Nghiên cứu khảo sát hàm lượng kim loại nặng pb và cd trong một số mẫu khoai sắn ở một số huyện trên địa bàn tỉnh quảng nam bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
H
H


LÊ THỊ THANH NGÂN

NGHIÊN CỨU KHẢ SÁT HÀM LƯỢNG KIM
LOẠI NẶNG Pb VÀ Cd TRONG MỘT SỐ MẪU
KHOAI SẮN Ở MỘT SỐ HUYỆN THUỘC TỈNH
QUẢNG NAM BẰNG PHƯƠNG PHÁP QU NG
PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ (AAS)
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
HÓA HỌC

ĐÀ NẴNG, NĂM 2020


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA H


LÊ THỊ THANH NGÂN

NGHIÊN CỨU KHẢ SÁT HÀM LƯỢNG KIM
LOẠI NẶNG Pb VÀ Cd TRONG MỘT SỐ MẪU
KHOAI SẮN Ở MỘT SỐ HUYỆN THUỘC TỈNH
QUẢNG NAM BẰNG PHƯƠNG PHÁP QU NG
PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ (AAS)

Chuyên ngành: SƯ PHẠM HÓA HỌC
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
HÓA HỌC
Gi ng Viên Hư ng D n:
Th S Ng Th M

nh

ĐÀ NẴNG, NĂM 2020


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn các thầy cơ, các anh chị trong Khoa Hóa
học và Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng đã tạo điều kiện
thuận lợi và chia sẻ những kinh nghiệm bổ ích nhất để em thực hiện luận văn này.
Tiếp đến em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến cơ Ngơ Thị Mỹ Bình, là cơ
hướng dẫn khóa luận tốt nghiệp và cũng là giáo viên chủ nhiệm của em, đã tạo mọi điều
kiện, động viên và giúp đỡ em hoàn thành bài luận văn này. Trong suốt q trình nghiên
cứu, cơ đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt cho em những kiến thức quý báu về khoa học
cũng như kinh nghiệm của cô, nhờ đó mà em có thể hồn hành tốt bài luận văn của mình.
Em cũng xin cảm ơn bạn bè và gia đình đã ln ở bên cạnh và động viên em trong
những lúc khó khăn để có thể vượt qua và hồn thành tốt luận văn này.
Trong q trình thực hiện không thể tránh khỏi những khiếm khuyết em rất mong
thầy cơ và các bạn thơng cảm và góp ý để luận văn hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................... 3

1.1. Vai trò của khoai và sắn ................................................................................... 3
1.1.1. Vai trò của sắn ............................................................................................... 3
1.1.2. Vai trò của khoai ............................................................................................ 5
1.2. Giới thiệu tổng quan về cây sắn và khoai ......................................................... 6
1.2.1 Giới thiệu về cây sắn ...................................................................................... 6
1.2.1.1 Nguồn gốc phân bố ...................................................................................... 7
1.2.1.2 Đặc điểm thực vật học, mô tả sơ bộ cây sắn ............................................... 7
1.2.1.3 Thành phần dinh dưỡng của cây sắn ........................................................... 10
1.2.2 Giới thiệu về cây khoai ................................................................................... 10
1.2.2.1 Nguồn gốc phân bố ...................................................................................... 10
1.2.2.2 Đặc điểm thực vật học, mô tả sơ bộ cây khoai ............................................ 11
1.2.2.3 Phân loại cây khoai, các giống khoai .......................................................... 13
1.2.2.4 Giá trị kinh tế của cây khoai ........................................................................ 14
1.2.2.5 Thành phần dinh dưỡng của cây khoai ........................................................ 14
1.3 Giới thiệu về kim loại nặng ............................................................................... 15
1.3.1 Nguồn gốc xuất hiện và sự di chuyển các kim loại nặng .............................. 15
1.3.1.1 Trong nước .................................................................................................. 16
1.3.1.2 Trong đất ...................................................................................................... 16
1.3.1.3 Trong khơng khí .......................................................................................... 16
1.3.2 Tác hại của kim loại nặng ............................................................................... 16
1.3.3 Sự xâm nhập của kim loại nặng vào cơ thể sinh vật ...................................... 16
1.3.4 Kim loại nặng đối với con người và cây trồng ............................................... 17
1.3.4.1 Vai trò của kim loại với cây trồng ............................................................... 17
1.3.4.2 Cơ chế hấp thụ kim loại nặng vào thực vật ................................................. 18


1.3.4.3 Quá trình xâm nhập kim loại nặng vào trong cây ....................................... 18
1.4 Đại cương về Chì (Pb) và Cadimi (Cd) ............................................................. 19
1.4.1 Trạng thái tự nhiên của các kim loại Pb và Cd ............................................... 19
1.4.2 Một số tính chất vật lí của các kim loại Pb và Cd .......................................... 19

1.4.3 Một số tính chất hóa học của các kim loại Pb và Cd ...................................... 20
1.4.3.1 Tính chất hóa học của chì (Pb) .................................................................... 20
1.4.3.2 Tính chất hóa học của Cadimi (Cd) ............................................................. 21
1.4.4 Độc tính của Chì (Pb) và Cadimi (Cd) ........................................................... 22
1.5 Các phương pháp phân tích lượng vết của kim loại nặng ................................. 24
1.5.1 Các phương pháp phân tích điện hóa ............................................................. 24
1.5.1.1 Phương pháp cực phổ .................................................................................. 24
1.5.1.2 Phương pháp Von-Ampe hòa tan ................................................................ 25
1.5.2 Các phương pháp phân tích quang học .......................................................... 25
1.5.2.1 Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS ..................................... 25
1.5.2.2 Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES) ................................................ 25
1.5.2.3 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS (F-AAS) ........................ 26
1.6 Các kĩ thuật phân tích cụ thể trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) .... 27
1.6.1 Phương pháp đồ thị chuẩn (đường chuẩn) ..................................................... 27
1.6.2 Phương pháp thêm chuẩn ............................................................................... 28
1.7 Phương pháp xử lí mẫu phân tích xác định Pb và Cd ....................................... 29
1.7.1 Phương pháp xử lí ướt .................................................................................... 29
1.7.2 Phương pháp xử lí khơ ................................................................................... 29
1.7.3 Phương pháp xử lí khơ - ướt kết hợp .............................................................. 30
CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 31
2.1. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất ............................................................................ 31
2.1.1. Dụng cụ .......................................................................................................... 31
2.1.2. Thiết bị ........................................................................................................... 31


2.1.3. Hóa chất ......................................................................................................... 32
2.2 Chuẩn bị hóa chất ............................................................................................. 32
2.3. Lấy mẫu và bảo quản mẫu ................................................................................ 33
2.4 Thực nghiệm nghiên cứu điều kiện phân tích hàm lượng kim loại Pb và Cd ... 34
2.4.1 Các thông số tối ưu của máy AAS và cách tiến hành đo phổ ........................ 34

2.4.2 Khảo sát dung mơi hịa tan mẫu và tiến hành xử lí ........................................ 35
2.5 Xây dựng đường chuẩn ..................................................................................... 35
2.6. Phân tích mẫu giả ............................................................................................. 36
2.7. Xác định hiệu suất thu hồi ................................................................................ 36
2.8. Sai số của phương pháp phân tích .................................................................... 36
2.9. Quy trình phân tích ........................................................................................... 37
2.10. Phân tích mẫu thực ......................................................................................... 37
2.10.1. Xử lí mẫu ..................................................................................................... 37
2.10.2. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................. 38
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................... 39
3.1. Xây dựng đường chuẩn .................................................................................... 39
3.2. Kết quả khảo phân tích mẫu giả ....................................................................... 40
3.3. Kết quả xác định hiệu suất thu hồi của phương pháp ....................................... 40
3.4. Kết quả đánh giá sai số của phương pháp ........................................................ 41
3.5. Kết quả đưa ra quy trình phân tích hàm lượng Pb và Cd trong củ ................... 41
3.6. Kết quả phân tích mẫu thực tế .......................................................................... 42
3.7. Xử lí số liệu ...................................................................................................... 42
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................. 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 47


