LỜI MỞ ĐẦU

Lương thực giữ một vai trò rất quan trọng trong đời sống của con người. Trên 75% năng lượng hằng ngày của cơ thể người là do lương thực cung cấp mà cụ thể ở đây là tinh bột.

Mặc khác sản xuất lương thực là ngành quan trọng nhất của nông nghiệp Việt Nam. Lúa là cây lương thực quan trọng nhất, chiếm diện tích gieo trồng lớn nhất. Cây lương thực quan trọng thứ hai là ngô đang có xu hướng tăng ở Đồng bằng sông Hồng, Đồng bằng sông Cửu Long, Tây Nguyên và Duyên hải miền Trung. Cây lương thực quan trọng thứ ba là cây khaoi mì (sắn) đang có xu hướng tăng ở vùng Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, vùng núi và trung du Bắc Bộ. Cây lương thực quan trọng thứ tư là khoai lang có xu hướng giảm ở hầu hết các vùng. Những cây lương thực, thực phẩm lấy củ và lấy hạt khác (như khoai tây, khoai môn, khoai mỡ, dong riềng, hoàng tinh cao lương, lúa mì, lúa miến, lúa mạch) chiếm tỷ trọng không nhiều.

Điều đó chứng tỏ ngoài lúa gạo ra chúng ta còn có một nguồn tinh bột vô cùng lớn và phong phú đó là các loại cây lấy củ.

Qua bài viết nhóm chúng tôi muốn cung cấp cho tất cả chúng ta một số thông tin cũng như kiến thức về các loại cây lương thực nói chung và một vài loại củ nói riêng, qua đó chúng ta sẽ xem xét sự khác nhau cơ bản giữa tinh bột của hạt lúa và tinh bột của củ khoai mì.

1

1. Giới thiệu một số củ chứa tinh bột1.1. Khoai tây

Cây khoai tây tên khoa học là Solanum tuberosum L. Khoai tây là loài cây nông

nghiệp ngắn ngày, trồng lấy củ chứa tinh bột, là loại cây trồng lấy củ rộng rãi nhất thế

giới.

Giới (regnum): Plantae

Bộ (ordo): Solanales

Họ (familia): Solanaceae

Chi (genus): Solanum

Loài (species): S. tuberosum

Khoai tây được trồng từ lâu đời ở Nam Mỹ và được đưa vào Châu Âu từ thế kỷ XVI. Ở nước ta, người Pháp đem vào trồng ở nước ta vào cuối thế kỷ XIX. Ngày nay, khoai tây được trồng rộng rải trong vụ đông ở các tỉnh phía Bắc; các vùng núi cao ở miền Bắc và cả ở miền Nam (Lâm Đồng). Ở nước ta, giống khoai tây ruột vàng là giống trồng phổ biến hiện nay đã được chọn lọc, nhân và giữ giống từ lâu nay. Khoai tây là cây trồng lấy củ làm lương thực cho con người, cũng như lúa mì, ngô, gạo và lúa mạch.

Khoai tây là loài cây nông nghiệp ngắn ngày, trồng rộng rãi trên thế giới và là loại cây trồng phổ biến thứ 4 về mặt sản lượng tươi, xếp sau lúa, lúa mì và ngô.

1.1.1. Lịch sử phát triển

Khoai tây có nguồn gốc từ Peru, được trồng phổ biến ở Nam Mỹ như một loại lương thực chính. Hiện tại người ta cho rằng khoai tây đã được du nhập vào châu Âu vào khoảng thập niên 1570 (sau chuyến hành trình đầu tiên của Columbus vào năm 1492) và sau đó nó đã được những người đi biển châu Âu đưa đến các lãnh thổ và các cảng trên khắp thế giới khi chế độ thực dân châu Âu mở rộng vào thế kỷ 17 và 18. Có hàng ngàn loài và dưới loại khoai tây được tìm thấy ở vùng Andes, nơi đó người ta có thể tìm thấy hơn một trăm loài khoai tây ở một thung lũng, mỗi hộ nông dân có thể tích trữ tới mười mấy thứ khoai tây.

Nhưng trong các thập kỷ cuối của thế kỷ 20, việc mở rộng diện tích trồng trọt khoai tây lớn nhất lại là ở châu Á, nơi có khoảng 8% số lượng khoai tây trên thế giới được trồng. Kể từ khi Liên Xô bị giải tán, Trung Quốc đã trở thành quốc gia sản xuất khoai tây lớn nhất thế giới, tiếp theo là Ấn Độ.

2

Cây khoai tây ở Việt Nam

Năm 1890, người Pháp đem hạt khoai tây trồng thử ở nước ta. Do khoai tây dễ trồng,

củ ăn ngon, nó mau chóng được trồng ở nhiều địa phương. Khoai tây do người Pháp

mang đến và phổ biến cách trồng nên nhân dân ta gọi loại củ đó là “khoai tây”.

Hiện nay, khoai tây được trồng chủ yếu ở đồng bằng sông Hồng và Đà Lạt-Lâm

Đồng và một vài tỉnh thành khác.

Hình 1.1. Thu hoạch khoai tây Hình 1.2. Củ khoai tây

1.1.2. Đặc điểm

Đặc tính sinh học

Đời sống của cây khoai tây có thể chia thành 4 thời kì: ngủ, nẩy mầm, hình thành

thân củ và thân củ phát triển.

Rễ khoai tây phân bố chủ yếu ở tầng đất sâu 30cm.

Thân cây khoai tây là loại thân bò, có giống có thân đứng. Thân dài 50-60 cm.

Trên thân có thể mọc các nhánh.

Lá kép gồm 1 số đôi lá chét, thường là 3-4 đôi.

Hoa màu trắng, phớt tím, có 5-7 cánh hoa lưỡng tính, tự thụ phấn.

Cây con sau khi mọc khỏi mặt đất 7-10 ngày thì trên các đốt đoạn thân, nằm trong

đất xuất hiện những nhánh con. Đó là những đoạn thân địa sinh. Các thân địa sinh

3

này phát triển được dồn về tập trung ở đầu mút, ở đây thân phình to dần lên và

phát triển thành củ. Trên thân củ có nhiều mắt.

