Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất nước uống từ khoai lang tím (ipomoea batatas l )

SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HỒ CHÍ MINH

----------

BÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT NƯỚC UỐNG TỪ KHOAI LANG TÍM
(Ipomoea batatas (L.))
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân
SVTH: Trương Hùng Tuyết Như
MSSV: 1153010604
Khóa: 2011 – 2015

Bình Dương, tháng 5 năm 2015

Báo cáo Khóa luận tốt nghiệp


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

LỜI CẢM ƠN
Thời gian trôi qua thật nhanh, nhớ ngày nào khi tôi mới chỉ là sinh viên năm nhất
với nhiều bỡ ngỡ, khi lần đầu bước chân vào trường thì bây giờ tôi đã là sinh viên năm
cuối. Bốn năm qua không quá dài cũng không quá ngắn, đủ để tôi có được những kỉ
niệm vui buồn bên thầy cô, bạn bè dưới mái trường đại học, cùng với những kiến thức,
những kĩ năng, những kinh nghiệm sẽ là hành trang luôn bên tôi trên con đường tương
lai phía trước_con đường mà tôi phải đi trên chính đôi chân của mình.
Đầu tiên, em xin chân thành cám ơn Ban giám hiệu trường Đại học Mở TP. Hồ Chí
Minh đã tạo cho em một môi trường học tập tốt với những chương trình giảng dạy bổ
ích.
Tiếp theo, em xin gửi lời tri ân sâu sắc, chân thành nhất của em đến thầy Như Xuân
Thiện Chân_giảng viên Khoa Công nghệ sinh học, chuyên ngành Công nghệ Thực
phẩm cũng là giảng viên hướng dẫn cho em thực hiện đề tài khóa luận này. Em xin cảm
ơn thầy đã tận tình hướng dẫn cho em thực hiện đề tài này, giúp em giải đáp những thắc
mắc, cho em những kiến thức và lời khuyên bổ ích để em có thể hoàn thành tốt khóa
luận của mình. Em cám ơn thầy rất nhiều, cám ơn những chỉ bảo thầy đã dành cho em.
Em xin chúc thầy luôn khỏe mạnh, hạnh phúc bên gia đình, thành công trong công việc
cũng như trong cuộc sống.
Lời cảm ơn tiếp theo em xin dành cho các thầy cô, bạn bè mà em có cơ hội được
tiếp xúc và học hỏi… trong suốt thời gian em ngồi trên ghế nhà trường, đặc biệt là các
thầy cô trong khoa Công nghệ sinh học nói chung và các thầy cô chuyên ngành thực
phẩm nói riêng của truờng Ðại học Mở. Em xin chúc cho quí thầy cô cùng những người
bạn luôn dồi dào sức khoẻ và tràn đầy niềm vui để có thể gặt hái được nhiều thành công
trong cuộc sống cũng như có nhiều đóng góp cho xã hội.
Cuối cùng con xin dành lời cảm ơn sâu sắc nhất đến ba mẹ_người đã sinh thành,
nuôi dưỡng, dạy dỗ và luôn dõi theo từng bước con đi. Ba mẹ đã luôn quan tâm, lo lắng,
động viên con và luôn bên con những lúc con gặp khó khăn, tạo điều kiện cho con được
học hỏi và tiếp xúc với mọi người. Con xin chúc ba mẹ luôn khỏe mạnh, bình an, hạnh
phúc và luôn bên con ba mẹ nhé! Hãy luôn là chỗ dựa vững chắc nhất cho con!

Báo cáo Khóa luận tốt nghiệp


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

Em xin chân thành cảm ơn! Tất cả mọi người!

MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................................ 1
Phần I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................................. 3
1.1

TỔNG QUAN VỀ KHOAI LANG TÍM .......................................................... 3

1.1.1

Phân loại và nguồn gốc .............................................................................. 3

1.1.2

Đặc tính thực vật ........................................................................................ 4

1.1.3

Cấu tạo và thành phần hóa học của củ khoai lang ..................................... 4

1.1.4

Giá trị dinh dưỡng và công dụng của khoai lang ....................................... 7

1.1.5

Tình hình sản xuất khoai lang trên Thế giới và Việt Nam ......................... 9

1.2

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC UỐNG RAU QUẢ .............................................. 10

1.2.1

Giới thiệu về đồ hộp rau quả .................................................................... 10

1.2.2

Phân loại nước uống từ rau quả................................................................ 10

1.2.3

Một số quy trình sản xuất nước uống rau quả tiêu biểu ........................... 11

1.3

TỔNG QUAN VỀ TINH BỘT ....................................................................... 14

1.3.1

Giới thiệu về tinh bột ............................................................................... 14

1.3.2

Cấu tạo của tinh bột.................................................................................. 14

1.3.3

Tính chất của tinh bột ............................................................................... 16

1.4

TỔNG QUAN VỀ ENZYME AMYLASE .................................................... 18

1.4.1

Giới thiệu chung về enzyme amylase ...................................................... 18

1.4.2

Enzyme α-amylase ................................................................................... 19

1.4.3

Enzyme glucoamylase (γ-amylase).......................................................... 20

1.5

TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA Carboxymethyl cellulose (CMC) .................... 21

1.5.1.

Định nghĩa, nguồn gốc và cấu tạo ............................................................ 21

1.5.2.

Tính chất, đặc tính của carboxymethyl cellulose (CMC) ........................ 22

1.5.3.

Ứng dụng của carboxymethyl cellulose (CMC) trong thực phẩm ........... 23

Phần II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................ 25
2.1 Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................. 25
2.1.1 Địa điểm nghiên cứu ..................................................................................... 25
2.1.2 Nguyên liệu ................................................................................................... 25
2.1.3 Thiết bị, dụng cụ và hóa chất ........................................................................ 25