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1 So sánh đặc điểm khoai lang ngọt và khoai lang nhiều nước ....................... 14
Bảng 1.2 Bảng hằng số vật lí của Pb và Cd.................................................................. 20
Bảng 2.1 Quy trình pha dãy chuẩn từ Cd2+ 10ppm ...................................................... 32
Bảng 2.2 Quy trình pha dãy chuẩn từ Pb2+ 10ppm ....................................................... 33
Bảng 2.3 Thông tin lấy mẫu ........................................................................................ 33
Bảng 2.4 Khối lượng cũ sau khi nung ......................................................................... 37
Bảng 3.1 Xác định Chì trong mẫu giả .......................................................................... 40

Bảng 3.2 Xác định Cadimi trong mẫu giả .................................................................. 40
Bảng 3.3 Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi phương pháp của Chì ........................... 40
Bảng 3.4 Kết quả đánh giá hiệu suất thu hồi phương pháp của Cadimi ...................... 41
Bảng 3.5 Kết quả đánh giá sai số phương pháp phân tích Chì và Cadimi .................. 41
Bảng 3.6 Kết quả phân tích mẫu khơ .......................................................................... 42
Bảng 3.7 Kết quả phân tích mẫu củ tươi ..................................................................... 43
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Hình ảnh cây sắn............................................................................................ 7
Hình 1.2 Hình ảnh rễ củ và củ sắn................................................................................ 8
Hình 1.3 Thân sắn ......................................................................................................... 9
Hình 1.4 Lá sắn ............................................................................................................ 9
Hình 1.5 Hoa và hạt sắn ............................................................................................... 10
Hình 1.6 Cây khoai lang ............................................................................................... 11
Hình 1.7 Lá khoai ........................................................................................................ 12
Hình 1.8 Hoa cây khoai ................................................................................................ 12
Hình 1.9 Hình thái cây khoai lang ................................................................................ 13
Hình 1.10 Một số giống khoai lang .............................................................................. 14
Hình 1.11 Mối quan hệ giữa độ hấp thụ A và nồng độ C............................................. 27
Hình 1.12 Đồ thị đường chuẩn của phương pháp thêm chuẩn ..................................... 28
Hình 2.1 Máy đo quang phổ hấp thụ ngun tử (AAS) ............................................... 31
Hình 2.2 Lị nung ......................................................................................................... 32
Hình 3.1 Kết quả xây dựng đường chuẩn của Cd và Pb ............................................. 40


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Xã hội ngày càng hiện đại, phát triển đất nước ở các lĩnh vực là cần thiết để đưa
đất nước đi lên xã hội chủ nghĩa với những thành tựu to lớn, nhưng bên cạnh đó, cũng có
nhiều vấn đề nảy sinh gây ảnh hưởng đến sự phát triển của của đất nước. Và môi trường
là vấn đề được nhiều quốc gia quan tâm, và đặc biệt vấn đề ô nhiễm môi trường ở Việt

Nam đang trong tình trạng báo động đem lại nhiều hậu quả xấu, cần phải có các giải pháp
và chính sách kịp thời trong chiến lược phát triển chung về kinh tế xã hội trong giai đoạn
cơng nghiệp hố và hiện đại hố đất nước.
Ơ nhiễm mơi trường là mối quan tâm rất lớn của khơng ít các quốc gia trên thế
giới, đặc biệt ở Việt Nam, khi xã hội hiện đại, tình trạng ơ nhiễm mơi trường càng là câu
chuyện được bàn nhiều nhất đối với cấp quản lý và người dân sinh sống. Hậu quả ô
nhiễm môi trường mang lại rất nghiệm trọng, sự nghiêm trọng nhất kể đến là sức khỏe
của người dân. Thực tế, cho thấy hậu quả mà ô nhiễm môi trường nước tác động tới cho
sức khỏe con người thông qua ăn uống phải nguồn nước ô nhiễm hoặc sử dụng động thực
vật được nuôi trồng trong môi trường bị ô nhiễm. Các chất thải công nghiệp ( khai thác
mỏ, luyện kim, sản xuất hóa chất...), chất thải sinh hoạt, và chất thải từ nơng nghiệp (
thuốc trừ sâu, phân bón...) sẽ ngấm vào nguồn nước và đất, sau đó khi chúng ta sử dụng
các loại thực phẩm được ni trồng trên chính mơi trường đó thì các chất đó sẽ đi ngược
lại vào trong cơ thể chúng ta và tích lũy lâu ngày gây nên các tác hại khôn lường.
Theo thống kê trong những năm qua, tình hình vệ sinh an tồn thực phẩm trên thế
giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đang diễn biến phức tạp và đứng trước nhiều
thách thức. Nhiều vụ ngộ độc cấp tính xảy ra trong các bữa ăn gia đình và tập thể làm xơn
xao dư luận. Rất nhiều loại thực phẩm không đảm bảo vệ sinh, khơng an tồn đang được
lưu hành trên thị trường, ảnh hưởng không tốt đến người tiêu dùng như sữa nhiễm
melamine, rượu chứa nhiều metanol, ơ mai xí muội nhiễm chì, thịt đơng lạnh nhập khẩu
khơng rõ nguồn gốc,...
Tuy nhiên, những phát hiện đó chỉ mới là phần nổi của vấn đề ngộ độc thực phẩm,
cịn phần chìm chính là tình trạng ngộ độc mãn tính do thức ăn bị nhiễm các hóa chất, các
kim loại nặng tích lũy, gây hai trong cơ thể mà chưa ai lường hết được hậu quả của nó.
Nó âm ỉ, hủy hoại dần con người chúng ta mà chúng ta không hề hay biết, đó mới là vấn
đề đáng lo ngại nhất.
Hiện tại có nhiều nguyên tố kim loại nặng có thể là nguồn gây ô nhiễm thực phẩm,
nhưng những nguyên tố hay được nhắc đến nhất là: chì (Pb), thủy ngân (Hg), cadimi
(Cd), kẽm (Zn), arsen (As).... Do đó, việc kiểm sốt, đánh giá sự tích tụ kim loại nặng
trong rau củ nói riêng và trong thực phẩm nói chung trở thành một vấn đề cấp bách được

toàn thể xã hội quan tâm. Nắm bắt được nhu cầu đó em quyết định lựa chọn đề tài nghiên
cứu cho khóa luận của mình là: “Nghiên cứu khảo sát hàm lượng kim loại nặng Pb và
Cd trong một số mẫu khoai sắn ở một số huyện trên địa bàn tỉnh Quảng Nam bằng
phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)”, em muốn thông qua kết quả thực
nghiệm của bài báo cáo này để đánh giá được mức độ an toàn của khoai và sắn ở quê
mình cũng như là đưa ra giải pháp nếu như nồng độ kim loại nặng trong chúng vượt quá
Trang | 1


mức cho phép, từ đó đảm bảo an tồn thực phẩm cho người dùng và góp phần đưa ngành
nơng nghiệp ở địa phương mình phát triển hơn vì ở Quảng Nam quê em, người dân sống
chủ yếu bằng nghề nông, mà khoai và sắn là những loại lương thực được trồng phổ biến ở
vùng đất này. Ở đây người nông dân trồng khoai sắn theo cách cổ truyền từ bao đời và
tuy khơng cịn là nguồn lương thực chính, nhưng sắn và khoai vẫn là thức ăn yêu thích
của rất nhiều gia đình.
2. Ý nghĩa của đề tài
- Về lý thuyết: đề tài góp phần nghiên cứu lý thuyết cho việc phân tích xác định
hàm lượng ngyên tố Pb và Cd trên các mẫu củ khác nhau bằng phương pháp phổ hấp thụ
nguyên tử bằng ngọn lửa (F-AAS).
- Về mặt thực tiễn: ứng dụng quy trình phân tích đã nghiên cứu để đánh giá mức độ
ô nhiễm kim loại nặng mà cụ thể là Pb và Cd có trong một số loại củ phổ biến tại một số
huyện trên địa bàn tỉnh Quảng Nam.
3. Mục đích nghiên cứu
Từ kết quả xác định được hàm lượng chì và cadimi trong một số loại củ, đem so
sánh với hàm lượng các kim loại nặng trong các mẫu củ theo quy chuẩn để xem các mẫu
củ đó có đảm bảo mức độ cho phép hay khơng, từ đó đánh giá mức độ độc hại của các
kim loại nặng đó trong củ và đánh giá hiện trạng ô nhiễm bởi các kim loại này trong củ ở
các vùng mà ta đã khảo sát.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Khảo sát các điều kiện thực nghiệm tối ưu xác định hàm lượng Pb và Cd bằng

phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử bằng ngọn lửa (F-AAS).
Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng Pb và Cd theo các điều kiện tối ưu đã
chọn, từ đó đánh giá sai số, độ lặp lại, khoảng tin cậy của phép đo.
- Tiến hành lấy mẫu thực tế, xác định hàm lượng Pb và Cd có trong một số mẫu củ.
- So sánh hàm lượng Cd có trong một số mẫu củ đã phân tích với quy chuẩn Việt Nam
về rau củ.

