khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lý (sodium bisulfit và acid ascorbic) đến chất lượng tinh bột của bốn giống khoai lang

i


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG


NGUYỄN THỊ MỸ LOAN


KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA QUÁ
TRÌNH XỬ LÝ (SODIUM BISULFIT và ACID
ASCORBIC) ĐẾN CHẤT LƢỢNG TINH BỘT
CỦA BỐN GIỐNG KHOAI LANG



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC




Cần Thơ, 2014

ii

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGUYỄN THỊ MỸ LOAN


KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA QUÁ TRÌNH
XỬ LÝ (SODIUM BISULFIT và ACID
ASCORBIC) ĐẾN CHẤT LƢỢNG TINH BỘT
CỦA BỐN GIỐNG KHOAI LANG

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
Ts. NHAN MINH TRÍ






CẦN THƠ, 2014

i


CẢM TẠ
Thành kính ghi ơn sâu sắc đến Cha, Mẹ ngƣời có công sinh thành và dƣỡng
dục và nuôi dạy con trong suốt chặn đƣờng đời và học tập.
Em xin chân thành cám ơn thầy cô Trƣờng Đại Học Cần Thơ và Bộ môn

Công Nghệ Thực Phẩm thuộc Khoa Nông Nghiệp & SHƢD–Trƣờng Đại Học
Cần Thơ đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý
báo của mình cho em trong suốt quá trình học tập tại Trƣờng.
Em xin chân thành cám ơn thầy Nhan Minh Trí đã tận tình giảng dạy và
hƣớng dẫn nhiệt tình về kiến thức lẫn kỹ năng trong suốt quá trình học tập,
nghiên cứu tại trƣờng để giúp em hoàn thành bài báo cáo tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cám ơn Cô Dƣơng Kim Thanh, anh, chị trong phòng thí
nghiệm đã chỉ bảo những kinh nghiệm của mình cho em và cung cấp những tƣ
liệu cần thiết để em hoàn thành báo cáo này.
Em xin chân thành cám ơn tập thể các bạn lớp Công Nghệ Thực Phẩm K37
đã cùng em gắn bó và chia sẽ trong quá trình học tập.
Một lần nữa em xin chân thành cám ơn!
Cần Thơ, Ngày tháng 12 năm 2014
Ngƣời thực hiện
Nguyễn Thị Mỹ Loan


ii

LỜI CAM KẾT
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết
quả trình bày trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất
kỳ công trình luận văn nào trƣớc đây.
Giáo viên hƣớng dẫn


Ts. Nhan Minh Trí
Tác giả

Nguyễn Thị Mỹ Loan


ii

TÓM TẮT
Khoai lang là một nguồn nguyên liệu dồi dào và phong phú không chỉ ở khu
vực Đông Nam Á mà còn ở Việt Nam. Tuy nhiên nếu khoai lang bị gãy và
không đạt chất lƣợng thì giá thành lại rất thấp. Việc tận dụng khoai lang rẻ để
sản xuất tinh bột cho ngành công nghiệp thực phẩm và các ngành khác (dệt,
giấy…) là cần thiết. Để tạo ra tinh bột trắng và đạt chất lƣợng, mục tiêu của đề
tài là (i): khảo sát ảnh hƣởng nồng độ NaHSO
3
đến màu sắc và tính chất của tinh
bột từ bốn giống khoai, (ii) khảo sát ảnh hƣởng nồng độ acid ascorbic đến màu
sắc và tính chất của tinh bột từ bốn giống khoai.
Kết quả nghiên cứu cho thấy sản phẩm tinh bột đạt yêu cầu về màu sắc và
tính chất của tinh bột khi trải qua công đoạn tinh chế sữa bột với NaHSO
3
80
ppm hoặc acid ascorbic 140,8 ppm. Tính chất hóa lý của tinh bột có sự thay đổi
bởi nồng độ xử lý của acid ascorbic và NaHSO
3
. Nhìn chung độ cứng gel giảm
khi sử dụng hóa chất NaHSO
3,
độ trƣơng nở và độ bền gel tăng. Khi tinh chế sữa
bột bằng acid ascorbic thì độ cứng gel giảm, độ trƣơng nở và độ bền gel giảm.
Từ khóa: Giống khoai (khoai tím, khoai trắng, khoai đỏ và khoai sữa),
NaHSO

3
, acid ascorbic, độ cứng gel, độ bền gel, độ trƣơng nở.



iii

MỤC LỤC
CẢM TẠ i
LỜI CAM KẾT ii
TÓM TẮT ii
DANH SÁCH BẢNG vi
DANH SÁCH HÌNH vii
CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU 1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2
CHƢƠNG 2. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 3
2.1 TỔNG QUAN VỀ KHOAI LANG 3
2.1.1 Nguồn gốc và phân bố 3
2.1.2 Một số giống khoai lang phổ biến ở nƣớc ta 3
2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang 5
2.1.4 Cấu tạo 6
2.1.5 Thành phần hóa học và giá trị dinh dƣỡng 7
2.2 CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA TINH BỘT 8
2.2.1 Khái niệm tinh bột 8
2.2.2 Tinh bột khoai lang 10
2.2.3 Tính chất hóa học của tinh bột 10
2.2.4 Những tính chất hóa lý và huyền phù tinh bột trong nƣớc 12
2.3 ỨNG DỤNG CỦA TINH BỘT 14
2.4 SỰ HÓA NÂU TRONG THỰC PHẨM 15

2.4.1 Giới thiệu về sự hóa nâu 15
2.4.2 Sự hóa nâu do enzyme 15
CHƢƠNG 3. PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP 20
NGHIÊN CỨU 20
3.1 PHƢƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 20
3.1.1 Địa điểm nghiên cứu 20

iv

3.1.2 Nguyên liệu 20
3.1.3 Hóa chất sử dụng 20
3.1.4 Thiết bị và dụng cụ sử dụng 20
3.2 PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 20
3.2.1 Phƣơng pháp tổng hợp, xử lý và phân tích số liệu 20
3.2.2 Quy trình sản xuất 20
3.2.3 Bố trí thí nghiệm 24
3.5 PHƢƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG PHÂN TÍCH CÁC
CHỈ TIÊU. 29
3.6 PHƢƠNG PHÁP THỐNG KÊ 29
CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30
4.1 ẢNH HƢỞNG CỦA GIỐNG KHOAI VÀ NỒNG ĐỘ NaHSO
3
ĐẾN
MÀU SẮC VÀ TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA TINH BỘT 30
4.1.1 Mức độ ảnh hƣởng của các giống khoai và nồng độ NaHSO
3
lên các
chỉ tiêu khảo sát 30
4.1.2 Tác động của giống khoai và NaHSO
3