Báo cáo Khóa luận tốt nghiệp


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

2.2 Quy trình công nghệ dự kiến ............................................................................... 26
2.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ dự kiến ............................................................... 26
2.2.2 Thuyết minh quy trình .................................................................................. 27
2.3 Sơ đồ nghiên cứu tổng quát................................................................................. 29
2.4.1 Xác định thành phần nguyên liệu ban đầu .................................................... 30
2.4.2 Khảo sát các thông số tối ưu cho quá trình sản xuất nước uống từ khoai lang

tím ................................................................................................................................. 30
2.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến chất lượng sản phẩm ....... 40
2.4.4 Đánh giá chất lượng sản phẩm cuối.............................................................. 41
Phần III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN............................................. 45
3.1 Khảo sát thành phần nguyên liệu ban đầu........................................................... 45
3.2 Khảo sát quy trình sản xuất nước uống từ khoai lang tím .................................. 45
3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát quá trình hấp khoai................................................. 45
3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát quá trình xử lý enzyme .......................................... 48
3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát quá trình hồ hóa không xử lý enzyme .................... 51
3.2.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát quá trình phối chế sản phẩm .................................. 53
3.3 Khảo sát ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến chất lượng sản phẩm .............. 62
3.4 Đánh giá chất lượng sản phẩm cuối .................................................................... 67
Phần IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................... 71
4.1

Kết luận ........................................................................................................... 71

4.2

Kiến nghị ......................................................................................................... 72

Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 73
PHỤ LỤC ........................................................................................................................ I

Báo cáo Khóa luận tốt nghiệp


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Thành phần hóa học trung bình của khoai lang ............................................. 5
Bảng 1.2: Giá trị dinh dưỡng của khoai lang (100g) . ................................................... 8
Bảng 1.3: Diện tích, năng suất và sản lượng khoai lang ở Việt Nam ............................ 9
Bảng 2.1: Phương pháp xác định các chỉ tiêu trong nguyên liệu ban đầu .................. 30
Bảng 2.2: Bảng bố trí thí nghiệm hấp khoai ................................................................. 30
Bảng 2.3: Bảng bố trí thí nghiệm xử lý enzyme 𝜶-amylase ....................................... 32
Bảng 2.4: Bảng bố trí thí nghiệm xử lý enzyme glucoamylase .................................. 33
Bảng 2.5: Bảng bố trí thí nghiệm quá trình hồ hóa không xử lý enzyme ................... 34
Bảng 2.6: Bảng bố trí thí nghiệm 4.1 ........................................................................... 35
Bảng 2.7: Bảng điểm cảm quan về màu sắc của sản phẩm ......................................... 35
Bảng 2.8: Bảng điểm cảm quan về vị của sản phẩm .................................................... 36
Bảng 2.9: Bảng bố trí thí nghiệm 4.2.1 ........................................................................ 36
Bảng 2.10: Bảng điểm về màu sắc của sản phẩm sau phối trộn................................... 37
Bảng 2.11: Bảng điểm về trạng thái của sản phẩm sau phối trộn ................................ 37
Bảng 2.12: Bảng bố trí thí nghiệm 4.2.2 ...................................................................... 38
Bảng 2.13: Điểm cảm quan về vị và trạng thái của sản phẩm sau phối chế ................ 38
Bảng 2.14: Bảng bố trí thí nghiệm 4.3 ......................................................................... 39
Bảng 2.15: Điểm đánh giá cảm quan về màu sắc của các nghiệm thức ....................... 39
Bảng 2.16: Bảng bố trí thí nghiệm thanh trùng ........................................................... 40
Bảng 2.17: Bảng cho điểm về sản phẩm nước khoai lang tím theo TCVN 3215-79 ... 41
Bảng 2.18: Bảng cho điểm về sản phẩm nectar khoai lang tím theo TCVN 3215-79 42
Bảng 2.19: Thang điểm đánh giá mức độ ưa thích đối với sản phẩm .......................... 43
Bảng 3.1: Kết quả các thành phần trong nguyên liệu ban đầu (phụ lục B1) ............... 45
Bảng 3.2: Hàm lượng anthocyanin trong khoai lang tím ở các thời gian hấp (%) ....... 45
Bảng 3.3: Điểm cảm quan về cấu trúc của khoai sau khi hấp ...................................... 47
Bảng 3.4: Kết quả đánh giá cảm quan về cấu trúc ....................................................... 47
Bảng 3.5: Điểm cảm quan về mùi của khoai sau khi hấp ............................................ 48
Báo cáo Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

Bảng 3.6: Kết quả đánh giá cảm quan về mùi .............................................................. 48
Bảng 3.7: Hàm lượng đường của dịch khoai lang tím sau khi xử lý 𝜶-amylase ......... 49
Bảng 3.8: Hàm lượng đường của dịch khoai lang tím sau khi xử lý glucoamylase ..... 50
Bảng 3.9: Độ nhớt của dịch khoai của các nghiệm thức .............................................. 52
Bảng 3.10: Điểm cảm quan về trạng thái của dịch khoai của các nghiệm thức ........... 52
Bảng 3.11: Kết quả đánh giá cảm quan màu sắc và vị sản phẩm sau phối chế............ 54
Bảng 3.12: Kết quả đánh giá cảm quan màu sắc và trạng thái sản phẩm sau phối
chế ................................................................................................................................. 56
Bảng 3.13: Kết quả đánh giá cảm quan vị và trạng thái sản phẩm sau phối chế ......... 57
Bảng 3.14: Thời gian lắng của các nghiệm thức .......................................................... 59
Bảng 3.15: Thời gian lắng của các mẫu với thời gian đồng hóa khác nhau ................. 61
Bảng 3.16: Kết quả điểm cảm quan màu sắc của các nghiệm thức ............................. 61
Bảng 3.17: Bảng theo dõi ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến chỉ tiêu hóa lý và cảm
quan của sản phẩm có xử lý enzyme. ........................................................................... 63
Bảng 3.18: Bảng theo dõi ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến chỉ tiêu hóa lý và cảm
quan của sản phẩm có xử lý enzyme. ........................................................................... 65
Bảng 3.19: Các chỉ tiêu hóa lý của 2 sản phẩm ............................................................ 68
Bảng 3.20: Kết quả đánh giá cảm quan theo TCVN 3215 – 79 của sản phẩm 1 ......... 68
Bảng 3.21: Kết quả đánh giá cảm quan theo TCVN 3215 – 79 của sản phẩm 2 ......... 68
Bảng 3.22: Kết quả đánh giá mức độ ưa thích của người tiêu dùng đối với sản phẩm
1 .................................................................................................................................... 69
Bảng 3.23: Kết quả đánh giá mức độ ưa thích của người tiêu dùng đối với sản phẩm
2 .................................................................................................................................... 69

