TC DD & TP 15 (1) – 2019 NGHI£N CøU CHế BIếN BộT DINH DƯỡNG Có HàM LƯợNG ANTHOCYANIN Và VITAMIN C CAO Tõ KHOAI LANG TÝM Vµ CHUèI XI£M Nguyễn Duy Tân1, Trần Phương Lan2, Nguyễn Thị Hạnh Dúng3 Nguyễn Minh Thủy4 Nghiên cứu thực nhằm để khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ sấy (60, 70, 80 90oC) đến giá trị cảm quan chất lượng bột khoai lang tím chuối Xiêm; ảnh hưởng tỷ lệ bột chuối Xiêm (10, 20, 30 40%) tỷ lệ sữa bột (5, 10, 15 20%) bổ sung so với bột khoai lang tím đến giá trị cảm quan số màu sắc sản phẩm; bước đầu khảo sát thị hiếu 90 người tiêu dùng sản phẩm Kết nghiên cứu cho thấy bột khoai lang tím chuối Xiêm sấy 70oC đến độ ẩm cân bằng, sản phẩm bột thu có giá trị cảm quan tốt trì hàm lượng anthocyanin vitamin C mức cao Tỷ lệ bột chuối Xiêm sữa bột phối chế 20 10%, sản phẩm bột dinh dưỡng thu có giá trị cảm quan cao màu sắc hài hòa Thành phần dinh dưỡng sản phẩm gồm ẩm 5,12%; glucid 64,37%; protein 5,60%; lipid 1,26%; chất xơ 8,80%; tro tổng số 2,19%; hàm lượng anthocyanin vitamin C 1917,62 mg/kg 560,84 mg/kg Người tiêu dùng đánh giá tốt trạng thái, màu sắc, mùi vị sản phẩm; khả chấp nhận sản phẩm cao Từ khóa: Chuối Xiêm, khoai lang tím, phối trộn, sữa bột nguyên kem, sấy, thành phần dinh dưỡng I ĐẶT VẤN ĐỀ Khoai lang tím hay cịn gọi khoai Peru có nguồn gốc từ Nam Mỹ, trồng phổ biến khu vực Đồng sơng Cửu Long, có giá trị dinh dưỡng cao, ngồi thành phần glucid, protein lipid cịn chứa nhiều vitamin khống chất Trong khoai lang tím cịn chứa nhiều hợp chất chất oxy hóa tốt cho sức khỏe [1, 2] Đặc biệt, có chứa anthocyanin, chất màu thuộc nhóm flavonoid có nhiều hoạt tính sinh học q khả chống oxy hóa, kháng khuẩn, kháng nấm, hấp thụ tia cực tím, chống viêm, hạn chế phát triển tế ThS – Đại học An Giang Email: ndtan@agu.edu.vn 2TS - Đại học An Giang 3KS - Đại học An Giang 4PGS.TS – Đại học Cần Thơ bào ung thư, bảo vệ thành mạch, bảo vệ gan, điều trị bệnh đái tháo đường, bệnh thị giác [3] Ngoài ra, chuối Xiêm loại trồng nhiều khu vực Đồng sông Cửu Long Chuối Xiêm có giá trị dinh dưỡng cao, dễ tiêu hóa, chứa nhiều tinh bột đường đơn giản, nhiều vitamin nhóm B vitamin C, nhiều khống chất kali, calci, phospho tốt cho người suy nhược thể cao huyết áp Tuy nhiên, việc sử dụng khoai lang tím dừng lại việc luộc, làm bánh, sản xuất tinh bột ứng dụng nhiều ngành công nghiệp khác Chuối Ngày nhận bài: 25/02/2019 Ngày phản biện đánh giá: 5/03/2019 Ngày đăng bài: 29/03/2019 39 Xiêm sử dụng để ăn tươi, làm mứt, kẹo Qua cho thấy, giá trị sử dụng loại nguyên liệu chưa cao Trên thị trường có nhiều loại bột dinh dưỡng sản xuất từ nguồn nguyên liệu