Trang | 2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Vai trò của khoai và sắn
1.1.1. Vai trò của sắn [16]
Ngày nay, gạo là một thực phẩm phổ biến ở hầu hết các nơi thế giới và nó cũng là
nguồn carbohydrate chính mà mọi người thích ăn, đặc biệt là ở các nước châu Á. Bởi xu
hướng chọn lọc lương thực và mọi người đang có khuynh hướng tiêu thụ các dạng
carbohydrate khác. Sắn là loại cây lương thay thế phổ biến nhất cho lúa.
Sắn (Manihot esculenta) là cây thuộc họ Euphorbiaceae có nguồn gốc từ Nam Mỹ. Có
một số phần trong sắn có thể được sử dụng trong tiêu dùng. Trước đây, người ta cho rằng
sắn là thực phẩm “người nghèo” nhưng sau khi nghiên cứu và người ta tìm thấy những
lợi ích to lớn của sắn thì mơ hình biến đổi sắn sang thức ăn dành cho giới “người giàu”.
Sắn có nhiều lợi ích cho sức khoẻ. Dưới đây là những ích lợi tuyệt vời của củ và lá
sắn:
* Cung cấp đầy đủ năng lượng cho cơ thể
Mỗi 100 gram sắn chứa tới 38 gram carbohydrate, cung cấp khoảng 160 kcal. Điều
này khiến sắn trở thành nguồn năng lượng tuyệt vời cho cơ thể, nhất là người hoạt động
thể lực vất vả. Sau khi ăn, carbohydrate trong sắn sẽ được chia thành glucose, hoạt động
như nguồn năng lượng cho các tế bào trong cơ thể. Glucose sẽ được giữ lại và chuyển
thành glycogen trong cơ bắp như nguồn năng lượng dự trữ. Trong khi đó, lá sắn cũng
chứa carbohydrate nhiều tương đương trong hạt đậu và đậu nành.

* o vệ và sửa m cơ thể
Củ sắn chứa protein có vai trị quan trọng trong việc bảo vệ và sửa chữa mô cơ thể.
Lá sắn cũnggồm nhiều loại protein khác nhau như lysine, isoleucine, leucine, valine và
rất nhiều arginine không thường thấy trong cây lá xanh. Sắn hầu như chứa tất cả amino
acyd, tương đương trong trứng và đậu nành như nguồn protein dồi dào.
* Gi m Cholesterol trong máu
Philipin (một trong những quốc gia mà cây sắn là một trong những cây trồng quan
trọng) đã tiến hành một nghiên cứu nhằm xem xét tác động của cây lấy củ, đặc biệt là sắn
trong việc làm giảm mức cholesterol trong cơ thể con người. Nghiên cứu cho thấy rằng
cây sắn có tác dụng đáng kể trong việc giảm mức cholesterol tồn phần, nó cũng làm
giảm lipoprotein mật độ lipoprotein (LDL) được xem là cholesterol “xấu” và có thể giúp
giảm mức triglyceride do hàm lượng chất xơ trong khẩu phần cao. Sắn cũng được biết
đến như là nguồn saponin tốt. Các chất hoá học thực vật có thể giúp cơ thể hạ thấp mức
cholesterol khơng lành mạnh trong máu của bạn. Saponin hoạt động bằng cách gắn các
axit mật và cholesterol, ngăn ngừa chúng không bị hấp thu bởi ruột non.
* Gi m nguy cơ mắc bệnh tim mạch
Như đã giải thích ở trên, sắn có thể làm giảm cholesterol là thủ phạm của bệnh tim
bằng chất xơ của nó và duy trì sức khoẻ của các động mạch và tuần hoàn máu.
* hiến cho xương và răng chắc khỏe
Trang | 3


Khoai mì chứa canxi là cần thiết để giúp xương và răng chắc khỏe. Vitamin-K
được tìm thấy trong lá sắn cũng có vai trị tiềm năng trong việc xây dựng khối xương
bằng cách thúc đẩy hoạt động osteotrophic trong xương và ngăn ngừa việc mất khoáng
chất, đặc biệt là canxi.
* Duy tr sự trao đổi chất đều đặn
Sắn là nguồn cung cấp một lượng ít các nhóm vitamin nhóm B có giá trị như
folate, pyridoxin, thiamin, riboflavin, và acid pantothenic, rất quan trọng trong sản xuất
hc mơn trao đổi chất và duy trì sự trao đổi chất thường nhật diễn ra trong cơ thể

* Giúp điều chỉnh nh p tim và huyết áp
Nồng độ kali trong sắn (271 mg / 100g hoặc 6% RDA) đóng vai trị quan trọng
trong tế bào và dịch cơ thể giúp điều chỉnh nhịp tim và huyết áp. Một nghiên cứu cho
thấy kali mà những người bị cao huyết áp tiêu thụ có thể giúp giảm huyết áp tâm thu.
Kali cũng là một khoáng chất quan trọng giúp tim bạn đập. Những người có vấn đề với
nhịp tim được khuyến khích tiêu thụ nhiều kali và sắn có thể là sự lựa chọn lý tưởng.
* Ngăn ngừa táo bón và gi m cân
Amyloza (16-17%) trong sắn là một nguồn carbohydrate phức tạp phân tách chậm
trong cơ thể và khiến bạn no lâu. Sắn cũng chứa nhiều chất xơ, giúp ngăn ngừa táo bón.
Theo website Mayo Clinic, các chất xơ cũng rất hữu ích cho việc giảm cân bằng cách duy
trì cảm giác no lâu. Lá sắn nấu chín chứa ít calo, 37kcal trong 100grams, rất tốt cho ai
muốn giảm cân và được ghi nhận không hề có chất béo.
* h ng chứa Gluten và dinh dưỡng phù hợp cho người có bệnh celiac
Khơng giống như các phẩm thực vật khác, sắn không chứa gluten. Gluten là chất
đạm thường tìm thấy trong lúa mì, lúa mạch, yến mạch và lúa mạch đen và có thể gây dị
ứng một số người. Người bị bệnh celiac (bất thường hoặc tổn thương ruột non khơng hấp
thu được gluten) có thể ăn tinh bột hoặc bột sắn vì khơng chứa gluten. Bằng cách này, họ
vẫn có thể thưởng thức một số bánh làm từ sắn và các món ăn khác cần bột làm đặc nước
sốt.
* Hạ đường huyết
Chất xơ trong sắn làm chậm quá trình hấp thu đường vào trong máu. Đây là một
tin vui cho những người mắc bệnh tiểu đường bằng cách ăn sắn giàu chất xơ. Họ có thể
ăn no mà khơng lo ngại mức đường trong máu. Đây là lý do tại sao sắn được đề xuất tốt
cho người mắc bệnh tiểu đường.
* Ngăn ngừa ung thư
Sắn có chứa một số chất chống oxy hố đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn
ngừa các gốc tự do xâm nhập vào cơ thể và thúc đẩy ung thư. Chất chống oxy hoá mạnh
mẽ bao gồm Vitamin C, beta carotene và Saponins. Những chất chống oxy hoá này giúp
cơ thể bảo vệ tế bào khỏi bị tổn thương bởi các gốc tự do và sửa chữa DNA bị hỏng. Một
nghiên cứu về Fitoterapia của các nhà khoa học từ Đại học Thiên Tân cho thấy saponin

chứa trong thực vật có thể giúp ngăn ngừa ung thư. Nghiên cứu này được công bố vào
tháng 10 năm 2010
* Tăng cường Probiotics tăng trưởng và tăng cường hệ miễn d ch

