nghiên cứu ảnh hưởng của chất xơ đến tính chất cấu trúc của mayonnaise không trứng từ aquafaba đậu ván

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒAXÃHỘI CHỦ NGHĨA VIỆTNAMTRƯỜNG ĐẠIHỌCCÔNG NGHIỆP Độc lập -Tự do - Hạnh phúcNHIỆM VỤ LUẬN VẪN THẠC sĩHọ tên học viên: Ngô Trung ChánhNgày, tháng, năm sinh:Nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu

Đetài nghiên cứu được thực hiện với mục tiêu nghiên cứu : khảo sát sự ảnh hưởng củaxơ đậu HàLan, xơ cam quýt và xơ lúa mìtrên sản phẩm mayonnaise không trứng từ aquafabađậu ván.

Với các mục tiêu cụ thể:

- Đánh giá sự ảnh hưởng của aquafaba từ đậu ván đến tính chất của mayonnaise không trứng.

- Đánh giá sự ảnh hưởng của xơ đậu Hàn Lan, xơ cam quýtvà xơ lúa mì đến các tính chất cấu trúc của mayonnaise không trứngtừ aquafaba đậu ván.

- Đánh giá sự tươngquan giữa cấutrúc vi mô và tính chấtcảm quan và tính chấtcấu trúc của mayonnaise không trứng.

Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Trong sản phẩm mayonnaise truyền thống, trứng gà làthànhphần chínhđóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên hương vị, độ béo đặc trưng và góp phần quan trọng trong việc ổn định hệ nhũ tương của sản phẩm Các tác nhân thay thế trứng có tác dụng tương tự đang được tập trung nghiên cứu nhằm phát triển dòng mayonnaise không trứng Do đó nghiên cứu cung cấp thêm các tư liệu khoahọc về sự ảnh hưởng của chất xơđến đặc tínhcấu trúc như độ nhớt, khảnăng giữ nước, độ bền nhũ, tương quan tính chấtcảm quan và cấu trúc vi mô, của sản phẩm mayonnaise không trứng, cung cấp dẫn chứng khoa họcvềtươngtác giữa aquafaba và chất xơ, đem đến hướng nghiên cứu mới trên các sản phẩm thuần chay.

Với mục đích phát triển sản phẩm mayonnaise không trứng từ các nguyên liệu thực vật, chấtxơ được sử dụng với tiềm năng ứngdụng cao Sản phẩm mayonnaisekhông trứng đang được quantâm và góp phần đáp ứng xu hướng đa dạng thị hiếu của người tiêu dùng, đặc biệt thích đem đến sự lựa chọn đa dạng hơn cho nhóm ngườitiêu dùng với nhu cầu đặc biệt như hợp với người ăn chay và người tiêu dùng dị ứng andegg.Kết quảnghiên cứu cũng thúc đẩy nhiều tiềm năng ứng dụng cho hướng phát triển sản phẩm mới của nhóm sản phẩm vegan và và góp phần thúc đẩy xu hướng thực phẩm bền vững từthực vật.

TỔNG QUAN

Tổng quan về mayonnaise

Mayonnaise là sản phẩm sốt gia vị được yêu thích, đặc biệt làtrẻ em và thanh thiếu niên và ngàycàng phổ biến khi kếthợpvới đa dạng các món ăn nhưgà rán, khoai tây chiên, bánh mì, Theo TCVN 8739:2011, mayonnaise là sản phẩm thu được bằng cách nhũ hóa dầu thực vật trong giấm ăn hoặc nước chanh với lòng đỏ trứng gà, có thể được bổ sung các thành phần gia vị khác [5] Định nghĩa về mayonnaise có đôi chútkhác biệt tuỳ vào đặc trưng củangười tiêu dùng giữa các quốc gia Do đó, các biến thể của mayonnaise được sản xuất rất nhiều Theo quy định riêng biệt của từng quốcgia, nội dung ghi nhãn được xác định theo luật và cần tuân thủ về việc ghi đầy đủ thông tin theo quy định nhằm giúp người tiêu dùng nhận biết các sản phẩm mayonnaise khácnhau.

Khác với nền ẩm thực của các nướcchâu Á khi các nguyên liệu được tẩm ướp cầu kỳ vànhiều gia vị, nguyên liệu trong món Âu thường đượcchếbiến đơn giản như hấp, luộc, nướng, với rất ít gia vị Sự khác biệt làm nên hương vị chuẩn và đặc trưng của các món Âu đến từ thành phần quan trọng là nước sốt Trong thế giới ẩm thực hiện đại, có sáu loại nước sốt mẹ (Mother Sauce) bao gồm năm loại nước sốt nóng (Béchamel, Espagnole, Hollandaise, TomatoSauce và Velouté) và mộtloại nước sốt lạnh, tức là sotMayonnaise Mother sauce hay “sotmẹ”, sotnền là những loại sot cơ bản nhất, nền tảngđể các đầubếp Âu sáng tạo nên rất nhiều các loại sốt với các hương vị khác, giúp món ăn được đa dạng mùi vị và màu sắc Bằng cách thêm một vài nguyên liệu, các đầu bếp cóthểtạo ra hàng trăm biến thể nếu biết mình có kiến thức cơbản về cách chế biến nước sốt mẹ Trong các sách hướng dẫn và sách dạy nấu ăn do các đầu bếp hàng đầu thế giới như G Auguste Escoffier, Jules Gouffe, Antoine Carême hoặc thậm chí là sách dạy nấu ăn của Prosper Montagne xuất bản, mayonnaise được coi là nước sốt mẹcho tấtcả các loại nước sốt lạnh [6].

