Nghiên cứu ứng dụng enzyme trong công nghệ thu nhận chất xơ từ khoai lang

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Đề tài:

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME TRONG CÔNG NGHỆ
THU NHẬN CHẤT XƠ TỪ KHOAI LANG

Người hướng dẫn

: THS. TRẦN HOÀNG QUYÊN

Sinh viên thực hiện

: NGUYỄN HOÀNG LINH

Lớp

: 1201

Hà Nội - 2016


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201
LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại Trung tâm thực nghiệm
sản xuất và chuyển giao công nghệ - Viện công nghiệp thực phẩm, tôi đã

nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ, động viên của thầy cô, gia đình và
bạn bè.
Lời đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ths. Trần Hoàng
Quyên, người đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu hoàn
thành đề tài tại Viện Công nghiệp thực phẩm.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tập thể cán bộ Trung tâm Thực
nghiệm sản xuất và chuyển giao công nghệ - Viện công nghiệp thực phẩm đã
luôn nhiệt tình giúp đỡ, tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành tốt công việc.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Giám hiệu Viện Đại học Mở
Hà Nội, Ban Chủ nhiệm khoa Công nghệ sinh học và các thầy cô giáo Bộ
môn đã động viên chỉ dẫn, đóng góp ý kiến và tạo điều kiện thuận lợi để tôi
hoàn thành luận văn này.
Cuối cùng tôi xin dành lời cảm ơn chân thành tới gia đình, người thân,
bạn bè đã luôn động viên khích lệ tôi trên con đường học tập, làm quen với
công tác nghiên cứu khoa học.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016.

Sinh viên

Nguyễn Hoàng Linh


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201
MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU...................................................................................................... 1
PHẦN I: TỔNG QUAN .................................................................................... 2
1.1. Tổng quan về chất xơ hòa tan .................................................................... 2
1.1.1. Khái niệm, phân loại.................................................................................. 2
1.1.1.1. Khái niệm. .............................................................................................. 2
1.1.1.2. Phân loại. ................................................................................................ 2
1.1.1.3. Nguồn cung cấp chất xơ hòa tan ............................................................. 5
1.1.2. Vai trò của xơ hòa tan đối với con người ................................................... 5
1.1.3. Tình hình nghiên cứu thu nhận và ứng dụng chất xơ thực phẩm trong và
ngoài nước. ................................................................................................ 8
1.1.3.1. Tình hình nghiên cứu. ............................................................................. 8
1.1.3.2. Ứng dụng của chất xơ thực phẩm trong chế biến thực phẩm ................... 9
1.2. Tổng quan về chất xơ từ củ khoai lang ................................................... 10
1.2.1. Tổng quan về khoai lang [24, 25] ............................................................ 10
1.2.1.1. Khái niệm ............................................................................................. 10
1.2.1.2. Đặc điểm hình thái [3] .......................................................................... 11
1.2.2. Vai trò của khoai lang. ............................................................................. 13
1.2.2.1. Thành phần dinh dưỡng ........................................................................ 13
1.2.2.2. Tính chất chức năng. ................................................................................ 14
1.2.3. Chất xơ từ khoai lang............................................................................... 16
1.2.4. Ứng dụng của khoai lang trong công nghệ thực phẩm. ............................ 17
PHẦN II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 19
2.1. Nguyên vật liệu. ........................................................................................ 19
2.1.1. Dụng cụ và hóa chất. ............................................................................... 19
2.1.1.1. Dụng cụ. .............................................................................................. 19
2.1.1.2. Hóa chất. ............................................................................................. 19
2.2. Phương pháp nghiên cứu. ........................................................................ 20
2.2.1. Phương pháp hóa lý ................................................................................. 20
2.2.1.1. Phương pháp phân tích hàm lượng chất khô hòa tan. ........................... 20

2.2.1.2. Phương pháp xác định hàm ẩm [6]. ..................................................... 20


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

2.2.1.3. Xác định protein bằng phương pháp Kjeldahl [4] ................................ 21
2.2.1.4. Xác định lipit bằng phương pháp Soxhlet [8] ...................................... 22
2.2.2. Phương pháp hóa sinh. ............................................................................ 23
2.2.2.1. Phương pháp phân tích xơ tổng số bằng kit phân tích của megazyme [19]. ............. 23
2.3.2.2. Phương pháp phân tích pectin bằng kit phân tích Megazyme [20]. ...... 26
2.3.2.3. Phương pháp phân tích Raffinose bằng kit phân tích của megazyme [21]. ........ 27
2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu ....................................................................... 29
2.3.4. Xây dựng quy trình đề xuất. .................................................................... 30
2.3.5. Nghiên cứu lựa chọn phương pháp thu hồi chất xơ từ củ khoai lang. ............ 31
2.3.5.1. Khảo sát và nghiên cứu lựa chọn nguyên liệu. ..................................... 31
2.3.5.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ khoai lang:dung môi đến khả năng
thu chất xơ hòa tan. ........................................................................................... 32
2.3.5.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme cellulase đến quá trình thu nhận
chất xơ hòa tan. ................................................................................................. 32
2.3.5.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme α-amylase đến quá trình thủy phần .... 33
2.3.5.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme amyloglucosidase đến quá trình
thu nhận chất xơ hòa tan .................................................................................... 35
2.3.5.6. Nghiên cứu phương pháp thu nhận chất xơ hòa tan ............................. 36
PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN.......................................................... 37
3.1. Khảo sát và nghiên cứu lựa chọn nguyên liệu. ........................................ 37
3.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ khoai lang:dung môi (buffer Phosphat pH 6) đến
khả năng thu xơ hòa tan. ................................................................................ 37
3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme cellulase đến quá trình thủy phân 38

3.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme Cellulase đến quá trình thủy phân ........ 39
3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân của enzyme Cellulase. ........... 39
3.3.3. Ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân của enzyme Cellulase. ......... 40
3.3.4. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân của enzyme Cellulase. .......... 41
3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme α-Amylase đến quá trình thủy
phân.................................................................................................................. 42
3.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme α-Amylase đến quá trình thủy phân ...... 42
3.4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân của enzyme α-Amylase.......... 43
3.4.3. Ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân của enzyme α-Amylase ...................... 44


