Nghiên cứu nâng cao chất lượng sản phẩm bột bánh ít lá gai (Boehmeria Nivea)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH


BÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM
BỘT BÁNH ÍT LÁ GAI (BOEHMERIA NIVEA)

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: Th.S Tạ Đăng Khoa
SVTH: Nguyễn Thị Hồng Nhi
MSSV: 1053010534
Khóa: 2010- 2014


Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2014
LỜI CẢM ƠN
Để có thể hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này, em xin gửi lời cảm ơn đến các
thầy, cô giáo của trường Đại học Mở TP.HCM đã dạy bảo và trang bị cho em những kiến
thức bổ ích để thực hiện đề tài.
Em xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến thầy Th.S. Tạ Đăng Khoa,
người đã hướng dẫn tận tình và chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đề tài.
Cảm ơn gia đình và các bạn bè của em đã luôn ở bên em, động viên và tạo mọi
điều kiện để em có thể học tập và làm việc tốt.
Cuối cùng, xin cảm ơn các bạn sinh viên lớp SH10TP đã cùng học tập, trao đổi
kinh nghiệm và giúp đỡ nhau trong quá trình làm việc.
Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1.

Lá gai (Boehmeria nivea) 4

1.1.1.

Đặc điểm thực vật 4

1.1.2.

Thành phần hóa học 5

1.2.

Tinh bột 6

1.2.1.

Amylose. 7


Cấu tạo của amylose 7

1.2.1.1.

Tính chất của amylose 8

1.2.1.2.
1.2.2.

Amylopectin 9


Cấu tạo 9

1.2.2.1.

Tính chất 9

1.2.2.2.
1.2.3.

Những tính chất vật lý của huyền phù tinh bột trong nước 9


Độ tan của tinh bột 9

1.2.3.1.

Sự trương nở 10

1.2.3.2.

Tính chất hồ hóa của tinh bột 10

1.2.3.3.

Khả năng tạo gel và hiện tượng thoái hóa tinh bột 11

1.2.3.4.
1.3.

Bột nếp 16

1.3.1.

Giới thiệu chung về bột nếp 16

1.3.2.

Thành phần hoá học của gạo nếp 16

1.4.

Tinh bột sắn (Tinh bột khoai mì) 18

1.5.

Tinh bột khoai lang 19


CHƯƠNG 2.

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1.

Phương tiện nghiên cứu 22

2.1.1.

Địa điểm tiến hành nghiên cứu 22

2.1.2.

Đối tượng nghiên cứu 22

2.1.3.

Thiết bị và dụng cụ 22

2.1.4.

Hóa chất 23

2.2.

Quy trình dự kiến 23

2.2.1.

Quy trình dự kiến 23

2.2.1.

Thuyết minh quy trình 25


Quy trình sản xuất sản phẩm bột bánh ít lá gai 25

2.2.1.1.

Quy trình sản xuất tinh bột khoai lang 26

2.2.1.2.

Quy trình sản xuất bột khoai lang biến tính bằng hồ hóa sơ bộ 27

2.2.1.3.

Quy trình chế biến để đánh giá bột bánh ít thành phẩm 27

2.2.1.4.
2.3.

Bố trí thí nghiệm 28

2.3.1.

Khảo sát nguyên liệu ban đầu 30


Lá gai (Boehmeria nivea) 30

2.3.1.1.

Bột nếp 30

2.3.1.2.
2.3.2.

Nghiên cứu tính chất của lá gai 31


Khảo sát hoạt tính chống oxi hóa của lá gai 31

2.3.2.1.

Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của lá gai 32

2.3.2.2.
2.3.3.

Xác định tỷ lệ amylose và amylopectin trong tinh bột sắn và tinh bột
khoai lang. 33

2.3.4.

Nghiên cứu công thức làm giảm thoái hóa tinh bột cho bột nếp 34



Nghiên cứu tỉ lệ bổ sung bột khoai lang vào bột nếp 34

2.3.4.1.

Nghiên cứu công thức tỉ lệ phối trộn tinh bột khoai lang vào bột nếp
2.3.4.2.
36


Nghiên cứu công thức tỉ lệ phối trộn tinh bột khoai mì vào bột nếp
2.3.4.3.
38

2.3.5.

Khảo sát nhiệt độ thời gian chần lá gai 40

2.3.6.

Hoàn thiện sản phẩm 41


Nghiên cứu tỷ lệ bổ sung lá gai vào sản phẩm 41

2.3.6.1.

Nghiên cứu tỷ lệ bổ sung đường vào sản phẩm 43

2.3.6.1.

Đánh giá chất lượng toàn diện sản phẩm 45

2.3.6.2.
CHƯƠNG 3.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 48

3.1.

Khảo sát nguyên liệu ban đầu 49

3.1.1.

Lá gai 49


Độ ẩm và tro toàn phần 49

3.1.1.1.

Polyphenol tổng 49

3.1.1.2.
3.1.2.

Kết quả khảo sát nguyên liệu bột nếp 51

3.2.

Khảo sát các tính chất của lá gai 51

3.2.1.

Khảo sát hoạt tính chống oxi hóa của lá gai 51

3.2.2.

Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của lá gai 54

3.3.

Xác định tỉ lệ amylose và amylopectin trong các loại tinh bột 57

3.4.

