Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu bổ sung vỏ lụa hạt điều thay thế một phần bột mì trong sản xuất bánh bông lan giàu xơ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2023

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn Chữ ký:

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Nguyễn Hoài Hương Chữ ký:

Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS.TS Tôn Nữ Minh Nguyệt Chữ ký:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM ngày 05 tháng 07 năm 2023

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1 Chủ tịch: PGS.TS Hoàng Kim Anh 2 Thư ký: PGS.TS Trần Thị Thu Trà 3 Phản biện 1: TS Nguyễn Hoài Hương 4 Phản biện 2: PGS.TS Tôn Nữ Minh Nguyệt 5 Ủy viên: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

- -

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên : Phạm Thanh Huyền MSHV : 2170046 Ngày, tháng, năm sinh : 09-05-1998 Nơi sinh : Phú Yên Chuyên ngành : Công nghệ Thực phẩm Mã số : 8540101

Tổng quan tài liệu về vỏ lụa hạt điều, chất xơ, chất chống oxy hóa, bánh bông lan và các nghiên cứu hiện nay về ứng dụng nguyên liệu giàu xơ, giàu chất chống oxy hóa trong sản xuất bánh

Xác định thành phần hóa học, khả năng kháng oxy hóa, tính chất vật lý của bột vỏ lụa hạt điều và bột mì Đánh giá sự ảnh hưởng của tỷ lệ sử dụng bột vỏ lụa hạt điều trong công thức đến tính chất của hỗn hợp bột, chất lượng bánh bông lan và mức độ ưa thích chung của người tiêu dùng

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 06/02/2023

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : GS.TS Lê Văn Việt Mẫn

Tp HCM, ngày tháng năm 2023

LỜI CẢM ƠN

Khoảng thời gian học tập và nghiên cứu tại Đại học Bách Khoa tuy ngắn ngủi nhưng lại là cột mốc quan trọng trong sự nghiệp học tập của em Trên con đường tìm tòi tri thức với nhiều khó khăn và thử thách, em vô cùng hạnh phúc khi bên cạnh luôn có gia đình, thầy cô và bạn bè ủng hộ

Trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Lê Văn Việt Mẫn đã đồng hành và hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện luận văn Cảm ơn thầy với những góp ý bổ ích, sự tận tâm và nhiệt tình của thầy đã giúp em tích lũy được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho bản thân

Chân thành cảm ơn cô Trần Thị Thu Trà, cô Tôn Nữ Minh Nguyệt, cô Lê Thị Thúy, cô Trần Thị Hồng Hạnh và các thầy cô ở bộ môn Công nghệ Thực phẩm đã tạo điều kiện tốt nhất về cơ sở vật chất cho em hoàn thành luận văn này

Em cũng xin cảm ơn gia đình, bạn bè và thầy Bùi Mai Cường đã luôn bên cạnh em những lúc khó khăn, những lúc vui buồn, an ủi và tạo động lực cho em về tinh thần Quá trình thực hiện luận văn không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót Kính mong nhận được những ý kiến đóng góp và sự cảm thông của Quý thầy cô để luận văn được hoàn thiện hơn

Một lần nữa cảm ơn vì tất cả

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023 Học viên thực hiện

Phạm Thanh Huyền

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Mục tiêu của nghiên cứu này là tận dụng sản phẩm phụ của ngành sản xuất hạt điều - vỏ lụa hạt điều, bổ sung bột vỏ lụa hạt điều vào công thức bánh bông lan Sản phẩm bánh có hàm lượng chất xơ và hoạt tính kháng oxy hóa cao, mang lại những lợi ích về sức khỏe cho người sử dụng Nghiên cứu này góp phần xây dựng chuỗi chế biến nông sản khép kín, hạn chế lượng chất thải từ công nghiệp sản xuất hạt điều, hướng đến phát triển bền vững

Vỏ lụa hạt điều là nguồn nguyên liệu giàu xơ và giàu các hợp chất phenolic với hoạt tính kháng oxy hóa cao Cụ thể, vỏ lụa hạt điều có hàm lượng chất xơ tổng là 57.7±1.2 g/100g chất khô, trong đó hàm lượng chất xơ không hòa tan và xơ hòa tan lần lượt là 53.5±1.14 và 4.2±0.2 g/100g chất khô; hàm lượng phenolic tổng, tannin, flavonoids tổng trong bột vỏ lụa hạt điều lần lượt là 316.3±3.2, 200.0±9.0 mg GAE/g chất khô và 79.9±1.7 mg QE/g chất khô; hoạt tính kháng oxy hóa theo DPPH và FRAP lần lượt là 2940.3±50.3 và 1522.0±34.8 µmol TE/g chất khô Vỏ lụa hạt điều qua rây 70 mesh với dải kích thước hạt trải dài từ 2.42 đến 310 µm được sử dụng để bổ sung vào sản phẩm bánh bông lan

Bột vỏ lụa hạt điều được bổ sung với tỷ lệ lần lượt là 0, 2.5, 5, 7.5, 10% so với tổng khối lượng bột mì và bột vỏ lụa hạt điều trong công thức làm bánh Độ nhớt bột nhào tăng từ 4775±106 lên 36250±1697 cP Thành phần hóa học của bánh tăng dần về hàm lượng protein, tro, xơ không hòa tan, xơ hòa tan, phenolic tổng, tannin, flavonoids tổng và hoạt tính kháng oxy hóa theo DPPH và FRAP Các chỉ tiêu kết cấu và vật lý của bánh gồm độ cứng, độ dẻo, khối lượng riêng và giá trị co ngót tăng lên Màu sắc của bánh có xu hướng sậm dần khi tăng tỷ lệ bổ sung bột vỏ lụa hạt điều Mức độ yêu thích chung của các mẫu bánh có bổ sung bột vỏ lụa hạt điều thấp hơn mẫu bánh đối chứng và giảm dần theo sự gia tăng tỷ lệ bổ sung; các mẫu bánh với tỷ lệ bổ sung 2.5, 5, 7.5% bột vỏ lụa hạt điều được người tiêu dùng chấp nhận

ABSTRACT

This research aims to leverage a byproduct of the cashew nut production industry – cashew nut testa by incorporating it as a powder into a chiffon cake recipe This incorporation enriches fiber content in cake products and bolsters their antioxidant activity, offering consumers considerable health benefits Furthermore, this innovative application contributes to a circular agricultural food manufacturing chain, mitigating waste from the cashew nut industry and endorsing sustainable development practices

Cashew nut testa is rich in fiber and phenolic compounds In the form of powder, cashew nut testa exhibits a total fiber content of 57.7±1.2 g/100g dry matter including 53.5±1.14 g/100g of insoluble fiber and 4.2±0.2 g/100g of solute fiber Additionally, total amounts of phenolic, tannin, and flavonoids in cashew nut testa are determined as, respectively, 316.3±3.2, 200.0±9.0 mg GAE/g dry matter, and 79.9±1.7 mg QE/g dry matter Its antioxidant activity level is recorded as 2940.3±50.3 µmol TE/g dry matter by DPPH and 1522.0±34.8 µmol TE/g dry matter by FRAP For chiffon cake preparation, cashew nut shells are finely ground and passed through a 70-mesh sieve of grain sizes ranging between 2.42 to 310 µm