Trang | 4


Một lần chất xơ trong sắn đặc biệt là lá cây có thể thúc đẩy sự phát triển của
probiotic hoặc vi khuẩn tốt trong ruột và các probiotic tự nó nổi tiếng được biết đến như
một phần của hệ thống miễn dịch. Sự phát triển của vi khuẩn tốt trong ruột của con người
có thể làm tăng khả năng miễn dịch bằng cách hạn chế số lượng vi sinh vật gây bệnh
trong cơ thể.
* Hạn chế tổn thương thần kinh và ngăn ngừa bệnh lzheimer
Vitamin K có trong lá sắn non cũng đã được chứng minh đã giúp xác định vai trò
điều trị bệnh Alzheimer bằng cách hạn chế tổn thương thần kinh trong não. Việc bổ sung
đầy đủ lượng Vitamin K cũng giúp bảo vệ não khỏi mất chức năng của tế bào.
* Ngăn ngừa bệnh thiếu máu và giúp máu mang xigen
Khống chất sắt trong sắn có thể giúp cơ thể tạo thành hai protein quan trọng là
hemoglobin (phân tử protein trong hồng cầu) và myoglobin (protein tìm thấy trong cơ tim
và cơ) – nhân tố vận chuyển oxy đến các mô cơ thể. Ăn lá hoặc củ giúp ngăn ngừa cơ thể
bị thiếu sắt dẫn đến thiếu máu và giúp quá trình đổi mới hồng cầu.
* Giúp gi m căng thẳng và lo lắng
Các vitamin và khoáng chất trong củ và lá sắn giúp cơ thể giảm bớt căng thẳng và
lo lắng bằng cách thúc đẩy tâm trạng thoải mái. Magiê trong sắn cũng được biết như là
thuốc giảm căng thẳng và đóng vai trị làm dịu hệ thần kinh.
1.1.2. Vai trị của khoai [15]
Khoai lang có nguồn dinh dưỡn
n
d n
n h nh

i h
h
ư ư h n
n
i n h n n
h i i
n
n
n
h n
n
h
d n
i h
h
n
h n
i h hi
h
n
n
i
Có nhi u gi n kh i n kh nh như khoai lang mật, khoai lang tím, khoai
lang trắn … T n
kh i n
ật là gi ng khoai có r t nhi h
ư ng dinh
dưỡng và khoáng ch t t t cho s c khỏe n n ư i. Dễ trồng, dễ thích nghi với nhi u lo i
th i ti t và thu c hàng nguyên liệ
nh d n kh i n ã ồn t i m

h
i, b n
bỉ
ã hổ bi n r ng rãi khắ nơi ên h giới bởi những tác d ng củ kh i n
i
với s c khỏe.
* Cải thiện bệnh tiểu đường
Tác d ng của khoai lang phải k
n ầu tiên là cải thiện bệnh ti
ư ng. Khoai
lang có chỉ s glycemic th hơn
ới khoai tây. Nó cịn ch a nhi u ch xơ (kh ảng 5g
trong 3/4 mỗi chén kh i) i
ơ h tiêu hóa chậ
e
i cả i n
hơn
Do vậy, b n có th k t h p vào ch
ăn ng trong i u trị bệnh ti
ư ng và giảm
cân.
* Tốt cho người mắc bệnh tăng huyết áp
Đ h huy t áp, việ d
ư ng natri th
n ơ h là r t cần thi t. Tuy
nhiên, b n ừng quên h p th nhi k i h ơ h
n
t quan trọng. N u cung c p
ủ ư ng kali thi t y u cho ơ h , b n sẽ giả ư n
ơ ắc bệnh ăn h t áp.

Trung bình m t củ khoai ch 542
k i h ơ h d
kh i n
tt h n ư i
mắc bệnh ăn h t áp.
* Chất chống ung thư
Trang | 5


Khoa họ ã h ng minh trong những củ khoai nhi u màu sắc ch a m t lo i
protein giúp c ch protease. Theo nghiên c u, khi ch t c ch protease gặp t bào ung
hư ẽ làm chậm s phát tri n của các t
n hư
Các chuyên gia ti n hành nghiên c u trên loài heo – m
i ng vật có hệ
th ng tiêu hóa r t gi n
n n ư i, cho th y khoai lang tím có tác d n n ăn hặn s lây
lan của các t bào g
n hư
t già.
Hơn th
n ăn hần kỳ n
n i
iảm m ư ng protein gọi là IL-6 gây
tổn h i cho kh i u tới sáu lần. Bên c nh
iệ ăn kh i
h làm giả n
ơ
phát tri n n hư i tràng.
M t nghiên c kh

n h h y khi b n ăn
h c ph m với màu sắ
d n như nh ỏ, khoai tây tím, bông cải x nh …
h a nhi u các lo i protein, ho t
tính sinh họ n h
nin
xi hen i
n như
i h dinh dưỡng bao gồm
vitamin, carotenoid và flavonoid giúp phá hủy các t bào g
n hư
* Tốt cho hệ tiêu hóa
M t trong những tác d ng củ kh i n
i với s c khỏe là ch năn ải thiện
hệ tiêu hóa. Với ư ng lớn ch xơ
d ng n ăn n ừa ch ng táo bón ồng th i thúc
ư ng tiêu hóa ho
ng t hơn
Vitamin C và các axit amin chính là thành phần i k h h h nh
ng ru t,
làm q trình tiêu hóa th ăn ở nên nh nh hơn h ng tình tr n ầy b ng, khó tiêu và
n ăn n ừa táo bón.
Vì vậ ăn kh i n
hn
ặn khoảng 100g/ngày r t có l i cho hệ tiêu
h
ặc biệt là chữa táo bón r t hiệu quả.
* Giảm viêm
Tác d ng của khoai lang phải k
n ti p theo là giảm viêm. Trong khoai lang

ch a choline – ch dinh dưỡng quan trọn e
i nhi u công d n như giúp ngủ ngon
gi c, giả
ơ
ăn ư ng trí nhớ.
Ch ine n
hần duy trì c u trúc màng t bào, hỗ tr dẫn truy n xung thần
kinh Đồng th i h ine i
ơ h h p th ch t béo và làm dịu các ch ng viêm kinh
niên.
Trong m t nghiên c
ăn
ên
h c ph m cận dư c (t Journal of
Medicinal Food), chi t xu t khoai lang tím có ch a ch t ch ng viêm lành tính và có khả
năn n ăn n ừa s hình thành ch
é
n như h ọn các g c t d Thê
lo i th c ph m này cịn có nồn
h p ch t ch ng viêm, ch n x h
hơn nhi u
so với lo i củ trắng.
1.2. Giới thiệu tổng quan về cây sắn và khoai
1.2.1. Giới thiệu về cây sắn

Trang | 6


1.2.1.1.