Nghiên cứu công thức làm giảm thoái hóa tinh bột cho bột nếp 59

3.4.1.

Nghiên cứu tỉ lệ bổ sung bột khoai lang vào bột nếp 59

3.4.2.

Nghiên cứu công thức tỉ lệ phối trộn tinh bột khoai lang vào bột nếp 62


3.4.3.

Nghiên cứu công thức tỉ lệ phối trộn tinh bột khoai mì (tinh bột sắn) vào
bột nếp 63

3.5.

Khảo sát nhiệt độ và thời gian chần lá gai 66

3.6.

Hoàn thiện sản phẩm 69

3.6.1.

Khảo sát tỷ lệ bổ sung lá gai trong sản phẩm 69

3.6.2.

Khảo sát tỷ lệ bổ sung đường trong sản phẩm 72

3.6.3.

Đánh giá chất lượng toàn diện sản phẩm 74


Chỉ tiêu cảm quan 74

3.6.3.1.

Chỉ tiêu hóa lý 76

3.6.3.2.

Chỉ tiêu vi sinh 77

3.6.3.3.
CHƯƠNG 4.

: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78

4.1.

Kết luận 79

4.2.

Kiến nghị 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

PHỤ LỤC i



DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của lá cây lá gai 5

Bảng 1.2:Hàm lượng vitamine và chất khoáng trong lá cây lá gai 6

Bảng 1.3: Nhiệt độ hồ hóa của một số loại tinh bột 10

Bảng 1.4: Thành phần hóa học của nếp trắng 17

Bảng 1.5: Hàm lượng vitamin và khoáng chất có trong gạo nếp 17

Bảng 1.6: Thành phần hóa học của tinh bột sắn 19

Bảng 2.1: Chỉ tiêu khảo sát nguyên liệu lá gai ban đầu 30

Bảng 2.2: Chỉ tiêu khảo sát nguyên liệu bột nếp ban đầu 30

Bảng 2.3: Bố trí thí nghiệm khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của lá gai 31

Bảng 2.4: Bố trí thí nghiệm khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của lá gai 32

Bảng 2.5: Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ amylose và amylopectin trong tinh bột 34

Bảng 2.6: Tỷ lệ bổ sung bột khoai lang vào bột nếp 35

Bảng 2.7: Đánh giá cảm quan về độ cứng của bột: 36

Bảng 2.8: Tỷ lệ bổ sung tinh bột khoai lang vào bột nếp 37

Bảng 2.9: Đánh giá cảm quan về độ cứng của bột: 38

Bảng 2.10: Tỷ lệ bổ sung bột khoai mì vào bột nếp 39
Bảng 2.11: Đánh giá cảm quan về độ cứng của bột: 40

Bảng 2.12: Bảng bố trí thí nghiệm khảo sát nhiệt độ, thời gian chần lá gai 41

Bảng 2.13: Bảng bố trí thí nghiệm nghiên cứu tỷ lệ bổ sung lá gai vào sản phẩm 42

Bảng 2.14: Chỉ tiêu đánh giá cảm quan thí nghiệm nghiên cứu tỷ lệ bổ sung lá gai vào sản
phẩm 43

Bảng 2.15: Bảng bố trí thí nghiệm nghiên cứu tỷ lệ bổ sung đường vào sản phẩm 44

Bảng 2.16: Chỉ tiêu đánh giá cảm quan thí nghiệm nghiên cứu tỷ lệ bổ sung đường vào
sản phẩm 45

Bảng 2.17: Chỉ tiêu cảm quan bánh ít lá gai thành phẩm sau chế biến 46

Bảng 2.18: Phương pháp xác định chỉ tiêu hóa lý thành phẩm cuối 47

Bảng 2.19:Giới hạn cho phép vi sinh vật trong sản phẩm 47

Bảng 3.1: Kết quả độ ẩm và tro của lá gai 49

Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm định lượng polyphenol tổng của lá gai 50

Bảng 3.3: Kết quả khảo sát nguyên liệu bột nếp 51

Bảng 3.4: Giá trị OD và HTCO (%) của cao chiết lá gai và Vitamin C 52

Bảng 3.5: Kết quả thí nghiệm khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của lá gai 56

Bảng 3.6: Tỷ lệ amylose/amylopectin của một số tinh bột 58

Bảng 3.7: Kết quả đánh giá cảm quan thí nghiệm nghiên cứu tỷ lệ bổ sung bột khoai lang
vào bột nếp 59

Bảng 3.8: Kết quả đánh giá cảm quan thí nghiệm nghiên cứu công thức tỉ lệ phối trộn tinh
bột khoai lang vào bột nếp 62

Bảng 3.9: Kết quả đánh giá cảm quan thí nghiệm nghiên cứu công thức tỷ lệ phối trộn
tinh bột khoai mì vào bột nếp 64

Bảng 3.10: Kết quả đo OD trung bình của thí nghiệm khảo sát nhiệt độ chần lá gai 67

Bảng 3.11: Điểm đánh giá cảm quan trung bình của thí nghiệm khảo sát tỷ lệ bổ sung lá
gai trong sản phẩm 70

Bảng 3.12: Kết quả điểm cảm quan trung bình của thí nghiệm khảo sát tỷ lệ bổ sung
đường trong sản phẩm 73
Bảng 3.13 : Đánh giá chất lượng cảm quan sản bột bánh ít lá gai 75


