sử dụng vỏ trái thanh long để thay thế một phần bột mì trong quy trình sản xuất bánh quy giàu chất xơ

614.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng xơ, betacyanin, phenolic tổng và hoạt tính chống oxy hóa của bột vỏ trái thanh long .... 614.2.2 Ảnh hưởng của tốc độ dòng tác nhân sấy đ

TỔNG QUAN

Bánh quy giàu xơ

2.1.1 Tổng quan về bánh quy

Bánh quy là nhóm các sản phẩm bánh nướng được làm từ bột mì, bánh thành phẩm có độ ẩm xấp xỉ 5%, kích thước nhỏ, vị ngọt và giòn [4]

Bánh quy có thể được phân loại dựa vào một số đặc điểm khác nhau như phân loại theo hình dạng bánh (tròn, vuông, chữ nhật, hình hoa, hình thú…) hoặc phân loại theo thành phần phụ liệu/chất dinh dưỡng bổ sung vào bánh (bổ sung kem, mứt, hạt/ DHA, chất xơ, sắt…) hay phân loại theo đối tượng sử dụng bánh (dành cho trẻ em, người bệnh đái tháo đường, người ăn kiêng nhóm thực phẩm giàu năng lượng ) Trong thực tế sản xuất, bánh quy thường được phân loại là “cracker” nếu hàm lượng đường và chất béo trong bánh ở mức thấp; là “biscuit” nếu hàm lượng đường và chất béo trong bánh ở mức trung bình; là

“cookie” khi hàm lượng đường và chất béo trong bánh ở mức cao [5]

2.1.1.3 Nguyên liệu sản xuất bánh quy

Các thành phần chính trong công thức bánh quy gồm bột mì, chất béo, đường saccharose, bột nở (natri bicarbonat, amoni bicarbonat), nước; một số thành phần phụ có thể là trứng, sữa bột, chất nhũ hóa và hương liệu [6] Tỉ lệ các thành phần nguyên liệu trong công thức bánh ảnh hưởng lớn đến chất lượng của sản phẩm

Bột mì là nguyên liệu chính trong công thức bánh quy Thành phần quan trọng nhất trong bột mì là protein Các loại protein trong bột mì gồm có albumin, globulin, gliadin và glutelin; trong đó, gliadin và glutenin có các liên kết S-S nội phân tử và có khả năng tạo các liên kết S-S liên phân tử để tham gia vào cấu trúc của gluten tạo nên tính dẻo, dai của bột nhào giúp cho bánh dễ tạo hình Thông thường, bột mì với hàm lượng protein thấp (8-11%) được coi là phù hợp để sản xuất bánh quy vì khi hàm lượng gluten thấp, khung mạng gluten hình thành phù hợp cho việc cán khối bột nhào và tạo hình bánh quy Tuy nhiên, gluten trong bột mì ảnh hưởng đến sức khỏe của người bệnh celiac Hơn

5 nữa, hàm lượng tinh bột cao trong bột mì không phù hợp cho người bệnh thừa cân và béo phì Do đó, bột mì được thay thế một phần hoặc đôi khi được thay thế bằng các loại bột khác để phát triển các loại bánh quy không chứa gluten và bánh quy dành cho người ăn kiêng [7] Đường đóng vai trò là chất điều chỉnh cấu trúc và hương vị Loại đường phổ biến trong sản xuất bánh quy là saccharose Đường cung cấp năng lượng nên có thể được thay thế bằng các chất ngọt không có giá trị năng lượng như saccharine, acesulfame-K, aspartame, sucralose và cyclomat Tuy nhiên, những chất ngọt này không thể thực hiện các chức năng tạo cấu trúc cho bánh như đường Do đó, các polyol như sorbitol, lactitol, isomalt, polydextrose và maltitol cũng được sử dụng cùng với chất ngọt [8]

Chất béo là thành phần thứ ba trong bột nhào sau bột mì và đường Chất béo tạo độ mềm cho bánh quy Trong quá trình nhào trộn, chất béo sẽ hạn chế quá trình hydrat hóa và sự phát triển mạng gluten Loại chất béo (bơ, chất béo thực vật, dầu thực vật) và tỷ lệ phần trăm của chất béo trong công thức ảnh hưởng đến các đặc tính vật lý và cảm quan của bánh [7]

Trong nhóm các nguyên liệu phụ, chất nhũ hóa làm giảm sức căng bề mặt, phân phối chất béo đồng đều, ngăn ngừa sự di chuyển của nước và cải thiện cấu trúc bột nhào Một số chất nhũ hóa thông dụng là lecithin, glycerol monostearate, sodium stearoyl-2 lactylate, sorbitol, propylene glycol [9] Muối được sử dụng làm chất phủ bề mặt và trang trí bánh quy mặn Nồng độ muối sử dụng thường nhỏ hơn 2 – 2.5% lượng bột Các chất tạo nở được bổ sung vào bột nhào để tạo ra bọt khí ảnh hưởng đến cấu trúc của bánh quy sau quá trình nướng Các chất tạo nở phổ biến là bột nở (hỗn hợp natri bicarbonat và một acid), natri pyrophosphat, natri bicarbonat (NaHCO3) và amoni bicarbonat (NH4HCO3) [7]

2.1.2 Các nguồn chất xơ sử dụng trong sản xuất bánh quy

2.1.2.1 Ngũ cốc nguyên cám và phụ phẩm từ quy trình chế biến ngũ cốc

Trong quá trình xay xát để sản xuất bột mì trắng, cám và các phần mầm của hạt ngũ cốc được loại bỏ Khi không tách bỏ phần cám và mầm ra khỏi bột nghiền thì thu được bột mì

6 nguyên cám Lượng chất xơ trong bột mì nguyên cám xấp xỉ 12.1% [10] Thành phần xơ trong cám ngũ cốc bao gồm arabinoxylan, β-glucan, fructan, cellulose và lignin [11]

Nhìn chung, cám ngũ cốc có hàm lượng chất xơ cao Bên cạnh đó, cám ngũ cốc còn chứa nhiều thành phần dinh dưỡng có giá trị như protein, lipid, vitamin, khoáng chất và các chất chống oxy hóa [12] Tuy nhiên, một số loại cám ngũ cốc có hàm lượng béo cao nên việc bảo quản chúng khó khăn Ngoài ra, các phân tử chất xơ từ ngũ cốc có mạch dài nên ảnh hưởng đến cấu trúc mạng gluten và làm thay đổi các tính chất lưu biến của bột nhào; hệ quả là thể tích bánh bị giảm, độ cứng tăng Ngoài ra, bánh có thể có vị đắng và màu tối là do bị ảnh hưởng bởi vị đắng và màu sậm tự nhiên của nguyên liệu xơ bổ sung [13]

Một số loại bột ngũ cốc nguyên cám và cám ngũ cốc đã được sử dụng như là nguồn chất xơ trong công thức làm bánh quy (Bảng 2.1)

Bảng 2.1 Một số loại ngũ cốc và cám ngũ cốc được bổ sung vào bánh quy

Nguồn phụ phẩm Đặc điểm của nguyên liệu

Bột lúa mì nguyên cám [14]

