Nghiên cứu sản xuất bánh mỳ không gluten ứng dụng trong thực tiễn nghiên cứu khoa học sinh viên năm học 2021 2022

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ************* NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2021-2022 Tên đề tài: Nghiên cứu sản xuất bánh mì khơng gluten ứng dụng thực tiễn Giảng viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Minh Hằng Chuyên viên hướng dẫn : thực hành CN Nguyễn Thị Thu Hiền Nhóm sinh viên thực : Quàng Văn Đạt Lê Thị Mai Phương Đồng Văn Tiến Sinh viên lớp : DCCNTP10.10 Khoa : Công nghệ Thực phẩm Bắc Ninh, tháng 05 năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM 2021-2022 Tên đề tài: Nghiên cứu sản xuất bánh mì khơng gluten ứng dụng thực tiễn GV hướng dẫn CV hướng dẫn thực hành Nhóm sinh viên thực : : Th.S Nguyễn Minh Hằng CN Nguyễn Thị Thu Hiền : Quàng Văn Đạt Lê Thị Mai Phương Đồng Văn Tiến Sinh viên lớp : DCCNTP10.10 Khoa : Công nghệ Thực phẩm 22/10/2001 13/04/2001 25/01/2001 197540101575 197540101580 197540101583 Bắc Ninh, tháng 05 năm 2022 LỜI CẢM ƠN Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.S Nguyễn Minh Hằng, cô Nguyễn Thị Phương Ly, cô Nguyễn Thị Thu Hiền giúp đỡ, hướng dẫn chúng em trình thực nghiên cứu khoa học Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến TS Nguyễn Thị Thanh Ngọc – Trưởng khoa Khoa Công Nghệ Thực Phẩm – trường Đại học Công Nghệ Đông Á giúp đỡ vào tạo điều kiện cho chúng em thực đề tài nghiên cứu khoa học Chúng em xin đồng cảm ơn thầy cô bạn sinh viên Khoa Công Nghệ Thực phẩm – trường Đại học Công Nghệ Đông Á giúp đỡ chúng em thời gian qua Những lời cảm ơn sau chúng em xin dành cho bố mẹ, gia đình bạn bè hết lịng quan tâm tạo điều kiện tốt để chúng em hoàn thành đề tài nghiên cứu Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Bắc Ninh, ngày 20 tháng 05 năm 2022 Nhóm nghiên cứu MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG VÀ SƠ ĐỒ LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Gluten ứng dụng 1.2 Bệnh Celiac 12 1.3 Tổng quan bánh mì sản phẩm không gluten 14 1.4 Một số nghiên cứu sản phẩm dành cho người bị dị ứng gluten 24 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Nguyên liệu 26 2.2 Thiết bị 26 2.3 Phương pháp sản xuất bánh mì khơng gluten từ bột gạo phịng thí nghiệm 27 2.4 Phương pháp phân tích 29 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng bột hồ hóa đến chất lượng bánh mì không chứa gluten từ bột gạo 32 3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng xanthan gum đến chất lượng bánh mì khơng chứa gluten từ bột gạo 37 3.3 Ảnh hưởng cellulose methylcarboxyl đến chất lượng bánh mì khơng chứa gluten từ bột gạo 42 3.4 Đưa quy trình sản xuất bánh mì khơng chứa gluten từ bột gạo 49 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 4.1 Kết luận 54 4.2 Kiến nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 Tài liệu tiếng Việt 56 Tài liệu tiếng Anh 56 DANH MỤC HÌNH ẢNH STT 10 11 12 13 14 NỘI DUNG TRANG Hình 1.1: Phân tử Gliadin Hình 1.2: Sự hình thành mạng lưới gluten Hình 1.3: Mạng lưới gluten 10 Hình 1.4: Sơ đồ quy trình sản xuất bánh mì 14 Hình 1.5: Bột mì trắng bột mì đen 15 Hình 1.6: Nấm men Saccharomyces cerevisae 16 Hình 2.