Bảng 3.14: Chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm bột bánh ít lá gai 76

Bảng 3.15: Giới hạn cho phép vi sinh vật trong sản phẩm 77


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cây Lá gai (Boehmeria nivea) 4

Hình 1.2: Cấu tạo phân tử amylose 7

Hình 1.3: Cấu trúc phân tử amylopectin 9

Hình 1.4: Sự hồ hóa và thoái hóa tinh bột 14

Hình 1.5: Gạo nếp và bột nếp 16

Hình 1.6: Sắn và tinh bột sắn 18

Hình 1.7: Vi ảnh của tinh bột sắn 19

Hình 1.8: Khoai lang 20

Hình 1.9: Vi ảnh của tinh bột khoai lang 20

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình sản xuất dự kiến sản phẩm bột bánh ít lá gai 23

Hình 2.2: Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột khoai lang 24

Hình 2.3: Sơ đồ quy trình sản xuất bột khoai lang 24

Hình 2.4: Quy trình chế biến để đánh giá bột bánh ít thành phẩm 25

Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu tỉ lệ bổ sung bột khoai lang vào bột nếp 35

Hình 2.6: Bố trí thí nghiệm nghiên cứu tỉ lệ bổ sung tinh bột khoai lang vào bột nếp 37

Hình 2.7: Bố trí thí nghiệm nghiên cứu tỉ lệ bổ sung tinh bột khoai mì vào bột nếp 39
Hình 2.8: Bố trí thí nghiệm nghiên cứu tỷ lệ bổ sung lá gai vào sản phẩm 42

Hình 2.9: Bố trí thí nghiệm nghiên cứu tỷ lệ bổ sung đường vào sản phẩm 44

Hình 3.1: Kết quả định tính polyphenol trong lá gai 49

Hình 3.2: Kết quả thí nghiệm khảo sát hoạt tính chống oxi hóa của cao chiết lá gai 52

Hình 3.3: Đồ thị thể hiện mối tương quan giữa nồng độ và hoạt tính chống oxi hóa của
cao chiết lá gai và vitamin C 53

Hình 3.4: Kết quả khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của lá gai với Staphylococcus aureus
54

Hình 3.5: Kết quả khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của lá gai với Salmonella typhi 54

Hình 3.6: Kết quả khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của lá gai với Pseudomonas
aeruginosa 55

Hình 3.7: Kết quả khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của lá gai với Escheria coli 55
Hình 3.8: Sản phẩm bánh ít lá gai bảo quan được lâu hơn so với đối chứng nhờ hoạt tính
kháng khuẩn của lá gai 57
Hình 3.9: Đồ thi thể hiện sự biến thiên mật độ quang theo hàm lượng amylose (%) 57

Hình 3.10: Đồ thị thể hiện điểm đánh giá cảm quan trung bình của thí nghiệm nghiên cứu
tỉ lệ bổ sung bột khoai lang vào bột nếp 60
Hình 3.11: Các nghiệm thức tỷ lệ bột khoai khác nhau so với đối chứng 60

Hình 3.12: Đồ thị thể hiện điểm đánh giá cảm quan trung bình của thí nghiệm nghiên cứu
công thức tỉ lệ phối trộn tinh bột khoai lang vào bột nếp 62

Hình 3.13: Các nghiệm thức vỏ bánh với bột nếp bổ sung tinh bột khoai lang cho màu sắc
giống nhau và giống với đối chứng 63

Hình 3.14: Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung tinh bột khoai mì đến khả năng
giảm thoái hóa tinh bột 64

Hình 3.15: Các nghiệm thức bột nếp bổ sung tinh bột khoai mì so với đối chứng (1) 65

Hình 3.16: Đồ thị thể hiện mối tương quan giữa nhiệt độ thời gian chần đến lượng
polyphenol theo nhóm thời gian 68


Hình 3.17: Đồ thị thể hiện mối tương quan giữa nhiệt độ thời gian chần đến lượng
polyphenol theo nhóm nhiệt độ 68

Hình 3.18: Các nghiệm thức thí nghiệm khảo sát tỷ lệ lá gai trong sản phẩm với bột nếp
trộn với bột khoai lang 70

Hình 3.19: Các nghiệm thức thí nghiệm khảo sát tỷ lệ lá gai trong sản phẩm với bột nếp
trộn với tinh bột khoai mì 71

Hình 3.20: (1) Lá gai sử dụng trong sản phẩm có màu sắc đẹp hơn so với (2) Lá gai sấy ở
điều kiện thường và (3) Lá gai không chần 71

Hình 3.21: Biểu đồ thể hiện điểm cảm quan trung bình của thí nghiệm khảo sát tỷ lệ bổ
sung lá gai 72

Hình 3.22: Biểu đồ thể hiện điểm cảm quan trung bình của thí nghiệm khảo sát tỷ lệ bổ
sung đường 73

Hình 3.23: Kết quả định tính polyphenol trong lá gai của sản phẩm bột bánh ít lá gai 76