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

3.4.4. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân của enzyme α-Amylase ........ 45
3.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme Amyloglucosidase. ......................... 46
3.5.1.Ảnh hưởng của nồng độ enzyme Amyloglucosidase đến quá trình thủy
phân.
............................................................................................................ 46
3.5.2.Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân của enzyme
Amyloglucosidase. ............................................................................................ 47
3.5.3. Ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân của enzyme Amyloglucosidase. ..... 47
3.5.4.Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân của enzyme
Amyloglucosidase. ............................................................................................ 48
3.6. Nghiên cứu phương pháp thu nhận chất xơ hòa tan. ............................. 49
3.6.1. Ảnh hưởng của nồng độ dịch thu hồi đến việc thu nhận chất xơ hòa tan............. 49
3.6.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ dịch thu hồi : cồn đến việc thu nhận chất xơ hòa tan. .......... 50
3.7. Lựa chọn nhiệt độ sấy sản phẩm ............................................................. 51
3.8. Xây dựng quy trình công nghệ ................................................................ 52

PHẦN IV: KẾT LUẬN ................................................................................... 56


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

DANH SÁCH BẢNG VÀ HÌNH
Hình 1: cấu tạo của pectin
Hình 2: cấu tạo của Gums
Hình 3: cấu tạo của Hemicellulose
Hình 4: Ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu:dung môi.
Hình 5: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme Cellulase đến quá trình thủy phân.
Hình 6 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy hân của enzyme Celulase.
Hình 7 Ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân của enzyme Cellulase.
Hình 8 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến quá trình thủy phân của enzyme
Cellulase.
Hình 9 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme α-Amylase đến quá trình thủy phân.
Hình 10 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân của enzyme αAmylase
Hình 11 Ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân của enzyme α-Amylase
Hình 12 Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân của enzyme αAmylase
Hình 13 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme Amyloglucosidase đến quá trình thủy phân.
Hình 14 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân của enzyme
Amyloglucosidase
Hình 15 Ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân của enzyme
Amyloglucosidase
Hình 16 Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân của enzyme
Amyloglucosidase
Hình 17 Ảnh hưởng của nồng độ dịch thu hồi đến việc thu nhận chất xơ hòa
tan.

Hình 18 Ảnh hưởng của nồng độ dịch thu hồi đến việc thu nhận chất xơ hòa
tan.
Bảng 2. Hàm lượng chất xơ trong một số loại rau quả
Bảng 3. Một số ứng dụng của chất xơ trong sản phẩm thực phẩm
Bảng 4: Diện tích và sản lượng khoai lang của nước ta trong những năm gần đây
Bảng 5: Thành phần dinh dưỡng của củ khoai lang
Bảng 6: Thành phần chất xơ của các loại khoai khác nhau [1]
Bảng 7: thành phần chất xơ trong củ khoai lang
Bảng 8: Thành phần cơ bản có trong 100g củ khoai lang
Bảng 9: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian sấy đến sản phẩm chất xơ hòa tan
Bảng 10: phân tích thành phần chế phẩm


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, đời sống công nghiệp dẫn đến việc sử dụng thực
phẩm ăn liền, thức ăn nhanh ngày càng nhiều. Điều này góp phần làm gia tăng những
căn bệnh nguy hiểm như béo phì, tiểu đường, huyết áp cao, tim mạch. Chính vì vậy việc
điều chỉnh chế độ dinh dưỡng là rất cần thiết để đem sức khỏe cho con người.
Theo điều tra nghiên cứu của Viện Dinh Dưỡng, thói quen ăn uống của người
Việt Nam trong những năm gần đây đã diễn biến theo chiều hướng bất lợi cho sức khỏe.
Đó là khuynh hướng ăn nhiều thịt, chất béo động vật và quá ít rau quả. Trong khi đó rau
quả là nguồn thực phẩm chủ yếu cung chất xơ. Vai trò chính của chất xơ trong khẩu
phần ăn là giúp cho hệ tiêu hóa luôn khỏe mạnh. Ngoài ra nó cũng tham gia vào nhiều
quá trình chuyển hóa khác, như giúp ổn định hàm lượng đường và cholesterol trong
máu.
Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt có nhiều thực phẩm sau củ quả có hàm

lượng chất dinh dưỡng cao. Khoai lang là một cây lương thực rất tôt cho sức khỏe con
người do trong khoai lang có ít năng lượng, hàm lượng chất thấp. Ngoài ra, khoai lang
chứa một lượng chất chống oxy hóa như beta carotene, antoxianin, vitamin C, các
vitamin nhóm B giúp chống lại các gốc tự do. Đặc biệt trong khoai lang có hàm lượng
chất xơ hòa tan cao, cao hơn gấp 2 lần so với các loại khoai khác là nguồn cung cấp chất
xơ rất tốt.
Trước kia, người ta xem chất xơ là một chất trơ không có giá trị dinh dưỡng vì
không tiêu hoá được. Nhưng ngày nay các chuyên gia đã chú ý đến vai trò của nó nhiều
hơn trong khẩu phần ăn của con người. Dần dần chất xơ được xem như là thành phần
quan trọng ảnh hưởng đến sức khỏe.
Trong công nghiệp thực phẩm, chất xơ được sử dụng như một chất bổ sung trong
quá trình sản xuất các loại đồ uống, kẹo, các loại bánh nướng, sữa chua, các sản phẩm
sữa cho trẻ em.
Xuất phát từ tình hình thực tiễn này chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Nghiên cứu ứng dụng enzyme trong công nghệ thu nhận chất xơ từ khoai lang”
1


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201
PHẦN I: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về chất xơ hòa tan
1.1.1. Khái niệm, phân loại
1.1.1.1. Khái niệm.
Chất xơ hòa tan thuộc nhóm chất xơ có bản chất là carbohydrate,
thường có khối lượng phân tử thấp được cấu tạo từ các gốc đường đơn (các
monosaccharide gồm glucose, mannose, fructose) liên kết với nhau thông qua
liên kết glycoside gồm từ 2-60 gốc đường đơn[11].

Theo hiệp hội AACC international, chất xơ được xác định như
carbohydrate của thực vật hoặc tương tự có khả năng kháng tiêu hóa và hấp
thu ở ruột non của con người với quá trình lên men hoàn toàn hoặc một phần
trong ruột già. Chất xơ thực phẩm bao gồm các polysaccharides,
oligosaccharide, lignin và các chất thực vật có liên quan[12, 15].
1.1.1.2. Phân loại.
Có nhiều cách phân loại chất xơ hòa tan như: dựa trên cấu trúc hóa học,
dựa trên tính chất sinh lý và hóa lý của chất xơ
A.