Mayonnaise là ví dụ điển hình nhất vềnhũ tương được sử dụng rộng rãi trong nhiều sản phẩm khác nhau như bánh mì kẹpthịt, bánhmì sandwich, nướcchấm, salad, v.v. Việc sử dụng Mayonnaise đang diễn ra rộng rãi vànhiều đến mức có thể thấy nó từ mộtnhà hàng sang trọng cho đến mộtngười bán thức ăn đường pho Mayonnaise là một ví dụ hòan hảo về nhũ tương của những nguyên liệu rất cơbản có sẵn trong nhà bếp như dầu ăn, trứng, đường, muối, và một số loại gia vị tùy sở thích Đây là loại sốt đơn giản, dễ làm và hương vị thì tuyệt vời Bên cạnh đó, một lọ sot mayonnaise đã chế biến cũng trở thành một nguyên liệu tiệndụng trongnhàbếp, giúp cácđầu bếp gia tăng hương vị món ăn và sáng tạo thêm nhiều món ăn mới Mayonnaise là một trong những loại nước sốt chính trong cáchnấu ăn truyền thống củaPháp, vì vậy nó lànguồn nguyên liệu cho nhiều loại nước sốtlạnh khác và nhiều loại nước sốt khác cho món salad như Tartar Sauce, Thousand Island, Honey Mustard Sauce, Pesto Mayonnaise, Cocktail Sauce, Aioli, Remoulade, Gribiche, [6].

Sự pháttriển của ngành dinh dưỡng và khoa họcthựcphẩm kèm theo sự tác động rất lớn của truyềnthông, người tiêu dùng ngày nay rất quantâm đến chấtlượngsản phẩm và các thông tin ghi nhãn cũng như thông tin quảng cáo liên quan như hàm lượng calo, giátrị dinh dưỡng,các thành phần trong sản phẩm có phù hợp với chế độăn mà người sử dụng đang tiêu thụ hay không, Do đó, các sản phẩm truyền thống như mayonnaise ngày càng cải tiến liên tục để đáp ứng nhu cầu ngàycàng caocủa khách hàng Một trong những hướng nghiên cứu được tập trung phát triển là sử dụng các nguyên liệu khác nhau để thay thế vai trò của trứng trongmayonnaise truyền thống.

Lòng đỏ trứng đóng vai trò tương tự như chất nhũ hóa được sử dụng phổ biến trong mayonnaise vì những phẩm chất nổi bật của nó cho cả việc hìnhthành nhũ tương và cách mà nhũ tương lòng đỏ trứng kết tụ để tạo ra cấu trúc Thành phần của lòng đỏ trứng có chứa lecithin phospholipid và một so protein và lipoprotein bao gồm lipovitellin, lipovitellinin và livetin [7] Các nguyên liệu và phụ gia có tác dụng tương tự như lòng đỏ trứng hiện đang tập trung vào các xu hướng sau:

Chất nhũ hóa: bao gồm protein từ sữa (whey protein, caseinat), protein thực vật (đậu và protein từ đậu), phospholipid (lecithin), chất nhũ hóa có nguồn gốc từ chất béo (mono- và diglyceride, và este của mono- và diglyceride), carbohydrate - chất nhũ hóa có nguồn gốc (este tinh bột, este sucrose và polysorbates), và hydrocolloid (gômarabic)(Sheldrake 2003) Cácchấtnhũ hóa này chủ yếu là không ion (ví dụ, monoacylglycerol,este sucrose của axit béo), anion (ví dụ, axit béo), hoặc zwitterionic (ví dụ, lecithin) (McClements và Demetriades 1998; McClements 2005b).

Phụ gia làmđặc: đạiphân tử polysaccharide (gums), pectin, caseinmixen, tinh thể chấtbéo, tinh bộtvà tinh bột biến tính, các sản phẩm dạng sợi rắn từ các nguồn khác nhau như khoai tây, yến mạch và lúa mì, [8].

1 ĩ 2 Cấu trúc hệ nhữ tương của mayonnaise

Theo quan điểm kỹ thuật, mayonnaise là nhũ tương dầu trong nước (O / W) Mayonnaise truyền thống là hỗn hợp của trứng, giấm, dầu và gia vị (đặc biệt là mù tạt).Mayonnaise làm theo kiểu này thườngchứa70-80%chất béo Trong mộthệ nhũ tương lý tưởng bao gồm các giọt hình cầu được phân tán trongphaliên tục, pha phân tán chỉ có thể chiếm tối đa 74% tổng thể tích Tuy nhiên, trong mayonnaise, dầu có thể chiếm 75% hoặc hơn tổng khối lượng Điều này có nghĩa là các giọt dầu trở nên biến dạng so với hình cầu bình thường của chúng Sự phân bố chặt chẽ của các giọt cũng chophép chúng tương tác rấtmạnh với nhau Phaphân tán là các giọtdầu kích thước trung bình từ 2 - 10 pm [9].

Sự kếthợp của những thành phần này đãtạo cho mayonnaise truyền thống có độ nhớt cao (Harrison & Cunningham, 1985) Cường độ tương tácgiữa các giọt dầu phụ thuộc vào lực hút van der Waals, được cân bằng ở một mức độ nào đó bằng lực đẩy tĩnh điện và lực đẩy steric Chất lượng của nhũ tương sẽ phụ thuộc vào sự cân bằng phù hợp giữa các lực này: lực hút quá mạnh sẽ kéo các giọt lại với nhau khiến pha nước bị ép rangoài và thúc đẩy sự kết tụ của các giọt Lực đẩy quá mạnh sẽ cho phép các giọtdễ dàng trượt qua nhau Điều này sẽ tạo ramộtnhũ tương có độ nhớtthấp và dễ bị tách lớp khi cácgiọt dầu lắngxuống và nướcthoátrangoài [9].

Tổng quan nguyên liệu

1.2.1 Đậu ván và Aquafaba Đậu ván, tên khoa học là Labỉabpurpureus [10], là một giống họ đậu, thường được trồng trong vưòn nhà, được ăn như rau Các loại đậu này cũng được sửdụng ở Nhật Bản dưới dạng fujimame, ỏ Trung Đông, Trung Mỹ và Brazil [11], Tuỳ thuộc vào màusắc có thể phânthành hai loại đó là đậu ván trangvà đậu vántím. Ở Ân Độ, đậu ván được trồng trên đồng ruộng ở Madhya Pradesh, Maharashtra, Andhra Pradesh và Tamil Nadu, chiem 80% tong diện tích trồng đậu ván ở Maharashtra vàrộng khoảng 60.000 ha Đậu vánđược coi là mộtnhóm thực phẩm thực vậtrấtquan trọng, đậc biệt ởcác nước đang phát triển, lànguồn cung cap protein rẻ tiền, nơi mà protein động vật khanhiếm Loại cây trồng nàythường được một số lượng lớn người dân ÂnĐộ ăn chay sử dụng trong chế độ ăn uống củahọ Ngoài protein, chúng còncung cấp đầy đủ các khoáng chất như natri, kali, canxi, magie, photpho và sat, vitaminvà carbohydrate Loại cây trồng này được trồng với nhiều mục đích, chủ yếu được trồng để lấy quả non, hạt còn xanh để làm rau trong khihạt khô được sử dụng trong nhiều che biến thựcphẩm [12],