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xây dựng quy trình sản 26 xuất bánh mì khơng gluten Hình 2.2: Kết đo phương pháp TPA từ thiết bị 30 đo cấu trúc Hình 2.3: Thiết bị đo cấu trúc bánh 31 Hình 3.1: Ảnh hưởng tinh bột hồ hóa đến độ nở bánh 34 mì Hình 3.2: Ảnh hưởng tinh bột hồ hóa đến hao phí bánh 39 mì Hình 3.3: Biểu đồ thể ảnh hưởng xanthan gum đến 40 độ nở bánh mì Hình 3.4: Ảnh hưởng cellulose methylcarboxyl đến độ 43 nở bánh mì Hình 3.5: Độ nở mẫu bánh mì 48 DANH MỤC BẢNG VÀ SƠ ĐỒ STT NỘI DUNG TRANG Bảng 3.1: Ảnh hưởng bột hồ hóa đến độ nở bánh mì 34 Bảng 3.2: Ảnh hưởng bột hồ hóa đến cấu trúc vỏ bánh 35 mì Bảng 3.3: Ảnh hưởng bột hồ hóa đến cấu trúc ruột bánh 36 mì Bảng 3.4: Ảnh hưởng tinh bột hồ hóa đến hao phí 38 bánh mì Bảng 3.5: Ảnh hưởng xanthan gum đến độ nở bánh 39 mì Bảng 3.6: Ảnh hưởng xanthan gum đến cấu trúc vỏ 41 bánh mì Bảng 3.7: Ảnh hưởng xanthan gum đến cấu trúc ruột 42 bánh mì Bảng 3.8: Ảnh hưởng xanthan gum đến hao phí bánh 43 mì Bảng 3.9: Ảnh hưởng cellulose methylcarboxyl đến độ 45 nở bánh mì 10 Bảng 3.10: Ảnh hưởng cellulose methylcarboxyl đến cấu 46 trúc vỏ bánh 11 Bảng 3.11: Ảnh hưởng cellulose methylcarboxyl đến cấu 47 trúc ruột bánh mì 12 Bảng 3.12: Ảnh hưởng cellulose methylcarboxyl đến hao 48 phí bánh mì 13 Bảng 3.13: Cấu trúc vỏ mẫu bánh mì 50 14 Bảng 3.14: Cấu trúc ruột mẫu bánh mì 50 15 Bảng 3.15: Thành phần dinh dưỡng bánh mì khơng 51 gluten từ bột gạo 16 Hình 3.16: Thành phần dinh dưỡng bánh mì từ bột mì 51 17 Sơ đồ 3.1 Sơ đồ quy trình sản xuất bánh mì khơng chứa 52 gluten từ bột gạo LỜI MỞ ĐẦU Bánh mì thực phẩm có từ thời kỳ đồ đá mới; chủ yếu chế biến từ hỗn hợp bột lúa mì trộn với nước, lên men, làm chín cách nướng Trong q trình phát triển, bánh mì phổ biến tồn giới trở thành nguồn thực phẩm thiết yếu đông đảo dân số (Biesiekierski, 2016) Bánh mì nướng thường có kết cấu ruột nở xốp, nhẹ, lớp vỏ giòn có màu nâu hấp dẫn (Giannou cộng sự, 2003) Một ngun nhân khiến bánh mì có cấu trúc đặc trưng thành phần gluten có bột lúa mì Gluten protein dự trữ hạt lúa mì, với thành phần chủ yếu gliadin glutenin Gluten bền với nhiệt có khả hoạt động chất liên kết, tạo khung hình dạng, cải thiện kết cấu, độ ẩm, hương vị bánh mì (Biesiekierski, 2016) Cùng vời phổ biến bánh mì, ngày có nhiều chứng cho thấy gia tăng liên tục tỷ lệ mắc bệnh Celiac, hay gọi chứng rối loạn viêm ruột non mãn