Nghiên cứu này mong muốn tìm ra nồng độ thích hợp của L-ascorbic acid và Transglutaminase để cải thiện chất lượng bánh quy có bổ sung bã dứa đã qua xử lý enzyme với điều kiện thích hợp;
TỔNG QUAN
Bã dứa
Dứa (tên khoa học là Ananas comosus) là loại trái cây nhiệt đới được trồng rộng rãi ở Việt Nam với sản lượng lớn, đạt 737.3 nghìn tấn trong năm 2021 theo tổng cục thống kê Việt Nam Trên thế giới, dứa chiếm khoảng 20 % tổng sản lượng trái cây nhiệt đới [8], được tiêu thụ ở nhiều dạng khác nhau như dứa tươi, nước ép dứa, dịch dứa cô đặc, dứa ngâm đường, mứt dứa [8] Trong đó, nước ép dứa là loại nước ép trái cây rất được ưa chuộng trên toàn thế giới, đứng thứ 3 sau nước ép cam và táo [9]
Thành phần cấu tạo cơ bản của quả dứa thường bao gồm thịt quả (50 %), lõi (7 %), ngọn (13 %) và vỏ (30 %) Để sản xuất ra nước ép dứa, quả dứa phải trải qua một quy trình chế biến mà các công đoạn chính thường là cắt, nghiền và ép Bã dứa chính là phụ phẩm thải ra sau quá các quá trình này Khối lượng bã dứa thu được ước chiếm khoảng 30 % khối lượng thịt quả khi hiệu suất ép trung bình đạt 70 % [10]
Khi ngành hàng sản xuất nước ép dứa ngày càng tăng trưởng (tỉ lệ tăng trưởng kép hàng năm của thế giới ước đạt 2.64 % trong giai đoạn 2023-2027 theo dữ liệu từ Statista), hệ quả là một lượng lớn bã dứa sẽ được tạo ra Bã dứa là một loại phụ phẩm có hàm lượng chất xơ cao và chứa các chất có hoạt tính sinh học [4, 11], nên được tận dụng một cách hiệu quả
Bã dứa có thể bao gồm nhiều phần tử khác nhau với tỉ lệ khác nhau của quả dứa tùy thuộc vào các quá trình sản xuất trước đó Trong thành phần của bã dứa thường cũng chứa gần như đầy đủ các hợp chất cơ bản như protein, carbohydrate, lipid, tro và một số các hợp chất vi lượng khác
Bảng 2 1 Thành phần hóa học của bã dứa
Tính trên hàm lượng chất khô (%)
Xơ không hòa tan (IDF) 75.2±0.21 44.44±3.6 29.45
“ ” Số liệu không được công bố
Thành phần hóa học giữa các loại bã dứa trong những nhiên cứu trên đây ghi nhận một số sự khác biệt: trong khi hàm lượng protein giữa các nghiên cứu dường như có sự tương đồng, hàm lượng lipid chênh lệch không quá lớn thì hàm lượng xơ tổng (TDF) lại khác biệt rất lớn [12-15]
Nguyên nhân là do hàm lượng chất xơ của bã dứa có phụ thuộc vào phương pháp xử lý cũng như các bộ phận cấu thành nên bã Theo nghiên cứu của M M Selani và cộng sự (2014), hàm lượng TDF của bã dứa dùng trong nghiên cứu là 45.22 % Bã dứa này bao gồm cả thịt và vỏ quả, được tạo ra bằng cách rửa vỏ quả với sodium hipochloride và nước sạch, sau đó cắt quả thành những miếng nhỏ mà không loại bỏ vỏ quả, sử dụng máy ép để thu nhận bã ép [13] Một nghiên cứu khác cũng thu nhận bã dứa ép bằng cách ép quả dứa tươi, hàm lượng TDF thu được là 51 % [15] Song, trong một nghiên cứu khác của S B N và J Prakash (2015), bã dứa lại chỉ gồm phần thịt quả: quả dứa được rửa sạch bằng nước, sau đó gọt vỏ và ép để thu nhận bã [14] Do đó, bã dứa có hàm lượng xơ không hòa tan (IDF) là 29.45 % và xơ hòa tan (SDF) là 0.64 %, tức TDF vào khoảng 30.09 %, thấp hơn nhiều so với các nghiên cứu khác Trong khi đó, bã dứa trong nghiên cứu của R Martínez và cộng sự (2012) cho thấy hàm lượng TDF cao nhất đạt 75.8 % Bã dứa dùng trong nghiên cứu này được thu nhận từ quá trình sản xuất nước ép dứa công nghiệp [12]
Từ những kết quả trên, có thể nhận thấy hàm lượng chất xơ có trong bã dứa có sự dao động lớn Ngoài các yếu tố như giống loài, mùa vụ, kĩ thuật canh tác, thời
5 điểm thu hoạch, … sự khác biệt về thành phần xơ trong bã dứa còn đến từ phương thức thu nhận bã
Có khoảng hơn 4 g protein trong 100 g chất khô của bã dứa, trong đó có chứa một lượng lớn là enzyme bromelain (một loại protease) Hàm lượng protein trong thịt quả là cao nhất, tuy nhiên, hoạt tính enzyme bromelain lại xếp thứ hai sau vỏ quả Hoạt tính enzyme ở vỏ quả đạt 229.64 CDU/ mL (CDU là đơn vị đo hoạt độ enzyme bromelain, được định nghĩa là lượng enzyme cần để thủy phõn 1 àg/ mL tyrosine trong 1 phút ở điều kiện chuẩn) [2] Ngoài ra, một số amino acid khác cũng được tìm thấy trong các phụ phẩm từ dứa như: aspartic acid, glutamic acid, cysteine, asparagine, serine, glutamine, threonine, tyrosine và valine [16]
Lipid trong bã dứa rất thấp Nguyên nhân là do đặc tính hàm lượng lipid trong quả dứa tươi cũng khá thấp, chỉ vào khoảng 0.12 g/ 100 g [8]
Thành phần carbohydrate thường tìm thấy trong bã dứa chủ yếu là IDF, SDF và các loại đường vốn có sẵn trong quả dứa trong giai đoạn chín (sucrose, glucose, fructose) [17]
Trong nghiên cứu về thành phần chất xơ, xơ không hòa tan và xơ hòa tan (IDF:SDF) của phụ phẩm từ dứa có tỷ lệ rất cao, IDF:SDF = 120,8, cao hơn nhiều so với phụ phẩm từ ổi (IDF: SDF = 5,2), xoài (IDF:SDF = 1,5) và chanh dây (IDF:SDF = 1,3) Ngoài ra, chất xơ dứa còn được cho là có hoạt tính sinh học, nghĩa là kết hợp với các hợp chất có hoạt tính sinh học, chủ yếu là hợp chất phenolic Loại chất xơ chống oxy hóa này có nhiều trong thịt dứa, lõi dứa và vỏ dứa Hoạt tính chống oxy hóa của chất xơ dứa được cho là cao hơn chất xơ của các loại trái cây có múi và táo Các hợp chất phenolic có hoạt tính chống oxy hóa trong chất xơ dứa chủ yếu là myricetin, salicylic, tannic, trans‐cinnamic và p‐coumaric acid.
Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng bã dứa hầu như không chứa tinh bột hoặc hàm lượng rất thấp Điều này là do tinh bột có trong quả dứa sẽ di chuyển vào phần thịt quả trong quá trình chín, để lại lượng tinh bột rất ít ở phần bã.
6 giảm dần do sự chuyển hóa thành đường và gần như bằng không ở giai đoạn quả chín [19]
Khoáng chất và các hợp chất có hoạt tính sinh học
Quả dứa chứa hàm lượng lớn các khoáng chất Potassium (K) (125 – 178 mg/
100 g), Calcium (Ca) (13 mg/ 100 g), Magnesium (Mg) (12 – 20 mg/ 100 g) và Phosphorus (P) (9 – 13 mg/ 100g) [8], vì vậy, một phần khoáng chất có thể còn tồn tại trong bã dứa sau quá trình ép Một số hợp chất có hoạt tính sinh học phổ biến cũng được tìm thấy trong các phụ phẩm từ dứa như ascorbic acid (37.73 mg/ 100 g [4], 21.84 mg/ 100 g [20]), các flavonoid, carotenoid, polyphenol [16]
2.1.3 Một số ứng dụng của bã dứa trong các lĩnh vực công nghiệp
Các phụ phẩm từ dứa nói chung đã và đang trở thành một nguồn nguyên liệu tiềm năng cho nhiều lĩnh vực sản xuất khác nhau: lên men alcohol, acid hữu cơ; trích ly các chất có hoạt tính sinh học như enzyme bromelain [21], các hợp chất glycoside, polyphenol [22] và các chất có tính năng công nghệ như pectin [23, 24] Đặc biệt, bã dứa với hàm lượng chất xơ cao và chứa nhiều chất có lợi cho sức khỏe đã sớm trở thành nguồn nguyên liệu giàu xơ bổ sung vào nhiều dòng thực phẩm như các sản phẩm như bánh quy [4, 7], snack ép đùn [13], sữa chua [15], bánh mì [25], …
Năm 2014, M M Selani và các cộng sự đã thực hiện nghiên cứu bổ sung bã dứa vào công thức của một sản phẩm ép đùn để cải thiện hàm lượng xơ [13] Các tỉ lệ bã dứa khác nhau (0, 10.5 % và 21 %) được thêm vào công thức của các mẫu ép đùn để thay thế một phần bột bắp Các tính chất liên quan đến kích thước, màu sắc và cấu trúc được điều tra để đánh giá khả năng thay thế của bã Kết quả là các mẫu ép đùn ở cả hai tỉ lệ bổ sung là 10.5 % và 21 % đều gây ra hiện tượng nở kém và sậm màu hơn, tuy nhiên, tỉ trọng (g/ cm 3 ), độ cứng, độ hút nước của mẫu 10.5 % không gây ra khác biệt đáng kể so với mẫu đối chứng [13] Nghiên cứu đã chứng minh bã dứa có tiềm năng bổ sung vào trong các sản phẩm ép đùn
Năm 2022, một nghiên cứu bổ sung bã dứa vào sản phẩm sữa chua đã được công bố Trong nghiên cứu này, các tỉ lệ bổ sung từ 0 đến 0.5 % đã được thêm vào các mẫu sữa chua để đánh giá ảnh hưởng đến các tính chất hóa lí, cấu trúc và các tính chất lưu biến của sản phẩm trong suốt 15 ngày bảo quản Việc bổ sung bã dứa ở các nồng độ khác nhau đã làm giảm độ pH, cải thiện cấu trúc gel vững chắc và ổn định
Chất xơ
Mặc dù các kiến thức về chất xơ thực phẩm đã được phát triển trong nhiều thập niên gần đây, tuy nhiên vẫn chưa có một định nghĩa hoàn chỉnh Định nghĩa mới nhất được phát biểu theo tiêu chuẩn Codex (một cơ sở dữ liệu về an toàn thực phẩm do Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp thế giới (FAO) và Tổ chức Y tế thế giới (WHO) thành lập) năm 2009: chất xơ thực phẩm là những polymer carbohydrate có thể ăn được có nguồn gốc từ thực vật, thu được từ nguyên liệu thực phẩm thông qua các phương pháp xử lý sinh lí hoặc hóa học, được chứng minh là có tác dụng sinh lí hoặc có lợi cho sức khỏe [26] Chất xơ thực phẩm bao gồm các và các oligosaccharide phi tinh bột (cellulose, hemicellulose, arabinoxylan, inulin, oligofructan, gum, mucilage, pectin, …), các analogous carbohydrate (tinh bột kháng, polydextrose, methyl cellulose, hydroxypropylmethyl cellulose, …), liglin và các phức hợp của lignin (sáp, phytate, cutin, saponin, suberin, tanin) [26]
2.2.2 Một số tính năng công nghệ quan trọng của chất xơ
Khả năng hòa tan của chất xơ là một đặc tính quan trọng ảnh hưởng đến tính chất và chức năng của chúng Một số chất xơ có khả năng hòa tan trong nước, tạo thành hệ gel, được gọi là xơ hòa tan Ngược lại, một số khác không hòa tan, được gọi là xơ không hòa tan Tính tan của chất xơ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm mức độ phân nhánh, sự có mặt của các nhóm ion và khả năng tạo liên kết giữa các đơn vị cấu tạo Chính dựa vào khả năng hòa tan này, chất xơ thực phẩm được phân thành hai loại chính: xơ hòa tan (SDF) và xơ không hòa tan (IDF).