trong quá trình tinh chế sữa bột
đến sự hóa nâu và tính chất hóa lý của tinh bột. 32
4.1.3 Mối tƣơng quan giữa các chỉ tiêu đánh giá 36
4.1.4 Kết luận 36
4.2 ẢNH HƢỞNG CỦA LOẠI KHOAI VÀ NỒNG ĐỘ ACID ASCORBIC
ĐẾN MÀU SẮC VÀ TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA TINH BỘT 37
4.2.1 Mức độ ảnh hƣởng của các giống khoai và nồng độ acid ascorbic lên
các chỉ tiêu khảo sát 37
4.2.2 Tác động của giống khoai và acid ascorbic trong quá trình tinh chế
sữa bột đến các sự hóa nâu và tính chất hóa lý của tinh bột. 39
4.2.3 Mối tƣơng quan giữa các chỉ tiêu đánh giá 43
4.2.4 Kết luận 44
Chƣơng 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 45
5.1 KẾT LUẬN 45
5.2 ĐỀ XUẤT 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

v

PHỤ LỤC 50



vi

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1 Thành phần hóa học trung bình của khoai lang 7
Bảng 2.2 Thành phần hóa học của khoai lang theo căn bản khô 8
Bảng 2.3 Hàm lƣợng amylose và amylopectin của tinh bột trong khoai lang 8
Bảng 2.4 Các kiểu phản ứng hóa nâu trong thực phẩm 15

Bảng 2.5 Một số cơ chất cho phản ứng hóa nâu tìm thấy ở thực vật. 16
Bảng 3.1 Các phƣơng pháp về các chỉ tiêu phân tích 29
Bảng 4.1 Trung bình bình phƣơng các chỉ tiêu về đặc tính hóa lý của tinh bột
khoai lang sau khi đƣợc tinh chế bằng NaHSO
3
. 30
Bảng 4.2 Phần trăm ảnh hƣởng của các giống khoai và các nồng độ NaHSO
3
và
sự tƣơng tác giữa chúng đối với các chỉ tiêu về đặc tính hóa, lý của tinh bột. 31
Bảng 4.3 Dƣ lƣợng SO
2
trong tinh bột khoai lang trong quá trình tinh chế sữa
bột bằng NaHSO
3
31
Bảng 4.4 Ảnh hƣởng của quá trình xử lý NaHSO3 đến tính chất tinh bôt từ bốn
giống khoai lang. 32
Bảng 4.5 Mối tƣơng quan giữa các chỉ tiêu khảo sát 36
Bảng 4.6 Trung bình bình phƣơng các chỉ tiêu về đặc tính hóa lý của tinh bột
khoai lang sau khi đƣợc tinh chế bằng acid ascorbic. 38
Bảng 4.7 Phần trăm ảnh hƣởng của các giống khoai và các nồng độ acid
ascorbic và sự tƣơng tác giữa chúng đối với các chỉ tiêu về đặc tính hóa, lý của tinh
bột. 39
Bảng 4.8 Ảnh hƣởng của quá trình xử lý với acid ascorbic đến tính chất tinh bột
từ bốn giống khoai lang. 40
Bảng 4.9 Mối tƣơng quan giữa các chỉ tiêu khảo sát 43

vii

DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1 Khoai lang 3
Hình 2.2 Khoai lang tím Nhật 4
Hình 2.3 Khoai lang bí 5
Hình 2.4 Cấu tạo tinh bột 9
Hình 2.5 Một phần cấu trúc amylose 9
Hình 2.6 Một phần cấu trúc amylopectin 10
Hình 2.7 Phản ứng thủy phân của tinh bột 11
Hình 3.1. Sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột khoai lang 21
Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 25
Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 27
Hình 4.1 Ảnh hƣởng của giống khoai và NaHSO
3
(ppm) đối với độ sáng L* của
tinh bột khoai lang 33
Hình 4.2 Ảnh hƣởng của giống khoai và NaHSO
3
(ppm) đối với pH của tinh bột
khoai lang 33
Hình 4.3 Ảnh hƣởng của giống khoai và NaHSO3 (ppm) đối với độ trƣơng nở
của tinh bột khoai lang 34
Hình 4.4 Ảnh hƣởng của giống khoai và NaHSO
3
(ppm) đối với độ bền gel của
tinh bột khoai lang 35
Hình 4.5 Ảnh hƣởng của giống khoai và NaHSO
3
(ppm) đối với độ cứng gel của

tinh bột khoai lang. 35
Hình 4.6 Ảnh hƣởng của giống khoai và acid ascorbic (ppm) đối với giá trị L
*

của tinh bột khoai lang 40
Hình 4.7 Ảnh hƣởng giống khoai và acid ascorbicn(ppm) đến pH (A) và độ chua
(B) của tinh bột khoai lang 41
Hình 4.8 Ảnh hƣởng giống khoai và acid ascorbic (ppm) đối với độ trƣơng nở
của tinh bột khoai lang 42
Hình 4.9 Ảnh hƣởng giống khoai và acid ascorbic (ppm) đối với độ bền gel của
tinh bột khoai lang 42
Hình 4.10 Ảnh hƣởng giống khoai và acid ascorbic (ppm) đối với độ cứng gel
của tinh bột khoai lang. 43


1

CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Nƣớc ta nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, rất thuận lợi cho sự phát triển
nông nghiệp. Cây lƣơng thực là một trong những cây trồng quan trọng của đất
nƣớc, và là một trong những nguồn nguyên liệu chủ yếu của công nghiệp sản
xuất tinh bột (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2003). Khoai lang là một loại lƣơng thực
quan trọng đứng thứ 7 trên thế giới (FAOSTAT, 2007). Vùng Đông Nam Á hơn
90% cây khoai lang đƣợc trồng ở các nƣớc phát triển (Tian et al., 1991). Ở Việt
Nam, khoai lang là cây lƣơng thực truyền thống đứng thứ ba sau lúa, ngô và
đứng thứ hai về giá trị kinh tế sau khoai tây. Năm 2004, diện tích khoai lang đạt
203,6 nghìn ha và sản lƣợng là 1.535,7 nghìn tấn . Đặc biệt tổng diện tích trồng
khoai lang ở vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long liên tục tăng trong những năm
gần đây, từ 9.900 ha năm 2000 lên 14.000 ha năm 2007 với sản lƣợng đạt 285,5