Hình 4.1: Sơ đồ quy trình sản xuất bột bánh ít lá gai 1 80

Hình 4.2: Sơ đồ quy trình sản xuất bột bánh ít lá gai 2 81

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S TẠ ĐĂNG KHOA

SVTH: NGUYỄN THỊ HỒNG NHI Trang 1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Cây Lá gai (Boehmeria nivea) là một loài cây khá phổ biến ở Việt Nam cũng như
nhiều nước trên thế giới. Ở Việt Nam, chúng phân bố từ Bắc vào Nam bởi cây dễ trồng,
dễ sống và dễ phát triển. Thân cây lá gai thường được sử dụng để làm sợi đan lưới hoặc
dệt vải, lá thường được sử dụng để chế biến một loại bánh cổ truyền ở Việt Nam là bánh
ít lá gai. Theo Đông y, lá gai có tính ngọt, hàn, không độc, có tác dụng tả nhiệt, tán ứ,…
thường dùng trong các bài thuốc an thai, lợi tiểu, giúp cầm máu, làm lành vết thương hay
làm thuốc an thần. Trong lá gai cũng có chứa những hợp chất phenolic có khả năng chống
oxy hóa và diệt khuẩn cao, có lợi cho sức khỏe người sử dụng.
Lá gai có màu sắc đẹp với hương vị đặc trưng, góp phần tạo cho sản phẩm bánh ít
lá gai thêm thơm ngon hấp dẫn. Bánh ít lá gai có thể bảo quản được lâu hơn so với các
sản phẩm bánh ít thông thường ở cùng điều kiện bảo quản. Từ những kinh nghiệm làm
bánh và chữa bệnh dân gian đó cho thấy lá gai có khả năng kháng khuẩn nhất định, các
hợp chất phenolic trong lá cũng có tác dụng chống oxi hóa cần được nghiên cứu, chứng
minh. Tuy nhiên, các nghiên cứu chính xác về hoạt tính, tính chất của lá gai vẫn chưa rõ.
Sản phẩm bánh ít lá gai truyền thống cũng có khuyết điểm chính do sự thoái hóa
tinh bột làm vỏ bánh dễ bị cứng sau khoảng 4-5 ngày ở điều kiện thường, làm giảm chất
lượng cảm quan của bánh, khiến cho việc phân phối sản phẩm gặp khó khăn.
Vì những lý do trên, em quyết định thực hiện đề tài “Nghiên cứu nâng cao chất
lượng sản phẩm bột bánh ít lá gai (Boehmeria nivea)” nhằm khảo sát khả năng kháng
khuẩn, chống oxi hóa của lá gai, khắc phục hiện tượng thoái hóa tinh bột của bột nếp từ
đó ứng dụng vào sản phẩm bánh ít lá gai. Xây dựng quy trình sản xuất bột bánh ít lá gai
vừa tiện dụng, vừa chứa các đặc tính quý của lá gai, chứa hoạt chất sinh học có lợi cho
sức khỏe của người sử dụng. Mở ra hướng ứng dụng mới có hiệu quả kinh tế cao hơn cho
cây lá gai và góp phần nâng cao tính phổ biến cho sản phẩm truyền thống Việt Nam.

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S TẠ ĐĂNG KHOA
SVTH: NGUYỄN THỊ HỒNG NHI Trang 2

 Mục tiêu nghiên cứu
Khảo sát nguyên liệu lá gai, và các tính chất của lá gai như hoạt tính chống oxi
hóa, hoạt tính kháng khuẩn của dịch chiết lá gai (Boehmeria nivea).
Xác định tỉ lệ amylose/amylopectin trong một số loại tinh bột thông dụng: tinh bột
nếp, tinh bột khoai mì và tinh bột khoai lang.
Xây dựng tỉ lệ bổ sung thích hợp của các loại bột vào bột nếp nhằm khắc phục hiện
tượng cứng vỏ bánh do thoái hóa tinh bột trong bột nếp, nâng cao chất lượng vỏ bánh.
Nghiên cứu xử lý nguyên liệu lá gai và xây dựng công thức tỉ lệ phối trộn của lá
gai và bột nếp trong sản phẩm, hoàn thiện sản phẩm.


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S TẠ ĐĂNG KHOA
SVTH: NGUYỄN THỊ HỒNG NHI Trang 3