Mức độ nghiền càng mịn thì hàm lượng arabinoxylan tổng và arabinoxylan hòa tan của bột sẽ tăng lên, khả năng hấp thụ nước tăng Các giống lúa mì khác nhau sẽ tạo ra bột có khả năng hấp thu nước khác nhau, từ đó ảnh hưởng khác biệt đến chất lượng bánh quy

Hạt lúa mì nguyên cám được ngâm trong nước đến độ ẩm 45%, nảy mầm trong

4 ngày và sấy ở nhiệt độ dao động 40-80 o C trong 14h đến độ ẩm 5-6% để tạo malt lúa mì So với bột lúa mì nguyên cám, bột malt lúa mì có hàm lượng tinh bột giảm xấp xỉ 9%, protein giảm 4%; trong khi đó hàm lượng chất xơ tăng 24%, phenolic hòa tan tăng 149% và hoạt tính chống oxy hóa (theo FRAP) tăng 314%, khả năng hút nước giảm 14%, khả năng hút dầu giảm 11% Cám lúa mì [16] Hàm lượng chất xơ cao và chiếm 73-83% chất khô; tuy nhiên hàm lượng acid phytic khá cao (215-229 mg/100g chất khô) Acid phytic có thể tạo thành phức không hòa tan với các cation khoáng (sắt, magiê, kẽm và canxi) và protein Việc sử dụng thực phẩm giàu acid phytic làm giảm khả dụng sinh học của các khoáng chất và protein Khi giảm kích thước hạt cám thì hàm lượng xơ tổng giảm đi, trong khi đó hàm lượng acid phytic tăng lên Cám yến mạch khử acid phytic

Cám từ yến mạch và từ một số loại cám ngũ cốc khác có chứa một lượng khá lớn acid phytic

Cám yến mạch được lên men bởi S cerevisiae ở 30 o C trong 6h hoặc hấp ở

120 o C trong 0.5h làm cho hàm lượng lượng acid phytic giảm đi lần lượt là 84% và 95%; đồng thời hàm lượng xơ tổng tăng xấp xỉ 75% ở cả hai

7 phương pháp xử lý Cám yến mạch khử acid phytic là nguồn chất xơ để bổ sung vào công thức bánh quy

Cám lúa mì được xử lý với chế phẩm cellulase

Thành phần cám lúa mì gồm 15.3% protein, 5.4% lipid, 4.8% tro và 39.0% chất xơ tổng; chỉ số xơ không tan/xơ tan (IDF/SDF) là 7.7 và cao hơn nhiều so với giá trị khuyến nghị của Hiệp hội Dinh dưỡng (xấp xỉ 3.0) Cám lúa mì được xử lí với chế phẩm cellulase (0.75g nước/ g cám, lượng cellulase 9U/g cám, thời gian 150 phút) làm giảm lượng xơ không tan 17%, tăng lượng xơ tan 13%, chỉ số IDF/SDF giảm xấp xỉ 42% so với mẫu đối chứng và đạt giá trị 4.5 Ngoài ra, khả năng giữ nước (WHC) giảm 20%, khả năng giữ dầu (OHC) giảm 25% so với mẫu cám lúa mì không xử lý enzyme Quá trình xử lý không ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng protein, lipid và tro

2.1.2.2 Rau trái và phụ phẩm từ quy trình chế biến rau trái

Một số loại rau trái đã được sử dụng như nguồn chất xơ để bổ sung vào công thức bánh quy như củ dền [19], củ cải đường [20], bí đỏ [21], trái việt quất, đu đủ [22], cam [23], chuối [24] Việc bổ sung bột rau trái làm tăng hàm lượng chất xơ, vitamin, khoáng, nhóm chất phenolic và chất màu tự nhiên cho sản phẩm bánh quy [25]

Các phụ phẩm của quy trình chế biến rau trái như bã rau/trái ép, hạt, vỏ trái thường được xem là nguồn thức ăn gia súc hoặc là chất thải [26] nhưng rất giàu chất xơ và vẫn còn chứa các thành phần có hoạt tính sinh học

Tương tự như nguồn xơ từ ngũ cốc, bột rau trái và phụ phẩm từ quy trình chế biến rau trái có hàm lượng xơ và hoạt tính chống oxy hóa cao [27, 28] nên sẽ cải thiện hàm lượng xơ và chất chống oxy hóa cho bánh Tuy nhiên, việc bổ sung chúng vào công thức bánh quy cũng ảnh hưởng đến tính chất lưu biến của bột nhào, tính chất vật lý và cảm quan của bánh

Nhiều nghiên cứu đã sử dụng phụ phẩm từ quy trình chế biến rau trái để bổ sung vào bánh quy (Bảng 2.2)

Bảng 2.2 Một số phụ phẩm rau trái được bổ sung vào bánh quy Nguồn phụ phẩm Thành phần hóa học của các phụ phẩm

Cà rốt [29] Hàm lượng tính theo chất khô gồm 0.21% protein, 0.3% lipid và 29% chất xơ Hỗn hợp bột mì và bã cà rốt (tỷ lệ 80%:20%) có hoạt tính chống oxy hóa cao hơn 31% so với bột mì

Cà chua [30] Hàm lượng xơ tổng là 48% chất khô, chỉ số IDF/SDF là 1.5

Trái thanh long

2.2.1.1 Đặc điểm thực vật học

Trái thanh long có hình bầu dục với nhiều tai lá xanh (do phiến hoa còn lại), đầu trái lõm sâu thành một hốc Thanh long được chia thành ba loại chính bao gồm Hylocereus undatus thuộc chi Hylocereus, ruột trắng với vỏ hồng hay đỏ; Hylocereus costaricensis (Hylocereus polyrhizus) thuộc chi Hylocereus, ruột đỏ với vỏ hồng hay đỏ; Hylocereus megalanthus, thuộc chi Selenicereus, ruột trắng với vỏ vàng Trái thanh long có 3 phần chính gồm thịt quả (47.40–73.76%), hạt (2.70–14.67%) và vỏ (36.70– 37.60%) [56] Phần vỏ có thể bóc khá dễ dàng khỏi phần ruột trái Thông thường, trái thanh long dài 12.5-16.0 cm, đường kính trái 10-13 cm và trọng lượng trái 300 – 500g

Hình 2.1 Các bộ phận của trái thanh long Hylocereus undatus 2.2.1.2 Tình hình sản xuất, tiêu thụ và chế biến thanh long

Tình hình sản xuất thanh long

Việt Nam hiện là một trong các nước sản xuất và xuất khẩu thanh long quy mô lớn với tổng sản lượng thanh long gần 1.4 triệu tấn vào năm 2021 [2] Các nước sản xuất thanh long quy mô lớn khác gồm có Thái Lan, Đài Loan, Philippines, Malaysia, Sri Lanka, Úc, Israel; khu vực Nam Mỹ có Mexico, Ecuador, Columbia, Nicaragua và Guatamala [57] Phần lớn cây thanh long được trồng ở Việt Nam là loài Hylocereus undatus có vỏ

14 đỏ hay hồng, ruột trắng Thanh long được trồng rộng rãi trên toàn quốc Bình Thuận, Long An, Tiền Giang là các tỉnh có diện tích trồng thanh long lớn nhất nước