+ SDF thường gồm một số hemicellulose, pectin, gum và mucilage, …
+ IDF thường gồm cellulose, một số hemicellulose, lignin, …
Khả năng giữ nước: Chất xơ, bao gồm cả IDF và SDF, có nhiều gốc ưa nước; phân tử nước tạo liên kết với các gốc ưa nước hoặc bị giữ lại giữa các khoảng trống trong cấu trúc của phân tử [29] tạo ra khả năng giữ nước tốt của xơ Khả năng giữ nước của chất xơ được định nghĩa hàm lượng nước giữ lại được trong cấu trúc bởi một lượng chất xơ xác định, trong điều kiện nhiệt độ, thời gian và tốc độ ly tâm xác định [29]
Chất xơ có khả năng cố định và giữ các chất béo trong cấu trúc của nó do đặc tính kỵ nước của các gốc xơ Khả năng giữ dầu của chất xơ được đánh giá bằng hàm lượng dầu mà một lượng xơ xác định giữ lại được trong điều kiện nhiệt độ, thời gian và tốc độ ly tâm nhất định.
Khả năng tạo độ nhớt: SDF có khả năng hòa tan trong nước tạo ra hệ gel, làm tăng độ nhớt của dung dịch
Khả năng lên men: SDF là cơ chất cho quá trình lên men của một số vi sinh vật đường ruột, tạo ra các sản phẩm có tác dụng sinh lí quan trọng cho hệ tiêu hóa Trong khi đó, IDF thường không được lên men
Ngoài ra, chất xơ còn có một số các tính năng khác như khả năng liên kết ái lực, tính trương nở, …
2.2.3 Vai trò của chất xơ đối với sức khỏe con người
Tổ chức Y tế khuyến nghị lượng chất xơ cần thiết tùy thuộc vào độ tuổi, giới tính và nhu cầu năng lượng Tại Việt Nam, Viện Y học khuyến cáo người trưởng thành cần trung bình 15g chất xơ mỗi ngày, cụ thể phụ nữ là 25g/ngày và nam giới là 38g/ngày.
Việc tiêu thụ chất xơ mang lại rất nhiều lợi ích cho sức khỏe [29]:
SDF có đặc tính hòa tan trong nước, tạo ra độ nhớt giúp làm chậm tốc độ chuyển hóa đường huyết Điều này đóng vai trò quan trọng trong việc giảm nguy cơ phát triển các bệnh lý tim mạch và bệnh đái tháo đường, nhờ vào khả năng kiểm soát lượng đường trong máu hiệu quả.
+ SDF là cơ chất cho quá trình lên men, tạo ra các chất có lợi cho hệ tiêu hóa, ổn định hệ vi sinh đường ruột, tăng đề kháng
+ SDF có khả năng bẫy các acid mật do khả năng liên kết ái lực, ngăn tái hấp thu acid mật, gián tiếp làm giảm lượng cholesterol trong cơ thể
+ IDF có khả năng giữ nước, trương nở tăng thể tích, có tác dụng làm đầy dạ dày, làm chậm quá trình tiêu hóa, kéo dài cảm giác no, giúp kiểm soát cân nặng, giảm nguy cơ táo bón và ung thư ruột kết
Trong các thực phẩm chức năng, SDF thường được chú trọng hơn vì có nhiều tính năng quan trọng đối với sức khỏe hơn so với IDF Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc hấp thụ nhiều SDF hơn có khả năng cải thiện tốt hơn các vấn đề tiêu hóa, tim mạch, cân nặng, miễn dịch, thần kinh … so với IDF [29-31]
2.2.4 Phương pháp xử lý chất xơ bằng enzyme
Nguyên lí của phương pháp xử lý chất xơ bằng enzyme là quá trình chuyển hóa các mạch polysaccharide dài, có phân tử lượng lớn thành các đoạn ngắn, có phân lượng nhỏ hơn nhờ vào hoạt động phân cắt/ thủy phân của enzyme nhằm đáp ứng một số mục đích công nghệ Trong công nghiệp thực phẩm, một số chế phẩm chất xơ, phổ biến là các SDF (gum, pectin, …), được sử dụng trong các sản phẩm thực phẩm nhằm cải thiện cấu trúc, các đặc tính cảm quan và thời hạn sử dụng của thực phẩm Sự kết hợp giữa SDF và các nguyên liệu thực phẩm được đề cao hơn so với IDF do khả năng tạo độ nhớt và lên men tốt hơn [29]
Trên thực tế, có rất nhiều nguyên liệu thực phẩm rất giàu xơ nhưng hàm lượng SDF thấp, dẫn đến khả năng ứng dụng trong thực phẩm còn nhiều hạn chế [30] Điều đó đã làm phát sinh nhu cầu tiến hành các nghiên cứu xử lý chất xơ thực phẩm để làm tăng hàm lượng SDF, điều chỉnh tỉ lệ giữa xơ không hòa tan và xơ hòa tan (IDF:SDF) để đưa tỉ lệ này về mức khuyến nghị 1.0 – 2.3 [32] Có nhiều phương pháp khác nhau đã được ứng dụng để cải thiện chất lượng nguyên liệu: xử lý cơ học (nghiền), xử lý nhiệt (tiệt trùng, hấp, sấy, sóng vi ba, …); xử lý hóa học (acid, alkali); xử lý enzyme và một số các phương pháp khác [32] Trong đó, phương pháp xử lý enzyme thường cho hiệu quả cao và tính an toàn hơn so với một số phương pháp xử lý khác như phương pháp xử lý hóa học và cơ học [32] Tùy thuộc vào thành phần cấu tạo của nguyên liệu, các loại enzyme phù hợp được lựa chọn sao cho quá trình thủy phân đạt hiệu quả cao nhất
Cellulase là một loại enzyme phổ biến có nguồn gốc từ các vi sinh vật: nấm, vi khuẩn và xạ khuẩn Enzyme này có khả năng thủy phân liên kết 1,4-β-D-glucoside của cellulose và các β-D-glucan khác thành các đoạn phân tử ngắn hơn như: β-glucose, oligosaccharide và polysaccharide Kết quả của quá trình thủy phân là sự gia tăng khả năng hòa tan của xơ vào nước: tăng hàm lượng SDF và giảm tỉ lệ IDF:SDF trong nguyên liệu, đã được chứng minh tác dụng trong nhiều nghiên cứu gần đây [33, 34]
Dựa vào cơ chế xúc tác, có thể chia enzyme cellulase ra thành nhiều loại: + Exoglucanase: thủy phân polysaccharide từ đầu khử và đầu không khử, tạo cellobiose hoặc cellooligosaccharide
+ Endoglucanase: thủy phân polysaccharide tại các vị trí bên trong vùng vô định hình một cách ngẫu nhiên, tạo oligosaccharide.
Bánh quy và những ứng dụng của bã dứa trong bánh quy
+ β-Glucosidase: thủy phân cellodextrin và cellobiose từ đầu không khử, tạo glucose
+ Cellobiose Phosphorylase: thủy phân tạo phản ứng thuận nghịch phosphorylytic của cellobiose
+ Cellodextrin Phosphorylase: thủy phân tạo phản ứng thuận nghịch phosphorylytic của cellodextrin
Enzyme Cellobiose Epimerase thủy phân cellobiose thành 4-O-β-D glucosylmannose Phản ứng dị pha giữa enzyme cellulase và cơ chất cellulose không hòa tan trong nước đòi hỏi ba quá trình: enzyme hấp phụ lên bề mặt cellulose, giải phóng phân tử cellulose thành phân tử trung gian hòa tan, và cắt phân tử trung gian thành hợp chất nhỏ bao gồm disaccharide và monosaccharide.