tính gây việc hấp thụ gluten có lúa mì người nhạy cảm mặt di truyền Khi ăn thực phẩm chứa gluten, bệnh nhân mắc bệnh Celiac có nguy gặp phải phá vỡ bề mặt niêm mạc ruột hấp thụ dinh dưỡng cách bất thường; từ dẫn đến vấn đề khác viêm da, thiếu máu, loãng xương, viêm khớp, ung thư, vô sinh nữ, tăng đường huyết mãn tính kéo dài… Trên giới, chế độ ăn khơng chứa gluten quan tâm Ngày nhiều nghiên cứu sâu rộng việc phát triển loại thực phẩm không gluten nhằm mô thay thực phẩm chứa gluten Các loại bột từ ngũ cốc không chứa gluten cao lương, gạo, kiều mạch, ngô, nghiên cứu sử dụng để thay bột mì sản xuất thực phẩm (Biesiekierski, 2016) Ở Việt Nam, theo nghiên cứu Kathryn Read “Xu hướng ngành thực phẩm năm 2022,” sau đại dịch, người tiêu dùng có thay đổi lối sống nhận thức Người dân Việt Nam có xu hướng chịu chi trả nhiều tiền cho thực phẩm lành mạnh hơn, có nhu cầu cao loại sản phẩm chế độ ăn kiêng thực phẩm không chứa gluten Hơn nữa, Việt Nam, nguồn nguyên liệu sản xuất bánh mì khơng nhiều, 70% lúa mì thị trường nhập từ nước Trong đó, Lúa gạo (Oryza sativa L) loại trồng sản xuất nhiều Chính vậy, nước ta có lợi lớn nguồn nguyên liệu từ gạo thay bột mì Gạo nguồn cung cấp cacbohydrat khoáng chất thiết yếu Bột gạo không chứa gluten, việc sử dụng sản phẩm bánh mì từ bột gạo chế độ ăn kiêng không chứa gluten biện pháp điều trị y học bệnh Celiac giúp giảm nguy mắc bệnh tự miễn khác Sản xuất bánh mì không gluten loại bỏ thành phần quan trọng cấu trúc chất lượng bánh mì Do đó, việc nghiên cứu sản xuất thành cơng sản phẩm bánh mì khơng chứa gluten từ bột gạo có chất lượng cao cấu trúc tương đương sản phẩm từ bột mì thách thức lớn nhà khoa học nhà sản xuất thực phẩm bối cảnh nhu cầu người tiêu dùng tăng cao Để góp phần bổ sung thông tin nghiên cứu công nghệ sản xuất sản phẩm bánh không gluten, chúng em định chọn đề tài “Nghiên cứu sản xuất bánh mì khơng gluten ứng dụng thực tiễn” Mục tiêu nghiên cứu chính: Nghiên cứu cơng nghệ sản xuất bánh mì khơng gluten từ bột gạo kết hợp ứng dụng tác động tinh bột hồ hóa, polysaccharide tự nhiên, dẫn xuất cellulose Nội dung nghiên cứu chính: - Nghiên cứu lựa chọn nguyên liệu tỉ lệ nguyên liệu sản xuất bánh mì khơng gluten - Nghiên cứu ảnh hưởng tinh bột hồ hoá đến chất lượng bánh mì khơng gluten - Nghiên cứu ảnh hưởng polysaccharide tự nhiên dẫn xuất cellulose đến chất lượng bánh mì khơng gluten - Nghiên cứu chế độ nướng bánh mì khơng gluten - Đánh giá chất lượng bánh mì khơng gluten CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Gluten ứng dụng 1.1.1 Gluten gì? Gluten nhà bác học người Ý Béc-ca-ri tìm vào năm 1745 nghiên cứu tiếp nhà khoa học toàn giới Gluten phần protein có lúa mì, lúa mạch đen, lúa mạch, yến mạch lai chúng; khơng hịa tan nước hay dung dịch NaCl 0,5M (Codex Stvà 