Tình hình tiêu thụ thanh long

Trái thanh long được thương mại hóa khắp cả nước Theo ước tính, lượng thanh long tiêu thụ tại thị trường nội địa chỉ khoảng 15 – 20% tổng sản lượng Thanh long Việt Nam được xuất khẩu đến khoảng 40 quốc gia và vùng lãnh thổ khác nhau Ngoài các thị trường truyền thống như Trung Quốc, Indonesia, Hà Lan, Đài Loan, Mỹ, Ý, Nhật và Singapore thì Ấn Độ, New Zealand, Úc và Chi Lê là những thị trường mới tiềm năng [57] Theo số liệu thống kê của Tổng cục Hải quan, năm 2021, thanh long tiếp tục là mặt hàng xuất khẩu chủ lực của trái cây Việt Nam với kim ngạch đạt hơn 1.04 tỷ USD, chiếm tỷ trọng 29.4% tổng kim ngạch xuất khẩu rau trái cả nước [58]

Tình hình chế biến thanh long

Trên thế giới, trái thanh long được chế biến thành nhiều dạng sản phẩm thương mại khác nhau Thịt quả thanh long có thể được chế biến thành kem, yogurt, thạch [59], thanh long đóng hộp [60], mứt [60], nước ép [61], nước ép lên men [62], bột thanh long hòa tan [63]

Tại Việt Nam, các sản phẩm chế biến từ trái thanh long bao gồm thanh long sấy giòn, thanh long sấy dẻo, nước ép thanh long, rượu vang thanh long, kẹo dẻo thanh long… Năm 2021, trên địa bàn Bình Thuận có 13 cơ sở với tổng năng lực chế biến các sản phẩm từ thanh long là 37.800 tấn/năm Các dây chuyền chế biến sản phẩm thanh long hoạt động thải ra một khối lượng đáng kể vỏ thanh long

Hình 2.2 Vỏ thanh long là phụ phẩm của quy trình chế biến các sản phẩm từ trái thanh long

2.2.2 Thành phần hóa học của vỏ trái thanh long

Vỏ tươi của trái thanh long có hàm lượng nước khá cao và dao động từ 84.86% đến 90.23% [64] Lượng nước trong vỏ thanh long tương đương với lượng nước có trong vỏ của các loại trái cây khác như vỏ carrot (91.05%) [65], vỏ khoai tây (81.83%) và vỏ táo đỏ (81.68%) [66]

Tổng hàm lượng chất xơ trong vỏ thanh long khá cao, xấp xỉ 69% chất khô Chất xơ không hòa tan (IDF) chiếm 56.50%, chất xơ tan (SDF) chiếm 14.82% [67] Vỏ thanh long có chỉ số IDF/SDF là 3.8 [67] và xấp xỉ với giá trị khuyến nghị về thành phần các chất xơ trong thực phẩm cho người [68] Như vậy, chất xơ trong vỏ trái thanh long có một số ưu điểm hơn so với chất xơ cám lúa mì (2.9% SDF, 41.1% IDF) và chất xơ cám yến mạch (3.6% SDF, 20.2% IDF) [69] Tuy nhiên, chỉ số IDF/SDF của vỏ trái thanh long có thể dao động tùy thuộc vào giống và mùa vụ thu hoạch [70, 71] Zhuang và cộng sự (2012) [72] cho rằng hàm lượng xơ, chỉ số IDF/SDF của bột vỏ thanh long còn phụ thuộc vào kích thước của hạt bột vỏ Bảng 2.6 trình bày sự thay đổi thành phần xơ của vỏ thanh long theo kích thước hạt bột

Bảng 2.6 Sự thay đổi thành phần xơ của bột vỏ thanh long khi cho qua rây với kích thước lỗ khác nhau [72]

Một số chất xơ chủ yếu trong vỏ trái thanh long:

Tùy theo giống thanh long, hàm lượng pectin chiếm 10.8% [67] hoặc có thể lên đến 18.1% [73] lượng chất khô của vỏ, thấp hơn so với lượng pectin trong bã ép táo (19.6%) [74] và trong vỏ cam (19.62%) [75] Vỏ táo và vỏ cam là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất pectin thương mại hiện nay

Pectin từ vỏ thanh long có chỉ số DE cao, trọng lượng phân tử trung bình là 0.88×10 5

Da Thành phần monosaccharide chủ yếu là acid galacturonic (39.11%), phần còn lại gồm mannose, rhamnose, galactose, glucose và một lượng nhỏ xylose và arabinose Độ nhớt pectin từ vỏ thanh long thấp hơn độ nhớt pectin táo và cam quýt, phù hợp để làm phụ gia cho những thực phẩm có độ nhớt thấp [76]

Pectin là một chất keo ưa nước (hydrocolloid) có khả năng tương tác với gluten bột mì và góp phần thay đổi cấu trúc bột nhào [77] Việc bổ sung pectin với tỷ lệ thấp (0.4-1%) sẽ tăng cường sự kết hợp của các phân tử gluten và bột nhào khiến cho mạng lưới gluten dày đặc hơn, cấu trúc mạng gluten liên tục hơn so với mẫu bột nhào đối chứng Sự thay đổi cấu trúc bậc 2 của protein như giảm bớt cấu trúc xoắn α và tăng cấu trúc phiến β (β- sheet) và vòng β (β-turn) có thể là kết quả của sự kết hợp gluten và pectin [50] Theo Nawrocka và cộng sự (2018) [49], các liên kết hydro loại 'ether' có thể được hình thành giữa pectin và gluten trong quá trình nhào bột làm cho mạng gluten chặt hơn

Trong nhóm carbohydrate của vỏ thanh long, lignin chiếm hàm lượng khoảng 27-37%

Loại rây 80 mesh 140 mesh 250 mesh

17 chất khô [67, 73] Hàm lượng cellulose và hemicellulose lần lượt là 15.4% và 4.45% chất khô [73] Các thành phần monosaccharide của hemicellulose chủ yếu bao gồm glucose và xylose, mannose và galactose [78]

Hàm lượng protein và lipid trong vỏ thanh long khá thấp và mỗi loại chiếm khoảng 0.1% khối lượng vỏ tươi; hàm lượng khoáng xấp xỉ 0.95% khối lượng vỏ tươi [67]

2.2.2.4 Các chất có hoạt tính sinh học

Betalain là các sắc tố chứa nitơ, hòa tan trong nước; là dẫn xuất indole thơm được tổng hợp từ tyrosine và được tìm thấy ở nhiều loài thực vật khác nhau (hoa xương rồng, vỏ thanh long, củ dền…) Betalain bao gồm 2 nhóm chính: betaxanthin là nhóm sắc tố betalain có màu vàng–cam, gồm các dẫn xuất vulgaxanthin, miraxanthin, portulaxanthin và indicaxanthin; betacyanin là nhóm sắc tố betalain có màu đỏ - đỏ tím, gồm các dẫn xuất betanin, isobetanin, probetanin và neobetanin [79]

Hình 2.3 Cấu tạo của indicaxanthin (nhóm betaxanthin, trái) và betanin (nhóm betacyanin, phải) [79]

Một số các hợp chất betacyanin có trong vỏ trái thanh long đươc thể hiện trong bảng 2.7.