Hình 1.3: Cây khoai tây

Thời vụ: Đây là loại cây thích nghi trong điều kiện ngày ngắn (độ dài ngày khoảng 12 giờ). Mật độ chiếu sáng trên 18 giờ thì cây không cho củ, mật độ chiếu sáng 10 giờ thì cây cho củ tốt nhất, điều này chứng tỏ rằng ánh sáng giữ vai trò quan trọng đối với khả năng tích luỹ tinh bột. Chế độ nhiệt thích hợp cho sinh trưởng của khoai tây là 20-22oC, cho quá trình phát dục của khoai tây là 16-18oC. Không chỉ năng suất củ cao trong thời gian ngắn (85-105 ngày) mà còn góp phần tích cực vào việc cải tạo cơ bản tính chất của đất trồng, phá vỡ thế độc canh của cây lúa nước. Do đó khoai tây được trồng luân canh với nhiều loại cây khác như : lúa mùa sớm-khoai tây- lúa xuân…

4

Cấu tạo củ:

Hình 1.4: Củ khoai tây

Khoai tây có lớp vỏ ngoài là một lớp da mỏng bảo vệ củ và lớp vỏ trong mềm, khó

tách ra khỏi ruột củ. Giữa lớp vỏ trong củ có các mô tế bào mềm và hệ thống dẫn dịch củ.

Các mô này chứa ít tinh bột. Lớp bên trong của vỏ tiếp giáp với các ruột củ là hệ thống

màng bao quanh tạo nên sự phân lớp giữa vỏ và ruột củ.

Trên mặt vỏ có những mắt củ. Củ càng to mắt củ càng rõ.

Ruột củ khoai tây không có lõi, chứa nhiều tinh bột. Ruột củ chiếm khoảng 80-92%

khối lượng củ tươi.

1.1.3. Thành phần hóa học

Nếu phân tích các lát khoai dày 3mm cắt từ ngoài vào trong thấy sự phân bố các chất

trong củ như sau.

5

Bảng 1.1. Sự phân bố các chất trong củ khoai tây (%)

[Nguồn: Bảng. Sự phân bố các chất trong củ khoai tây (%). Bùi Đức Hợi, Kỹ Thuật Chế

Biến Lương Thực - tập 2, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội]

Thành phần hóa học củ khoai tây dao động trong khoảng khá rộng tùy thuộc

giống, chất lượng giống, kỹ thuật canh tác, đất trồng, khí hậu,...

Bảng 1.2. Thành phần hóa học trung bình của khoai tây (%)

Thành phần %

Nước

Chất khô

Tinh bột

Nitrogen

Chất xơ

Tro

Lipid

Các chất khác

75,0

25,0

18,5

2,1

1,1

0,9

0,2

2,2

[Nguồn: Bảng. Thành phần hóa học trung bình của khoai tây (%). Bùi Đức Hợi, Kỹ Thuật Chế

Biến Lương Thực - tập 2, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội]

6

Thành phần Số thứ tự lát khoai từ vỏ vào trung tâm

1 2 3 4 5 6 7

Nước

Chất khô

Tinh bột

Protide

Nitrogen hòa

tan

77,4

22,6

14,1

2,04

0,10

70,4

29,6

23,7

1,48

0,07

69,7

30,3

24,7

1,41

0,08

70,4

29,6

23,9

1,48

0,08

71,3

28,7

23,0

1,04

0,11

72,9

27,1

21,3

1,8

0,18

76,3

23,7

18,1

2,0

0,16

Trong tất cả các bộ phận của cây đều có chất solanine, đây là một glucosid độc. Chất

này đặc biệt có nhiều trong phần xanh của cây, nếu củ mọc mầm xanh thì các mầm này

rất độc.

Chất độc này phân bố không đều: ở vỏ củ thường nhiều hơn ruột củ (trung bình

solanine trong ruột củ có khoảng 0,04 - 0,07g và trong vỏ là 0,30 - 0,55g/kg), và đặc biệt

là khoai tây mọc mầm, lúc mọc mầm là thời kỳ chứa nhiều solanine nhất, có thể đến

1,34g/kg.

Triệu chứng ngộ độc solanine nhẹ là đau bụng, tiêu chảy. Ngộ độc nặng hơn có hiện

tượng giãn đồng tử, liệt nhẹ hai chân. Gây tử vong khi hệ thần kinh trung ương bị tê liệt

khiến cho trung tâm hô hấp không được hoạt động và ngừng tim do tổn thương cơ tim.

Với liều lượng 0,2 - 0,4g/kg thể trọng có thể gây chết người.

Để tránh ngộ độc, khi dùng khoai tây cần chọn khoai chắc, vỏ mịn không đốm vết và

nặng so với kích thước. Tránh loại khoai đã mọc mầm, nhũn, hoặc có những mảng xanh.

Những vệt xanh đó cho hay sự có mặt của solanine.

1.1.4. Giá trị

Khoai tây ngoài giá trị là lương thực, thực phẩm còn có tác dụng chữa được một số

bệnh. Khoai tây luộc chín là một loại thuốc dân gian Nga để chữa một số bệnh về tim.

Nước ép khoai tây có tác dụng chữa bệnh cường toan acid dạ dày và làm co bóp nhu

động của ruột. Bột khoai tây được dùng trong bệnh viêm dạ dày tá tràng và chống nhiễm

độc. Khoai tây sống thái mỏng, làm thuốc cao dán trên các vết thương, bỏng và eczema.

Có nơi nhân dân dùng vỏ khoai tây sắc uống chữa đau bụng và dùng vỏ củ khoai tây luộc

bóc ra đắp vết bỏng cũng chóng lành. Nhân dân còn dùng hơi nóng nước khoai tây luộc

để xông hít chữa các bệnh nhiễm trùng đường hô hấp.

Ở Phi châu (Tuynidi) người ta dùng khoai tây làm thuốc đắp ở đầu và trán trong

trường hợp say nắng và để làm hạ sốt. Người ta cũng dùng đắp trị bỏng độ 1. Hoa khoai

tây dùng pha nước uống làm hạ huyết áp. Solanine trong Khoai tây cũng có tác dụng

chống dị ứng và làm thuốc giảm đau.

