Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu cải thiện chất lượng mì giàu xơ có bổ sung bột vỏ đậu xanh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ THỊ THỤC MẨN

NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG MÌ GIÀU XƠ CÓ BỔ SUNG BỘT VỎ ĐẬU XANH

Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã số : 8540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2023

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS Hoàng Kim Anh (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS TS Trần Thị Thu Trà (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và 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:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1 Chủ tịch: PGS.TS Tôn Nữ Minh Nguyệt

2 Thư ký: TS Nguyễn Hoài Thương 3 Phản biện 1: PGS.TS Hoàng Kim Anh 4 Phản biện 2: PGS.TS Trần Thị Thu Trà 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)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: LÊ THỊ THỤC MẨN MSHV: 2270010 Ngày, tháng, năm sinh: 13/10/1999 Nơi sinh: Bến Tre Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm Mã số: 8540101

I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu phương pháp cải thiện chất lượng mì giàu xơ có bổ

sung bột vỏ đậu xanh (Research on quality improvement in the production of enriched pasta supplemented with mung bean husk powder)

fiber-II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm bột nhào đến chất lượng mì giàu xơ có bổ sung bột vỏ đậu xanh

- Nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme viscozyme xử lý bột nhào đến chất lượng mì giàu xơ có bổ sung bột vỏ đậu xanh

- Nghiên cứu ảnh hưởng của chất keo ưa nước hydroxypropyl methyl cellulose guar gum đến chất lượng mì giàu xơ có bổ sung bột vỏ đậu xanh

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 06/02/2023

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 10/12/2023 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : GS.TS Lê Văn Việt Mẫn

(Họ tên và chữ ký)

i

LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, đặc biệt là cha mẹ, luôn ở bên ủng hộ em dù bao khó khăn, dù bất cứ hoàn cảnh như thế nào để em có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GS TS Lê Văn Việt Mẫn đã tận tâm chỉ bảo, hướng dẫn, không chỉ cung cấp cho em thêm nhiều kiến thức mà còn luôn sát cánh cùng em trong suốt quá trình làm luận văn Nhờ sự tận tâm và nhiệt tình của thầy, em đã tích lũy được nhiều kiến thức bổ ích để làm hành trang vững chắc cho sự nghiệp tương lai

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trường Đại học Bách Khoa TP.HCM, cũng như những thầy cô Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Kỹ thuật Hóa học vì đã tận tình chỉ bảo, giúp em vượt qua khó khăn trong quá trình rèn luyện tại trường Em xin cảm ơn cô Trần Thị Hồng Hạnh, cô Nguyễn Thị Thúy và cô Nguyễn Thị Nguyên đã tạo điều kiện cơ sở vật chất tốt nhất có thể để em hoàn thành luận văn của mình

Bên cạnh đó, em xin cảm ơn các bạn làm việc tại PTN101B2 đã đồng hành và chia sẻ những khó khăn cùng em trong suốt thời gian thực hiện luận văn Cảm ơn 120 bạn của trường Đại học Bách Khoa đã nhiệt tình tham gia đánh giá cảm quan để em có thể hoàn thành bài luận văn

Luận văn là kết quả dài của quá trình nghiên cứu Tuy đã cố gắng hết sức bằng tất cả khả năng của mình nhưng em khó có thể tránh khỏi thiếu sót Em kính mong nhận được ý kiến và sự thông cảm của quý thầy cô để luận văn được hoàn thiện hơn

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 6 năm 2023 Học viên thực hiện

Lê Thị Thục Mẩn

ii

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Với mục tiêu là nâng cao chất lượng sản phẩm giàu xơ sau khi đã tận dụng được nguồn phụ phẩm từ quy trình sản xuất đậu xanh cà vỏ, nghiên cứu của chúng tôi tập trung vào việc cải thiện chất lượng mì pasta có bổ sung bột vỏ đậu xanh

Khi thay đổi độ ẩm bột nhào từ 35.5 lên 41.5%, các đặc tính kết cấu, tính chất nấu và chất lượng cảm quan mì pasta bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh được cải thiện tốt nhất ở độ ẩm 37.5% Mẫu mì pasta có độ ẩm bột nhào 37.5% có độ cứng và chất lượng cảm quan tương tự với mẫu mì từ 100% bột lúa mì cứng

Khi thay đổi nồng độ enzyme Viscozyme từ 0 đến 6 U/g, hàm lượng chất xơ tổng và xơ không tan của mì pasta bị giảm, trong khi đó, hàm lượng xơ hòa tan, hàm lượng và hoạt tính các chất kháng oxy hóa của mì pasta tăng dần Tỉ lệ xơ không tan/xơ hòa tan của các mẫu mì giàu xơ đã qua xử lý enzyme đều nằm trong khoảng khuyến nghị từ 1 đến 3 theo Hiệp hội Đái tháo đường Hoa Kỳ (ADA) Đối với tính chất nấu của mì pasta, thời gian nấu tối ưu của các mẫu mì giảm theo nồng độ enzyme nhưng độ tổn thất khi nấu tăng cao Với nồng độ bổ sung enzyme 3 U/g, các đặc tính kết cấu và chất lượng cảm quan của mì pasta được cải thiện

Khi kéo dài thời gian xử lý bột nhào với Viscozyme, sự thay đổi thành phần hóa học, hoạt tính kháng oxy hóa, tính chất nấu, đặc tính cấu trúc và chất lượng cảm quan có chiều hướng tương tự như khi tăng nồng độ enzyme do lượng cơ chất được thủy phân tăng thêm Thời gian xử lý enzyme khối bột nhào nên không quá 30 phút

Chất keo hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) và guar gum (GG) có thể được dùng để cải thiện cấu trúc của mì pasta giàu xơ Sự gia tăng tỉ lệ HPMC hoặc GG từ 0 đến 2% làm giảm độ tổn thất khi nấu, nhưng làm tăng thời gian nấu tối ưu, chỉ số trương nở, chỉ số hấp thu nước Các đặc tính kết cấu như độ dính, độ cố kết, độ nhai, ứng suất kéo, tỉ lệ kéo dãn và chất lượng cảm quan của mì pasta có bổ sung chất keo đều cao hơn so với mẫu mì không bổ sung Trong khi đó, độ cứng sản phẩm tăng lên khi bổ sung HPMC; ngược lại, việc bổ sung GG làm giảm độ cứng của sợi mì Sử dụng HPMC tạo ra mì pasta có đặt tính kết cấu và mức độ chấp nhận sản phẩm cao hơn khi sử dụng GG khi sử dụng cùng tỉ lệ bổ sung

iii

ABSTRACT

With the goal of improving the quality of fiber-rich products after taking advantage of the by-product from mung bean dehulling, our research focuses on improving the quality of pasta with the addition of the mung bean by-product flour