Nguồn gốc phân bố [13]

Hình 1.1 Hình ảnh cây sắn
Cây khoai mì (sắn) có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của châu Mỹ La tinh (Crantz,
1976) và được trồng cách đây khoảng 5.000 năm (CIAT, 1993). Trung tâm phát sinh cây
khoai mì được giả thiết tại vùng đơng bắc của nước Brasil thuộc lưu vực sơng Amazon,
nơi có nhiều chủng loại khoai mì trồng và hoang dại (De Candolle 1886; Rogers, 1965).
Trung tâm phân hóa phụ có thể tại México và vùng ven biển phía bắc của Nam Mỹ. Bằng
chứng về nguồn gốc khoai mì trồng là những di tích khảo cổ ở Venezuela niên đại 2.700
năm trước Công nguyên, di vật thể hiện củ khoai mì ở cùng ven biển Peru khoảng 2000
năm trước Cơng ngun, những lị nướng bánh khoai mì trong phức hệ Malabo ở phía
Bắc Colombia niên đại khoảng 1.200 năm trước Công nguyên, những hạt tinh bột trong
phân hóa thạch được phát hiện tại Mexico có tuổi từ năm 900 đến năm 200 trước Cơng
ngun (Rogers 1963, 1965).
Cây khoai mì được người Bồ Đào Nha đưa đến Congo của châu Phi vào thế kỷ
XVI. Tài liệu nói tới khoai mì ở vùng này là của Barre và Thevet viết năm 1558. Ở châu
Á, khoai mì được du nhập vào Ấn Độ khoảng thế kỷ XVII (P.G. Rajendran et al, 1995)
và Sri Lanka đầu thế kỷ XVIII (W.M.S.M Bandara và M Sikurajapathy, 1992). Sau đó,
khoai mì được trồng ở Trung Quốc, Myanma và các nước châu Á khác ở cuối thế kỷ
XVIII, đầu thế kỷ XIX (Fang Baiping 1992. U Thun Than 1992). Cây khoai mì được du
nhập vào Việt Nam khoảng giữa thế kỷ XVIII, (Phạm Văn Biên, Hồng Kim, 1991).
Hiện chưa có tài liệu chắc chắn về nơi trồng và năm trồng đầu tiên.
1.2.1 2 Đặc điểm thực vật học, mô t sơ bộ cây sắn [14]
a Rễ sắn:
Căn cứ vào chức năng hình thái bên ngoài rễ sắn được chia làm 2 loại:
- Rễ hút: rễ nhỏ, dài, thường phát triển ở mắt của hom, và trên vỏ ngoài của củ cho
đến khi củ phình to – chín, rễ hút tự rụng. Nhiệm vụ: hút nước và muối khống. Rễ có thể
phát triển sâu xuống 4m.
Trang | 7

- Rễ củ: là những rễ xuất hiện đầu tiên trên mặt cắt và trên các mắt của hom sắn
(khoảng 5-15 rễ ra đầu tiên). Tùy vào đặc tính di truyền của giống mà có giống củ phát
triển ngay từ mặt cắt hoặc mắt hom hoặc phát triển xa cổ rễ.
* Cấu tạo của rễ củ:
 Biểu bì: Tùy theo giống mà có thể nhẵn hoặc xù xì, màu sắc khác nhau (nâu vàng,
nâu tối...). Vỏ gỗ thường mỏng 0.2-0.3mm. Có những vân thơ bọc dài theo củ, cấu tạo
chủ yếu là xenlulo có tác dụng bảo vệ vỏ trong củ sắn.
 Chu bì tầng vỏ (vỏ trong củ sắn): Tùy đặc điểm của giống mà chu bì có màu vàng,
trắng, hồng, đỏ. Chu bì tầng vỏ dày 1.5-6mm, chứa tương đối đầy đủ các chất dinh
dưỡng: tinh bột, protein, pentozan và đặc biệt là HCN rất cao. Tinh bột: 13.1-14.2%,
đạm: 2.9-3.2%.
 Tầng chất bột (thịt sắn): Chiếm khoảng 90% khối lượng tồn củ, gồm nhiều tế bào
nhu mơ chứa tinh bột, ngồi ra có một số tế bào chứa lipid, protid, vitamin và các khoáng
chất N, P, K ... đặc biệt nồng độ axit HCN chứa rất cao so với các bộ phận khác của cây.
Quy luật phân bố tinh bột: càng vào rong lõi tinh bột càng ít, lượng nước càng cao.
 Lõi sắn: là sợi dây nối giữa gốc sắn và củ sắn, phần từ thân sắn đến củ sắn gọi là
cuống sắn. Cấu tạo của cuống, lõi chủ yếu là xenlulo rất ít tinh bột và nhiều HCN, thường
chiếm 0.5% khối lượng toàn củ.

H nh 1 2 H nh ảnh ễ ủ

ủ ắn

b Thân sắn:
Thuộc dạng thân gỗ mảnh khảnh, đường kính phụ thuộc giống và điều kiện trồng
trọt. Thân hình trụ trịn. Trên thân mang mầm ngủ ngay gốc cuống lá. Lóng thân dài 1-4
cm, lóng cành dài 1,7-7 cm.

Trang | 8

H nh 1 3 Th n ắn
c. Lá:
- Lá sắn là lá đơn, mọc xe kẽ trên thân, mặt trên lá thường có màu xanh xẫm, mặt
dưới lá màu xanh nhạt. Phiến lá có biểu bì, mặt trên có tầng cutin rất rõ, tiếp đó là mơ
dậu, mơ xốp và màng biểu bì dưới lá. Khoảng 700 khí khổng/1mm2 lá. Lá sắn huộc loại
có khía sâu hình thành thùy lá. Chiều dài thùy gấp 3-30 lần chiều rộng. Thùy có dạng
hình trứng hay trứng kéo dài. Lá có nhiều lơng tơ.
-

Cuống lá: hình dạng gần giống chữ S kéo dài. Màu sắc phụ thuộc vào giống.

H nh 1 4 L

ắn

d. Hoa và hạt:
- Hoa: hoa mọc thành chùm có cuống dài, là hoa đơn tính. Hoa đực khơng có cánh, gồm
10 nhị đực xếp thành 2 vòng. Hạt phấn mềm 3 ngăn. Hoa cái gồm 5 lá dài, 6 cánh. Có
một bầu hoa có 3 ngăn, trên đầu có vịi chẻ 3, nở trước hoa đực 3-7 ngày.
Trang | 9


- Quả và hạt: quả là loại quả nang, màu nâu nhạt hoặc đỏ tía, đường kính 1-1,5 cm. quả
có 6 cánh chia làm 3 ngăn, mỗi ngăn có 1 hạt. Vỏ gồm 3 lớp: vỏ ngoài, vỏ giữa và vỏ
trong. Hạt sắn có màu nâu sẫm trên nền xám nhạt, hình trứng, tiết diện hơi giống tam
giác. Vỏ hạt cứng, khó thấm nước, đỉnh hạt có núm nhỏ.

H nh 1 5 H

h

ắn

1.2.1.3. Thành phần dinh dưỡng của cây sắn [13]
Củ sắn tươi có tỷ lệ chất khơ 38-40%, tinh bột 16-32%; chất protein (0,8-2,5%),
béo (0,2-0,3), chất xơ (1,1-1,7%), chất tro (0,6-0,9%), muối
khoáng và vitamin (18,822,5 mg%), canxi (50 mg/100g), phốt pho (40 mg/100g) và vitamin C (25mg/100g). Tuy
nhiên sắn nghèo protein và các chất dinh dưỡng khác.
Trong củ sắn, hàm lượng các acid amin không được cân đối, thừa arginin nhưng
lại thiếu các acid amin chứa lưu huỳnh. Thành phần dinh dưỡng khác biệt tuỳ giống, vụ
trồng, số tháng thu hoạch sau khi trồng và kỹ thuật phân tích.
Lá sắn trong nguyên liệu khô 100% chứa đựng đường + tinh bột 24,2%, protein
24%, chất béo 6%, xơ 11%, chất khống 6,7%, xanhthophylles 350 ppm. Chất đạm của lá
sắn có khá đầy đủ các acid amin cần thiết, giàu lysin nhưng thiếu amin methionin và
tryptophan.
Tinh bột sắn có chứa 70% amylopectin và 20% amylose. Nấu chín tinh bột sắn có
khả năng tiêu hóa của hơn 75%.
Trong tất cả các bộ phận của cây sắn đều có chứa các chất phản dinh dưỡng
(antinutritional) và độc tố. Do đó khi ăn lá hoặc củ sắn phải có cách chế biến phù hợp để
làm giảm các độc tố và cũng không nên ăn nhiều lá và củ sắn.
Các tiền độc tố trong cây sắn là các cyanogenic glucosides gồm hai chất là
linamarin và lotaustralin. Hai chất này khi bị thủy phân tạo ra cyanhytric axit (HCN) là
chất gây độc cho cơ thể . Sự hiện diện của xyanua trong sắn là mối quan tâm đối với con
người và động vật tiêu thụ sắn.
1.2.2. Giới thiệu về cây khoai
1.2.2.1. Nguồn gốc phân bố [13]