181-1979) Protein bột mì gồm có loại (Belitz, 2009): - Albumin (Leukosin) hòa tan nước Hàm lượng 14,7% - Globulin (Edestin) hịa tan dung dịch muối trung tính Hàm lượng 7,0% - Prolamin (Gliadin) hòa tan dung dịch rượu 60-80% Hàm lượng 32,6% - Glutelin (Glutenin) hòa tan dung dịch kiềm yếu 0,2% Hàm lượng 45,7% Trong loại protein, hàm lượng albumin globulin chiếm khoảng 20%, lại prolamin glutelin với tỷ lệ gần tương đương Prolamin Glutentin hai thành phần Gluten Khi đem bột mì nhào với nước để yên thời gian tạo thành Gluten (Bùi Đức Hợi, 2009) 1.1.2 Sự hình thành gluten vai trò gluten sản xuất bánh Gliadin gồm đơn vị có cấu trúc bậc 3, hình cầu, phân tử lượng thường dao động từ 20.000 – 50.000 Trong gliadin có liên kết S – S nội phân tử nên bền Gliadin có tính dẻo dính dai lại khơng có khả đàn hồi Hình 1.1: Phân tử Gliadin Glutenin có cấu trúc bậc 4, gồm nhiều đơn vị liên kết với Mỗi đơn vị có phân tử lượng dao động từ 12.000 – 134.000 glutenin phân chia làm loại: đơn vị phân lượng thấp giá trị nhỏ 90,000 đơn vị có phân tử lượng cao giá trị lớn 90.000 Trong glutenin có liên kết S - S nội phân tử có khả tạo liên kết S-S liên phân tử Glutenin tạo cho bột nhào độ cứng, chắc, khả đàn hồi Glutenin có tính đàn hồi lại khơng có độ dai Sự hình thành nên mạng lưới gluten trải qua giai đoạn chính: - Hydrat hóa gliadin glutenin - Tạo liên kết ngang - Hình thành mạng lưới gluten Hình 1.2: Sự hình thành mạng lưới gluten Các sợi gluten có dạng mạng lưới dẻo, dính tương đối đàn hồi, không tan nước Protein lúa mì có khả hấp thụ nước mạnh, trung bình gram protein lúa mì có khả hấp thụ khoảng 1,3 gram nước Trong trình nhào trộn, bột mì nước tiếp xúc với xảy hydrat hóa nhiều thành phần bột mì, quan trọng gliadin glutenin Các phân tử nước lưỡng cực kết hợp với điện tích protein Do liên kết nội phân tử protein yếu đi, cấu trúc bậc glutenin Những liên kết giữ cho đơn vị bậc có cấu trúc cuộn xoắn khơng cịn đủ mạnh nên protein duỗi thành sợi 10 3.3.2 Ảnh hưởng cellulose methylcarboxyl đến cấu trúc bánh mì Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng cellulose methylcarboxyl đến cấu trúc bánh mì khảo sát tỉ lệ 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%, 0,5% Kết thu được trình bày bảng 3.10 bảng 3.11 : Bảng 3.10: Ảnh hưởng cellulose methylcarboxyl đến cấu trúc vỏ bánh mì Độ cứng Độ dính Độ cố kết Độ đàn hồi (kg) (kg.sec) (mm) (mm) 0% 5,558 ± 0,1a 0,01 ± 0,00a 0,56 ± 0,10a 0,82 ± 0,06a 0,1% 4,08 ± 0,06a 0,01 ± 0,01a 0,71 ± 0,04a 0,88 ± 0,04a 0,2% 4,29 ± 0,05b 0,01 ± 0,00a 0,71 ± 0,05a 0,86 ± 0,00a 0,3% 4,65 ± 0,13c 0,03 ± 0,01a 0,81 ± 0,06a 0,84 ± 0,03a 0,4% 4,86 ± 0,06d 0,02 ± 0,01a 0,72 ± 0,03a 0,85 ± 0,02a 0,5% 5,60 ± 0,07e 0,01 ± 0,00a 0,80 ± 0,03a 0,84 ± 0,03a Mẫu (Chữ số khác theo hàng khác có ý nghĩa mặt thống kê (P