Phương pháp phân loại dựa trên cấu trúc hóa học chia chất xơ hòa tan

thành các nhóm sau:
• Oligosaccharit là cacbohydrat, được cấu tạo từ 3 -10 phân tử đường
đơn. Chúng bao gồm: Gluco-, iso malto-, galato-, xylo-, inulo- và Fructooligosaccharit. Các oligosaccharit loại thực phẩm được sản xuất hoặc bằng
con đường thủy phân polysaccharit thực vật bằng axit hoặc enzym hoặc
được chuyển hóa từ các loại đường nhờ enzym transglycosylation [13].
Các oligosaccharit chỉ chứa liên kết α- 1,4 glucosit được gọi là maltooligosaccharit. Khi chứa cả liên kết α- 1,4 và α- 1,6 glucosit chúng được
gọi là oligosaccharit phân nhánh hay isomaltooligosaccharit [23 ].
• Pectin [10]
Pectin là hợp chất cao phân tử polygalactoronic có đơn phân tử là
galactoronic và rượu metylic. Trọng lượng phân tử từ 20.000 - 200.000 đvC.
2


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

Hàm lượng pectin 1% trong dung dịch có độ nhớt cao, nếu bổ sung 60 %

đường và điều chỉnh pH môi trường từ 3,1-3,4 sản phẩm sẽ tạo đông.

Hình 1: cấu tạo của pectin
- Gums: có cấu trúc khác nhau tùy theo nguồn gốc thướng là
polysaccharide thứ yếu trong hầu hết các loại thức ăn, không chứa protein,
chất béo, tinh bột. thành phần chính là glucomannan (chiếm 80 – 95%) [10]

Hình 2: cấu tạo của Gums
- Hemicellulose: gồm các nhóm polysaccharide khác nhau tùy mức độ
phân nhánh, được phân loại theo đường đơn có trong dây chính (xylan,
galactan, mannan) và trong các nhánh bên (arabinose, galactose) [10, 24]

Hình 3: cấu tạo của Hemicellulose
3


Khóa luận tốt nghiệp K19
-

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

Psyllium thành phần không phải polysaccharide là lignin chứa các hỗn

hợp phenolic có cấu trúc phân tử không gian ba chiều rất phức tạp. Lignin có
trong thành phần gỗ cứng, khó phân rã của hầu hết các loại thức ăn từ cây cỏ.
-

Một số cacbohydrate: maltodextrin, tổng hợp bằng enzyme (fructo-

oligosaccharide (FOS) mạch ngắn, chondroitin-oligosaccharide (TOS),

xanthan gum, oligofructo, xilo-oligosaccharide (XOS), trangalactooligo
collagen, galacto-oligosaccharide)
B. Phương pháp phân loại dựa vào tính chất sinh lý và hóa lý của chất xơ,
chia chất xơ hòa tan thành hai nhóm:
• Chất xơ hòa tan nhớt như guar gum, glucomannans, pectin, yến mạch
-glucan, psyllium, các chất nhầy….
• Chất xơ hòa tan không nhớt như lactulose, oligosaccharides, fructooligosaccharides, inulin,…
C.

Phương pháp phân loại theo số phân tử đường đơn trong cấu trúc chất

xơ.
- Chất xơ được cấu tạo từ 3 phân tử đường đơn như FOS 3, Galacto OS
- Chất xơ được cấu tạo từ 4 phân tử đường đơn như lactosucrose
- Chất xơ được cấu tạo từ 5 phân tử đường đơn như IMO, GOS 5
- Chất xơ được cấu tạo từ 6 phân tử đường đơn như XOS, TOS
- Chất xơ được cấu tạo từ nhiều phân tử đường đơn (mạch poli) như
pectin, inulin, raffinose

4


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

1.1.1.3. Nguồn cung cấp chất xơ hòa tan
Bảng 1. Hàm lượng chất xơ trong một số loại rau quả
Xơ tổng số
(g/100g)

Xơ không tan
(g/100g)

Xơ hòa tan
(g/100g)

Mì kiều mạch

3.73

2.3

1.43

Gạo trắng

1.51

0.8

0.71

Khoai lang

3.76

2.4

1.36

Khoai tây

1.42

1.3

0.12

Đậu nành khô

16.67

14.5

2.2

Lá tía tô

7.9

6.9

1

Cây tỏi

5.9

1.6

4.3

Rau khoai lang

6,9

6,03

0,87

Quả hồng

2.46

1.7

0.76

Quả cam

1.95

1.6

0.35

Quả dâu

1.82

1.5

0.3

Quả táo

1.4

1.3

0.1

Rau diếp

4.6

2.8

1.8

Thực phẩm

1.1.2. Vai trò của xơ hòa tan đối với con người
Một số vai trò chính của chất xơ hòa tan đối với sức khỏe con người gồm :
- Hỗ trợ hệ tiêu hóa:
Ảnh hưởng của chất xơ trên đường tiêu hóa chủ yếu qua 2 tính chất: Độ
nhớt của chất xơ và khả năng lên men của chất xơ.
Tại dạ dày, chất xơ không bị tiêu hóa bởi các enzyme nên còn nguyên
vẹn, tính nhớt của chất xơ tan làm cho thức ăn dính lại thành một khối. Kết

quả là thức ăn chậm di chuyển từ dạ dày sang tá tràng.[5]