Cashew nut testa powder is substituted into the cake recipe with various proportions (i.e., 0, 2.5, 5, 7.5, and 10%), based on the combined weight of flour and cashew nut testa The batter viscosity is observed to increase from 4775±106 to 36250±1697 cP Moreover, the cakes show increased levels of protein, ash, insoluble fiber, soluble fiber, total phenolic, tannin, total flavonoids and antioxidant activity according to DPPH and FRAP Structural and physical properties such as hardness, gumminess, density, and shrinkage value are negatively intensified However, the larger proportion of cashew nut testa powder, the darker the cake’s color is seen Although cakes incorporating cashew nut testa powder are less favored than the control samples, with preference declining as the addition rate increases, the cakes containing 2.5, 5, and 7.5% cashew nut testa powder are still accepted by customers

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những nội dung trong luận văn này là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của GS.TS Lê Văn Việt Mẫn Các kết quả nghiên cứu và kết luận trong luận văn này là trung thực và không sao chép từ bất cứ một nguồn nào, dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn đúng theo yêu cầu

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023 Học viên thực hiện Phạm Thanh Huyền

MỤC LỤC

CHƯƠNG1.MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG2.TỔNG QUAN 2

2.1 VỎ LỤA HẠT ĐIỀU 2

2.1.1 Giới thiệu chung về cây điều 2

2.1.2 Quy trình sản xuất hạt điều và nguồn thu nhận vỏ lụa 3

2.1.3 Thành phần hóa học và giá trị sinh học của vỏ lụa hạt điều 6

2.1.4 Các nghiên cứu sử dụng vỏ lụa hạt điều gần đây 8

2.2 BÁNH BÔNG LAN (CHIFFON CAKE) 10

2.2.1 Thành phần nguyên liệu 11

2.2.2 Quy trình sản xuất trên quy mô công nghiệp 14

2.3 SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ PHẨM BỔ SUNG VÀO CÔNG THỨC ĐẾN CHẤT LƯỢNG BÁNH BÔNG LAN 18

2.3.1 Chất xơ thực phẩm 18

2.3.2 Chất chống oxy hóa 20

2.3.3 Một số nghiên cứu về sử dụng phụ phẩm ảnh hưởng đến chất lượng bánh bông lan 22

2.4 ĐIỂM MỚI CỦA NGHIÊN CỨU 24

CHƯƠNG3.NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

3.3 Nội dung nghiên cứu 32

3.3.1 Thí nghiệm 1: Đánh giá chất lượng nguyên liệu bột vỏ lụa hạt điều và bột mì 34

3.3.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của tỷ lệ sử dụng bột vỏ lụa hạt điều đến tính chất của hỗn hợp bột và chất lượng bánh bông lan 35

3.4 Các phương pháp phân tích 37

3.4.1 Tính chất vật lý của nguyên liệu và bánh 37

3.4.2 Thành phần hóa học của nguyên liệu và bánh 38

3.4.3 Chất có hoạt tính sinh học và hoạt tính kháng oxy hóa 38

3.4.4 Các phép đo bột nhào 39

3.4.5 Chất lượng cảm quan của bánh bông lan 39

3.5 Phương pháp xử lý số liệu 39

CHƯƠNG4.KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 40

4.1 Thí nghiệm 1: Đánh giá chất lượng nguyên liệu bột vỏ lụa hạt điều 40

4.1.1 Thành phần hóa học của bột vỏ lụa hạt điều so với bột mì và các nguyên liệu tương tự 40

4.1.2 Đặc tính vật lý 42

4.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của tỷ lệ sử dụng bột vỏ lụa hạt điều đến tính chất của bột nhào và chất lượng bánh bông lan 45

4.2.1 Tính chất của bột nhào 45

4.2.2 Chất lượng sản phẩm bánh bông lan 46

CHƯƠNG5.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56

5.1 Kết luận 56

5.2 Kiến nghị 56

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

PHỤ LỤC 69

CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN HÓA HỌC 69CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC VÀ HOẠT TÍNH KHÁNG OXY HÓA 78CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TÍNH CHẤT VẬT LÝ 88XỬ LÝ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 97

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Các phân loại của hạt điều nhân theo AFI [6] 3

Hình 2.2 Cấu tạo hạt điều 4

Hình 2.3 Sơ đồ sản xuất hạt điều quy mô nhỏ [1] 5

Hình 2.4 Phân loại bánh bông lan [28] 11

Hình 2.5 Quy trình sản xuất bánh bông lan nho khô quy mô công nghiệp [29] 14

Hình 2.6 Vai trò sinh lý của chất xơ đối với cơ thể người [46] 20

Hình 3.1 Vỏ lụa hạt điều được thu nhận (phải) và vỏ lụa hạt điều sau xử lý (trái) 25Hình 3.2 Nội dung nghiên cứu 32

Hình 3.3 Quy trình làm bánh bông lan bổ sung bột vỏ lụa hạt điều tại phòng thí nghiệm 33

Hình 4.1 Biểu đồ phân bố kích thước hạt của bột vỏ lụa hạt điều qua rây 70 mesh 43

Hình 4.2 Hình chụp mặt cắt đứng các mẫu bánh bổ sung bột vỏ lụa hạt điều 47

Hình 4.3 Các chỉ tiêu kết cấu bị ảnh hưởng (sự khác biệt có ý nghĩa) 50

Hình 4.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ sử dụng bột vỏ lụa hạt điều trong công thức làm bánh đến thành phần xơ không hòa tan, xơ hòa tan và xơ tổng của bánh 52

Hình 2 Ảnh chụp bề mặt của bánh bông lan bổ sung 20% bột vỏ lụa điều với kích thước rây 30 mesh (phải) và 100 mesh (trái) 97

Hình 3 Biểu đồ phân bố kích thước hạt của bột vỏ lụa hạt điều qua các kích thước rây khác nhau 98

PHỤ LỤC BẢNG

Bảng 2.1 Phân loại khoa học của cây điều [3] 2

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của vỏ lụa hạt điều trong các nghiên cứu tương tự 6

Bảng 2.3 Hàm lượng carotenoid, tocopherol và thiamine trong hạt điều có vỏ lụa và hạt điều không vỏ lụa [16] 8

Bảng 2.4 Một số nghiên cứu sử dụng bột vỏ lụa hạt điều 9

Bảng 2.5 Thành phần dinh dưỡng các nguyên liệu chính được sử dụng trong công thức bánh bông lan [30] 13

Bảng 2.6 Chỉ tiêu chất lượng bánh Bông lan nho khô của công ty Kinh Đô (21g/bánh) 17

Bảng 2.7 Các phương pháp khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa [51] 21

Bảng 2.8 Các nghiên cứu về việc bổ sung phụ phẩm ảnh hưởng đến chất lượng bánh bông lan (theo thời gian công bố) 22

Bảng 3.1 Chỉ tiêu chất lượng của bột mì 26

Bảng 3.2 Giá trị dinh dưỡng trong 100mL sữa tươi 27

Bảng 3.3 Chỉ tiêu chất lượng đường tinh luyện 27

Bảng 3.4 Các hóa chất được sử dụng 28

Bảng 3.5 Các thiết bị phân tích được sử dụng 29

Bảng 3.6 Các thiết bị làm bánh được sử dụng 31

Bảng 3.7 Công thức bánh bông lan sử dụng trong nghiên cứu 32

Bảng 4.1 Thành phần hóa học của bột vỏ lụa hạt điều và bột mì 40

Bảng 4.2 Thành phần các chất có hoạt tính sinh học và định lượng hoạt tính chống oxy hóa của bột vỏ lụa hạt điều 41

Bảng 4.3 Các đặc tính vật lý của bột vỏ lụa hạt điều qua rây 70 mesh (kích thước lỗ rây 0.210 mm) 42