Cây đậuván có khả năng phục hồi cực kỳ tốt ở nhữngvùngthường xuyên bị hạn hán vàtăng cường độ phi nhiêu của đất thông qua quá trình cố định đạm, có tác dụng tuyệt vời như một loại cây che phủ, chịu hạn, là nguồn nguyên liệu sản xuất thức ăn thô xanh tốt, tạo ra phânxanh cực kỳ tốt và được sử dụng luân canh với cây trồng hàng năm Đậu lục bình được sửdụng làm phân xanh có khảnăng cố định đạm giúp cải thiện chấtlượng đấtvàbảovệ đất khỏi bị xói mòn do hệthống rễ rộng lớn của nó [13].

Hàm lượng protein trong hạt đậu ván thay đổi từ 24,70 - 25,06% (Phưong pháp Lowry) [14] Trong 100g đậu ván khô chứa25,6ghoặc 64% chất xơ Đậu ván làsản phẩm thực phẩm không chứa gluten, là mộttrong những thực phẩm có chứa một số vitamin B phứctạp nhiều nhấtnhư thiamin, pyridoxine, riboflavin, acid pantothenic, folates vàniacin Hau hetcác vitamin này hoạt động như làcộng tố củacác enzyme trong hoạt độngchuyển hóacarbohydrate, chấtbéo và protein [15]. Đậu ván còn chứahợpchấthóa học mang hoạt tính sinhhọclàsaponin Saponin được chứng minh có tác dụng dược phẩm như vaccinetăng cường khảnăngchốngungthư và chống vi trùng Saponin có khả năng giảm cholesterol ở một số các loài động vật như động vật có vú bao gồm cả con người Ngoài ra, trong quá trình tiêu hoá và hấp thu lipid tại gan và ruột non, saponin đóng vai trò như chất hoạt động bề mặt bằng cách hình thành cácmixen với acid mật, do đó ức chế được khảnăng tái hấp thu của lipid [16].

Hiện nay, aquafaba phổ biến trong cộng đồng thuần chay, có mặt trong nhiều loại thực phẩm (bánh, sốt, bơ và kem, v.v.) [17] “Aquafaba” là thuật ngữ dùng để mô tả chất lỏng sền sệt được hình thành trong quá trình nấu các loại hạt họ đậu hoặc chất lỏng gặptrong các sản phẩm đóng hộp các sản phẩm hạt họ đậu [18] Nhiều nghiên cứu trước đây đã cho thấy rang aquafaba đóngvai trò như một thành phần có giátrị với các đặc tính chức năng mong muốn (như tạo bọt, nhũ hóa và liên kết chất béo, khảnăng giữ nước cao, có khả năng tạo gel) cóthể được sử dụng trong nhiều công thức khác nhau để thay thế trứng và sữa [18] Hiện nay protein từ các cây họ đậu là nguồn thay thế protein động vật hiệu quả trong nhiều sản phẩm thực phẩm như sốt trộn salad và thịt gà giả (chicken nugget), [19], [20] Aquafaba là nguồn nguyên liệudinh dưỡng, khảnănggâydị ứng thấpnên an toàn cho nhiều đối tượng tiêu dùng Thêm vào đó các loại hạt từ cây họ đậu có sản lượng cao và giá thấp nên aquafaba nguồn nguyên liệu có giá tương đối thấpvà khối lượng sản xuất cao nên cótiềm năng đượccác nhà sản xuất công nghiệpủng hộ [21].

Vàonăm 2018, Damian và các cộng sự đã chứng minh lànướcnấu đậu có khả năng tạo bọt, trongtrường hợp đậu xanh garbanzo và đậu Hà Lan vàng, khi được sử dụng thay thếtrứng trongmeringues Hiểu rõ hơn về hàm lượng phytochemical và các đặc tính nhũ hóa của aquafaba có thể mởrộng các ứng dụng của chúng Thành phầnchính xác của aquafaba phụ thuộcvào nguyên liệu đậu và đây làhỗn hợp của carbohydrate, protein và nước (Shim và cộng sự, 2018) cũng như chứa các hợp chat phenolic và saponin (Damian và cộng sự, 2018) [18] Với sự hiện diện của các thành phần này tạonên tính chất chức năngtạo bọttốt của aquafaba Ngoài ra với hàm lượng protein vàchất xơ trong aquafaba đều có hoạt tính nhũ hóa cao Tấtcả các nhũ tương đều cực kỳổn định, không thay đổi sau khi bảo quản 1 ngày; có thểlà do saponin cótác dụng hoạt động bề mặt gópphần ổn định được nhũ tương [22], [23].

Aquafaba tạobọt được lànhờproteinbị biến tính, kết hợp với tác dụngcủa saponin. Saponin là một nhóm glycoside tự nhiên có nguồn gốc từ thực vật, được đặc trưng bởi tính chất tạo bọt mạnh trong nước Sự hiện diện của saponin đã được báo cáo ở hơn 100 họ thực vật, trong đó ítnhất 150 loại saponin tự nhiên đã được phát hiện có đặc tính chốngung thư đángkể [24] Saponin làglycosidechứamộthoặcnhiều chuỗi đường trên trục triterpene hoặc steroid aglycone còn được gọi là sapogenin, do đó chúng thể hiện tính chất lưỡng tính có khả năng tạo bọt và tạo nhũ trong aquafaba tương tự như chất hoạt động bề mặt [25] Với những tính năng hữu ích ay, aquafaba đậu ván có khảnăng ứng dụng cao trong nhiều dòng sản phẩm trong tương lai, đặc biệt là các sản phẩm thuần chay. ĩ 2.2 Xơ cam quýt

