Ảnh hưởng của bột gạo mầm bổ sung đến chất lượng sản phẩm nui gạo

Khảo sát sự ảnh hưởng của bột gạo mầm bổ sung ở các tỉ lệ khác nhau đến tính chất bột nhào độ ẩm, cấu trúc bột nhào.. Khảo sát sự sự ảnh hưởng của bột gạo mầm bổ sung ở các tỉ lệ khác nh

TỔNG QUAN

Tổng quan về sản phẩm nui

2.1.1 Sơ lược về sản phẩm pasta

“Pasta” là tên gọi 1 nhóm các sản phẩm lương thực có rất nhiều hình dạng khác nhau được làm từ bột nhào các loại bột ngũ cốc với nước, có thể thêm trứng, các chất phụ gia (Sukchum và cộng sự, 2018; Dexter, 2004) Pasta là một trong những sản phẩm lương thực chính ở Ý và các nước châu Âu như Thụy Sĩ, Hy Lạp và Pháp (Jayasena và cộng sự, 2011) Các sản phẩm pasta được phân loại theo hình dạng như: tagliatelle, penne, fettuccine, macaroni và lasagna,

Nguyên liệu được lựa chọn để sản xuất các sản phẩm pasta thường là bột semolina từ lúa mì cứng Bột semolina là nguyên liệu thô duy nhất được luật pháp quốc gia ở Ý, Pháp và Hy Lạp cho phép sử dụng để sản xuất pasta vì hàm lượng protein có trong bột semolina dao động cao hơn các loại bột mì khác, từ 8% đến 9% (Abecassis và cộng sự, 1989) Các protein này sẽ liên kết với nhau bằng các liên kết disulfide, liên kết hydro và liên kết kỵ nước để hình thành mạng lưới gluten và tạo nên đặc tính đàn hồi của pasta đã nấu chín Hàm lượng protein và thành phần của gluten thường được coi là những yếu tố chính ảnh hưởng đến tính chất của bột nhào và chất lượng nấu của sản phẩm pasta Một sản phẩm pasta đạt chất lượng cần một mạng lưới gluten chặt chẽ giúp các thành phần không bị hòa tan vào nước hoặc vỡ ra khi nấu (Gallagher, 2008) Bên cạnh đó, một số sản phẩm pasta bổ sung thêm các thành phần khác (ví dụ như: trứng tươi, đông lạnh hoặc bột rau bina, cà chua, cà rốt và các loại rau khác, protein đậu nành, gluten lúa mì, protein sữa, vitamin và khoáng chất ) cũng đã được nghiên cứu và sản xuất thành công (Cubadda và cộng sự, 2003) Từ đó, có thể thấy được sự phát triển mạnh mẽ, nhanh chóng và đầy triển vọng của các sản phẩm pasta

Hình 2.1 Một số sản phẩm pasta

2.1.2 Giới thiệu về nui gạo

Từ "nui" trong tiếng Việt bắt nguồn từ tiếng Pháp (nouille), chỉ các loại pasta rỗng bên trong Nui có nhiều hình dạng và độ dài khác nhau, phổ biến nhất là dạng nui chữ “C” (Dexter, 2004) Ở Việt Nam, loại nui được sản xuất và tiêu thụ phổ biến hiện nay là nui làm từ bột gạo Trong công thức sản xuất nui gạo, bột gạo được sử dụng thay thế cho bột semolina do đó quy trình sản xuất của nui gạo có sự thay đổi ở một số công đoạn so với quy trình sản xuất pasta cơ bản Chẳng hạn như quy trình sản xuất nui gạo có thêm công đoạn hồ hóa sơ bộ bột gạo để tạo mạng gel tinh bột (Arendt và cộng sự, 2008)

Bột gạo là loại bột có màu trắng sữa, được tạo ra bằng cách xay mịn các hạt gạo tẻ Tinh bột là thành phần chủ yếu có trong bột gạo và chịu trách nhiệm chính về chất lượng sản phẩm nui gạo Hàm lượng amylose trong tinh bột gạo sẽ ảnh hưởng đến độ bền của hệ gel, và độ dai của sản phẩm nui cuối cùng, còn amylopectin sẽ làm tăng độ nhớt và tạo mạng gel giúp sản phẩm trương nở (Fradinho và cộng sự, 2018) Các thành phần khác có trong bột gạo (protein, lipid và polysaccharide không phải tinh bột) cũng sẽ góp phần tạo điều kiện thuận lợi hoặc cản trở quá trình hồ hóa và tạo gel của tinh bột Những thành phần như: protein, chất xơ và hydrocolloid sẽ ảnh hưởng đến tính chất và chất lượng sản phẩm cuối cùng thông qua việc tạo liên kết với tinh bột Trong quá trình nấu, các hạt tinh bột sẽ trương nở và một phần hòa tan trong nước nấu (Hager và cộng sự, 2012) Các loại tinh bột có thời gian tạo gel ngắn sẽ gây ảnh hưởng đến khả năng giãn nở của nui trong quá trình nấu Do đó, những loại tinh bột có thời gian hồ hóa và khả năng tạo gel trong thời gian dài thường được lựa chọn thay cho các loại tinh bột có thời gian tạo gel ngắn (Gallagher, 2009)

2.1.3 Nguyên liệu trong sản xuất nui gạo

Bột gạo và tinh bột bắp là các loại bột không chứa gluten, có chứa một lượng natri, protein, chất béo và chất xơ thấp, và một lượng lớn tinh bột dễ tiêu hoá Vì vậy, đây là 2 loại bột thường được sử dụng để thay thế bột semolina trong công thức sản xuất các sản phẩm nui gạo và các sản phẩm pasta gluten-free nói chung (Sivaramakrishnan và cộng sự, 2004) Tinh bột từ khoai tây, khoai mì và tinh bột lúa mì cũng có thể được sử dụng rộng rãi như một thành phần cải thiện kết cấu bề mặt cho nui gạo Đặc điểm của khoai tây và tinh bột sắn bao gồm nhiệt độ hồ hóa thấp, các liên kết nội phân tử yếu, dễ hồ hoá và tạo hỗn hợp gel trong suốt, có độ nhớt cao, độ phồng nhanh và khá bền Việc bổ sung các loại tinh bột này với tỉ lệ từ 5 -25% giúp cải thiện kết cấu của nui gạo bằng cách mang lại độ đàn hồi và dai hơn Nui đã nấu chín trông cũng hấp dẫn hơn vì có bề mặt mịn (Fu, 2007)