Bảng 2.7 Một số hợp chất betacyanin có trong vỏ thanh long

Giống/xuất xứ Dung môi trích ly Hợp chất betacyanin Tài liệu tham khảo

Ethanol 67% Betanin, isobetanin, phyllocactin, isophyllocactin, betanidin-

5-O-β-sophoroside, betanidin-5-O-(6′-O-3-hydroxy-butyryl)- β-glucoside, betanidin-5-O-(6′-O-3-hydroxy-3-methyl- glutaryl)-β-glucoside, iso-betanidin-5-O-(6′-O-3-hydroxy-3- methylglutaryl)-β-glucoside

Methanol 80% Betanin, isobetanin, phyllocatin, hylocerenin [81]

CO2 siêu tới hạn Betanin, isobetanin, phyllocactin, isophyllocactin, butyrylbetanin, isobutyrylbetanin, 2′-apiosyl-phyllocactin, 2′- apiosyl-isophyllocactin

(Việt nam) nước Betanin, isobetanin, phyllocactin, isophyllocactin [83]

Methanol 80% Betanin, isobetanin, hylocerenin, isophyllocactin-I, phyllocactin-II, decarboxy neobetanidin, neobetanin, dehydrogenated neohylocerenin

Betacyanin có những tính chất đặc trưng nhờ sự tồn tại hệ thống 6 nối đôi liên hợp trong công thức cấu tạo Các phân tử betacyanin có khả năng hấp thu bức xạ khả kiến trong vùng từ 534 - 554 nm, tạo nên màu đỏ đến đỏ-tím Do phân tử chứa nhiều nhóm chức phân cực (-OH, -COOH, -NH-) nên betacyanin dễ tan trong nước và hỗn hợp ethanol- nước Các betacyanin kém bền trong môi trường kiềm hay môi trường có hoạt độ nước cao, ánh sáng, nhiệt độ cao và khi có mặt các ion kim loại như Ni 2+ hay Cu 2+ [79]

Nhóm chất màu betacyanin thể hiện hoạt tính chống oxy hóa cao theo các phương pháp đo với TEAC, FRAP, DPPH, ORAC và khả năng dập gốc peroxyl [85, 86] Vì vậy, betacyanin có tác dụng chống lại các rối loạn liên quan đến stress oxy hóa như tim mạch, ung thư, lão hoá nhờ khả năng loại bỏ các gốc tự do [87]

Hình 2.4 Cơ chế phản ứng của betanin với gốc peroxyl trong methanol (A) và trong hệ nhũ tương nước/dầu (B) [88]

Hàm lượng betacyanin của vỏ trái thanh long là 150.46 ± 2.19 mg/100 g chất khô [67] hay 13.8 mg/100g vỏ tươi [89]

Nhiều hợp chất phenolic trong vỏ thanh long có hoạt tính chống oxy hóa Bảng 2.8 giới thiệu các hợp chất phenolic đã được tìm thấy trong vỏ trái thanh long

Bảng 2.8 Các thành phần phenolic có trong vỏ trái thanh long

Tên hợp chất phenolic Dung môi trích ly Loài/xuất xứ Tài liệu tham khảo

Ethanol 70% Vỏ đỏ - Hylocereus polyrhizus

Gallic acid Protocatechuic acid p-Hydroxybenzoic acid Vanillic acid

Điểm mới của luận án

Từ những thông tin đã tổng quan được, chúng tôi nhận thấy có một số vấn đề quan trọng liên quan đến việc sử dụng bột vỏ thanh long để sản xuất bánh quy vẫn chưa được công bố trên các tạp chí khoa học trong nước và ngoài nước: i) ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến chất lượng của vỏ thanh long; 2i) ảnh hưởng của kích thước lỗ rây sử dụng đến các thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của bột vỏ thanh long;

3i) ảnh hưởng của kích thước hạt bột vỏ thanh long và tỷ lệ sử dụng đến tính chất vật lý, thành phần hóa học, hoạt tính chống oxy hóa và chất lượng cảm quan của bánh; 4i) chỉ số đường huyết và khả năng tiếp cận sinh học của các hợp chất betacyanin, phenolic và sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa của bánh có bổ sung bột vỏ thanh long với những tỉ lệ khác nhau

Trong luận án này, quá trình chần nhằm vô hoạt các enzyme trong vỏ thanh long như polyphenoloxidase và peroxidase sẽ được thử nghiệm áp dụng để xử lý vỏ Động học sự ức chế PPO và POD, sự phân hủy các hợp chất betacyanin và phenolic cũng như sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa trong quá trình chần và trong quá trình bảo quản sẽ được xác định Bên cạnh đó, sự ảnh hưởng của nhiệt độ và tốc độ tác nhân sấy đối lưu đến chất lượng bột vỏ thanh long cũng được đánh giá Tiếp theo, bột thanh long sẽ được dùng để thay thế một phần bột mì trong quy trình sản xuất bánh quy giàu chất xơ Sự ảnh hưởng của kích thước hạt và tỷ lệ bột vỏ thanh long bổ sung đến các thành phần hóa học, đặc biệt là chất xơ, betacyanin, phenolic tổng số và hoạt tính chống oxy hóa; các tính chất vật lý; mức độ chấp nhận chung của sản phẩm thu được; chỉ số đường huyết GI; khả năng tiếp cận sinh học của các hợp chất betacyanin, phenolic và sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa của bánh trong quá trình tiêu hóa in vitro sẽ được nghiên cứu

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị sử dụng

Trái thanh long ruột trắng (Hylocereus undatus) đạt độ chín thu hoạch (màu tím đỏ khắp bề mặt trái, trọng lượng trái 400-450 g) được thu mua tại vườn thanh long hữu cơ thuộc CưEbuar, Buôn Ma Thuột, Đăk Lăk Trong ngày thu hoạch, trái thanh long được rửa sạch, cắt tai, tách vỏ rồi cắt đến kích thước 2×5 cm Vỏ được chần, sấy, nghiền, rây và được bảo quản trong túi PE và lưu trữ 4 o C

Bột mì: Bột mì số 8 công ty TNHH Bột mì Đại Phong (Độ ẩm ≤ 13.0%, hàm lượng các thành phần được tính theo % chất khô: protein ≥ 9.0, carbohydrate ≥ 70.0, lipid ≤ 1.4)

Trứng gà: Trứng gà tươi là sản phẩm của công ty TNHH Ba Huân Chỉ tiêu chất lượng do nhà sản xuất công bố: hàm lượng protein 9 – 15 g/100g

Chất tạo vị ngọt: Isomalt từ công ty Cổ phần Việt Nam Kỹ nghệ Bột mì (VIKYBOMI), hàm lượng carbohydrate > 98% khối lượng Acesulfame kali từ công ty Vitasweet (Trung Quốc), độ tinh khiết > 99.87%

Bơ: Bơ lạt thương hiệu Anchor (New Zealand) có hàm lượng lipid 83% khối lượng Muối ăn: Muối tinh sấy của tập đoàn Muối Miền Nam có hàm lượng NaCl > 98%, hàm lượng iod từ 20 – 40 ppm, độ ẩm < 1%

Bột vani là sản phẩm công ty TNHH Thiên Thành với thành phần là 100% bột hương vanilla

Bột nở: Bột nở có xuất xứ từ công ty Arm & Hammer (Mỹ), thành phần chủ yếu là

Lecithin thực phẩm: độ tinh khiết 98%, xuất xứ từ Công ty TNHH Kỹ thuật Sinh hóa Siwei (Trung Quốc)