khác ngũ cốc, lúa mạch, đậu xanh, gạo lức, hạt sen, đậu nành… có giá thành tương đối cao gây e ngạy lớn cho người tiêu dùng việc chọn mua sản phẩm, đặc biệt người có thu nhập thấp Chính việc “Nghiên cứu chế biến bột dinh dưỡng từ khoai lang tím chuối Xiêm” việc làm cần thiết nhằm đa dạng hóa sản phẩm bột dinh dưỡng có thị trường, gia tăng giá trị sử dụng cho nguyên liệu khoai lang tím chuối Xiêm, tạo sản phẩm có giá trị dinh dưỡng sinh học cao đáp ứng nhu cầu ngày cao người tiêu dùng đại giá thành sản phẩm chấp nhận II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu Khoai lang tím đặt mua từ hộ nông dân vùng trồng khoai lang tím huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long Chuối Xiêm đặt mua vựa chuối chợ Long Xuyên Sữa bột Nuti – nguyên kem mua siêu thị Coopmart Long Xuyên 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp cơng nghệ Qui trình chế biến bột khoai lang tím: khoai lang tím→rửa sạch→gọt vỏ→cắt lát (độ dày 1-2 mm)→hấp (1000C phút)→sấy (đến độ ẩm ≤5%)→xay mịn→sàng (kích thước lỗ rây 1×1 mm) →bột khoai lang tím Qui trình chế biến bột chuối Xiêm: chuối Xiêm→bóc vỏ→cắt lát (độ dày 1-2 40 TC DD & TP 15 (1) – 2019 mm)→hấp (1000C phút)→sấy (đến độ ẩm ≤5%)→xay mịn→sàng (kích thước lỗ rây 1×1 mm)→bột chuối Xiêm Qui trình chế biến bột dinh dưỡng: phối trộn (sữa bột nuti-nguyên kem, bột chuối Xiêm, bột khoai lang tím)→bao gói →thành phẩm 2.2.2 Nội dung nghiên cứu 2.2.2.1 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ sấy (60, 70, 80 900C) đến giá trị cảm quan chất lượng bột khoai lang tím bột chuối Xiêm; 2.2.2.2 Khảo sát ảnh hưởng trình phối chế tỷ lệ bột chuối Xiêm (10, 20, 30 40%) tỷ lệ sữa bột (5, 10, 15 20%) đến giá trị cảm quan số màu sắc sản phẩm; 2.2.2.3 Phân tích thành phần hóa học vi sinh sản phẩm; 2.2.2.4 Bước đầu khảo sát chấp nhận 90 người tiêu dùng sản phẩm địa bàn thành phố Long Xuyên 2.3 Phương pháp phân tích: 2.3.1 Phương pháp cảm quan: Đánh giá cảm quan sản phẩm màu sắc, mùi vị, trạng thái phương pháp mô tả cho điểm theo TCVN 5090-90 mức độ ưa thích (MĐƯT) sản phẩm theo thang điểm Hedonic [4] 2.3.2 Phương pháp hóa lý: Phân tích hàm lượng anthocyanin theo phương pháp pH vi sai [5], đường tổng theo phương pháp Lane Eynon, vitamin C theo phương pháp Tillman, đường tổng theo phương pháp so màu, phân tích ẩm theo phương pháp sấy 1050C đến khối lượng không đổi, acid tổng theo phương pháp chuẩn độ dung dịch kiềm với chất thị phenoltalein [6, 7] 2.3.3 Phân tích liệu: Sử dụng phần mềm thống kê Statgraphics Centurion 16 Microsoft Excel để tiến hành phân tích xử lý để tìm mẫu tối ưu III KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến giá trị cảm quan đặc tính lý hóa sản phẩm bột khoai lang tím bột chuối Xiêm Nguyên liệu chuối Xiêm khoai lang tím rửa loại bỏ vỏ, cắt lát (với độ dày 1-2 mm), đem hấp nhiệt độ sôi thời gian phút nhằm vơ hoạt enzyme hóa nâu nguyên liệu vi sinh vật tồn bề mặt, góp TC DD & TP 15 (1) – 2019 phần nâng cao chất lượng sản phẩm bột sau sấy Sau đó, hai loại nguyên liệu đem sấy với khoảng nhiệt độ khác (60, 70, 80 900C) đến đạt độ ẩm cân Các mẫu sau sấy khô nghiền mịn sàng qua lỗ rây đường kính 1x1 mm, thu sản phẩm bột khoai lang tím chuối Xiêm Tiến hành đánh giá cảm quan phân tích đặc tính lý hóa sản phẩm Kết trình bày Hình 1, Bảng Hình Biểu đồ thể điểm đánh giá cảm quan trung bình màu sắc, mùi vị bột khoai lang tím (a), bột chuối Xiêm (b) (Ghi chú: Các giá trị có chữ số a, b, c theo sau màu thể khác biệt thống kê (p≤0,05) thông qua phép thử LSD) Bảng Độ chua độ khác màu tổng (∆E) mẫu sản phẩm theo nhiệt độ sấy Nhiệt độ sấy (0C) 60 Khoai lang tím Độ chua (ml NaOH 0,1N/100g bột) Độ chua (ml NaOH 0,1N/100g bột) 42,41c±1,27 0,728b±0,006 50,90a±2,05 0,383d±0,001 47,52b±0,88 0,196b±0,005 47,98b±0,96 0,205b±0,002 90 0,139c±0,008 80 DE 0,223a±0,001 70 Chuối Xiêm DE 1,051a±0,002 18,22c±0,54 0,431c±0,003 19,31b±0,62 18,59c±0,48 20,85a±0,29 Ghi chú: Số liệu trung bình (n=3) ± độ lệch chuẩn (Standard Deviation) Các giá trị có chữ số a, b, c theo sau cột thể khác biệt mức ý nghĩa P≤0,05 thông qua phép thử LSD 41 Kết phân tích Bảng cho thấy hai loại bột khoai lang tím chuối Xiêm có độ chua thấp sấy 900C cao sấy 600C Đặc biệt bột chuối Xiêm có độ chua cao độ chua bột khoai lang tím chuối Xiêm có chứa lượng acid pentothenic góp phần làm tăng độ chua bột thành phẩm sau sấy Chuối Xiêm sấy khoảng nhiệt độ khác có độ chua khác mức ý nghĩa 5%, cịn khoai lang tím nhiệt độ sấy 700C 800C không TC DD & TP 15 (1) – 2019 có khác biệt độ chua Nhiệt độ sấy cao số acid sẵn có nguyên liệu sinh trình chế biến bị bay làm cho độ chua bột giảm Nhiệt độ sấy thấp thời gian sấy dài, số vi sinh vật hoạt động sinh acid nên độ chua bột tăng Ngoài ra, Bảng cho thấy độ khác biệt màu tổng ∆E bột khoai lang tím thấp mẫu sấy 700C cao 900C, bột chuối Xiêm thấp mẫu sấy 600C 700C Hình Hàm lượng anthocyanin bột khoai lang tím (a); vitamin C bột chuối Xiêm (b) Anthocyanin hợp chất chứa nhóm chức phân cực (-H, -OH, -OCH3) nên tan tốt nước, methanol, aceton, ethanol, Độ bền anthocyanin định nhiều yếu tố bao gồm cấu trúc phân tử, nồng độ anthocyanin, pH, nhiệt độ, cường độ chất xạ ánh sáng chiếu vào, tổ hợp màu, có mặt ion kim loại, enzym, oxy, acid ascorbic, đường, sản