Tìm hiểu về các chỉ tiêu phân tích chất lượng nguyên liệu khoai tây

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. Hơn nữa là vấn đề an toàn thực phẩm, hằng ngày chúng ta dung nạp một lượng lớn thực phẩm vào cơ thể nếu những thực phẩm này không đảm bảo an toàn sẽ đe dọa sức khỏe của chúng ta. Vì vậy việc phân tích kiểm soát chất lượng an toàn thực phẩm là vô cùng cần thiết và quan trọng. Khoai tây cũng chính là một trong những loại lương thực quan trọng và được sử dụng rộng rãi. Khoai tây là loài cây nông nghiệp ngắn ngày, trồng lấy củ chứa tinh bột, loại cây trồng lấy củ rộng rãi nhất thế giới và là loại cây trồng phổ biến thứ tư về mặt sản lượng tươi - xếp sau lúa, lúa mì và ngô. Khoai tây là loại thực phẩm có nhiều công dụng nhưng cũng chứa những nguy cơ tìm ẩn gây hại đến sức khỏe người sử dụng. Vì vậy để đáp ứng yêu cầu về sức khỏe cũng như nhu cầu xuất khẩu các tổ chức, cơ quan chức năng đã đề ra các chuẩn riêng để đánh giá và kiểm soát chất lượng “khoai tây”. Các quy chuẩn tiêu chuẩn đó như thế nào, giống khác nhau ra sao em xin trình bay dưới đây. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp. Chân thành cảm ơn. NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn, phản biện) ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ Xác nhận của GVHD Chữ kí của sinh viên DANH MỤC VIẾT TẮC TCVN : Tiêu Chuẩn Việt Nam QCVN : Quy Chuẩn Việt Nam AOAC : Asociation of Official Analytical Chemists ( Hiệp hội các nhà hóa phân tích chính thống). MỤC LỤC Chương I. TỒNG QUAN VỀ KHOAI TÂY 1.1. Nguồn gốc lịch sử: Cây khoai tây tên khoa học là Solanum tuberosum, thuộc họ cà(Solanaceae).Khoai tây là loài cây nông nghiệp ngắn ngày, trồng lấy củ chứa tinh bột, là loại cây trồng lấy củ rộng rãi trên thế giới. Giới (regnum): Plantae (không phân hạng): Angiospermae (không phân hạng): Eudicots (không phân hạng): Asterids Bộ (ordo): Solanales Họ (familia): Solanaceae Chi (genus): Solanum Loài (species): S. tuberosum Cây khoai tây có nguồn gốc từ vùng núi Andes của Bolivia và Peru cách đây hơn 7000 năm.Sau nhiều thế kỷ chọn lọc và nhân giống, hiện nay đã có hơn một ngàn loại khoai tây khác nhau.[1] Sau cuộc chinh phục Đế chế Inca của Tây Ban Nha, người Tây Ban Nha giới thiệu khoai tây ra châu Âu vào khoảng thập niên 1570 (khoảng 8 năm sau chuyến hành trình đầu tiên của Columbus vào năm 1492). Sau đó nó được vận tải chủ yếu bằng đường biển ra các vùng lãnh thổ và hải cảng trên toàn thế giới. Khi mới phát hiện khoai tây được người dân tiếp nhận rất chậm, do họ không tin tưởng, nhưng: Với hàm lượng carbohydrate cao, khoai tây là thực phẩm chính của người phương Tây hiện nay. Nó phát triển tốt nhất ở khí hậu lạnh và ẩm. Đức, Nga và Ba Lan là những nước sản xuất nhiều khoai tây nhất châu Âu. Với hàm lượng vitamin c cao của khoai tây nên giá trị của nó được tình bằng vàng, trong suốt cơn sốt tìm vàng Alaskan Klondike (1897-1898). Ở phía Nam đảo Atlantic của Tristan de Cunha, khoai tây từng được sử dụng như một loại tiền tệ không chính thức vì sự xa xôi cách trở về mặt địa lý của vùng đảo này đã khiến cho thức ăn trở thành quan trọng nhất. Và từ đó, cây trồng này được đem trồng ở nhiều nơi vài nhanh chóng trở thành một cây lương thực chủ đạo nhờ những ưu điểm của nó. Năm 1890, một người Pháp là Giám đốc Vườn bách thảo Hà Nội 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. Người Pháp là người phương Tây di thực và phổ biến cách trồng cây này, nên nhân dân ta gọi loại củ đó là “khoai tây”. Vì muốn bỏ chữ “tây”, vào khoảng năm 1956 - 1957, nhà văn Phan Khôi (1887 - 1960) đã có lần đề nghị (viết trên báo) nên gọi khoai tây là “khoai nhạc ngựa” vì có nhiều củ nhỏ na ná như cái nhạc đeo ở cổ ngựa. 1.2.