Ngoài ra, các phụ gia khác cũng thường được sử dụng để làm tăng chất lượng của nui gạo như xanthan gum, CMC, STPP,.v.v Khi bổ sung hydrocolloid với hàm lượng khoảng 1-2% sẽ giúp cải thiện hệ gel, làm đặc, tăng tính cố kết cho gel tinh bột Xanthan gum sẽ làm tăng các liên kết amylose-hydrocolloid cạnh tranh, giúp củng cố độ bền của hệ gel tinh bột (Gallagher, 2009) Thành phần nguyên liệu được sử dụng để sản xuất nui gạo như sau:

Bảng 2.1 Công thức sản xuất nui gạo

2.1.4 Một số công trình nghiên cứu sản phẩm nui gạo

Nui gạo và các sản phẩm làm từ bột gạo được sử dụng như một nguồn cung cấp năng lượng hàng ngày cho cơ thể do sự có mặt của các chất dinh dưỡng có khả năng sinh năng lượng như tinh bột, protein và chất béo Tuy nhiên, nui gạo lại nghèo chất xơ Vì vậy, các nghiên cứu hiện nay về nui gạo tập trung chủ yếu vào việc bổ sung chất xơ để tăng cường dinh dưỡng cho sản phẩm mặc dù chất xơ có thể làm giảm các đặc tính mong muốn của sản phẩm (Sukchum và cộng sự, 2018) Ajila và cộng sự (2010) đã nghiên cứu bổ sung bột vỏ xoài giàu hàm lượng xơ, polyphenol, carotenoid vào sản phẩm nui gạo Kết quả nghiên cứu cho thấy việc bổ sung bột vỏ xoài đã giúp nâng cao hàm lượng chất xơ của nui gạo từ 8,6 lên 15,8%, hàm lượng polyphenol tăng từ 0,46 lên 1,60 mg/g và hàm lượng carotenoid tăng từ 5 lên 41 μg/g Nghiên cứu bổ sung bột củ dền giàu chất xơ, khoáng chất và protein vào nui gạo với tỉ lệ 25% cũng đã tạo ra sản phẩm có kết cấu tốt và hàm lượng chất xơ tăng gấp

2 lần (Cabrera-Chávez và cộng sự, 2012) Công trình nghiên cứu của Sukchum và cộng sự

(2018) về ảnh hưởng của việc bổ sung các nguồn chất xơ khác nhau (10% và 20% chất xơ lúa mì, 10% và 20% bột bắp, 1% và 1,5% cellulose) vào sản phẩm nui gạo Kết quả nghiên cứu cho thấy việc bổ sung chất xơ lúa mì, bột bắp hoặc cellulose đã làm tăng hàm lượng chất xơ trong nui gạo (lên đến 6,99 ± 0,19%) so với mẫu đối chứng

Ngoài việc bổ sung các nguồn nguyên liệu giàu chất xơ, các sản phẩm nui gạo hiện nay còn được tăng cường bổ sung protein từ nhiều nguồn protein khác nhau nhằm cải thiện đặc tính dinh dưỡng Các quy trình sản xuất nui có hàm lượng protein cao từ lúa mì, ngô, vital gluten, bột đậu nành cô đặc, sữa và các sản phẩm từ sữa đã được cấp bằng sáng chế Các nguồn protein khác như bột hạt bông, albumin trứng, whey protein và proetin được phân lập từ đậu nành cũng đã được nghiên cứu bổ sung vào công thức sản xuất nui gạo (Pınarlı và cộng sự, 2004; Arendt và cộng sự, 2008)

Bên cạnh đó, các loại hạt khác nhau cũng đã được sử dụng để bổ sung vào nui chẳng hạn như: kiều mạch, hạt đậu vàng, đậu lupin,.v.v (Cabrera-Chávez và cộng sự, 2012) Công trình nghiên cứu Alamprese và cộng sự (2007) về việc bổ sung 30% trứng và 40% bột kiều mạch trong công thức sản xuất nui gạo Kết quả nghiên cứu cho thấy nui gạo có bổ sung bột kiều mạch có cấu trúc tốt, với các đặc tính dinh dưỡng được cải thiện đáng kể Bouasla và cộng sự (2016) đã nghiên cứu về việc sử dụng hỗn hợp gạo và đậu với mục đích tăng giá trị dinh dưỡng cho các sản phẩm nui không chứa gluten Các tác giả trên đã đánh giá các đặc tính đặc trưng của sản phẩm nui gạo khi bổ sung một số loại đậu (hạt đậu bàng, đậu xanh và đậu lăng) ở các tỉ lệ khác nhau (10g/100g, 20g/100g và 30g/100g) Kết quả cho thấy việc bổ sung bột đậu làm giảm tỉ lệ giãn nở, độ cứng, đồng thời tăng độ kết dính và tỉ lệ hao hụt khi nấu thấp (< 6%), tỉ lệ bột đậu bổ sung 30g/100g cho sản phẩm có chất lượng tốt nhất

Có thể thấy, các sản phẩm nui gạo bổ sung nguyên liệu tự nhiên đang dần trở nên phổ biến và được nghiên cứu rộng rãi trên thế giới với nhiều nguyên liệu đa dạng Tuy nhiên ở Việt Nam hiện nay, dòng sản phẩm nui gạo nói riêng và pasta nói chung vẫn chưa nhận được sự quan tâm và nghiên cứu nhiều.