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất quá trình thủy phân của cellulase, bao gồm các yếu tố có liên quan đến cơ chất, các yếu tố có liên quan đến enzyme, điều kiện thủy phân, các chất xúc tác hoặc ức chế thủy phân: cấu tạo và tính chất của nguyên liệu, nồng độ cơ chất, nồng độ enzyme, nhiệt độ và độ pH [36] Do đó, để tăng hiệu suất quá trình xử lý enzyme cần đặc biệt chú trọng sự ảnh hưởng từ các yếu này
2.3 Bánh quy và những ứng dụng của bã dứa trong bánh quy
2.3.1 Khái quát về bánh quy
Bánh quy là loại bánh rất phổ biến trên thị trường các nước phát triển Đặc điểm kĩ thuật chính của loại bánh này là cấu trúc bột nhào thường ngắn (mức độ hình thành gluten thấp), độ kéo giãn và độ đàn hồi thấp Quá trình phối trộn thường gồm hai giai đoạn chính: đánh bông tạo hệ giữ khí và nhào trộn với bột mì Sau khi trộn, bột có thể được tạo hình bằng nhiều phương pháp khác nhau trước khi trải qua quá trình nướng Trong quá trình nướng, các miếng bột thường nở ra phụ thuộc vào thành phần phối trộn, chất lượng bột mì, quá trình phối trộn và điều kiện nướng [37] Các tính chất quan trọng quyết định chất lượng bánh quy thường bao gồm: tính chất cấu trúc (độ cứng, độ cố kết, độ đàn hồi, độ bám dính, độ dẻo, độ dai) của bột nhào; màu sắc, kích thước (đường kính, độ dày, tỉ lệ đường kính và độ dày), cấu trúc (độ cứng) và các giá trị cảm quan của bánh quy [38, 39]
Bánh quy truyền thống thường giàu năng lượng do thành phần đường bột và chất béo cao, hạn sử dụng dài do độ ẩm và hoạt độ nước thấp Thành phần cơ bản của một loại bánh quy thông thường thường bao gồm các yếu tố dinh dưỡng cơ bản như carbohydrate (69.4 % chất khô), lipid (24.6 % chất khô), tro (1.0 % chất khô) và protein (5.0 % chất khô) [40] Tuy nhiên, hàm lượng chất xơ tổng trong bánh quy khá thấp, khoảng 1.7 % chất khô [40] Để đáp ứng nhu cầu của thị trường ngày càng chú trọng đến sức khỏe, bánh quy cần được bổ sung thêm những thành phần dinh dưỡng có lợi như xơ, các chất chống oxy hóa, lợi khuẩn, … Trong số đó, xơ là chất có thể được bổ sung vào sản phẩm bánh quy một cách dễ dàng hơn so với các chất chống oxy hóa, lợi khuẩn,… vì ít nhạy cảm với nhiệt độ cao trong thời gian dài của quá trình nướng cũng như có thể duy trì tác dụng trong suốt thời gian bảo quản Rất nhiều nghiên cứu đã tận dụng các nguồn phụ phẩm giàu xơ để bổ sung vào trong công thức bánh quy như bã nho [41-43], bã táo [44], bã cam [45],… Việc bổ sung các nguồn nguyên liệu giàu xơ nói chung đã cải thiện được hàm lượng chất xơ, đồng thời, làm tăng hàm lượng các chất chống oxy hóa trong sản phẩm [41-44] và tăng mùi vị cho sản phẩm [41, 43-45] Tuy nhiên, khi tăng dần tỉ lệ bổ sung, ngoài những thay đổi đáng kể về kích thước (đường kính, độ dày, tỉ lệ đường kính và độ dày) [44, 45], màu sắc [43], mức độ yêu thích của người tiêu dùng có xu hướng giảm dần
2.3.2 Ứng dụng của bã dứa trong bánh quy
Bã dứa là nguồn chất xơ dồi dào, giúp cải thiện sức khỏe tiêu hóa, ngăn ngừa táo bón và giảm cholesterol Do đó, nhiều nghiên cứu đã thử nghiệm bổ sung bã dứa vào bánh quy nhằm tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm, khiến bánh quy trở thành món ăn không chỉ ngon miệng mà còn có lợi cho sức khỏe.
Trong một nghiên cứu của M Thivani và cộng sự (2016), nhằm cải thiện độ ổn định về các giá trị dinh dưỡng và thời hạn sử dụng của sản phẩm, nhóm tác giả đã nghiên cứu bổ sung bã dứa (do chứa nhiều chất chống oxy hóa và chất có hoạt tính sinh học) để thay thế một phần bột mì trong sản phẩm bánh quy Các tính chất hóa lí, cảm quan và thời gian bảo quản của các mẫu bánh quy đã được điều tra với các tỉ lệ bổ sung lần lượt là 3, 5, 10 và 15 % trong suốt 6 tuần ở 30 ± 1 o C và 75 – 80 RH (độ ẩm tương đối) Kết quả cho thấy hàm lượng protein, đường, chất béo và độ ẩm của bánh không bổ sung bã dứa xảy ra nhiều biến đổi trong suốt thời gian bảo quản Trong khi đó, những biến đổi về các thành phần hóa học ở mẫu 5 % là ít nhất và mức độ yêu thích của người tiêu dùng là cao nhất [6]
Năm 2018, một nghiên cứu đã bổ sung các phụ phẩm giàu xơ, trong đó có bã dứa, vào trong bánh quy ở các tỉ lệ bổ sung là 5, 10 và 15 % Việc bổ sung đã tạo ra những ảnh hưởng về thành phần hóa học của bánh quy như protein, lipid, carbohydrate, khoáng và xơ Bên cạnh đó, các tính chất quan trọng khác như kích thước, màu sắc và mức độ yêu thích của người tiêu dùng cũng bị ảnh hưởng đáng kể Ở tỉ lệ bổ sung là 15 %, hàm lượng chất xơ cũng như mức độ yêu thích của người tiêu dùng là cao nhất, tuy nhiên, mức độ sậm màu ở bánh quy cũng tăng nhẹ [7]
Nghiên cứu năm 2022 chỉ ra rằng việc bổ sung 10% bã dứa kích thước trung bình (250 - 150 µm) vào bột bánh quy cải thiện các đặc tính vật lý Ngược lại, bã dứa kích thước nhỏ nhất (≤ 149 µm) với tỷ lệ bổ sung 15% lại mang đến hàm lượng chất xơ và hoạt tính chống oxy hóa cao hơn đáng kể.
Mặc dù có khả năng cải thiện giá trị dinh dưỡng của bánh quy về hàm lượng chất xơ, tăng độ ổn định về thành phần hóa học và cải thiện mùi vị của bánh; song, điểm hạn chế chung lớn nhất của các nghiên cứu bổ sung bã dứa vào trong bánh quy là khi tỉ lệ bã dứa bổ sung càng cao, các tính chất vật lí của bánh quy như độ cứng, đường kính, độ dày, tỉ lệ đường kính và độ dày, màu sắc bị ảnh hưởng càng lớn và giá trị cảm quan của bánh quy càng giảm Nguyên nhân có thể là vì hàm lượng IDF trong bã dứa khá cao trong khi các phương pháp tiền xử lý nhằm tăng hàm lượng SDF chưa được các nghiên cứu tập trung điều tra nên việc bổ sung còn gây ra nhiều tác động không mong muốn đến chất lượng bánh quy Tỉ lệ bổ sung xơ trung bình còn thấp, không quá 10 % mà một trong những yếu tố mang tính quyết định là giá trị cảm quan.
Chất cải thiện cấu trúc
Trong các ngành công nghiệp sản xuất các loại thực phẩm như bánh mì, bánh quy, mì pasta, mì ăn liền, … gluten protein (một loại protein đặc thù có trong bột mì) giữ vai trò chủ yếu là tạo ra cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm Do đó, chất lượng bột mì trở thành một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, hay nói cách khác, chất lượng sản phẩm phụ thuộc rất lớn ở chất lượng bột mì
Tuy nhiên, chất lượng bột mì cũng như bất kì một loại nông sản nào đều phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố: giống loài, thời tiết, mùa vụ, kĩ thuật canh tác, … vốn thường xuyên biến động và khó kiểm soát Hơn nữa, trong những năm gần đây, nhu cầu tạo ra các sản phẩm: không chứa gluten protein (free-gluten) phục vụ cho người không thể dung nạp gluten (bệnh celiac); hoặc giảm phụ thuộc vào bột mì và chất lượng bột mì [46, 47]; hoặc cải tiến chất lượng, tăng thêm các giá trị dinh dưỡng, tạo ra các sản phẩm tốt cho sức khỏe từ bột mì [29, 48]; … ngày càng trở nên phổ biến đã làm tăng nhu cầu thay thế hoặc bổ sung một số nguyên liệu giàu xơ, giàu các chất có hoạt tính kháng oxy hóa, giàu các dưỡng chất thiết yếu có khả năng thay thế một phần hoặc hoàn toàn bột mì
Việc bổ sung, thay thế này sẽ làm giảm hàm lượng bột mì cũng như gluten protein trong sản phẩm, dẫn đến thay đổi cấu trúc sản phẩm so với ban đầu Cũng chính vì lí do này mà một số chất có khả năng cải thiện cấu trúc đã được nghiên cứu và chấp thuận sử dụng rộng rãi trong các dòng thực phẩm này để ổn định, cải thiện chất lượng Các tác nhân cải thiện cấu trúc này chủ yếu được phân làm hai loại: tác nhân hóa học và tác nhân sinh học
Tác nhân hóa học gồm hai loại: tác nhân khử và tác nhân oxy hóa Trong đó, các tác nhân khử có tác dụng làm yếu cấu trúc mạng gluten thông qua việc phân cắt các liên kết giữa các gluten protein là gliadin và glutenin, thúc đẩy chuyển hóa liên kết disulfide (S-S) thành sulfuryl (S-H), làm giảm phân tử lượng của mạch protein, phổ biến như L-cystein, sodium metabisulfite [49], Ngược lại, các tác nhân oxy hóa có tác dụng làm vững chắc hơn cấu trúc mạng gluten thông qua việc thúc đẩy hình thành các liên kết S-S, làm tăng phân tử lượng mạch protein, bao gồm L-ascorbic acid, potassium bromate, azodicarbonamide [49], Ưu điểm của các tác nhân hóa học là thời gian phản ứng nhanh, không yêu cầu các thiết bị chuyên dụng, chi phí thấp và có tác dụng rõ ràng [49]