When the dough moisture content was changed from 35.5 to 41.5%, the texture properties, cooking quality and sensory evaluation of pasta supplemented with 15% the mung bean by-product flour were best improved at 37.5% moisture content Pasta samples with a dough moisture content of 37.5% had similar hardness and sensory qualities to those made from 100% durum wheat flour

When increasing the concentration of Viscozyme enzyme from 0 to 6 U/g, the total fiber dietary and insoluble fiber content of pasta decreased, while the total fiber content, insoluble fiber, content and antioxidant activity of pasta is increased The insoluble fiber/soluble fiber ratios of the enzyme-treated fiber-rich pasta samples were all within the recommended range of 1 to 3 according to the American Diabetes Association (ADA) When the enzyme concentration is increased, the optimal cooking time of the pasta samples decreased although the cooking loss increased With an enzyme concentration of 3 U/g, the texture properties and sensory quality of pasta were improved

When extending dough treatment time with Viscozyme, changes in chemical composition, antioxidant activity, cooking properties, structural properties and sensory qualities tended to be similar to those observed with increasing enzyme concentration, due to the increased amount of substrate hydrolyzed The time for enzyme processing of dough should not exceed 30 minutes

Hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) và guar gum (GG) can be used to improve the texture of high fiber pasta from 85% durum wheat flour and 15% the mung bean by-product flour Increasing the HPMC or GG ratio from 0 to 2% reduces cooking loss, but increases the optimal cooking time, swelling index, and water absorption index The texture properties such as adhensiveness, cohesioness, chewiness, tensile strength, elongation ratio and sensory quality of pasta with the

iv

addition of hydrocolloid were all higher than those of pasta without addition Meanwhile, the product hardness increases with the addition of HPMC; in contrast, the addition of GG reduced the firmness of the noodles Using HPMC resulted in pasta with higher structural properties and product acceptability than using GG when the same addition ratio was used

v

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của em Các kết quả trong nghiên cứu này không sao chép hay vi phạm quyền tác giả của bất cứ một nguồn nào Việc tham khảo tài liệu đã được trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo theo quy định

Học viên

Lê Thị Thục Mẩn

2.1.3 Tình hình nghiên cứu sử dụng vỏ đậu xanh 4

2.2 Ảnh hưởng của nguyên liệu giàu xơ đến mì pasta 6

2.2.1 Chất xơ và vai trò của chất xơ 6

2.2.2 Ảnh hưởng của nguyên liệu giàu xơ đến thành phần hóa học 7

2.2.3 Ảnh hưởng của nguyên liệu giàu xơ đến tính chất nấu 8

2.2.4 Ảnh hưởng của nguyên liệu giàu xơ đến tính chất cấu trúc 9

2.2.5 Ảnh hưởng của nguyên liệu giàu xơ đến chất lượng cảm quan………… 11

2.2.6 Ảnh hưởng của tỉ lệ vỏ đậu xanh đến chất lượng mì pasta [7]……… 11

2.3 Ảnh hưởng của độ ẩm bột nhào đến chất lượng mì pasta 13

2.4 Ảnh hưởng của enzyme cellulase đến chất lượng mì pasta 14

2.5 Ảnh hưởng của chất keo ưa nước đến chất lượng mì pasta 15

2.6 Những điểm mới của đề tài 16

CHƯƠNG 3 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

3.1 Nguyên liệu 17

3.1.1 Vỏ đậu xanh 17

3.1.2 Nguyên liệu làm mì 17

3.3.1 Quy trình sản xuất mì pasta ở quy mô phòng thí nghiệm 22

3.3.2 Quy trình xử lí bột vỏ đậu xanh 23

3.4 Nội dung nghiên cứu 24

3.4.1 Nghiên cứu sự ảnh hưởng của độ ẩm bột nhào đến chất lượng mì pasta giàu xơ 26

3.4.2 Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến chất lượng mì pasta giàu xơ 26

3.4.3 Nghiên cứu sự ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến chất lượng mì pasta giàu xơ 27

3.4.4 Nghiên cứu sự ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung chất keo ưa nước đến chất lượng mì pasta giàu xơ 29

3.5 Các phương pháp phân tích 29

3.5.1 Thành phần hóa học của nguyên liệu và mì pasta 29

3.5.2 Hoạt tính kháng oxy hóa của nguyên liệu và mì pasta 30

3.5.3 Tính chất nấu của mì pasta 30

3.5.4 Đặc tính kết cấu của mì pasta 30

3.5.5 Chất lượng cảm quan của mì pasta 31

3.6 Phương pháp xử lí số liệu 31

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 32

4.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến chất lượng mì pasta 37

4.2.2 Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme ViscozymeⓇL đến chất lượng mì pasta 45

4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của chất keo ưa nước đến chất lượng mì pasta bổ sung bột vỏ đậu xanh 52

A.2 Xác định hoạt tính kháng oxy hóa 85

A.3 Tính chất nấu của mì pasta 90

A.4 Phương pháp đánh giá cấu trúc mì pasta 93

ix

A.5 Phương pháp đánh giá cảm quan 94Phụ lục B Số liệu thí nghiệm 98B.1 Ảnh hưởng của độ ẩm bột đến chất lượng mì pasta bổ sung bột vỏ đậu xanh 98

B.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của enzyme vicozyme đến chất lượng mì pasta bổ sung bột vỏ đậu xanh 101

B.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của chất keo ưa nước đến chất lượng mì pasta bổ sung bột vỏ đậu xanh 113

x

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của vỏ đậu xanh [7] 3

Bảng 3.1 Chỉ tiêu chất lượng của bột mì 17

Bảng 3.2 Đặc tính của chế phẩm enzyme Viscozyme® L 17

Bảng 3.3 Đặc tính của chất keo HPMC và GG 18

Bảng 3.4 Các loại enzyme sử dụng trong quá trình định lượng chất xơ 19

Bảng 3.5 Các loại hóa chất sử dụng trong quá trình nghiên cứu 21

Bảng 3.6 Tỉ lệ nguyên liệu sử dụng để làm mì pasta 22

Bảng 4.1 Tính chất nấu của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% khối lượng bột vỏ đậu xanh khi thay đổi độ ẩm bột nhào 32

Bảng 4.2 Đặc tính kết cấu của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh khi thay đổi độ ẩm bột nhào 36

Bảng 4.3 Thành phần hóa học và hoạt tính kháng oxy hóa của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh, khối bột nhào được xử lý enzyme ở các nồng độ khác nhau 42

Bảng 4.4 Tính chất nấu của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh, khối bột nhào được xử lý enzyme ở các nồng độ khác nhau 43

Bảng 4.5 Đặc tính kết cấu của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ được bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh, khối bột nhào được xử lý enzyme ở các nồng độ khác nhau 44

Bảng 4.6 Thành phần hóa học và hoạt tính kháng oxy hóa của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh có bột nhào đã xử lý enzyme ở các thời gian ủ khác nhau 49