CHƯƠNG 1.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S TẠ ĐĂNG KHOA

SVTH: NGUYỄN THỊ HỒNG NHI Trang 4

1.1. Lá gai (Boehmeria nivea)
1.1.1. Đặc điểm thực vật
Giới: Plantae
Ngành: Magnoliophyta
Lớp: Magnoliopsida
Bộ: Urticalesk
Họ: Urticaceae
Chi: Boehmeria
Loài: Boehmeria nivea
Tên khoa học: Boehmeria nivea
Hình 1.1. Cây Lá gai (Boehmeria nivea)
Lá gai (Boehmeria nivea) là một loại cây thân thảo lâu năm khỏe mạnh thuộc họ
Urticaceae, thường mọc thành bụi, cao khoảng 1,5-2m, thân thường không phân cành, có
đường kính từ 12-20mm, lúc non màu xanh và có lông mềm, sau màu nâu nhạt và hóa gỗ.
Ngày nay, nó được trồng chủ yếu ở Trung Quốc và các nước khác ở châu Á bao gồm
Philippines, Ấn Độ, Hàn Quốc, Thái Lan và Việt Nam.
Lá lớn, mọc so le, hình tim, dài 7-15 cm, rộng 4-8 cm mép có răng cưa, đáy lá hình
tim hay hơi tròn, đầu lá thường có hình mũi nhọn, có 3 gân từ cuống phát ra. Mặt trên lá
có màu xanh lục sẫm và nhẵn, mặt dưới nhẵn và có các lông nhỏ màu trắng.
Hoa đơn tính cùng gốc, hoa đực có 4 lá đài và 4 nhị. Hoa cái có đài hợp chia làm 3
ngăn. Cụm hoa hình chùy hay hình cụm mọc ở nách lá, dài 3-8 cm, mỗi nhánh mang các
cụm hoa chụm lại hay tách xa nhau [5]. Các cụm hoa đực thường nhỏ với 3-10 hoa, cụm
hoa cái lớn hơn và thường mang 10-30 hoa. Hoa đực nở trước và hoa thụ phấn nhờ gió.
Quả bế, hình cầu đến hình trứng, đường kính khoảng 1 mm, bao bọc bởi bao hoa,
có lông, màu vàng nâu. Hạt có kích thước rất nhỏ khoảng 7000 hạt/g và có màu nâu đen.
Cây lá gai được trồng ở khắp nơi trong nước để lấy sợi hay lấy lá. Cây gai phát
triển tốt ở các khu vực có lượng mưa tốt và khí hậu ấm áp, ẩm ướt, nhiệt độ khoảng 25-
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S TẠ ĐĂNG KHOA

SVTH: NGUYỄN THỊ HỒNG NHI Trang 5

30
0
C trong suốt mùa hè và lượng mưa trung bình hằng năm từ 1500-3000 mm. Cây
thường trồng dưới độ cao 300 m trên mực nước biển. Cây gai khá nhạy cảm với sương
giá, gió mạnh. Độ ẩm tương đối khoảng 80% là tốt nhất cho giai đoạn phát triển của cây.
Đất thích hợp cho trồng cây gai là đất cát pha sét hoặc mùn hoặc đất cát, đất sét và đất sỏi
thì không phù hợp. Đất phải cung cấp đủ độ ẩm, thoát nước tốt, không ngập úng hay lũ
lụt. Độ pH của đất cho cây sinh trưởng tốt khoảng 5,5-5,6.
1.1.2. Thành phần hóa học
Các phần trên mặt đất của lá gai có hàm lượng dinh dưỡng khá cao: trong 100g
chứa 11-28g protein, ở lá protein chiếm khoảng 20-24%, 9-29g chất xơ, 15-17g chất tro.
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của lá cây lá gai
Thành phần Hàm lượng (%)
Nước 7.94
Lipid thô 4.98
Protein thô 24.29
Tro thô 11.47
(Youn Ri Lee, Jin Woo Nho et al., 2009)


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S TẠ ĐĂNG KHOA
SVTH: NGUYỄN THỊ HỒNG NHI Trang 6

Bảng 1.2:Hàm lượng vitamine và chất khoáng trong lá cây lá gai
Chất Hàm lượng mg/100g
Calcium (Ca) 1874
Potassium (K) 1433
Magnesium (Mg) 362.52

Iron (Fe) 16.81
Natri (Na) 15.64
Zn 4.15
Cu 0.79
α-Tocopherol 9,79
β-Tocopherol 0,18
γ-Tocopherol 1,44
(Youn Ri Lee, Jin Woo Nho et al., 2009)
Ngoài ra trong lá gai còn chứa nhiều hoạt chất sinh học. Hàm lượng polyphenol
tổng và flavonoid của chiết xuất ethanol 70% thu được từ lá gai rất cao với giá trị lần lượt
là 149.58 mg/g và 49.24 mg/g [9]. Matsuura et al., (1973) công bố các chất acid boehnic,
acid palmatic, acid stearic, acid ursolic, acid 19α-hydroxyursolic, β-sitosterol, β-
sitosteryl-β-D-glucoside,… Laranjinha et al., (1992) công bố hai chất Chlorogenic acid và
rhoifolin phân lập từ lá cây Gai. Liu C et al., (2010) nghiên cứu thành phần lá gai và công
bố trong lá có chứa các hợp chất: kiwiionoside, eugenyl beta-rutinoside, uracil 3-hydroxy-
4-methoxy-benzoic acid, cholesterol, alpha-amyrin, nonacosanol.
1.2. Tinh bột
Tinh bột không phải một hợp chất đồng thể mà gồm hai polysaccharide khác nhau:
amylose và amylopectin. Ngoài hai thành phần này tinh bột còn có một phần rất nhỏ các
chất béo, protein và các chất tro. Trong các thành phần phụ, lipid là đáng kể nhất. Các
chất béo thường là phospholipid, chúng thường liên kết với thành phần amylose và phần
lớn nằm trên bề mặt hạt tinh bột [3].
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S TẠ ĐĂNG KHOA
SVTH: NGUYỄN THỊ HỒNG NHI Trang 7

Amylose và amylopectin là hai polymer cấu tạo từ các đường đơn α-D-glucose,
amylose có cấu tạo mạch thẳng còn amylopectin có cấu tạo mạch nhánh. Đặc điểm cấu
tạo và tỷ lệ của chúng sẽ quyết định tính chất của tinh bột. Trong đa số các loại tinh bột, tỉ
lệ amylose/amylopectin xấp xỉ ¼. Các loại tinh bột khác nhau thì hàm lượng amylose và
amylopectin cũng khác nhau. Thường trong tinh bột loại nếp (gạo nếp hoặc ngô nếp) gần

như 100% là amylopectin. Trong tinh bột đậu xanh, dong riềng hàm lượng amylose chiếm
trên dưới 50% [6]
1.2.1. Amylose [1], [2].
Cấu tạo của amylose
1.2.1.1.
Amylose là polysaccharide có cấu tạo mạch thẳng, không phân nhánh trong đó
gồm các D-glucose kết hợp với nhau bằng liên kết α-1,4-glycoside, có độ dài gần 300-
1000 gốc glucose, dạng xoắn ốc, theo kiểu lò xo, mỗi vòng xoắn gồm có 6 gốc glucose.
Phân tử amylose có một đầu khử và một đầu không khử. Khi bị thủy phân hoàn toàn tạo
ra đường maltose và glucose.