phẩm phân hủy chúng sulfur dioxit [8] Nhìn chung nhiệt độ sấy 700C cho hàm lượng anthocyanin cao có khác biệt mức ý nghĩa 5% so với mẫu lại Nhiệt độ sấy 900C cho hàm lượng anthocyanin thấp nhiệt độ cao thúc đẩy phân hủy chất màu anthocyanin Nhiệt độ 700C gây phân hủy màu anthocyanin 42 nhanh [9] Đôi nhiệt độ tăng dẫn đến phản ứng Maillard đường (đặc biệt có mặt oxy), làm anthocyanin biến thành màu nâu [10] Tuy nhiên, anthocyanin acyl hóa bền nhiệt anthocyanin khơng bị acyl hóa Vitamin C dễ tan nước, có tính oxy hóa khử mạnh nên dễ bị oxy hóa nhiệt độ thường đặc biệt có diện Fe Cu Nhiệt độ cao tổn thất vitamin C nhiều, chế độ gia nhiệt khác tổn thất hàm lượng vitamin C khác Sự tổn thất vitamin C phụ thuộc vào thời gian gia nhiệt thời gian tiếp xúc ngun liệu với oxy khơng khí, ánh sáng trình xử lý nguyên liệu bóc vỏ, hấp, sấy… Nhìn chung, nhiệt độ sấy 700C cho hàm lượng vitamin C cao có khác biệt mức ý nghĩa 5% so với mẫu lại Khi sấy 600C ngun liệu tiếp xúc với khơng khí nhiều thời gian sấy kéo dài nên hàm lượng vitamin C tổn thất nhiều Khi sấy 800C 900C thời gian có rút ngắn nhiệt độ cao tốc độ phân hủy vitamin C tăng nên gây tổn thất vitamin C nhiều 3.2 Ảnh hưởng trình sấy TC DD & TP 15 (1) – 2019 đến ẩm ngun liệu khoai lang tím chuối Xiêm Nguyên liệu khoai lang tím trước đưa vào q trình sấy hấp chín độ ẩm tính theo ướt đạt 61,84% (theo khô 162,05%) Nguyên liệu chuối Xiêm trước đưa vào q trình sấy hấp chín độ ẩm tính theo ướt đạt 62,35% (theo khơ 165,6%) Hình Sự thay đổi ẩm (tính theo khơ) ngun liệu khoai lang tím (a) chuối Xiêm (b) nhiệt độ sấy tối ưu 700C Đồ thị Hình cho thấy hai loại nguyên liệu giai đoạn 30 phút đầu có bốc ẩm chậm cần có thời gian gia nhiệt đốt nóng sản phẩm Khi sấy nguyên liệu 60 phút, ẩm nguyên liệu bốc nhanh Đây giai đoạn sấy đẳng tốc, lúc ẩm tự nguyên liệu tách cách nhanh chóng Đối với khoai lang tím giai đoạn xảy khoảng 30-300 phút đầu, chuối Xiêm khoảng 30-400 phút đầu Giai đoạn sấy giai đoạn giảm tốc, khoai lang tím xảy từ phút 300 trở sau, chuối Xiêm xảy từ phút 400 trở sau Lúc ẩm nguyên liệu giảm chậm lại, hàm lượng ẩm tự lại nguyên liệu thấp, chủ yếu ẩm liên kết mà q trình ẩm hai ngun liệu giai đoạn chậm, ẩm bốc môi trường bên ngồi chủ yếu ẩm liên kết, q trình bốc ẩm diễn đạt giá trị cân bằng, tức nhiệt độ nguyên liệu đạt giá trị nhiệt độ mơi trường hay nói cách khác lúc gradient nhiệt độ gần không trình sấy kết thúc Để đạt đến độ ẩm 5±0,2%, sấy khoai lang tím 600 phút chuối Xiêm 630 phút nhiệt độ 700C 3.3 Ảnh hưởng trình phối chế loại bột đến giá trị cảm quan sản phẩm Trong nghiên cứu này, tiến hành phối