Bảng 4.7 Tính chất nấu của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh có bột nhào đã xử lý enzyme ở các thời gian ủ khác nhau 50

Bảng 4.8 Tính chất cấu trúc của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh, khối bột nhào được xử lý enzyme với thời gian khác nhau 51

Bảng 0.7 Giá trị đo OD và nồng độ Trolox chuẩn tác dụng với thuốc thử FRAP 90

Bảng 0.8 Tính chất nấu mì pasta đối chứng và các mẫu mì pasta bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh có đổ ẩm bột nhào khác nhau 98

Bảng 0.9 Đặc tính kết cấu pasta đối chứng và các mẫu mì pasta bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh có đổ ẩm bột nhào khác nhau 99

Bảng 0.10 Chất lượng cảm quan của mì pasta đối chứng và các mẫu mì pasta bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh có đổ ẩm bột nhào khác nhau 100

Bảng 0.11 Thành phần hóa học của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh, khối bột nhào được xử lý enzyme ở các nồng độ khác nhau 101

Bảng 0.12 Thành phần chất xơ của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh, khối bột nhào được xử lý enzyme ở các nồng độ khác nhau 102

Bảng 0.13 Thành phần và hoạt tính kháng oxy hóa của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh, khối bột nhào được xử lý enzyme ở các nồng độ khác nhau 103

Bảng 0.16 Chất lượng cảm quan của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh, khối bột nhào được xử lý enzyme ở các nồng độ khác nhau 106

Bảng 0.17 Thành phần hóa học của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh, khối bột nhào được xử lý enzyme với thời gian khác nhau 107

Bảng 0.18 Thành phần chất xơ của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh, khối bột nhào được xử lý enzyme với thời gian khác nhau 108

Bảng 0.19 Thành phần và hoạt tính kháng oxy hóa của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh, khối bột nhào được xử lý enzyme với thời gian khác nhau 109

Bảng 0.20 Tính chất nấu của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh, khối bột nhào được xử lý enzyme với thời gian khác nhau 110

Bảng 0.21 Đặt tính kết cấu của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh, khối bột nhào được xử lý enzyme với thời gian khác nhau 111Bảng 0.22 Chất lượng cảm quan của mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh, khối bột nhào được xử lý enzyme với thời gian khác nhau 112

Bảng 0.23 Tính chất nấu mì pasta đối chứng 113Bảng 0.24 Đặt tính kết cấu của mì pasta đối chứng và các mẫu mì pasta bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh có bổ sung chất keo ưa nước ở các tỉ lệ khác nhau 114

xiii

Bảng 0.25 Đặt tính kết cấu của mì pasta đối chứng và các mẫu mì pasta bổ sung 15% bột vỏ đậu xanh có bổ sung chất keo ưa nước ở các tỉ lệ khác nhau 116

xiv

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1 Quy trình sản xuất mì pasta trong quy mô phòng thí nghiệm 22

Hình 3.2 Quy trình xử lí vỏ đậu xanh 24

Hình 3.3 Sơ đồ nội dung nghiên cứu 25

Hình 4.1 Điểm đánh giá cảm quan thị hiếu mẫu mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% khối lượng bột vỏ đậu xanh khi thay đổi độ ẩm bột nhào ……… 37

Hình 4.2 Điểm đánh giá cảm quan thị hiếu mẫu mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% khối lượng bột vỏ đậu xanh khi thay đổi nồng độ enzyme 41

Hình 4.3 Điểm đánh giá cảm quan thị hiếu mẫu mì pasta đối chứng và mì giàu xơ bổ sung 15% khối lượng bột vỏ đậu xanh khi thay đổi nồng độ enzyme 48

Hình 4.4 Đánh giá cảm quan của mẫu mì pasta giàu xơ từ 85% bột lúa mì cứng và 15% bột vỏ đậu xanh được bổ sung hydroxypropyl methylcellulose (cột màu trắng) hoặc guar gum (cột màu đen) 55

Hình 0.1 Đường chuẩn xác định hàm lượng nitrogen tổng 70

Hình 0.2 Đường chuẩn xác định hàm lượng tinh bột 81

Hình 0.3 Đường chuẩn xác định hàm lượng phenolic tổng 84

Hình 0.4 Đường chuẩn DPPH 87

Hình 0.5 Đường chuẩn FRAP 90

Hình 0.6 Mô hình lực nén 2 chu kỳ trong phép đo cấu trúc TPA 94

Hình 0.7 Phiếu hướng dẫn đánh giá cảm quan thí nghiệm 1 và 3 96

Hình 0.8 Phiếu trả lời đánh giá cảm quan thí nghiệm 1 và 3 96

Hình 0.9 Phiếu hướng dẫn đánh giá cảm quan thí nghiệm 2.1 và 2.2 97

Hình 0.10 Phiếu trả lời cảm quan thí nghiệm 2.1 và 2.2 97

TE: Trolox Equivalent – Đương lượng mol Trolox

TPA: Texture Profile Analysis – Phân tích mô tả cấu trúc TPC: Total phenol content – Hàm lượng phenolic tổng TPTZ: 2,4,6 – tri(2 – pyridyl) – s – triazine

1

Mì pasta là sản phẩm quen thuộc với nhiều người tiêu dùng; đặc biệt là mì pasta được làm từ bột lúa mì cứng ngày càng trở nên phổ biến ở nước ta Sản phẩm mì pasta được người tiêu dùng đánh giá cao vì dễ sử dụng, thời gian bảo quản lâu và giá thành hợp lí Mì pasta giàu tinh bột nhưng hàm lượng chất xơ thấp (0.9 - 1.9 g/100g) [1] Chất xơ có vai trò quan trọng đối với sức khỏe con người; việc cung cấp đủ chất xơ có thể giúp con người ngăn ngừa nguy cơ béo phì, bệnh tim mạch, bệnh đái tháo đường loại 2 và ung thư ruột kết [2] Trong thời gian gần đây, nhiều công bố khoa học đã bổ sung nguyên liệu giàu xơ vào mì pasta để sản phẩm đạt yêu cầu một thực phẩm giàu xơ (hàm lượng xơ tổng trong sản phẩm không thấp hơn 6% [3]) như cám ngũ cốc [4], vỏ trái cây [5], bã trái cây [6] Trong đó, vỏ đậu xanh (phụ phẩm từ quy trình sản xuất hạt đậu xanh tách vỏ) được đánh giá cao vì nó không chỉ cải thiện hàm lượng chất xơ mà còn làm tăng hoạt tính kháng oxy hóa của mì pasta thành phẩm [7]