Bảng 4.4 Các đặc tính hóa lý của bột vỏ lụa hạt điều và bột mì 44

Bảng 4.5 Các thông số màu sắc của bột vỏ lụa hạt điều và bột mì 44

Bảng 4.6 Ảnh hưởng của tỷ lệ bột vỏ lụa hạt điều đến khối lượng riêng và độ nhớt bột nhào 45Bảng 4.7 Ảnh hưởng của tỷ lệ bột vỏ lụa hạt điều đến tính chất vật lý của bánh bông lan 46Bảng 4.8 Các chỉ tiêu kết cấu của bánh khi thay đổi tỷ lệ bột vỏ lụa hạt điều trong công thức làm bánh 49Bảng 4.9 Thành phần hóa học bánh bông lan với các tỷ lệ bột vỏ lụa hạt điều 51Bảng 1 Xác định tên gọi của kích thước hạt dựa trên tỷ số D90/D10 88

FRAP : Ferric reducing-antioxidant power – Khả năng khử sắt IDF : Insoluble dietary fiber

SDF : Soluble dietary fiber

TDF : Total dietary fiber

TPA : Texture profile analysis – Phân tích cấu trúc

Ngành công nghiệp thực phẩm đang phải đối mặt với thách thức phát triển các sản phẩm thực phẩm mới có tác dụng tăng cường sức khỏe Vì chế độ ăn uống lành mạnh giúp phòng ngừa nhiều bệnh mãn tính, những sản phẩm như vậy được người tiêu dùng ngày càng quan tâm Bên cạnh những thành phần dinh dưỡng cơ bản là carbohydrate, protein, lipid, vitamin và khoáng, chất xơ và chất chống oxy hóa thường được bổ sung vào thực phẩm để ngăn ngừa bệnh táo bón, béo phì và ung thư ruột kết

Nguồn phụ phẩm nông nghiệp ở nước ta luôn vô cùng dồi dào và đa dạng Một số loại phụ phẩm hiện nay chỉ được dùng làm thức ăn gia súc, phân bón trong khi một số loại khác bị thải bỏ gây lãng phí và ô nhiễm môi trường Tổng khối lượng phụ phẩm năm 2020 của cả nước xấp xỉ 156.8 triệu tấn, trong đó có khoảng 88.9 triệu tấn phụ phẩm có nguồn gốc từ quy trình xử lý sau thu hoạch cây trồng và quy trình chế biến nông sản

Đi đôi với sản lượng hạt điều nhân khổng lồ được xuất khẩu ở nước ta hiện nay là hàng nghìn tấn phụ phẩm chưa có hướng xử lý hiệu quả, cụ thể, hằng năm có hơn 100 nghìn tấn vỏ lụa hạt điều chỉ sử dụng làm chất đốt hoặc bị chôn lấp Trong khi đó, vỏ lụa hạt điều là một nguồn nguyên liệu rất giàu hoạt tính sinh học và có chứa một số thành phần dinh dưỡng tiềm năng Tuy nhiên chưa có bất kỳ công bố khoa học về việc sử dụng vỏ lụa hạt điều như là một nguồn nguyên/phụ liệu để chế biến thực phẩm

Từ những phân tích ở trên, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu sử dụng vỏ lụa hạt điều để thay thế một phần bột mì trong sản xuất bánh bông lan giàu xơ” Nghiên cứu này sẽ cung cấp những dữ liệu khoa học làm nền tảng cho việc triển khai sử dụng vỏ lụa hạt điều như là một nguồn phụ liệu trong công thức bánh bông lan ở quy mô sản xuất công nghiệp trong tương lai

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN

2.1.1 Giới thiệu chung về cây điều

Cây điều có nguồn gốc từ Brazil, được trồng phổ biến ở khu vực châu Á và châu Phi trong hơn ba mươi năm Đến đầu thế kỷ XX, hạt điều bắt đầu xuất hiện trong công nghiệp khi người Ấn Độ nhận ra giá trị bổ dưỡng và giá trị kinh tế của nó [1, 2] Điều là cây thường xanh thuộc họ Đào lộn hột, tên thương mại tiếng Anh là “cashew tree”

(cây điều) và có danh pháp khoa học là Anacardium occidentale L [3] Phân loại

khoa học của cây điều được trình bày trong Bảng 2.1

Bảng 2.1 Phân loại khoa học của cây điều [3]

Nhiều năm liền, Việt Nam liên tục giữ vị trí số một thế giới về xuất khẩu hạt điều “cashew nut” Thị trường xuất khẩu của nước ta trải rộng hơn 90 quốc gia và vùng lãnh thổ, chiếm xấp xỉ 80% lượng hạt điều xuất khẩu trên thế giới [4] Thống kê của Hải quan Việt Nam cho thấy: kết quả xuất khẩu hạt điều năm 2021 đạt 577,400 tấn, kim ngạch xuất khẩu đạt 3.63 tỷ USD Theo số liệu của Cục Thống kê tỉnh Bình Phước vào tháng 12 năm 2022, thời gian cao điểm, toàn tỉnh có hơn 200,000 ha cây điều, hiện còn 141,595 ha, sản lượng hạt điều thô đạt hơn 200,000 tấn/năm [5] Hạt điều thô sau khi được chế biến cần được phân loại kỹ trước khi bán ra thị trường quốc tế Một số tiêu chuẩn về phân loại chất lượng đang được sử dụng hiện nay gồm: tiêu chuẩn dùng cho chế biến thực phẩm TCVN 4850:2010 về nhân hạt điều, tiêu

chuẩn của AFI (Hiệp hội các ngành công nghiệp thực phẩm Mỹ) được giới thiệu trong Hình 2.1, tiêu chuẩn từ Combined Edible Nut Trade Association (Hiệp hội thương mại Hạt ăn được, CENTA, UK), bảng phân loại hạt điều Grade theo CEPCI,

Hình 2.1 Các phân loại của hạt điều nhân theo AFI [6]

Các sản phẩm hạt điều trên thị trường hiện nay khá đa dạng, hai sản phẩm thường thấy là hạt điều có vỏ lụa và hạt điều không có vỏ lụa (hạt điều nhân trắng) Tính toán từ Tổng cục Hải quan vào năm 2020 cho biết, xuất khẩu hạt điều nhân trắng loại nguyên hạt (white wholes) đạt 197,850 nghìn tấn, chiếm gần một nửa tỷ trọng xuất khẩu điều Báo cáo của Sharma cho rằng lượng vỏ lụa hạt điều dao động từ 8,369 đến 25,108 tấn trên toàn thế giới mỗi năm [6] Với lượng xuất khẩu khổng lồ, lượng phụ phẩm bị thải bỏ từ quá trình sản xuất hạt điều tại Việt Nam là rất lớn và chưa được khai thác để tạo ra các sản phẩm có giá trị gia tăng

2.1.2 Quy trình sản xuất hạt điều và nguồn thu nhận vỏ lụa

Hình 2.2 mô tả cấu tạo của trái điều, phần thịt quả chiếm 90% trái trong khi phần hạt điều chỉ chiếm 10% Sản phẩm phổ biến nhất của trái điều là phần hạt, phần thịt quả thường được sử dụng trong công nghiệp chế biến rượu [2, 7] Hạt điều gồm có ba phần là vỏ cứng, vỏ lụa và nhân điều Chiếm 65-70% khối lượng hạt điều là phần vỏ

cứng; lớp vỏ này được ép dầu làm nhiên liệu trong công nghiệp hoặc làm phân bón [8, 9] Phần vỏ lụa màu nâu đỏ bao quanh hạt (testa) chiếm 3-5% tổng khối lượng hạt điều; vì hàm lượng xơ và protein cao nên vỏ lụa hạt điều thường dùng làm thức ăn gia súc Trong một số trường hợp, người ta còn dùng vỏ lụa hạt điều làm nhiên liệu để đốt cho mục đích sinh nhiệt [10, 11, 12]

