tỉnh này hiện nay đang có mục tiêu hướng đến xuất khẩu khoai lang qua
đường chính ngạch. Khoai lang có tiềm năng phát triển vô cùng lớn với một giá trị dinh
dưỡng dồi dào như thế. Tuy nhiên vẫn chưa có nhiều thị trường tiêu thụ cho nó, vì vậy cần
những chính sách từ Nhà Nước nói chung và từ Ủy Ban Nhân Dân của các tỉnh miền tây Nam
bộ nói riêng để có thể hỗ trợ phát triển nền kinh tế từ khoai lang ngày càng đi lên và vững
mạnh.
2. Các biến đổi cơ bản của khoai lang
2.1. Các biến đổi của khoai lang trước khi thu hoạch
Khoai lang trước khi thu hoạch cần dựa vào thời gian sinh trưởng và phát triển của
giống, đồng thời kết hợp quan sát nếu thấy cây có biểu hiện ngừng sinh trưởng như: lá phần
gốc ngả vàng, vỏ cũ khoai đã nhẵn, ít chảy nhựa thì chúng ta có thể thu hoạch để khoai lang
đạt giá trị dinh dưỡng cũng như năng suất chất lượng.
Quá trình phát triển của cây khoai lang chia thành ba giai đoạn. Trong giai đoạn đầu,
phần trên không và phần rễ ngoại phát triển. Sự hình thành củ bắt đầu ở giai đoạn thứ hai với
việc bắt đầu tích lũy chất dinh dưỡng dự trữ. Khối lượng củ tăng lên khi thay đổi độ đặc và
chúng trở nên bùi. Giai đoạn thứ ba bao gồm sự phát triển hoàn chỉnh của củ, với khả năng
tích trữ nhiều tinh bột và các hợp chất quang hợp khác.
Carbohydrate là thành phần phong phú nhất trong củ khoai lang, cung cấp năng lượng
cho khẩu phần ăn của con người. Giá trị chất xơ (1,3-3,8%) và chỉ số đường huyết (63 đến 66)
tốt hơn so với giá trị được báo cáo đối với khoai tây (Solanum tuberosum). Nói chung, lượng
chất xơ trong chế độ ăn uống dưới mức mong muốn (14g/1000kcal hoặc 23-38 g/ngày). Độ
ẩm cao và hàm lượng lipid thấp (0,2%), với mức protein dao động từ 0,5 đến 2,2%. Nói
chung, hàm lượng tinh bột dao động từ 15% đến 26% tính theo trọng lượng ướt. Tùy thuộc
vào màu sắc của củ mà hàm lượng vitamin khác nhau có trong (chủ yếu là A, B và C); nói
chung, β- carotene, anthocyanins, hợp chất phenolic, axit folic và khoáng chất (kali, canxi,

magiê, natri, phốt pho và sắt) có thể có mặt. Cũng có thể tìm thấy hàm lượng cao axit
6


chlorogenic, một họ este được hình thành từ axit cinnamic và axit quinic. Đường có thể lên
men (glucose, fructose

7


và sucrose) có trong củ cũng chứa vitamin C với nồng độ được báo cáo cao gấp đôi so với
khoai tây thơng thường. Khoai lang có thể được coi là một nguồn β-caroten (tiền chất vitamin
A), với nồng độ được báo cáo là khoảng 18 mg/100g. Hoạt chất sinh học quan trọng này ngăn
ngừa sự thiếu hụt vitamin A trong cơ thể, tránh các bệnh nghiêm trọng (chủ yếu là bệnh qng
gà) và cũng có đặc tính chống oxy hóa và có thể hỗ trợ trong việc ngăn ngừa các bệnh tim và
ung thư. Nó cũng chứa một số axit phenolic, đặc biệt là axit hydroxycinnamic.
2.2. Các biến đổi của khoai lang sau khi thu hoạch
Củ khoai lang được phân loại là "dễ hư" vì củ, một khi đã tách ra khỏi cây, thì khơng
thể lưu trữ lâu (so với các mặt hàng lâu bền như ngũ cốc) (Woolfe, 1992). Nhìn chung, củ
tươi có độ ẩm cao, thường từ 50 đến 70% và do đó có độ bền cơ học tương đối thấp. Chúng
cũng có tốc độ hơ hấp rất cao, chuyển hóa tinh bột thành đường, sau đó được oxy hóa thành
carbon dioxide và nước cung cấp năng lượng cho các tế bào sống. Kết quả là quá trình sinh
nhiệt làm mềm kết cấu, dẫn đến hư hỏng.
Ngoài ra, chấn thương cơ học như bầm tím, vết cắt và trầy xước làm tăng sự mất độ ẩm
và trở thành điểm xâm nhập của vi sinh vật. Thời hạn bảo quản của khoai lang thay đổi từ vài
ngày đến vài tháng tùy theo giống trồng và điều kiện bảo quản. Các giống khoai lang có hàm
lượng chất khơ cao hơn cũng có tỷ lệ tinh bột và carbohydrate hịa tan cao hơn và kích thước
hạt tinh bột lớn hơn sau khi bảo quản củ và các hạt tinh bột nhỏ hơn có xu hướng phân huỷ
nhanh hơn trong q trình bảo quản củ. Cuối cùng, củ tươi dễ bị vi sinh vật phân hủy do nấm
và vi khuẩn. Do những lý do này, khoai lang thường bị giảm chất lượng sau thu hoạch.