Điều kiện thích nghi, phân loại: Đặc điểm sinh học, thích nghi. Là một loại cây lưu niên thân thảo phát triển khoảng 60 cm chiều cao, cây chết sau khi ra hoa. Hoa màu trắng, phớt tím, có 5-7 cánh hoa lưỡng tính, tự thụ phấn. 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. Lá kép gồm 1 số đôi lá chét, thường là 3-4 đôi. 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 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. Quả khoai tây có chứa một lượng lớn các chất độc alkaloid, solanine nên không dùng để ăn được. Tất cả các giống khoai tây mới được trồng từ hạt khác biệt với trồng bằng củ giống. Bất cứ loại khoai tây nào cũng có thể trồng bằng các loại củ, miếng củ. Hình 1: hình ảnh hoa và củ khoai tây. Hình 2: Cây khoai tây Điều kiện thích nghi của khoai tây: Nhiệt độ thích hợp cho thân củ phát triện là từ 16-17°C. Khoai tây là cây ưa ánh sáng. Ánh sáng cần thiết cho quá trình quang hợp, hình thành củ và tích lũy chất khô. Từ thời kì cây con đến lúc cây hình thành của khoai tây yêu cầu thời gian chiếu sáng dài. Thời gian chiếu sàng giảm dần theo độ tuổi trưởng thành (thời gian chiếu sáng thích hợp là khoảng 14h/ngày đêm). Độ ẩm cũng là yếu tố vô cùng quan trong vì khoai tây là một loại thân củ trong thời gian sinh trưởng, khoai tây cần rất nhiều nước. Trước khi hình thành củ khoai tây cần độ ẩm đất là 60%, khi thành củ yêu cầu độ ẩm đất là 80%. Đất trồng khoai tây tốt nhất là đất pha cát, đất bãi, đât phù sa ven sông. Độ pH phù hợp là 5,2 - 6,4. Khoai tây là cây có yêu cầu cao đối với các chất dinh dưỡng. Khoai tây có phản ứng rất tốt với các phân hữu cơ. Từ khi mọc đến trước khi hình thành củ khoai tây cần nhiều đạm. Thời kì bắt đầu hình thành củ cần nhiều lân và kali. Tỉ lệ NPK cân đối cho khoai tây là 2,5:1:3,3. Phân loại khoai tây: Theo điều kiện khí hậu, địa lý, nguồn gốc: Hiện nay có hàng trăm giống khoai tây khác nhau trên thế giới nhưng chỉ có một số giống khoai tây phổ biến và cho sản lượng tốt được khuyến cáo trồng ở Việt Nam vào những năm gần đây là: Giống Solara: Nguồn gốc: Nhập nội từ Đức. Giống đã được công nhận chính thức năm 2006. Đặc điểm: Thời gian sinh trưởng 90-95 ngày (vụ đông). Thân đứng, tán gọn, củ nhiều (8-10 củ/cây). Dạng củ hình ovan, mắt củ rất nông, vỏ củ màu vàng, ruột củ màu vàng. Chất lượng ăn tươi rất ngon, độ bở trung bình. Năng suất từ 200-240 tạ/ha, thâm canh đạt 300 tạ/ha. Ít nhiễm bệnh mốc sương và virút, nhưng khá nhạy cảm với bệnh héo xanh. Giống Sinora Nguồn gốc: Nhập nội từ Hà Lan. Giống đã được công nhận cho phép sản xuất thử tháng 11/2008. Là giống có nhiều triển vọng tại các tỉnh phía Bắc. Giống dùng để ăn tươi và có thể chế biến. Đặc điểm: Thời gian sinh trưởng 85- 90 ngày (vụ đông). Thân đứng, tán gọn, củ khá (7-8 củ/cây). Dạng củ hình tròn, củ lớn, mắt củ nông, vỏ củ màu vàng, ruột củ màu vàng. Chất lượng khá, dùng để ăn tươi và chế biến. Năng suất từ 200-220 tạ/ha, thâm canh đạt 300 tạ/ha. Nhiễm trung bình bệnh mốc sương, ít nhiễm virút và