7

Snack khoai tây Bột khoai tây

Khoai tây chiên là một sản phẩm được sử dụng rất phổ biến trên thế giới, sản lượng hàng năm rất cao.

1.2. Khoai Lang1.2.1. Lịch sử phất triển

Khoai lang (Ipomea Batatas) thuộc chi Ipomoea, họ Convolvulaceae có mặt ở Trung Mỹ vào những năm 2600 đến 1000 trước Công Nguyên, nó được phổ biến rất sớm trong khu vực này, bao gồm cả khu vực Caribe. Nó cũng đã được biết tới trước khi có sự thám hiểm của người phươg Tây tới Polynesia, sau đó nó phổ biến sang các nước khác ở châu Âu như Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, châu Á như Ấn Độ, Trung Quốc, Philippin, Indonesia, Việt Nam...

Ngày nay, khoai lang được trồng rộng khắp trong các khu vực nhiệt đới và ôn đới ấm với lượng nước đủ để hỗ trợ sự phát triển của nó. Ở Việt Nam khoai lang trồng rất phổ biến, trước đây chủ yếu ở đồng bằng các vùng đất bãi ven sông, nay khoai lang đã được trồng nhiều cả các vùng đồi, trung du từ Bắc vào Nam.

Khoai lang có nhiều loại:

-     Căn cứ vào màu vỏ: vỏ đỏ hoặc vỏ vàng.

-     Căn cứ vào màu ruột khoai: ruột trong, ruột vàng hay ruột tím.

Ở Việt Nam có nhiều giống khoai lang khác nhau như:

1. Giống khoai lang củ to, vỏ trắng, ruột trắng hoặc vàng sẫm, nhiều bột.

2. Giống khoai lang bí, củ dài vỏ đỏ, ruột vàng tươi.

3. Giống khoai lang nghệ, củ dài, vỏ đỏ ruột vàng.

8

4. Giống khoai khoai lang ngọc nữ vỏ tím, ruột tím...

5. Ở Đà Lạt có giống khoai lang đặc sản vỏ đỏ thịt vàng.

6. Giống Khoai lang Lệ Cần, Gia Lai, vỏ đỏ thịt vàng nghệ

7. Các giống khoai lang nhập nội: khoai lang tím từ Nhật Bản, Trung Quốc với chất lượng củ cao  để xuất khẩu củ.

1.2.2. Đặc điểm

Cây khoai lang

Khoai lang là loài cây thân thảo dạng dây leo sống lâu năm, có các lá mọc so le hình tim hay xẻ thùy chân vịt, các hoa có tràng hợp và kích thước trung bình. Rễ củ ăn được có hình dáng 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.

-Thân: Cây thân thảo bò, dài 2-3m, có thể dài 4-5m cho đến 7m nếu cho mọc tự nhiên, thân phát triển thành nhiều nhánh.

-Rể: Rể phình thành củ tròn dài, màu đỏ, trắng, vàng hay tím. Lớp cùi thịt có màu từ trắng, vàng, cam hay tím. Trên đốt thân có rể khí sinh, khi chạm đất các rể này phát triển thành rể dinh dưỡng.

-Lá: Lá có nhiều dạng, các lá mọc so le, thường là hình tim xẻ 3 thùy sâu hay cạn, có cuống dài.

-Hoa: Cụm  hoa  xim ít hoa ở đầu cành hay nách lá. Hoa hình phễu màu tím nhạt, trắng hay vàng. Khoai lang ít khi ra hoa nếu khoảng thời gian ban ngày vượt quá 11 giờ.

Củ khoai lang

Cấu tạo gồm 3 phần: vỏ ngoài, vỏ cùi, thịt củ.

-Vỏ ngoài: Mỏng, chiếm 1% trọng lượng củ, gồm những tế bào có chứa sắc tố làm cho vỏ khoai có màu sắc khác nhau, cấu tạo chủ yếu là cellulose và hemillulose. Tác dụng làm giảm các tác động từ bên ngoài, hạn chế sự thất thoát hơi nước trong quá trình bảo quản.

-Vỏ cùi:Chiếm 5-12%, gồm nhửng tế bào chứa tinh bột, nguyên sinh chất và dịch thể. Hàm lượng tinh bột ở vỏ cùi ít hơn thịt củ.

9

-Thịt củ: Gồm nhiều tế bào màng mỏng. Giữa các tế bào có nhiều ống mau dẫn, là nơi chứa nhiều nước, dễ bị biến chất, bị vi sinh và bọ hà phá hại

Trên củ có từ 10 đến 100 mắt, là đường hô hấp chủ yếu của củ khoai và là nơi sinh ra các loại bệnh. Khoai tốt có ít mắt và mắt nông.

Khoai tốt có ít mắc và mắc nông. Khoai có nhiều mắc không tốt, dễ mọc mầm, biến chất, thối nhũ… Tinh bột của khoai lang là những hạt có hình đa diện, có kích thước từ 5 - 35µ. Hàm lượng trong khoai lang phụ thuộc vào nhiều điều kiện: canh tác, lai giống, tinh bột thường chứa 17 – 24% so với trọng lượng củ. Khi khoai lang chín, không những luọng tinh bột tăng lên mà thể tích và trọng lượng của từng hạt tinh bột cũng tăng lên. Ngược lại, khoai lang chưa chín thì lượng tinh bột, kích thước và trọng lượng hạt tinh bột cũng nhỏ,hàm lượng photpho và tro cũng thấp.

1.2.3. Thành phần hóa học

Tinh bột của khoai lang:

Hình dạng Kích thước(μm) Nhiệt độ hồ hóa(oC)

% Tinh bột trong củ

% Amilose theo tinh bột

Đa diện 5-35 52-64 17-24 13-23

Hàm lượng tinh bột trong khoai lang phụ thuộc vào nhiều điều kiện: canh tác, lai

giống, tinh bột thường chứa 17 – 24% so với trọng lượng củ.