Sản lượng trái cây họ Citrus trên thế giới không ngừng tăngtrưởngbởi hương vị thơm ngon được người tiêu dùngyêu thích và giátrị kinh tế cao đối với các nước đang phát triển có nền nông nghiệp chiếm tỷ trọng cao Tổng sản lượng trái cây họ Citrus hàng năm trên thế giới trong giai đoạn từ2011 đến 2016 khoảng 123-131 triệu tan (FAO,

2017), trong đó cam chiếm trên 50% tổng sản lượng Song song đó, các sản phẩm phụ dạng sợi từ loại quả này rất dồi dào, có tiềm năng ứng dụng cao Các sản phẩm phụ (vỏvà cùi cam quýt) của các ngành này chủ yếu làchất xo, chiếm 55-60%trọng lượng quả tươi [26], [27] Xơ cam quýt đang đượccông nhận rộng rãi làphụ gia thực phẩm có vịtrung tính cóthể cải thiện cấutrúc của sản phẩm thựcphẩm một cách hiệu quả Hơnnữa, xu hướng dinh dưỡng an toàn thựcphẩm đãthúc đẩy việc tiêu thụ các nguyên liệu cóchứa thành phần tốt cho sức khoẻnhư chất xơ có từ tráicây họ Citrus Với sự xuất hiện của phong trào nhãn sạch, nhu cầu về các nguyên liệu thực phẩm tự nhiên và dinh dưỡng đã tăng vọt, góp phần làm tăng ứng dụng chất xơ từ trái cây họ citrus vào sản xuất công nghiệp.

Chất xơ đóng một vai trò quan trọng đối với sức khỏe conngười Chế độ ăn giàu chất xơ có liên quan đến việc ngăn ngừa, giảm thiểu và điều trị một số bệnh, chẳng hạn như bệnh túi thừa và tim mạch vành Các tác dụng sinh lý có liên quan đến các đặc tính lý hóa và chức năng của chấtxơ Chất xơ thực phẩm thu được bằng các phương pháp khác nhau và từ các nguồn khác nhau, hoạt động khác nhau trong quá trình vận chuyển qua đường tiêu hóa,tùythuộc vào thành phần hóahọc và đặc điểm hóalýcủa chúng và vào quá trình chế biến thực phẩm đó [4].

Chất xơ thường được phân loại là chất xơ hòa tan (SDF) và chất xơ không hòa tan (IDF) Ban đầu người ta cho rằng cách phân loại này có thể cung cấp một cách đơn giản để dự đoán chức năng sinh lý, nhưng điều này không phải lúc nào cũng đúng Tuy nhiên, tỷ lệ SDF / IDF quan trọng đối với cả đặc tính chức năng và chế độ ăn uống Người ta thường chấp nhận rằng những nguồn chất xơ thích hợp để sử dụng làm nguyên liệu thực phẩm phải có tỷ lệ SDF / IDF gần 1: 2 Chất xơ cam quýt cho thấy một số đặc tính chức năng, chẳng hạn như khảnăng giữ nước (WHC), khả năng trương nở (SWC), độ nhớt hoặc sự hình thành gel, khảnăng liên kết axit mật và khả năng trao đổi cation hữu ích hơn để hiểu tác dụng sinhlý của chế độ ăn chất xơ, hơn làthành phần hóa học đơn thuần Những đặc tính này liên quan đến cấu trúc nền xốp được hình thành bởi các chuỗi polysaccharide cóthể giữ một lượng lớn nước thông qua các liên kết hydro Tính chất chức năng của chất xơ phụ thuộc vào tỷ lệ IDF /

SDF, kích thước hạt, điều kiện chiết xuất và nguồn thực vật Nghiền chất xơ khô thành bộtmịncó thể ảnh hưởng xấu đen cảWHC và SWC của nó Hiệu quả không chỉ do giảm kích thước hạt mà còn do thay đổi cấutrúc nền sợi [4],

Hình 1.2 Xơ cam quýt Chất xơ cam quýt là loại chất xơ cónguồngốc từ các loại trái cây họ Citrus mà chủ yếu là cam, chanh và bưởi Trong thành phần có chứa xơ không hòa tan và/hoặc xơ hòa tan Hiệnnay loại chất xơ này được sử dụng như một nguyên liệu hay phụ gia thực phẩm có tác dụng như chat ổn định cấu trúc vàchất giữ ẩm trong các sản phẩm nhưsữa chua, mayonnaise ít béo, kem, cũng như các sản phẩm từ thịt vàgiacầm đã quachebiến Xơ cam quýt có phẩmchất tốt hơnso với các loại xơ ăn kiêng khácbởi có chứa các hợp chất hoạttính sinh học như flavonoid, polyphenol và carotenes [28], [29],

Thành phần carbohydrate làthành phần chính chiếm khoảng 80% trong xơ cam quýt, trong đó pectin chiếm 42,25% và cellulose chiếm 15,95% Một số thành phần pectin như ví dụ axit galacturonic có tính axit và tích điện vì vậy xơ cam quýt được ứng dụng bởi độ nhớt hoặcđặctínhtạokeo biểu kiến(Willats et aỉ., 2006) Song songđó, Hemicellulose cũng chiếm tỷ lệ đáng kể trong thành phần xơ cam quýt (khoảng 10,06%) Do cấu trúc phân nhánh, vô định hình dẫn đen diện tích bề mặt lớn, Hemicellulose hydrat hóatạo nên độ nhớt biểu kiếnvà khả năng giữ nước cao (Wen etaỉ., 1998) Do đó, pectin và hemicellulose trong xơ cam quýt có thể là mộtyếu tố góp phần hình thành các đặc tính chức năng nhưtăng khả năng tạo độ nhớtvà khả năng giữ nước của xơ cam quýt[30],

Các loại đậu thường được ủng hộ trong thực đơn của người phương Tây vì tác dụng dinh dưỡng có lợi của chúng Chúng được coi lànguồn cung cấp carbohydrate cấu trúc tốtchủyếu do hàm lượng chất xơ hòa tan (SDF) cao hơn khi so sánh với các loại thựcphẩm thực vật giàu chất xơ khác như ngũ cốc và củ [31].