nghìn tấn.
Tinh bột là carbohydrate dự trữ chính của cây trồng và chất cao phân tử có số
lƣợng lớn và có ý nghĩa quan trọng cho đời sống nhân loại (Lê Ngọc Tú và cộng
sự, 2003). Tinh bột đƣợc ứng dụng cho nhiều ngành công nghiệp nhƣ: công
nghiệp giấy, công nghiệp keo gián, công nghiệp dệt và đặc biệt là ngành công
nghiệp thực phẩm do tinh bột có các tính chất đặc trƣng nhƣ tạo hình, tạo dáng,
tạo khung, tạo gel, tạo xốp, tạo đàn hồi…(Omojola et al., 2011). Nguồn cung
cấp tinh bột chính cho ngành công nghiệp tại Việt Nam chủ yếu là tinh bột sắn.
Khoai lang và sắn là loại cây trồng ở vùng nhiệt đới gió mùa (Hoover, 2001).
Khoai lang và sắn có thành phần chất khô tƣơng tự nhau. Khoai lang có thể tận
dụng cả củ, thân và lá cho quá trình sử dụng. Hơn thế nữa, cấu trúc tinh bột
khoai lang nhỏ hơn tinh bột sắn và hàm lƣợng amylose cao hơn. Điều này cho
thấy việc sử dụng khoai lang làm tinh bột đa dạng hơn sự chọn lựa đa mục đích.
Khoai lang có chứa enzyme phenolase gây sự hóa nâu không mong muốn trong
quá trình trích ly tinh bột khoai lang (Uritani, 1955; Arrhenius và McLemore,
1956; Scott và Kattan, 1957; Agnes, 2007), vì vậy trong quá trình trích ly tinh
bột đƣợc làm sạch và trắng với một số hóa chất chống phản ứng hóa nâu nhƣ:
NaHSO
3
, acid ascorbic, acid citric, NaCl (Bùi Hữu Thuận, 2000). Theo Deepaa
và Wong (2012) thì NaHSO
3
và acid ascorbic hiệu quả nhất trong quá trình ngăn
cản sự hóa nâu của enzyme phenolase. Tuy nhiên, dƣ lƣợng hóa chất trong quá
trình tinh chế có thể ảnh hƣởng đến tính chất hóa lý của tinh bột.
Với những lý do trên, việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu khảo sát sự ảnh
hƣởng của quá trình xử lý (sodium bisulfit và acid ascorbic) đến tinh bột của
bốn giống khoai lang” nhằm mục đích đa dạng hóa các sản phẩm từ khoai lang,

2

tận dụng đƣợc nguồn nguyên liệu dồi dào, sẵn có của nƣớc ta đồng thời tạo ra
đƣợc nguồn tinh bột có màu sắc trắng, sáng, không gây độc hại và kiểm tra các
tính chất hóa lý của tinh bột khoai lang.
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Trên cơ sở để giải quyết vấn đề tiêu thụ nguồn khoai lang và khảo sát các
yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình xử lý tinh bột với việc thực hiện đề tài nghiên
cứu: “Nghiên cứu khảo sát sự ảnh hƣởng của quá trình xử lý (sodium bisulfit và
acid ascorbic) đến chất lƣợng tinh bột của bốn giống khoai lang”. Mục tiêu
nghiên cứu của đề tài:
 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ NaHSO
3
đến màu sắc và tính chất của tinh
bột từ bốn giống khoai lang.
 Khảo sát sự ảnh hƣởng của nồng độ acid ascorbic đến màu sắc và tính
chất của tinh bột từ bốn giống khoai lang.



3

CHƢƠNG 2. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 TỔNG QUAN VỀ KHOAI LANG
2.1.1 Nguồn gốc và phân bố

Hình 2.1 Khoai lang
Khoai lang có tên khoa học là Ipomea Batatas thuộc chi Ipomoea, họ
convolvulaceae. Khoai lang là một loại cây trồng có nguồn gốc từ Trung Mỹ và
Nam Mỹ (Woolfe, 1992), sau đó phổ biến ở một số nƣớc khác ở Châu Âu nhƣ
Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, Châu Á nhƣ Ấn Độ, Trung Quốc, Philippines,

Indonesia trong đó có Việt Nam… Rễ khô lâu đời nhất vẫn còn cho đến nay đã
phát hiện ra là những ngƣời từ các hang động của Chilca hẻm núi của Peru
(Engel, 1970). Ở Việt Nam khoai lang trồng rất phổ biến, trƣớc đây chủ yếu là
đồng bằng các vùng đất bãi ven sông, nay khoai lang còn đƣợc trồng nhiều cả
các vùng đồi, trung du từ Bắc vào Nam.
Cây khoai lang là cây lƣơng thực truyền thống lâu đời ở nƣớc ta, có khả năng
thích ứng rộng, trồng đƣợc ở nhiều vùng sinh thái và loại đất khác nhau. Khoai
lang là một trong 5 loại cây quan trọng trên thế giới (CIP, 2006), nếu không tính
khoai tây thì khoai lang là cây quan trọng thứ hai sau sắn ở vùng nhiệt đới.
2.1.2 Một số giống khoai lang phổ biến ở nƣớc ta
Tại các tỉnh phía Bắc, các giống khoai lang trồng phổ biến hiện có: Hoàng
Long, KB1, K51, Tự Nhiên. Viện Cây Lƣơng thực Cây Thực phẩm (FCRI) và
Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam (VASI) trong 22 năm (1981-
2003), đã tuyển chọn và giới thiệu 15 giống khoai lang tốt theo ba hƣớng chính:
- Nhóm 1 giống khoai lang năng suất củ tƣơi cao, chịu lạnh, ngắn ngày, thích
hợp vụ đông, gồm K1, K2, K3, K4, K7, K8, VX37-1, cực nhanh. Những
giống này chủ yếu đƣợc nhập nội từ CIP, Philippines, Trung Quốc, Liên
Xô (cũ) trong giai đoạn 1980-1986 và tuyển chọn để tăng vụ khoai lang
đông.
- Nhóm 2 giống khoai lang năng suất củ cao, nhiều dây lá thích hợp chăn
nuôi gồm: KL1, KL5 và K51. Các giống này phát triển ở giai đoạn 1986-
2000 trong chƣơng trình hợp tác với CIP.