Trang | 10

Khoai lang (Ipomea Batatas) thuộc chi
Ipomoea, họ Convolvulaceae có nguồn gốc
nguyên thủy từ vùng nhiệt đới Châu Mỹ. Hầu
hết các bằng chứng về khảo cổ học, ngôn ngữ
học và sử học đều cho thấy Châu Mỹ là khởi
nguyên của cây khoai lang (Trung hoặc Nam
Mỹ). Theo Engel (1970) từ những mẫu khoai
lang khô thu được tại hang động Chilca
Canyon (Peru) sau khi phân tích phóng xạ cho
thấy có độ tuổi từ 8.000 đến 10.000 năm. Một
bằng chứng nữa của các nhà khảo cổ học về
Hình 1.6 Cây khoai lang
cây khoai lang đã được phát hiện tại thung lũng Casma của Peru có độ tuổi xấp xỉ 2000
năm trước cơng ngun (Ugent và Poroski 1983). Bằng chứng về ngôn ngữ học cho thấy
sự xuất hiện của cây khoai lang tại vùng Mayan của Trung Mỹ khoảng giữa 2600 đến
1000 năm trước cơng ngun (Austin, 1977). Vì vậy khoai lang được coi là nguồn lương
thực quan trọng của người Mayan ở Trung Mỹ và người Péruvian ở vùng núi Andet
(Nam Mỹ). Theo quan điểm của OBrien (1972) và ý kiến của Yen (1982) trung tâm chính
xác khởi nguyên của khoai lang là Trung hoặc Nam Mỹ. Nhưng cây khoai lang thực sự
lan rộng ở Châu Mỹ khi người Châu Âu đầu tiên đặt chân tới.
1 2 2 2 Đặc điểm thực vật học, mô t sơ bộ cây khoai lang [15]
Cây Khoai lang thuộc họ bìm bìm (Convolvulaceae). Là cây thân thảo, sống hằng
năm, thân mềm bị hoặc leo, hoa lưỡng tính, quả sóc, lá đơn mọc cách, lá đều đặn hoặc có
khía.
Khoai lang thuộc loại thực vật lớp 2 lá mầm. Vì vậy khoai lang có những đặc điểm
cơ bản sau đây:
+ Thân: Cây thân thảo bị, 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 trịn 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.

Trang | 11


Hình 1.7 Lá khoai
+ 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.

Hình 1.8 Hoa cây khoai
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 mà thơi.
Khoai lang là một trong những cây lương thực quan trọng, được dùng làm nhiều
loại thức ăn quen thuộc như bánh, cháo, chè, mứt… Lá khoai lang là loại rau dân dã vừa
ngon, vừa mát và bổ. Củ và rau khoai lang là vị thuốc phòng chữa bệnh đã được dùng từ
lâu trong dân gian, có nơi gọi nó là “Sâm Nam”.

Trang | 12


Hình 1.9 Hình thái cây khoai lang
1.2.2.3. Phân loại cây khoai lang, các giống khoai lang [15]
a Phân loại theo năng suất và phẩm chất
Dựa vào năng suất và phẩm chất, có thể phân loại khoai lang thành 4 nhóm sau:
 Nh

năn
t cao, ph m ch t t t
Đặc điểm: Thời gian sinh trưởng (TGST) dài 5 - 6 tháng, năng suất đạt 15 tấn/ha, hệ số
kinh tế: 0,65 - 0,8; hàm lượng tinh bột 21,6 - 26,4%; hàm lượng nước 51,4 - 68,4%;
protein 1,63 - 1,87%. Sử dụng làm lương thực là chính.
Đại diện là các giống: Khoai Lim, khoai Bông, khoai Xộp, Chiêm Lương,...
 Nh
năn
t cao, ph m ch t kém
Đặc điểm: TGST từ 5 - 6 tháng, năng suất trên dưới 20 tấn/ha; hàm lượng nước 76,3 80%; hàm lượng tinh bột 18,2%; protein thấp 0,98% được sử dụng trong chăn ni là
chính.
Đại diện là các giống Bất Luận Xuân, Học Viện 1, Hồng Quảng,...
 Nh
năn
t th p, ph m ch t t t:
Đặc điểm: TGST từ 3 - 4 tháng, năng suất khoảng 6 - 8 tấn/ha; hàm lượng nước 61 67%; hàm lượng tinh bột 21 - 30%; hàm lượng protein 0,89 - 0,95%; sử dụng làm vật liệu
lai tạo và công nghiệp thực phẩm.
Đại diện là các giống: 3 tháng Nam Đàn, khoai Nghệ, Cực Nhanh,...
 Nh
năn u t th p, ph m ch t kém.
Đặc điểm: TGST từ 3 - 4 tháng, năng suất khoảng 5 - 7 tấn/ha, phẩm chất kém, hàm
lượng nước trong củ nhiều.
Đại diện là các giống: khoai Tím, khoai Chiêm Ngàn,...
b. Phân loại theo hàm lượng nư c trong củ
Việc phân loại này do các nhà khoa học Trung Quốc đề xướng. Theo cách phân
loại này khoai lang có hai biến chủng lớn:
Trang | 13


+ Khoai ngọt

+ Khoai nhiều nước.
Bảng 1.1: So sánh đặc điểm khoai lang ngọt và khoai lang nhiều nước
ộ phận
Lá
Thân
Vỏ củ
Màu ruột củ

Giống khoai ngọt
Giống khoai nhiều nư c
Hình tim, có gân màu vàng hoặc
Lá màu xanh
tím
Thân dài (Cũng có giống
Thơ, ngắn, có lơng
ngắn)
Mỏng, lá trơn, có hình lồi
Thơ dày
lõm
Trắng hoặc vàng, nước ít, phẩm Trắng hoặc vàng, nhiều nước,
chất tốt
dẻo
Thấp
Cao

Sản lượng
Khả năng cất
Khó
giữ
Cơng dụng

Làm bột

Dễ, về sau đường tăng lên
Ăn tươi hoặc dùng làm rau

Hình 1.10 H nh M
i n kh i n
1.2.2.4. Giá tr kinh tế của cây khoai lang [15]
Gần đây nhiều ý kiến cho rằng khoai lang sẽ đóng vai trị quan trọng trong việc
giải quyết vấn đề lương thực toàn cầu của thế kỷ 21 - Khoai lang sẽ là một cây lương
thực đặc biệt quan trọng ở các nước Châu Á và Châu Phi, những nơi mà dân số sẽ tăng
mạnh trong tương lai. Một số giống khoai lang củ có chứa lượng vitamin, chất khoáng và
protein cao hơn nhiều loại rau khác. Mặc dù có những thuận lợi về dinh dưỡng và đặc
điểm nông sinh học, nhưng việc sản xuất và tiêu thụ khoai lang trên thế giới có xu hướng
giảm trong những thập kỷ qua. Nguyên nhân chủ yếu là do chưa giải quyết được vấn đề
bảo quản sau thu hoạch cũng như chế biến thành lương thực, thực phẩm phù hợp với thị
hiếu của người tiêu dùng.
1.2.2.5. Thành phần dinh dưỡng trong củ khoai lang [15]
Củ khoai lang là sản phẩm thu hoạch chính. Khoai lang được xem như nguồn cung
cấp calo là chủ yếu, nó cho lượng calo cao hơn khoai tây (113 calo so với 75calo/100g).
Thành phần dinh dưỡng chính của khoai lang là đường và tinh bột; ngồi ra còn các thành
phần khác như: Protein, các vitamin (vitamin C, tiền vitamin A (caroten), B1, B2...), các
Trang | 14


chất khống (P, Fe...) góp phần quan trọng trong dinh dưỡng của con người, nhất là ở các
nước nghèo, đang phát triển.
Các thành phần dinh dưỡng như: Protein và các axitamin, gluxit (đường và tinh
bột), độc tố, caroten, calo, enzym... của khoai lang có ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ
con người đã được tiến hành nghiên cứu.