Năm 2014, sảnlượng đậu Hà Lan khô trêntoàn cầuđạt khoảng 11 triệu tấn Canada, Liênbang Ngavà Trung Quốc là các nhà sản xuất chính, vỏ hạt, chiếm khoảng 10 đến 14% tổngkhối lượng hạt đậu, là sản phẩm phụ đầu tiên,chứa hàm lượng chất xơ lớn Chấtxơ đậuHà Lan (pea fiber) là một nguồn thực phẩm giàuxenlulozacó chứa pectin ít methoxylhóa Xyloglucan vàxylogalacturonanlà những loại hemicelluloses phổbiến nằm trong thành tếbào vỏ hạt đậu Ba mạnglướipolysaccharide tương tác giữa chúng dẫn đến một cấu trúc dày đặc chặt chẽcản trở khả năng liên kết nước của mỗi mạng Ngoài ra, kích thước hạt có ảnh hưởng đếncác đặc tính hydrat hóa Tùy thuộc vào quá trình vànguồn được nghiên cứu,việc giảm kích thước của chất xơ ăn kiêng cóthểcótác độngtiêucực (tức là phá vỡcấu trúc tế bào như vimao quản hoặc vi hạt) hoặc có lợi (tức là tăng diện tích cụ thể và độ xốp) [32].

Phương pháp nghiên cứu

1.3.1 Phương pháp thu nhận aquafaba

Chất lượng aquafaba bị ảnh hưởng bởi thời gian ngâm và nấu đậu (Shim, Mustafa, Shen, Ratanapariyanuch, & Reaney, 2018) dẫn đến các tính chất chức năng cũng bị ảnh hưởng [42] Thành phần hạt đậu và kiểu gen, quá trình nấu bao gồm thời gian, nhiệt độ ảnh hưởng đến tính chức năng của aquafaba [43] Tính chất chức năng của aquafaba không bị ảnh hưởngbởi mức độNaCl tăng trong các thử nghiệm tạobọt và nhũ hóa được tiến hành; tuy nhiên, những thay đổi về độpH ảnh hưởng đến tấtcảcác kết quả thử nghiệm ngoại trừ khả năngtạo bọt, đượcđánh giábằng độ hấpthụ tia cực tím và kích thước hạtnhũ tương ngược với ứng suất (Pa) [44].

Trong quá trình tổng hợp dữ liệu tham khảo của các nghiên cứu trước đây có liên quan đến aquafaba như Buhl, Christensen, & Hammershoj, 2019 ; Lafarga, Villaró, Bobo, & Aguiló-Aguayo, 2019 ; Meurer, de Souza, & Marczak, 2020 ; Mustafa, He, Shim, & Reaney, 2018 ; Shim và cộng sự, 2018 ; Stantiall và cộng sự, 2017, và trên thực tế, ba trong số chúng sử dụng aquafaba làm nước rúttừ lon đậu gà [45] Do đó, sự cần thiếtcó nghiên cứu về quá trình thu nhận aquafaba từ đậu tưoi nấu chín trong điều kiện được kiểm soát cẩn thận và nghiên cứu về các đặc tính chức năng của nó. Tính chất của aquafaba từ đậu ván như khảnăng tạo bọt và nhũ tưongvà độ ổn định của chúng phụ thuộc vào nhiều yếu tố nên cần được nghiên cứu kỹ lưỡng.

1.3.2 Phương pháp xác định cấu trúc vi mô

Hình thái, cấu trúc vi mô của nhũ tưong không thể quan sát bằng mắt thường một khi nó nhỏ hon 100 pm [12,13] Sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã cung cấp các phưong tiện kính hiển vi hiện đại cho phép quan sát vàthu thậpthông tin vềcấu trúc bề mặt và bên trong củanhũ tưong Việcnghiên cứu cấu trúc nhũ tương sử dụng kỹ thuật hiển vi đặc biệtđược sử dụng giúp thu nhận được thông tin trực quan và có độ tin cậy cao Hơnnữa, sựphân bố kích thước hạt nhũ tương và sự tiến triển của sự mất ổn định hệ nhũ tương có thể được nghiên cứu thông qua phương pháp quan sátbằng kính hiển vi [46].

Hiện naykínhhiển vi điện tử (EM) là một trong những thiết bị phổ biến được sử dụng để quan sát hình thái và cấu trúc vi mô của hệ nhũ tương Có hai loại kính hiển vi điện tử: kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và kính hiển vi điện tử quét (SEM) TEM thu đượchình ảnh có độ phân giải cao bằng cách hướng một chùm điệntử lên mẫu vật, trong đó điện tử được truyền đi và tương tác với phân tử chứa [41] VớiTEM cóthể kiểm tracác chi tiết nhỏ của cấu trúc vi mô, trạng thái tinh thể và hình chiếu của mẫu vật Để truyền electron hiệu quả hơn, độ dày của mẫu được sử dụng cho TEM phải là siêu mỏng, thường là RUiôNCS 400ml

Hình 1.5 Mộtsố sản phẩm mayonnaise không trứng trên thị trường

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CÚƯ

Phương tiện nghiên cứu

2 ỉ 1 Địa điểm và thời gian

Luận văn đượcbố trí thực hiện tại 2 phòng nghiên cứu:

Phòng F7.4 - Phòng thí nghiệm trungtâm 2 thuộc Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm, Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh, địa chỉ số

12 đường Nguyễn Văn Bảo, phường4, quận Gò vấp, Tp Hồ Chí Minh.

Phòng R&D Nghiên cứu và Phát triển sản phẩm, Công ty cổphần Thực phẩm Ban Mai Xanh, địa chỉ số 467/86 đường Lê Đức Thọ, phường 16, quận Gò vấp, Tp.

Thời gian thực hiện: từ tháng 04/2021 đến tháng 10/2021.

2 1.2 Dụng cụ và thiết bị

Becher (50, 100,250ml), bình địnhmức 100ml,ốngnghiệm các loại, ống đong

Máy quang phổ so màu.

Thiết bị đo cơ lý BROOKFIELD, model CT3 4500, công suất 90 - 265V ~ 50/60Hz, Power 150VA tại phòng F4.05 thuộc Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm.

Máy so màu cầm tay Minolta Chromameter, model CR-400 của Công ty Minolta Camera,Nhật Bản.

Các thiết bị cằn như Cân điện tử Shimadzu độ chính xác 0,0 Ig, cân điện tử Ohaus độ chính xác 0,000 Ig.