4

- Nhóm 3 giống khoai lang năng suất củ cao, phẩm chất ngon, gồm việc
phục tráng và chọn lọc giống khoai lang Hoàng Long, Chiêm Dâu, Tự
Nhiên, tuyển chọn và phát triển giống khoai lang KB1.
Ở các tỉnh phía Nam các giống khoai lang hiện trồng phổ biến là HL518
(Nhật đỏ), HL491 (Nhật tím), Murasa kimasari (Nhật tím) Kokey 14 (Nhật

vàng), HL497 (Nhật cam), HL4, Hoàng Long, Chiêm Dâu, Trùi Sa, Bí Đà Lạt,
Dƣơng Ngọc, Tàu Nghẹn, Trùi Sa (Cần Sa), khoai Sữa, khoai Gạo.
2.1.2.1 Khoai lang tím Nhật
Khoai lang tím Nhật có nguồn góc từ Nhật Bản có tên khoa học là
Okinawan. Khoai lang tím Nhật dạng củ dài, nhẵn, tỷ lệ chất khô 27-31%. Chất
lƣợng củ tƣơng đối khá, vỏ củ màu tía, thịt củ màu tím đậm, dạng củ đều đẹp,
dây xanh tím nhƣ Hình 2.2. Thời gian sinh trƣởng: 95-110 ngày. Năng suất củ
tƣơi: 15-27 tấn/ha, tỷ lệ chất khô 27- 31%.






Hình 2.2 Khoai lang tím Nhật
Thành phần chủ yếu của khoai lang tím Nhật là tinh bột, dễ đƣợc cơ thể tiêu
hóa và hấp thụ. Ngoài ra chất màu anthocyanin trong khoai tím đƣợc xem là một
chất màu tự nhiên và có nhiều tác dụng quý báo nhƣ: chống oxy hóa, chống ung
thƣ.
2.1.2.2 Khoai lang bí (đỏ)
Đặc tính giống: thời gian sinh trƣởng 95-110 ngày. Năng suất củ tƣơi 17-32
tấn/ha, tỷ lệ chất khô 27-30%. Chất lƣợng củ luộc ngon, vỏ củ màu đỏ đậm, thịt
củ màu cam đậm, dạng củ đều đẹp, dây xanh tím, nhiễm nhẹ sùng, hà và sâu đục
dây nhƣ Hình 2.3.





5

Hình 2.3 Khoai lang bí
2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ khoai lang
Khoai lang đƣợc trồng 8,996 triệu ha trên thế giới trong năm 2006
(FAOSTAT, 2008). Các nƣớc Châu Á chiếm gần 5,466 triệu ha (60,75%) tiếp
theo là Châu Phi 3,154 triệu ha (35,06%). Ở Mỹ, Châu Đại Dƣơng và Châu Âu,
khoai lang đƣợc trồng 0,256 (2,85%), 0,113 (1,26%) và 0,006 triệu ha (0,08%).
Sản lƣợng khoai lang trung bình thế giới là 13.729 kg/ha. Tuy nhiên, năng suất
cao nhất 19.634 kg/ha đã đƣợc tìm thấy ở Châu Á. Ở Châu Á, khu vực Tây và
Đông Á sản xuất năng suất bình quân 42.630 và 21.219 kg/ ha, tƣơng ứng. Năng
suất trung bình của Nam Á (8.873 kg/ha) và Đông Nam Á (8.038 kg/ha) là dƣới
mức trung bình thế giới. Năng suất ở Mỹ và Châu Âu cao hơn (10.066 và 11.937
kg/ha) so với năng suất bình quân của thế giới (FAOSTAT, 2008). Năng suất
trung bình của Châu Phi và Châu Đại Dƣơng là rất thấp (FAOSTAT, 2008).
Tổng sản lƣợng khoai lang trên thế giới là 123,51 triệu tấn, trong đó Châu Phi,
Mỹ, Châu Á, Châu Âu và Châu Đại Dƣơng đóng góp 12,9 (10,5%), 2,6 (2,1%),
107,3 (86,9%), 0,1 (0,1%) và 0,6 (0,5%) triệu tấn, tƣơng ứng trong năm 2006.
Ở Việt Nam, khoai lang là cây lƣơng thực truyền thống đứng thứ ba sau lúa,
ngô và đứng thứ hai về giá trị kinh tế sau khoai tây. Khoai lang đƣợc trồng ở
khắp mọi nơi trên cả nƣớc từ Đồng bằng đến Miền núi, Duyên hải Miền Trung
và vùng Đồng bằng Sông Cửu Long. Năm 2004, diện tích khoai lang đạt 203,6
nghìn ha và sản lƣợng là 1.535,7 nghìn tấn. Đặc biệt tổng diện tích trồng khoai
lang ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long liên tục tăng trong những năm gần đây,
từ 9.900 ha năm 2.000 lên 14.000 ha năm 2007 với sản lƣợng đạt 285,5 ngàn

tấn. Năng suất khoai lang ở Đồng bằng sông Cửu Long thuộc loại cao nhất nƣớc
nhƣng cũng chỉ đạt 20,3 tấn/ha.
Bình Tân, Vĩnh Long vốn đƣợc biết đến là thủ phủ khoai lang, là địa phƣơng
trồng khoai lang nhiều nhất Đồng bằng sông Cửu Long, trong đó chiếm 70%
diện tích là khoai lang tím Nhật. Trƣớc năm 2009, diện tích trồng khoai lang ở
Bình Tân khoảng 5.000 ha, đến năm 2011, diện tích sản xuất tăng lên 8.500 ha.

6

Khoai lang là loại cây lƣơng thực quan trọng đứng thứ 7 trên thế giới bên
cạnh sắn (Ray and Ravi, 2005). Khoai lang là một lƣơng thực ở nhiều nƣớc đang
phát triển. Khoai lang cũng đƣợc sử dụng làm thức ăn gia súc và là một nguồn
nguyên liệu cho sản xuất hàng loạt các sản phẩm công nghiệp nhƣ tinh bột,
đƣờng lỏng, acid citric, bột ngọt và ethanol (Woolfe, 1992).
2.1.4 Cấu tạo
Khoai lang là một loại rễ củ, rễ bên đã biến đổi, phình to ra với chức năng
của một cơ quan lƣu trữ các chất dinh dƣỡng. Vì thế, về nguồn gốc nó khác với
thân củ nhƣng chức năng và bề ngoài thì tƣơng tự và gần giống với thân củ. Các
rễ phình to làm cơ quan lƣu trữ khác với củ thật sự, nó có các cấu trúc tế bào bên
trong và bên ngoài của các rễ điển hình. Các củ thật sự có cấu trúc tế bào của
thân, còn trong rễ củ thì không có các đốt và gióng hoặc các lá suy thoái. Một
đầu gọi là đầu gần có các mô đỉnh đầu sinh ra các chồi để sau này phát triển
thành thân và lá. Đầu kia gọi là đầu xa, thông thƣờng sinh ra các rể không bị
biến đổi. Trong các củ thật sự, trật tự là ngƣợc lại với đầu xa sinh ra thân cây.
Khoai lang là loại củ không có lõi. Dọc theo củ có hệ thống xơ nối ngọn củ
với đuôi củ. Các mắt trên củ có thể là rể củ hay mầm. Vỏ khoai lang tƣơng đối
mỏng, thành phần chủ yếu là cellulose và hemicellulose. Ruột khoai thành phần
chủ yếu là tinh bột và nƣớc (Trần Nhƣ Khuyên và Hoàng Xuân Anh, 2007).
Theo Trần Minh Tâm (2000); Vũ Trƣờng Sơn và Nhan Minh Trí (2000) cấu
tạo của củ khoai lang gồm ba phần:

- Vỏ bao thƣờng chiếm 1% trọng lƣợng củ, vỏ bao gồm các tế bào sắt, có
thành dây và chứa sắc tố. Thành tế bào chủ yếu cấu tạo từ xenllulose có tác
dụng giữ cho củ khỏi bị tác dụng bên ngoài và chậm thoát nƣớc.
- Vỏ cùi chiếm 5–12%, gồm những tế bào thành mỏng, chứa tinh bột, nguyên
sinh chất và dịch thể (mủ khoai). Trong dịch thể thƣờng có các chất tannin,
sắc tố, enzyme. Hàm lƣợng tinh bột ở các tế bào này ít hơn so với tế bào
thịt củ.
- Thịt củ, gồm các tế bào nhu mô có chứa tinh bột, các hợp chất nitơ và một
số nguyên tố vi lƣợng. Giữa các lớp tế bào nhu mô, đôi khi còn có lớp tế
bào thành dày, cấu tạo từ cellulose, chạy dọc theo củ. Tinh bột của khoai
lang tập trung chủ yếu ở phần thịt củ. Mủ khoai không những có nhiều ở
lớp vỏ cùi mà còn có nhiều trong lớp thịt.
Cấu trúc thực vật của khoai lang tƣơng tự nhƣ khoai tây chỉ khác là không có
sự phân lớp giữa vỏ và ruột củ. Củ khoai lang to nhiều hình thể vỏ mỏng và
nhiều xơ hơn củ khoai tây. Khoai lang có nhiều nhựa trong nhựa có nhiều tamin.

7

Tamin khi bị oxy hóa tạo thành flobaphen màu da cam sẫm màu (Trần Nhƣ
Khuyên và Hoàng Xuân Anh, 2007).
2.1.5 Thành phần hóa học và giá trị dinh dƣỡng
Khoai lang đƣợc xem là nguồn cung cấp calo chính. Thành phần dinh dƣỡng
chính của khoai lang là đƣờng và tinh bột. Ngoài ra còn có các thành phần khác
nhƣ protein, các vitamin bao gồm: vitamin C, tiền vitamin A (caroten), B
1
,
B
2
…và các khoáng chất bao gồm P, Fe,…góp phần quan trọng đối với dinh
dƣỡng của ngƣời (Trần Nhƣ Khuyên và Hoàng Xuân Anh, 2007). Khoai lang

giàu chất xơ, khoáng chất, vitamin và chất chống oxy hóa nhƣ acid phenolic,
anthocyanin, tocopherol và β–carotene (Woolfe, 1992). Khoai lang có nhiều loại
nhƣ: khoai lang tím, khoai lang bí, khoai lang sữa… Khoai lang tím là một
nguồn giàu vitamin nhƣ: vitamin A, C, sắt, kali và acid folic đặc biệt là
anthocyanin. Khoai lang đỏ cũng là một nguồn giàu vitamin nhƣ: vitamin A, C,
B6, riboflavin, acid pantothetic và acid folic. Bên cạnh đó, các chất khoáng cũng
đƣợc tìm thấy trong nguyên liệu này nhƣ kali và đồng (Hou et al., 2001).
Lƣợng tinh bột trong khoai lang thƣờng dao động từ 15–31%, kích thƣớc hạt
tinh bột từ 15–80 µm. Hàm lƣợng đƣờng 5–10% trong khoai lang chủ yếu là
glucose (Trần Minh Tâm, 2000).
Bảng 2.1 Thành phần hóa học trung bình của khoai lang
Thành phần
Tỉ lệ (%)
Nƣớc
68,1
Carbohydrat
27,9
Protein
1,6
Béo
0,5
Xơ
0,9
(Nguồn: Dương Minh, 1999;Trần Minh Tâm, 2000)


8

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của khoai lang theo căn bản khô
Nguyên

liệu
Khoai
bí
Khoai
sữa
Khoai
tím
Khoai
trắng
Protein
5,12±0,05
3,87±0,04
5,50±0,07
5,01±0,06
Đƣờng
tự do
4,68±0,05
4,34±0,04
2,96±0,03
2,79±0,73
Tinh
bột
69,76±0,6
51,49±0,8
68,75±0,4
65,63±0,73
(Nguồn: Hồ Xuân Nhị, 2013)
Bảng 2.3 Hàm lƣợng amylose và amylopectin của tinh bột trong khoai lang
Nguyên liệu
Amylose

Amylopectin
Khoai bí
19,85
80,15
Khoai sữa
20,85
79,15
Khoai tím
25,15
74,85
Khoai trắng
25,75
74.25
(Nguồn: Hồ Xuân Nhị, 2013)
2.2 CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA TINH BỘT
2.2.1 Khái niệm tinh bột
Tinh bột là polysacarit có trong củ, quả, hạt Trong tự nhiên tinh bột rất dồi
dào chỉ sau xenlulose (Vũ Trƣờng Sơn và Nhan Minh Trí, 2000; Lê Ngọc Tú và
cộng sự, 2003; Bùi Đức Hợi, 2007; Hoàng Kim Anh, 2007).
Theo Vũ Trƣờng Sơn và Nhan Minh Trí (2000) tinh bột có trong:
- Các loại hạt (lúa gạo, lúa mì) thành phần tinh bột khoảng 65–75%.
- Ở các loại củ có bột (khoai lang, khoai mì) hàm lƣợng tinh bột chiếm 10 –
28%.
- Họ đậu (đậu xanh, đậu ván) hàm lƣợng tinh bột chiếm 50–60% riêng đậu
nành hình nhƣ không có tinh bột.
Tinh bột tồn tại ở dạng hạt có kích thƣớc từ 0,02-0,12 mm. Tinh bột của tất
cả các hệ thống hoặc có dạng hình tròn, hình bầu dục và hình đa giác. Hạt tinh
bột khoai tây lớn nhất và hạt tinh bột thóc bé nhất, tuy nhiên hình dạng và kích
thƣớc tinh bột còn phụ thuộc vào giống, cây trồng và quá trình sinh trƣởng và
phát triển (Vũ Trƣờng Sơn và Nhan Minh Trí, 2000; Chen et al., 2003; Bùi Đức

Hợi, 2007).