chế loại bột (bột khoai lang tím, bột chuối Xiêm sữa bột) để tạo sản phẩm bột có giá trị dinh dưỡng cảm quan tốt người tiêu dùng ưa thích Tỷ lệ phối chế bột chuối khảo sát (10%, 20%, 30% 40%) sữa bột (5%, 10%, 15% 20%) so với khối lượng bột khoai lang tím Kết mơ tả Bảng cho thấy tỉ lệ phối trộn bột chuối sữa bột 43 khác so với khoai lang tím cho bột thành phẩm có màu sắc, mùi vị khác Từ 16 mẫu chọn mẫu có ghi nhận tốt để tiến hành đánh giá cảm quan màu sắc, mùi vị sản phẩm Kết cho thấy mẫu 20% bột chuối 10% sữa bột cảm quan viên đánh giá màu sắc, mùi, vị cao có khác biệt mặt thống kê so TC DD & TP 15 (1) – 2019 với mẫu cịn lại mức ý nghĩa 5% Mẫu có màu tím sữa hài hịa đẹp hấp dẫn có mùi thơm đặc trưng khoai lang tím, chuối Xiêm vị béo sữa, hấp dẫn Được cảm quan viên đánh giá có màu sắc, mùi, vị vượt trội mẫu lại, nhiều cảm quan viên yêu thích Bảng Đánh giá cảm quan 16 mẫu bột dinh dưỡng phối chế với tỷ lệ bột chuối sữa bột khác (dựa vào tiêu màu sắc, mùi vị bột sản phẩm) Tỷ lệ bột chuối (C)-sữa bột (S) (%) 10-05 10-10 10-15 10-20 20-05 20-10 20-15 20-20 Màu tím đậm, thơm khoai lang tím, vị thơm béo sữa bột chuối Xiêm Màu tím sen đẹp, mùi thơm đặc trưng khoai lang tím hài hịa với chuối Xiêm sữa bột, vị liệm béo béo hấp dẫn Màu tím sữa nhạt, thơm mùi sữa bột thiếu vị chuối Xiêm, vị béo đặc trưng sản phẩm Màu tím sữa nhạt, thơm mùi sữa bột nhiều, vị béo, thiếu mùi vị chuối Xiêm Màu tím đậm đặc trưng bột khoai lang tím sấy, mùi nhợt nhạt, thơm hài hài hịa Màu tím đồng đẹp, mùi thơm hài hòa khoai lang tím, chuối Xiêm sữa, vị dịu béo hấp dẫn Màu tím sen nhạt, mùi đặc trưng vị béo Màu tím sen nhạt, mùi thơm đặc trưng cho sữa bột đặc trưng cho bột khoai lang tím chuối Xiêm, vị béo 30-05 Màu tím sen nhạt hấp dẫn, mùi đặc trưng vi nặng mùi bột chuối sấy, vị thiếu độ béo 30-20 Màu tím sữa nhạt, có mùi thơm đặc trưng sữa bột chuối Xiêm, vị vừa béo 40-10 40-15 Màu tím sen nhạt, mùi vị đặc trưng, nặng mùi chuối sấy Màu tím sen nhạt, mùi vị đặc trưng, sản phẩm béo 30-10 30-15 40-05 40-20 44 Mơ tả tính chất sản phẩm Màu tím nhạt đồng nhất, vị béo Màu tím sen hấp dẫn, mùi đặc trưng vi béo Màu tím sen nhạt, nặng mùi chuối Xiêm, thiếu vị béo Màu tím sen nhạt, nặng mùi chuối Xiêm sữa bột, vị béo đặc trưng cho bột khoai lang tím sấy TC DD & TP 15 (1) – 2019 Kết bốn mẫu bột C1S2, C3S4, C3S2, C2S2 chọn Sau tiến hành đánh giá cảm quan trạng thái, màu sắc, mùi, vị bốn mẫu bột C1S2 (10% bột chuối: 10% sữa bột), C2S2 (20% bột chuối: 10% sữa bột), C3S2 (30% bột chuối: 10% sữa bột) C3S4 (30% bột chuối: 20% sữa bột) với lượng bột khoai lang tím cố định Kết đánh giá cảm