Quy trình sản xuất hạt điều được Alceu báo cáo là một quy trình đa dạng về các sản phẩm Quá trình sản xuất gồm các công đoạn đặc trưng như: sấy khô, định lượng, phân loại nguyên liệu, bảo quản, nấu, cắt, ủ, hồi ẩm, tách vỏ, phân loại sản phẩm, rang và đóng gói [10] Vào năm 2001, Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO) đã đăng tải một công bố về quy trình sản xuất hạt điều nhân trên quy mô nhỏ được trình bày ở sơ đồ trên Hình 2.3

Đài hoa

Quả giả (Ridges)

Đỉnh (Apex) Hạt điều

Nơi đính với quả Nhân điều

Vỏ giữa Nội bì Cuống trái

Đỉnh (Apex) Rãnh múi (Apical groove) Lỗ hạt (Cavity) Quả thật (Base) Phôi Đường giáp Sẹo vỏ Vỏ lụa

Vỏ cứng hạt điều (Pericarp) Vỏ ngoài

Hình STYLEREF 1 \s

Hình 2.2 Cấu tạo hạt điều

Hình STYL

Hạt điều sau thu hoạch Phân loại theo kích thước

Phân ly tạp chất Vỏ, hạt chưa tách,

nhân dính vỏ

Nhân vỡ, tạp chất

Vỏ loại Nhân điều

Nhân nguyên

Vỏ lụa

Hình 2.3 Sơ đồ sản xuất hạt điều quy mô nhỏ [1]

Sản phẩm hạt điều nhân trắng yêu cầu nhà sản xuất phải loại bỏ hoàn toàn phần vỏ lụa mà không làm hỏng phần hạt Trong quy trình hiện nay, phần vỏ lụa hầu như đã tách ra khỏi nhân điều hoặc chỉ gắn với nhân một cách lỏng lẻo; tuy nhiên công đoạn loại bỏ vỏ lụa (peeling) vẫn được thực hiện bằng phương pháp thủ công hoặc sử dụng thiết bị kết hợp với phương pháp thủ công Công nhân sử dụng dao cùn cạo và chà nhẹ bằng tay, năng suất mỗi ngày có thể đạt 10 đến 12 kilogram hạt điều mỗi người Một số đơn vị sản xuất sử dụng thiết bị cơ giới (gồm hệ thống hút và thổi khí, con lăn cao su) để hỗ trợ quá trình này, tuy nhiên hiệu quả đạt được chưa cao và rủi ro vỡ hạt lên đến 30% [1]

2.1.3 Thành phần hóa học và giá trị sinh học của vỏ lụa hạt điều

Gần đây, một số tác giả đã công bố những số liệu về thành phần hóa học của vỏ lụa hạt điều (Bảng 2.2)

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của vỏ lụa hạt điều trong các nghiên cứu tương tự

(-) chỉ tiêu không được xác định

Sự khác biệt của các kết quả thu được là do: giống điều, điều kiện thổ nhưỡng và thời tiết, thời điểm thu hái, quy trình bảo quản, quá trình xử lý hạt, phương pháp tách vỏ lụa và các phương pháp phân tích được sử dụng trong nghiên cứu Các thành phần chiếm tỷ trọng lớn trong vỏ lụa hạt điều là protein, lipid, xơ và các chất có hoạt tính

sinh học (flavonoid, acid phenolic và polyphenol) [12]

Một trong những báo cáo sớm nhất về các polyphenol trong vỏ lụa hạt điều được thực hiện bởi Mathew (1970) Tác giả này đã xác định bản chất hóa học và cô lập các phenolic bằng sắc ký kết hợp sử dụng các phản ứng đặc hiệu Hai hợp chất chính được nhận định là catechin và epicatechin Mathew thực hiện xử lý proanthocyanidin bằng acid nóng và xác định thành phần proanthocyanidin cao phân tử; một lượng nhỏ leucodelphinidin, leucocyanidin và leuco pelargonidin là các thành phần đơn phân được tìm thấy [15]

Vỏ lụa hạt điều rất giàu tannin (25%) nên có nhiều tiềm năng ứng dụng trong công nghiệp, đặc biệt là ngành da thuộc Vỏ lụa hạt điều sau quá trình thu hoạch thủ công thường dính những mảnh nhân điều và được dùng làm nguồn dinh dưỡng cho gia súc [2]

Năm 2011, Trox sử dụng RP-HPLC và LC-MS trong nghiên cứu về vỏ lụa hạt điều Hàm lượng (+)catechin (5.7 g/kg chất khô) và (-)epicatechin (4.46 g/kg chất khô) đã được báo cáo [16] Số liệu này cao hơn đáng kể khi so sánh hàm lượng các chất này trong trà xanh và sô cô la [12] Sự hiện diện của acid phenolic cụ thể là acid syringic, gallic và p-coumaric; flavonoid cụ thể là (+)catechin, (-)epicatechin và epigallocatechin trong vỏ lụa hạt điều đã được xác định Kết quả nghiên cứu của Chandrasekhara cùng năm cho thấy hoạt tính chống oxy hóa và hàm lượng hợp chất phenolic tăng lên khi tăng nhiệt độ rang Acid syringic, gallic và p-coumaric là ba loại acid phenolic chiếm ưu thế trong vỏ lụa hạt điều cũng đã được xác định với hàm lượng lần lượt là 2.507 mg/g chất khô, 0.361 mg/g chất khô và 0.252 mg/g chất khô Hàm lượng phenolic tổng đạt 308-347 mgGAE/g chất khô đã khử béo và hàm lượng proanthocyanidin đạt từ 22.57 đến 23.89 mgCE/g [17] Báo cáo của Trox cũng công bố một số chất có hoạt tính sinh học khác không thuộc nhóm phenolic được tìm thấy trong vỏ lụa hạt điều như β-carotene, lutein, vitamin E (α-eaxanthin, α-tocopherol, γ-tocopherol), vitamin B1 (thiamine): Bảng 2.3 cho thấy hàm lượng β-carotene (218

μg/kg chất khô), lutein (525 μg/kg chất khô) và α-Tocopherol trong phần vỏ lụa cao

hơn đáng kể so với trong phần hạt điều, nhưng hàm lượng thiamine thì ngược lại [16]

Bảng 2.3 Hàm lượng carotenoid, tocopherol và thiamine trong hạt điều có vỏ lụa và hạt điều không vỏ lụa [16]

Chất có hoạt tính sinh học

không vỏ lụa

Hạt điều có vỏ lụa

β-Carotene μg/kg chất khô 89.6 ± 3.9 218 ± 11.8

α-Tocopherol mg/kg chất khô 2.4 ± 0.4 10.1 ± 0.7 γ-Tocopherol mg/kg chất khô 10.1 ± 0.6 10.6 ± 0.6