Tương tự như với các tác nhân hóa học, các tác nhân sinh học là các enzyme cũng được sử dụng ngày càng phổ biến bởi tính an toàn cao hơn do dễ dàng ức chế hoạt tính của các enzyme thông qua các công đoạn có sử dụng nhiệt trong quá trình sản xuất sản phẩm [50] Các tác nhân sinh học cũng tác động đến cấu trúc gluten theo hai hướng: làm vững chắc hoặc làm yếu cấu trúc mạng gluten tùy thuộc vào cơ chế hoạt động của các enzyme để cải thiện chất lượng sản phẩm
Ascorbic acid (hay còn gọi là Vitamin C) được cho phép sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm (INS 300) với những vai trò chính như chất chống oxy hóa, chất điều chỉnh độ acid, chất xử lý bột, chất tạo phức kim loại
Ascorbic acid tồn tại ở 4 dạng cấu trúc: L-threo-ascorbic acid, L-erythro- ascorbic acid, D-threo-ascorbic acid, D-erythro-ascorbic acid [49] Hàm lượng lớn nhất cho phép (Maximum level) của L-ascorbic acid trong bột là 300 mg/ kg và không giới hạn trong bánh nướng (GMP) theo Thông tư 24/2019/TT-YTP quy định về quản lí và sử dụng phụ gia thực phẩm
Hình 2 1 Các dạng cấu trúc của Ascorbic acid
Trong đó, L-threo-ascorbic acid (AA) là dạng cấu trúc có hiệu quả nhất trong việc cải thiện cấu trúc mạng gluten Trên thực tế, tác dụng cải thiện này có được là do quá trình oxy hóa chuyển AA thành L-dehydro-ascorbic acid (dhAA) [51] Cơ chế cải thiện cấu trúc mạng gluten của AA được mô tả như sau [52]:
+ Glutathione dạng khử (GSH) là một chất tồn tại tự nhiên trong bột mì, có khả năng làm yếu cấu trúc bột nhào bằng cách phản ứng với các gluten protein (P-SS-P) tạo ra các phân tử protein liên kết với nhóm thiol (P-SH) (quá trình khử polymer) như phương trình Eq.1
GSH + P-SS-P → GSSP + P-SH (Eq.1)
+ Cơ chế cải thiện mạng gluten của AA là tham gia phản ứng với oxy nguyên tử trong không khí có hoặc không có sự xúc tác bởi enzyme endogenous ascorbate oxidase nội sinh trong bột mì để trở thành dhAA như phương trình Eq.2
AA + ẵ O2 /EAO → dhAA + H2O (Eq.2) + Với sự có mặt của GSH trong bột mì, dhAA tiếp tục bị khử thành AA và tạo ra các glutathione dạng oxy hóa (GSSG) như phương trình Eq.3 Phản ứng này đã loại trừ glutathione dạng khử tham gia vào các phản ứng trao đổi liên kết thiol/disulfide với polymer của gluten protein gây ra quá trình khử polymer như phương trình Eq.1 dhAA + 2GSH → AA + GSSG (Eq.3)
AA đã được chứng minh có hiệu quả trong việc cải thiện chất lượng của các sản phẩm bánh mì, mì pasta, mì ăn liền, … thông qua nhiều nghiên cứu khoa học trên các đối tượng sản phẩm thực phẩm khác nhau trong những năm gần đây
Nghiên cứu của E Maforimbo và cộng sự năm 2006 đã chỉ ra rằng việc bổ sung bột đậu nành vào bột nhào bánh mì với tỷ lệ thay thế bột mì tối đa 50% có thể cải thiện chất lượng bột nhào Cụ thể, ở tỷ lệ 50%, bột nhào có độ bền tối đa tăng và độ kéo giãn giảm so với mẫu đối chứng Việc bổ sung thêm 250 và 500 ppm acid ascorbic (AA) giúp tăng cường các tính chất này.
Năm 2017, một nghiên cứu khác đã chứng minh khi tăng dần tỉ lệ bổ sung AA đến 200 ppm vào trong bánh mì có chứa 20 % bột lúa mạch tách vỏ thay thế bột mì và 1 % guar gum đã góp phần cải thiện đáng kể chất lượng của công thức bánh mì này: tăng độ kéo giãn, tăng thể tích riêng (specific volume) và giảm độ cứng của bánh, đồng thời cải thiện màu sắc bánh [48]
Sau đó vào năm 2018, để cải thiện chất lượng của mì pasta chứa bột mì bị tổn thương do sâu hại, M Shokraie và cộng sự đã nghiên cứu bổ sung AA với nồng độ
Hướng nghiên cứu
Việt Nam là quốc gia nhiệt đới có sản lượng dứa lớn đi cùng với nền công nghiệp sản xuất nước ép dứa đang tăng trưởng, nguồn phụ phẩm bã dứa cần được tập trung nghiên cứu để tìm ra giải pháp tận dụng hiệu quả, góp phần cải thiện kinh tế và môi trường
Mặt khác, bánh quy rất được ưa chuộng ở thị trường Việt Nam Do đó, cải thiện hàm lượng xơ trong bánh quy là góp phần cải thiện sức khỏe người tiêu dùng
Chưa có nghiên cứu nào điều tra việc bổ sung các chất cải thiện cấu trúc vào bánh quy có bổ sung bã dứa đã qua xử lý enzyme Vì vậy, nghiên cứu này sẽ tập trung điều tra ảnh hưởng của L-ascorbic acid và enzyme Transglutaminase lên chất lượng của bánh quy có bổ sung bã dứa đã qua xử lý enzyme
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị
Hình 3 1 Quy trình xử lý tạo FPP (FPP)
Nghiên cứu sử dụng dứa tươi thuộc giống dứa Cayenne, được thu mua tại huyện Bến Lức, tỉnh Long An Để đảm bảo tính đồng nhất và độ ổn định về thành phần và chất lượng nguyên liệu, quá trình thu mua và xử lý nguyên liệu được thực hiện một lần duy nhất với độ chín và chất lượng đồng đều
Quá trình chuẩn bị nguyên liệu bao gồm các bước gọt vỏ, rửa bằng nước sạch, cắt miếng nhỏ, ép bằng máy ép chậm để thu nhận bã ép (độ ẩm bã không vượt quá
82 %), trộn đều để đồng nhất trước khi cho vào đóng gói trong các túi zip làm bằng vật liệu PE (polyethylene) và bảo quản trong tủ đông ở nhiệt độ - 4 o C
Các nguyên liệu làm bánh quy
Nghiên cứu sử dụng Bột mì táo đỏ - Bột mì số 8 sản xuất tại Công ty cổ phần bột mì Đại Phong, đạt tiêu chuẩn hàm lượng protein không nhỏ hơn 9% và kích thước hạt bột không vượt quá 40 mesh Loại bột mì này được chọn vì đáp ứng các yêu cầu đặc thù của quá trình nghiên cứu, đảm bảo độ mịn và hàm lượng dinh dưỡng cần thiết cho sản phẩm.
Bảng 3 1 Chỉ tiêu chất lượng của Bột mì Đại phong số 8 Chỉ tiêu Hàm lượng tính trên 100 g Đạm ≥ 9 %
Bơ lạt Pilot TM xuất xứ Úc, hàm lượng chất béo trong bơ chiếm 84 % Đường ăn kiêng Isomalt xuất xứ Đức, được nhập khẩu và phân phối bởi Công ty cổ phần Việt Nam kĩ nghệ bột mì, độ tinh khiết đạt 98 % VitasweetTM® Acesulfame potassium được sản xuất bởi Tập đoàn Vitasweet, xuất xứ Trung Quốc, độ tinh khiết lớn hơn 99.87 % Trứng gà tươi của Công ty cổ phần Ba Huân, chỉ tiêu chất lượng chính là âm tính với H2S Muối tinh sấy bổ sung i-ốt sản xuất bởi Tập đoàn muối miền Nam, hàm lượng NaCl lớn hơn 98 %, hàm lượng iod từ 20 – 40 ppm, độ ẩm không vượt quá
1 % và hàm lượng các chất không tan khác không lớn hơn 0.2 % Hương vani Rhovanil ® xuất xứ Mỹ, phân phối bởi Công ty TNHH Brenntag Việt Nam Cuối cùng, chất tạo nở Arm&Hamer’s ® Baking soda, xuất xứ Mỹ chứa chất tạo nở Sodium bicarbonate
Nghiên cứu sử sụng các chế phẩm enzyme: Celluclast ® 1.5L, Termamyl ® SC, Dextrozyme ® DX 2X, Alcalase ® 2.5L, được sản xuất bởi Novozymes (Đan Mạch); ProtiAct TM TG-RA được sản xuất bởi Tập đoàn Rama Production, Thái Lan
Chế phẩm enzyme Celluclast® 1.5 L được dùng với mục đích xử lý chất xơ có trong bã dứa, chứa enzyme Endoglucanase có khả năng thủy phân liên kết 1,4-β- D-glucoside của cellulose và các β-D-glucan khác một cách ngẫu nhiên tại các vùng vô định hình của mạch polysaccharide Các chỉ tiêu chất lượng được thể hiện cụ thể trong Bảng 3.2 Đơn vị hoạt độ enzyme EGU/ g (Endoglucanase unit) được định nghĩa là lượng enzyme cần thiết để giải phúng 1 àmol đường khử từ cơ chất CMC (carboxymethyl cellulose) trong 1 phút ở điều kiện chuẩn (nhiệt độ là 50 o C và pH 4.8) [60]
Bảng 3 2 Chỉ tiêu chất lượng của chế phẩm Celluclast® 1.5 L
Hoạt độ công bố 700 EGU/ g
Vi sinh vật sản xuất Trichoderma reesei
Trạng thái vật lí Lỏng Khối lượng riêng 1.22 g/ mL Nhiệt độ tối thích 50 - 60 pH tối thích 4.5 - 6.0
Các chế phẩm enzyme Termamyl ® SC, Dextrozyme ® DX 2X, Alcalase ® 2.5L được dùng với mục đích xác định hàm lượng xơ của bã dứa sau khi xử lý bằng enzyme cellulase Trong đó, chế phẩm Termamyl ® SC chứa enzyme α-Amylase thủy phân liên kết 1,4-α-D-glucoside của tinh bột; chế phẩm Dextrozyme ® DX 2X chứa 2 enzyme là glucoamylase – thủy phân liên kết 1,4 và 1,6-α-D-glucoside từ đầu không khử của các polysaccharide và pullulanase – thủy phân liên kết 1,6-α-D-glucoside của pullulan, amylopectin và glycogen; chế phẩm Alcalase ® 2.5L chứa enzyme protease thủy phân liên kết peptide của protein
Bảng 3 3 Chỉ tiêu chất lượng của các chế phẩm enzyme Chỉ tiêu Termamyl ® SC Dextrozyme ® DX 2X Alcalase ® 2.5L
Hoạt độ enzyme công bố 120 KNU-S/g 680 NPUN/g
Màu sắc Hổ phách Nâu Hổ phách
Trạng thái vật lí Lỏng Lỏng Lỏng
Nhiệt độ tối thích ( o C) 90 – 100 40 – 50 30 – 65 pH tối thích 4.4 – 6.0 4.5 7 – 10
Đơn vị hoạt độ enzyme KNU-S (kilo novo unit) là lượng enzyme thủy phân hết 5,26 gam tinh bột trong một giờ theo điều kiện chuẩn của Novozymes (nhiệt độ 85 độ C, pH 5,5) Đơn vị hoạt độ enzyme NPUN/g (new pullulanase unit Novo) là lượng enzyme thủy phân pullulan tạo ra carbohydrate có tính khử.