bệnh héo xanh. Giống Diamant Nguồn gốc: Nhập nội từ Hà Lan. Giống đã được khảo nghiệm từ năm 2000. Là giống có nhiều triển vọng tại các tỉnh phía Bắc. Đặc điểm: Thời gian sinh trưởng 90- 95 ngày (vụ đông). Thân đứng, tán gọn, củ khá (6-7 củ/cây). Dạng củ hình ôvan, mắt củ nông, vỏ củ màu vàng, ruột củ màu vàng nhạt. Năng suất từ 180-200 tạ/ha, thâm canh đạt 250 tạ/ha. Ít nhiễm bệnh mốc sương, héo xanh và virút, nhưng dễ nhiểm bệnh ghẻ. Giống Atlantic Nguồn gốc: Nhập nội từ Úc. Công nhận chính thức năm 2008. Là giống có nhiều triển vọng tại các tỉnh phía Bắc. Giống dùng để chế biến. Đặc điểm: Thời gian sinh trưởng 95-100 ngày (vụ đông). Thân đứng, tán gọn, củ khá (6-7 củ/cây). Dạng củ hình tròn, mắt củ nông, vỏ củ màu vàng, ruột củ màu vàng nhạt. Đặc biệt thích hợp cho chế biến sấy lát. Năng suất từ 220-230 tạ/ha, thâm canh đạt 320 tạ/ha. Ít nhiễm bệnh mốc sương, bệnh héo xanh và virút.[2] Theo thời gian sinh trưởng: Giống chín cực sớm (65-70 ngày). Giống chín sớm (71-90 ngày). Giống chín trung bình (91-120 ngày). Giống chín muộn (121-140 ngày). Người ta cũng phân loại theo cách sử dụng: Nhóm giống sử dụng cho thực phẩm. Nhóm giống sử dụng cho công nghiệp. Nhóm giống sử dụng cho thức ăn gia súc. Nhóm giống kiêm dùng. 1.3. Phân bố, sản lượng. Năm 2010, 18,6 triệu ha đất trên thế giới được dùng để trồng khoai tây. Sản lượng trung bình là 17,4 tấn/ha. Trang trại trồng khoai tây ở Hoa Kỳ đạt sản lượng với 44,3 tấn/ha, nông dân New Zealand là những người sản xuất khoai tây có sản lượng cao nhất Thế giới, dao động từ 60-80 tấn/ha, kỷ lục được ghi nhận là 88 tấn/ha. Khoai tây được nhập vào Việt Nam năm 1890, tới năm 2012 này là 122 năm. Từ năm 1980, khoai tây được quan tâm và đã có đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước mà Viện Khoa học và kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam (KHKTNNVN) là cơ quan chủ trì. Nhờ vậy, năng suất khoai tây đã được nâng cao, trước thường là 8 tấn/ha, cao nhất là 18-20 tấn/ha, từ năm 1981 đến nay, năng suất bình quân đạt gần 12 tấn/ha, cao nhất đạt 35-40 tấn/ha, có thời điểm khoai tây đã xuất khẩu sang Nga (có năm tới 1.000 tấn). Khi lương thực lúa gạo và ngô dồi dào thì khoai tây được nghiên cứu theo hướng chất lượng và hiệu quả. Vào năm 2011 thì tình hình sản xất khoai tây theo vùng khảo sát được là: Bảng 1.2. Sản xuất khoai tây, theo vùng, 2011 Harvested area Diện tích thu hoạch Quantity Số lượng Yield Năng suất hectares ha tonnes tấn tonnes/hectare Hg / ha Châu Phi 1,881,727.13 26,730,345.41 142,052.19 Châu Mỹ 1,597,378.50 41,410,193.00 259,238.45 Châu Á 9,558,688.88 175,247,920.00 183,338.87 Châu Âu 6,134,134.88 129,148,452.00 210,540.61 Bắc Phi 416,850.00 10,977,027.00 263,332.78 Nam Mỹ 926,731.00 15,426,976.00 166,466.60 Thế Giới 19,215,249.39 374,198,535.41 194,740.40 Nguồn: FAOSTAT.[4] 1.4. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của khoai tây. Thành phần hóa học của củ khoai tây. Giá trị dinh dưỡng. Khoai tây có chứa các vitamin, khoáng chất và phân loại của chất phytichemical như carotenoids và phenol tự nhiên. Axít chlorogenic cấu thành đến 90% của phenol trong khoai tây. Trong một củ khoai tây còn vỏ có kích thước trung bình 150 g có : + vitamin C :27 mg + kali : 620 mg + vitamin B6 : 0.2 mg + cacbonhydrat: 26 g Và một lượng rất nhỏ thiamin, riboflavin, folate, niacin, magie, photpho, sắt