Loại Nước Proit Chất béo Gluxit Xenlulo Tro

Khoai lang tươi 68.1 1.6 0.5 27.9 0.9 1

Khoai lang khô 12.9 6.1 0.5 76.7 1.4 2.4

Khi khoai lang chín, không những lượng tinh bột tăng lên mà thể tích và trọng lượng

của từng hạt tinh bột cũng tăng lên. Ngược lại, khoai lang chưa chín thì lượng tinh bột,

kích thước và trọng lượng hạt tinh bột cũng nhỏ,hàm lượng photpho và tro cũng thấp.

Tinh bột khoai lang chứa 13 – 23% là amyloza và 77 – 78% là amylopectin. Hàm

lượng amylopectin có liên đến hàm lượng photpho, do đó có ảnh hưởng đến độ dính của

tinh bột khi hồ hóa.

Trong thời gian bảo quản, lượng đường trong khoai lang tăng đáng kể, có khi tăng 7

– 8% so với trọng lượng củ. Đường trong khoai lang chủ yếu là đường glucoza, fructoza,

10

saccaroza và maltoza. Chất pentozan trong khoai lang chiếm 1,02 – 1,08% so với trọng

lượng khoai tươi, hoặc 3,2 – 4% so với trọng lượng khoai nhỏ. Lượng pentozan thường

tập trung ở vỏ và càng vào trong ruột củ càng ít. Chính chất pentozan sẻ ảnh hưởng trực

tiếp đến hàm lượng furfurol có trong sản phẩm rượu.

Chất pectin trong khoai chiếm 0,23 – 0,37% so với trọng lượng củ. Chất pectin ở

giữa của các tế bào và  là chất nhựa dính. Pectin ảnh hưởng không tốt đến quá trình hồ

hóa và làm tăng độ dính của khối nấu, đồng thời nó là một trong những nguyên nhân tạo

ra nhiều rượu metylic khi sản xuất rượu từ khoai lang.

Trong thời gian bảo quản khoai, lượng pectin giảm xuống gần 1/3, đồng thời

protopectin và pectin ở lưới tế bào và chuyển thành pectiin hòa tan. Chất có nitơ chiếm

khoảng 1,6 – 1,75% so với trọng lượng củ chủ yếu là protit, còn lại là axit amin (0,11%),

amoniac(0,003%) và amit (0,007%) Chất tro chiếm khoảng 1,6 – 1,7% so với trọng lượng

củ, trung bình 1,1%, trong đó đa số là K2O và P2O5. khoảng 75% chất tro hòa tan trong

nước.

1.3. Củ dong riềng

1.3.1. Lịch sử phát triển

Dong riềng (Canna edulis Ker) là cây thân thảo, thuộc họ Cannaceae có nguồn gốc

phát sinh từ Peru Nam Mỹ. Nam Mỹ là trung tâm đa dạng của dong riềng nhưng Châu Á,

Châu Úc, Châu Phi là nơi sử dụng dong riềng nhiều nhất. Theo thống kê chưa đầy đủ,

diện tích dong riềng trên thế giới ước tính khoảng 200-300 nghìn ha. Năng suất bình quân

đạt khoảng 30 tấn/ha.

Ở Việt Nam dong riềng được du nhập vào thế kỉ XIX. Năm 1898 người Pháp đã

trồng thử dong riềng ở nước ta nhưng dừng lại vì chưa chế biến được.

Châu Phi là châu lục có sản lượng và diền tích dong riềng lớn nhất thế giới với năng

suất trung bình 30 tấn/ha. Ở Việt Nam, dong riềng được trồng với diện tích khoang

30.000 ha, sản xuất hằng năm gần 300.000 tấn củ tươi. Dong riềng có sức sống mạnh, có

khả năng thích nghi cao với điều kiện ngoại cảnh, chống đỡ sâu bệnh tốt nhưng chịu úng

kém, thường được trồng ở những chân ruộng hạn, đất dốc. Củ dong riềng chủ yếu dùng

11

trong sản xuất tinh bột, miến. Các tỉnh trồng nhiều dong riềng trước đây là Hà Tây, Sơn

Tây, Đồng Nai, Huế. Gần đây một số địa phương khác cũng phất triển cây dong riềng

như Nghệ An, Tuyên Quang, Hưng Yen… Ở miền Bắc nước ta dong riềng thường được

trồng từ tháng 2 đến tháng 11 thu hoạch để ăn củ tươi có thể sau 6 đến 8 tháng, nhưng để

khai thác tinh bột thì sau khi trồng 1 đến 1,5 năm là tốt nhất.

1.3.2. Đặc điểm

Dong riềng (Canna adulis Ker) là cây thân thảo, họ chuối hoa (cannaceae) có nhiều

tển gọi khác nhau tùy từng địa phương như khoai chuối, khoai lào, dong tây, khoai riềng,

củ đót, chuối nước.

Cây dong riềng có chiều cao 1,2 đến 1,5 m, có cây cao trên 2,5m , thường có màu

xanh howcj màu xanh xen tía. Thân gồm những đốt dài tiếp phần củ. Thân rễ phình to

thành củ giống hình củ riềng, nhưng to hơn, chiều dài đạt tới 60cm, phân nhiều nhánh và

chứa nhiều tinh bột, năm trong đât. Thân rễ gồm nhiều đốt, mỗi đốt có một lá vảy, lúc

mới ra lá có hình chóp nhọn, khi lá to, lá vảy bị tách ra và tiêu dầ. Trên mỗi đốt của thân

củ có những mầm có thể phát triển thành nhánh. Nhánh của củ có thể chia thành các

nhánh cấp 1 đến cấp 3. Vỏ của thân củ có màu biến động từ trắng đến vàng kem và hồng

tía. Kích thước củ biến động khá lớn tùy thuộc vào điều kiện chăm bón.

Giải phẩu thân rễ cho thấy ngoài cùng của củ là biểu bì gồm những tế bào dẹt, tiếp là

nhu mô và bên trong có những bó cương mô và những bó mạch dẫn, mạch rây (libe) và

gỗ. Những tế bào nhu mô ở đây chứa một số hạt tinh bột. Vào trong nữa là lớp trụ bì và

trong cùng là lớp nhu mô chứa nhiều tinh bột.