Giới thiệu về gạo mầm

Gạo (Oryza sativa L.) là một trong những loại ngũ cốc quan trọng được sản xuất trên toàn cầu và là lương thực chính cho gần một nửa dân số trên toàn thế giới Trong những năm gần đây, người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến các loại hạt ngũ cốc chứa các chất có hoạt tính sinh học cao, chẳng hạn như gạo đồ với hàm lượng vitamin B cao, gạo lứt có hàm lượng chất xơ cao giúp cho quá trình giảm cân, gạo mầm với hàm lượng GABA vượt trội (Mir và cộng sự, 2017)

Gạo mầm là gạo lứt nảy mầm, được tạo ra cách ngâm và ủ gạo trong nước ở các điều kiện thích hợp Gạo lứt (gạo lức, gạo rằn hay gạo lật) là một loại gạo chỉ xay bỏ trấu chứ không bỏ mầm và cám của hạt gạo bên trong Gạo lứt chứa các thành phần dinh dưỡng như chất xơ, acid phytic, vitamin A, vitamin E và acid γ-aminobutyric (GABA) với hàm lượng cao hơn so với gạo tẻ do sự hiện diện của lớp vỏ cám bên ngoài (Ohtsubo và cộng sự, 2005; Ito và cộng sự, 2004) Nhiều bài báo đã nghiên cứu gạo lứt có thể nảy mầm khi ngâm trong nước ấm 35–40°C trong khoảng 10 –12 giờ, để ráo nước và giữ ẩm trong 20 – 24 giờ Trong thời gian ngâm, thay nước 3 – 4 giờ/1 lần để ngăn quá trình lên men (thường tạo ra mùi không mong muốn) và duy trì nhiệt độ nước ở mức ổn định Kết quả tạo ra một mầm gạo dài 0,5-1 mm từ hạt gạo lứt Trong giai đoạn hạt nảy mầm, α-amylase được sinh tổng hợp để làm cơ sở thủy phân tinh bột và cung cấp năng lượng cho hàng loạt quá trình sinh hóa, trong đó có những chu trình sinh tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học như GABA, tocophenol, (Kruger, 1972; Reddy và cộng sự, 1983) Từ đó, các chất dinh dưỡng trong gạo mầm sẽ được tích lũy ở mức tối đa (Patil và cộng sự, 2011) Gạo mầm sau khi thu được sẽ được sấy ở nhiệt độ 60 o C

Gạo mầm được coi là thực phẩm toàn phần (whole grain) vì chỉ loại bỏ lớp ngoài cùng, tức là vỏ của hạt gạo mà ít gây tổn thất về giá trị dinh dưỡng của chúng (Wu và cộng sự, 2013) Trong gạo mầm có sự hiện diện của các hợp chất chức năng tốt cho cơ thể con người như: GABA, γ-oryzanol, tocotrienols và chất xơ, kẽm, sắt, kali (Kayahara và cộng sự,

Bảng 2.2 Thành phần dinh dưỡng gạo lứt (Lê, 2014)

2.2.2 Thành phần dinh dưỡng của gạo mầm

Trong quá trình nảy mầm, một số quá trình sinh hóa diễn ra do sự hoạt hóa của các enzyme dẫn đến sự thay đổi các thành phần dinh dưỡng của gạo mầm (Bolarinwa và cộng sự, 2019)

Bảng 2.3 Thành phần dinh dưỡng trong gạo mầm (Lê, 2014)

Trong quá trình nảy mầm, hàm lượng protein, hàm lượng chất xơ, hàm lượng chất béo, hàm lượng acid amin trong khi hàm lượng amylose, prolamin giảm dần (Bolarinwa và cộng sự, 2019) Choi và cộng sự (2006) cũng đã báo cáo rằng sau 24 giờ nảy mầm, gạo mầm có hàm lượng đường fructose tăng lên gấp 3,4 lần, đường khử tăng lên gấp 2,75 lần so với gạo lứt Không chỉ giàu các thành phần dinh dưỡng cơ bản, gạo mầm còn chứa nhiều thành phần có hoạt tính sinh học đem lại nhiều lợi ích cho sức khỏe (Wu và cộng sự, 2013) Các chất

10 dinh dưỡng bên trong gạo mầm đã tăng lên đáng kể bao gồm hàm lượng vitamin E cao gấp

4 lần, vitamin B1 cao gấp 3 lần, lysine, vitamin B2, vitamin B6, niacin và magie (Kayahara, 2001; Bolarinwa và cộng sự, 2019) Đặc biệt, hàm lượng GABA trong gạo mầm được nhận thấy cao gấp 10 lần so với gạo tẻ và gấp 2 lần so với gạo lứt (Kayahara, 2001) Acid ɣ- aminobutyric (GABA) được biết đến là một acid amin tự do phân bố rộng rãi trong tự nhiên và là chất ức chế sự dẫn truyền thần kinh trong não và tủy sống của động vật có vú Trong quá trình nảy mầm, phản ứng sinh tổng hợp GABA được mô tả ở hình 2.3, GABA sẽ tạo ra chủ yếu bằng cách khử cacboxyl acid L-glutamic và được xúc tác bởi enzyme glutamate decarboxylase (GAD) [EC4.1.1.15] (Cho và cộng sự, 2015)

Hình 2.3 Phản ứng tạo thành GABA trong quá trình nảy mầm

Bên cạnh đó, sự nảy mầm cũng dẫn đến sự gia tăng các hợp chất hoạt tính sinh học có khả năng chống oxy hóa bao gồm acid ascorbic, tocopherol, tocotrienol, arabinoxylan và inositol do sự hoạt hóa của các enzyme khác nhau (Bolarinwa và cộng sự, 2019; Lee và cộng sự, 2011) Hàm lượng của este hydroxycinnamate sucrose trong gạo mầm được nhận thấy giảm đi đáng kể (∼70 %), trong khi hàm lượng acid phenolic tự do tăng đáng kể; hàm lượng acid ferulic tăng từ 0,32mg/100g bột lên đến 0,48mg/100g bột và trở thành hợp chất phenolic có nhiều nhất trong gạo mầm Hàm lượng acid sinapinic tăng lên 0,21mg/100 g bột, gần gấp