Báo cáo Khóa luận tốt nghiệp


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Khoai lang tím .................................................................................................. 3
Hình 1.2 Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin ................................................. 6
Hình 1.3 Sự biến đổi màu của anthocyanin theo pH ....................................................... 7
Hình 1.5 Cấu trúc các thành phần của tinh bột: (A) amylose và (B) amylopectin ....... 15
Hình 1.6 Hạt tinh bột khoai lang dưới kính hiển vi ....................................................... 18
Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ dự kiến sản xuất nước uống từ khoai lang tím .... 26
Hình 3.1 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng anthocyanin trong khoai lang tím ở các thời gian
hấp khác nhau ................................................................................................................ 46
Hình 3.2 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng đường khử của các nghiệm thức ..................... 50
Hình 3.3 Biểu đồ thể hiện hàm lượng đường khử của các nghiệm thức ....................... 51
Hình 3.4 Biểu đồ thể hiện điểm cảm quan về trạng thái và độ nhớt của dịch khoai lang
tím sau khi hồ hóa .......................................................................................................... 53
Hình 3.5 Điểm cảm quan về màu sắc và vị của các nghiệm thức sau phối chế ............ 55
Hình 3.6 Điểm cảm quan về màu sắc và trạng thái của các nghiệm thức sau phối chế ....
....................................................................................................................................... 56
Hình 3.7 Điểm cảm quan về vị và trạng thái của các nghiệm thức sau phối chế .......... 58
Hình 3.8 Biểu đồ biểu diễn thời gian lắng của các nghiệm thức................................... 60
Hình 3.9 Biểu đồ điểm cảm quan về màu sắc và thời gian lắng của các nghiệm thức .....
....................................................................................................................................... 62

Báo cáo Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

ĐẶT VẤN ĐỀ
Khoai lang tím có tên khoa học là Ipomoea batatas, thuộc họ Convolvulaceae,
là một trong năm loại cây lương thực dạng củ quan trọng (khoai mì, khoai lang, khoai
mỡ, khoai sọ và khoai tây) và được trồng phổ biến ở Việt Nam. Củ khoai lang tím là
bộ phận được sử dụng làm lương thực thực phẩm, phần thịt củ chứa các thành phần
dinh dưỡng như tinh bột, protein và các loại vitamin, acid amin, nhiều nguyên tố vi
lượng, chất xơ, sắt, kali, acid folic đem lại nhiều lợi ích cho sức khỏe con người, đặc
biệt trong khoai lang tím còn chứa hàm lượng cao anthocyanin_ một nhóm chất màu
tự nhiên có tác dụng trung hòa gốc tự do, hạn chế sự tổn thương thành mạch, cải thiện
lưu lượng máu lên não, cải thiện trí nhớ,…
Ở nước ta hiện nay, khoai lang tím được trồng rất phổ biến và sản lượng thu
hoạch cũng khá lớn, năng suất cao nhưng mức độ tiêu thụ và việc bảo quản còn hạn
chế, vẫn chưa được sử dụng đúng mức, chưa được khai thác tốt về tiềm năng kinh tế
cũng như về vai trò đối với sức khỏe. Hầu như khoai lang tím thường được tiêu thụ
dưới dạng chế biến quy mô gia đình như khoai luộc, nấu chè, làm bánh,..trong khi
các sản phẩm chế biến quy mô công nghiệp thì chưa được quan tâm nhiều. Trước tình
hình đó, việc chế biến khoai lang tím thành một sản phẩm dùng ngay cần được thực
hiện nhằm nâng cao giá trị sử dụng của nguyên liệu, giá thành rẻ mà chất lượng tốt
vừa tiện lợi vừa tốt cho sức khỏe người tiêu dùng.
Với ý tưởng trên, chúng tôi quyết định thực hiện đề tài “Nghiên cứu xây dựng
quy trình công nghệ sản xuất nước uống từ khoai lang tím (Ipomoea batatas (L.))”
nhằm tạo ra loại thức uống vừa dễ sử dụng vừa cung cấp phần nào các dưỡng chất có
lợi cho người tiêu dùng lại có thể giúp khai thác tốt nguồn nguyên liệu khoai lang tím
tại Việt Nam. Trong đề tài này chúng tôi tiến hành các thí nghiệm khảo sát về quá
trình xử lý để thu dịch khoai lang tím, quá trình phối chế và thanh trùng để tìm được

các thông số tối ưu. Từ đó xây dựng quy trình sản xuất nhằm tạo ra sản phẩm thức
uống từ khoai lang tím và dinh dưỡng cho người tiêu dùng.

Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Trang 1


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

PHẦN I.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Trang 2


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

Phần I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 TỔNG QUAN VỀ KHOAI LANG TÍM
1.1.1 Phân loại và nguồn gốc [4] [12]
– Giới (Kingdom): Plantae
– Ngành (Division): Magnoliophyta.
– Lớp (Class): Magnoliopsida. Phân lớp

Asteridae.
– Bộ (Order): Solanales.
– Họ (Familia): Convolvulaceae.
– Chi (Genus): Ipomoea.
– Loài (Species): Ipomoea batatas.
Hình 1.1 Khoai lang tím
Khoai lang có tên khoa học là Ipomoea Batatas (L), thuộc họ Bìm bìm, chi
Khoai lang. Khoai lang có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới châu Mỹ. Sau đó lan truyền
rất sớm sang các quần đảo Thái Bình Dương rồi trở thành cây trồng quan trọng ở
New Zealand (Yen, 1974). Với sự hình thành và phát triển của thương mại
quốc tế, cây khoai lang lan nhanh ra các vùng nhiệt đới. Người Tây Ban Nha mang
khoai lang từ Mehico và Philippines phát tán sang các đảo khác, còn người Bồ Đào
Nha đã đưa khoai lang từ vùng Caribe và Nam Mỹ sang châu Âu, Châu Phi, Đông
Nam Châu Á và Ấn Độ (Yen, 1976). Cây khoai lang du nhập vào Việt Nam vào cuối
thế kỉ 16, có lẻ từ Phúc Kiến (Trung Quốc) hay đảo Lu-zôn của Philippines. Hiện nay,
khoai lang được trồng ở khắp các vùng nhiệt đới và một số vùng cận nhiệt đới, ôn đới
và được coi là nguồn lương thực quan trọng của người Mayan ở Trung Mỹ, người
Péruvian ở vùng núi Andet (Nam Mỹ),và các nước khác ở Châu Âu như Tây Ban
Nha, Bồ Đào Nha, Châu Á như Ấn Độ, Trung Quốc, Philippin, Indonesia, Việt
Nam,….

Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Trang 3


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

1.1.2 Đặc tính thực vật [9]
Khoai lang là loài cây thân thảo, dạng dây leo hoặc bò, rễ củ ăn được có hình
dạng thuôn dài và thon, lớp vỏ nhẵn nhụi có màu từ đỏ, tím, nâu hay trắng, lớp cùi
thịt có màu từ trắng, vàng, cam hay tím tùy theo giống.
- Thân: chủ yếu là thân bò, dài 1,5 – 2 m, có thể dài từ 3 – 4 m đến 7 m nếu cho
mọc tự nhiên, thân phát triển thành nhiều nhánh.
- Rễ: rễ phình thành củ tròn dài, màu đỏ, trắng, nâu hay tím. Lớp cùi thịt có màu
từ trắng, vàng, cam hay tím. Trên đốt thân có rễ khí sinh, khi chạm đất các rễ này
phát triển thành rễ dinh dưỡng.
- Lá: có nhiều dạng, các lá mọc cách, thường là hình tim xẻ ba thùy sâu hay cạn,
có cuống dài.
- Hoa: hình chuông có cuống dài, màu tím nhạt, trắng hay vàng. Hoa thường mọc
ở nách lá hoặc đầu ngọn thân, mọc riêng rẽ hoặc thành chùm 3 – 7 hoa. Mỗi hoa chỉ
nở một lần vào lúc sáng sớm và héo vào lúc giữa trưa.

1.1.3 Cấu tạo và thành phần hóa học của củ khoai lang [1][5][11][13]
1.1.3.1 Cấu tạo của củ khoai lang
Khoai lang là loại củ không có lõi. Cuống củ nối với thân cây có hệ xơ chạy dọc
theo củ, có khi kéo dài đến hết củ tạo thành rễ đuôi củ.
Củ khoai lang gồm có 3 phần:
- Lớp vỏ bao (vỏ lụa) ngoài cùng thường chiếm 1% trọng lượng củ, gồm các tế
bào sít, có thành dày và chứa sắc tố, tùy theo giống mà chứa các sắc tố khác nhau.
Thành tế bào cấu tạo chủ yếu là cellulose giúp giữ nước và bảo vệ củ khỏi bị tác động
bên ngoài.
- Lớp vỏ cùi chiếm khoảng 5 – 12 % gồm các tế bào thành mỏng, chứa tinh bột,
nguyên sinh chất và dịch thể (mủ khoai). Trong dịch thể chứa nhiều chất khác nhau
bao gồm tannin, sắc tố, enzyme... Hàm lượng tinh bột trong 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 nito và một số
nguyên tố vi lượng. Giữa các lớp tế bào nhu mô, đôi khi còn có các lớp tế bào thành

Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Trang 4


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

dày, cấu tạo từ cellulose chạy dọc theo củ. Tinh bột của khoai lang tập trung chủ yếu
ở phần thịt củ. Mủ khoai lang không những có nhiều ở lớp vỏ cùi mà còn có nhiều
trong lớp thịt củ .
1.1.3.2 Thành phần hóa học của củ khoai lang
Bảng 1.1: Thành phần hóa học trung bình của khoai lang
Thành phần

Hàm lượng (%)

Nước

68,1

Protein

1,6

Glucid

27,9

Lipid

0,5

Cellulose

0,9

Tro

1,0
(Nguồn: Bùi Đức Hợi, 2009)

Thành phần chủ yếu của củ khoai lang là đường và tinh bột. Lượng tinh bột
trong khoai lang thường dao động từ 15 –31%, kích thước hạt tinh bột từ 15 - 80µm.
Khoai lang còn chứa một lượng đường từ 5 – 10%. Ngoài ra còn các thành phần khác
như protein, các vitamin (vitamin C, tiền vitamin A, B1, B2, B6,…), các chất khoáng
(K, Ca, Mg, P, Fe…) góp phần quan trọng trong dinh dưỡng của con người, nhất là
các nước nghèo, đang phát triển.
Tuy nhiên thành phần hóa học của củ khoai lang không ổn định mà thường dao
động trong khoảng rộng tùy thuộc giống cây, khí hậu, thổ nhưỡng, điều kiện canh tác
và mức độ già,…
Những khám phá gần đây cho thấy trong khoai lang có chứa hoạt chất sinh học
có lợi cho sức khỏe con người, đặc biệt là khoai lang tím_giống khoai có chứa hàm
lượng anthocyanin cao, là một hợp chất thuộc nhóm flavonoid. Anthocyanin là chất
màu tự nhiên, có tác dụng chống oxy hóa mạnh, ngăn ngừa ung thư, chức năng bảo
vệ gan và giảm các nguy cơ về tim mạch.
 Anthocyanin trong khoai lang tím

Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Trang 5


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

Anthocyanin (Anthos – nghĩa là hoa và Kysanesos – nghĩa là màu xanh) là sắc
tố màu tan trong nước thuộc nhóm hợp chất màu flavonoid, rất phổ biến trong thực
vật. Anthocyanin hiện diện trong hoa, lá, thân và cả rễ của thực vật. Anthocyanin là
thành phần hóa học cung cấp màu sắc tự nhiên cho nhiều loại trái cây và rau củ quả
như quả việt quất, khoai lang tím, bắp cải tím và nho đỏ.
Anthocyanin là những glycoside của các gốc aglucon có màu (anthocyanidin)
với monosaccharide (glucose, galactose,…), disaccharide và trisaccharide ở các vị trí
3; 3 và 5; 5 và 7. Anthocyanidin ít tan trong nước hơn anthocyanin và không thấy tồn
tại tự do trong tự nhiên. Cấu tạo khung cơ bản của anthocyanin được thể hiện ở hình
1.2. Các gốc đường có thể được gắn vào vị trí 3, 5, 7; thường được gắn vào vị trí 3 và
5 còn vị trí 7 rất ít.

Hình 1.2 Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin
Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hoặc vô định hình là hợp chất khá phân
cực nên tan tốt trong dung môi phân cực. Anthocyanin hòa tan tốt trong nước và trong
dịch bão hòa, khi kết hợp với phân tử đường anthocyanin sẽ hòa tan hơn.
Màu của anthocyanin còn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như pH, nhiệt độ, oxy,
ánh sáng và cấu trúc,.. Tuy nhiên, màu của anthocyanin thay đổi mạnh nhất phụ thuộc
vào pH môi trường. Ở pH thấp (pH<7), anthocyanin thường có màu đỏ và trở nên
không màu khi ở pH cao rồi thành xanh dương ở pH cao hơn nữa (pH>7).Sự biến đổi
màu anthocyanin theo pH được biểu diễn ở hình 1.3.

Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Trang 6


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

Hình 1.3 Sự biến đổi màu của anthocyanin theo pH
Anthocyanin có bước sóng hấp thụ trong miền nhìn thấy, khả năng hấp thụ cực
đại tại bước sóng 510 – 540 nm. Độ hấp thụ là yếu tố liên quan mật thiết đến màu sắc
của các anthocyanin, chúng phụ thuộc vào pH của dung dịch, nồng độ anthocyanin:
thường pH thuộc vùng mạnh có độ hấp thụ lớn, nồng độ anthocyanin càng lớn độ hấp
thụ càng mạnh.

1.1.4 Giá trị dinh dưỡng và công dụng của khoai lang [1]
Năm 1992 người ta đã so sánh giá trị dinh dưỡng của khoai lang với các loại rau
củ khác. Lưu ý với hàm lượng xơ, carbohydrate, protein, vitamin A và C, sắt thì khoai
lang đứng vị trí cao nhất về giá trị dinh dưỡng hơn cả khoai tây. Khoai lang thường
được luộc, rán hay nướng. Chúng có thể được chế biến thành tinh bột và được thay
thế một phần bột mì. Trong công nghiệp nói chung người ta dùng khoai lang để sản
xuất tinh bột và cồn công nghiệp, riêng ngành công nghiệp thực phẩm thì khoai lang
là nguồn nguyên liệu chính cho các sản phẩm như khoai lang sấy, mì khoai
lang,…Tuy nhiên nước uống từ khoai lang thì vẫn đang là một tiềm năng lớn cần
được hướng đến.

Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Trang 7


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

Bảng 1.2: Giá trị dinh dưỡng của khoai lang (100g) [15].
Thành phần

Đơn vị

Hàm lượng

Năng lượng

kcal

86,00

Đường

g

4,18

Protein

g

1,57

Carbohydrate

g

20,12

Lipid

g

0,05

Chất xơ

g

3,00

Vitamin C

mg

2,40

Vitamin A

mg

709,00

Vitamin E

mg

0,26

Vitamin B6

mg

0,209

Thiamine (B1)

mg

0,078

Riboflavin (B2)

mg

0,061

Niacin (B3)

mg

0,557

Folate (B9)

mg

11

Calcium (Ca)

mg

30,00

Potassium (K)

mg

337,00

Magnesium (Mg)

mg

25,00

Sắt (Fe)

mg

0,61

(Nguồn: Cơ sở dữ liệu dinh dưỡng của Sở Nông nghiệp Hoa Kỳ_USDA)
Khoai lang tương đối đầy đủ các chất dinh dưỡng. Củ khoai lang có tính bình,
vị ngọt, có tác dụng bồi bổ cơ thể. Thành phần tinh bột dễ được cơ thể tiêu hóa, hấp
thu và sử dụng. Chất xơ trong khoai lang có tác dụng hấp thu, làm hạn chế hàm lượng
cholesterol trong máu, hạn chế mắc bệnh ung thư đại tràng.
Theo nghiên cứu thực hiện tại Mỹ do ông Joe Vinson đứng đầu cho thấy, khoai
lang tím có tác dụng trong việc phòng ngừa bệnh cao huyết áp. Trong nghiên cứu,
các nhà khoa học đã chọn nhóm người tình nguyện ăn 6 – 8 củ khoai lang tím loại
nhỏ mỗi ngày trong vòng 1 tháng, sau đó đo huyết áp, kết quả giảm được 4,3 % huyết
Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Trang 8


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

áp tâm trương (tối thiểu) và 3,5 % huyết áp tâm thu (tối đa). Những nghiên cứu gần
đây cho thấy khoai lang tím còn chứa hàm lượng anthocyanin và vitamin C có tiềm
năng chống oxy hóa lớn giúp cho cơ thể loại bỏ các gốc tự do một cách hiệu quả,
giúp chống lão hóa, phòng ngừa bệnh tim mạch, ngăn ngừa ung thư, giảm huyết áp,
ngăn ngừa các bệnh lý do gốc tự do gây ra. Ngoài ra khoai lang tím còn có các chất
như chất như sắt, kali, vitamin C, acid folic có tác dụng kháng viêm làm mờ vết thâm,
ngăn ngừa mụn nhọt, chữa vàng da,…

1.1.5 Tình hình sản xuất khoai lang trên Thế giới và Việt Nam
Khoai lang là cây lương thực đứng thứ năm trên thế giới sau cây lúa, lúa mì,

bắp và khoai mì (sắn). Trên thế giới, cây khoai lang được trồng ở 111 nước khác nhau,
trong đó có 101 nước là các nước đang phát triển sản xuất và tiêu thụ hầu hết sản
lượng khoai lang trên toàn thế giới, châu Á (31 nước), châu Phi (39 nước), châu Mĩ
Latin (31 nước). Theo số liệu thống kê của FAO năm 2009, diện tích trồng khoai lang
của thế giới là 8,17 triệu ha, trong đó 95% tại các nước đang phát triển, năng suất
bình quân 13,46 tấn/ha, sản lượng 110,13 triệu tấn (so với năm 2005 là 123,27 triệu
tấn và năm 1961 là 98,19 triệu tấn).
Ở Việt Nam, khoai lang được trồng chủ yếu ở các tỉnh phía nam như Vĩnh Long,
Kiên Giang, An Giang,…cho sản lượng khá lớn và mang lại nguồn thu nhập ổn định
cho khu vực này. Diện tích, năng suất và sản lượng khoai lang ở Việt Nam được trình
bày trong bảng
Bảng 1.3: Diện tích, năng suất và sản lượng khoai lang ở Việt Nam
Năm

2000

2005

2006

2007

2008

2009

Diện tích (1000 ha)

28

35

37,6

38,4

41,2

37,5

Năng suất (tạ/ha)

112,7

105,7

111,4

113,6

118,2

117,9

Sản lượng (1000

316

370

419,2

436,7

486,2

442,8

tấn)
Ngày nay khoai lang nói chung và khoai lang tím nói riêng được trồng ở nhiều nơi
trên nước ta với sản lượng ngày càng tăng. Để tiêu thụ được lượng lớn khoai trên
ngoài việc xuất khẩu, phụ vụ cho các món ăn đời thường thì làm nguyên liệu cho
Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Trang 9


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

ngành công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là ngành công nghiệp nước uống là một hướng
đi mới và đầy triển vọng. Khoai lang tím với những thành phần dinh dưỡng có sẵn
trong nó là một nguyên liệu tốt cho dòng nước uống từ rau củ quả, cả nước quả trong
và nước quả đục (nectar).