1.3.3. Phân loại

Cây dong riềng, loài Canna edulis ker thuộc chi ngài hoa (canna), họ chuối hoa (Cannaceae).

Dong riềng trồng có hai dạng chính là dong đỏ và dong trắng.

Thành phần hóa học

12

Tỷ lệ thành phần hóa học trong củ thay đổi tùy theo vị trí củ: Ở ddaaud củ thì nhiều nước, ít bột ít xơ. Ở gốc củ thì ít nước, có nhiều tinh bột và nhiều xơ.

Bảng thành phần của củ dong riềng (trên 100g củ)

% ăn được

Các thành phần chính Muối khoáng Vitamin (mg%)

Nước

protein

lipit

gluxit

xenluloza

tro

Ca P Fe Caroten

B1

B2

PP

C

81 56.8 0.6 - 20.3 2.0 1.3

51.8

86.7

1.4

0.13 - - - 2

Gluxit: Đây là thành phần quan trọng nhất trong củ dong riềng trong đó cghur yếu là

tinh bột. Tinh bột dong riềng có hàm lượng amyloza chao hơn nhiều các loại tinh bột

khác

Các thành phần dinh dưỡng khác như protit, lipit vitamin có hàm lượng thấp. Hàm

lượng xenluloza trong dong riềng khá cao, cấu trúc xơ dài và bền.

Trong củ dong riềng còn có các hợp chất polyphenol, với hàm lượng khỏang 0,16%.

Khi nghiền củ, các hợp chất này bị oxy hóa tạo các chất màu thâm đen, hấp thu và giảm

độ trắng của tinh bột.

1.3.4. Giá trị sử dụng

Củ dong riềng có nhiều công dụng: để người hay gia súc ăn, làm bột, nấu rượu…

Tinh bột dong riềng có theerr làm hạt trân châu, miến, bánh đa, và các loại thức ăn

tổng hợp khác. Tinh bột dong riềng có hàm lượng amyloza thuộc loại cao, nên có nhiều

lợi thế để sản xuất các sản phẩm cần độ dai, giòn như miến, trân châu.

Ở nước ta, một sản lượng rất lớn dong riềng được dùng để sản xuất miến. Miến sản

xuất từ tinh bột dong riềng dai, giòn rất được ưa chuộng. Có nhiều làng nghề phát trển

kinh tế rất tốt nhờ sản phẩm miến.

Ngoài ra, dong riềng còn có nhiều công dụng khác. Trong thân cây dong riềng có sợi

màu trắng, có thể sử dụng chế biến thành sợi dệt, thành các loại bao bì nhỏ. Cả củ thân lá

đều có thể sử dụng để làm thức ăn chăn nuôi.

13

2. Cấu tạo thành phần củ củ khoai mì

Khoai mì là cây lương thực ưa ẩm và ấm, có nguồn gốc từ lưu vực sông Amadon

Nam Mỹ. Đến thế kỷ 16 mới được trồng ở châu Á và châu Phi. Ở nước ta sắn được trồng

từ Nam tới Bắc, nhiều nhất là vùng trung du và miền núi. Hiện nay sắn là một trong

những loại màu quan trọng trong cơ cấu phát triển lương thực ở nước ta.

2.1. Cây khoai mì

Cây khoai mì hay còn gọi là cây sắn có nhiều loại khác nhau về màu sức thân cây, lá,

vỏ, củ, thịt củ… Tuy nhiên trong công nghệ sản xuất tinh bột người ta phân thành hai

loại: sắn đắng và sắn ngọt. Hai loại này khác nhau hàm lượng tinh bột và lượng độc tố.

Nhiều tinh bột thì hiệu quả kinh tế trong sản xuất cao và nhiều độc tố thì qui trình công

nghệ phức tạp.

Sắn đắng hay còn gọi là sắn dù. Cây thấp (không cao quá 1,2 m), ít bị đổ khi gió to.

Năng suất cao củ mập, nhiều tinh bột và hàm lượng HCN cao. Ăn tươi dễ bị ngộ độc, chủ

yếu để sản xuất tinh bột và sắn lát. Đặc điểm của cây sắn dù là đốt ngắn, thân cây khi non

màu xanh nhạt. Cuống lá chỗ nối tiếp thân và cây có màu đỏ thẫm, kế đó màu trắng nhạt

rồi lại hồng dần. Màu vỏ gỗ củ nâu sẫm vỏ cùi và thịt sắn đều màu trắng.

Sắn ngọt bao gồm tất cả các loại mà hàm lượng HCN thấp như sắn vàng, sắn đỏ, sắn

trắng…

Sắn vàng hay còn gọi là sắn nghệ. Khi non thân cây màu xanh thẫm cuống lá màu đỏ

có sọc nhạt, vỏ gỗ của củ mau nâu, vỏ cùi màu trắng, thịt củ màu vàng nhạt, khi màu

vang rõ rệt hơn.

Sắn đỏ thân cây cao, khi non màu xanh thẫm, cuống và gân lá màu đỏ thẫm. Củ dài,

to, vỏ gỗ màu nâu đậm, vỏ cùi dày màu hơi đỏ, thịt sắn trắng.

Sắn trắng thân cây cao, khi non màu xanh nhạt, cuống lá đỏ. Củ ngắn và mập, vỏ gỗ

màu xám nhạt, thịt và vỏ cùi màu trắng.

Sắn ngọt hàm lượng tinh bột thấp, ít độc tố ăn tươi không ngộ độc dễ chế biến.

2.2. Cấu tạo

14

Củ sắn thường vuột hai đầu. Kích thước củ tùy thuộc chất đất và điều kiện trồng và dao

động trong khoảng: dài 0,1-1,1 m đường kính 2-8cm.

Cấu tạo của củ gồm 4 phần chính

- Vỏ gỗ

- Vỏ cuì

- Thịt

- Lõi

2.2.1. Vỏ

Vỏ gỗ gồm những tế bào xít thành phần chủ yếu là xenluloza và hemixenluloza, không có tinh bột, giữ vai trò bảo vệ củ khỏi tác động bên ngoài. Vỏ gỗ mỏng chiếm khoảng 0,5-2% trọng lượng củ. Do không có giá trị nên khi chế biến càng tách sạch càng tốt.