 Protein và axit amin trong củ khoai lang
Khoai lang có hàm lượng protein thấp, song do năng suất cao nên sản lượng protein trên
một đơn vị diện tích khơng thua kém các loại hạt ngũ cốc khác.
Protein trong củ khoai lang có thành phần axit amin cân đối và có đầy đủ các axit amin
không thay thế cần thiết cho con người.
 Gluxit trong củ khoai lang
- Tinh bột: Theo Woolfe J.A (1992): Tinh bột là thành phần quan trọng của gluxit, chiếm
60 - 70% chất khô.
Giống là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hàm lượng tinh bột trong củ khoai lang.
- Đường: Hàm lượng đường tổng số trong củ khoai lang biến động phụ thuộc vào giống,
thời gian thu hoạch, bảo quản...
Trong củ khoai lang tươi có những loại đường chủ yếu là saccaroza, glucoza và Fructoza;
đường Mantoza cũng có nhưng với một lượng nhỏ (Trương V.D và C.S, 1986).
- Xơ tiêu hố: Có khả năng làm giảm các bệnh ung thư, các bệnh đường tiêu hoá, tim
mạch, đái tháo đường (Collins W.W, 1985).
 Caroten trong củ khoai lang
Chứa nhiều trong các giống khoai ruột vàng, các giống ruột trắng hầu như khơng có
caroten.
Ý nghĩa trong khẩu phần ăn là hoạt tính tiền Vitamin A
1.3. Giới thiệu về kim loại nặng [8],[3]
Một số kim loại nặng rất cần thiết cho cơ thể sống và con người. Chúng là các
nguyên tố vi lượng không thể thiếu, sự mất cân bằng các kim loại này có ảnh hưởng trực
tiếp tới sức khỏe của con người. Sắt giúp ngừa bệnh thiếu máu, kẽm là tác nhân quan
trọng trong hơn 100 loại enzyme. Trên nhãn của các lọ thuốc vitamin, thuốc bổ xung
khoáng chất thường có Cr, Cu, Fe, Zn, Mn, Mg chúng có hàm lượng thấp và được biết
đến như lượng vết. Lượng nhỏ các kim loại này có trong khẩu phần ăn của con người vì
chúng là thành phần quan trọng trong các phân tử sinh học như hemoglobin, hợp chất
sinh hóa cần thiết khác. Nhưng nếu cơ thể hấp thu một lượng lớn các kim loại này, chúng
có thể gây rối loạn q trình sinh lí, gây độc cho cơ thể hoặc làm mất tính năng của các
kim loại khác. Kim loại nặng có độc tính là các kim loại có tỷ trọng ít nhất lớn gấp 5 lần

tỷ trọng của nước. Chúng là các kim loại bền (không tham gia vào q trình sinh hóa
trong cơ thể) và có tính tích tụ sinh học (chuyển tiếp trong chuỗi thức ăn và đi vào cơ thể
người). Các kim loại này bao gồm: Hg, Ni, Pb, As, Cd, Pt, Cu, Cr, Mn… Các kim loại
nặng khi xâm nhập vào cơ thể sinh vật gây độc tính.
1.3.1. Nguồn gốc xuất hiện và sự di chuyển các kim loại nặng
1 3 1 1 Trong nư c
Kim loại nặng tồn tại trong môi trường nước từ nhiều nguồn khác nhau như: Nước
thải từ các khu công nghiệp và nước thải sinh hoạt, giao thông, y tế, sản xuất nông nghiệp
Trang | 15


(phân bón, thuốc trừ sâu), khai thác khống sản, cơng nghệ mạ kim loại. Nguồn nước mặt
bị ô nhiễm kim loại nặng sẽ kéo theo ô nhiễm môi trường đất, ô nhiễm nguồn nước ngầm,
ô nhiễm không khí.
1 3 1 2 Trong đất
Nguồn gốc xuất hiện các kim loại nặng trong đất là do: chất thải công nghiệp, kỹ
nghệ pin, hoạt động khai thác khống sản, cơ khí, giao thơng, chất thải sinh hoạt và phân
bón, các hố chất dùng trong các ngành cơng nghiệp. Ở Việt Nam tình hình ô nhiễm đất
bởi kim loại nặng nhìn chung không phổ biến. Tuy nhiên trường hợp cục bộ gần khu
công nghiệp, đặc biệt ở những làng nghề tái chế kim loại, tình trạng ơ nhiễm kim loại
nặng diễn ra khá trầm trọng.
1.3.1.3. Trong khơng khí
Kim loại nặng tồn dư trong khơng khí do các nguồn sau:
* Cơng nghiệp luyện kim, cơ khí thải ra nhiều khói bụi kim loại, khói thải do dùng
nhiên liệu hoá thạch, hoá chất độc hại trong q trình luyện gang, thép, nhiệt luyện kim
loại.
* Khí thải ở các nhà máy luyện kim thường có nhiệt độ cao 300 – 4000C nên dễ dàng
được phân tán ra nếu kết hợp được với ống khói cao.
1.3.2. Tác hại của kim loại nặng
Kim loại nặng xâm nhập vào cơ thể một phần bị đào thải, một phần được giữ lại

trong cơ thể. Các kim loại nặng là nguồn chất độc nguy hiểm đối với hệ sinh thái đất,
chuỗi thức ăn và con người. Những kim loại nặng có tính độc cao nguy hiểm là thuỷ ngân
(Hg), cadimi (Cd), chì (Pb), niken (Ni). Các kim loại nặng có tính độc mạnh là Asen (as),
Crôm (cr), kẽm (Zn), thiếc (Sn), đồng (Cu). Các kim loại nặng nếu tồn tại dư trong thực
phẩm với hàm lượng quá cao sẽ gây tác hại cho sức khoẻ người tiêu dùng. Biểu hiện
trước hết là ngộ độc mãn tính.
- Đối với người:
 Gây độc hại cấp tính, thí dụ thuỷ ngân (Hg) hay asen (As) với liều cao có thể gây
ngộ độc chết người ngay.
 Gây độc hại mãn tính hoặc tích luỹ, thí dụ chì (Pb) với liều lượng nhỏ hàng
ngày, liên tục, sau một thời gian sẽ gây nhiễm độc chì, rất khó chữa, các kim loại
khác gây sỏi thận.
- Đối với thức ăn:
 Làm hư hỏng thức ăn, thí dụ chỉ cần cho lượng vết đồng sẽ kích thích q trình
oxi hố và tự oxi hoá của dầu mỡ.
 Làm giảm giá trị dinh dưỡng của thực phẩm, thí dụ chỉ cần cho lượng vết kim
loại nặng cũng đủ để kích thích sự phân huỷ vitamin C, vitamin B1…
1.3.3. Sự xâm nhập của kim loại nặng vào cơ thể sinh vật
Kim loại nặng có thể xâm nhập vào cơ thể người và sinh vật thơng qua ba con
đường sau:
- Hơ hấp
Khơng khí được cơ thể sống hít vào có những chất ơ nhiễm khơng chỉ ở dạng khí
mà cịn ở dạng lỏng, bụi rắn có khả năng bay hơi. Các chất độc sau khi được hấp thụ qua
màng nhầy sẽ lan toả đi vào máu, gây ngộ độc.
Trang | 16