3.1.3 Hoá chất và thiết bị

Các loại hóa chất phân tích được sử dụng trong luận án được trình bày trong bảng 3.1

Bảng 3.1 Các loại hóa chất được sử dụng

Các chế phẩm enzyme được dùng trong phân tích bao gồm Termamyl® SC, Dextrozyme® DX, Alcalase® 2.5L được cung cấp bởi công ty Novozymes (Đan mạch), Porcine α-amylase, Porcine pepsin, Porcine pancreatin, Pronase E và Viscozyme L có xuất xứ từ công ty Sigma-Aldrich (Mỹ) Thông tin về các chế phẩm enzyme được trình bày trong Bảng 3.2

Tên hóa chất Xuất xứ Mục đích sử dụng

Acid sulfuric, H 2 SO 4 98% Xilong, Trung Quốc Định lượng protein tổng

Hydroperoxyde, H 2 O 2 30% Xilong, Trung Quốc Định lượng protein tổng

Thuốc thử Nessler Merck, Đức Định lượng protein tổng

Ammonium chloride, NH 4 Cl 99.5% Xilong, Trung Quốc Định lượng protein tổng

Diethyl ether, (C 2 H 5 ) 2 O Xilong, Trung Quốc Định lượng lipid tổng

Ethanol, C 2 H 5 OH 99.5% Cemaco, Việt Nam Định lượng tinh bột, chất xơ

Thuốc thử DNS Nouvo, Đan Mạch Định lượng tinh bột

Glucose, C 6 H 12 O 6 99% Merck, Đức Xác định tinh bột

Disodium phosphate, Na 2 HPO 4 99% Xilong, Trung Quốc Pha đệm

Monosodium phosphate, NaH 2 PO 4 97% Xilong, Trung Quốc Pha đệm

Sodium hydroxide, NaOH 98% Xilong, Trung Quốc Điều chỉnh pH

Acid hydrochloric, HCl 37% Xilong, Trung Quốc Chỉnh pH, pha thuốc thử FRAP Acetone, (CH 3 ) 2 CO 99.5% Xilong, Trung Quốc Định lượng chất xơ

Bile salts (cat no 48305) Sigma-Aldrich, Mỹ Định lượng chất xơ, tiêu hoá in vitro

Thuốc thử Folin-ciocalteu Merck, Đức Định lượng phenolic tổng Acid gallic, C 6 H 2 (OH) 3 COOH 98% Merck, Đức

2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, DPPH Sigma-Aldrich, Mỹ

Hoạt tính chống OXH theo DPPH Methanol, CH 3 OH 99.5% Xilong, Trung Quốc

Sodium carbonate, Na 2 CO 3 97% Xilong, Trung Quốc

Hoạt tính chống OXH theo FRAP

Sodium acetate, CH 3 COONa 99% Xilong, Trung Quốc

2,4,6-Tri(2-pyridyl)-s-triazine, TPTZ Merck, Đức

6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2- carboxylic acid, Trolox Merck, Đức Xác định hoạt tính chống OXH theo

Sigma-Aldrich, Mỹ Xác định hoạt tính enzyme PPO và

Bảng 3.2 Các chế phẩm enzyme được sử dụng trong nghiên cứu

Tên chế phẩm Termamyl®SC Dextrozyme®DX Alcalase®

Bacillus licheniformis Aspergillus niger Bacillus licheniformis

Niêm mạc dạ dày của lợn

Tế bào ngoại tiết của tuyến tụy lợn

Sản phẩm được sản xuất bằng phương pháp lên men vi sinh vật

Protein enzyme được phân tách và tinh sạch sau quá trình lên men

Sản phẩm được sản xuất bằng phương pháp lên men vi sinh vật Protein enzyme được phân tách và tinh sạch sau quá trình lên men

Loại enzyme α-amylase glucoamylase protease pepsin

Amylase, trypsin, lipase, protease ribonuclease

Hoạt lực công bố 120 KNU(1)- S/g 340 AGU(2)/g 2,5 AU(3)/g ≥250 U/mg 4 × USP (4) specifications

Nhiệt độ tối ưu 95 o C – 100 o C 45 o C – 65 o C 60 o C – 65 o C 37 o C – 40 o C 37 o C – 40 o C 40-60 o C 25-55 o C pH tối ưu 5.3 - 7 4 - 5 6 - 9 2 - 4 7 7-8 3.3-5.5

Tỷ trọng 1,25 (g/mL) 1,17 (g/mL) - - - - 1.2g/ml

Dạng lỏng, màu hổ phách Dạng lỏng, màu nâu Dạng lỏng, màu hổ phách

Dạng bột, màu vàng nhạt-vàng đậm- màu be

Bột, màu nâu Lỏng, màu nâu

Sucrose Sucrose/Glucos, D - - - - Sodium chloride,

Chất bảo quản Potassium sorbate Potassium sorbate,

(1) Kilo Novozyme α-amylase unit; (2) Amyloglucosidase unit; (3) Anson unit; (4) United States Pharmacopeia unit; (5) Fungal Beta-Glucanase unit

Một KNU – S/g (Kilo Novozyme α-amylase Unit Termamyl®SC) là lượng enzyme cần dùng để xúc tác thủy phân 5.26 g tinh bột hòa tan ở nhiệt độ là 37 o C, pH 7.1 trong 1 giờ theo phương pháp tiêu chuẩn của Novozymes để xác định hoạt độ của enzyme

Một AGU/g (amyloglucosidase unit) là lượng enzyme glucoamylase cần dùng để giải phóng 0.1 μmol p-nitrophenol từ p-nitrophenol-alpha-glucopyromoside ở pH 4.3 và nhiệt độ 50 o C

Một đơn vị hoạt độ Anson (AU) là lượng enzyme xúc tác thủy phân cơ chất hemoglobin trong 1 phút, giải phóng các amino acid và peptide cho phản ứng bắt màu với thuốc thử Folin – Ciocalteu phenol, cường độ màu tương đương với 1mEq tyrosine, ở điều kiện nhiệt độ 25 o C và pH 7.5

Một đơn vị FBG là lượng enzyme cần để thủy phân β-glucan lúa mạch thành carbohydrate khử, tương đương 1 mmol glucose trong 1 phút ở điều kiện tiêu chuẩn (30 o C, pH 5.0, 30 phút)

Bảng 3.3 Các thiết bị được sử dụng trong quá trình thực hiện luận án

Nội dung nghiên cứu

Sơ đồ nội dung nghiên cứu được trình bày trong Hình 3.1

Tên thiết bị Nhãn hiệu Mục đích sử dụng

Các thiết bị phân tích

Cân sấy ẩm hồng ngoại Model MX-50, A&D, Nhật Bản Xác định hàm lượng ẩm Máy quang phổ UV-Vis V-630, Jasco, Nhật Bản Đo độ hấp thu

Lò nung LT 5/11/B410, Nabertherm, Đức Xác định hàm lượng tro

Tủ sấy đối lưu SF30, Memmert, Đức Sấy mẫu và dụng cụ

Bể điều nhiệt WCB-22, Daihan, Hàn Quốc Chần vỏ, ủ nhiệt

Thanh siêu âm VC750, Sonics, Mỹ Hỗ trợ trích ly

Máy ly tâm Rotofix 32A, Hettich, Đức Tách lỏng - rắn

Máy ly tâm lạnh Allegra X-15R, Beckman, Mỹ

Mikro 220R, Hettich, Đức Máy đo cấu trúc Texturepro CT3, Brookfield, Mỹ Đo độ cứng bánh quy Máy đo màu CR-400, Minolta, Nhật Bản Đo màu mẫu