10 lần hàm lượng trong gạo lứt (0,02mg/100 g bột) Ngoài ra, tổng hàm lượng các hợp chất phenolic không hòa tan tăng từ 18,47mg/100g bột trong gạo lứt lên 24,78mg/100g bột trong gạo mầm (Tian và cộng sự, 2004)

Ngoài ra, quá trình nảy mầm còn giúp tăng cường khả năng sinh học của các chất dinh dưỡng bằng cách trung hòa acid phytic Các protein được tiêu hóa không hoàn toàn có thể gây kích ứng ruột, dẫn đến viêm và các phản ứng dị ứng Do đó, việc trung hòa acid phytic,

11 giải phóng protein, vitamin và enzyme cho phép những chất dinh dưỡng quan trọng này được hấp thụ trong quá trình tiêu hóa (Patil và cộng sự, 2011)

2.2.3 Một số lợi ích sức khỏe của gạo mầm

Gạo mầm là một trong những loại gạo mang nhiều lợi ích đối với sức khỏe của con người, cung cấp nhiều chất dinh dưỡng cho người sử dụng Việc ăn gạo mầm thay cho gạo tẻ giúp cải thiện nhiều tình trạng bệnh lý hiện nay (Wu và cộng sự, 2013) Gạo mầm cung cấp nhiều hợp chất sinh học như tocopherol, tocotrienon, giúp tăng cường khả năng chống oxy hóa và nâng cao sức đề kháng của cơ thể (FemandezOrozco và cộng sự, 2008) Một số nghiên cứu gần đây cho thấy GABA đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe của con người như giúp ngăn chặn bệnh Alzheimer (Ito và cộng sự, 2004), làm giảm bệnh cao huyết áp (Chung và cộng sự, 2009), ức chế sự gia tăng của tế bào ung thư (Ob và cộng sự, 2004) Ngoài ra, GABA cũng có các chức năng sinh lý khác ở người và các động vật có xương sống chẳng hạn như tăng cường mạch máu, điều chỉnh bài tiết insulin, ngăn ngừa sự khuếch đại cholesterol trong máu, giảm bớt cảm xúc lo âu, cải thiện đột quỵ, tăng cường chức năng gan và thận, và bảo vệ khỏi bệnh mãn tính các bệnh liên quan đến rượu (Kawabata và cộng sự,

1999) Các hợp chất phenolic cũng có đặc tính chống oxy hóa mạnh và khả năng loại bỏ các gốc tự do, giúp ngăn ngừa sự oxy hóa của lipid và lipoprotein tỉ trọng thấp, ức chế kết tập tiểu cầu, giảm nguy cơ bệnh ung thư và tim mạch vành (Tian và cộng sự, 2004)

Usuki và cộng sự (2007) phát hiện ra rằng acylated steryl gulcoside (ASG) trong gạo mầm là một yếu tố tăng trưởng, hoạt động bằng cách làm tăng hoạt động của natri kali adenosine triphosphatase và enzyme homocysteine thiolactonase Việc cảm ứng yếu tố tăng trưởng có cấu trúc tương tự insulin ở các tế bào tiết insulin cho thấy ASG có thể bảo vệ các tế bào khỏi bị tổn thương thêm trong bệnh tiểu đường loại 2 thông qua việc giảm oxy hóa Ngoài ra, Kayahara và cộng sự (2000) cũng quan sát thấy rằng gạo mầm có kết cấu mềm hơn gạo lứt bình thường do phản ứng giữa acid phytic và khoáng chất trong quá trình nảy mầm do đó dễ dàng tiêu hóa hơn

2.2.4 Một số công trình nghiên cứu về sản phẩm bổ sung gạo mầm

Nhiều nghiên cứu cho thấy việc ứng dụng gạo mầm trong nhiều sản phẩm thực phẩm đang ngày càng phổ biến Công trình nghiên cứu của Cornejo và cộng sự (2015) về ảnh hưởng của quá trình nảy mầm đến giá trị dinh dưỡng và các hợp chất sinh học trong bánh mì gạo mầm Kết quả nghiên cứu đã cho thấy nhiều điểm nổi bật về dinh dưỡng của bánh mì gạo mầm về hàm lượng protein, lipid và các hợp chất sinh học Ngoài ra, bổ sung bột gạo

12 mầm trong công thức sản xuất bánh mì còn giúp làm tăng hàm lượng chất chống oxy hóa, giảm hàm lượng acid phytic, từ đó giúp giảm đáng kể chỉ số đường huyết của bánh mì không chứa gluten làm từ gạo mầm Bolarinwa và cộng sự (2019) đã nghiên cứu sự thay đổi chất lượng của sản phẩm cookie gluten-free thông qua một số thí nghiệm về cookie gluten-free được làm từ bột gạo mầm, bột gạo lứt không nảy mầm, hỗn hợp 75% bột gạo và 25% tinh bột khoai tây Kết quả thu được cho thấy, bột nhào và bánh cookie làm từ bột gạo mầm có giá trị độ cứng thấp hơn so với bột nhào và cookie làm từ bột gạo lứt không nảy mầm và việc bổ sung tinh bột khoai tây vào bột gạo mầm làm tăng độ sáng màu (79,1 - 78,8) và màu vàng (24,6 - 24,2) của bánh Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng sự pha trộn giữa bột gạo mầm và tinh bột khoai tây có thể được sử dụng để phát triển các loại cookie gluten-free Ngoài ra, Lee và cộng sự (2011) cũng đã báo cáo về ảnh hưởng của bột gạo mầm đến các đặc tính chất lượng của mì Thể tích mì sau khi nấu không thay đổi khi bổ sung bột gạo mầm, nhưng trọng lượng giảm và độ đục của nước nấu tăng lên Lực cắt của mì sau khi nấu không có sự thay đổi khi thêm bột gạo nảy mầm Việc bổ sung 10% bột gạo mầm vào mì không có bất kỳ ảnh hưởng nào đến hương vị, màu sắc, mùi vị và khả năng chấp nhận trong đánh giá cảm quan Tại Việt Nam, nhiều công trình nghiên cứu về gạo mầm đã được công bố, các nghiên cứu hiện nay phần lớn nghiên cứu về điều kiện nảy mầm và các hoạt chất sinh học có trong gạo mầm Các nghiên cứu sử dụng gạo mầm để bổ sung hoặc tạo ra các sản phẩm thực phẩm vẫn còn rất hạn chế Cho đến hiện tại chỉ có một nghiên cứu về việc tạo ra sản phẩm từ gạo mầm, đó là công trình nghiên cứu của Bùi và cộng sự (2016) về chế biến sữa gạo mầm đóng chai Kết quả cho thấy, hiệu quả dịch hóa cao nhất ở nồng độ cơ chất, gạo:nước 1:2, tỉ lệ enzyme α-amylase 0,4% với thời gian thủy phân 60 phút, độ Brix đạt 29,24%, DE = 10,82%; hiệu quả đường hóa cao nhất ở tỉ lệ enzyme 0,25% tại thời gian 120 phút, độ Brix đạt 38,77%,