5


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

Tại ruột non, sự tạo khối của thức ăn dưới dạng gel hạn chế tác động
của các enzym đường ruột lên các chất mỡ, chất đạm, chất đường. Hạn chế
hấp thu các thực phẩm ăn vào qua cơ chế hạn chế tiếp xúc với niêm mạc ruột.
Hiệu quả là giảm hấp thu các dưỡng chất, giảm chuyển hóa năng lương, giảm
chỉ số đường huyết của các bữa ăn.[5]
Tại ruột già, tác động của chất xơ chủ yếu thông qua quá trình lên men,
tạo ra các axit béo chuỗi ngắn, là nguồn năng lượng cho các vi khuẩn tại đại
tràng và được cho là có vai trò trong phòng chống ung thư đại tràng. Các loại
thực phẩm có khả năng lên men cao là các loại cám, các loại rau có độ nhớt
cao, các loại trái cây. Còn các chất xơ có khả năng lên men kém sẽ tạo thành
khối với khả năng hút nước cao, dẫn đến hiệu quả là nhuận tràng, chống táo
bón và gián tiếp làm tăng chất lượng cuộc sống. Nguồn thực phẩm lên men
kém là các loại cám, gạo lức, các loại rau và hoa quả. Đã có trên 100 nghiên
cứu xác định ảnh hưởng của chất xơ đến sự tăng khối lượng phân cho thấy,
tùy theo từng loại chất xơ mà khả năng tăng khối lượng phân khác nhau.[5]
- Hỗ trợ làm Giảm Cholesteol xấu (LDL)
Vì chất xơ làm giảm cholesterol bằng cách làm giảm chất béo LDL và
tăng HDL. Nếu chế độ ăn nhiều chất béo, cholesterol tăng cao, nhưng khi
thêm chất xơ vào khẩu phần thì lượng cholesterol giảm xuống tới 20%.
Cholesterol tăng cao trong máu là nguyên nhân gây một số bệnh tim
mạch. [2]

- Hỗ trợ điều trị bệnh béo phì:
Chế độ ăn giàu chất xơ tuy làm giảm calo của khẩu phần, nhưng vẫn
đảm bảo cảm giác no, rất có lợi cho những ai muốn giảm trọng lượng cơ thể.
Mặt khác, chất xơ trong quá trình tiêu hóa sẽ hút nước nở ra, làm cho các chất
dinh dưỡng thấm qua lớp nhầy nhớt dần qua thành ruột vào máu. Nhờ vậy,
lượng đường trong máu chỉ tăng ở mức độ vừa phải, không bị cơ thể chuyển
lượng đường thừa thành mỡ được dự trữ ở các mô mỡ gây béo phì.[2]
- Hỗ trợ điều trị bệnh tim mạch:
6


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

Chất xơ có khả năng cải thiện sự bài tiết cholesterol và làm giảm sự hấp
thu các muối mật ở hồi tràng. Chất xơ khi hút nước nở ra thì giữ muối mật
trong lớp chất nhầy, không cho nó quay trở lại máu. Cơ thể luôn có chức năng
sản xuất lượng muối mật để bù vào lượng muối mật mất đi mỗi ngày. Nguyên
liệu mà cơ thể cần để tổng hợp ra muối mật chính là chất cholesterol. Do đó
chế độ ăn có đủ số lượng chất xơ cần thiết sẽ làm giảm hàm lượng cholesterol
trong máu. Vì thế, ngoài việc giảm ăn chất béo động vật, bệnh nhân tăng
cholesterol huyết lưu ý tăng thức ăn nguồn thực vật, nhất là thức ăn giàu chất
xơ như gạo giã dối, đậu Hà Lan, hoa quả và rau.[2]
- Hỗ trợ ổn định đường huyết khống chế cảm giác ăn uống.
Tiểu đường là một bệnh do đường trong máu tăng cao. Bệnh do thiếu
Insulin hoặc do giảm tác dụng của Insulin trong cơ thể.
Chất xơ làm giảm đáp ứng đường máu sau khi ăn nhờ tính nhầy và thể
tích phân tử lớn. chất xơ bao quanh thức ăn ở ruột làm men tiêu hóa khó tiếp
xúc với thức ăn, và thức ăn không được tiêu hóa khó được hấp thụ. Chất xơ

làm chậm quá trình hấp thụ đường vào máu qua đó giữ cho mức đường trong
máu không tang đột ngột sau bữa ăn và hấp thụ từ từ, giữ cho lượng đường
trong máu không xuống quá thấp. Đồng thời chất xơ lưu lại trong dạ dày lâu
tạo cảm giác no làm cho ăn ít đi.[2]
- Hỗ trợ điều trị bệnh ung thư ung thư ruột già
Ung thư ruột già ngày càng xuất hiện nhiều do đời sống ngày càng cao
“người xưa có câu nhà giàu ăn thịt, ít tiền ăn rau”. Vì vậy các nhà dinh dưỡng
khuyến khích giảm tiêu thụ chất béo và tăng thực phẩm có chất xơ để giảm
ung thư ruột già. Chất xơ có tác dụng ngăn ngừa sự phát triển tế bào ung thư,
vì nó làm giảm độc tính của tác nhân gây ung thư bằng cách hoà loãng hay vô
hiệu hoá tác nhân này, làm giảm thời gian chất bã di chuyển trong ruột, làm
giảm độ acid của phân bã và thay đổi môi trường vi trùng trong ruột. Việc
giảm thời gian ruột già tiếp xúc với các thành phần độc có khả năng gây ung
thư trong các thức ăn là rất quan trọng.[2]
7


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

1.1.3. Tình hình nghiên cứu thu nhận và ứng dụng chất xơ thực phẩm
trong và ngoài nước.
1.1.3.1. Tình hình nghiên cứu.
Trong những năm 1970 - 1975, trên thế giới đã bắt đầu nghiên cứu sản
xuất chất xơ thực phẩm dạng oligosaccharit. Pilnik, W.; Voragen, A. G. J.
năm 1970, đã nghiên cứu thu nhận các cơ chất pectin từ quả táo .
Vào đầu những năm 1980 đến cuối những năm 1990, cùng với sự
phát triển của công nghệ sản xuất enzyme, một vài loại oligosaccharit đã
được