Theo thời gian, chất khô mất đi sẽ gây ra hiện tượng sần sùi, một khuyết tật cấu trúc do
tăng khoảng gian bào, đến mức có các túi khí trong mơ củ. Điều này được tăng tốc đáng kể
bởi nhiệt độ ấm hơn. Khi nhiệt độ lên trên 16°C, củ khoai lang sẽ bắt đầu nảy mầm, điều này
làm tăng đáng kể tốc độ hô hấp và giảm trọng lượng (Edmunds et al. 2008).
Cho nên khoai lang sau khi được thu hoạch nếu khơng được chăm sóc và bảo quản kỹ
càng sẽ rất dễ bị mất các chất dinh dưỡng và giảm chất lượng khoai lang.
2.3. Nguyên nhân dẫn đến sự hư hỏng của khoai lang
Củ khoai lang, giống như bất kỳ loại rau nào khác, phải chịu một số hình thức thất thốt
sau thu hoạch trong q trình vận chuyển từ ruộng của nơng dân đến chợ và trong quá trình
bảo quản dẫn đến sự hư hỏng của khoai lang. Nguyên nhân là do xử lý sau thu hoạch không
tốt, phương pháp bảo quản kém, hư hỏng vật lý trong quá trình vận chuyển, giảm trọng lượng,
nảy mầm và sâu bệnh. Điều kiện khí hậu và đất đai trước khi thu hoạch, sự lây nhiễm của nấm
và sự xâm nhập của côn trùng gây hại trên đồng ruộng.
* Do các yếu tố vật lý:
- Khí hậu:
Khoai lang được trồng rộng rãi ở các vùng nhiệt đới và ôn đới ấm trên thế giới. Thời tiết
lạnh và đóng băng có thể làm hỏng khoai lang vào thời điểm trồng và thu hoạch. Khi trời lạnh
có sương giá sẽ làm những dây leo trên mặt đất, sự thối rữa có thể bắt đầu từ những dây leo đã
chết ảnh hưởng tới rễ. Ta nên loại bỏ dây leo và đào lấy củ mà không làm củ khoai lang bị
trầy và dập vì khoai lang dễ bị thâm tím, có thể nhanh bị thâm và hư hỏng khi bảo quản.
Khoai lang là cây trồng của vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới có khả năng thích ứng rộng. Thời
vụ trồng tháng 11 – 12 và thu hoạch tháng 4 – 5 là thời điểm tốt để khoai lang phát triển và
thu hoạch tốt nhất giúp quá trình bảo quản thuận lợi hơn.
- Thiệt hại cơ học:
Thiệt hại cơ học là yếu tố thu hoạch quan trọng nhất, phần lớn được duy trì trong quá
trình thu hoạch và trong quá trình vận chuyển và tiếp thị. Việc thu hoạch ở vùng nhiệt đới
thường là thủ công, sử dụng nhiều loại công cụ như gậy đào, thuổng, cuốc và dao. Do đó, củ
khoai lang thường bị cắt, lột da và thâm tím do dụng cụ thu hoạch.
- Hư hỏng do nhiệt độ thấp:
Khoai lang sau khi thu hoạch sẽ bị hư hỏng khi bảo quản ở nơi có nhiệt độ quá cao (như

nơi có nắng mặt trời, nơi gần bếp...) hay ở nơi có nhiệt độ quá thấp dưới 13°C (như trong tủ
8


lạnh, tủ đông…). gây ra tổn thương cho mô và ảnh hưởng đến hương vị. Việc làm lạnh cũng
làm cho củ dễ bị vi sinh vật như nấm tấn công hơn. Khoai lang chưa được xử lý đúng cách sẽ
kém khả năng chịu nhiệt độ thấp hơn so với những củ được xử lý tốt.
Do đó ta nên bảo quản ở nơi tránh nắng mưa, nhiệt độ lạnh.
- Nứt:
Nứt có thể do tuyến trùng cư trú trong đất gây ra. Vết nứt bắt đầu vào đầu mùa sinh
trưởng thường dài và sâu, trong khi những vết nứt gây ra ở giai đoạn sau có xu hướng nhỏ
hơn nhưng có nhiều khả năng bị nhiễm vi sinh vật hơn gây ra mục nát trong quá trình bảo
quản.
* Do các yếu tố sinh lý:
- Hơ hấp:
Ở khoai lang, q trình hơ hấp và thốt hơi nước góp phần làm giảm khối lượng và thay
đổi hình dáng bên trong và bên ngồi. Sự thất thoát thoát hơi nước là do sự thoát hơi nước của
tế bào gây ra do chênh lệch áp suất hơi giữa bên trong củ và mơi trường bên ngồi. Hầu hết
các cơng trình nghiên cứu đều chỉ ra rằng sự hô hấp ngay sau khi thu hoạch cao nhất so với
trong quá trình xử lý hoặc bảo quản (Picha, 1986; Walter và cộng sự, 1989; Afek và Kays,
2004).
- Nảy mầm:
Sự nảy mầm ở củ khoai lang xảy ra rất nhanh, đặc biệt khi độ ẩm của đất cao và việc thu
hoạch bị trì hỗn. Nó cũng xảy ra trong quá trình bảo quản kéo dài trong điều kiện nhiệt độ và
độ ẩm cao
* Do các yếu tố vi sinh:
- Mọt:
Ở hầu hết các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, một trong những vấn đề nghiêm trọng
nhất trong việc bảo quản là mọt khoai lang (SPW) (Cylas formicarius Fabricius) và hai lồi có
họ hàng gần (C.puncticollis Boheman, và C.brunneus) (Sutherland, 1986). Cylas puncticollis