Tuy nhiên, việc bổ sung nguyên liệu giàu xơ ảnh hưởng tiêu cực đến một số tính chất của mì pasta như làm giảm các đặc tính nấu, đặc tính kết cấu và mức độ yêu thích sản phẩm của người tiêu dùng Cụ thể là khi tăng tỉ lệ bổ sung bột vỏ đậu xanh từ 0% đến 25% sẽ làm tăng độ tổn thất khi nấu và độ cứng, làm giảm độ kéo dãn và chất lượng cảm quan của mì pasta giàu xơ [7] Do đó, việc cải thiện các đặc tính kết cấu, đặc tính nấu và chất lượng cảm quan của mì pasta giàu chất xơ là rất cần thiết Đến nay, nhiều phương pháp đã được thử nghiệm để cải thiện những đặc tính nói trên của mì pasta giàu xơ như bổ sung chế phẩm protein hoặc chất keo vào công thức làm mì, xử lí khối bột nhào bằng các chế phẩm enzyme vi sinh vật hoặc bằng các tác nhân vật lí như sóng siêu âm, nhiệt, thủy nhiệt [8, 9]

Trong nghiên cứu này, mì pasta giàu xơ từ bột vỏ đậu xanh được cải thiện chất lượng bằng cách thay đổi độ ẩm khối bột nhào, xử lí khối bột nhào bằng chế phẩm cellulase và bổ sung chất keo hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) và guar gum (GG) vào công thức mì Mục đích của đề tài là đánh giá sự ảnh hưởng các phương pháp cải thiện chất lượng đến đặc tính kết cấu, đặc tính nấu và chất lượng cảm quan của mì pasta giàu xơ được chế biến từ hỗn hợp bột lúa mì cứng và vỏ đậu xanh

2

2.1 Vỏ đậu xanh

2.1.1 Giới thiệu chung

Hạt đậu xanh (Vigna radiata L Wilczek) thuộc loại cây họ đậu ngắn ngày

có thể thích ứng với nhiều điều kiện môi trường khác nhau Đậu xanh được trồng phổ biến ở các nước châu Á như Ấn Độ, Pakistan, Thái Lan, Lào, Campuchia, Việt Nam Hạt đậu xanh nhỏ có màu xanh lục, gần như hình tròn với đường kính trung bình khoảng 4.3 mm Hạt đậu xanh gồm ba phần chính: vỏ hạt, lá mầm và phôi Vỏ hạt là lớp mỏng bao bọc phía ngoài bảo vệ phôi, chiếm 12.1% hạt Lá mầm chiếm tỉ lệ cao nhất trong hạt khoảng 85.6%, gồm lớp aleurone bên ngoài và phần nội nhũ chứa tinh bột bên trong Phôi chiếm 2.3% hạt gồm hai phần: chồi phôi phía trên lá mầm là epicotyl và gốc phôi phía dưới lá mầm là hypocotyl Ngoài ra, hạt còn có một lỗ nhỏ ở phía trên để hấp thu nước được gọi là micropyle Hilum là một vết trên vỏ hạt để gắn noãn vào thành noãn trước khi nó trở thành hạt

Hình 2.1 Cấu tạo của hạt đậu xanh

(A) Phần bên ngoài (B) Phần bên trong

Đậu xanh được xem là nguồn cung cấp protein, tinh bột, xơ, khoáng, vitamin và nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học khác [10] Hiện nay, đậu xanh được tiêu thụ chủ yếu ở ba dạng: đậu xanh nguyên hạt, đậu xanh tách vỏ và giá đỗ; đậu xanh tách vỏ được sử dụng phổ biến Phụ phẩm từ quy trình tách hạt vỏ đậu xanh chiếm 15 – 20%, phụ phẩm thường được làm thức ăn cho gia súc Phụ phẩm này gồm vỏ (48.9%), phôi (22.2%), epicotyl (17.2%), aleurone (11.7%) và một phần không

3

đáng kể hạt vỡ và bột lá mầm Những báo cáo gần đây cho thấy, phụ phẩm có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng, đặc biệt là có chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học có lợi cho con người [11]

Trong bài luận văn này, phụ phẩm từ quy trình sản xuất đậu xanh tách vỏ được gọi tắt là vỏ đậu xanh (VĐX)

2.1.2 Thành phần hóa học

Thành phần hóa học của vỏ đậu xanh thay đổi tùy theo nguyên liệu hạt đậu xanh ban đầu và phương pháp tách vỏ [12] Thành phần hóa học và hoạt tính kháng oxy hóa của VĐX được trình bày Bảng 2.1 Có ít công bố về thành phần hóa học của VĐX

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của vỏ đậu xanh [7]

Thành phần (g/100g chất khô)

Khả năng kháng oxy hóa theo DPPH

Khả năng kháng oxy hóa theo FRAP

Nhìn chung vỏ hạt đậu xanh có hàm lượng chất xơ khá cao (47.5 g/100g chất khô) Chất xơ trong vỏ đậu xanh chủ yếu là chất xơ không hòa tan bao gồm:

4

cellulose, ligin, hemicellulose không tan; bên cạnh đó, chất xơ hòa tan chiếm tỉ lệ thấp được xác định gồm pectin, một số hemicellulose hòa tan [13]; tỷ lệ chất xơ không tan/xơ tan cao (9/1) Hàm lượng tinh bột trong VĐX cao (24.8 g/100g chất khô), điều này được cho là do trong thành phần phụ phẩm từ quá trình tách vỏ có chứa phôi và các hạt đậu xanh vỡ Về thành phần vi lượng, vỏ đậu xanh chứa hàm lượng cao các chất khoáng như canxi (812 mg/100g chất khô), sắt (17 mg/100g chất khô) và phốt pho (36 mg/100g chất khô) [14] Ngoài ra, vỏ hạt đậu xanh còn có nhiều chất có hoạt tính sinh học như tannin, anthocyanin, carotenoid, chlorophyll; trong đó hàm lượng chlorophyll xấp xỉ 20.6 g/100g chất khô và góp phần tạo ra màu xanh cho vỏ hạt đậu xanh Các hợp chất phenolic trong vỏ đậu xanh bao gồm gallic acid, ferulic acid, sinapic acid, vitexin, isovitexin đều có khả năng kháng oxy hóa cao [11]

2.1.3 Tình hình nghiên cứu sử dụng vỏ đậu xanh

2.1.3.1 Trích ly các hợp chất sinh học

Năm 2012, Zhong và cộng sự đã nghiên cứu trích ly các hợp chất polysaccharide trong vỏ đậu xanh bằng công nghệ vi sóng trong dung môi nước cất [15] Kết quả cho thấy ở điều kiện trích ly với công suất vi sóng, thời gian xử lí, tỉ lệ nước/nguyên liệu lần lượt là 700W, 70s và 17 mL/g, hiệu suất thu hồi polysaccharide đạt giá trị cao nhất là 60.03 (mg GE/ 100g chất khô) Phân đoạn polysaccharides tinh khiết chứa rhamnose và galactose có hoạt tính kháng oxy hóa theo DPPH là cao nhất (83.2% với nồng độ 800g/mL) và có thể dùng làm thực phẩm chức năng cho con người