sản xuất ở qui mô công nghiệp như: maltooligosaccharit,

isomaltooligosaccharit, cyclodextrin (CDs), fructooligosaccharit v.v. trong
số các công trình nghiên cứu đó phải kể đến một loạt các công trình
nghiên cứu của Tiến sỹ Teruo Nakakuki [17, 22]
Năm 1984, De Vries, J. A và cộng sự đã tiến hành so sánh đặc điểm cấu
trúc pectin thu được từ táo và pectin thu được từ vỏ quả citrus.
Năm 1990, May, C. D. đã thu nhận pectin từ vỏ cam ứng dụng trong
chế biến thực phẩm và dược phẩm [18].
Năm 1997, Xu Yunshe ( Trung Quốc) đã nghiên cứu thành công công
nghệ tách chiết chất xơ từ quả chuối. OUYANG Linghua, PU Biao, ZHANG
Xuemei, Li Singmin (Đài Loan ), YAO Hui-yuan ( Đài Loan ) đã nghiên cứu
thu nhận chất xơ từ hạt đậu tương, Yin Boxing , Sun Jian, Zhang Cuiying đã
nghiên cứu ứng dụng chất xơ thực phẩm trong sản xuất sữa chua.
Năm 2006, T. Prakongpan và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu sản xuất
chất xơ thực phẩm và cellulose từ lõi dứa nhận được bằng phương pháp trích
ly cồn. Tổng lượng chất xơ thực phẩm và cellulose thu được trong nghiên cứu
này đặt 99,8% và 95,2% (so với khối lượng chất khô).
Năm 2006, TS.Katrin Hasekopf, Viện nghiên cứu Frauenhof IVV,
Freising (Đức) đã kết hợp với trường đại học Mailand (Ý) và 11 nhà sản xuất
thực phẩm và các chất phụ gia đã triển khai dự án sản xuất chất xơ thực phẩm
8


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

từ đậu tương và ứng dụng trong các sản phẩm thực phẩm như súp ăn liền, bột

làm bánh, pizza, đồ uống, các loại xúc xích.
Nghiên cứu sản xuất pectin từ vỏ trái cây bằng phương pháp thủy phân
axit của tác giả Nguyễn Đăng Diệp – Phân Viện công nghiệp Thực phẩm (
Tp. Hồ Chí Minh) (2007)
Nghiên cứu sản xuất pectin có chỉ số methoxyl thấp từ vỏ cam của ThS.
Nguyễn Thúy Hường, Viện Công nghiệp Thực phẩm (2007).
Công trình nghiên cứu sản xuất

Fructooligosacchride

từ đường

saccarose của TS. Trịnh Kim Vân , Viện Công nghiệp Thực phẩm ( 2003);
Nghiên cứu công nghệ sản xuất Cyclodextrin từ tinh bột sắn của ThS.
Đàm Lam Thanh, Viện Công nghiệp Thực phẩm (2005).
Nghiên cứu quy trình sản xuất chất xơ thực phẩm từ nguồn nguyên liệu
thực vật ứng dụng làm hoạt chất sinh học bổ sung vào thực phẩm ăn liền và
thực phẩm chức năng của ThS. Hồ Kim Vĩnh Nghi, Viện Công nghiệp Thực
phẩm (2009).
1.1.3.2. Ứng dụng của chất xơ thực phẩm trong chế biến thực phẩm
Chất xơ là những chất bền với nhiệt và duy trì sự ổn định trong suốt
quá trình chế biến thậm chí cả khi các thành phần đạt đến nhiệt độ sôi (trong
sản xuất kẹo, bánh nướng,hay ép đùn). Trong môi trường axit, chất xơ khá
bền vững, vì vậy chúng còn được dùng để bổ sung vào nước ép quả, hàm
lượng chất xơ trong sản phẩm được duy trì ổn định sau vài tháng tàng trữ.
Trong chế biến thực phẩm, chất xơ được bổ sung vào với mục đích làm tăng
hàm lượng chất xơ. Chúng có thể được bổ sung vào nhiều loại sản phẩm khác
nhau như: Các loại đồ uống, kẹo, bánh nướng, các sản phẩm sữa, sản phẩm
chế biến từ ngũ cốc, các loại quả chế biến, các thực phẩm bổ sung, các sản
phẩm dinh dưỡng đặc biệt. Chất xơ có thể được thêm vào với một lượng khá

lớn mà không ảnh hưởng đến tính chất lưu biến, mầu sắc và mùi vị của sản
phẩm [9]

9


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

Bảng 2. Một số ứng dụng của chất xơ trong sản phẩm thực phẩm

Chức năng

Số lượng
trong sản
phẩm
cuối
(g/kg)

Ước tính tiêu
thụ sản phẩm
tương đương ở
Châu Âu
(g/người/ngày)

Ước tính tiêu
thụ sản phẩm
tương đương ở
Anh

(g/người/ngày)

Sữa chua uống

Chất ổn định

1-5

0,68

0,78

Đồ tráng
miệng

Chất nhũ tương

1-30

2,5

2,1

Các loại
bánh nướng

Chất đông đặc

1-10

18,56

55

Mỳ sợi

Tác nhân chống dính

1-10

5,17

35

Thực phẩm
đông lạnh

Tác nhân chống dính

12,8

43

Jelly

Tác nhân chống dính

1-10

2,45

-

Kẹo

Chất ổn định, chất
đông đặc

1-10

3,48

7,14

Ứng dụng

0,5-10

1.2. Tổng quan về chất xơ từ củ khoai lang
1.2.1. Tổng quan về khoai lang [24, 25]
1.2.1.1. Khái niệm
Khoai lang là loại cây lương thực đứng thứ bảy trên Thế giới với sản lượng sản
xuất hàng năm khoảng 115 triệu tấn với khoảng 90% trong số đó sản xuất ở Châu Á Thái
Bình Dương. Loại cây lượng thực này có vai trò quan trọng đối với việc cung cấp năng
lượng, chất dinh dưỡng và các hoạt chất sinh học cho con người và vật nuôi. Đây cũng là
loại dược thảo quý được sử dụng trong y học cổ truyển, bao gồm nhiều loại bộ phận, từ
thân, lá đến củ với nhiều mục đích khác nhau : làm thực phẩm, thức ăn gia súc, nguyên
liệu sản xuất tinh bột, lên men và nguyên liệu chế biến các sản phẩm khác. Khoai lang có
danh pháp là Ipomoea batatas thuộc : giới Plantae, bộ Solanales, họ Convolvulaceae, chi
Ipomoea, loài I. Batatas [24, 25].