21 với khả năng khử tương đương với 1 àmol glucose trong 1 phỳt ở điều kiện chuẩn (nhiệt độ 40 o C và pH = 4.5) [62] Đơn vị hoạt độ enzyme AGU/g (amyloglucosidase unit) được định nghĩa là lượng enzyme cần thiết để thủy phõn 1 àmole maltose trong một phỳt ở điều kiện chuẩn (nhiệt độ 60 o C và pH = 7.5) [61] Đơn vị hoạt độ enzyme AU-A/g (anson unit) được định nghĩa là lượng enzyme cần thiết để xúc tác thủy phân cơ chất là hemoglobin trong 1 phút, giải phóng các acid amin và peptide cho phản ứng bắt màu với thuốc thử Folin-Ciocalteu; cường độ màu tương đương với 1 mEq tyrosine, ở điều kiện chuẩn
Chế phẩm ProtiAct TM TG-RA được dùng để xử lý bột nhào khi có bổ sung ETPP trong quy trình làm bánh quy, chứa enzyme Transglutaminase phản ứng chuyển gốc acyl, tạo liên kết ngang giữa các protein, giữa các peptide và amin Các chỉ tiêu chất lượng được mô tả trong Bảng 3.4
Bảng 3 4 Chỉ tiêu chất lượng của chế phẩm ProtiAct TM TG-RA
Màu sắc Trắng ngà đến nâu nhạt
Trạng thái vật lí Dạng bột mịn Đơn vị hoạt độ enzyme U/ g được định nghĩa là lượng enzyme TG cần để xúc tỏc hỡnh thành 1 àmol hydroxamate từ N-carbobenzoxy-L-glutaminylglycine trong một phút ở điều kiện hoạt động tối ưu [63]
L-ascorbic acid được sản xuất bởi Công ty hóa chất Việt Mỹ (VMC Group), được dùng để xử lý bột nhào khi có bổ sung ETPP trong quy trình làm bánh quy Chỉ tiêu chất lượng được thể hiện như Bảng 3.5 bên dưới:
Bảng 3 5 Chỉ tiêu chất lượng của L-ascorbic acid
Các hóa chất chính sử dụng trong nghiên cứu được liệt kê trong Bảng 3.6
Bảng 3 6 Các hóa chất được sử dụng trong nghiên cứu
Acetone ((CH 3 ) 2 CO) Việt Nam
Bột trợ lọc Celite Ấn Độ
Acid sulfuric (H 2 SO 4 ) Trung Quốc
Ammonium chloride (NH 4 Cl) Trung Quốc
Disodium phosphate (Na 2 HPO 4 ) Trung Quốc
Monosodium phosphate (NaH 2 PO 4 ) Trung Quốc
Sodium hydroxide (NaOH) Acid hydrochloric (HCl) Trung Quốc
Các thiết bị chính sử dụng trong nghiên cứu được liệt kê trong Bảng 3.7
Bảng 3 7 Các thiết bị được sử dụng trong nghiên cứu
Máy ép chậm MJ-L500SRA, Panasonic, Nhật Bản
Máy xay khô DE-500, Big Star, Việt Nam
Tủ sấy đối lưu UM400, Memmert, Đức
Bể điều nhiệt Model WNE-29, Memmert, Đức
Cân sấy ẩm hồng ngoại Denver Instrument IR35, A&D, Nhật Bản
Cân phân tích 2 số lẻ GF-2000, A&D, Nhật Bản
Cân phân tích 4 số lẻ AUY-220, Shimadzu, Nhật Bản
Máy đo pH F20, Mettler, Toledo
Bơm chân không RV8, Edwards, Đức
Lò nung AF11/6B, Leton, Anh
Thiết bị quang phổ so màu UV – Vis Spectro UV 2505, Labomed, Mỹ
Máy ly tâm Sigma, Đức
Máy vortex LK-D10, Hwashin technology, Hàn Quốc
Tủ hút và bếp vô cơ hóa Việt Nam
Máy đo cấu trúc 5543, Instron, USA
Máy nhào bột M8, Unie, Anh
Máy đánh trứng HR-1456, Philips, Trung Quốc
Lò nướng GL-1126, Gali, Việt Nam
Sơ đồ nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu được mô tả như sơ đồ Hình 3.2
Hình 3 2 Sơ đồ nội dung nghiên cứu
Hoạch định thí nghiệm
3.3.1 Khảo sát điều kiện xử lý bã dứa tươi bởi enzyme cellulase và đánh giá chất lượng bột mì, bột bã dứa chưa qua và đã qua xử lý enzyme
Khảo sát điều kiện xử lý FPP bởi enzyme cellulase i) Mục đích thí nghiệm
FPP cần được xử lý trước khi đưa vào công thức bánh để giảm thiểu những ảnh hưởng không mong muốn đến chất lượng của bánh quy do hàm lượng chất xơ cao mà đặc biệt là hàm lượng IDF
1 Khảo sát điều kiện xử lý bã dứa tươi bởi enzyme cellulase và đánh giá chất lượng bột mì, bột bã dứa chưa qua và đã qua xử lý enzyme
2 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung ETPP đến chất lượng của bánh quy
3 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ bổ sung
AA và TG đến chất lượng bánh quy có bổ sung bã dứa đã qua xử lý enzyme
Xác định các tính chất của bánh quy:
+ Hàm lượng các chất xơ: IDF, SDF, TDF và tỉ lệ IDF:SDF + Kích thước: đường kính, độ dày, tỉ lệ đường kính và độ dày
+ Màu sắc, độ cứng, cảm quan mức độ yêu thích của người tiêu dùng
Xác định các tính chất của bột nhào và bánh quy:
+ Các tính chất cấu trúc bột nhào: độ cứng, độ cố kết + Kích thước: đường kính, độ dày, tỉ lệ đường kính và độ dày
+ Màu sắc, độ cứng, cảm quan mức độ yêu thích của người tiêu dùng
- Khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện xử lý: + Hàm lượng nước hỗn hợp
+ Nồng độ enzyme + Thời gian xử lý đến hàm lượng SDF, IDF, TDF và IDF:SDF
- Đánh giá chất lượng bột mì, UTPP và ETPP (ETPP ở điều kiện xử lý thích hợp được chọn): +Thành phần hóa học: protein, lipid, carbohydrate, tro, xơ
+ Màu sắc + Khả năng giữ nước
Phương pháp xử lý enzyme là phương pháp đem lại hiệu quả cao và an toàn do có khả năng điều chỉnh hàm lượng chất xơ trong nguyên liệu: tăng hàm lượng SDF, giảm hàm lượng IDF; không chỉ góp phần cải thiện hàm lượng SDF có trong sản phẩm mà còn cải thiện tính chất cấu trúc và giá trị cảm quan của bánh
Ba yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý enzyme được khảo sát: hàm lượng nước hỗn hợp, nồng độ enzyme, thời gian xử lý enzyme Điều kiện xử lý thích hợp được đánh giá thông qua các tính chất hóa học: hàm lượng SDF, hàm lượng IDF, hàm lượng TDF và tỉ lệ IDF:SDF của các mẫu ETPP được tạo ra Điều kiện xử lý thích hợp được chọn là điều kiện mà mẫu ETPP được tạo ra có hàm lượng SDF cao nhất, tỉ lệ IDF:SDF thấp nhất trong khi hàm lượng TDF tổn thất ít nhất ii) Cách tiến hành
Các thí nghiệm khảo sát điều kiện xử lý bởi enzyme cellulase đến hàm lượng xơ của FPP được bố trí như Bảng 3.8
Bảng 3 8 Thí nghiệm khảo sát điều kiện xử lý bởi enzyme cellulase Thí nghiệm Thông số cố định Thông số thay đổi Tính chất kiểm tra
- Nồng độ enzyme: 5 U/ g chất khô bột bã dứa
- Thời gian xử lý: 1 giờ
Hàm lượng nước hỗn hợp: 82; 86; 90; 94;
- Thời gian xử lý: 1 giờ
- Hàm lượng nước hỗn hợp: Kết quả được chọn từ TN1
Nồng độ enzyme: 0, 2.5; 5; 7.5; 10 U/ g chất khô FPP
- Hàm lượng nước hỗn hợp: Kết quả được chọn từ TN1
- Nồng độ enzyme: Kết quả được chọn từ TN2
Quy trình xử lý enzyme tạo ETPP
Hình 3 3 Quy trình xử lý enzyme tạo ETPP/ UTPP
Quy trình xử lý enzyme tạo ra các mẫu ETPP trong nghiên cứu này được thực hiện dựa trên quy trình Hình 3.3 Trong đó, các quá trình được thực hiện chi tiết như sau:
+ Đầu tiên, đo độ ẩm FPP để xác định lượng nước cần thêm vào để tạo ra hỗn hợp có hàm lượng nước mong muốn
+ Cân 50 g FPP và lượng nước cất cần thiết cho vào becher 200 mL, khuấy đều, đậy kín bằng màng thực phẩm và ủ trong bể điều nhiệt 55 – 60 o C
Khi nhiệt độ đạt 50 độ C, tiến hành thêm chế phẩm có chứa enzyme cellulase vào hỗn hợp trong cốc thủy tinh với nồng độ cần thiết Sau đó tiến hành quá trình thủy phân và phải giữ nhiệt độ hỗn hợp trong khoảng từ 50-52 độ C trong suốt thời gian xử lý.