Máy phân tích kích thước hạt tán xạ laser LA 920, Horiba, Nhật Bản Phân tích kích thước hạt bột Kính hiển vi điện tử quét Phenom ProX, Thermo Fisher

Máy phân tích khoáng AA 7000, Shimadzu, Nhật Bản Xác định khoáng

Các thiết bị chế biến

Tủ sấy đối lưu SF30, Memmert, Đức Sấy nguyên liệu

Máy nhào bột EM2, Unie, Việt Nam Nhào bột

Máy đánh trứng CHẤT KHÔHM-831S, Daewoo,

Lò nướng K4602, Unie, Việt Nam Nướng bánh

Hình 3.1 Sơ đồ nghiên cứu Ảnh hưởng của điều kiện chần đến chất lượng vỏ trái thanh long Động học ức chế enzyme PPO, POD

Hàm lượng ẩm, xơ, betacyanin, phenolic tổng, hoạt tính chống oxy hóa Ảnh hưởng của điều kiện sấy đến chất lượng bột vỏ trái thanh long Ảnh hưởng của kích thước bột vỏ trái thanh long đến chất lượng bánh quy Ảnh hưởng của kích thước bột vỏ thanh long đến tính chất vật lý, thành phần hóa học, hoạt tính chống oxy hóa và mức độ ưa thích chung của bánh quy

Hàm lượng ẩm, lipid, protein, tro, tinh bột, xơ, carbonhydate, betacyanin, phenolic tổng, hoạt tính chống oxy hóa; tính chất vật lý, mức độ ưa thích chung Ảnh hưởng của kích thước lỗ rây đến chất lượng của bột vỏ trái thanh long

Hàm lượng ẩm, lipid, protein, tro, khoáng, tinh bột, xơ, carbonhydate, betacyanin, phenolic tổng, hoạt tính chống oxy hóa Chỉ số span, kích thước hạn trung bình, khả năng hút nước, hút dầu Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến hoạt tính PPO và POD

Hàm lượng betacyanin, phenolic tổng, hoạt tính chống oxy hóa Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến hàm lượng chất chống oxy hóa và hoạt tính chống oxy hóa Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến màu sắc vỏ thanh long Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến khả năng bảo quản bột vỏ thanh long

Hàm lượng betacyanin, phenolic tổng số và hoạt tính chống oxy hóa của bột vỏ trái thanh long Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng một số thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của bột vỏ trái thanh long Ảnh hưởng của tốc độ dòng tác nhân sấy đến hàm lượng một số thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của bột vỏ trái thanh long Ảnh hưởng của kích thước lỗ rây đến tính chất vật lý, thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của bột vỏ trái thanh long Ảnh hưởng của tỷ lệ bột vỏ thanh long đến tính chất vật lý, thành phần hóa học, hoạt tính chống oxy hóa và mức độ ưa thích chung của bánh quy

Hàm lượng ẩm, lipid, protein, tro, tinh bột, xơ, carbonhydate, betacyanin, phenolic tổng, hoạt tính chống oxy hóa; tính chất vật lý, mức độ ưa thích chung

Tính chất vật lý, mức độ ưa thích chung

Giải pháp kỹ thuật cải thiện tính chất vật lý và cảm quan của bánh quy giàu xơ được bổ sung 25% bột vỏ trái thanh long Ảnh hưởng của tỷ lệ bột vỏ thanh long bổ sung đến chỉ số đường huyết in vitro

Sự giải phóng của betacyanin, phenolic tổng và hoạt tính chống oxy hóa của bánh quy với các tỷ lệ bổ sung bột vỏ thanh long khác nhau trong quá trình tiêu hóa in vitro Ảnh hưởng của tỷ lệ bột vỏ trái thanh long đến chất lượng bánh quy

Chỉ số đường huyết GI in vitro Hàm lượng betacyanin, phenolic tổng, hoạt tính chống oxy hóa của bánh trong dịch tiêu hóa

Bố trí thí nghiệm

3.3.1 Quy trình chuẩn bị bột vỏ thanh long

Quy trình chuẩn bị bột vỏ thanh long ở quy mô phòng thí nghiệm được trình bày trong sơ đồ Hình 3.2

Hình 3.2 Sơ đồ quy trình thí nghiệm sản xuất bột vỏ trái thanh long

Thuyết minh quy trình: Tại phòng thí nghiệm, trái thanh long được rửa sạch với nước thủy cục, cắt tai, tách vỏ rồi cắt nhỏ đến kích thước 2×5 cm Vỏ được chần ở các giá trị nhiệt độ 70, 80, 90 hoặc 98 ±2 o C trong thời gian từ 0-3 phút; sau đó, vỏ được làm khô bằng phương pháp sấy đối lưu ở 50-90 o C đến độ ẩm 9-10% Vỏ thanh long sấy khô được nghiền, chia thành bốn phần và mỗi phần 250g được cho rây với kích thước lỗ là 595àm (30 mesh), 420 (40 mesh), 210 (70 mesh) và 105 (140 mesh) Những phần qua rây được bảo quản trong túi PE và lưu trữ trong tủ đông (4 o C) để sử dụng trong quá trình nghiên cứu

3.3.2 Công thức và quy trình làm bánh sử dụng trong nghiên cứu

Công thức làm bánh trong nghiên cứu này được trình bày ở Bảng 3.4 Quy trình làm bánh quy ở quy mô phòng thí nghiệm được trình bày trong Hình 3.2

Bảng 3.4 Công thức làm bánh quy sử dụng trong nghiên cứu

Tên thành phần Khối lượng (g) % theo khối lượng

Bột mì và bột vỏ thanh long 75.00 45.56

Hình 3.3 Quy trình sản xuất bánh quy có bổ sung bột vỏ thanh long

Thuyết minh quy trình Đánh bông: Trứng gà tươi (gồm cả lòng đỏ và lòng trắng) được đánh bông bằng máy đánh trứng với tốc độ 200 vòng/phút trong 4 phút Đánh kem 1: Hòa tan muối ăn và acesulfame kali vào nước, bổ sung dung dịch này và isomalt vào hỗn hợp trứng gà đã đánh bông rồi đánh trộn hỗn hợp thu được với tốc độ

200 vòng/phút trong 4 phút Đánh kem 2: Thêm bơ vào hỗn hợp thu được sau công đoạn đánh kem 1, đánh trộn đều với tốc độ 200 vòng/phút trong 4 phút, sau đó cho vani và bột nở vào rồi tiếp tục đánh trộn thêm

Phối trộn: Trộn đều bột mì và bột vỏ thanh long theo tỷ lệ nghiên cứu Đối với mẫu đối chứng thì bỏ qua giai đoạn này

Nhào trộn: Hỗn hợp bột mì và bột vỏ thanh long được cho vào hỗn hợp thu được sau công đoạn đánh kem 2 rồi nhào trộn với tốc độ 100 vòng/phút trong 2 phút