Hình 1.2: Cấu tạo phân tử amylose
Trong hạt tinh bột, trong dung dịch hay trạng thái thoái hóa, amylose tồn tại ở
trạng thái mạch giãn, còn khi có tác nhân kết tủa thì amylose tồn tại ở trạng thái xoắn ốc,
với mỗi vòng 6 gốc glucose.

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S TẠ ĐĂNG KHOA
SVTH: NGUYỄN THỊ HỒNG NHI Trang 8

Tính chất của amylose
1.2.1.2.
- Độ hòa tan:
Amylose mới tách từ tinh bột thường có độ hòa tan cao, song cũng không bền và
nhanh chóng bị thoái hóa.
Amylose thường tan trong các dung môi sau: cloralhydrate, formamit, dichloacetic
acid, piolidin, dimethylsulfocid, acetamic, etylendiamine, piperazin, formic acid.
Dung dịch amylose trong đa số các dung môi này đều có độ nhớt cao, dung môi tốt
nhất là dimethylsulfocid. Nếu dung môi khan thì có thể hòa tan được 50% khối lượng
amylose có độ ẩm từ 7-10%. Sau đó thêm nước vào amylose lại kết tủa.
- Tính lưu biến:

Trong dung dịch, các phân tử amylose có khuynh hướng liên kết lại với nhau để
tạo ra tinh thể. Khi sự liên hợp xảy ra với tốc độ tối thiểu thì Amylose sẽ tạo ra khối
không tan của các hạt đã thoái hóa, khi tốc độ liên hợp cực đại thì amylose chuyển thành
thể keo.
Amylose đã thoái hóa thường không tan trong nước lạnh, nhưng lại có khả năng
hấp thụ một lượng nước lớn. Một số amylose có thể hấp thụ một lượng nước gấp bốn lần
trọng lượng của nó.
- Phản ứng với iode
Khi tương tác với iode, amylose cho phức màu xanh đặc trưng. Vì vậy, người ta
thường dùng phương pháp trắc quang để xác định hàm lượng amylose thông qua việc xác
định cường độ màu của phức này.
- Sự thoái hóa của amylose:
Hiện tượng hạt tinh bột sau khi hồ hóa, trở về trạng thái kết tinh ban đầu gọi là sự
thoái hóa. Hiện tượng này là kết quả của sự tạo thành liên kết hydro giữa các phân tử
amylose vừa có nhóm hydroxyl vừa có nhóm tiếp cận hydro, các phân tử amylose mạch
đã giãn thường định hướng với nhau dễ dàng hơn các phân tử amylose cứng nhắc. Do đó,
sự thoái hóa liên quan nhiều đến amylose [6].
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S TẠ ĐĂNG KHOA
SVTH: NGUYỄN THỊ HỒNG NHI Trang 9

1.2.2. Amylopectin [4]
Cấu tạo
1.2.2.1.
Amylopectin có mạch phân nhánh do các gốc α- D- glucoside liên kết với nhau
bằng liên kết α- 1,4 gluoside, còn ở điểm phân nhánh là liên kết α- 1,6 glucoside.
Phân tử amylopectin lớn và dị thể hơn nhiều so với amylose, phân tử lượng trung
bình khoảng 4-5.10
8
(2.5- 3.10
6

DP).

Hình 1.3: Cấu trúc phân tử amylopectin
Tính chất
1.2.2.2.
Amylopectin không có khả năng liên kết với butanol hoặc những hợp chất hữu cơ
khác. Khi hòa tan trong nước sôi amylopectin sẽ tạo ra dung dịch
Amylopectin chỉ tan trong nước nóng có áp suất và cho dung dịch có có độ nhớt rất
cao và bền vững. Khi tác dụng với butanol và pentanol không bị kết tủa, không bị hấp thụ
trên cellulose. Dung dịch bền, không bị lắng cặn khi để yên
1.2.3. Những tính chất vật lý của huyền phù tinh bột trong nước
Độ tan của tinh bột
1.2.3.1.
Amylose mới tách từ tinh bột có độ tan cao hơn song không bền nên nhanh chóng
bị thoái hóa trở nên không hòa tan trong nước. Amylopectin khó tan trong nước ở nhiệt
độ thường mà chỉ tan trong nước nóng.
Tinh bột bị kết tủa trong cồn, vì vậy cồn là một tác nhân tốt để tăng hiệu quả thu
hồi tinh bột.
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S TẠ ĐĂNG KHOA
SVTH: NGUYỄN THỊ HỒNG NHI Trang 10