DE = 39,48%, hàm lượng γ-oryzanol, GABA không thay đổi theo thời gian đường hóa Việc bổ sung sữa bột gầy 10%, dịch đường 8% cho chất lượng sản phẩm được ưa chuộng nhất Tiệt trùng sản phẩm tại 121 o C trong thời gian 4 phút vẫn duy trì được hàm lượng GABA và γ-oryzanol trong sản phẩm Sản phẩm được bảo quản tốt trong 3 tháng ở nhiệt độ phòng

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nguyên liệu

Bột gạo mầm sử dụng trong nghiên cứu được chế biến từ gạo mầm Vibigaba được sản xuất bởi công ty Cổ phần Tập đoàn Lộc Trời Gạo mầm được mua tại Siêu thị Bách hóa Xanh, sau đó tiến hành quá trình nghiền khô, gạo được xay trực tiếp thành bột bằng cách sử dụng máy xay bột khô Bột gạo đã xay được rây qua loại rây 100 mesh (độ mở 149 μm) Trước khi phân tích, tất cả các mẫu bột được làm khô trong tủ sấy ở 50 o C trong 20 phút để có độ ẩm dao động từ 11,1% đến 12,7% Sau đó, bột được bịt kín trong túi nhựa polypropylene có chứa gói hút ẩm và được bảo quản ở nhiệt độ phòng (Leewatchararongjaroen và cộng sự, 2016)

Hình 3.1 Gạo mầm Vibigaba 3.1.2 Bột gạo

Bột gạo được sử dụng trong nghiên cứu là bột gạo Tài Ký, được sản xuất tại Công Ty

Cổ Phần Bột - Thực Phẩm Tài Ký và phân phối tại hệ thống siêu thị Bách hóa Xanh

Hình 3.2 Bột gạo tẻ Tài Ký

Bảng 3.1 Thành phần hóa học của bột gạo tẻ (Bộ Y tế và Viện dinh dưỡng, 2007)

Các nguyên liệu khác có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng được phân phối bởi các công ty có uy tín, đạt chỉ tiêu an toàn thực phẩm nói chung

Bảng 3.2 Nguồn gốc của nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu

Nước Nước sử dụng là nước uống đạt chỉ tiêu theo QCVN

STPP Công ty cổ phần chuỗi thực phẩm TH

Dầu ăn Công ty cổ phần đường Biên Hoà

Muối Công ty cổ phần kỹ nghệ thực phẩm Việt Nam (VIFON)

Xanthan Gum Công ty Jungbunzlauer – Áo

Sơ đồ nguyên cứu

Hình 3.3 Sơ đồ nghiên cứu

Chế biến nui gạo bổ sung bột gạo mầm

Xác định độ ẩm, phân tích cấu trúc của bột nhào

Xác định độ ẩm, độ gãy vỡ, phân tích màu sắc của nui gạo, chụp hình ảnh bề mặt nui gạo bằng kính hiển vi điện tử

Xác định thời gian nấu

Phân tích kết cấu nui gạo đã nấu chín Đánh giá cảm quan thị hiếu

Chế biến bột gạo mầm

Xác định độ ẩm, hàm lượng dinh dưỡng, khả năng hút dầu, khả năng hút nước của bột gạo mầm

Xác định độ tăng khối lượng và tổn thất trong quá trình nấu

Xác định hàm lượng dinh dưỡng sản phẩm nui gạo mầm

3.3 Quy trình sản xuất nui gạo

Bột gạo mầm Bột gạo

Hồ hóa Nhào trộn 1 Phối trộn 1

Sấy đối lưu Khối bột nhào

Hình 3.4 Quy trình sản xuất nui gạo mầm

Các giai đoạn cơ bản của quá trình sản xuất đối với tất cả các dạng nui gạo hiện nay là hydrat hóa, hồ hóa, nhào trộn, ép đùn để tạo cho nui có hình dạng mong muốn, hấp, sấy khô và làm nguội trước khi đóng gói Định lượng

Cân các thành phần theo khối lượng đã được tính toán sẵn, các thành phần phải được cân chính xác Các thành phần bột, muối, xanthan gum đều được trộn đều ở dạng khô trước khi nhào trộn

Chúng tôi khảo sát tổng cộng 5 mẫu bao gồm các mẫu nui gạo bổ sung bột gạo mầm với tỉ lệ 20%; 40%; 60% ; 80%; 100% tính trên tổng khối lượng bột trong công thức.