quan trình bày Bảng Bảng Ảnh hưởng tỉ lệ phối chế loại bột đến giá trị cảm quan sản phẩm Nhiệt độ sấy (0C) 60 Khoai lang tím Độ chua (ml NaOH 0,1N/100g bột) DE Độ chua (ml NaOH 0,1N/100g bột) 42,41c±1,27 0,728b±0,006 50,90a±2,05 0,383d±0,001 0,223a±0,001 47,52b±0,88 0,196b±0,005 47,98b±0,96 70 0,205b±0,002 90 0,139c±0,008 80 Chuối Xiêm DE 1,051a±0,002 18,22c±0,54 0,431c±0,003 19,31b±0,62 18,59c±0,48 20,85a±0,29 Ghi chú: (*) Số liệu trung bình (n=3) ± độ lệch chuẩn (Santdard Deviation) Các chữ số a, b, c thể khác biệt mức ý nghĩa P≤0,05 qua phép thử LSD Tóm lại: Mẫu C2S2 (20% bột chuối: 10% sữa bột) so với khối lượng bột khoai lang tím chọn mẫu tối ưu mẫu khảo sát 3.4 Thành phần hóa học vi sinh sản phẩm Chỉ Bảng Bảng Thành phần hóa học vi sinh bột khoai lang tím-chuối Xiêm Nhiệt độ sấy (0C) 60 Khoai lang tím Độ chua (ml NaOH 0,1N/100g bột) DE Độ chua (ml NaOH 0,1N/100g bột) 42,41c±1,27 0,728b±0,006 50,90a±2,05 0,383d±0,001 0,223a±0,001 47,52b±0,88 0,196b±0,005 47,98b±0,96 70 0,205b±0,002 90 0,139c±0,008 80 Chuối Xiêm 1,051a±0,002 18,22c±0,54 0,431c±0,003 19,31b±0,62 Ghi chú: Số liệu phân tích Phịng thí nghiệm chun sâu, trường Đại học Cần Thơ (*)Ghi theo qui định tiêu chuẩn Bộ Y Tế năm 2007 Kết trình bày Bảng cho thấy sản phẩm bột dinh dưỡng từ khoai lang tím chuối Xiêm đạt chất lượng an tồn vệ sinh theo tiêu chuẩn Bộ Y Tế năm 2007 vi sinh vật Bột sản phẩm có hàm lượng dưỡng chất cao, đặc biệt anthocyanin (1917,62 mg/kg) hợp chất với nhiều hoạt tính sinh học quý, vitamin C (560,84 mg/kg) tốt cho sức khỏe người, giúp bổ sung chất chống oxy hóa tự nhiên Hàm lượng lipid DE 18,59c±0,48 20,85a±0,29 (1,26%) mức chấp nhận sản phẩm bột Hàm lượng tro tổng số (2,19%) đạt tiêu chuẩn bột dinh dưỡng số: 133/QĐ-UB (tiêu chuẩn quy định < 5%) Hàm lượng chất xơ bột (8,8%) cao tốt cho hệ tiêu hóa người sử dụng, giúp phịng chống số bệnh tim mạch 3.5 Kết điều tra thị hiếu người tiêu dùng Sau chọn mẫu tối ưu, tiến hành chế biến bột thành phẩm Và tiến 45 ... 70 0C cao 90 0C, bột chuối Xiêm thấp mẫu sấy 60 0C 70 0C Hình Hàm lượng anthocyanin bột khoai lang tím (a); vitamin C bột chuối Xiêm (b) Anthocyanin hợp chất chứa nhóm ch? ?c phân c? ? ?c (-H, -OH, -OCH3)... sấy 90 0C cao sấy 60 0C Đ? ?c biệt bột chuối Xiêm c? ? độ chua cao độ chua bột khoai lang tím chuối Xiêm c? ? chứa lượng acid pentothenic góp phần làm tăng độ chua bột thành phẩm sau sấy Chuối Xiêm sấy... Bảng cho thấy sản phẩm bột dinh dưỡng từ khoai lang tím chuối Xiêm đạt chất lượng an tồn vệ sinh theo tiêu chuẩn Bộ Y Tế năm 2007 vi sinh vật Bột sản phẩm c? ? hàm lượng dưỡng chất cao, đ? ?c biệt anthocyanin