Ngoài ra một số dụng cụ và thiết bị cần thiết khác được sử dụng khi cần thiết trong quá trình nghiên cứu.

Dung dịch albumin 0,1%,thuốc thử Bradfordvới thành phần trong 100ml như sau: phosphoric acid 85%, Coomassie Brilliant Blue 0,0010g; ethanol tuyệt doi 4,7g Coomassie Brilliant Blue được hòa tan trong ethanol trong lọ tối màu có nắp đậy, phosphoric acid được bổ sung và định mức 100ml bằng nước cất Dung dịch được lắc đều và bảoquản lạnh dưới 4°c.

Dung dịchchuẩn natri thiosunfat 0,lM (TrungQuốc), acidcitric, vanillin acid acetic 5%; acid perchloric (HCIO4), ethyl acetate, acid axetic, chloroform, kali iotua.

Nguyên liệu nghiên cứu

Đậu ván của Công ty TNHH TM DVPhú Minh Tâm.

Natribenzoat, Kali Sorbate, Butylated Hydroxytoluene (BHT) củaCông Ty TNHH DKSHViệt Nam.

Màu beta-carotene 10% CWS/M của DSM Nutritional Products Ltd., USA.

Xo cam quýt là sản phẩm của Fiberstar, Inc (Florida, USA).

Xo đậu HàLan là sản phẩmcủa Cosucra Groupe Warcoing S.A (Belgium).

Xơ lúa mì là sản phẩm của J Rettenmaier& Sohne (JRS) (Đức)

Dầu Đậu Nành Nguyên Chất MEIZAN củaCông Ty TNHH CALOFIC.

Muối Tinh Bạc Liêu của Công Ty cổ Phần Muối BạcLiêu Đườngmía Toàn Phát của Công tyTNHH TM Toàn Phát.

GiấmGạo Lên Men Li sa của Công ty Ajinomoto Việt Nam.

Bột mù tạtvàng của Daesang Holdings Co., Ltd., Korea

Xan than gum là sản phẩm của CP Kelco(Shandong)Biological Co., Ltd, ChinaGuar gum là sản phẩm của Haji Dossa Nutralgum (PVT.) Ltd.,Pakistan

Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Xây đựng Quy trình sản xuất dự kiến mayonnaise không trừng từ aquafaba đậu ván

Hình 2.1 Quy trình sản xuấtmayonnaisekhông trứng

Thuyếtminh quy trình a) Nguyên liệu đậu ván có nguồn gốc rõ ràng, phải đạt chất lượng, còn hạn sử dụng Nguyên liệu đậu ván trước khiđưa vào nghiên cứuđược xác địnhcác chỉ tiêu chất lượng như độ ẩm của hạt, thành phần dinh dưỡng của đậu ván, hàm lượng saponin có trong nguyên liệu. b) Phân loại, rửa: đậu ván được phân loại, loại bỏ các hạt lép, hỏng, mốc, côn trùng, tạp chấttrong quá trình bảo quản, để tăng độ chính xác cho nghiên cứu Sau khi phân loại, đậu ván được rửa với nước sạch nhiều lần và để ráo nhằm loại bỏ tạp chất và bụi bẩn. c) Xay: đậu ván sau khi rửa sạch và để ráo đượcxay theo các kích cỡ theo yêu cầu nghiên cứu nhằm mục đích thu nhỏ kích thước, phá vỡ cấu trúc hạt đậu, giảm kích thước hạt đậu, tạo thuận lợi cho quá trình thu nhận aquafaba đậu ván có chứa protein hòatan và saponin. d) Ngâm: nguyên liệu đậu ván sau khi xayđược ngâm ở các tỷlệ nướckhác nhau theo bố trí thí nghiệm nghiên cứu và ủ trong 8 giờ ởnhiệt độ phòng. e) Nấu: đậu đã ngâm ủ được cho vào nồi nấu bằng bếp điện hồng ngoại ở công suất ban đầu là 2000W chođến khi sôi Hạ công suất bếpxuống400W vàtiếptụcgia nhiệt trong trong 45 phút sau đó ủ trong 15 phút. f) Lọc: Dịch nấu đậu sau khi ủ được lọc bằng rằy inox, sau đó lọc qua vải lọc nhằm thu nhận aquafaba Dịch đượcđể nguội đến nhiệt độ phòng.Aquafaba đậu ván được bảo quản ở nhiệt độ lạnh đông trong tủ lạnh nhằm hạn chế sự biến đổi chất lượng để sử dụng cho các thí nghiệm Phần bã đậu sẽ được dùng làm nguyên liệu trongcác đề tài nghiên cứu có liên quan. g) Phối trộn: mẫu mayonnaise không trứng (mỗi mẻ 200g) được chuẩn bị theo quy trình của Nikzadevà cộng sự (2012) có sự điều chỉnh Quy trình gồm ba bước: Bước 1: aquafabađược trộn với muối, đường, mù tạt và chấtổn định vàchấtnhũ hóa với nhau bằng máy đánh trứng Bluestone BLB-5251 Sau đó, một phần nhỏ trong tổng số dầu đã được sử dụng Các thành phần được trộn trong khoảng 30s - 1 phút.Bước 2: giấm được trộn dần vào trong 30s Bước 3: cho hết lượng dầu còn lại vào hỗn hợp trộn trong khoảng 1 phút. h) Đồng hóa: mẫu mayonnaise sau khi phối trộn được tiến hành đồng hóa bằng máyđồng hóatốc độ cao Silverson MachinesL5M-A trong 1-3 phút Nhiệt độ đồng hóadưới 4°c. i) Thành phẩm: mẫu mayonnaise sau khi đồng hóa được chiết rótvàochai 250ml, bảo quản ở nhiệt độ ngăn mát tủ lạnh từ 5-10°C, sử dụng cho các thí nghiệm nghiên cứu tiếptheo.