Trong nhóm các hợp chất phenolic của vỏ lụa hạt điều, tannin thủy phân được xác định là nhóm quan trọng nhất [18, 19] Polyphenol chiếm 82.5% tổng hàm lượng phenolic ở vỏ lụa hạt điều, trong đó có đến 80% là tannin thủy phân [20] Sự có mặt của các hợp chất phenolic và một số hợp chất khác đã tạo ra khả năng kháng oxy hóa cho vỏ lụa hạt điều Khả năng kháng oxy hóa đã được xác định bằng nhiều phương pháp, giá trị hoạt tính được thể hiện trong báo cáo của Chandrasekara (2011), cụ thể: phương pháp loại gốc tự do DPPH cho giá trị hoạt tính kháng oxy hóa cao nhất đạt đến 798.49 mgGAE/g, khả năng hấp thụ gốc oxy ORAC đạt 74,088 μmolTE/g và khi sử dụng phương pháp bắt gốc hydroxyl FRAP cho kết quả tối đa đạt 1091 μmolCE/g [17] Nhìn chung, các thành phần có hoạt tính sinh học trong vỏ lụa hạt điều có hoạt tính kháng oxy hóa cao và cơ chế kháng oxy hóa khá đa dạng

2.1.4 Các nghiên cứu sử dụng vỏ lụa hạt điều gần đây

Vỏ lụa hạt điều là một chất thải từ quy trình sản xuất hạt điều nhưng nó được đánh giá cao vào thời cổ đại vì được sử dụng làm chất thuộc da Bên cạnh đó, tannin trong vỏ lụa được sử dụng như một chất keo tụ để loại bỏ chất rắn lơ lửng ra khỏi nước thải của ngành công nghiệp xi măng Tannin từ vỏ lụa hạt điều có đặc tính keo tụ ở liều lượng thấp và điều kiện pH kiềm

Vỏ lụa hạt điều đã được sử dụng làm nguồn carbon để sản xuất tannase thông qua

việc sử dụng Aspergillus niger CEPC 11 trong quá trình lên men trên môi trường rắn

[21, 22]

Trong lĩnh vực công nghệ hóa học, vỏ lụa hạt điều được dùng làm nguyên liệu để trích ly acid gallic [23] Ở một báo cáo khác, vỏ lụa hạt điều đã được sử dụng như là một tác nhân bao bọc hạt nano bạc Nó mang theo các sắc tố màu vàng cho các ion bạc không màu Cường độ màu vàng tăng theo thời gian phản ứng, cho thấy sự hình thành các hạt nano [18] Các hạt nano bạc được sử dụng trong việc phân hủy các thành phần thuốc nhuộm azo gây ung thư

Vỏ lụa hạt điều đã sử dụng để thay thế một phần thức ăn từ cám lúa mì trong chế độ ăn của heo nái mang thai và đánh giá tác động của chế độ ăn này đối với năng suất sinh sản, năng suất lứa đẻ, thành phần sữa và đặc tính máu của lợn Kết quả thu được cho thấy khi tỷ lệ bổ sung lên đến 6% thì không gây tác động tiêu cực đến năng suất của heo nái nhưng việc tăng quá mức tỷ lệ vỏ lụa hạt điều trong chế độ ăn sẽ làm giảm trọng lượng sơ sinh của heo con và lứa đẻ [14]

Một vài nghiên cứu khác về việc ứng dụng bột vỏ lụa hạt điều được trình bày trong Bảng 2.4

Bảng 2.4 Một số nghiên cứu sử dụng bột vỏ lụa hạt điều

Cô lập phenolic ở vỏ lụa hạt điều, phần phenolic tự do có hàm lượng polyphenol và flavonoid cao nhất Hoạt động chống oxy hóa và kháng khuẩn cao Có thể sử dụng vỏ lụa như một nguồn polyphenol chi phí thấp, chủ yếu là tannin cô đặc

Sruthi (2023)

[24]

Chiết xuất từ vỏ lụa hạt điều rang chứa hàm lượng phenolic tổng đạt 656.2 mgGAE/g, có khả năng ức chế 56.82% quá trình oxy hóa LDL (low density lipoprotein cholesterol), tỷ lệ lưu giữ gen cao 84 - 91%

Chandrasekara, N., and

Shahidi, F

Hoạt động chống oxy hóa và hàm lượng chiết xuất phenolic tăng lên khi tăng nhiệt độ rang

(2011) [25] Chiết xuất từ vỏ lụa hạt điều (0.45 g/g bột) có tổng hàm lượng

phenolic là 245 mg acid gallic/g bột Chiết xuất vỏ lụa hạt điều có khả năng trung hòa các gốc anion superoxide và hydroxyl qua thí nghiệm trên não chuột Dự đoán hàm lượng tannin trong vỏ lụa hạt điều không gây dị ứng hoặc độc tính đối với người sử dụng

Rajini P.S., (2011)

[26]

Khảo sát thành phần hóa học của bột vỏ lụa hạt điều và đánh giá chất lượng dinh dưỡng khi thay thế lên đến 150 g/kg khẩu phần ăn ở chuột Chi phí cho mỗi gam thức ăn và chi phí thức ăn cho mỗi gram tăng trọng sống giảm đi khi bột vỏ lụa hạt điều được sử dụng

Donkoh, (2012)

[13]

Xác định năng lượng và khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng của bột

vỏ lụa hạt điều đối với lợn bằng cách sử dụng thử nghiệm in vitro và

in vivo (bổ sung 100 g vỏ lụa hạt điều/kg ngô trong khẩu phần ăn)

Kim J J., (2022)

[27] Theo những tài liệu tham khảo đã được công bố kể trên, đến nay chưa có các công bố khoa học về sử dụng vỏ lụa hạt điều trong sản xuất thực phẩm, do đó việc thực hiện các nghiên cứu sử dụng vỏ lụa hạt điều trong công thức chế biến sẽ mang lại ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao

Bánh bông lan là tên gọi chung cho nhóm sản phẩm bánh từ bột mì có cấu trúc mềm, xốp và đang được sử dụng rộng rãi trên thị trường Hình 2.4 liệt kê một số loại bánh phổ biến và đặc điểm của chúng Sự khác biệt của các loại bánh này dựa trên trạng thái hỗn hợp bột, công thức phối trộn, phương pháp nhào trộn, chế độ nướng [28] Bánh được sử dụng trong nghiên cứu này là “Chiffon cake” với công thức không dùng bơ động vật, là loại bánh có tỷ trọng thấp, bánh nở là do được bổ sung trứng và một lượng nhỏ bột nở

Hình 2.4 Phân loại bánh bông lan [28]

Chất lượng của một chiếc bánh phụ thuộc vào nhiều yếu tố Việc lựa chọn các thành phần và hiểu biết về chức năng của chúng là bước đầu tiên hướng tới một sản phẩm đạt chất lượng theo yêu cầu Tuy nhiên, cần quan tâm nhiều khía cạnh khác nữa để tạo ra một sản phẩm nhận được sự ưu thích của người tiêu dùng Một quy trình kỹ lưỡng và sự phối hợp của các thành phần nguyên liệu sẽ mang ý nghĩa quyết định đến sự thành công của chiếc bánh [29]

2.2.1 Thành phần nguyên liệu

Bánh bông lan sử dụng các thành phần quen thuộc trong làm bánh như:

● Bột mì: Thành phần hóa học cơ bản (tính theo % chất khô) gồm có: glucid 90% chất khô, protein 8-10% chất khô, lipid, còn lại là chất khoáng, vitamin và enzyme Bột mì là nguồn gluten và cung cấp các thành phần dinh dưỡng cho sản phẩm

70-● Chất tạo ngọt: Phổ biến nhất là đường kính (độ ẩm 0.14%, đường khử 0.15%, độ tinh khiết 99.75%, tỉ lệ tro 0.15%) Chiếm tỷ lệ lớn nhất trong đường kính là saccharose (sucrose) Đường có chức năng tạo vị ngọt cần thiết cho bánh, quá trình nướng sử dụng đường tạo màu cho sản phẩm Cần chú ý khi dùng