+ Sau khi kết thúc thời gian xử lý enzyme, tiến hành tăng nhiệt độ hỗn hợp để ức chế/ tiêu diệt enzyme bằng cách đặt becher chứa hỗn hợp vào bể điều nhiệt 95 ± 2 oC trong khoảng 2 phút (tính từ lúc hỗn hợp bã dứa đạt 95 o C)
- Sấy: Hỗn hợp xử lý sau khi bất hoạt enzyme (đối với ETPP) hoặc FPP (đối với UTPP) được trải đều ra các khay inox (30 x 60 cm) có lót giấy nến, sấy trong tủ sấy đối lưu ở nhiệt độ 55 ± 2 o C cho đến khi độ ẩm bã dứa đạt dưới 8 %
- Nghiền: Bã dứa sau kết thúc sấy được làm nguội về nhiệt độ phòng và nghiền thành bột mịn bằng máy xay khô trong khoảng 30 – 60 giây
- Rây: Sau nghiền, bột bã dứa được sàng qua rây 40 mesh và bảo quản trong túi zipper chuẩn bị cho các công tác nghiên cứu đánh giá hàm lượng xơ
Các tính chất được đánh giá
+ Hàm lượng SDF, IDF, TDF
+ Tỉ lệ IDF:SDF Đánh giá chất lượng bột mì, bột bã dứa chưa qua và đã qua xử lý enzyme i) Mục đích thí nghiệm
Các mẫu bột mì và bột bã dứa ETPP, UTPP được phân tích về tính chất hóa học, màu sắc và khả năng giữ nước để so sánh sự khác biệt giữa bột mì và hai loại bột bã dứa Nghiên cứu này cũng đánh giá những thay đổi trong bã dứa sau quá trình xử lý enzyme, tạo cơ sở cho các thí nghiệm bổ sung và cải tiến trong các nghiên cứu tiếp theo.
Mẫu UTPP và mẫu ETPP (với điều kiện xử lý enzyme thích hợp được chọn từ phần “ Khảo sát điều kiện xử lý FPP bởi enzyme cellulase” ) được chuẩn bị như sơ đồ Hình 3.3 Lưu ý, UTPP không trải qua quá trình xử lý enzyme
Các tính chất đánh giá
Cả 3 mẫu bột mì, UTPP và ETPP được phân tích các tính chất:
+ Hàm lượng SDF, IDF, TDF và tỉ lệ IDF:SDF
+ Màu sắc: độ sáng (L*), sắc đỏ (a*), sắc vàng (b*)
+ Khả năng giữ nước (Water holding capacity)
3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung bã dứa đã qua xử lý enzyme đến chất lượng của bánh quy i) Mục đích thí nghiệm
Chất lượng của sản phẩm thực phẩm nói chung và bánh quy nói riêng chủ yếu được thể hiện qua 3 giá trị quan trọng: giá trị dinh dưỡng (thành phần hóa học), giá trị cảm quan (hình dạng, màu sắc, mùi vị, cấu trúc) và tính khả dụng
Thí nghiệm này tập trung điều tra mức độ ảnh hưởng ở các tỉ lệ bổ sung ETPP khác nhau đến: thành phần hóa học quan tâm là hàm lượng các chất xơ, kích thước (đường kính, độ dày, tỉ lệ đường kính và độ dày – D/T ) và các tính chất cảm quan (màu sắc, độ cứng, cảm quan mức độ yêu thích của người tiêu dùng) nhằm xác định tỉ lệ bổ sung ETPP thích hợp để cải thiện chất lượng bánh quy, đồng thời, là cơ sở cho thí nghiệm tiếp theo ii) Cách thực hiện Đầu tiên, ETPP với điều kiện xử lý enzyme thích hợp được chọn ở thí nghiệm trước sẽ được bổ sung ở các mức tỉ lệ khác nhau vào trong công thức phối trộn bánh quy theo quy trình làm bánh quy được mô tả ở Bảng 3.9., Bảng 3.10 và Hình 3.3
Bảng 3 9 Công thức nguyên liệu trong bánh quy
Nguyên liệu Khối lượng g/ mẻ Hỗn hợp bột khô (bột mì và ETPP) 75.00
Bảng 3 10 Tỉ lệ phối trộn ETPP và bột mì
Tỉ lệ bổ sung Hàm lượng ETPP
% khối lượng hỗn hợp bột khô
% khối lượng hỗn hợp bột khô
Hình 3 4 Sơ đồ quy trình làm bánh quy có bổ sung ETPP
+ Đánh trộn 1: Mục đích của quá trình này là tạo ra một hỗn hợp đồng đều của trứng gà (gồm cả lòng đỏ và lòng trắng), đường ăn kiêng Isomalt, chất tạo ngọt tổng hợp Ace-K (Acesulfame Potassium) và hương liệu Vani chuẩn bị cho quá trình Đánh trộn 2 được đồng đều hơn Quá trình này được thực hiện trong bồn trộn của máy nhào bột, bằng máy đánh cầm tay ở tốc độ 200 vòng/ phút trong 2 phút.
Phương pháp phân tích
3.4.1 Phương pháp phân tích hóa học
Nồng độ protein trong bột mì và bột bã dứa được xác định bằng phương pháp Kejdahl-Nessler Phương pháp này sử dụng hỗn hợp acid sulfuric và hydrogen peroxide (H2O2 50%) theo tỷ lệ 1:4 làm tác nhân vô cơ hóa mẫu, chuyển hóa nitơ hữu cơ thành dạng NH4+ NH4+ kết hợp với acid sulfuric tạo thành hợp chất (NH4)2SO4 không bay hơi, phản ứng tạo màu với thuốc thử Nessler Nồng độ protein được xác định bằng phương pháp quang phổ so màu ở bước sóng 460 nm, theo quy trình mô tả trong phụ lục A1.
Hàm lượng lipid của bột mì và bột bã dứa được đo bằng phương pháp Soxhlet
(AOAC 920.39) với dung môi là diethyl ether, theo quy trình của S S Nielsen và C Carpenter (2017) [66] (phụ lục A2)
Hàm lượng xơ tổng, xơ hòa tan và xơ không hòa tan của bột mì và bột bã dứa được đo theo phương pháp AOAC 991.43, dựa trên việc xử lý mẫu bằng các enzyme α-amylase chịu nhiệt, protease và glucoamylase nhằm loại bỏ tinh bột và protein để xác định hàm lượng xơ không hòa tan, xơ hòa tan, từ đó tính toán ra hàm lượng xơ tổng, theo quy trình của N G Asp và cộng sự (1992) [67] (phụ lục A3)
Hàm lượng tro của bột mì và bột bã dứa được đo bằng phương pháp nung đến khối lượng không đổi ở 550 o C (AOAC 2000), theo quy trình của B P Ismail (2017) [68] (phụ lục A4)
Hàm lượng carbohydrate của bột mì và bột bã dứa được tính toán bằng phương pháp bù trừ với các thành phần khác, theo nghiên cứu của M Haque và cộng sự (2002) [69] (phụ lục A5)
3.4.2 Phương pháp phân tích vật lí
Khả năng giữ nước của bột mì và bột bã dứa được đo bằng phương pháp ly tâm, theo quy trình của R Martínez và cộng sự (2012) [12] (Phụ lục B1)
Màu sắc của bột mì và bột bã dứa được đo bằng máy đo màu (Model CR-300,
Minolta, Nhật Bản) với dữ liệu màu được ghi lại dưới dạng tọa độ màu của CIE Lab (L*, a*, b*) theo quy trình của Y Sahan và cộng sự (2012) [70] (phụ lục B2)
34 Độ cứng, độ cố kết của bột nhào được đo bằng phép đo TPA (Texture Profile
Analysis) sử dụng máy đo cấu trúc (Model 5543, Instron, Mỹ) theo quy trình của S Mironeasa và cộng sự (2018) [71] (phụ lục B3) Độ cứng bánh được đo bằng phép đo TPB (Three Point Bend) sử dụng máy đo cấu trúc (Model 5543, Instron, Mỹ) theo quy trình của D Murugkar và cộng sự (2014) [72] (phụ lục B4) Đường kính và độ dày và tỉ lệ đường kính và độ dày được đo theo quy trình của
N Mishra và R Chandra (2012) [73] (phụ lục B5)
3.4.3 Phương pháp phân tích cảm quan
Phương pháp kiểm tra cảm quan đối với bánh được thực hiện thông qua thang điểm 1-9, phản ánh mức độ từ "cực kỳ không thích" đến "cực kỳ thích" Thang điểm này được phát triển bởi M.C Meilgaard và cộng sự vào năm 2006 Chi tiết về thang điểm này có thể tham khảo tại Phụ lục C.