và kẽm. Cacbonhydrat trong khoai tây chủ yếu là tinh bột. Một phần nhỏ trong đó có khả năng chống tiêu hoá từ enzym trong dạ dày và ruột non. Tinh bột khoáng này được coi là cóhiệu ứng sinh lý và lợi ích cho sức khỏe giống chất xơ: là chống ung thư ruột kết, tăng khả năng nạp glucose, giảm nồng độ cholesterol và chất béo trung tính trong huyết tương, tăng cảm giác no, thậm chí nó có thể làm giảm chất béo tích trữ trong cơ thể. Khoai tây được xếp vào loại thức ăn có chỉ số glycemic(GI) cao. Giá trị dinh dưỡng trong 100g khoai tây được thể hiện trong bảng sau: Bảng 3: Giá trị dinh dưỡng của khoai tây tính trên 100g. Thành phần Giá trị Năng lượng 93( Kcal) Cacbohydrates 19g Tinh bột 15g Chất xơ 1g Lipid 0.1g Protein 2g Nước 75g Thiamin (vitamin B1) 0.1 mg Riboflavin (vitamin B2) 0.05mg Niacin (vitamin B3) 0.9 mg Vitamin B6 0.203 mg Vitamin C 10mg (33%) Calcium (Ca) 10 mg Magnesium (Mg) 32 mg Phosphorus (P) 50 mg Kalium (K) 396 mg  (Trích bảng thành phần dinh dưỡng thực phẩm Việt Nam - Viện Dinh dưỡng – Bộ Y Tế – NXB YH – 2007) Độc tính của khoai tây. Khoai tây chứa những hợp chất độc hại được biết đến như glycoalkloids, phổ biến nhất là solanine và chaconine. Solanine cũng được tìm thấy trong một số cây như cây bạch anh độc, cây thuốc lá, cà tím. Độc tố này ảnh hưởng đến hệ thần kinh, gây ra sự yếu đuối và nhầm lẫn. Hình 3: Mầm khoai tây gây độc. Thực chất các hợp chất này là được khoai tây sinh ra để chống lại kẻ thù, chúng tập trung phổ biến ở lá, thân cây và đặc biệt là mầm. Sự tiếp xúc với ánh sáng, các tác nhân vật lý và độ tuổi đều có thể làm tăng nồng độ glycoalkaloids chứa bên trong củ, nồng độ cao nhất là ở bên dưới lớp vỏ. Glycoalkaloids có thể gây nhức đầu, tiêu chảy, chuột rút và trong trường hợp nghiêm trọng có thể gây hôn mê và dẫn đến tử vong; tuy nhiên, ngộ độc do khoai tây rất hiếm khi xảy ra. Các nhà nông nghiệp cố gắng giữ nồng độ Solanine dưới mức 200 mg/ kg (200 ppm). Tuy nhiên, khi các giống thương mại chuyển sang màu xanh, nồng độ Solanine có thể đạt mức 1000 mg/ kg. Hình 4: Cấu trúc không gian của α - solanine + Công thức phân tử: C45H73NO15 + Trọng lượng phân tử: 868.06 + Dạng tồn tại: tinh thể + Điểm nóng chảy: 271 – 273 0C Một nghiên cứu cho thấy rằng, liều 2 - 5 mg/ kg trọng lượng cơ thể có thể gây ra các triệu chứng độc hại, liều 3 - 6 mg/ kg trọng lượng cơ thể có thể gây tử vong Các triệu chứng thường xảy ra 8 - 12 giờ sau khi ăn, nhưng có thể xảy ra nhanh chóng, khoảng 30 phút sau khi ăn thức ăn có hàm lượng solanine cao. Phương pháp xác định solanine: Phương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC) là phương pháp hiện đại nhất được sử dụng hiện nay để phân tích solanine, trong đó HPLC - UV là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất, bởi vì nó nhanh chóng, chính xác và có khả năng tái sử dụng cao. Phương pháp này ngày nay còn được gọi là phương pháp sắc ký lỏng hiện đại. Chương II: CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GÍ CHẤT LƯỢNG KHOAI TÂY 2.1.Các QCVN về Khoai tây Dựa trên các quy chuẩn Việt Nan sau: Bảng 4: Tóm tắt tiêu chuẩn Tên tiêu chuẩn, quy chuẩn Phạm vi diều chỉnh Tiêu chuẩn liên quan QCVN 01-52 : 2011/BNNPTNT QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG CỦ GIỐNG KHOAI TÂY National Technical Regulation on Seed Tuber Quality of Potato