BÁNHBÔNG LAN

Bột nhão (Batter-type)

Tỷ trọng thấpNguyên

Pound cake

Cream cake

Lòng trắngWhite

layer cake

Tỷ trọng cao

Nguyên trứngYellow

layer cake

Nguyên trứng

Chiffon cake

Genoise cake

Hỗn hợp bọt (Foam-type)

Tỷ trọng thấpNguyên

Sponge cake

Tỷ trọng cao

Lòng trắngAngel

food cake

quá nhiều đường trong công thức làm bánh khiến bánh bị cứng Ngoài ra còn có thể sử dụng đường nghịch đảo, sorbitol và mạch nha Mạch nha làm cho bột nhào thêm mềm, tơi và tăng tính háo nước Màu vàng tươi của bánh có mạch nha là do sự thủy phân maltose tạo ra monosaccharide

● Nước: Là nguyên liệu không thể thiếu trong công thức làm bánh bông lan Chiếm 50-60% phần khối lượng trong công thức bánh, nước đóng vai trò là tác nhân hồ hóa tinh bột, hòa tan các nguyên liệu tạo thành hỗn hợp đồng nhất, góp phần tạo độ bóng và độ mịn, quyết định chất lượng sản phẩm Tỷ lệ nước sử dụng phụ thuộc vào độ ẩm của bột và công thức bánh

● Sữa: Trong sản xuất bánh bông lan, thường sử dụng sữa bột nguyên kem, loại sữa chứa 26-42% chất béo Sữa bò chứa casein chiếm 75% tổng hàm lượng protein

● Trứng: Trứng gia cầm có chứa hàm lượng protein, lipid, muối khoáng, vitamin là những chất cần thiết và dễ hấp thụ đối với cơ thể người Lòng đỏ khi hòa lẫn với nước tạo thành một hệ nhũ tương nhờ thành phần lecithin - chất tạo nhũ, đóng vai trò quan trọng trong quá trình đồng hóa chất béo Chất béo trong lòng đỏ tồn tại ở trạng thái nhũ tương hóa với các chất có hoạt tính bề mặt như protein sữa

● Chất béo (shortening, dầu ăn) thường sử dụng là dầu thực vật, có nguồn gốc từ các loại hạt chứa nhiều dầu như hạt đậu nành, đậu phộng và cải dầu, giúp cải thiện cấu trúc bột nhào

● Muối ăn (NaCl): Chiếm 1-2.5% khối lượng, muối có tác dụng tạo vị, làm chặt kết cấu, tác động lên các enzyme bằng cách hạn chế hoạt động xúc tác thủy phân protein và hạn chế vi sinh vật trong khối bột Muối giúp tăng khả năng hút nước của khối bột nhào

● Phụ gia:

o Chất nhũ hóa: Lecithin, diglycerid của acid béo hoặc esterpolyglycerol của chất béo Chất nhũ hóa làm ổn định hệ nhũ tương, cải thiện khả năng tạo hình của bột nhào, giảm thời gian trộn

o Chất bảo quản: Calci propionate Chất bảo quản này tác động đến nấm mốc, nấm men và vi khuẩn, pH hoạt động ở 5.0-5.5 Ở pH 6.0, nó ức chế các vi khuẩn tạo thành bào tử

o Chất tạo xốp: Sử dụng kết hợp NaHCO3 và (NH4)2CO3 Bột nở giúp bánh có độ xốp tốt hơn Khi nướng, bột nở ở điều kiện nhiệt độ cao bị phân hủy sinh ra khí, các khí này tạo nên những lỗ hổng trong cấu trúc bánh, làm bánh xốp mịn

o Chất điều vị: Acid malic, acid citric Acid malic (E296) có trong quả và rượu vang Acid citric (E330) có trong chanh, lựu, dứa

o Cất tạo màu: Tartrazin (vàng chanh) và ponceau 4R (màu đỏ tươi) thường được sử dụng trong sản xuất bánh bông lan

Người tiêu dùng ngày nay quan tâm đến các thông tin về dinh dưỡng của thực phẩm Các thành phần trong công thức bánh sẽ góp phần tạo ra những đặc điểm dinh dưỡng của sản phẩm Vì vậy, ngoài việc quan tâm đến tỷ lệ nguyên liệu cho kết cấu và cảm quan tốt, nhà sản xuất cần chú ý đến các thành phần dinh dưỡng của nguyên phụ liệu Bảng 2.5 trình bày thông tin về dinh dưỡng của các nguyên liệu chính thường sử dụng trong công thức bánh bông lan

Bảng 2.5 Thành phần dinh dưỡng các nguyên liệu chính được sử dụng trong công thức bánh bông lan [30]

Protein (g)

Lipid (g)

Carbohydrate (g)

Xơ (g)

Tro (g)

2.2.2 Quy trình sản xuất trên quy mô công nghiệp

Ngâm rượu

Nho khô Vớt, để ráo Định lượng Đánh bông

Trứng

Định lượng

Định lượng Rây Bột mì

Bơ nhạt, bột đường

Bột nở

Nướng

Đóng gói Làm nguội

Bánh bông lan nho Bao bì

Hình 2.5 Quy trình sản xuất bánh bông lan nho khô quy mô công nghiệp [29]

● Xử lý bột (Rây bột)

Mục đích của quá trình này là công đoạn chuẩn bị cho quá trình phối trộn Rây bột giúp tách tạp chất, làm bột mịn và đồng nhất, tránh vón cục trong quá trình phối trộn Sau quá trình rây, nguyên liệu bột không còn tạp chất

Trong sản xuất, thường sử dụng thiết bị rây rung (Biên độ: 3mm, Số vòng quay: 1500 vòng/phút, Tải trọng riêng: 84 kg/h.cm, Kích thước lỗ rây: 12-20 mesh)

● Cân định lượng: Mục đích của công đoạn này là xác định khối lượng từng thành phần nguyên liệu theo đúng công thức của sản phẩm

● Đánh bông: Mục đích của quá trình là tạo ra hệ bọt xốp, ovalbumin trong trứng có khả năng ổn định hệ bọt

● Phối trộn

Công đoạn phối trộn chia làm ba giai đoạn Giai đoạn đầu được thực hiện bằng cách trộn trứng, chất béo và các thành phần bột để hỗn hợp trở nên đồng nhất Bột mì hấp thu nước trong trứng tạo nên cấu trúc gluten bền và giữ được cấu trúc trong quá trình nướng sau này Tiếp theo là lần trộn hai với các chất phụ gia (chất nhũ hóa, chất bảo quản, chất điều vị) và thành phần bổ sung (nho khô) Các thành phần này giúp làm bền hệ bọt xốp, hỗ trợ quá trình bảo quản và tăng hương vị cho bánh Sự phối trộn làm tăng nhẹ nhiệt độ của hỗn hợp, hệ nhũ tương đồng đều hơn

Giai đoạn phối trộn cuối giúp tạo nên hệ đồng nhất, thuận lợi cho quá trình tạo hình Phối trộn còn giúp hoàn thiện các chỉ tiêu chất lượng liên quan đến đặc tính cơ lý của sản phẩm Trong quá trình này, nhiệt độ khối bột nhào tăng do ma sát Khối bột chuyển sang dạng paste, protein liên kết với nước, hạt tinh bột trương nở Dưới tác dụng cơ học, gliadin và glutenin sẽ liên kết với nhau bằng liên kết hidro và cầu disulfur

Thiết bị phối trộn theo mẻ thường được sử dụng trong sản xuất với các thông số: Nhiệt độ làm việc: 0-400C, tốc độ khuấy: 60-120 vòng/phút, thời gian: 10 phút