Mau mayonnaise không trứng (mỗi mẻ 200g) được chuẩn bị theo quy trình củaNikzade và cộng sự (2012) có sự điều chỉnh như trên Thành phần theo tỷ lệ phần trăm khối lượng(w/w) các nguyên liệu như sau: aquafaba đậu ván 27,04%, dầu thực vật60%, giấm 7,5% (5% (w / v) axit acetic), muối 0,7%, mù tạt0,4%, đường 4%,hỗn hợp chất ổn định-chất nhũ hóa0,36%(hỗn hợp chấtnhũ hóa này bao gồm 6,6% mono- & diglyceride, 36,7% guargum và 56,7% xanthan gum), chấtbảo quản (natri benzoate 0,1%, kali sorbate 0,1%), chấtchống oxy hóa BHT 0,02%.

2.3.3 Phương pháp bổ trí thí nghiệm nghiên cứu

2.3.3.1 Sơđồ bồ trí thínghiệm tổng quát

Hình 2.2 Sơđồbố trí thínghiệm tổng quát

2.3.3.2 Nộidung nghiên cứu ỉ: Khảosátquá trình trích ỉy aquafaba từđậuván

- Mụcđích: xác địnhphương pháp trích lỵ đậu vánnhằm thu nhận aquafaba hiệu quả.

- Yếu tố khảo sát: kích thước đậu ván: xay mịn, xay thô, nguyên hạt và tỷ lệ đậu: nước (1:3; 1:4; 1:5; 1:6).

-Chỉtiêu khảo sát: độ nhớt, khả năng giữ nước (WHC), hàm lượng protein (mg/mL),hàm lượngsaponin (mg/mL), ES,EC.

2.3.3.3 Nội dung nghiên cứu 2: Đánh giá mâu mayonnaise từ aquafaba đậu ván

- Mau nghiên cứu: xốt Mayonnaise Aji-mayo của thương hiệu Ajinomoto và sản phẩm mayonnaise không trứng Egg Free Mayonnaise của thương hiệu Global Organics và mẫu mayonnaisekhông trứngtừ aquafabađậu ván.

- Mục đích: định vị mẫu sản phẩm mayonnaisekhông trứng từ aquafaba đậu ván

- Yếu tố khảo sát: tiêu chuẩn sản phẩm theo các quy định nhà nước, đặc điểm sản phẩm so với các sản phẩm cùng loại

- Chỉ tiêu khảo sát: các chỉ tiêu hoá lý, vi sinh vật, kim loại nặng theo quy định, các chỉ tiêu chấtlượng theo TCVN 8739:2011 về mayonnaise.

2.3.3.4 Nội dungnghiên cứu 3: Đánhgiá ảnh hưởng của các loại chất xơ đen cấu trúc của mayonnaisekhông trứng

- Mục đích: xác định tỷ lệ thích hợp của từng loại chất xơ bổ sung và sự ảnh hưởng của chúng đến đặc tính cấu trúccủa mayonnaise từ aquafaba đậu ván

♦ ♦♦ Thí nghiệm 1: Khảo sát tỷ lệ thích hợp của xơ cam quýt

- Xơ cam quýt được sử dụng trong thínghiệm gồm CF100 M40 có chiều dài sợi trung bình dưới 75pm và CF300 FG có chiều dài sợi trung bình là 150pm Tỷ lệ bổ sung CF100 M40 trong mẫu mayonnaise lần lượt là CF1 (3%), CF2 (4%), CF3 (5%) Tỷ lệbổ sung CF300 FG trong mẫu mayonnaise lần lượt là CF4 (3%), CF5 (4%), CF6 (5%) Các mẫu mayonnaise từ aquafaba từ đậu ván được bổ sung xơ cam quýt được theo dõi các chỉ tiêu độ nhớt, ES, EC, nhằm đánh giá sự ảnh hưởng của xơ cam quýtđến các tính chất cấu trúc mẫu mayonnaise.

♦ ♦♦ Thí nghiệm 2: Khảo sát tỷ lệ thích hợp của xơ đậu Hà Lan

- Xơ đậu Hà Lan được sử dụngtrongthí nghiệm gồm SWELITE™ c có chiều dài sợi trung bình là 250pm và SWELITE™ F có chiều dài sợi trung bình là 200pm Tỷ lệ bổ sung SWELITE™ c trong mẫu mayonnaise lần lượt là PF1 (6%), PF2 (7%),PF3 (8%) Tỷ lệ bổ sung SWELITE™ F trong mẫu mayonnaise lần lượtlàPF4 (6%),

PF5 (7%), PF6 (8%) Các mẫu được khảo sátcác chỉ tiêu độ nhớt, ES, EC, nhằm đánhgiásự ảnh hưởng của tỷ lệ xơ đậu Hà Lan đến các tính chất cấu trúc.

♦ ♦♦ Thí nghiệm 3: Khảo sát tỷ lệthích hợp của xơ lúa mì

- Xơ lúa mì được sử dụngtrong thí nghiệm gồm WF600 có chiều dài sợi trung bình là 80pm và Vitacel WF200 có chiều dài sợi trung bình là 250 pm Tỷ lệ bổ sung WF600 trong mẫu mayonnaise lần lượt là WF1 (6%), WF3 (8%) Tỷ lệ bổ sung WF200 trong mẫu mayonnaise lần lượt là WF4 (6%), WF5 (7%), WF6 (8%) Các mẫu mayonnaise từ aquafaba từ đậu ván đượcbổ sungxơ lúa mì được khảo sát các chỉ tiêu độ nhớt, ES, EC, nhằm đánhgiásự ảnh hưởng của tỷ lệ xơ lúa mì đến các tính chất cấu trúc.

2.3.3.5 Nộidung nghiên cứu 4: Đánh giá sự tương quan giữa cấu trúcvi mô và tính chất cảmquan và tính chất cấutrúc của mayonnaise không trứng

- Mục đích: xác định mối liên hệ trong sự ảnh hưởng của các loại chất xơ đến cấu trúc vi môvà tính chất cảm quan của mayonnaise không trứngtừ aquafabađậu ván.

Các mẫunghiên cứu bao gồm 1 mẫu mayonnaise từaquafaba đậu ván không bổ sung chất xơ, 3 mẫu mayonnaise được bổ sung chất xơ với tỷ lệ thích hợp đã được khảo sát ở thí nghiệm trên.

- Yeu tố khảo sát: cấu trúc vi mô và tính chất cảm quan của các mẫu mayonnaise không trứng được bổ sung chất xơvới tỷ lệ thích hợp.