3.4.4 Phương pháp xử lý số liệu
- Kết quả thí nghiệm được xử lý bằng phương pháp phân tích phương sai
ANOVA (Analysis of Variance) thông qua phần mềm Statgraphics Tất cả các thí nghiệm được thực hiện lặp lại 3 lần, kết quả cuối cùng được biểu diễn dưới dạng
“trung bình cộng ± độ lệch chuẩn” Sự khác biệt có ý nghĩa giữa các kết quả thí nghiệm được so sánh bởi Multiple Range Tests (p ≤ 0.05)
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung ETPP đến chất lượng của bánh quy
Bảng 4 2 Hàm lượng các chất xơ và tỉ lệ IDF:SDF của bánh quy có bổ sung ETPP
Tỉ lệ bổ sung, % SDF, % chất khô IDF, % chất khô TDF, % chất khô IDF:SDF
Các kí tự in thường (a đến e) khác nhau biểu thị sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p < 0.05) của các giá trị trong cùng một cột
Khi tăng dần tỉ lệ bổ sung ETPP từ 0 đến 40 % vào trong bánh quy, hàm lượng các chất xơ bao gồm SDF, IDF, TDF và tỉ lệ IDF:SDF đều tăng Trong đó, hàm lượng SDF tăng từ 0.7 % lên 1.3 %, tăng 1.9 lần; hàm lượng IDF tăng từ 1.0 % lên 9.9 %, tăng 9.9 lần; hàm lượng TDF tăng từ 1.7 % lên 11.2 %, tăng 6.6 lần, tỉ lệ IDF:SDF cũng tăng từ 1.4 lên 7.7 %, tăng 5.5 lần ở tỉ lệ bổ sung lớn nhất là 40 % so với mẫu không bổ sung
Nguyên nhân là do hàm lượng SDF, IDF và TDF của ETPP đều cao hơn bột mì Vì vậy, khi càng nhiều bột mì được thay thế bởi ETPP, bánh quy thành phẩm có hàm lượng chất xơ càng cao
Kết luận: Việc bổ sung bột bã dứa vào trong bánh quy đã cải thiện đáng kể hàm lượng các chất xơ (TDF, SDF, IDF) và tỉ lệ IDF:SDF trong bánh quy Một sản phẩm thực phẩm được xem là nguồn cung cấp xơ khi trong 100 g sản phẩm có chứa
3 g chất xơ TDF và được xem là giàu xơ khi trong 100 g sản phẩm có chứa 6 g chất xơ TDF Vì vậy, theo kết quả này, bánh quy bổ sung 10 % bã dứa với 4.2 % TDF đã được xem là nguồn cung cấp chất xơ và bánh quy bổ sung 20 % bã dứa với 6.5 % TDF đã được xem là bánh quy giàu xơ áp dụng theo tiêu chuẩn Codex 2019 [78]
4.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung ETPP đến kích thước của bánh quy
Bảng 4 3 Kích thước của bánh quy bổ sung ETPP
Tỉ lệ bố sung, % Đường kính (D), mm Độ dày (T), mm Tỉ lệ đường kính và độ dày
Các kí tự in thường (a đến d) khác nhau biểu thị sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p < 0.05) của các giá trị trong cùng một cột
Về đường kính, khi tăng dần tỉ lệ bổ sung ETPP từ 0 đến 40 %, đường kính bánh tăng Tại tỉ lệ bổ sung 40 %, đường kính của bánh đạt giá trị lớn nhất là 37.4 mm, tăng 5.4 % so với mẫu không bổ sung ETPP
Tỷ lệ bổ sung không quá 20% không ảnh hưởng đáng kể đến độ dày bánh Tuy nhiên, ở tỷ lệ bổ sung cao hơn từ 30 đến 40%, độ dày bánh giảm đáng kể Cụ thể, tại tỷ lệ bổ sung 40%, độ dày bánh giảm tới 21,9% so với mẫu không bổ sung.
Tỉ lệ đường kính và độ dày tăng tăng từ 5.5 lên 7.5 khi tỉ lệ bổ sung tăng từ 0 đến 40 % Tại tỉ lệ bổ sung là 40 %, tỉ lệ đường kính và độ dày tăng 36.4 % so với mẫu không bổ sung ETPP Đường kính và độ dày của bánh quy thường có mối quan hệ chặt chẽ với nhau: khi mức độ hình thành mạng gluten cao hơn, bánh quy thường có độ dày lớn hơn và đường kính nhỏ hơn; ngược lại, khi mức độ hình thành mạng gluten thấp hơn, bánh quy sẽ có độ dày nhỏ hơn và đường kính lớn hơn [79] Khi tăng dần tỉ lệ bổ sung ETPP, hàm lượng chất xơ tăng trong khi hàm lượng gluten protein giảm, dẫn đến khả năng hình thành mạng gluten kém hơn Hệ quả đã cho thấy đường kính bánh có xu hướng tăng dần trong khi độ dày bánh có xu hướng giảm dần Tương ứng, tỉ lệ đường kính và độ dày cũng có xu hướng tăng
Kết luận: việc bổ sung ETPP vào trong bánh quy với tỉ lệ tăng dần từ 0 đến
40 % đã làm tăng đường kính, chỉ số đường kính và độ dày, đồng thời, làm giảm độ dày bánh quy, ảnh hưởng không tốt đến các tính chất kích thước so với bánh quy không bổ sung ETPP
4.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung ETPP đến màu sắc, độ cứng, cảm quan mức độ yêu thích của người tiêu dùng
4.2.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung ETPP đến màu sắc của bánh quy
Những thay đổi về màu sắc của bánh quy khi bổ sung ETPP được ghi nhận trong Bảng 4.4
Bảng 4 4 Màu sắc của bánh quy bổ sung ETPP
Tỉ lệ bổ sung, % Màu sắc
40 39.2±0.1a 6.0±0.0b 14.8±0.3a 28.2±0.3d Các kí tự in thường (a đến e) khác nhau biểu thị sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p < 0.05) của các giá trị trong cùng một cột
Hình 4 5 Màu sắc của các bánh quy bổ sung ETPP ở các tỉ lệ từ 0 đến 40 %
Kết quả cho thấy, các giá trị về màu sắc của bánh có sự thay đổi lớn khi tăng dần tỉ lệ bổ sung ETPP Cụ thể, giá trị L*, b* giảm lần lượt là 35.8 % và 54.6 %, trong khi giá trị khoảng chênh lệch màu sắc ΔE tăng mạnh (28.2) ở tỉ lệ bổ sung lớn nhất là 40 %
Màu sắc của sản phẩm sẽ chịu ảnh hưởng bởi thành phần nguyên liệu tạo thành nó [80] ETPP có giá trị L* là 57.4, sậm hơn đáng kể so với bột mì là 91.5, đồng thời, thành phần có chứa đường (từ bản thân nguyên liệu và từ quá trình xử lý enzyme)
Do đó, khi tăng dần tỉ lệ bổ sung, giá trị L* của bánh giảm, đồng thời, hàm lượng đường khử làm cơ chất cho phản ứng hóa học như Maillard (phản ứng giữa đường khử với các amino acid của ptotein tạo ra các hợp chất melanodin có màu nâu) và caramel hóa (phản ứng dehydrate của các phân tử đường) tăng, gây ra thay đổi lớn đến các giá trị về màu sắc của bánh sau nướng Nhiều nghiên cứu ghi nhận kết quả
Tỉ lệ bổ sung bã dứa vào bánh quy ảnh hưởng đến độ sáng màu của sản phẩm Nghiên cứu của N Toledo và cộng sự (2017) cho thấy giá trị L* giảm khi tăng tỉ lệ bã dứa Cụ thể, khi tăng tỉ lệ bã dứa từ 0 đến 15%, giá trị L* giảm từ 64,1 xuống 52,45, tương ứng với mức giảm 18,2%.
15 % so với mẫu không bổ sung [7]
Kết quả thí nghiệm chứng minh rằng việc tăng dần tỷ lệ bổ sung ETPP từ 0 đến 40% sẽ làm bánh quy sậm màu hơn (giảm giá trị L*) và đồng thời làm tăng độ chênh lệch màu sắc (ΔE) so với mẫu không bổ sung ETPP, ảnh hưởng tiêu cực đến màu sắc của bánh quy.
4.2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung ETPP đến độ cứng của bánh quy
Bảng 4 5 Độ cứng của bánh quy bổ sung ETPP
Tỉ lệ bổ sung, % Độ cứng, N
Các kí tự in thường (a đến c) khác nhau biểu thị sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p < 0.05) của các giá trị trong cùng một cột
Kết quả cho thấy, ở tỉ lệ bổ sung 10 %, độ cứng bánh giảm so với mẫu đối chứng Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng dần các tỉ lệ bổ sung ETPP từ 10 đến 40 %, độ cứng bánh có xu hướng tăng Độ cứng cao nhất là tại tỉ lệ 40 %, tăng 20 % so với mẫu không bổ sung Đầu tiên, ở tỉ lệ bổ sung thấp là 10 %, độ cứng bánh thấp hơn so với mẫu đối chứng và thấp nhất trong các mẫu bánh quy Nguyên nhân có thể là do tác động củng cố mạng gluten của chất xơ ở nồng độ bổ sung thấp Chất xơ có tác dụng ổn định cấu trúc nhờ khả năng liên kết được với các nhóm ưa nước và các nhóm ưa béo [15], do đó, góp phần củng cố liên kết giữa các cấu tử trong khối bột nhào, tăng khả năng giữ khí và làm giảm độ cứng bánh Ở các tỉ lệ bổ sung cao hơn, tác dụng cản trở sự hình thành mạng gluten của chất xơ xảy ra nhiều hơn tác dụng ổn định cấu trúc Theo một số nghiên cứu, khi tỉ lệ bổ sung nguyên liệu giàu xơ tăng dẫn đến sự cạnh tranh nước cao hơn của các chất xơ với bột mì, hạn chế hình thành mạng gluten, tăng mức độ hồ hóa tinh bột, dẫn đến khả năng giữ lại nước trong bánh quy tăng làm cho cấu trúc bánh quy cứng hơn [58,
81] Kết quả tương tự được tìm thấy trong nghiên cứu của M L Sudha và cộng sự (2007) [38]
Bên cạnh đó, nghiên cứu này còn cho rằng độ cứng của bánh quy tăng có liên quan đến mức độ hình thành các lỗ khí bên trong bánh quy quyết định bởi sự hình thành mạng gluten, tạo ra độ rỗng xốp nhất định cho bánh Độ rỗng xốp của bánh quy càng lớn thì độ cứng của bánh quy càng nhỏ Khi tăng dần tỉ lệ bổ sung ETPP, hàm lượng gluten protein giảm và hàm lượng chất xơ tăng, xơ cạnh tranh nước và gây ra những cản trở về mặt không gian làm giảm mức độ hình thành mạng gluten giảm đáng kể, dẫn đến độ cứng tăng
Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ bổ sung AA và TG đến chất lượng bánh
4.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ bổ sung AA đến các tính chất cấu trúc của bột nhào Ảnh hưởng của nồng độ AA bổ sung đến các tính chất cấu trúc của bột nhào được ghi nhận trong Bảng 4.7 bên dưới.