Vỏ cùi dày hơn vỏ gỗ nhiều, chiếm khoảng 5-20% trọng lượng củ. Cấu tạo gồm nhiều các lớp tế bào thành dày, thành tế bào cấu tạo chủ yếu xenluloza, bến trong tế bào là các hạt tinh bột, hợp chất chứa nitơ và dịch bào (mủ) trong dịch bào có chứa tanin, sắc tố , độc tố, các enzyme… Vì vỏ cùi có nhiều tinh bột (5-8%) nên khi chế biến tách đi thì tổn thất tinh bột nếu không tách thì chế biến khó khăn vì nhiều chất trong mủ ảnh hưởng đến màu sắc tinh bột.

2.2.2. Thịt củ

Thịt sắn là phẩn chủ yếu của củ. Bao gồm các tế bào nhu mô thành mỏng. Thành phần vỏ tế bào này là xenluloza, pentozan, bên trong là các hạt tinh bột, nguyên sinh chất, gluxit hòa tan và nhiều chất vi lượng khác.

Những tế bào ở lớp ngoài thịt sắn chứa nhiều tinh bột, càng vào sâu trong hàm lượng tinh bột càng giảm dần. Ngoài ra các lớp tế bào nhu mô còn có các tế bào thành cứng không chứa tinh bột, cấu tạo từ xenluloza cứng như gỗ nên gọi là xơ. Loại tế bào này nhiều ở đầu cuống, sắn lưu niên và những củ biến dạng trong quá trình phát triển. Sắn lưu 2 năm có một lớp xơ, nếu lưu 3 năm có 2 lớp xơ. Theo phương pháp lớp xơ có thể biết sắn lưu bao nhiêu năm.

2.2.3. Lõi sắn

15

Lõi sắn thường ở trung tâm dọc suốc từ cuống tới chuối củ, ở cuống lõi to nhất rồi nhỏ dần tới chuôi.

Thành phần của lõi gần như toàn bộ là xenluloza và hemizenluoza.

Sắn lõi phần lớn nhiều xơ thì hiệu suất và năng suất của máy xát giảm phần vì xơ cứng phần vì xơ kẹt vào răng máy hạn chế khả năng phá vỡ tế bào giải phóng tinh bột. Mặt khác xơ nhiều thì răng máy xát mau mòn .

Ngoài các phần trên củ sắn còn có cuống, rễ và chuôi. Các phần này cấu tạo chủ yếu là xenluloza cho nên sắn cuống dài, nhiều rễ thì tỷ lệ tinh bột thấp và chế biến khó khăn.

2.3. Thành phần hóa học củ củ sắn

Thành phần củ sắn dao động trong khoảng khá rộng tùy thuộc và loại giống, điều kiện phát triển của cây và thời gian thu hoạch. Thành phần trung bình (%) của củ như sau:

Thành phần %

Nước 70.25

Tinh bột 21.45

Protid 1.12

Chất béo 0.4

Xenluloza 1.11

Đường 5.13

Tro 0.54

2.3.1. Tinh bột, protit và đường

Hàm lượng tinh bột trong củ sắn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như các yếu tố ảnh hưởng tới thành phàn nói chung, trong đó mức độ già có ý nghĩa rất lớn. Đối với giống sắn một năm thì vụ chế biến có thể bắt đầu từ tháng 9 và kết thúc vào tháng 4 năm sau, nhưng đào vào tháng 12 và tháng 1 thì hàm lượng tinh bột cao nhất. Tháng 9 và tháng 10 củ ít tinh bột hàm lượng nước cao, lượng chất hòa tan nhiều, như vậy nếu chế biến sắn non không những tỷ lệ thành phẩm thấp mà còn khó bảo quản tươi. Sang tháng 2 và 3 thì lượng tinh bột trong củ lại giảm vì một phần phân hủy thành đường để nuôi mầm non trong khi cây chứa có khả năng quan hợp.

16

Đường trong sắn chủ yếu là glocoza và một lượng mantoza, saccaroza. Sắn càng già thì hàm lượng đường càng giảm.

Trong chế biến đường hòa tan trong nước thải ra theo nước dịch

Protit của sắn tới này chứa được nghiên cứu kỹ, tuy nhiên vì hàm lượng thấp cho nên cũng ít ảnh hưởng tới qui trình công nghệ.

2.3.2. Độc tố trong sắn

Ngoài những chất dinh dưỡng trên trong sắn còn có độc tố, tanin, sắc tố và hệ enzyme phức tạp. Những chất này gây khó khăng cho chế biến, và nếu quy trình không phù hợp thì chất lượng sản phẩm kém.

Độc tố trong sắn là HCN. Nhưng khi củ chưa đào nó ở dạng glucozit gọi là phezeolunatin (C10H17NO6), dưới tác dụng của enzyme hay môi trường acid thì phân hủy tạo glucoza, axeton và acid xyanhydric. Như vậy khi đào sắn rồi thì mới xuất hiện HCN tự do vì chỉ sau khi đào thì chất men trong sắn mới bắt đầu hoạt động mạnh và đặc biệt xuất hiện nhiều khi chế biến hoặc sau khi ăn sắn. Vì trong dạ dày người cũng như gia súc là môi trường acid và dịch trong chế biến cũng là môi trường acid.

Phazeolunatin hòa tan tốt trong nước, kém tan trong rượu etylic và metylic, rất ít hòa tan trong clorofom và hầu như không tan trong ete. Vì tan tốt trong nước nên khi chế biến tinh bột độc tố theo dịch ra ngoài. Vì vậy mà sắn đắng có lượng độc tố cao nhưng tinh bột và sắn lát từ sắn đắng vẫn được sử dụng làm thức ăn cho người và gia súc tốt. Song nếu chế biến không tách dịch bào nhanh thì có thể ảnh hưởng đến màu sắc tinh bột do acid xyanhydric tác dụng với sắt tạo thành sắt xyanat có màu xám.