9

Tinh bột không phải là một hợp chất đồng thể mà gồm hai polysacarit khác
nhau là amylose và amylopectin tỉ lệ của chúng thƣờng là ¼ (Hình 2.4).

Hình 2.4 Cấu tạo tinh bột
Amylose: là loại mạch thẳng, không phân nhánh, chuỗi dài từ 500-2000 đơn
vị glucose, liên kết nhau bởi liên kết 1,4-glucoside (Hình 2.5). 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 nƣớc, trong nƣớc nóng tạo thành dung dịch hồ keo.
Dung dịch nƣớc của amylose không bền nhất là khi nhiệt độ hạ thấp, có màu
xanh đặc trƣng với iod (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2003; Hoàng Kim Anh, 2007).

Hình 2.5 Một phần cấu trúc amylose
Amylopectin: Là polyme mạch nhánh, ngoài mạch chính có liên kết 1,4-
glucoside còn có nhánh liên kết với mạch chính bằng liên kết 1,6-glucoside
(Hình 2.6). Mối liên kết nhánh này làm cho phân tử cồng kềnh hơn, chiều dài
của chuỗi mạch nhánh này khoảng 25-30 đơn vị glucose. Phân tử amylopectin
có thể chứa tới 100.000 đơn vị glucose. Amylopectin khó tan trong nƣớc ở nhiệt
độ thƣờng mà chỉ tan trong nƣớc nóng. Nhiệt độ hồ hóa cao hơn của amylose,
tạo dung dịch keo có độ nhớt cao hơn amylose Mức độ phân nhánh quy định độ
dẻo của tinh bột, tùy thuộc nguồn nguyên liệu (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2003;
Hoàng Kim Anh, 2007).

10


Hình 2.6 Một phần cấu trúc amylopectin

2.2.2 Tinh bột khoai lang
Tinh bột khoai lang có kích thƣớc tƣơng tự nhƣ tinh bột sắn và ngô nhƣng
nhỏ hơn so với tinh bột khoai tây (Dreher và Berry, 1983).
Tinh bột khoai lang có hàm lƣợng amylose cao hơn so với sắn nhƣng ít hơn
một chút so với lúa mì, ngô hay khoai tây (Rickard et al., 1991). Theo Madamba
et al. (1975) nghiên cứu hàm lƣợng amylose của tinh bột khoai lang là 29,4-
32,2% cho sáu giống khoai. Theo Uehara (1984) hàm lƣợng amylose trong tinh
bột khoai lang là 21,6%. Watanabe et al. (1982) nghiên cứu hàm lƣợng amylose
của tinh bột khoai lang là 20,9%. Garcia và Walter (1998) thì hàm lƣợng
amylose từ 20-25%. Quá trình xử lý chỉ ảnh hƣởng nhỏ đến hàm lƣợng amylose
(Bertoniere et al., 1966) hoặc tăng nhỏ hàm lƣợng amylose (Hammet và
Barrentin, 1961). Tóm lại, khoai lang có hàm lƣợng amylose cao hơn so với sắn
nhƣng ít hơn so với lúa mì, ngô hay khoai tây.
Nhờ phƣơng pháp hiển vi điện tử và nhiễu xạ tia X thấy rằng trong hạt tinh
bột “nguyên thủy” các chuỗi polyglucoside của amylose và amylopectin tạo
thành xoắn óc với ba góc glucose một vòng.
Các mạch polysaccaride sắp xếp hƣớng tâm tạo ra độ tinh thể: các mạch bên
của một phân tử amylopectin này nằm xen kẽ giữa các mạch bên của phân tử
kia. Ngoài cách sắp xếp bên trong nhƣ vậy, mỗi hạt tinh bột còn có vỏ bao phía
ngoài. Đa số các nhà nghiên cứu cho rằng vỏ hạt tinh bột khác với tinh bột bên
trong, chứa ít ẩm hơn và bền đối với các tác động bên ngoài. Trong hạt tinh bột
có lỗ xốp nhƣng không đều. Vỏ hạt tinh bột cũng có lỗ nhỏ do đó các chất hòa
tan có thể xâm nhập vào bên trong bằng con đƣờng khuếch tán.
2.2.3 Tính chất hóa học của tinh bột
2.2.3.1 Phản ứng thủy phân của tinh bột
Theo Vũ Trƣờng Sơn và Nhan Minh Trí (2000):

11

Một tính chất quan trọng của tinh bột là quá trình thủy phân liên kết giữa các

đơn vị glucose bằng acid hoặc bằng enzyme. Acid có thể thủy phân tinh bột ở
dạng hạt ban đầu hoặc ở dạng hồ hóa hay dạng past, còn enzyme chỉ thủy phân
hiệu quả ở dạng hồ hóa. Một số enzyme thƣờng dùng là α- amylase, β-amylase.
Acid và enzyme giống nhau là đều thủy phân các phân tử tinh bột bằng cách
thủy phân liên kết α-D (1,4) glycoside. Đặc trƣng của phản ứng này là sự giảm
nhanh độ nhớt và sinh ra đƣờng.

Hình 2.7 Phản ứng thủy phân của tinh bột
Các nhóm hydroxy trong tinh bột có thể bị oxy hóa tạo thành andehyt, xeton
và tạo thành các nhóm cacboxyl. Quá trình oxy hóa thay đổi tùy thuộc vào tác
nhân oxy hóa và điều kiện tiến hành phản ứng. Quá trình oxy hóa tinh bột trong
môi trƣờng kiềm bằng hypoclorit là một trong những phản ứng hay dùng, tạo ra
nhóm cacboxyl trên tinh bột và một số lƣợng nhóm cacbonyl. Quá trình này còn
làm giảm chiều dài mạch tinh bột và tăng khả năng hòa tan trong nƣớc, đặc biệt
trong môi trƣờng loãng.
Các nhóm hydroxy trong tinh bột có thể tiến hành ete hóa, este hóa. Một số
monome vinyl đã đƣợc dùng để ghép lên tinh bột. Quá trình ghép đƣợc thực
hiện khi các góc tự do tấn công lên tinh bột và tạo ra các góc tự do trên tinh bột
ở các nhóm hydroxy. Những nhóm hydroxy trong tinh bột có khả năng phản ứng
với andehyt trong môi trƣờng acid. Khi đó xảy ra phản ứng ngƣng tụ tạo liên kết
ngang giữa các phân tử tinh bột gần nhau. Sản phẩm tạo thành không có khả
năng tan trong nƣớc.