Bảng 4 7 Ảnh hưởng của L-ascorbic acid đến các tính chất cấu trúc của bột nhào
Mẫu Độ cứng, N Độ cố kết
D0 6.0±0.1a 0.49±0.01d D30 7.2±0.1b 0.30±0.01a D-AA50 7.2±0.2b 0.31±0.01a D-AA100 7.4±0.2bc 0.31±0.01a D-AA150 7.4±0.2bc 0.32±0.01a D-AA200 7.6±0.3cd 0.36±0.01b D-AA250 7.9±0.2d 0.38±0.01c D-AA300 8.0±0.4d 0.38±0.01bc D0: mẫu bột nhào làm từ 100 % bột mì; D30, D-AA50, D-AA100, D-AA150, D-AA200, D-AA250, D-AA300 lần lượt là các mẫu bột nhào làm từ 70 % bột mì và 30 % ETPP với các nồng độ AA bổ sung tương ứng là 0, 50, 100, 150, 200, 250, 300 ppm (tính trên khối lượng bột mì) Các kí tự in thường (a đến d) khác nhau biểu thị sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p < 0.05) của các giá trị trong cùng một cột
Kết quả ghi nhận ở Bảng 4.7 cho thấy, khi bổ sung AA ở các nồng độ thấp dưới 200 ppm (tính trên khối lượng bột mì), các tính chất cấu trúc của bột nhào không có sự thay đổi đáng kể so với mẫu không bổ sung
Khi tiếp tục tăng dần nồng độ AA từ 200 đến 300 ppm, độ cứng và độ cố kết có xu hướng tăng và bắt đầu đạt giá trị lớn nhất tại nồng độ 250 ppm: độ cứng tăng 9.7 %, và độ cố kết tăng 26.7 % so với mẫu không bổ sung AA (D30) Độ cứng của khối bột nhào là lực cần thiết để khối bột nhào đạt được một biến dạng nhất định [84] Độ cứng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có kích thước hạt của nguyên liệu, khả năng giữ nước của nguyên liệu và mức độ liên kết giữa các cấu tử trong khối bột nhào [71] Mặc dù hàm lượng gluten protein trong mẫu D30 thấp hơn so với mẫu D0 do có sự thay thế 30 % bột mì bằng ETPP, tuy nhiên, do có kích thước hạt nguyên liệu lớn và thô hơn, khả năng giữ nước cao hơn, dẫn đến khối bột nhào có độ cứng lớn hơn Khi bổ sung AA vào trong công thức bột nhào, độ cứng lại tiếp tục có xu hướng tăng Nguyên nhân có thể là vì AA có khả năng chuyển hóa các liên kết SH thành các liên kết SS bền vững hơn [85] trong suốt thời gian ủ bột kéo dài
Thời gian oxy hóa axit ascorbic (AA) trong điều kiện nở 45 phút làm tăng đáng kể sự tạo thành mạng lưới gluten Điều này làm tăng độ gắn kết giữa các thành phần, khả năng giữ nước của bột và dẫn đến độ cứng cũng như khả năng chống biến dạng của khối bột tăng cao Trong một nghiên cứu của M Nakamura và T Kurata (1997), tác dụng tăng độ cứng của khối bột khi bổ sung AA đã được ghi nhận.
Tiếp theo, độ cố kết được hiểu là mức độ liên kết giữa các cấu tử trong khối bột [84] Cấu trúc mạng gluten càng bền vững thì độ cố kết và độ đàn hồi của khối bột càng cao Ban đầu, so với mẫu D0, mẫu D30 có độ cố kết thấp hơn do một phần gluten protein đã bị thay thế bởi chất xơ, mạng gluten hình thành ít hơn Mặt khác, sự có mặt của chất xơ đã cản trở quá trình hình thành mạng gluten của các gluten protein làm cho các cấu tử trong khối bột liên kết với nhau một cách lõng lẻo, rời rạc Khi bổ sung AA, mạng gluten đã được hình thành nhiều hơn, dẫn đến độ cố kết tăng [87] Đối tượng bổ sung AA được nghiên cứu phổ biến nhất các sản phẩm bánh mì [87] Chưa có nhiều nghiên cứu tập trung điều tra ảnh hưởng của AA trên bánh quy Nguyên nhân có thể do hàm lượng protein trong bánh quy thấp hơn, thời gian đánh trộn và thời gian nghỉ của bánh quy ngắn hơn so với bánh mì, dẫn đến mức độ cải thiện không quá lớn Song, so sánh với đối tượng nghiên cứu là bánh mì, kết quả trong nghiên cứu này có xu hướng tương đồng với kết quả nghiên cứu của Z Sheikholeslami và cộng sự năm 2018 [48] nhằm mục đích cải thiện các tính chất hóa lí của bánh mì có bổ sung bột lúa mạch tách vỏ (0 – 20 %) thông qua việc bổ sung thêm lần lượt guar gum (0 – 2 %) và AA (0 – 200 ppm) AA đã thay đổi được rõ rệt chất lượng của mẫu bột nhào (chứa 20 % bột lúa mạch tách vỏ và 1 % guar gum): tăng độ hút nước (water absorption) của khối bột nhào và tăng độ ổn định của mạng gluten trong khối bột nhào ở nồng độ bổ sung cao nhất là 200 ppm Trước đó, vào năm 2006, xu hướng tương tự đã được ghi nhận trong nghiên cứu của E Maforimbo và cộng sự [53]
Kết luận: bổ sung AA ở nồng độ 250 ppm tính trên khối lượng bột mì đã cải thiện được các tính chất cấu trúc bột nhào: tăng độ cứng và đưa độ cố kết của bột nhào về gần nhất với mẫu D0
4.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ bổ sung AA đến kích thước của bánh quy
Những ảnh hưởng của AA đến các tính chất kích thước của bánh quy bao gồm đường kính, độ dày và tỉ lệ đường kính và độ dày được ghi nhận trong Bảng 4.8 bên dưới
Bảng 4 8 Ảnh hưởng của L-ascorbic acid đến đường kính, độ dày và tỉ lệ đường kính và độ dày của bánh quy Mẫu Đường kính, mm Độ dày, mm Tỉ lệ đường kính và độ dày
C-AA100 36.5±0.4bcd 5.3±0.2bc 6.9±0.2d C-AA10 36.3±0.5bc 5.3±0.1c 6.8±0.2bcd
C0: mẫu bánh quy làm từ 100 % bột mì; C30, C-AA50, C-AA100, C-AA150, C-AA200, C-AA250, C-AA300 lần lượt là các mẫu bánh quy làm từ 70 % bột mì và 30 % ETPP với các nồng độ AA bổ sung tương ứng là 0, 50, 100, 150, 200, 250, 300 ppm (tính trên khối lượng bột mì) Các kí tự in thường (a đến e) khác nhau biểu thị sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p < 0.05) của các giá trị trong cùng một cột
Từ kết quả ở Bảng 4.8., có thể nhận thấy việc bổ sung ETPP vào trong công thức bánh quy đã dẫn đến những thay đổi không mong muốn đến kích thước bánh Đường kính và độ dày của bánh quy thường có mối quan hệ chặt chẽ với nhau: khi bột nhào có cấu trúc mạng gluten hình thành tốt hơn, bánh quy thường có độ dày lớn hơn và đường kính nhỏ hơn; ngược lại, khi bột nhào có cấu trúc mạng gluten hình thành kém hơn, bánh quy sẽ có độ dày nhỏ hơn và đường kính lớn hơn [79] Mẫu D30 có mức độ hình thành gluten thấp hơn, hệ quả cho thấy đường kính lớn hơn và độ dày nhỏ hơn so với mẫu đối chứng Kết quả tương tự cũng được tìm thấy trong nghiên cứu của A Alkozai và cộng sự khi bổ sung 10 % bã dứa vào trong bánh quy [88]
Khi bổ sung AA với các nồng độ tăng dần (0 – 300 ppm), các chỉ tiêu đường kính, độ dày và tỉ lệ đường kính và độ dày đều cho thấy những cải thiện đáng kể: các giá trị tiến gần về mẫu C0 Tại nồng độ 250 ppm AA, đường kính giảm dần và đạt giá
53 trị nhỏ nhất bằng với mẫu C0; độ dày tăng 5.9 %, tỉ lệ đường kính và độ dày giảm 6.9 % so với mẫu C30 và tiến gần về mẫu C0
Xu hướng tương tự được thấy trong nghiờn cứu của H Dizlek và M ệzer (2016) [89] Trong nghiên cứu này, khi thay thế một phần bột mì bình thường bằng bột mì bị tổn thương do côn trùng với tỉ lệ thay thế tăng dần từ 0 đến 50 % trong công thức bánh mì, các chỉ tiêu chất lượng của bánh đều bị thay đổi không mong muốn: chiều rộng bánh tăng, chiều cao và tỉ lệ chiều cao trên chiều rộng bánh giảm đáng kể so với mẫu bánh không thay thế Để cải thiện chất lượng bánh mì, tác giả đã bổ sung một hỗn hợp các phụ gia được cho là có tác dụng cải thiện cấu trúc (DATEM, TG,
CA, và L-AA), trong đó, nồng độ AA là 75 mg/ kg (tính trên khối lượng chất khô khối bột) vào công thức bánh mì Kết quả ghi nhận, các chỉ tiêu về kích thước của bánh mì đều được cải thiện đáng kể: chiều rộng bánh giảm, chiều cao và tỉ lệ chiều cao trên chiều rộng bánh tăng so với mẫu không bổ sung hỗn hợp phụ gia ở tất cả các tỉ lệ thay thế Sau đó, tác giả tiếp tục chứng minh khả năng cải thiện kích thước một cách độc lập của AA ở nồng độ (75 – 100 mg/ kg) trong một nghiên cứu khác của mình trên đối tượng bánh mì làm từ bột mì bị tổn thương bởi sâu hại ở mức độ thấp [90]
Kết luận: bổ sung AA ở nồng độ từ 250 đến 300 ppm tính trên khối lượng bột mì đã cải thiện được các tính chất kích thước của bánh quy: giảm đường kính, tăng độ dày và giảm tỉ lệ đường kính và độ dày về gần nhất với mẫu C0
4.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ bổ sung AA đến độ cứng của bánh quy
Bảng 4 9 Ảnh hưởng của L-ascorbic acid đến độ cứng của bánh quy
C-AA100 11.7±0.3bc C-AA150 11.7±0.9bc C-AA200 11.1±0.3ab C-AA250 10.5±0.7a