Các chất độc ở dạng rắn hay lỏng, lơ lửng trong khơng khí như sương mù, khói…
với hạt nhỏ hơn 1 micron có thể vào phổi. Bụi khí độc có kích thước phân tử từ 1- 5
micron đi vào các phế quản hay phế nang. Tồn bộ phế nang có diện tích rất lớn với một

mạng lưới mao mạch dày đặc giúp chất độc khuếch tán nhanh vào máu, không qua gan
và không được giải độc như theo đường tiêu hoá mà đi ngay qua tim để đi đến các phủ
tạng, đặc biệt hệ thần kinh trung ương. Do đó, chất độc xâm nhập qua đường hô hấp tác
động gây độc nhanh và rất nguy hiểm.
- Tiêu hoá
Thức ăn và nước uống bị nhiễm bẩn không đảm bảo qui tắc an toàn vệ sinh thực
phẩm hay bản thân thức ăn và nước uống có chứa kim loại nên kim loại nặng dễ xâm
nhập vào cơ thể sinh vật và gây bệnh. Chỉ có một số độc chất đi vào não, còn lại độc chất
chủ yếu đi qua gan, thận, qua sữa mẹ, tuyến mồ hôi và tuyến sinh dục.
- Tiếp xúc
Da có vai trị bảo vệ chống tác động của yếu tố hoá học, vật lý và sinh học. Do
một số yếu tố nhạy cảm với lớp mỡ dưới da nên kim loại nặng có thể đi qua da, vào hệ
tuần hoàn chung của cơ thể. Nhiễm độc qua da càng xảy ra dễ dàng nếu da bị tổn thương
về mặt cơ học (chấn thương), lý học (bỏng), các chất hố học (các chất kích thích và ăn
da, gây bỏng). Nếu nhiễm qua niêm mạc càng nguy hiểm hơn vì niêm mạc có mật độ
mao mạch dày.
Khi các chất độc hoặc chất lạ đi vào cơ thể thông qua một hoặc nhiều đường trên,
chúng sẽ đi vào máu. Sau đó chúng có thể bị đào thải ra khỏi cơ thể bằng một sự chuyển
hoá sang một thể khác hoặc bài tiết qua gan, thận (các chất độc tan được trong nước), qua
phổi (các chất độc có tính bay hơi cao). Các chất độc khơng bài tiết ra có thể tồn lưu, tích
luỹ trong các mơ, các cơ quan nội tạng rồi gây các bệnh nguy hiểm như ung thư hoặc các
bệnh đột biến về gan hoặc di truyền.
1.3.4. Kim loại nặng đối v i con người và cây trồng
1.3.4.1. Vai trò của kim loại và cây trồng
Nhiều nguyên tố kim loại có ý nghĩa quan trọng trong đời sống của sinh vật, trung
bình hàm lượng kim loại nặng trong sinh khối khô của sinh vật khoảng từ 1 đến 100ppm.
Ở hàm lượng cao hơn thường gây độc hại cho sinh vật. Khoảng cách từ đủ đến dư thừa là
rất hẹp. Một vài kim loại như: Ca, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni và Zn là những
nguyên tố cần trong thực vật, được sử dụng cho các quá trình oxy hóa khử, ổn định phân
tử, là thành phần của rất nhiều loại enzyme, điều chỉnh áp lực thẩm thấu. Cịn một số kim

loại khơng có vai trị sinh học, không cần thiết như: Ag, Al, Au, Pb, Hg, Cd… sẽ gây độc
lâu dài đối với sinh vật. Các kim loại không cần thiết này sẽ thay thế vào vị trí của các
kim loại cần thiết. Ở nồng độ cao, cả hai nguyên tố kim loại cần thiết và khơng cần thiết
đều có thể làm tổn hại đến màng tế bào, thay đổi đặc tính của enzyme, phá vỡ cấu trúc và
chức năng của tế bào.
Thực vật hấp thu tất cả các nguyên tố nằm ở xung quanh vùng rễ. Để xem kim loại
n+
(Me ) cần thiết hay không cần thiết cho cây thì phải loại bỏ kim loại đó ra khỏi mơi
trường để tìm hiểu:
(1) Khả năng hồn chỉnh chu trình sống của thực vật ?
(2) Men+ có thể thay thế kim loại cần thiết (vi, đa lượng) ?
Trang | 17


(3) Sự liên quan trực tiếp của Men+ đến quá trình trao đổi chất ? Thực vật hấp thụ
kim loại ở cả 3 dạng: cation (Ca2+), anion (MoO42-) và dạng khí (Hg, Se) qua khí
khổng của lá. Dạng hóa học của kim loại rất quan trọng bởi vì có liên quan tới khả
năng hấp thụ của thực vật. Ví dụ: Cd tạo phức với clorua làm cho cây khó hấp thụ.
1.3.4.2 Cơ chế hấp thụ kim loại nặng vào thực vật
Các nguyên tố trong dung dịch đất được chuyển từ các lỗ khí trong đất tới bề mặt
rễ cây bằng hai con đường chính: sự khuếch tán và dịng chảy khối. Sự khuếch tán xảy ra
nhằm chống lại sự gia tăng gradient nồng độ bình thường đối với rễ cây bằng cách: hấp
thụ các kim loại nặng trong dung dịch đất tại bề mặt tiếp giáp rễ cây – đất. Dòng chảy
khối được tạo ra do sự di chuyển của dung dịch đất tới bề mặt rễ cây như là kết quả của
quá trình thở của lá. Cả hai quá trình này xảy ra khơng đồng đều nhưng theo các tốc độ
khác nhau tùy thuộc vào nồng độ dung dịch đất.
Các kim loại tồn tại trong đất thường tồn tại ở trạng thái hòa tan, phân ly thành các
ion mang điện tích dương (cation) và ion mang điện tích âm (anion). Các muối kim loại
hòa tan trong nước được hấp thụ vào cây dưới dạng ion thông qua hệ thống rễ.
Có hai cách hấp thu ion vào rễ: hấp thụ chủ động và hấp thụ thụ động.

 Hấp thụ thụ động
- Các ion của kim loại nặng khuếch tán theo sự chênh lệch nồng độ.
- Các độc chất này hòa tan trong nước và vào rễ theo dòng nước.
- Các kim loại này hút bám trên các bề mặt keo đất và trên bề mặt rễ trao đổi
với nhau khi có tiếp xúc giữa rễ và dung dịch đất, cách này được gọi là hút bám trao
đổi.
 Hấp thụ chủ động
Phần lớn các nguyên tố kim loại được hấp thụ vào cây theo cách chủ động. Tính
chủ động được thể hiện ở tính thấm chọn lọc của màng sinh chất và các kim loại
nặng được vận chuyển vào rễ ngược với quy luật khuếch tán, vì cách hấp thụ này
ngược gradient nồng độ nên cần thiết phải cung cấp năng lượng, tức là phải có sự
tham gia của ATP và của một số chất trung gian, được gọi là chất mang. ATP và
chất mang được cung cấp từ quá trình chuyển hóa vật chất (chủ yếu là từ q trình
hơ hấp).
1.3.4.3. Quá trình xâm nhập kim loại nặng vào trong cây: Quá trình xâm nhập kim
loại nặng vào trong cây trải qua 4 giai đoạn:
 Giai đoạn 1: Kim loại nặng đi vào vùng tự do của rễ cây
Sự di chuyển của các ion kim loại không bị giới hạn tại bề mặt rễ cây. Vùng màng của tế
bào có khả năng dễ dàng cho dung dịch xâm nhập, tại đây các ion dương có thể bị khuếch
tán tự do hoặc bị bẫy vào những tế bào mang điện âm. Kim loại được vận chuyển vào
khối hình cầu thân rễ- vùng rộng khoảng 1-2mm giữa rễ và vùng đất xung quanh. Cơ chế
hấp thụ có thể biến đổi với các ion khác nhau, nhưng những ion được hấp thụ vào trong
rễ bởi cùng một cơ chế sẽ cạnh tranh với nhau, ví dụ như sự hấp thụ của Zn được hạn chế
bởi Cu và H+ nhưng không bị hạn chế bởi Fe và Mn.
 Giai đoạn 2: Các kim loại nặng bị hấp thụ trong tế bào có thể bị mất tính linh động
hay tính độc trong tế bào chất, thơng qua q trình kết hợp tạo phức với các phân tử hữu
cơ hoặc bị sa lắng xuống các khu vực giàu electron.
Trang | 18