12

2.2.3.2 Phản ứng với Iod
Nhƣ đã nói trên amylose có phản ứng đặc trƣng với iod tạo dung dịch màu
xanh. Còn riêng amylopectin thì cho màu tím đỏ với iod (Hoàng Kim Anh,
2007).
2.2.3.3 Khả năng tạo phức

Amylose còn tạo phức với các hợp chất hữu cơ có cực và không cực nhƣ:
ancol, phenol, este, rƣợu…Khi tạo phức với amylose, các chất tạo phức cũng
chiếm vị trí bên trong dọc theo xoắn óc tƣơng tự iod. Ngoài ra amylopectin còn
phản ứng đặc trƣng với lectin (Hoàng Kim Anh, 2007).
2.2.4 Những tính chất hóa lý và huyền phù tinh bột trong nƣớc
2.2.4.1 Khả năng tạo gel và thoái hóa của tinh bột
Vũ Trƣờng Sơn và Nhan Minh Trí (2000) Lê Ngọc Tú và cộng sự, (2003);
Hoàng Kim Anh (2007):
Tinh bột sau khi hồ hóa và để nguội, các phân tử sẽ tƣơng tác nhau và sắp
xếp lại một cách có trật tự để tạo thành gel tinh bột có cấu trúc mạng ba chiều.
Để tạo đƣợc gel thì dung dịch tinh bột phải có nồng độ đậm đặc vừa phải, phải
đƣợc hồ hóa để chuyển tinh bột thành trạng thái hòa tan và sau đó đƣợc 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 phân tử nƣớc (Vũ
Trƣờng Sơn và Nhan Minh Trí, 2000; Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2003; Hoàng
Kim Anh, 2007)
Khi gel tinh bột để nguội một thời gian dài sẽ co lại và lƣợng dịch thể sẽ
thóat ra, gọi là sự thoái hóa. Quá trình này sẽ càng tăng mạnh nếu gel để ở lạnh
đông rồi sau đó cho tan giá. Tốc độ thoái hóa sẽ càng tăng khi giảm nhiệt độ và
sẽ đạt cực đại khi pH trung tính. Tốc độ thoái hóa sẽ giảm khi tăng hoặc giảm
pH. Sự thóai hóa thƣờng kèm theo tách nƣớc và đặc lại của các sản phẩm dạng
nửa lỏng cũng nhƣ gây cứng lại các sản phẩm bánh mì.
2.2.4.2 Độ tan của tinh bột
Amylose mới tách ra từ tinh bột có độ tan rất tốt tuy nhiên sẽ bị thoái hóa và
không hòa tan trong nƣớc. Ngƣợc lại amylopectin khó tan trong nƣớc ở nhiệt độ
thƣờng mà chỉ tan trong nƣớc nóng (Lê Ngọc Tú và cộng sự, 2003; Hoàng Kim
Anh, 2007).
Trong môi trƣờng acid tinh bột bị thuỷ phân và tạo thành „tinh bột hòa tan‟.
Nếu môi trƣờng acid mạnh sản phẩm cuối cùng là glucose. Còn môi trƣờng

13

kiềm, tinh bột bị ion hóa từng phần do có sự hydrat hóa tốt hơn. Tinh bột bị kết
tủa trong cồn, vì vậy cồn là một dung môi tốt để tăng hiệu quả thu hồi bột.
2.2.4.3 Sự trương nở
Sự trƣơng nở là khi hòa tan tinh bột vào nƣớc, thể tích tinh bột tăng do sự
hấp thụ nƣớc làm cho hạt tinh bột trƣơng phồng lên (Lê Ngọc Tú và cộng sự,
2003; Hoàng Kim Anh, 2007).
Độ tăng kích thƣớc trung bình của một số loại tinh bột khi ngâm vào nƣớc
nhƣ sau: tinh bột bắp 9,1%, tinh bột khoai tây 12,7%, tinh bột khoai mì 28,4%.
Một số kết quả nghiên cứu đã xác định đƣợc các yếu tố ảnh hƣởng đến sự
trƣơng nở và hoà tan của tinh bột nhƣ loại và nguồn gốc tinh bột, ảnh hƣởng của
quá trình sấy, sự lão hóa tinh bột, phƣơng thức xử lý nhiệt ẩm, ảnh hƣởng của
các chất béo cho vào…
Trên 55–70
o
C, các hạt tinh bột sẽ trƣơng phồng do hấp thụ nƣớc vào các
nhóm hydroxy phân cực. Khi đó độ nhớt của dung dịch tăng mạnh. Kéo dài thời
gian xử lý nhiệt, có thể gây nổ vỡ hạt tinh bột, thuỷ phân từng phần và hoà tan
phần nào các phần tử cấu thành của tinh bột, kèm theo sự giảm độ nhớt của dung
dịch. Nhƣ vậy nhiệt độ để phá vỡ hạt, chuyển tinh bột từ trạng thái đầu có mức
độ oxy hóa khác nhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt hồ hóa.
Nhiệt độ hồ hóa không phải là một điểm mà là một khoảng, nhiệt độ thấp
nhất là nhiệt độ mà tại đó các hạt tinh bột bắt đầu mất tính lƣỡng chiết, còn nhiệt
độ cao nhất là nhiệt độ tại đó còn khoảng 10% hạt tinh bột chƣa mất đi tính
lƣỡng chiết.
Tùy thuộc điều kiện hồ hóa nhƣ nhiệt độ, nguồn gốc tinh bột, kích thƣớc hạt
và pH môi trƣờng, nhiệt độ phá vỡ và trƣơng nở hạt có thể biến đổi trong một
khoảng khá rộng. Phần lớn tinh bột bị hồ hóa khi nấu và ở trạng thái trƣơng nở
đƣợc sử dụng nhiều hơn ở trạng thái tự nhiên. Ngoài ra hàm lƣợng protein, nồng