10


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

Ở Việt Nam, đây là cây lương thực truyền thống được trồng phổ biến, có chất
lượng và sản lượng cao, được trồng ở khắp mọi nơi trên cả nước từ đồng bằng đến miền
núi, duyên hải miền Trung và vùng Đồng bằng Sông Cửu Long.
Bảng 3: Diện tích và sản lượng khoai lang của nước ta trong những năm gần đây
Thời gian

Diện tích (ha)

Sản lượng (nghìn tấn)

2009

146,6

1211,3

2010

150,8

1318,5

2011

148,5

1390,6

Khoai lang có nhiều loại có thể phân biệt dựa trên màu của củ thu
hoạch : trắng, đỏ, hồng, tím và vàng. Giống khoai lang có màu nhạt thường ít
ngọt hơn các giống màu đỏ, hồng hoặc vàng cam. Đối với người làm việc
nặng nhọc, khoai lang là nguồn cung cấp tốt carbohydrate với thành phần giàu
vitamin và khoáng chất. Kết quả của nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học
cũng chỉ ra rằng hoạt chất sinh học trong khoai lang có thể giúp giảm nguy cơ
bị tác động bởi các gốc tự do sinh ra trong quá trình chuyển hóa thức ăn cho
người sử dụng.
1.2.1.2. Đặc điểm hình thái [3]
•

Đặc điểm hình thái.
- Thân: Cây thân thảo bò, dài 2-3m, có thể dài 4-5m cho đến 7m nếu cho

mọc tự nhiên, thân phát triển thành nhiều nhánh.
- Rể: Rể phình thành củ tròn dài, màu đỏ, trắng, vàng hay tím. Lớp cùi
thịt có màu từ trắng, vàng, cam hay tím. Trên đốt thân có rể khí sinh, khi
chạm đất các rể này phát triển thành rể dinh dưỡng.
- Lá: Lá có nhiều dạng, các lá mọc so le, thường là hình tim xẻ 3 thùy
sâu hay cạn, có cuống dài.
- Hoa: Cụm hoa xim ít hoa ở đầu cành hay nách lá. Hoa hình phễu màu
tím nhạt, trắng hay vàng. Khoai lang ít khi ra hoa nếu khoảng thời gian ban
ngày vượt quá 11 giờ.
11

Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

Cây khoai lang được nhân giống chủ yếu bằng các đoạn thân (dây khoai
lang) hay rễ hoặc bằng các rễ bất định mọc ra từ các rễ củ trong khi lưu giữ
bảo quản. Các hạt hầu như chỉ dành cho mục đích gây giống.
• Phân loại [7].
Hiện nay ở Việt Nam có nhiều giống khoai lang khác nhau như:
- Giống khoai lang củ to, vỏ trắng, ruột trắng hoặc vàng sẫm, nhiều bột.
- Giống khoai lang bí, củ dài vỏ đỏ, ruột vàng tươi.
- Giống khoai lang nghệ, củ dài, vỏ đỏ ruột vàng.
- Giống khoai khoai lang ngọc nữ vỏ tím, ruột tím...
- Ở Đà Lạt có giống khoai lang đặc sản vỏ đỏ thịt vàng, rất thơm ngon.
- Giống Khoai lang Lệ Cần là đặc sản của vùng Lệ Cần, xã Tân
Bình, Đắk Đoa, Gia Lai. Là giống khoai lang có thân dây to, cứng, lá mọc dài,
tán có nhiều thùy màu nâu tím, củ màu đỏ, dài, thuôn. Ruột có màu vàng nghệ
nên khi luộc bở vàng ươm, ăn ngọt lịm và bùi. Đặc biệt giống khoai này chỉ
trồng ở vùng Lệ Cần mới có đủ đặc điểm trên.
- Các giống khoai lang nhập nội: gần đây Việt Nam nhập nội một số
giống khoai lang tím từ Nhật Bản, Trung Quốc với chất lượng củ cao để xuất
khẩu củ.
Một số giống khoai được trồng ở Viêt Nam: giống khoai lang HL518
(khoai lang Nhật đỏ), giống Kokey 14 (khoai Nhật vàng), giống HL491 (
khoai Nhật tím), HL284 (khoai nhật trắng), giống HL4 (giống khoai Hưng
Lộc 4). Ở Việt Nam có một vài giống khoai lang được trồng như là: giống
khoai HL581 được trồng ở Gia Lai, giống khoai Hưng Lộc 4 được trồng phổ
biến ở vùng Đông Nam Bộ, giống khoai Kokey 14 được trồng nhiền ở vùng

Nam Bộ.

12


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

1.2.2. Vai trò của khoai lang.
1.2.2.1. Thành phần dinh dưỡng
Theo phân tích của Bộ Nông nghiệp Mỹ, trong 100g củ khoai lang tươi
có thành phần các chất dinh dưỡng như bảng sau [16]:
Bảng 4: Thành phần dinh dưỡng của củ khoai lang
Năng lượng

359 kJ (86 kcal) -Vitamin B 6

0,209 mg

Carbohydrates

20,1 g

11 mg

-Folate(vit
B9)

- Tinh bột

12,7 g

-Vitamin C

2,4 mg

- Đường

4,2 g

-Vitamin E

0,26 mg

- Chất xơ thực phẩm

3g

Calcium

30 mg

Chất béo (Fat)

0,1 g

Sắt

0,61 mg

Protein

1,6 g

Magnesium

25 mg

Mangan

0,258 mg

-Vitamin

A (tương 709 mg

đương)
- beta-carotene

8.509 mg

Photpho

47 mg

-Thiamine (vit. B 1 )

0,078 mg

Kali

337 mg

-Riboflavin (vit. B 2 )

0,061 mg

Sodium

55 mg

-Niacin (vit. B 3 )

0,557 mg

Kẽm

0,3 mg

-Pantothenic acid (B 5 ) 0,8 mg
Khoai lang giàu dinh dưỡng, với hàm lượng carbohydrate tổng từ 1720%, giàu protein và niacin, có thể cung cấp hơn 90% chất dinh dưỡng cần
thiết cho con người, với lượng vitamin A đạt 100% ; 49% vitamin C, 10% cho
13


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

sắt và 15% cho Kali. Bên cạnh đó, khoai lang rất giàu sắt và các vitamin như beta
carotene, vitamin B2, vitamin C, vitamin E và đặc biệt là chất xơ.
1.2.2.2. Tính chất chức năng.
Đối với người làm việc nặng nhọc, khoai lang là nguồn cung cấp tốt
carbohydrate với thành phần giàu vitamin và khoáng chất. đối với những người bị
bệnh ung thư dạ dày, chế độ ăn có khoang lang có ích cho điều trị bệnh. Kết quả
của nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học cũng chỉ ra rằng hoạt chất sinh học
trong khoai lang có thể giúp giảm nguy cơ bị tác động bởi các gốc tự do cho người
sử dụng. Tinh bột được cho là thành phần chính của củ khoai lang chứa các đường
đơn như sucrose, glucose, fructose và maltose. Lá khoai lang được cho là chứa
nhiều dinh dưỡng hơn củ với nhiều thành phần như protein, chất béo, chất xơ, tro,
carbohydrate, vitamin A và C, các khoáng chất thiết yếu như Zn, K, Na, Mn, Ca,
Mg và Fe, hàm lượng độc tố thấp (phytic acid, cyanide, tannin và oxalate tổng số),
có thể sử dụng bổ sung dinh dưỡng cho bữa ăn hàng ngày của con người.
Dược tính của khoai lang có thể kể đến [26]:
•