Năm 2020, Jiang và cộng sự cũng khảo sát các tính chất của polysaccharides trong vỏ đậu xanh được trích ly theo hai phương pháp: trích ly có sử dụng enzyme cellulase (MBP-1) và trích ly bằng nước nóng (MBP-2) [16] Kết quả cho thấy mẫu MBP-1 có chứa rhamnose, arabinose, galactose, glucose, xylose, mannose và galacturonic Trong khi đó, mẫu MBP-2 bao gồm rhamnose, arabinose, galactose, glucose, xylose, fructose và galacturonic Cả hai mẫu MBP-1 và MBP-2 đều có khả năng kháng khuẩn

Năm 2022, Supasatyankul và cộng sự đã khảo sát các điều kiện tối ưu để trích ly phenolic và flavonoid từ vỏ đậu xanh bằng chất lỏng có áp suất cao Kết

5

quả cho thấy điều kiện tối ưu để trích ly là nhiệt độ 160oC, áp suất 1300 psi và dung môi 50% ethanol Ở điều kiện tối ưu, dịch trích có hàm lượng phenolic tổng là 55.27 mg GEA/ g vỏ hạt đậu xanh, hàm lượng flavanoid tổng là 34.04 mg CE/ g vỏ hạt đậu xanh, hoạt tính kháng oxy hóa theo ABTS là 195.05 mg TE/ g vỏ hạt đậu xanh Kết quả khảo sát ở quy mô pilot không khác biệt đáng kể so với quy mô phòng thí nghiệm Như vậy, phương pháp trích ly phenolic và flavonoid bằng chất lỏng có áp suất cao có thể mở rộng ở quy mô công nghiệp trong tương lai [17]

2.1.3.2 Bổ sung vào công thức làm bánh Ấn Độ

Năm 2014, Bora và cộng sự đã thử nghiệm bổ sung vỏ hạt đậu xanh vào bốn loại bánh mì của Ấn Độ VĐX được rây qua rây 85 mesh để loại bỏ phần bột từ nội nhũ hạt đậu xanh Phần vỏ hạt đậu xanh trên rây được thu hồi rồi bổ sung với các tỉ lệ 0%, 5%, 7.5%, 10%, 12.5%, 15% Các sản phẩm được đánh giá cảm quan để chọn ra một tỉ lệ rồi đem sản phẩm tương ứng đi xác định thành phần hóa học và chỉ số đường huyết Kết quả thu được cho thấy bánh mì misi parantha bổ sung 15% vỏ đậu xanh có chất lượng cảm quan được chấp nhận Thành phần hóa học của sản phẩm này gồm có 17.55% độ ẩm, 15.31% protein, 8.88% béo, 51.70% carbohydrate, 20.83% xơ tổng, 18.18% xơ không tan, 2.65% xơ tan và 2.60% tro Misi parantha với 15% vỏ đậu xanh được xem là sản phẩm giàu xơ Kết quả khảo sát cho thấy sản phẩm có bổ sung vỏ đậu xanh có chỉ số đường huyết là 32.54 và thấp hơn so với mẫu đối chứng với chỉ số đường huyết 40.41 Sản phẩm phù hợp với người mắc bệnh đái tháo đường Thí nghiệm được thực hiện trên 30 người sử dụng misi parantha giàu xơ trong 45 ngày cho thấy có 60% số người tham gia thử nghiệm giảm các triệu chứng táo bón, tổng mức cholessterol trong máu giảm 3.58% với giá trị trung bình là 7.50mg/dL; tuy nhiên trọng lượng cơ thể trung bình và nồng độ glucose lúc đói ở người thử nghiệm giảm không đáng kể [18]

Năm 2015, Bora và cộng sự đã thực hiện nghiên cứu bổ sung vỏ hạt đậu xanh vào nhiều loại bánh: bánh mì, bánh quy, muffin, mathri và pakora VĐX được rây qua rây 85 mesh để loại bột từ nội nhũ hạt đậu xanh Phần vỏ đậu xanh trên rây được bổ sung với các tỉ lệ 0%, 5%, 7.5%, 10%, 12.5% và 15% và các sản phẩm được đánh giá cảm quan Kết quả cho thấy sản phẩm bánh quy bổ sung 12.5% vỏ hạt đậu xanh có giá trị cảm quan chấp nhận được Sản phẩm này được xác định thành phần hóa học và chỉ số đường huyết Hàm lượng xơ của bánh quy đạt 14.98%

6

và chỉ số đường huyết của sản phẩm là 46.26 và thấp hơn so với mẫu đối chứng có chỉ số đường huyết là 68.70 Kết quả thu được cho thấy bánh quy có bổ sung vỏ hạt đậu xanh là sản phẩm giàu xơ và được khuyến khích dùng cho người bệnh đái tháo đường và táo bón [19]

2.1.3.3 Bổ sung vào công thức làm mì pasta

Năm 2023, Le và cộng sự đã bổ sung bột phụ phẩm từ quy trình sản xuất đậu xanh tách hạt vào công thức mì pasta với các tỉ lệ 0, 10, 15, 20 và 25% Kết quả cho thấy mì pasta bổ sung 10% phụ phẩm có hàm lượng xơ tổng là 7.5 g/100g chất khô, được xem là thực phẩm giàu xơ Bên cạnh đó, khi bổ sung bột phụ phẩm với tỉ lệ 25%, hàm lượng phenolic tổng (443 mg GAE/ 100g chất khô) tăng gấp 4.5 lần so với mẫu mì pasta từ 100% bột lúa mì cứng (99 mg GAE/ 100g chất khô) Việc bổ sung bột phụ phẩm vào công thức làm mì làm tăng độ tổn thất khi nấu và độ cứng; làm giảm thời gian nấu tối ưu, chỉ số trưởng nở, độ cố kết, tỉ lệ kéo dãn, ứng suất kéo và mức độ chấp nhận của người tiêu dùng Mì pasta bổ sung 25% bột phụ phẩm không được chấp nhận bởi người tiêu dùng (điểm cảm quan là 4.6) Các mẫu mì được đánh giá mức độ sinh khả dụng của các hợp chất phenolic trong điều kiện in vitro Kết quả cho thấy hàm lượng phenolic tổng được giải phóng ra ở ruột non từ mẫu mì bổ sung 20% bột phụ phẩm (1364 mg GAE/ 100g chất khô) cao gấp 3.6 lần so với mì chưa được qua nấu (378 mg GAE/ 100g chất khô) [7]