2.3.4 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu

2.3.4 ỉ Phương pháp xác định khả năng tạo bọt (Foamingcapacity, FC) và độ ben bọt (Foamingstability, FS)

Khả năng tạo bọt (FC) và độ ổn định tạo bọt (FS) là các tính chất chức năng quan trọng của aquafaba Độ ổn định của bọt được xác định là thời gian bọtduy trì được các đặctính ban đầu như được tạo ra Các đặctính của bọt bị chi phối ở mức độ lớn bởi phương pháp tạo bọt và thành phần dung dịch xử lý, cộng với các yếu tố khác,chẳng hạn như mục đích tạo bọt và phương pháp sử dụng bọt [56].

Khả năng tạo bọt (FC) và độ ổn định tạo bọt (FS) được xác định theo Martinez và cộng sự (2016) và Shim và cộng sự (2018) cho lòngtrắngtrứng tươi, lòng trắng trứng lỏng hoặc aquafabavới sự điều chỉnh phù hợp [43] 15ml mẫu aquafaba được đánh bọt bằng máy đánh trứng Bluestone BLB-5251 trong 2 phút Bọt sau khi đánh được chuyển nhanhvào ống đong 250ml dưới 2 phút, thaotácnhẹnhàng Thể tích bọt ban đầu được ghi nhận Mau bọt được để yên trong 30 phút, ghi nhận thể tích bọtcòn lại vàthể tích dịch lỏng tách ra tại thời điểm này Thểtích của các mẫu đánh bọt được đo tại thời điểm 0 (VF0) và sau 30 phút (VF30), FC và FS được tính toán theo các phương trình (2-1) và (2-2), tương ứng [43].

Thểtích bọt sau khi đánh-Thể tích dịch trước khi đánh

Thể tích dịch trước khi đánh

2.3.4.2 Phương pháp xác địnhprotein hòa tan

Hàm lượng protein hòatan được xác định theo phương pháp Bradford (1976) [57].

Phương pháp xác định protein hòa tan liên quan đến sự liên kết của Coomassie BrilliantBlue G-250 với protein Sự liên kết của thuốc nhuộm với protein gây rasự thay đổi độ hấp thụ cực đại củathuốc nhuộm từ 465 đến 595 nm và sự gia tăng độ hấpthụ ởbước sóng 595 nm được theo dõi Thử nghiệm này có độ lặp lại rất cao và nhanh chóng với quá trình liên kết thuốc nhuộm hầu như hòan tất trong khoảng 2 phútvới độ ổn định màu tốt trong 1 giờ Có rấtít hoặc không có sự can thiệptừ các cation như natri hoặc kali cũng như từ carbohydrate nhưsucrose Mộtlượngnhỏmàu được phát triển khi có mặt chất đệm có tính kiềm mạnh, nhưng xét nghiệm có thể được tiến hành chính xácbằng cách sử dụng chấtkiểm soátđệmthích hợp Các thành phần duy nhất được phát hiện có gây nhiễu màu quá mức trong xét nghiệm làlượng tương đốilớn chấttẩyrửa như natri dodecyl sunfat, TritonX-100 và chất tẩyrửa dụng cụ thủy tinh thương mại Sự can thiệp của một lượng nhỏ chất tẩy rửa có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng các biện pháp kiểm soát thích hợp [57].

Nguyên liệu và cách pha thuốc thử:

- Thuốc thử với nồng độ 5X: Coomassie Brilliant Blue G-250 (0,05g)đượchòa tan trong 25 ml etanol với độ tinh khiết trên 99% Bổ sung Albumin và thêm vào thêm 50 ml dung dịch acid H3PO4 Khuấy đều hỗn hỗn hợp vừa pha trong 10 phút trong tủ hút bằng máy khuấy từ và bình có nắp đậy Định mức hỗn hợp trên bằng nước cấttrong bình định mức 100 ml.

- Thuốc thử IX được pha loãng từ thuốc thử 5X bằng cách lấy 10 ml thuốcthử 5X cho vào bình địnhmức 50ml, sau đó định mứcbằng 40 ml nước cất.

- Chuẩn bị dung dịch chuẩn dung dịch chuẩn với nồng độ 10 mg/ml: bao gồm 0,01galbumin và 1 ml nước cất.

- Chuẩn bị dung dịch chuẩn với nồng độ 0,1 mg/ml: Iml dung dịch chuẩn 10 mg/ml đượcchovào bình định mức, thêm nước cất định mứcthành 100 ml [57]. Xây dựng đườngchuẩn theobảng sau:

Bảng 2.1 Bảng xây dựng đường chuẩn Bradford Óng nghiệm 0 1 2 3 4 5

Dung dịch chuẩn (0,1 mg/ml) (ml) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Khảo sát quy trình trích ly aquafaba từ đậu ván

3.1.1 Đặc điểm hoá lý và đình dưỡng của đậu ván Đậu ván sử dụng trong nghiên cứu được xác địnhcác các đặc điểm hoá lý như sau:

Bảng 3.1 Đặc điểm vật lý của nguyên liệu đậu ván

Kích thước hạt trung bình

Chiều rộng: 7,37±0,16 mm Chiều dày: 5,35 ± 0,14 mm. Chiều dài: 10,47± 0,12 mm Khối lượng trung bình 100 hạt 29,35 ±0,66 g

Thể tích trung bình 100 hạt 27,67± 1,75 ml

Thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu đậu ván được thể hiện qua bảng3.2 Kết quả cho thấy nguyên liệu đậu ván sử dụng trongnghiên cứu có giátrị dinh dưỡngcao với hàm lượng protein đạt24,61±17,43% Độ ẩm nguyên liệu thấp < 10%giúp quá trình bảo quản lâu dài, hạn chế sự pháttriển của nấm mốc và vi khuẩn.

Bảng3.2 Thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu đậu ván

3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến quá trình thu nhận aquafaba

Bảng3.3 Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến tính chất của aquafaba

Kích thước nguyên liệu FC (%) FS (%) Proteinhòa tan (ppb)

Bảng thể hiệngiá trị trung bình ± độ ỉệch chuẩn, cácchữ cáia, b khác nhau biểuthị sự khác biệt theo cột với mức ýnghĩa thongkê P-vaỉue