1.2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC UỐNG RAU QUẢ
1.2.1 Giới thiệu về đồ hộp rau quả
Trong rau quả, những chất có giá trị dinh dưỡng cao nhất như đường, acid hữu
cơ, vitamin…đều tập trung trong phần thịt rau quả. Nhờ có đầy đủ và cân đối các chất

đó nên có hương vị rất thơm ngon.
Đồ hộp nước rau quả rất phổ biến trên thị trường với nhiều chủng loại đa dạng,
phong phú, nhưng chủ yếu dùng để uống, ngoài ra còn dùng để chế biến siro rau quả,
rượu mùi, rượu lên men nhẹ, nước giải khát có gas, mứt,…sản phẩm này được sản
xuất từ các loại rau quả được xử lý qua một vài công đoạn nhất định để thu lấy nước,
có giá trị dinh dưỡng cao, cung cấp vitamin, khoáng chất,…tùy loại có tác dụng chữa
bệnh.

1.2.2 Phân loại nước uống từ rau quả
1.2.2.1 Căn cứ theo mức độ tự nhiên:
- Nước rau quả tự nhiên: Chế biến từ các loại rau quả tự nhiên, không pha đường,
tinh dầu, chất màu,…Được dùng để uống trực tiếp hoặc để chế biến các loại nước
quả ngọt, rượu mùi.
- Nước rau quả hỗn hợp: Chế biến từ nhiều loại nước rau quả khác nhau, lượng
nước quả pha thêm ≤ 35 % nước quả chín.
- Nước quả pha đường: Để tăng vị ngọt nước quả.
- Nước quả cô đặc: Chế biến bằng cách cô đặc nước quả tự nhiên theo phương
pháp đun nóng (bốc hơi) hay phương pháp lạnh đông.
1.2.2.2 Căn cứ theo phương pháp bảo quản:
- Nước quả thanh trùng: Đóng vào bao bì kín, thanh trùng bằng cách đun nóng
trước hoặc sau khi ghép nắp kín.
- Nước quả bảo quản lạnh: Bảo quản ở nhiệt độ 0 – 2 oC.
Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Trang 10


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

- Nước quả nạp khí: Nạp CO2 để ức chế sự hoạt động của vi sinh vật và tăng tính
chất giải khát.
- Nước quả sulfit hóa: Bảo quản bằng SO2, dùng làm bán chế phẩm.
- Nước quả rượu hóa: Pha rượu để ức chế sự hoạt động của vi sinh vật rồi đựng
trong bao bì đã thanh trùng.
1.2.2.3 Căn cứ theo độ trong:
- Nước quả không thịt quả: Dịch bào được tách ra khỏi mô rau quả.
- Nước quả có thịt quả (nectar): Dịch bào lẫn với các mô được nghiền mịn và pha
chế với nước đường.

1.2.3 Một số quy trình sản xuất nước uống rau quả tiêu biểu
1.2.3.1 Quy trình sản xuất nước quả không thịt quả

Nguyên liệu

Ép/ Xử lý thu dịch

Bài khí

Chọn lựa
Đóng chai, ghép nắp
Rửa

Làm trong và ổn định
độ trong
Thanh trùng

Cắt nhỏ
Phối trộn

Sơ chế

Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Sản
phẩm

Trang 11


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

1.2.3.2 Quy trình sản xuất nước quả có thịt quả
Nguyên liệu
Xay nghiền

Bài khí

Chọn lựa
Chà

Đóng chai, ghép nắp

Rửa
Thanh trùng
Cắt nhỏ

Chần/Hấp

Phối trộn

Đồng hóa

Sản
phẩm

1.2.3.3 Thuyết minh quy trình chung cho nước quả không thịt quả và nước quả có thịt
quả


Lựa chọn, rửa, cắt nhỏ: Nhằm chọn ra những nguyên liệu phù hợp với yêu cầu

sản xuất, giúp làm sạch nguyên liệu và chuẩn bị cho những công đoạn xử lý tiếp theo.


Chần: Trong sản xuất nectar chần giúp phá vỡ các liên kết, làm cho nguyên

liệu dễ chà, giảm bớt mật độ vi sinh vật trên nguyên liệu, kéo dài thời gian bảo quản;
đồng thời vô hoạt enzyme oxy hóa, bảo vệ màu sắc tự nhiên cho nguyên liệu.


Xay nghiền: Giúp cắt nhỏ nguyên liệu, phá vỡ lớp vỏ tế bào, hỗ trợ tăng hiệu

suất cho quá trình chà,ép.


Chà: Giúp phân chia nguyên liệu thành 2 phần: bột chà hay puree chứa dịch

cùng với thịt trái mịn và bã chà chứa các phần không sử dụng được như xơ, vỏ, cuống,
hạt,…


Ép/ Xử lý thu dịch: Thu lấy dịch trong nguyên liệu, bỏ phần thịt quả của

nguyên liệu.


Làm trong và ổn định độ trong: Giúp làm trong dịch nguyên liệu và duy trì độ

trong đối với các sản phẩm nước quả trong.

Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Trang 12


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như



GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

Phối trộn: Giúp điều chỉnh các thành phần hóa học của sản phẩm, nhằm đáp

ứng nhu cầu cảm quan của người tiêu dùng.


Đồng hóa: Sẽ tiếp tục làm giảm kích thước của thịt quả, tăng khả năng phân

tán, lơ lửng, giảm hiện tượng tách lớp trong quá trình bảo quả sản phẩm.


Bài khí: Giúp quá trình thanh trùng ít bị phồng hộp, giảm các phẩn ứng hóa

học, tạo độ chân không bên trong hộp và cải thiện tính chất dẫn nhiệt.


Đóng chai, ghép nắp: Làm giảm tối thiểu oxy hòa tan, giảm sự nhiễm khuẩn

từ môi trường vào sản phẩm; Tạo vẽ mỹ quan cho sản phẩm; Tạo điều kiện thuận lợi
cho quá trình vận chuyển và phân phối sản phẩm.