Bảng 3.3 Công thức sản xuất nui gạo bổ sung bột gạo mầm

Khối lượng bột gạo tẻ 100 g 100 g 100 g 100 g 0 g Khối lượng bột gạo mầm bổ sung 25g 66,67 g 150 g 400 g 100 g

Tỉ lệ bột gạo mầm trong công thức 20% 40% 60% 80% 100%

 Mục đích: Chuẩn bị cho hỗn hợp bột khô được phân tán đều

 Thực hiện: Phối trộn phần bột gạo và bột gạo mầm

 Mục đích: Tạo khối bột nhào đồng nhất

 Thực hiện: Nhào trộn phần bột khô cùng nước để tạo thành khối bột ướt Sau đó, bột được nghỉ một thời gian để các hạt bột ngậm nước và phân phối nước đồng đều vào hỗn hợp

 Các biến đổi vật lý: giai đoạn này các thành phần được hydrat hoá và trở nên đồng nhất Từ hỗn hợp nguyên liệu rời rạc ban đầu, tạo thành một khối đồng nhất không tách rời, dẻo

 Mục đích: Do không có gluten trong bột gạo, bột gạo được hồ hóa trước nhằm tạo mạng gel tinh bột Mức độ hồ hóa trước đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp kết cấu mong muốn cho nui Mức độ hồ hóa được duy trì thích hợp để tạo ra sự liên kết chặt chẽ trong các công đoạn tiếp theo, việc hồ hóa quá mức có thể dẫn đến quá trình thoái hóa của mạng gel ở những công đoạn tiếp theo

 Thực hiện: Khối bột được hồ hóa sơ bộ trong chảo chống dính cho đến khi trở thành khối bột đặc bán cứng

+ Protein bị biến tính ở nhiệt độ cao làm khả năng liên kết với nước giảm

+ Khối bột trở nên mềm dẻo và có sự kết dính chặt chẻ hơn do sự hình thành mạng gel tinh bột

+ Các phản ứng maillard và caramel xảy ra ở mức độ cao hơn

+ Sự vô hoạt enzym, ức chế một số vi sinh vật do nhiệt độ cao

+ Sự bốc hơi ẩm: do nhiệt độ cao

Thời gian hồ hóa trên chảo: 10 phút

Thời gian trụng nước sôi: 5 phút

 Mục đích: Phân tán đều phụ gia vào khối bột nhào

 Thực hiện: Phụ gia được nhào trộn cùng khối bột (bao gồm các thành phần còn lại) Ép đùn

 Mục đích: tạo hình cho sản phẩm

 Thực hiện: Bột được đùn trong máy làm pasta và những sợi nui rỗng dài được đẩy qua khuôn đùn

 Thiết bị: Máy ép đùn 1 trục

+ Nhiệt độ: tăng nhẹ do lực ma sát giữa các trục, giữa trục với nguyên liệu

+ Kích thước và hình dạng nguyên liệu: nguyên liệu ban đầu là dạng bột, được nhào trộn tạo khối bột nhào dẻo Đến khi ra lỗ khuôn lại có hình dạng xác định

+ Tỉ trọng: thay đổi do có sự thoát hơi ẩm, thay đổi thể tích

 Các yếu tố ảnh hưởng (Guy, 2001)

+ Độ ẩm thấp làm giảm năng lượng cơ học của quá trình

+ Độ ẩm quá cao sẽ dính vào trục và không thể đùn

 Thực hiện: nui dài được cắt thành những đoạn nhỏ đồng đều dài 4,5 – 5cm

 Mục đích: làm chín nui giúp giảm thiểu sự tổn thất khi nấu

 Biến đổi trong quá trình hấp:

+ Sự hồ hóa tinh bột

+ Sinh học: tiêu diệt vi sinh vật (Lê và cộng sự, 2011)

Mức độ chín trong quá trình hấp là rất quan trọng Nui chưa được hấp chín sẽ có phần lõi cứng và khó nấu chín Nui hấp chín quá mức sẽ mềm, dính và xuất hiện sự tượng phồng của tinh bột trên bề mặt nui, gây ảnh hưởng đến cảm quan của người tiêu dùng (Fu, 2007) Thời gian hấp tùy thuộc vào từng mẫu

Bảng 3.4 Thời gian hấp của các mẫu nui gạo mầm

Thời gian hấp 18 phút 16 phút 14 phút 12 phút 10 phút

 Mục đích: Sấy khô là một phần quan trọng của quá trình sản xuất nui, làm giảm độ ẩm của toàn bộ sản phẩm xuống mức quy định để chúng ổn định về mặt vi sinh khi bảo quản trong điều kiện môi trường xung quanh Nhiệt độ và độ ẩm của các buồng sấy phải được kiểm soát cẩn thận Nếu các sợi được làm khô quá nhanh, bề mặt sẽ cứng lại và các sợi sẽ dễ bị đứt gãy do ứng suất được hình thành khi hơi ẩm bị giữ lại bên trong cố gắng di chuyển qua bề mặt (Dexter, 2004)

 Biến đổi của nguyên liệu:

+ Vật lý: xuất hiện gradient nhiệt, khuếch tán ẩm, hình dạng, kích thước, khối lượng, tỉ trọng thay đổi

+ Hóa học: xảy ra một số phản ứng oxy hóa, phản ứng Maillard

+ Hóa lý: chuyển pha của nước từ lỏng thành hơi

 Thiết bị: Máy sấy đối lưu

+ Thông số công nghệ: Thời gian sấy 4 giờ

Việc làm khô nui không đúng cách có thể dẫn đến việc bên ngoài sản phẩm rất khô nhưng bên trong vẫn còn ẩm tương đối Trong quá trình làm khô, chất nền protein và tinh bột được thiết lập và bất kỳ độ ẩm khác biệt nào có thể dẫn đến ứng suất bên trong sản phẩm, gây nứt Đôi khi, một dây chuyền nui bị lỗi (chẳng hạn như quạt không hoạt động) có thể có nghĩa là nui được làm khô không đều trên dây đai Nếu không được phát hiện, điều này có thể dẫn đến sản phẩm được đóng gói, mặc dù có độ ẩm trung bình dưới 12,5%, có một số miếng nui ở mức 11% và một số miếng nui ở mức 14% (Turnbull, 2001)

 Mục đích: Chuẩn bị cho quá trình đóng gói Hoàn thiện sản phẩm

 Phương pháp: Nui sau khi sấy cần được chứa trong bình hút ẩm để hạ nhiệt độ sản phẩm, tránh hiện tượng nứt, vỡ Hàm ẩm trong sản phẩm sẽ được phân bố đều lại

 Phương pháp thực hiện: Sản phẩm được bảo quản trong túi zip có chứa gói hút ẩm.

Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp đo độ ẩm bột gạo mầm

Mục đích: Độ ẩm của bột rất quan trọng trong quá trình bảo quản, độ ẩm có ảnh hưởng đáng kể đến protein thô, chất béo thô, sự phát triển của nấm mốc và xâm nhập của côn trùng (Nasir và cộng sự, 2003) Do đó, việc kiểm soát độ ẩm của nguyên liệu nhằm đảm bảo quá trình bảo quản được ổn định và thời hạn sử dụng được lâu hơn

Nguyên tắc: Sấy đến khối lượng không đổi để làm bay hết lượng nước tự do trong mẫu

Cân và ghi lại khối lượng đĩa Cân 5g mẫu bột gạo mầm và tiến hành sấy bằng tủ sấy đối lưu ở nhiệt độ 105 ± 10 o C theo phương pháp AOAC 925.10 (AOAC 2005) (Hawa, 2018) Phần trăm ẩm tính theo khối lượng mẫu (%):

Trong đó: m1: khối lượng đĩa và bột trước khi sấy (g) m2: khối lượng đĩa và bột sau khi sấy (g) m: khối lượng mẫu ban đầu (g)

3.4.2 Phân tích hàm lượng GABA, xơ tổng và protein bột gạo mầm

Mục đích: Kiểm tra hàm lượng các chất dinh dưỡng có trong nguyên liệu ban đầu Phương pháp thực hiện:

Mẫu gạo mầm sau khi được chuẩn bị sẽ được đem đi phân tích một số chỉ tiêu hóa học tại trung tâm phân tích Sắc Kí Hải Đăng chi nhánh quận 9, TP.HCM

Hàm lượng xơ tổng AOAC 991.43

Hàm lượng GABA CASE.SK.0183

3.4.3 Phương pháp xác định hàm lượng lipid bột gạo mầm

Nguyên tắc: Hàm lượng lipid được xác định bằng phương pháp Soxhlet (AOAC, 1996)

Dùng dung môi kỵ nước trích ly hoàn toàn lipid từ bột gạo mầm Hàm lượng lipid tổng được tính gián tiếp thông qua khối lượng bã còn lại sau khi trích ly hoàn toàn lipid bằng dung môi

Tiến hành: Cân 5g bột gạo mầm, sau đó đem sấy khô đến khối lượng không đổi rồi cho vào túi giấy lọc đã biết trước khối lượng, đặt vào ống giấy lọc Bịt kín đầu ống giấy lọc bằng bông và cho vào trụ chiết (chiều cao của ống giấy lọc phải thấp hơn mức trên ống siphon của trụ chiết) Sau đó, đổ dung môi từ phía trên ống sinh hàn, chảy qua trụ chiết và cuối cùng chảy xuống bình đựng dung môi (dung môi chứa khoảng 2/3 bình cầu và được đun nóng ở

40 - 50 o C) Dung môi được sử dụng để xác định hàm lượng lipid trong bột gạo mầm là petroleum ether (Kadir và cộng sự, 2008) Mở nguồn nước làm lạnh ống sinh hàn và bật nguồn nhiệt làm bay hơi dung môi Dung môi bay hơi sẽ được làm lạnh bằng hệ thống ống sinh hàn và ngưng tụ, chảy xuống trụ chiết rồi bình đựng dung môi Để xác định điểm dừng quá trình chiết, lấy vài giọt dung môi từ trụ chiết nhỏ lên giấy lọc Dung môi bay hơi không để lại vết dầu loang thì kết thúc quá trình chiết Sau khi trích ly xong, lấy túi giấy chứa mẫu ra khỏi hệ thống sau đó tiến hành sấy khô dung môi lẫn trong túi giấy và mẫu ở 102 - 104 o C đến khối lượng không đổi Để nguội trong bình hút ẩm và cân xác định khối lượng

Hàm lượng lipid của bột gạo mầm được tính theo công thức:

X1: hàm lượng lipid bột gạo mầm (%)

M1: khối lượng túi giấy lọc và bột gạo mầm trước trích ly (g)

M2: khối lượng túi giấy lọc và bột gạo mầm sau trích ly (g)

M: khối lượng bột gạo mầm ban đầu (g)

3.4.4 Phương pháp đo khả năng hấp thụ nước và khả năng hấp thụ dầu của bột gạo mầm

3.4.4.1 Khả năng hấp thụ nước (WAC) của bột gạo mầm

Phương pháp thực hiện: Khả năng giữ nước của bột được xác định bằng cách sử dụng phương pháp ly tâm của Heywood và cộng sự (2002) có điều chỉnh một số điều để phù hợp với điều kiện thí nghiệm 15 gam bột được phân tán trong 285 mL nước cất trong chai ly tâm

500 mL Lắc các chai trong 10 phút, sau đó ly tâm ở 3.000 vòng/ phút trong 30 phút (Traynham và cộng sự, 2007) Sau khi ly tâm, gạn phần nổi phía trên, cân và kết quả được tính (g nước/g bột) được tính như sau:

Wr là khối lượng phần cặn của huyền phù bột sau khi ly tâm (g)

Wi là khối lượng mẫu bột ban đầu (g)

3.4.4.2 Khả năng hấp thụ dầu (OAC) của bột gạo mầm

Phương pháp thực hiện: Khả năng hấp thụ dầu (OAC) được xác định theo phương pháp của (Hera và cộng sự 2013; Mesías và cộng sự, 2017), có một số thay đổi để phù hợp với điều kiện thí nghiệm bởi Sarangapani và cộng sự (2016) Ống ly tâm chứa (100 ± 0,2 mg) tinh bột và 1,0 mL dầu thực vật Hỗn hợp được lắc đều trong 30 phút bằng máy lắc Sau đó, ống được ly tâm ở 3000 vòng trong 10 phút Phần dịch nổi được lấy ra từ từ, còn ống ly tâm được đặt nằm nghiêng 45 o trong25 phút để dầu chảy hết ra khỏi ống Khả năng hấp thụ dầu được tính bằng số gram dầu được giữ trên mỗi gram bột