chỉ giới hạn ở một số quốc gia ở Châu Phi. Tuy nhiên, C. formicarius có tính phổ biến rộng
rãi hơn, phân bố trên khắp các vùng trồng khoai lang (Smit và Matenogo, 1995; Uritani,
1998).
- Sâu hại khác:
Ngồi mọt khoai lang, có gần 80 lồi động vật chân đốt phá hại khoai lang trong kho
bảo quản. Ba loại quan trọng nhất là mọt hạt cà phê (Araecerus fasciculatus), bọ nấm đen
(Alphitobius laevigatus) và bọ cánh cứng (Gonocephalum.) (Talekar, 1987). Hai loài gây hại
đầu tiên làm hỏng củ hoàn toàn và gây thối rữa củ.
- Bệnh tật:
Nhiễm trùng trước khi thu hoạch và sau thu hoạch bởi vi sinh vật gây bệnh (chủ yếu là
nấm và ở mức độ nhẹ hơn là vi khuẩn) là những nguyên nhân nghiêm trọng làm hư hỏng củ
khoai lang sau thu hoạch (Snowdon, 1991).

9


Hình 2. Cấu tạo của cây khoai lang

1


3. Quy trình cơng nghệ sản xuất nước giải khát từ khoai lang
3.1. Công nghệ sản xuất nước giải khát khơng cồn từ khoai lang
3.1.1. Quy trình cơng nghệ sản xuất sữa khoai lang
Khoai lang

Kiểm tra, rửa sạch

Vỏ

Gọt vỏ

Bã

Lọc
Cắt

Bã

Xay
và tách
nghiền
Ly tâm
bã

Nước

Syrup, sữa bột gầy, phụ gia

Nấu và phối trộn

Đồng hóa
trùng
3.1.2. Thuyết minh quyTiệt
trình
cơng nghệ sản xuất sữa khoai lang
Sản phẩm

Chiết rót Aseptic

* Kiểm tra, rửa sạch

1


- Mục đích: loại bỏ bụi bặm, đất cát dính trên nguyên liệu, các củ bị bầm, dập, thâm, mốc,
hư hỏng và tẩy sạch một số chất hóa học gây độc hại được sử dụng trong quá trình trồng trọt
- Phương pháp thực hiện: khoai lang được đưa vào rửa sạch theo phương pháp ma sát và
nhờ vào lực phun của các tia nước.
- Thiết bị: Máy rửa bàn chải
+ Nguyên lí hoạt động: Các trục lăn bàn chải sẽ quay trịn xung quanh trục của nó và
làm đảo trộn các nguyên liệu ở bên trong, kết hợp cùng với sự ma sát của những sợi lông trên
bề mặt bàn chải và lực phun của vòi nước sẽ loại bỏ bẩn bám trên bề mặt của khoai lang.

Hình 3. Thiết bị rửa bàn chải
- Các biến đổi diễn ra trong q trình rửa sạch:
+ Biến đổi vật lí: Khối lượng của củ khoai lang sẽ bị giảm đi một phần do trong q
trình rửa có thể bị gãy, vỡ hay một phần vỏ bị mất đi bởi sự ma sát của các bàn chải.
+ Biến đổi hóa lý: Một phần chất hịa tan ở lớp bên ngồi như độc tố, sắc tố, enzyme,…
sẽ bị hòa tan vào nước.
* Gọt vỏ
- Mục đích: loại bỏ lớp vỏ của khoai lang để chuẩn bị cho các quá trình chế biến tiếp theo.
- Phương pháp thực hiện: dựa vào sự ma sát để loại bỏ lớp vỏ khoai lang.
- Thiết bị: Máy gọt vỏ theo phương pháp ma sát
+ Khoai lang sẽ được đưa vào thùng quay, đĩa quay dưới đáy thùng được khởi động và
đảo tròn giúp cho khoai lang chà sát vào vách thùng được phủ nhám toàn bộ giúp cho lớp vỏ
được cạo đi một cách hiệu quả. Van nước sẽ được mở để nước chảy vào bên trong thùng quay
giúp kiểm soát nhiệt độ bên trong thùng quay do nhiệt độ sẽ tăng cao bởi lực ma sát giữa
khoai lang và bề mặt nhám.

Hình 4. Thiết bị gọt vỏ theo phương pháp ma sát

1