● Đổ khuôn: Hỗ trợ tạo hình cho sản phẩm

Khối lượng của sản phẩm bị giảm đi trong quá trình nướng Nguyên nhân là do hiện tượng mất nước dưới tác dụng của nhiệt độ Nhiệt độ bánh tăng lên nhưng không đồng đều Bánh khi ra khỏi lò nung đạt nhiệt độ 98°C và có độ ẩm ở tâm xấp xỉ là 45% Lớp vỏ nóng (khoảng 1500C) và độ ẩm thấp hơn so với tâm bánh từ 1-2% Trong quá trình nướng, tinh bột hồ hóa một phần và bị phân hủy tạo dextrin và đường Phản ứng Maillard giữa đường khử và acid amin xảy ra trong giai đoạn đầu của quá trình nướng Phản ứng caramel làm mất đường và màu nâu sản phẩm xuất hiện khi nhiệt độ nướng lên cao

● Làm nguội

Trong suốt quá trình làm nguội, lượng ẩm chuyển từ bên trong ra khỏi lớp vỏ và bốc hơi Nếu làm nguội quá nhiều thì kết quả là khối lượng chung giảm đi Nếu lượng ẩm tại lớp vỏ bốc hơi quá nhiều khi làm nguội thì vỏ bánh sẽ dai hơn

● Bao gói

Bánh sau khi nướng dễ bị hút ẩm trở lại nên cần được bao gói nhanh trong các bao bì chống thấm dầu và nước Bao bì có thể được thổi khí trơ căng phồng lên để tránh va đập cơ học làm vỡ bánh

Bảng 2.6 Chỉ tiêu chất lượng bánh Bông lan nho khô của công ty Kinh Đô (21g/bánh)

Cảm quan

2.3 SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ PHẨM BỔ SUNG VÀO CÔNG THỨC ĐẾN CHẤT LƯỢNG BÁNH BÔNG LAN

Trước đây, các sản phẩm phụ sinh ra trong quá trình sản xuất thực phẩm có nguồn gốc từ thực vật được xem là ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường sống thì ngày nay, chúng được coi là một nguồn nguyên liệu đầy hứa hẹn để sản xuất các sản phẩm có giá trị gia tăng [31]

Thông thường, những phụ phẩm này được sử dụng trong sản xuất thức ăn chăn nuôi Tuy nhiên, lượng chất xơ và chất chống oxy hóa cao ở một số phụ phẩm cho phép sử dụng chúng để sản xuất thực phẩm chức năng

2.3.1 Chất xơ thực phẩm

Chất xơ đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe con người, chúng hoạt động như một tác nhân bảo vệ chống lại các bệnh tim mạch, ruột thừa, táo bón, ruột kích thích, ung thư ruột kết và bệnh đái tháo đường [32]

Chất xơ bao gồm nhiều loại polysaccharide phi tinh bột bao gồm cellulose, hemicellulose, pectin, β-glucans, gum và lignin [33] Trong đó, dựa trên tính chất vật lý, hóa học và chức năng, các chất xơ được chia thành hai loại chính gồm: chất xơ hòa tan trong nước (SDF), chẳng hạn như β-glucan, pectin và gum; chất xơ không hòa tan trong nước (IDF), trong đó bao gồm cellulose, hemicellulose, amyloid và lignin [34] Tổng lượng chất xơ trong khẩu phần là tổng của IDF và SDF Tính chất chức năng của chất xơ thực vật phụ thuộc vào tỷ lệ SDF/IDF (xơ hòa tan/xơ không hòa tan), kích thước hạt, điều kiện chiết xuất và nguồn thực vật [35] Chất xơ có nguồn gốc từ trái cây và rau có thành phần chất xơ hòa tan khá cao, trong khi chất xơ từ ngũ cốc chứa nhiều thành phần không tan như lignin [36] Theo Jaime, thực phẩm có tỷ lệ SDF/IDF xấp xỉ 1:2 được xem là có thể phát huy tốt vai trò của cả hai nhóm chất xơ hòa tan và không hòa tan [35] Borchani cũng có ý tưởng tương tự khi đưa ra tỷ lệ cân bằng của các thành phần chất xơ là từ 70 đến 50% xơ không hòa tan và từ 30 đến 50% chất xơ hòa tan [37] Nguồn chất xơ có thể thu nhận được từ tự nhiên và chưa qua chế biến (cám), bằng phương pháp cô lập (cellulose và gum) hoặc được xử lý kết hợp với phương pháp hóa học (carboxymethylcellulose) [34]

Cellulose được phân bố rộng rãi trong các nguồn tài nguyên sinh học tự nhiên trên trái đất với sản lượng hàng năm khoảng 50 tỷ tấn Cellulose bao gồm hàng ngàn đơn vị D-glucose lặp đi lặp lại được liên kết bởi các liên kết glycosid β-1,4, cellulose được đặc trưng bởi tính ưa nước và khả năng biến đổi hóa học [38]

Không giống như cellulose, hemicellulose là các polymer thực vật phức tạp được tạo thành từ nhiều đơn phân bao gồm đường pentose và hexose cùng với một số nhóm nhỏ khác Phân nhánh cao, vô định hình trong tự nhiên và có độ ổn định thấp so với cellulose cho phép hemicellulose dễ dàng sử dụng trong công nghiệp hơn cellulose và lignin [39]

Lignin không phải là một polysaccharide mà là một phức hợp các polymer chứa khoảng 40 đơn vị phenylpropane oxy hóa bao gồm coniferyl, sinapyl và p-coumaryl alcohol đã trải qua quá trình polymer hóa dehydrogen [40]

Trong thành tế bào thực vật, lignin lấp đầy khoảng trống giữa cellulose, hemicellulose và pectin Nó liên kết cộng hóa trị với hemicellulose và hoạt động như một tác nhân liên kết cho các polysacaride thực vật, cuối cùng mang lại sự toàn vẹn cho thành tế bào thực vật Lignin có cấu trúc vô định hình ở trạng thái rắn và xuất hiện hầu hết ở dạng hạt hình cầu và hòa tan nhẹ với dung môi [41] Garcia (2010) đã báo cáo rằng lignin là chất thu dọn gốc tự do chống lại gốc tự do 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) [42]

Bảng Nhu cầu Dinh dưỡng khuyến nghị cho người Việt Nam cho biết chất xơ khuyến nghị đối với nam giới trưởng thành là 30-35g/người/ngày [43] Lượng khuyến cáo là 14g chất xơ/1000 kcal) [44] Nhìn chung, một ngày mỗi người cần nạp vào lượng chất xơ khoảng 25 đến 35g Theo quy định số 1914/2006 của Nghị viện Châu Âu thì các loại thực phẩm được công nhận là “nguồn cung cấp xơ” khi chứa ít nhất 3g chất xơ trên 100 g sản phẩm và khi đạt mức 6g chất xơ/100g sản phẩm thì được gọi là “thực phẩm giàu xơ” [45] Vai trò sinh lý của chất xơ đối với cơ thể người được trình bày trong Hình 2.6