Cán, cắt tạo hình: Khối bột nhào được cán thành tấm có độ dày 4 mm, dùng khuôn tròn đường kính 33 mm cắt tấm bột thành những miếng bánh có kích thước đồng nhất

Nướng: Bánh được xếp vào khay và đưa vào lò nướng đã được gia nhiệt đến 175°C trước đó 15 phút, thời gian nướng 15 – 18 phút ở nhiệt độ 175°C

Làm nguội: Bánh sau khi nướng sẽ được làm nguội về nhiệt độ phòng Sau đó, các mẫu bánh được đem đi phân tích các tính chất vật lý, phần mẫu bánh còn lại cho vào túi polyethylene (PE), hàn kín miệng và bảo quản 4 o C để phân tích thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa

3.3.3.1 Ảnh hưởng của điều kiện chần đến chất lượng vỏ thanh long

Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến hoạt tính của enzyme polyphenoloxidase và peroxidase; hàm lượng chất chống oxy hóa và hoạt tính chống oxy hóa và màu sắc vỏ thanh long

-Mục đích nghiên cứu: Tìm ra sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến hoạt tính

PPO và POD; hàm lượng chất chống oxy hóa và hoạt tính chống oxy hóa và màu sắc của vỏ thanh long, chọn thông số chần thích hợp

-Thông số thay đổi: Chần bằng nước nóng trước khi sấy rau trái là một phương pháp tiền xử lý phổ biến trong sản xuất công nghiệp Rau trái tươi được ngâm trong nước nóng ở một nhiệt độ xác định, thường dao động từ 70 đến 100 o C trong thời gian vài phút [148] Trong thí nghiệm này, nhiệt độ nước chần được thay đổi ở các mức 70, 80,

90, 98±2 ( o C) và mẫu đối chứng là không thực hiện quá trình chần

-Thông số cố định: Tỷ lệ nguyên liệu/nước chần là 1:6 (w/v), khối lượng mẫu 250g, thời gian chần là 180 giây, lấy mẫu sau mỗi 30 giây để kiểm tra các thông số theo dõi

+ Hoạt tính PPO và POD tại thời điểm T của quá trình chần so với thời điểm ban đầu

To, từ đó tính hệ số ức chế k, thời gian bán hủy t1/2 và năng lượng hoạt hóa của quá trình ức chế PPO và POD;

+ Hàm lượng betacyanin, phenolic tổng của mẫu tại thời điểm T của quá trình chần so với thời điểm ban đầu To, từ đó tính hệ số phá hủy k, thời gian bán hủy t1/2 và năng lượng hoạt hóa của quá trình phá hủy betacyanin và phenolic tổng;

+ Hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH và FRAP;

+ Màu sắc (L*, a* và b*) của vỏ thanh long

-Kết quả dự kiến: Sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến hoạt tính PPO và

POD, các thông số động học của PPO và POD trong quá trình chần; hàm lượng betacyanin, phenolic tổng và hoạt tính chống oxy hóa, các thông số động học của sự phá hủy betacyanin và phenolic; màu sắc của vỏ thanh long

Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của quá trình chần đến khả năng bảo quản bột vỏ trái thanh long

-Mục đích nghiên cứu: Tìm ra sự ảnh hưởng của quá trình chần đến hàm lượng betacyanin, phenolic tổng số và hoạt tính chống oxy hóa của bột vỏ trái thanh long theo thời gian bảo quản

-Thông số thay đổi: Thời gian khảo sát động học sự tổn thất các hợp chất chống oxy hóa như betacyanin và phenolic trong quá trình bảo quản thực phẩm thường dao động từ 3

42 đến 6 tháng [149-151] Trong nghiên cứu này, bột vỏ thanh long được bảo quản trong

16 tuần để theo dõi sự tổn thất của các chất chống oxy hóa có trong bột vỏ

-Thông số cố định: Thông số chần được chọn sao cho khả năng vô hoạt PPO và POD là cao nhất, vỏ thanh long sau công đoạn chần được sấy ở 60 o C đến độ ẩm 9-10%, nghiền 600g mẫu cho qua rây 30 mesh, trộn đều và chia đều vào 8 túi zip nhôm (8×15 cm) rồi bảo quản ở nhiệt độ phòng; lấy 1 túi mẫu sau mỗi 2 tuần để kiểm tra các chỉ tiêu theo dõi Mẫu đối chứng không thực hiện quá trình chần

-Chỉ tiêu theo dõi: Hàm lượng betacyanin, phenolic tổng số và hoạt tính chống oxy hóa của bột vỏ trái thanh long

-Kết quả dự kiến: Sự ảnh hưởng của quá trình chần đến hàm lượng betacyanin, phenolic tổng số và hoạt tính chống oxy hóa của bột vỏ trái thanh long theo thời gian bảo quản

3.3.3.2 Ảnh hưởng của điều kiện sấy đến chất lượng bột vỏ thanh long

Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng một số thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của bột vỏ trái thanh long

Các phương pháp phân tích

3.4.1 Phương pháp xác định thành phần hóa học

− Xác định độ ẩm theo phương pháp AOAC 985.26, sử dụng thiết bị đo độ ẩm hồng ngoại [154] (Phụ lục 1)

− Xác định hàm lượng protein thô theo phương pháp Kjeldahl - Nessler, sử dụng thuốc thử Nessler [155] (Phụ lục 2)

− Xác định hàm lượng lipid trong mẫu rắn theo phương pháp Soxhlet với dung môi diethyl ether [156] (Phụ lục 3)

− Xác định hàm lượng tro theo phương pháp AOAC 930.30 [157] (Phụ lục 4)

− Xác định hàm lượng xơ không tan và xơ hòa tan theo phương pháp AOAC 991.42 và AOAC 993.19 (AOAC, 2000) (Phụ lục 5) Hàm lượng xơ tổng là tổng của hàm lượng xơ không tan và xơ hòa tan

− Xác định hàm lượng tinh bột theo phương pháp AOAC 996.11 [157], sử dụng thuốc thử 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS) (Phụ lục 6)

 Xác định hàm lượng pectin theo phương pháp calcium pectate của Holt (1954) [158] (Phụ lục 7)

 Xác định hàm lượng kali, calci và magie, kẽm và sắt theo phương pháp AOAC 969.23, 968.08 và 999.11 [159] (Phụ lục 8)

 Xác định hàm lượng betacyanin theo phương pháp quang phổ [149] (Phụ lục 9)

− Xác định hàm lượng phenolic tổng theo phương pháp quang phổ so màu với thuốc thử Folin – Ciocalteau, quy trình tham khảo theo Singleton và Rossi (1965) [160] (Phụ lục 10)

3.4.2 Phương pháp định lượng hoạt tính chống oxy hóa

− Xác định hoạt tính chống oxy hóa theo phương pháp quang phổ so màu với thuốc thử DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) theo quy trình của Brand-Williams và cộng sự (1995) [161] (Phụ lục 11)

− Xác định hoạt tính chống oxy hóa theo phương pháp quang phổ so màu với thuốc thử FRAP (Ferric reducing antioxidant power) theo quy trình của Benzie và Strain (1996) [162] (Phụ lục 11)

3.4.3 Phương pháp xác định tính chất vật lý

 Xác định khả năng giữ nước và dầu theo quy trình của Fernández-López và cộng sự (2009) [163]