Tùy thuộc vào giống đất và nơi trồng mà hàm lượng độc tố trong sắn khoảng 0,001-0,04%. Sắn ngọt hàm lượng độc tố thấp còn sắn đen thì cao. Tuy nhiên nếu trông sắn ngọt với đất nhiều đạm thì lượng độc tố trong củ nhiều hơn.

Phazeolunatin chủ yếu tập trung ở vỏ cùi nên dễ giảm bớt khi sử dụng bằng cách bác vỏ và ngâm trong nước.

Chất men trong sắn tới này chưa được nghiên cứu kỹ. Người ta cho rằng trong số các chất men thì polyphenol – oxydaza có ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sắn trong bảo quản và chế biến. Khi chứa đào, hoạt độ củ các chất men trong sắn yếu và ổn định, nhưng sau khi đào thì mọi chất men đều hoạt động mạnh. Polyphenol oxydaza xúc tác quá trình oxy hóa polyphenol tạo thành octorion sau đó trùng hợp với các chất không có bàn chất phenol như acid amin để hình thành các sản phẩm có màu. Trong nhóm polyphenol

17

oxydaza có những enzyme oxy hóa các mono-phenol mà điển hình là tirozinaza xúc tác sự oxy hóa acid amin tirozin tạo ra kinon tương ứng. Sau một loạt chuyển hóa các kinon sinh ra sắc tố màu xám đen gọi là melanin. Đây là một trong những nguyên nhân làm cho thịt sắn có màu đen mà thường gọi là sắn chảy nhựa. Vì enzyme chủ yếu tập trung ở trong mủ ở vỏ cùi cho nên cho nên các vết đen cũng xuất hiện trong thịt củ bắt đầu từ lớp ngoại vi.

Khi sắn đã chảy nhựa thì luộc sắn sượng và khi mài xát khó phá vỡ tế bào để giải phóng tinh bột do đó hiệu suất lấy tinh bột thấp, mặt khác tinh bột không trắng.

Ngoài tirozinaza các enzyme oxy hóa khử khác cũng hoạt động mạnh làm tổn thất chất khô của củ.

Tanin trong sắn ít nhưng sản phẩm oxy hóa tanin là chất flobafen có màu sẫm đen khó tẩy.

Khi chế biến, tanin còn tác dụng với sắt tạo thành sắt tanat cũng có màu sẫm đen. Cả hai chất này đều ảnh hưởng đến màu sắc của tinh bột nếu như khi chế biến không tác dịch bào nhanh và triệt để.

2.3.3. Sắc tố

Sắc tố trong sắn tới nay vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ, tuy nhiên trong bảo quản và chế biến đều xảy ra quá trình hình thành các sắc tố mới do tác dụng của polyphenoloxydaza oxy hóa pholyphenol tạo thành các octioquinon và sau đó tạo thành flobafen có màu đen.

Cũng như khoai tây trong bảo quản tươi sắn thường nhiễm bệnh thối khô và thối ướt do nấm và vi khuẩn gây nên đặc biệt đối với củ bị tróc vỏ và dập nát. Ngoài ra khác với khoai tây sắn có thêm bệnh chảy nhựa nếu chảy nhựa nghiêm trọng thì dẫn tới hiện tượng thối khô.

2.4. Đánh giá chất lượng sắn và phương pháp bảo quản sắn tươi2.4.1. Đánh gia chất lượng sắn

Hiện nay chưa có quy định chung về chất lượng sắn đưa vào sản xuất tinh bột nhung

ở từng xí nghiệp đều có quy định riêng về chỉ số chất lượng như hàm lượng tinh bột tù

14- 15% trỏ lên.

Củ nhỏ ngắn (chiều dài 10cm, đường kính củ chỗ lớn nhất dưới 1,5cm) không quá

4%. Củ dập nát gãy vụn không quá 3%, lượng đất và tạp chất tối đa 1,5-2%, không có củ

18

thối, củ có dấu vết chảy nhựa không quá 5% nếu chế biến ngay trong vòng 3 ngày trở lại

thì cuộng sắn ngắn nhưng để bảo quản sắn lâu thì phải để cuộng dài.

Khi thu nhận sắn vào nhà máy trước hết cần kiểm tra đánh giá chất lượng nêu trên.

Từ kết quả phân tích quết định lô sắn cần chế biến ngay hay có thể bảo quản lại.

Thường từ tháng 9 đến tháng 11 hàm lượng tinh bột trong củ sắn còn thấp nên đào tới

đâu thu hoạch chế biến đến đó, không nên đào nhiều, sang tháng 12 đến tháng 2 năm sau

hàm lượng tinh bột trong củ đã khác, sang tháng 2 cần giải phóng đất để trồng vụ mới

nên trong thời gian này cần có biện pháp bảo quản để có nguyên liệu sản xuất trong tháng

3 tháng 4

Hàm lượng tnh bột được xác định bằng phương pháp cân tỉ trọng (trong nước) và là

căn cứ để xác định giá thu mua sắn nguyên liệu.

2.4.2. Bảo quản sắn tươi

So với khoai tây và khoai lang thì bảo quản sắn tươi khó hơn nhiều vì ngoài những

quá trình sinh lý, hóa sinh và còn có bệnh như bệnh chảy nhựa. Vì khó bảo quản nên các

nước trồng nhiều sắn thường đào đến đâu chế biến tới đấy. Tuy nhiên nếu khống chế điều

kiện thích hợp cũng có thể bảo quản 1 đến 2 tháng.

Biết rằng sau khi đào củ sứn vẫn là một cơ thể sống cho nên vẫn có các biến đổi sinh

hóa nhưng quá trình phát triển bình thường đã bị phá vì vậy hệ enzyme trong của hoạt

động mạnh, quá trình hô háp trao đổi chất mạnh lên, nước mất dần, sức đề khác của củ

giảm. Củ sắn bắt đầu chảy nhựa rồi nhiễm bệnh thối, trọng lượng giảm do mất nước và

do tổn hao chất khô. Với những củ nguyên vẹn quá trình hư hỏng diễn ra chậm so với

những củ gãy hay tróc vỏ.