Thanh trùng: Nhằm ức chế bất thuận nghịch enzyme và tiêu diệt một phần hệ

vi sinh vật có trong sản phẩm, hạn chế chúng đến mức chấp nhận được trong sản
phẩm. Nhờ vậy thời gian bảo quan sản phẩm kéo dài, chất lượng sản phẩm ổn định.
Các phản ứng phân hủy xảy ra làm tổn thất các thành phần dinh dưỡng như vitamin
trong sản phẩm. Các thành phần đường khử và acid amin sẽ tham gia phản ứng
Maillard làm sản phẩm bị sậm màu.Quá trình thanh trùng được tiến hành trong thiết
bị thanh trùng với thời gian và nhiệt độ thích hợp.


Bảo ôn: Sản phẩm sau khi hoàn thiện được đem bảo ôn trong 20 ngày nhằm

phát hiện những sản phẩm không đạt yêu cầu về chế độ thanh trùng hay có bài khí
hết không, đồng thời xem có biến đổi gì trong thời gian bảo quản sản phẩm trước khi
đưa sản phẩm ra thị trường.

Nước uống từ khoai lang tím cũng giống như các loại nước rau quả khác, cũng được
sản xuất dựa trên quy trình công nghệ chung của nước uống từ rau quả. Tuy nhiên
quá trình xử lý nguyên liệu có chút khác biệt so với các loại quả khác do thành phần
chủ yếu của của khoai lang tím chính là tinh bột. Để thu được dịch khoai lang tím bán
thành phẩm ta cần phải có công đoạn xử lý tinh bột. Vì thế ta cần phải biết rõ bản
chất của tinh bột và cách xử lý để có được bán thành phẩm khoai lang tím có chất
lượng tốt nhất.

Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Trang 13


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

1.3

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

TỔNG QUAN VỀ TINH BỘT

1.3.1 Giới thiệu về tinh bột [2] [16]
Tinh bột là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho cuộc sống của con người, được
biết đến từ hàng nghìn năm. Tinh bột là nguồn carbohydrate dự trữ của thực vật do
quá trình quang hợp tạo nên. Vì vậy nó được tìm thấy phổ biến trong tự nhiên. Tinh
bột có nguồn gốc từ các loại cây khác nhau có tính chất vật lý và thành phần hóa học
khác nhau. Tinh bột được tách ra từ hạt như ngô và lúa mì, từ rễ và củ như sắn, khoai
tây, dong là những loại tinh bột chính dùng trong công nghiệp.
Ta có thể chia tinh bột ra làm ba hệ thống:
- Hệ thống tinh bột của các hạt ngũ cốc: lúa mì, gạo, ngô,…

- Hệ thống tinh bột của các hạt họ Đậu: đậu nành, đậu đen, đậu xanh,…
- Hệ thống tinh bột của các loại củ: sắn, khoai tây, khoai lang, khoai môn,…

1.3.2 Cấu tạo của tinh bột [2]
Tinh bột có công thức hóa học là (C6H10O5)n, là một polysaccharide, bao gồm 2 thành
phần là amylose và amylopectin. Cả hai thành phần trên đều có đơn vị cấu tạo hóa
học là 𝛼 – glucose. Tỷ lệ phần trăm amylose và amylopectin thay đổi tùy thuộc vào
từng loại tinh bột, tỷ lệ này thường từ 20:80 đến 30:70. Trong khi đó cũng có tinh bột
có amylose với hàm lượng cao (hơn 50% khối lượng tinh bột) như tinh bột đậu
xanh, dong riềng...và hàm lượng amylopectin xấp xỉ 100 % khối lượng tinh bột
như tinh bột bắp nếp, gạo nếp...
 Amylose
Amylase chiếm 20 – 30% khối lượng tinh bột, được cấu tạo nên từ các phân tử D –
glucose nối với nhau nhờ liên kết 𝛼 1,4 glycoside tạo thành một chuỗi dài không phân
nhánh. Kích thước của các polysaccharide này phụ thuộc vào nguồn gốc của nó. Các
amylose có thể được tạo nên từ hang ngàn phân tử glucose, khối lượng phân tử của
nó khoảng từ 150.000 đến 600.000 (ứng với n khoảng 1000 – 4000). Phân tử cuối
của cấu trúc có chứa một nhóm – OH glycoside do đó nó có tính khử. Tuy nhiên trong
các cấu trúc giữa thì không có. Trong không gian các amylose sẽ tạo thành cấu trúc

Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Trang 14


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

xoắn tương tự như cấu trúc alpha helix của polypeptide. Amylose tác dụng với iode

tạo thành màu xanh.
 Amylopectin
Amylopectin chiếm khoảng 70 – 80 % có cấu trúc phân nhánh. Trong cấu trúc phân
tử nó chứa cả liên kết 𝛼 - 1,4 glycoside và 𝛼 - 1,6 glycoside. Cứ khoảng 20 – 30 %
mắt xích 𝛼 - glucose nối với nhau bởi liên kết 𝛼 - 1,4 glycoside tạo thành một chuỗi
mạch thẳng ở trung tâm, từ nhánh này phát ra các nhánh phụ dài chừng vài chục
glucose liên kết với mạch chính qua liên kết 𝛼 - 1,6 glycoside. Khối lượng phân tử
của amylopectin khoảng từ 500.000 đến 1.000.000 dalton. Các amylopectin thường
phân bố ở bên ngoài các hạt tinh bột. Amylopectin tác dụng với iod tạo thành màu
tím đỏ [2] [14].

Hình 1.5 Cấu trúc các thành phần của tinh bột: (A) amylose và (B) amylopectin
Tinh bột có khả năng bị thủy phân bởi enzyme amylase và acid. Trước tiên các
dextrin hình thành (đây là oligosaccharide có khoảng 8 glucose với ít nhất một nối
α - 1,6 glycoside, sau đó chất này có thể bị thủy phân tận cùng đến glucose. Tùy theo
độ lớn của phân tử mà các dextrin sẽ có phản ứng màu khác nhau với iode.

Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Trang 15


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

1.3.3 Tính chất của tinh bột [2]
1.3.3.1 Sự trương nở của tinh bột
Ở trạng thái tự nhiên, tinh bột liên kết với nhau qua liên kết hydro, tạo thành trạng
thái rất bền, do đó khi ở trong nước lạnh rất khó hấp thụ nước. Nhưng khi tăng nhiệt

độ, tinh bột có trạng thái mới, thể tích của hạt tinh bột tăng do nước được hấp thu vào
trong, làm cho hạt tinh bột trương phồng lên, đây chính là hiện tượng trương nở của
hạt tinh bột. Khả năng trương nở của hạt tinh bột trong nước tăng khi nhiệt độ tăng
và đến một lúc nào đó tạo thành dung dịch keo gọi là hồ tinh bột.
1.3.3.2 Sự hồ hóa của tinh bột
Nhiệt độ để phá vỡ tinh bột chuyển từ trạng thái có mức hydrate hóa khác nhau thành
dạng keo gọi là nhiệt độ hồ hóa. Phần lớn tinh bột hồ hóa khi nấu và trạng thái trương
nở được sử dụng nhiều hơn trạng thái tự nhiên. Các biến đổi hóa lí 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 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. Nhiệt độ hồ hóa phụ thuộc
vào các yếu tố sau:
- Kích thước (lớn trước, bé sau)
- Thành phần
- Các ion liên kết với tinh bột
- Các muối vô cơ
- Môi trường: trong môi trường kiềm thì sự hồ hóa diễn ra dễ dàng hơn.
- Hàm lượng các không chất điện ly như đường, rượu cũng làm tăng nhiệt độ hồ
hóa.
1.3.3.3 Độ nhớt của tinh bột
Phân tử tinh bột có nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kết được với nhau làm cho
phân tử tinh bột tập hợp lại, giữ nhiều nước hơn khiến cho dung dịch có độ đặc, độ
dính, độ dẻo và độ nhớt cao hơn. Tính chất này tăng trong môi trường kiềm, thể hiện
mạnh ở các tinh bột giàu amylopectin. Yếu tố chính ảnh hưởng đến độ nhớt của dung
dịch tinh bột là đường kính biểu kiến của các phân tử hoặc của các hạt phân tán, đặc

Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Trang 16

SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

tính bên trong của tinh bột như kích thước, thể tích, cấu trúc của tinh bột; vào sự
tương tác của tinh bột với nước và với nhau; vào nồng độ tinh bột; pH; nhiệt độ; Ca2+;
tác nhân oxy hóa.
1.3.3.4 Các phản ứng tiêu biểu của tinh bột
 Phản ứng thủy phân [14].
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 ban đầu
hoặc ở dạng hồ hóa, còn enzyme thì thủy phân hiệu quả ở dạng hồ hóa. Acid và
enzyme giống nhau đều thủy phân các phân tử từ tinh bột bằng cách thủy phân liên
kết α-D (1,4) glycoside. Đặc trưng của phản ứng này là sự giảm nhanh độ nhớt và
sinh đường.
 Thủy phân nhờ xúc tác acid
Dung dịch tinh bột không có phản ứng tráng bạc nhưng sau khi đun nóng với acid vô
cơ loãng ta được dung dịch có phản ứng tráng bạc. Nguyên nhân là do tinh bột bị thủy
phân hoàn toàn cho glucose
(C6H10O5)n + nH2O

H+, to

nC6H12O6

 Thủy phân nhờ enzyme
Phản ứng thủy phân tinh bột cũng xảy ra nhờ hệ enzyme amylase. Nhờ hệ enzyme
này tinh bột bị thủy phân thành α - dextrin (C6H10O5)x (x < n), các phân tử α-dextrin
tiếp tục bị thủy phân tạo thành các disaccharide và cuối cùng là monosaccharide.

Quá trình thủy phân gồm có 3 giai đoạn:
- Hồ hóa: Là hiện tượng tinh bột hút nước dưới tác dụng của nhiệt, hạt tinh bột
trương nở tối đa và độ nhớt của tinh bột – nước tăng tối đa.
Khoảng giá trị nhiệt độ làm xảy ra nhiệt độ hồ hóa tinh bột gọi là nhiệt độ hoof hóa
tinh bột.
Nhiệt độ hồ hóa phụ thuộc vào cấu trúc hạt tinh bột (độ xốp của hạt tinh bột), hạt
càng xốp nhiệt độ hồ hóa càng thấp.

Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Trang 17


SVTH: Trương Hùng Tuyết Như

GVHD: Th.S Như Xuân Thiện Chân

- Dịch hóa: Là hiện tượng hạt tinh bột bị phá vỡ cấu trúc do nước trong hạt tinh
bột bốc hơi (to ≥ 100 oC), hỗn hợp tinh bột – nước sẽ giảm độ nhớt (bị lỏng hóa) giải
phóng các phân tử amylose và amylopectin ở dạng tự do.
- Đường hóa: Các phân tử amylose và amylopectin ở dạng tự do được xúc tác để
thủy phân thành đường nhờ hệ enzyme amylase.
 Phản ứng tạo phức
Phản ứng rất đặc trưng của tinh bột là phản ứng với iod. Khi tương tác với iod,
amylose sẽ cho phức màu xanh đặc trưng
1.3.3.5 Tinh bột khoai lang
Tinh bột khoai lang thuộc nhóm tinh bột có hàm lượng amylose thấp hơn amylopectin
(AM/AP = 1/4). Hàm lượng tinh bột của khoai lang chiếm 15 – 31 % khối lượng khô,
trong đó hàm lượng amylose chiếm khoảng 23 % theo tinh bột. Hạt tinh bột khoai
lang chủ yếu là dạng tròn, có kích thước 15 – 80 μm.

Hình 1.6 Hạt tinh bột khoai lang dưới kính hiển vi
Sau khi biết rõ đặc điểm cũng như tính chất của tinh bột, thì để có được dịch khoai
lan tím chúng ta cần phải tiến hành thủy phân tinh bột. Trong lĩnh vực thực phẩm
tinh bột cần được thủy phân bằng enzyme mà enzyme được sử dụng ở đây chính là
hệ enzyme amylase_hệ enzyme được sử dụng khá nhiều trong ngành thực phẩm.

1.4 TỔNG QUAN VỀ ENZYME AMYLASE
1.4.1 Giới thiệu chung về enzyme amylase [2]
Amylase là một hệ enzyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật, được sử dụng rộng
rãi trong công nghiệp, y học,…Các enzyme amylase có trong nước bọt, dịch tiêu hóa
của người và động vật, trong hạt nảy mầm, nấm sợi, xạ khuẩn, nấm men và vi khuẩn.
Báo cáo Khóa luận Tốt nghiệp

Trang 18