2.3.2 Chất chống oxy hóa

Bên cạnh việc gia tăng hàm lượng xơ trong thực phẩm, sử dụng phụ phẩm trong công thức chế biến còn cho thấy tiềm năng trong việc cải thiện hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học trong sản phẩm Chất chống oxy hóa trong thực phẩm được định nghĩa là những chất ở nồng độ thấp có thể làm chậm hoặc ngăn cản quá trình oxy hóa của các chất mẫn cảm với oxy [47] Chất chống oxy hóa được phân loại chủ yếu dựa trên chức năng, gồm hai nhóm chính là chất chống oxy hóa sơ cấp và chất chống oxy hóa thứ cấp Trong cơ thể người, chất chống oxy hóa ngăn ngừa sự tổn thương tế bào do quá trình oxy hóa các phân tử [48] Phản ứng oxy hóa tạo ra các gốc tự do, các gốc này có khả năng phản ứng cao, chứa một hoặc nhiều điện tử chưa ghép đôi ở lớp vỏ

CHẤT XƠ KHÔNG HÒA TAN

CHẤT XƠ HÒA TAN

Khả năng giữ nước, giữ dầu

Tăng thể tích phân Giảm thời gian vận chuyển

dinh dưỡng

Tăng sự bài tiết acid mật Giảm sự hấp thu lipid Thay đổi cân bằng khoáng

Hình 2.6 Vai trò sinh lý của chất xơ đối với cơ thể người [46]

ngoài cùng Một khi chúng được hình thành, chuỗi phản ứng dây chuyền bắt đầu Chất chống oxy hóa phản ứng với các gốc tự do này và kết thúc chuỗi phản ứng bằng cách loại bỏ các gốc tự do trung gian hoặc ức chế các phản ứng oxy hóa khác bằng cách tự oxy hóa [49]

Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa có thể thực hiện bằng nhiều cơ chế [50], một số phương pháp thường dùng được liệt kê trong Bảng 2.7

Bảng 2.7 Các phương pháp khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa [51]

Loại gốc tự do DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)

2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) ABTS Chất chống oxy hóa bẫy hoàn toàn gốc tự do

(Total radical trapping antioxidant parameter) TRAP Khả năng khử ion sắt (Bắt gốc hydroxyl)

Khả năng hấp thụ gốc oxy (Oxygen radical absorbance capacity) ORAC

Rumpf (2023) đã thực hiện thí nghiệm đánh giá khả năng chống oxy hóa của lignin bằng 3 phương pháp, gồm DPPH, FRAP và ABTS để đo khả năng chống oxy hóa với hàm lượng tương đương Trolox Kết quả thu được cho thấy hệ số biến thiên thấp nhất khi sử dụng phương pháp ABTS và cao nhất đối với DPPH Trong đó, hoạt tính kháng oxy hóa theo FRAP và hàm lượng phenolic tổng (TPC) có mối tương quan gần gũi nhất [50]

Chất chống oxy hóa đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe con người, chúng có thể ức chế hoặc trì hoãn các phản ứng oxy hóa không mong muốn, do đó ngăn ngừa stress oxy hóa liên quan đến các bệnh như huyết áp cao, rối loạn thoái hóa thần kinh hoặc ung thư [52, 53]

2.3.3 Một số nghiên cứu về sử dụng phụ phẩm ảnh hưởng đến chất lượng bánh bông lan

Việc bổ sung phụ phẩm vào công thức chế biến sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của thực phẩm Tuy nhiên, việc sử dụng phụ phẩm được xem như một giải pháp làm giảm thất thoát và lãng phí lương thực, từ đó hướng tới sự phát triển bền vững của hệ thống sản xuất trong tương lai Bột phụ phẩm hoặc dịch trích của chúng gần đây đã được sử dụng làm thành phần chức năng trong công thức bánh, nhằm cải thiện giá trị dinh dưỡng của sản phẩm và làm tăng khả năng chống oxy hóa của chúng Bảng 2.8 liệt kê các công bố về việc bổ sung phụ phẩm vào bánh bông lan

Bảng 2.8 Các nghiên cứu về việc bổ sung phụ phẩm ảnh hưởng đến chất lượng bánh bông lan (theo thời gian công bố)

Ảnh hưởng đến thành phần hóa học (chất xơ)

Tham khảo

Bã táo : Bột ngô (tỷ lệ 45:55)

Xơ tổng tăng 1.7 lần [56]

Ảnh hưởng đến hoạt tính kháng oxy hóa của bánh

[58]

Bột bí đỏ 20%

TPC tăng 2.2 lần DPPH tăng 1.17 lần ABTS tăng 1.77 lần

chứng) xuống 7.9/9

[54]

Bã ôliu ép dầu 35% Độ cứng, độ đàn hồi giảm

Độ dẻo và dai tăng lên [55] Vỏ đậu xanh 20% Độ kết dính và tính đàn hồi

có xu hướng giảm [62]

Độ nhớt bột nhào tăng 2 lần Độ đàn hồi và kết dính giảm

Độ cứng tăng lên

[63]

Ảnh hưởng đến tính mức độ yêu thích chung của bánh

2.4 ĐIỂM MỚI CỦA NGHIÊN CỨU

Hiện nay, quy trình sản xuất hạt điều nhân trên thế giới sinh ra một lượng lớn phụ phẩm Vỏ lụa hạt điều và các phụ phẩm này vẫn chưa được tận dụng hiệu quả để sản xuất các sản phẩm có giá trị gia tăng Ở Việt Nam nói riêng và trên thế giới nói chung, vẫn chưa có nhiều công bố khoa học về thành phần hóa học cũng như ứng dụng vỏ lụa hạt điều trong sản xuất thực phẩm đặc biệt là trong sản xuất sản phẩm bánh bông lan Từ những thông tin tổng quan thu được, có thể nhận thấy rằng vỏ lụa hạt điều là một nguồn nguyên liệu mới để thử nghiệm trong các công thức chế biến nhằm tạo ra thực phẩm có lợi cho sức khỏe

Nghiên cứu này sẽ đưa ra tỷ lệ bổ sung bột vỏ lụa hạt điều thích hợp trong công thức sản xuất bánh bông lan nhằm tạo ra sản phẩm tốt cho sức khỏe và có giá trị cảm quan được người tiêu dùng chấp nhận

CHƯƠNG 3 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1.1 Bột vỏ lụa hạt điều

Phần vỏ lụa hạt điều sử dụng trong nghiên cứu này thuộc giống điều có tên khoa học

là Anacardium occidentale L., có xuất xứ từ một xưởng sản xuất hạt điều nhân trắng

ở tỉnh Bình Phước, Việt Nam

Để đảm bảo nguồn nguyên liệu đồng nhất, vỏ lụa điều thô được thu nhận và xử lý trong một lần Vỏ lụa điều được xay mịn bằng máy nghiền bột Seka 800Y (Việt Nam) và cho qua rây 70 mesh với đường kính 20 cm, kích thước lỗ 0.212 mm [64] để thu được phần bột mịn và có kích thước đồng đều Độ ẩm bột dao động từ 8 đến 9% Bột vỏ lụa hạt điều được bảo quản trong túi kín có khóa zip ở nhiệt độ phòng trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu

3.1.2 Nguyên liệu làm bánh

Trong nghiên cứu này, bột mì số 8 được sử dụng là sản phẩm Baker’s Choice của công ty Trách nhiệm Hữu hạn Interflour Việt Nam Thành phần bột có chứa đạm (protein) chiếm 7.5 đến 9% chất khô Chỉ tiêu chất lượng của bột mì do nhà sản xuất công bố được trình bày trong Bảng 3.1

Hình STYLEREF 1 \s 3 SEQ

Hình 3.1 Vỏ lụa hạt điều được thu nhận (phải) và vỏ lụa hạt điều sau xử lý (trái)

Bảng 3.1 Chỉ tiêu chất lượng của bột mì

Cảm quan

Màu sắc Trắng hoặc trắng ngà đặc trưng