Sử dụng như thực dược để điều trị một số bệnh như tiểu đường, cao huyết

áp, kiết lỵ, táo bón, mệt mỏi, viêm khớp, thấp khớp, não úng thủy, viêm màng não,
thận.
•

Sử dụng trong điều trị chống viêm, giảm đau, tăng hấp thu khoáng chất,

chống hạ đường huyết, chống đông máu, an thần và có thể phòng chống ung thư.
Khoai lang rất giàu beta carotene có tác dụng loại trừ các gốc tự do rất mạnh.
•

Sử dụng trong cân bằng điện giải và pH máu, tốt cho tim mạch.

•

Sử dụng trong điều trị các khối u trong miệng, cổ họng, suyễn, bỏng, viêm

mủ, sốt, đau dạ dày
•

Sử dụng như chất diệt khuẩn, giảm đau, nhuận tràng và bổ sung dinh dưỡng.

•

Bột khoai lang sử dụng trong ngăn ngừa viêm loét dạ dày, ức chế phù nề,

bảo vệ niêm mạc dạ dày và chữa lành vết thương, được đánh giá khả năng chống
oxy hóa tương ứng với 42,94% so với ascorbic acid.

14


Khóa luận tốt nghiệp K19
•

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

Lá, thân và rễ khoai được sử dụng như thuốc chống oxy hóa, ức chế quá

trình oxy hóa acid linoleic, tiêu diệt các gốc tự do.
•

Phòng chống bệnh tiểu đường : những người bị bệnh tiểu đường có xu

hướng giảm adiponetic, khi sử dụng rau và củ khoai lang trong bữa ăn cho thấy
hàm lượng chất này tăng đáng kể. Nghiên cứu lâm sàng trên chuột cho thấy chức
năng tế bào tuyến tụy, chất béo và sự kiểm soát glucose của động vật thí nghiệm
được cải thiện đáng kể, giảm khả năng kháng insulin chỉ trong 8 tuần. Thử nghiệm
trên người cũng cho thấy khoai lang bổ sung vào bữa ăn của người bị bệnh tiểu
đường type II giúp người bệnh kiểm soát đường huyết, giảm kháng insulin với chi
phí rẻ hơn rất nhiều so với việc sử dụng các loại thuốc hiện tại.
•

Nghiên cứu thực nghiệm cho thấy việc ăn khoai lang giúp giảm nguy cơ ung

thư vú, đại trực tràng, mật và thận. Đánh giá lâm sàng tại viện nghiên cứu ung thư
Mỹ trong 10 năm trên 47997 nam giới và 66520 nữ giới từ 40 tuổi trở lên về nguy
cơ ung thư thận cho thấy việc ăn khoai lang thường xuyên giúp giảm nguy cơ
nhiễm bệnh này.
•

Khoai lang được phát hiện hoạt chất 4 Ipomeanol có chức năng gây chết và

phòng chống ung thư bởi Viện Nghiên cứu Ung thư Mỹ khi nghiên cứu trên bệnh
nhân ung thư phổi và dòng tế bào MCF 7 của ung thư vú do biến thể của các loại tế
bào này tương đối nhạy cảm với hoạt chất trên.
•

4-Iponeanol đang được đánh giá lâm sàng trong nghiên cứu sản xuất thuốc

điều trị các bệnh về gan và bảo vệ tim mạch.
•

Dịch chiết khoai lang được đánh giá tác động làm giãn mạch trên chuột bị

hẹp động mạch chủ cho kết quả 97% có tác dụng với động mạch chủ, 35% đối với
động mạch cảnh.
•

Sử dụng trong làm lành vết thương, các vết bỏng. Đánh giá trên chuột sử

dụng polysaccaride chiết xuất từ khoai lang với liều từ 50 đến 250mg/kg thể trọng
trong 7 ngày cho thấy vật chủ tăng chức năng thực bào, có tác dụng tán huyết và
tăng immunoglobulin (IgG) huyết thanh, cho vết thương mau lành và giảm diện
tích vết thương so với mẫu đối chứng.

15


Khóa luận tốt nghiệp K19
•

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

Sử dụng dịch chiết khoai lang trên động vật thực nghiệm bị loét dạ dày cho

thấy tác dụng ức chế số điểm loét và chỉ số loét, gia tăng đáng kể glutathione,
superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase và giảm glutatione cấp cũng
như lượng lipid bị peroxid hóa.
1.2.3. Chất xơ từ khoai lang.
Các loại khoai lang khác nhau có thành phần dinh dưỡng và hàm lượng
chất xơ khác nhau được thể hiện rõ thông qua bảng sau:

Bảng 5: Thành phần chất xơ của các loại khoai khác nhau [1]
Loại nguyên liệu

Độ ẩm Lipid
Glucid
(g/100g) (g/100g) (g/100g)

Chất xơ
(g/100g)

Khoai lang ruột vàng

69,9

0,3

27.1

0.8

Khoai lang ruột trắng

68

0,2

28.5

1.3

Theo nghiên cứu của Salvado và cộng sự (2000) trên khoai lang Nhật,
thành phần chất xơ củ bao gồm pectin, hemicellulose, cellulose với chất cấu
tạo chính là polyuronides; rhamnogalacturonan, xyloglucan. Bảng phân tích
thành phần xơ trong củ được trình bày ở bảng sau:
Bảng 6: thành phần chất xơ trong củ khoai lang
Hexose(%)
Chất xơ hòa tan

Pentose(%)

Glucose

64

Đường khác

8

Arabinoxylan

5

Xylose

1

Uronic acid(%)
Hexose(%)
Chất xơ không
tan

Pentose(%)
Uronic acid(%)

22
Glucose

26

Đường khác

14

Arabinoxylan

11

Xylose

25
24

16


Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

1.2.4. Ứng dụng của khoai lang trong công nghệ thực phẩm.