độ cao của phốt pho có thể làm tăng độ ẩm và khả năng trƣơng nở bằng cách
làm suy yếu mức độ liên kết (Singh et al., 2003).
2.2.4.4 Tính chất hồ hóa của tinh bột
Nhiệt độ để phá vỡ hạt chuyển tinh bột từ trạng thái đầu có mức độ oxy 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 trƣơng nở đƣợc sử dụng nhiều hơn ở trạng thái tự
nhiên. Các biến đổi hóa lí khi hồ hóa nhƣ sau: hạt tinh bột trƣơng lên, tăng độ
trong suốt và độ nhớt, các phân tử mạch thẳng và nhỏ thì hòa tan và sau đó tự
liên hợp 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 nhƣ nhiệt độ, nguồn gốc

14

tinh bột, kích thƣớc hạt và pH mà nhiệt độ phá vỡ và trƣơng nở của tinh bột biến
đổi một cách rộng lớn. Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột sắn từ 52–59
o
C (Lê Ngọc
Tú và cộng sự, 2003; Hoàng Kim Anh, 2007).
2.2.4.5 Độ nhớt của tinh bột
Một trong những tính chất quan trọng của tinh bột là độ nhớt và độ dẻo vì nó
ảnh hƣởng tới chất lƣợng và kết cấu của nhiều sản phẩm thực phẩm. Phân tử
tinh bột chứa nhiều nhóm hyđroxyl có khả năng liên kết đƣợc với nhau làm cho
phân tử tinh bột tập hợp lại, giữ các phân tử nƣớc cho dung dịch có độ đặc, độ
dính, độ dẻo và độ nhớt cao hơn. Yếu tố chính ảnh hƣởng đến độ nhớt của dung
dịch tinh bột là đƣờng biểu kiến của phân tử hoặc của các hạt phân tán. Các yếu
tố nhƣ nồng độ tinh bột, pH, nhiệt độ, ion Ca
2+
, tác nhân oxy hóa, các thuốc thử
phá hủy đầu hyđro đều làm cho tƣơng tác tinh bột thay đổi do đó làm cho tinh
bột thay đổi theo (Hoàng Kim Anh, 2007). Ngoài ra, nồng độ muối, nồng độ

đƣờng cũng ảnh hƣởng rất lớn đến độ nhớt của dung dịch (Chong et al., 1998).
2.3 ỨNG DỤNG CỦA TINH BỘT
Một sản phẩm thực phẩm có đƣợc ngƣời tiêu dùng chấp nhận hay không phụ
thuộc rất nhiều vào cấu trúc của nó và tinh bột đóng vai trò quan trọng trong
việc tạo cấu trúc cho nhiều loại thực phẩm. Cấu trúc của thực phẩm đƣợc định
nghĩa là “vẻ bề ngoài, cảm giác khi tiếp xúc, độ mềm và cảm giác cuối cùng là
miệng”.
Tinh bột là nguồn năng lƣợng rẻ tiền, là thành phần chính, là chất tạo độ đặc,
độ chắc cho nhiều sản phẩm. Nó có thể đƣợc sử dụng ở dạng tự nhiên hoặc dạng
đã hồ hóa. Vai trò của tinh bột trong các sản phẩm thực phẩm rất đa dạng.
- Tinh bột là chất kết dính trong các sản phẩm thịt chế biến và sản phẩm ép
đùn.
- Tinh bột tạo ra độ đục cho nhân bánh dạng kem, tạo độ bóng cho các loại
hạt. Nó là tác nhân chảy trong các loại bột dùng để nƣớng bánh, làm bền bột cho
các loại kẹo dẻo và soda, là chất tạo gel trong các loại kẹo gum và thực phẩm
mềm dẻo.
- Tinh bột cũng là chất tạo hình trong các sản phẩm thịt và thức ăn cho vật
nuôi trong nhà, là chất ổn định trong các sản phẩm đồ uống, dùng để trang trí
các món salad, làm đặc các loại nƣớc thịt, nhân bánh và súp.


15

2.4 SỰ HÓA NÂU TRONG THỰC PHẨM
2.4.1 Giới thiệu về sự hóa nâu
Theo Bùi Hữu Thuận (2000):
Phản ứng hóa nâu trong thực phẩm xảy ra rộng rãi do chế biến hay do tổn
thƣơng cơ học. Chúng quan trọng do làm đổi tính chất màu, mùi và giá trị dinh
dƣỡng. Sự hóa nâu đƣợc mong muốn trong trƣờng hợp nó làm biểu lộ tốt màu
sắc, hƣơng vị đƣợc ngƣời tiêu dùng chấp nhận. Một số trƣờng hợp mong muốn

nhƣ là: cà phê, bia, trà và bánh mì… Một số trƣờng hợp hóa nâu không mong
muốn nhƣ là nƣớc táo, khoai tây chiên… Tuy nhiên một số trƣờng hợp khác nhƣ
rau trái đông lạnh, rau trái khô, sự hóa nâu thƣờng không mong muốn do nó làm
thay đổi màu mùi và biểu hiện xấu. Có 4 cơ chế hóa nâu đƣợc trình bày ở Bảng
2.4 sau:
Bảng 2.4 Các kiểu phản ứng hóa nâu trong thực phẩm
Cơ chế
Yêu cầu oxygen
Cần nhóm amin
trong phản ứng
ban đầu
pH thích hợp
Maillard
-
+
Kiềm
Caramel hóa
-
-
Kiềm, acid
Oxy hóa acid
ascorbic
+
-
Acid nhẹ
Phenolase
+
-
Acid nhẹ
(Nguồn: Bùi Hữu Thuận, 2000)

2.4.2 Sự hóa nâu do enzyme
Theo Bùi Hữu Thuận, 2000:
Hiện tƣợng hóa nâu này xảy ra trong nhiều loại rau trái nhƣ khoai, táo,
chuối,…khi mô bị hƣ, dập, cắt, tách vỏ, bệnh hay tiếp xúc với điều kiện không
bình thƣờng. Khi đó mô tổn thƣơng nhanh chóng, hóa sậm màu ngoài không khí
do sự biến đổi hợp chất phenol đến chất melamin màu nâu.
Enzyme chịu trách nhiệm khởi đầu phản ứng hóa nâu là polyphenol oxydase
hay phenolase.
2.4.2.1 Enzyme phenolase (1.10.3.1)
Theo Bùi Hữu Thuận, 2000:
Phenolase là enzyme hiện diện trong thực vật, xúc tác các phản ứng oxy hóa
các hợp chất phenol. Enzyme đƣợc xếp loại trong nhóm oxydoreductase và chức
năng của oxy tác động nhƣ chất tiếp nhận hydro. Đây là enzyme 2 cấu tử, trong