2.2 Ảnh hưởng của nguyên liệu giàu xơ đến mì pasta

2.2.1 Chất xơ và vai trò của chất xơ

Chất xơ được định nghĩa là những polymer có chứa từ 10 đơn vị monomer trở lên và không bị thủy phân bởi các enzyme có ở ruột người Dựa vào khả năng hòa tan trong nước, chất xơ được chia thành 2 nhóm: chất xơ hòa tan và chất xơ không hòa tan Chất xơ hòa tan cần chiếm ít nhất 10% lượng chất xơ tổng để cải thiện những tác động tích cực của cả chất xơ hòa tan và chất xơ không hòa tan đối với sức khỏe con người [20] Chế độ ăn uống đủ chất xơ (hàm lượng xơ khoảng 35g/ngày) có thể giúp con người ngăn ngừa nguy cơ béo phì, bệnh tim mạch, bệnh đái tháo đường loại 2 và ung thư ruột kết [2]

Chất xơ hòa tan (SDF) bao gồm oligosaccharides không tiêu hóa, arabinoxylan, β-glucan, pectin, gum, inulin, mucilages và một số hemicellulose

7

Trong hệ tiêu hóa, chất xơ hòa tan có thể được vi khuẩn ở ruột già lên men một phần hoặc toàn bộ thành chuỗi acid béo Chúng có một số tác dụng có lợi đối với sức khỏe của con người như làm giảm mức cholesterol, bảo vệ cơ thể khỏi các bệnh về tim mạch, ngăn ngừa bệnh viêm ruột [21]; kích thích sự phát triển của

probiotic trong ruột kết, chẳng hạn như lợi khuẩn bifido và lactobacilli, do đó chất

xơ hòa tan hoạt động như một tác nhân prebiotic [22] Các chất xơ hòa tan trong nước tạo ra dung dịch nhớt Khi sử dụng, các loại chất xơ này không chỉ làm tăng thể tích của các chất trong đường tiêu hóa mà còn làm tăng độ nhớt Sự tăng độ nhớt và khối lượng thức ăn trong đường tiêu hóa là nguyên nhân làm chậm quá trình làm rỗng dạ dày và dẫn đến cảm giác no lâu [23]

Chất xơ không hòa tan (IDF) bao gồm cellulose, một số hemicellulose, lignin và tinh bột kháng Khác với chất xơ hòa tan, chất xơ không hòa tan hoàn toàn không được sử dụng trong hệ tiêu hóa Chất xơ không hòa tan có vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa bệnh ung thư đại tràng và táo bón

2.2.2 Ảnh hưởng của nguyên liệu giàu xơ đến thành phần hóa học

Năm 2015, Tazrart và cộng sự đã nghiên cứu bổ sung bột đậu răng ngựa vào công thức sản xuất mì pasta với tỉ lệ thay thế bột mì lần lượt là 0, 30 và 50 g/100g Kết quả nghiên cứu cho thấy khi tăng hàm lượng bột đậu răng ngựa từ 0 đến 50 g/100g thì hàm lượng protein tăng từ 13.7 lên 21.0 g/100g, hàm lượng xơ tổng tăng từ 5.1 lên 8.4 g/100g và hàm lượng tro cũng tăng từ 0.7 lên 0.9 g/100g [24]

Năm 2016, Biernacka và cộng sự đã nghiên cứu bổ sung bột carob vào công thức làm mì pasta với các tỉ lệ thay thế bột mì tăng từ 0 lên 5 g/100g Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng phenolic tổng tăng từ 3.21 mg GAE/g lên 4.8 mg GAE/g chất khô [25] Theo một nghiên cứu khác của Turco và cộng sự (2016), khi bột đậu răng ngựa được thay thế bột mì trong công thức làm mì pasta với tỉ lệ 35%, hàm lượng phenolic tổng trong sản phẩm đạt 185.3 mg GAE/100g trong khi mẫu đối chứng có hàm lượng phenolic tổng chỉ đạt 63.8 mg GAE/100g [26]

Năm 2018, Aranibar và cộng sự đã nghiên cứu bổ sung bột bã hạt chia vào công thức làm mì pasta với các tỉ lệ thay thế lần lượt là 0, 2.5, 5, 10% Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng kháng oxy hóa theo DPPH và FRAP của mì pasta

2.2.3 Ảnh hưởng của nguyên liệu giàu xơ đến tính chất nấu

Thời gian nấu tối ưu

Thời gian nấu tối ưu là khoảng thời gian đủ để làm lỏi trắng bên trong mì pasta biến mất trong quá trình nấu Thời gian nấu của mì pasta giàu xơ so với mì pasta truyền thống thường ngắn hơn [28] Garcia-Valle và cộng sự (2020) đã thay thế bột mì bằng bột đậu gà với các tỉ lệ từ 20 lên 60 g/100g Kết quả nghiên cứu cho thấy thời gian nấu tối ưu của các sản phẩm mì pasta dao động trong khoảng 6.30- 4.45 phút và đều thấp hơn mẫu đối chứng có thời gian nấu là 7.50 phút [29] Bên cạnh đó, nghiên cứu của Sykut-Domanska và cộng sự (2020) đã chỉ ra rằng với tỉ lệ thay thế từ 5 đến 25% bột bã dừa trong công thức làm mì thì thời gian nấu tối ưu của sản phẩm mì pasta dao động trong khoảng từ 5.42 đến 5.78 phút và đều cao hơn so với mẫu đối chứng với thời gian nấu là 5 phút [6]

Như vậy, việc bổ sung nguyên liệu giàu xơ vào công thức làm mì pasta làm thay đổi thời gian nấu tối ưu, tùy vào loại nguyên liệu được bổ sung vào mà thời gian nấu tối ưu có thể tăng hoặc giảm so với mì truyền thống

Độ tổn thất khi nấu

Khi độ tổn thất của mì pasta trong quá trình nấu thấp hơn 8g/100g khối lượng thì sản phẩm được đánh giá là có chất lượng tốt [30] Janasena và cộng sự (2011) sử dụng bột đậu lupin để thay thế bột mì trong công thức làm mì pasta với tỉ lệ tăng từ 10lên 50% Kết quả cho thấy độ tổn thất khi nấu của mì tăng từ 6.8% lên 7.7% khi có bổ sung bột đậu lupin, trong khi mẫu không sử dụng bột đậu có độ tổn thất là 6.6% [31]

Nghiên cứu của Costantini và cộng sự (2021) đã thay thế bột vỏ đậu gà

(Apulian black) với tỉ lệ từ 8% khối lượng vào công thức làm mì Kết quả cho thấy

Chỉ số hấp thu nước

Năm 2018, Kaya và cộng sự đã thay thế bột vỏ đậu hà lan với các tỉ lệ thay thế là 2.5, 5, 10% khối lượng bột lúa mì cứng trong công thức làm mì pasta Kết quả cho thấy chỉ số hấp thu nước của mì pasta được bổ sung bột vỏ đậu hà lan là 55.98, 57.44, 60.77% trong khi chỉ số hấp thu nước của mẫu đối chứng là 51.23% [34] Trong khi đó, Padalino và cộng sự (2013) đã công bố rằng chỉ số hấp thu nước của mì pasta giảm từ 145 xuống 132% khi bổ sung bột đậu hà lan với tỉ lệ từ 0 đến 15% vào công thức mì Sự khác biệt này có thể là do sự khác biệt về công thức và điều kiện ép đùn trong quy trình chế biến [35]