Sự trương nở
1.2.3.2.
Khi ngâm tinh bột vào nước thì thể tích hạt tăng do sự hấp thụ nước, làm cho hạt
tinh bột trương phồng lên. Hiện tượng này gọi là hiện tượng trương nở của hạt tinh bột.
Độ tăng kích thước trung bình của một số loại tinh bột khi ngâm vào nước như sau: tinh
bột bắp 9,1%, tinh bột khoai tây 12,7%, tinh bột sắn 28,4%.
Tính chất hồ hóa của tinh bột
1.2.3.3.
Nhiệt độ để phá vỡ hạt chuyển tinh bột từ trạng thái đầu có mức độ oxi hóa khác

nhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt độ hồ hóa. Phần lớn tinh bột bị hồ hóa khi nấu và
trạng thái trương nở được sử dụng nhiều hơn ở trạng thái tự nhiên. Các biến đổi hóa lý khi
hồ hóa như sau: hạt tinh bột trương lên, tăng độ trong suốt và độ nhớt, các phân tử mạch
thẳng và nhỏ thì hòa tan và sau đó liên hợp lại với nhau để tạo thành gel. Nhiệt độ hồ hóa
không phải là một điểm mà là một khoảng nhiệt độ nhất định. Tùy điều kiện hồ hóa như
nhiệt độ, nguồn gốc tinh bột, kích thước hạt và pH mà nhiệt độ phá vỡ và trương nở của
tinh bột biến đổi một cách rộng lớn.
Bảng 1.3: Nhiệt độ hồ hóa của một số loại tinh bột
Tinh bột tự nhiên Nhiệt độ hồ hóa (
0
C)
Ngô 62-73
Ngô nếp 62-72
Lúa miến 68-75
Lúa miến nếp 67-74
Gạo 68-74
Lúa mì 59-62
Sắn 52-59
Khoai tây 59-70
(Bùi Đức Hợi và cộng sự, 2006)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S TẠ ĐĂNG KHOA
SVTH: NGUYỄN THỊ HỒNG NHI Trang 11

Khả năng tạo gel và hiện tượng thoái hóa tinh bột
1.2.3.4.
 Khả năng tạo gel của tinh bột
Tinh bột sau khi để nguội, các phân tử sẽ tương tác với nhau và sắp xếp lại theo
một cách có trật tự để tạo thành gel tinh bột với cấu trúc mạng 3 chiều. Để tạo được gel
thì dung dịch tinh bột phải có nồng độ đậm đặc vừa phải, phải được hồ hóa để chuyển tinh

bột thành trạng thái hòa tan và sau đó để nguội ở trạng thái yên tĩnh. Trong gel tinh bột
chỉ có các liên kết hydro tham gia, có thể nối trực tiếp các mạch polyglucoside hoặc gián
tiếp qua các phân tử nước.
Vì tinh bột chứa cả amylose và amylopectin nên trong gel tinh bột có vùng kết tinh
và vùng vô định hình. Tham gia vào vùng kết tinh có các phân tử amylose và các đoản
mạch amylopectin kết dính với nhau. Cấu trúc nhiều nhánh mà chủ yếu là các nhánh bên
của phân tử amylopectin sẽ cản trở sự dàn phẳng và sự kết tinh. Vùng kết tinh vừa nằm
trong các hạt đã trương vừa nằm trong dung dịch nước giữa các hạt sẽ tạo ra độ bền và độ
đàn tính của gel. Phần của đại phân tử amylose và amylopectin nối vào mixen kết tinh
nhưng nằm trong phần vô định hình ở giữa các mixen sẽ tạo cho gel một áp suất nhất định
không bị phá huỷ và trong một chừng mực đáng kể áp suất này do số lượng tương đối của
các phân tử trong phần vô định hình quyết định.
Các tinh bột vừa chứa amylose và amylopectin nên có khuynh hướng tạo gel như
nhau khi ở nồng độ tương đối thấp. Chỉ có tinh bột khoai tây là khả năng này kém hơn, có
thể là do hàm lượng Amylose của nó cao hơn nhưng trước hết là do độ dài bất thường và
mức độ phân nhánh yếu của Amylose sẽ cản trở sự uốn thẳng để tạo ra cấu trúc mixen.
Các tinh bột giàu amylopectin như tinh bột ngô nếp, có độ phân nhánh cao thường cản trở
sự tạo gel khi ở nồng độ thấp nhưng khi ở nồng độ cao (khoảng 30%) thì cũng tạo được
gel.
Tinh bột cũng có thể đồng tạo gel với protein. Nhờ tương tác này mà khả năng giữ
nước, độ cứng và độ đàn hồi của gel protein được tốt hơn. Gel từ tinh bột giàu Amylose
thường cứng và đàn hồi kém.
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S TẠ ĐĂNG KHOA
SVTH: NGUYỄN THỊ HỒNG NHI Trang 12

 Sự thoái hóa tinh bột
Khi gel tinh bột để nguội một thời gian dài các sợi tinh bột sẽ tiến gần đến nhau tạo
liên kết hydro nội phân tử, giảm liên kết với nước và tách nước, gel tinh bột sẽ co lại và
lượng dịch thể sẽ thoát ra, gọi là sự thoái hóa. Quá trình này sẽ càng tăng mạnh nếu gel để
lạnh đông rồi sau đó tan giá.