 Xác định giản đồ phân bố kích thước hạt, đường kính trung bình và diện tích bề mặt riêng, chỉ số span của mẫu bột vỏ thanh long theo phương pháp của Liu và cộng sự (2020) [164]

− Xác định kích thước của bánh quy sau quá trình nướng theo phương pháp của Mishra and Chandra (2012) [165] Các thông số đo gồm đường kính, độ dày, chỉ số đường

49 kính/độ dày hay chỉ số SF (Spread Factor - SF); tỷ trọng của bánh (g/cm 3 ) được tính theo công thức tính của Korese và cộng sự (2021) [166]

− Xác định độ cứng của bánh quy bằng thiết bị đo cơ lý Texturepro CT3 (Brookfield, Mỹ) với phép đo 3PB (Three point bending) theo phương pháp của Wu và cộng sự (2021) [167] (Phụ lục 12)

− Xác định màu sắc của bánh quy theo hệ màu CIE L*a*b* bằng thiết bị đo màu Model CR-400 (Minolta, Nhật Bản) [42]

- Quan sát hình ảnh của hạt bột vỏ thanh long bằng phương pháp chụp SEM (Scanning Electron Microscope) [168]

3.4.4 Phương pháp đánh giá cảm quan

Chỉ tiêu đánh giá cảm quan bánh quy là mức độ ưu thích chung Mức độ ưa thích chung được đánh giá theo thang 9 điểm; người thử cho điểm từ 1 đến 9 cho các mẫu bánh, tương ứng với mức độ từ “cực kỳ ghét” đến “cực kỳ thích” [44] Kết quả đánh giá cảm quan được tổng hợp từ 60 người thử là sinh viên được chọn ngẫu nhiên từ sinh viên và nhân viên của Đại học Tây Nguyên (phụ lục 13)

3.4.5 Phương pháp xác định hoạt tính, thông số động học của quá trình bất hoạt polyphenoloxidase, peroxidase và sự phá hủy betacyanin, phenolic tổng

Quá trình trích ly enzyme từ vỏ thanh long được thực hiện theo quy trình được mô tả bởi Zhang và cộng sự (2018) [169] với một số sửa đổi Khoảng 10 g vỏ thanh long được cho vào 20 mL dung dịch đệm kali phosphate 0.1 M (pH 6.5) ở 4 o C Mẫu được đồng nhất trong 2 phút bằng một máy nghiền (Ika, Model A11, Staufen im Breisgau, Đức) Huyền phù được ly tâm ở 14000 × g và 4 o C trong 30 phút bằng thiết bị ly tâm (Hettich, Mikro 220R, Tuttlingen, Đức) và phần dịch enzyme thô được sử dụng để xác định hoạt tính của enzyme

Hoạt tính của PPO được xác định bằng sự gia tăng độ hấp thu ở bước sóng 420nm với dung dịch cơ chất catechol 175 mM Một đơn vị hoạt độ enzyme (U) được định nghĩa là lượng enzyme gây ra sự gia tăng giá trị độ hấp thu 0.001 trong một phút tính cho mỗi gam chất khô mẫu ở các điều kiện thí nghiệm [170]

Hoạt tính của POD được xác định bằng sự gia tăng độ hấp thu ở bước sóng 470 nm do sự hình thành sản phẩm tetraguaiacol từ cơ chất guaiacol khi có mặt của H2O2 Một đơn vị hoạt độ enzym (U) được định nghĩa là lượng enzyme tạo ra sự gia tăng giá trị độ hấp thu 0.01 trong một phút tính cho mỗi gam chất khô mẫu trong các điều kiện thí nghiệm [170]

Thông số động học của quá trình bất hoạt PPO và POD và quá trình phá hủy các hợp chất betacyanin, phenolic được xác định theo phương trình dưới đây [171]:

Trong đó: Ct và Co là hoạt tính riêng của enzyme PPO/POD hoặc hàm lượng betacyanin/phenolic tương ứng tại thời điểm t và thời điểm ban đầu; k là hệ số tốc độ ức chế/phá hủy; t là thời gian chần (s) hay thời gian bảo quản (tuần)

Lấy logarit phương trình (3) được phương trình (4): ln[Ct] = -kt + ln[Co] (4)

Trong thực nghiệm, để đơn giản, người ta có thể thay giá trị hoạt tính riêng của enzyme

Ct và Co bằng hoạt tính của enzyme (tính theo % so với hoạt tính ban đầu) mà không làm thay đổi đáng kể kết quả thí nghiệm

Từ kết quả thí nghiệm, chúng tôi tiến hành dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hàm ln(hoạt tính của enzyme) theo thời gian Từ đó, chúng tôi tiến hành xác định hằng số tốc độ ức chế k và thời gian “bán hủy” t1/2 k là hệ số góc của các đường thẳng phương trình (4), thời gian bán hủy (t1/2) được tính theo phương trình sau: t1/2 = ln(2)/k (5) Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hệ số tốc độ ức chế/phá hủy tuân theo đồ thị bậc nhất Arrhenius giữa lnk và 1/T, trong đó, sự phụ thuộc của k vào nhiệt độ được xác định theo năng lượng hoạt hóa (Ea) như sau: lnk = lnC- E a /RT (6)

Trong đó: Ea là năng lượng hoạt hóa của phản ứng (kcal.mol -1 ); R hằng số khí lý tưởng (8.314.10 -3 kJ.K -1 mol -1 ); T là nhiệt độ tuyệt đối (K); và C là hằng số tiền mũ [171]

Năng lượng hoạt hóa Ea được tính từ hệ số góc của các đường thẳng của phương trình (6)

3.4.6 Phương pháp đánh giá khả năng tiêu hóa in vitro của các mẫu bánh

- Xác định chỉ số đường huyết GI

Mụ hỡnh khụng tuyến tớnh được thiết lập bởi Goủi và cộng sự (1997) [138] được sử dụng để mô tả động học của sự thủy phân tinh bột:

Trong đó: C là tỷ lệ phần trăm tinh bột được thủy phân tại thời điểm t, C∞ là tỷ lệ phần trăm tinh bột được thủy phân sau 180 phút, k là hằng số tốc độ phản ứng và t là thời gian thủy phân

Các đường cong tiêu hóa đã được mô phỏng và hồi quy bằng phần mềm OriginLab OriginPro 8.5 (OriginLab Corporation, Northampton, MA, USA) để thu được giá trị k

Diện tích giới hạn bởi đường cong thủy phân tinh bột S và trục hoành được xác định như sau:

Trong đó: tf = 180 phút và t0 = 0

Chỉ số thủy phân (HI) thu được khi sử dụng bánh mì trắng là mẫu tham chiếu như sau:

Chỉ số đường huyết dự đoán (GI) với bánh mì trắng là mẫu tham chiếu được tính như sau:

Phương pháp xử lý số liệu

Tất cả thí nghiệm được thực hiện với 3 lần lặp lại để tính kết quả trung bình Kết quả trình bày dưới dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn

Kết quả thí nghiệm được xử lý bằng phương pháp phân tích phương sai, sử dụng phần mềm STATGRAPHICS CENTURION XV.I (Manugistics Inc., Rockville, USA) Sự khác biệt có ý nghĩa giữa các kết quả thí nghiệm được so sánh bởi Multiple range tests với p < 0.05