2.2.4 Ảnh hưởng của nguyên liệu giàu xơ đến tính chất cấu trúc

Độ cứng (hardness)

Bustos và cộng sự (2011) đã bổ sung bột cám yến mạch hoặc tinh bột kháng loại IV trong công thức làm mì pasta với tỉ lệ 0, 2.5, 5, 7.5, 10% khối lượng bột mì [33] Kết quả cho thấy các mẫu mì pasta có bổ sung cám yến mạch có độ cứng giảm từ 1.32 N xuống còn 1.22 N, trong khi đó độ cứng của mì pasta bổ sung tinh bột kháng lại tăng từ 1.39 N đến 1.50 N Sự khác nhau này cho thấy tùy vào loại nguyên liệu sử dụng mà độ cứng của mì pasta có thể tăng lên hoặc giảm đi so với mẫu mì pasta truyền thống

10

Độ dính (adhesiveness)

Theo Padalino và cộng sự (2017), độ dính tăng từ 0.62 Nmm đến 1.15 Nmm khi tăng tỉ lệ bổ sung bột vỏ cà chua từ 0 đến 15% trong công thức mì [36] Tuy nhiên, theo một công bố khác của Padalino và cộng sự (2013), độ dính giảm khi bổ sung bột đậu hà lan với tỉ lệ từ 0 đến 30% vào công thức làm mì Độ dính mì pasta có bổ sung bột đậu hà lan giảm từ 6.8 xuống còn 6.1 Nmm, trong khi đó, độ dính mẫu đối chứng là 7.1 Nmm [35] Có thể thấy, tùy vào nguyên liệu giàu xơ được sử dụng mà độ dính của mì pasta có thể tăng hoặc giảm xuống

Độ cố kết (cohesiveness)

M.C Bustos và cộng sự (2011) đã bổ sung tinh bột kháng loại II hoặc bột cám yến mạch vào công thức làm mì pasta với các tỉ lệ là 0, 2.5, 5, 7.5, 10% Kết quả nghiên cứu cho thấy độ cố kết của mì thành phẩm bị giảm đi so với mẫu đối chứng không bổ sung Tuy nhiên so với mì đối chứng, độ dính của các mẫu bổ sung tinh bột kháng không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê Đối với các mẫu mì pasta bổ sung bột cám yến mạch, khi tăng tỉ lệ bổ sung từ 0 đến 10%, độ cố kết giảm 12.3% [33] Sự khác nhau này cho thấy tùy vào loại nguyên liệu độ cố kết của mì pasta giàu xơ sẽ thay đổi theo những quy luật khác nhau

Độ nhai (chewiness)

Yildiz và cộng sự (2013) đã sử dụng bột yến mạch, bột đậu hà lan, bột chanh hoặc bột táo trong công thức làm mì pasta với tỉ lệ thay thế là 0, 2.5, 5, 10, 15, 20% Độ nhai của mì pasta có sử dụng bột chanh và bột táo có xu hướng giảm khi tăng tỉ lệ bổ sung Độ nhai của mì pasta bổ sung 2.5% bột chanh và bột táo lần lượt là 4.7 và 4.4, trong khi độ nhai của mẫu đối chứng là 5.9 Độ nhai của mì pasta có sử dụng bột yến mạch và bột đậu hà lan không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với mẫu đối chứng [37]

Tỉ lệ kéo dãn (elongation rate) và ứng suất kéo (tensile strength)

Nguyen và cộng sự (2020) đã thay thế bột mì bằng bột cám lúa mì trong công thức làm mì pasta với tỉ lệ thay thế 0, 10, 20, 30% Kết quả cho thấy khi tăng tỉ lệ bổ sung cám lúa mì từ 0 đến 30% thì độ kéo dãn giảm 43.6% và ứng suất kéo giảm 41.8% [38] Việc bổ sung các chất xơ không hòa tan vào công thức làm mì pasta khiến hàm lượng gluten bị giảm và mạng protein–tinh bột trở nên lỏng lẻo

11

[39] Đó cũng là nguyên nhân làm cho các sản phẩm mì pasta có bổ sung chất xơ có kết cấu kém hơn so với mẫu mì pasta truyền thống

2.2.5 Ảnh hưởng của nguyên liệu giàu xơ đến chất lượng cảm quan

Nghiên cứu của Sissons và cộng sự (2014) đã chỉ ra rằng khi thay thế bột đậu gà với tỉ lệ 5g/100g bột lúa mì cứng thì sản phẩm vẫn đáp ứng được chất lượng cảm quan và các đặc tính vật lý như độ cứng và đặc tính nấu của mì pasta Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng khi hàm lượng bột đậu gà thay thế không vượt 30 g/100g bột lúa mì cứng thì chất lượng sản phẩm vẫn được chấp nhận so với mẫu mì pasta truyền thống Hương vị, màu, các đặc điểm cảm quan khác được đánh giá tốt ở các tỉ lệ thay thế là 5 và 10 g bột đậu gà trên 100 g bột lúa mì cứng Các tỉ lệ thay thế cao làm cho điểm cảm quan giảm và không được người tiêu dùng chấp nhận [40]

Nhìn chung, việc bổ sung nguyên liệu giàu xơ và công thức làm mì pasta tạo ra những thay đổi về các đặc tính cảm quan; những thay đổi đó phụ thuộc vào tỉ lệ sử dụng nguyên liệu giàu xơ và bản chất của nguyên liệu Thành phần và đặt tính của nguyên liệu ảnh hưởng đến kết cấu, màu sắc, hương vị của sản phẩm mì pasta

2.2.6 Ảnh hưởng của tỉ lệ vỏ đậu xanh đến chất lượng mì pasta [7]

2.2.6.1 Hàm lượng dinh dưỡng

Khi tăng khi tỉ lệ bột VĐX trong công thức làm mì từ 0% đến 25% thì hàm lượng protein và hàm lượng tro trong sản phẩm mì pasta tăng lần lượt 9% và 150%, trong khi đó, hàm lượng tinh bột giảm 31% Hàm lượng xơ tổng, xơ không tan và xơ hòa tan của mì pasta cao gấp 4.2 lần, 6.3 lần và 1.5 lần khi tăng tỉ lệ sử dụng bột VĐX từ 0 đến 25% Khi tỉ lệ bổ sung bột VĐX càng cao, hàm lượng phenolic tổng và chlorophyll của mì pasta càng cao Hàm lượng phenolic tổng của mì pasta bổ sung 25% bột VĐX cao gấp 4.5 lần so với mẫu mì pasta từ 100% bột lúa mì cứng Sự gia tăng hàm lượng phenolic tổng và chlorophyll đã làm tăng hoạt tính kháng oxy hóa theo DPPH và FRAP của mì pasta Khi tỉ lệ bổ sung bột VĐX tăng từ 0 đến 25% thì khả năng kháng oxy hóa theo DPPH và FRAP tăng lần lượt 19 lần và 29 lần Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung bột VĐX đến thành phần hóa học mì pasta có thể giải thích là do sự khác biệt về thành phần hóa học của bột nguyên