Có hiện tượng thoái hóa là do hình thành nhiều cầu hydro giữa các phân tử tinh
bột. Các phân tử amylose có mạch thẳng nên định hướng với nhau dễ dàng và tự do hơn
các phân tử amylopectin. Do đó, hiện tượng thoái hóa liên quan tới phân tử amylose là
chủ yếu. Thông thường tinh bột có hàm lượng amylose càng cao thì sự thoái hóa càng
lớn. Khuynh hướng thoái hóa tăng tương ứng với tỉ lệ amylose tăng, ví dụ như bột mì với
25% amylose sẽ dễ thoái hóa, trái lại bắp nếp không có amylose tạo ra một dạng gel sợi
dài và sẽ không bị thoái hóa.
Sự thoái hóa bao gồm các giai đoạn sau:
+ Đầu tiên các mạch thẳng được uốn lại.
+ Tiếp theo vỏ hydrate bị mất và các mạch được định hướng.
+ Các cầu hydro được hình thành giữa các nhóm OH.
- Sự thoái hóa Amylose: [11]
Vùng không kết tinh tồn tại sau sự hồ hóa của tinh bột và làm lạnh thì không ở
trạng thái cân bằng. Trên sự thoái hóa của mẫu, một chu trình của sự ghép cặp và sự kết
tinh các chuỗi polysaccharide xảy ra. Nó được khám phá ra lần đầu tiên năm 1852
(Boussingault, 1852). Suốt quá trình thoái hóa tinh bột, sự thay đổi của amylose và
amylopetin xảy ra theo những quy luật khác nhau.
Sự thoái hóa amylose diễn ra tương đối nhanh so với sự thoái hóa amylopectin.
Amylose hòa tan sau quá trình hồ hóa giảm nhanh chóng là kết quả của sự thoái hóa suốt
24h đầu và ít có thay đổi nào về sau (Zobel and Kulp, 1996). Van Soest et al. (1994), theo
dõi sự thoái hóa của hệ thống tinh bột khoai tây- nước (10 %w/w), thu được kết quả tương
tự. Họ quan sát các bước của chu trình thoái hóa, bước đầu tiên bao gồm sự hình thành
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S TẠ ĐĂNG KHOA
SVTH: NGUYỄN THỊ HỒNG NHI Trang 13

của những chuỗi xoắn amylose và sự hình thành nhanh chóng của những vùng kết tinh
amylose. Sự thoái hóa amylopectin diễn ra chậm hơn rất nhiều.
Miles et al.(1985), sử dụng một loạt các kỹ thuật bao gồm đo độ nhớt, đo độ đục và
nhiễu xạ x-quang, để nghiên cứu sự thoái hóa amylose trong dung dịch nước (<10% tinh
bột w/w), tìm ra rằng nếu phức hợp polymer-polymer xuất hiện tại nồng độ C*, tại < C*

sự kết tủa được quan sát thấy, ngược lại tại > C* là hình thái gel. Sự hình thành gel liên
kết hệ thống những pha riêng biệt, khi đó sự kết tinh dần dần phát triển trong những pha
giàu polymer.
Sarko and Wu (1978) trong một nghiên cứu khác, đề xuất rằng sự tạo gel với
amylose có thể xảy ra tại những vùng xoắn kép “vùng gel liên kết” (gồm các phân tử
amylose và các đoản mạch amylopectin) hình thành giữa phân tử. Nghiên cứu này giống
với kết quả thu được bởi Gidley (1989) sử dụng NMR. Gidley đã chỉ ra rằng sự tạo gel
không thể hình thành từ vùng “vô định hình” (phần các đại phân tử amylose và
amylopectin nối vào mixen kết tinh), do đó cho thấy một tương tác phân tử cụ thể xảy ra
trong gel. Mô hình gel amylose thoái hóa gồm các chuỗi xoắn đôi vùng kết tinh được kết
nối bằng những chuỗi đơn vô định hình.
Goodfellow and Wilson (1990) chuẩn bị gel 10% w/w amylose và theo dõi sự thoái
hóa của dung dịch đó với FTIR, đề xuất một mô hình cho các quá trình xảy ra trong thoái
hóa amylose. Ngay sau khi hồ hóa, các amylose trong phân tử tách ra hoạt động tự do
trong dung dịch keo phân tán bên ngoài hạt tinh bột. Tuy nhiên, khá nhanh chóng, sẽ xảy
ra sự sắp xếp lại các phân tử đồng thời hoặc trước khi giai đoạn tách pha xảy ra. Các phân
tử amylose sau đó có thể tập hợp lại với nhau để tạo thành cấu trúc tinh thể. Vẫn còn lại
vùng vô định hình không có trật tự kết nối với các khu vực kết tinh, và ở đó sẽ không có
thay đổi đáng kể của các năng lượng liên kết. Theo Gidley và Bulpin (1989) độ dài chuỗi
ngắn và nồng độ thấp dễ kết tủa amylose hơn, trong khi cho độ dài chuỗi dài, rộng liên kết
ngang xảy ra, từ đó sẽ dẫn đến sự tạo gel. Nếu theo như Gidley (1989), chiều dài của vùng
kết tinh ngắn hơn một cách đáng kể so với tổng chiều dài của chuỗi, những chuỗi đơn
tham gia phân chia nhiều vùng kết tinh riêng biệt bởi các liên kết ngang (Gidley và