Khả năng được giữ dầu được xác định theo các công thức sau:

Wr là khối lượng phần cặn của huyền phù bột sau khi ly tâm (g)

Wi là khối lượng mẫu bột ban đầu (g)

3.4.5 Phương pháp đo độ ẩm của bột nhào

Mục đích: Độ ẩm ảnh hưởng đến cấu trúc của bột nhào cũng như quá trình ép đùn ở công đoạn tiếp theo Độ ẩm của bột nhào đã được chứng minh là có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của nui (Schoenlechner và cộng sự, 2010) Vì vậy cần kiểm soát độ ẩm của bột nhào

Nguyên tắc: Sấy đến khối lượng không đổi để làm bay hết lượng nước tự do trong mẫu

Phương pháp thực hiện: Độ ẩm của các mẫu đã chuẩn bị được xác định bằng lò không khí nóng ở nhiệt độ 105±5 o C theo phương pháp AOAC 925.10 (AOAC 2005) (Hawa, 2018)

Phần trăm ẩm tính theo khối lượng bột nhào (%):

Trong đó: m1: khối lượng đĩa và bột nhào trước khi sấy (g) m2: khối lượng đĩa và bột nhào sau khi sấy (g) m: khối lượng bột nhào ban đầu (g)

3.4.6 Phân tích cấu trúc của bột nhào

Nguyên tắc: Phân tích cấu trúc TPA CT3 (Texture Principle Analysis) trong thực phẩm là phương pháp dùng lực nén cơ học để xác định kết cấu của sản phẩm thực phẩm Thực hiện thí nghiệm mô phỏng lại lực cắn, nhai nghiền của răng và đánh giá được nhiều thuộc tính cấu trúc như độ cứng, độ đàn hồi,… Sử dụng lực nén 2 lần liên tiếp, thu nhận kết quả là đường cong thể hiện mối quan hệ giữa lực nén sử dụng với thời gian (Bourne, 2002)

Tiến hành: Các mẫu bột nhào được chuẩn bị trong cùng điều kiện, được nặn thành các khối hình trụ kích thước cao 2 cm, đường kính 1,5 cm để phù hợp với đầu dò của máy Tất cả các mẫu được phân tích lặp lại 5 lần với thông số được thiết lập trên phần mềm như bảng sau

Bảng 3.5 Thiết lập thông số đo cấu trúc bột nhào

Kiểu đo (Test type) TPA

Lực kích hoạt (Trigger Load) 5 g

Tốc độ đầu dò (Test Speed) 1 mm/s

Tốc độ thu đầu dò (Return at) Test Speed Đầu dò (Prode) TA-AACC3

Bàn cố định (Fixture) TA-RT-KIT

Số lần nén (Cycle Count) 2

Hình 3.5 Phân tích cấu trúc bột nhào

Kết quả tính toán được ghi lại bởi phần mềm xử lý số liệu của máy phân tích, bao gồm:

 Độ cứng (hardness) được định nghĩa là lực nén lớn nhất đo được trong lần nén đầu (N)

 Độ đàn hồi (spinginess) là tỉ số khoảng cách thời gian giữa lần nén 2/lần 1 Cho biết sự đàn hồi sau khi chịu biến dạng ở chu kỳ nén 1 (Ankara, 2005)

 Độ cố kết (conhesiveness) tỉ số diện tích vùng dưới đường nén giữa lần nén 2/lần 1 Cho biết khả năng mẫu có thể chịu được biến dạng trong chu kỳ thứ 2 như thế nào (Ankara,

2005) Nếu cấu trúc của mẫu bị phá hủy hoàn toàn trong lần nén đầu tiên thì tỉ lệ này bằng không Nếu mẫu đàn hồi tốt và không bị hư hại gì bởi lần nén đầu tiên, tỉ lệ này là 1,0 Hầu hết các sản phẩm thực phẩm sẽ rơi vào khoảng từ 0 đến 1

 Độ kết dính (Adhesiveness) là năng lượng và lực cần thiết để tách một đầu dò khỏi mẫu trong hành trình quay trở lại và được tính bằng diện tích dưới đỉnh âm khi đầu dò rút ra sau lần nén đầu tiên

3.4.7 Phương pháp phân tích độ ẩm nui gạo

Mục đích: Độ ẩm của nui gạo có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình bảo quản sản phẩm

Vì vậy cần kiểm soát độ ẩm của nui gạo

Nguyên tắc: Sấy đến khối lượng không đổi để làm bay hết lượng nước tự do trong mẫu

Phương pháp thực hiện: Độ ẩm của các mẫu đã chuẩn bị được xác định bằng lò không khí nóng ở nhiệt độ 105±10 o C theo phương pháp AOAC 925.10 (AOAC 2005) (Hawa, 2018)

Phần trăm ẩm tính theo khối lượng nui (%):

Trong đó: m1: khối lượng đĩa và nui trước khi sấy (g) m2: khối lượng đĩa và nui sau khi sấy (g) m: khối lượng bột nhào/bánh ban đầu (g)

3.4.8 Phương pháp phân tích độ gãy vỡ của nui sấy khô

Phân tích thống kể

Phần mềm SPSS 8.0 cho Windows được sử dụng để thực hiện các phân tích thống kê

Sự khác biệt trong các mẫu nui do làm giàu mầm lúa mì thô và nấu bằng lò vi sóng đã được kiểm tra ý nghĩa bằng cách sử dụng phân tích kỹ thuật phương sai (ANOVA) Kiểm tra nhiều phạm vi của Duncan được sử dụng khi phân tích phương sai chỉ ra sự khác biệt đáng kể về phương tiện Mức ý nghĩa của P