Cây khoai lang cho thu hoạch cả hai bộ phận là củ và thân lá. Củ khoai
lang có giá trị sử dụng cao. Theo số liệu thống kê của tổ chức lương thực và
nông nghiệp của liên hợp quốc cho thấy trên thế giới có 77% sản lượng khoai
lang được sử dụng làm lương thực, 13% làm thức ăn cho gia súc, 3% làm
nguyên liệu chế biến các sản phẩm khác nhau như mứt, bánh, kẹo, nước giải
khát, rượu…., phần loại bỏ đi chỉ chiếm 6% [14].
Đối với người làm việc nặng nhọc, khoai lang là nguồn cung cấp tốt
carbohydrate với thành phần giàu vitamin và khoáng chất. Đối với những
người bị bệnh ung thư dạ dày, chế độ ăn có khoai lang có ích cho điều trị
bệnh như béo phì, tim mạch, huyết áp cao... Kết quả của nhiều nghiên cứu của
các nhà khoa học cũng chỉ ra rằng hoạt chất sinh học trong khoai lang có thể
giúp giảm nguy cơ bị tác động bởi các gốc tự do cho người sử dụng.
Củ khoai lang là một trong những loại thực phẩm cung cấp tinh bột
mức trung bình với hàm lượng khoảng 90cal/100g. Củ khoai chứa các chất
béo không no và là nguồn cung dồi dào chất xơ, chất chống oxy hóa, vitamin
và chất khoáng. Khoai lang có tỷ lệ amylose trên amylopectin cao. Amylose
làm chậm tốc độ tăng glucose máu khi so sánh với các đường đơn, và được
khuyến nghị sử dụng như loại thực phẩm tốt cho sức khỏe, thậm chí với cả
các bệnh nhân bị tiểu đường.
Thân củ là nguồn cung giàu flavonoit, các hợp chất phenolic như beta
carotene, vitamin A (100g củ chứa 14187IU vitamin A và 8509 Ig beta
carotene), cũng như các hợp chất chống ô xy hóa tự nhiên có hoạt lực cao
giúp cho cơ thể duy trì lớp niêm mạc ruột cũng như da được an toàn, khỏe
mạnh cũng như cung cấp dưỡng chất quan trọng cho mắt.
Củ khoai lang chứa nhiều loại vitamin thiết yếu như pantothenic axit
(vitamin B5), pyridoxine (vitamin B6) và thiamin (vitamin B1) cũng như
niacin và riboflavin. Ngoài ra, khoai lang còn chứa lượng chất khoáng phong
17

Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

phú như đến Fe, Ca, Mg, Mn, K cần thiết cho enzyme, protein và quá trình
chuyển hóa carbohydrate.
Khoai lang được tiêu thụ chủ yếu như lương thực, rau tươi hoặc được
chế biến thành tinh bột và các sản phẩm công nghiệp lên men như monosodium glutamate (MSG), axit citric, nước sốt đậu nành lên men, giấm,
sochuǁ (đồ uống có độ cồn thông thường 25% sản xuất tại Nhật Bản và Hàn
Quốc) và ethanol sinh học. Ngoài ra rễ khoai lang được lên men thành thức ăn
trong chăn nuôi ở nhiều nước châu Á; ví dụ như Trung Quốc, Indonesia và
Việt Nam.
Trong những năm gần đây, một số giống khoai lang đã được biết đến là
giàu poly-phenol và sắc tố chống oxy hóa (β- carotene, lutein và
anthocyanins). Những giống này có lợi thế cho việc sản xuất các loại thực
phẩm, phụ gia thực phẩm chức năng và đồ uống (Ray và Sivakumar, 2009).
Khả năng sử dụng hỗn hợp lúa mỳ - bột khoai lang trong bánh mì và
các loại bánh nướng đã được nghiên cứu (van Hal, 2000). Bột khoai lang
đóng vai trò như một nguồn quan trọng của β-carotene. Các đặc tính quan
trọng nhất của bột khoai lang là độ ẩm, protein, hàm lượng β-carotene, chất
lượng vi sinh vật, màu sắc, hương vị. Bánh khoai lang đã được thương mại
hóa trên quy mô hạn chế ở Peru và Nhật Bản.
Người ta cũng sử dụng khoai lang trong sản xuất đồ uống không có
cồn, hoặc thực phẩm chức năng như đồ uống giàu β-carotene. Màu sắc của đồ
uống khác nhau phụ thuộc vào màu sắc của ruột củ khoai lang từ màu vàng
sang màu da cam hoặc hơi hồng tím. Một loại nước giải khát được chế bằng
cách thêm khoai lang hoặc một hỗn hợp của mầm lúa mạch và khoai lang.

18

Khóa luận tốt nghiệp K19

Nguyễn Hoàng Linh - 1201

PHẦN II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên vật liệu.
Nguyên liệu là khoai lang ruột vàng, ruột trắng, ruột tím được thu mua
tại các chợ tại Hà Nội. Khoai tươi sau khi được mua về rửa sạch, loại bỏ vỏ và
các phần hỏng, sấy khô củ khoai lang và đem nghiền mịn. Sau đó, củ khoai
lang sẽ được xử lý theo mục đích thí nghiệm.
2.1.1. Dụng cụ và hóa chất.
2.1.1.1. Dụng cụ.
- Máy đo màu quang phổ

- Máy đo pH

- Máy cô đặc chân không

- Bếp điện, nhiệt kế

- Cân kĩ thuật

- Bình định mức, pipet

- Máy li tâm

- Tủ lắc

- Chiết quang kế

- Thiết bị đo độ cồn (France)

- Máy khuấy từ

- Chiết quang kế

2.1.1.2. Hóa chất.
-

Ethanol tinh khiết 95%
Aceton tinh khiết
CaCl2
Na2HPO4
NaH2PO4
Tris base
Acetic acid băng
Sodium Azide
HCl đậm đặc
NaOH
2 – propanol
Chloroform
H2SO4 đậm đặc

-

CuSO4
K2SO4
Cồn 96%
Enzyme Cellulase

Enzyme α-Amylase
Enzyme Amyloglucosidase
Megazyme kit pectin
identification assay procedure
Megazyme kit integrated total
dietary fiber assay procedure
Megazyme kit
Raffinose/Sucrose/Glucose
assay procedure

19