Để bảo quản cần tạo điều kiện càng giống với điều kiện khi chưa đào thì càn bảo

quản được lâu tuy nhiên từ tháng 3 trở đi kể cả sắn chư đào đều có những biến đổi trong

nội tại củ như mọc thêm rễ, phát triển thêm những tế bào mới trong rễ. Với sắn chưa đào

thì hàm lượng tinh bột giảm khi luộc không bở, trở nên dẻo và trong, còn sắn đã đào bảo

quản thì củ xốp mềm và hàm lượng tinh bột giảm nhiều, lượng mủ tăng lên. Để giữ cho

gần giống với điều kiện lúc chưa đào tốt nhất là bảo quản đắp đất, cát hoặc để trong hầm

có thông thoáng. Kinh nghiệm của nhân dân ta khi đào không nên chặc củ khỏi gốc hoặc

19

nếu chặt thì chặt xát gốc để cuộng dài rồi đắp thành đống khô ráo sau đó phủ cát hoặc đất

dày 15-25 cm. Chỉ nên bảo quản những củ nguyên vẹn vì những củ gãy xây xát thường

nhiễm vi sinh vật làm cho củ thối, đặc biệt bệnh thôi ướt dễ dàng lây sang nhũng củ lân

cận rồi ra cả đống,

Trong sản xuất tinh bột có thể bảo quản bằng cách ngâm sâu trong nước, cúa vài

ngày thay nươc một lần. Với phương pháp này có thể dự trữ được vài tháng.

Việc bảo quản tươi rất khó khăn lại chưa được nghiên cứu đầy đủ cho nên tốt nhất là

các nơi trồng sắn nhiều cần có nhà máy chế biến để đào tới đâu chế biến tới đó

2.4.3. Về giá trị dinh dưỡng:

Sắn chủ yếu là một thức ăn cung cấp năng lượng, 100gram sắn khô cho 348

kcal xấp xỉ với ngũ cốc.

• Trong sắn, tinh bột là thành phần có ý nghĩa hơn cả ( amylose: 15-25%,

amylospectin: 75-85 %). Tinh bột sắn có một số tính chất thuận lợi cho chế biến

thực phẩm như:

• Tinh bột khoai mì không có mùi nên không ảnh hưởng đến mùi vị đặc trưng

của thực phẩm, ta có thể dùng chúng kết hợp với các thành phần có mùi khác.

• Tinh bột khoai mì trong nước sau khi gia nhiệt sẽ tạo thành sản phẩm dạng

paste trong suốt nên không ảnh hưởng đến màu của thực phẩm.

• Tỷ lệ amylopectin: hàm lượng amylopectin trong tinh bột khoai mì cao nên

gel tinh bột có độ nhớt, độ dính cao và khả năng gel bị thoái hóa thấp. Protid của

sắn vừa ít về số lượng vừa thiếu cân đối về chất lượng. Protid của sắn nghèo lysin,

tryptophan, các acid amine và lưu huỳnh. Ngoài ra, tổng lượng acid amine cần thiết

của sắn thấp hơn nhiều so với ngũ cốc và các thức ăn cơ bản khác.

Bảng 2: Thành phần acid amine của củ sắn ( trong 100g protid)Acid amin Thành phầnLysine 3.0Methionine 1.3Tryptophan 0.3Phenylalanin 3.3

20

Threonine 2.3Valine 2.1Leucine 3.1Isoleucine 2.0Arginine 4.0Histidine 1.3

Sắn nghèo vitamin, tỷ lệ Ca/P gần như ở khoai lang. Các loại bột, nhất là bột

lọc lại càng ít protein và muối khoáng do mất mát trong quá trình chế biến.

Ngoài các thành phần hóa học trên, trong cây sắn còn có một chất gay ngộ độc

là manihotoxin. Đây là một loại glucosidecos khả năng gây độc, nhân dân ta

thường gọi là say sắn bởi vì khi gặp men tiêu hóa, acid gặp nước thì glucoside sẽ bị

thủy phân và giải phóng ra acid xyandehydrich (HCN) có khả năng gây ngộ độc.

3. So sánh tinh bột gạo và tinh bột sắn

Do có nhiều loại gạo (gạo nếp, gạo tẻ) nên ở đây chúng tôi chỉ so sánh tính chất cảu

tinh bột sắn với tính chất của tinh bột gạo tẻ ở một mức độ tương đối nhất định. Bởi vì

trong bản thân các giống gạo tẻ cũng có nhiều sự khác nhau, thời gian thu hoạch và cách

bảo quản cũng ảnh hưởng đến chất lượng cũng như tính chất của tinh bột

Chỉ tiêu Tinh bột gạo Tinh bột khoai mìMàu sắc Trắng Có màu rất trắng

Nếu trong quá trình sản xuất không bóc vỏ thì tinh bột có màu tối

Hình dạng kích thước hạt tinh bột

Hình đa giácKích thước nhỏ 2-10m

Tính bột có hình tròn, bề mặt nhẵn, một bến mặt có chỗ lõm hình nón và một núm nhỏ ở giữa.Kích thước từ 5-40m.

Khi hạt tinh bột bị vỡ có thể thấy

21

cấu trúc xốp của hạt=> dễ bị thủy phẩn bởi acid và enzyme so với tinh bột gạo

Thành phần Amilo và Amilopectin

Amylose chiếm 15-35% tinh bộtNếu hạt có 10-18% amylose thì gạo mềm, dẻo, từ 25-30% thì gạo cứng. Các loại gạo ở Việt Nam có hàm lượng amylase thay đổi từ 18-45%, cá biệt có giống lên đến 54%.

Có hàm lượng Amylopectin và phân tử lượng trung bình tương đối cao (215.000g/mol so với 30.500 và 224.500 củ bắp và lúa mì)Hàm lượng Amylose trong khoảng 8-29% tinh bột

Nhiệt độ hồ hóa

78-82oC 58.5-70oC

Độ nở và độ hòa tan

Tùy thuocj giống và các điều kiện thu hoạch bảo quảnNhưng nhìn chung thấp hơn so với tinh bột khoai mì

Cao hơn so với gạo

22