Quy chuẩn này quy định các chỉ tiêu, mức giới hạn, phương pháp kiểm tra và yêu cầu quản lý chất lượng củ giống khoai tây thuộc loài Solanum tuberosum (L.) trong sản xuất và kinh doanh. TCVN 8549:2011 Giống khoai tây - Phương pháp kiểm nghiệm củ giống. QCVN 01-69 :2011/BNNPTNT QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ KHẢO NGHIỆM TÍNH KHÁC BIỆT, TÍNH ĐỒNG NHẤT VÀ TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA GIỐNG KHOAI TÂY National Technical Regulation on Testing for Distinctness, Uniformity and Stability of Potato Varieties Quy chuẩn này quy định các tính trạng đặc trưng, phương pháp đánh giá và quản lý khảo nghiệm tính khác biệt, tính đồng nhất, tính ổn định (khảo nghiệm DUS) của các giống khoai tây nhân giống vô tính thuộc loài Solanum tuberosum (L.), không áp dụng cho khoai tây trồng bằng hạt. QCVN 01-52 :2011/BNNPTNT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng củ giống khoai tây. QCVN 01-59 : 2011/BNNPTNT QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ KHẢO NGHIỆM GIÁ TRỊ CANH TÁC VÀ SỬ DỤNG CỦA GIỐNG KHOAI TÂY National Technical Regulation to Testing for Value of Cultivation and Use of Potato varietie Quy chuẩn này quy định chỉ tiêu theo dõi, phương pháp đánh giá và yêu cầu quản lý khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng (khảo nghiệm VCU) của các giống khoai tây mới thuộc loài Solanum tuberosum (L.) được chọn tạo trong nước và nhập nội. 48/2011/TT-BNNPTNT 2.2.Quy định về kỹ thuật 2.2.1.QCVN 01-52 : 2011/BNNPTNT Bảng 5 – Tiêu chuẩn chất lượng củ giống Chỉ tiêu, đơn vị tính Siêu nguyên chủng Nguyên chủng Xác nhận 1. Bệnh vi rút, % số củ, không lớn hơn 5 8 - 1. Bệnh thối khô (Fusarium spp.), bệnh thối ướt (Sclerotium rolfsii), % số củ, không lớn hơn 0 1,0 1,5 3. Rệp sáp (Pseudococcus citri Russo), số con sống/ 100 củ, không lớn hơn 0 0 2 4. Củ xây xát, dị dạng, % số củ, không lớn hơn 2 2 5 5. Củ khác giống có thể phân biệt được, % số củ, không lớn hơn 0 0,5 2,0 6. Củ có kích thước nhỏ hơn 30mm, % số củ, không lớn hơn - - 5 2.2.2.QCVN 01-69 : 2011/BNNPTNT Các tính trạng đặc trưng để đánh giá tính khác biệt, tính đồng nhất và tính ổn định của giống khoai tâyđược quy định tại Bảng 6.Trạng thái biểu hiện của tính trạng được mã số (mã hóa) bằng điểm. Bảng 6- Các tính trạng đặc trưng của giống khoai tây Tính trạng Giai đoạn Mức độ biểu hiện Mã số 37. (*) (+) VG Củ: Hình dạng Tuber: Shape 4 Tròn Ovan ngắn Ovan Ovan dài Dài Rất dài 1 2 3 4 5 6 38. VG Củ: Độ sâu mắt củ Tuber: Depth of eyes 4 Rất nông Nông Trung bình Sâu Rất sâu 1 3 5 7 9 39. (*) VG Củ: Màu của vỏ củ Tuber: Color of skin 4 Kem nhạt Vàng Đỏ Đỏ một phần Xanh Xanh một phần Nâu đỏ Màu khác 1 2 3 4 5 6 7 8 40. (*) VG Củ: Màu đáy mắt Tuber: Color of base of eye 4 Trắng Vàng Đỏ Xanh Màu khác 1 2 3 4 5 41. (*) VG Củ: Màu thịt củ Tuber: Color of flesh 4 Trắng Kem Vàng nhạt Vàng trung bình Vàng đậm Đỏ Đỏ một phần Xanh Xanh một phần Màu khác 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 42. (+) VG Chỉ ở giống vỏ màu kem nhạt và vàng: Củ: Sắc tố antoxian của vỏ phản ứng với ánh sáng Light beige and yellow skinned varieties only: Tuber: Anthocyanin coloration of skin in reaction to light 4 Không có hoặc rất yếu Yếu Trung bình Khoẻ Rất khoẻ 1 3 5 7 9 CHÚ THÍCH: (*) Tính trạng được sử dụng cho tất cả các giống trong mỗi vụ khảo nghiệm và l