12

liệu So với bột lúa mì cứng, bột VĐX có hàm lượng tinh bột thấp hơn 3.2 lần; hàm lượng protein, tro, xơ và phenolic tổng lần lượt cao gấp 1.2, 7.5, 14.4, 15.1 lần Như vậy, việc sử dụng bột VĐX làm nguồn chất xơ còn làm tăng hàm lượng các chất chống oxy hóa và hoạt tính kháng oxy hóa của mì pasta Đây là một ưu điểm đáng ghi nhận của bột VĐX

2.2.6.2 Tính chất nấu

Thời gian nấu tối ưu

Khi tăng tỉ lệ sử dụng bột VĐX thì thời gian nấu tối ưu sẽ giảm nhẹ Điều này được giải thích là do sự thay đổi của thành phần hóa học và cấu trúc vi mô của mì pasta Việc bổ sung bột VĐX làm giảm hàm lượng tinh bột trong mì, do đó cần ít thời gian nấu hơn để hồ hóa hoàn toàn tinh bột của mì pasta Bên cạnh đó, việc bổ sung bột VĐX làm cho mạng gluten lỏng lẻo, tạo điều kiện cho các phân tử nước dễ dàng khuếch tán vào bên trong lõi sợi mì, tinh bột dễ tiếp xúc với nước hơn nên cần ít thời gian để hồ hóa hơn

Độ tổn thất khi nấu

Tỉ lệ bổ sung bột VĐX càng cao thì độ tổn thất khi nấu của mì pasta càng cao Khi tăng tỉ lệ bột VĐX từ 0 đến 25%, độ tổn thất khi nấu của mì tăng 72.5% Độ tổn thất khi nấu tăng là do sự gia tăng nguyên liệu giàu xơ trong mì đã làm mạng gluten lỏng lẻo, nước dễ dàng xâm nhập vào bên trong sợi mì, từ đó các chất hòa tan dễ dàng khuếch tán vào nước nấu mì như xơ tan, amylose, một số hợp chất phenolic

Chỉ số trương nở

Chỉ số trương nở của mì pasta giàu xơ giảm nhẹ khi tăng tỉ lệ sử dụng bột VĐX trong công thức Ở tỉ lệ 25% bổ sung bột VĐX thì chỉ số trương nở giảm 15.8% Chỉ số trương nở của mì pasta bị ảnh hưởng chủ yếu bởi sự hấp thu nước của các hạt tinh bột trong quá trình nấu

2.2.6.3 Tính chất vật lí

Màu sắc

Sự gia tăng tỉ lệ VĐX tăng trong công thức mì pasta làm giảm độ sáng và tăng độ vàng của sản phẩm Ngoài ra, độ xanh lá của mì có bổ sung VĐX cũng được tăng cường Chất diệp lục có nguồn gốc từ vỏ hạt đậu xanh và carotenoids

Độ cố kết (cohesiveness)

Độ cố kết của mì bổ sung bột VĐX giảm 16% khi tỉ lệ sử dụng bột VĐX tăng từ 0 đến 25% Gluten chịu trách nhiệm chủ yếu trong việc hình thành mạng lưới tinh bột-protein trong mì Việc sử dụng bột VĐX làm giảm hàm lượng gluten Bên cạnh đó, sự hấp thu nước của các hạt tinh bột và chất xơ trong bột VĐX khi nhào bột cũng làm giảm lượng nước sẵn có để hình thành mạng gluten Do đó, độ bền của các liên kết bên trong mạng protein-tinh bột kém, dẫn đến độ cố kết mì pasta giảm

Tỉ lệ kéo dãn (elongation rate) và ứng suất kéo (tensile strength)

Khi tăng tỉ lệ bổ sung bột VĐX từ 0 đến 25%, độ kéo dãn và ứng suất kéo của mì pasta giảm đi lần lượt là 67.6% và 30.0% Nguyên nhân là do hàm lượng chất xơ không tan trong VĐX làm tăng sự “gián đoạn” mạng gluten của mì pasta, dẫn đến cấu trúc mì pasta kém chặt chẽ

2.2.6.5 Chất lượng cảm quan

Mức độ chấp nhận của người tiêu dùng đối với mì pasta đã nấu chín giảm dần khi tỉ lệ VĐX trong công thức mì pasta tăng lên Sự giảm điểm số cảm quan có thể được giải thích là do sự thay đổi tiêu cực của các thuộc tính kết cấu và màu sắc, đặc biệt là độ cứng tăng lên, tỷ lệ kéo dãn và ứng suất kéo giảm và màu sắc sậm hơn

2.3 Ảnh hưởng của độ ẩm bột nhào đến chất lượng mì pasta

Hàm lượng nước trong bột nhào cần được lựa chọn phù hợp để đảm bảo các chỉ tiêu chất lượng của mì pasta, đặc biệt là khi có bổ sung nguồn chất xơ vào công

14

thức làm mì Nước trong bột nhào được chia thành hai dạng: nước liên kết và nước tự do Nước liên kết đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc bột nhào vì hydrate hóa protein và được các hạt tinh bột hấp thu Nước tự do không gây ra những thay đổi cơ bản trong cấu trúc vi mô của bột nhào Khi hàm lượng nước bổ sung thấp có thể làm bề mặt mì pasta bong tróc (flaky) và xuất hiện vệt trên sợi mì (streaky) Tuy nhiên, khi hàm lượng nước bổ sung quá nhiều thì khối bột nhào trở nên dính, khó cán mỏng hoặc ép đùn khiến cho chất lượng mì pasta bị giảm xuống [41]

2.4 Ảnh hưởng của enzyme cellulase đến chất lượng mì pasta

Cellulase là một chế phẩm carbohydrase có khả năng làm thay đổi thành phần của nguyên liệu giàu xơ do hoạt động thủy phân của nó trên cellulose, một loại polysaccharide chính trong thực vật và cũng là một chất xơ không hòa tan Cellulase thuộc họ glycoside hydrolase, có thể xúc tác quá trình thủy phân liên kết (1,4)-beta-D-glucoside trong cellulose và các beta-D-glucan khác Chế phẩm enzyme này được sử dụng trong sản xuất nước ép trái cây, kết hợp với xử lý siêu âm để cải thiện năng suất trích ly chất hòa tan và hàm lượng các hợp chất chống oxy hóa trong mô và tế bào thực vật [42, 43]

Đối với ngũ cốc, Aktas-Akyildiz và cộng sự (2017) đã sử dụng phương pháp hơi nước áp suất, sau đó xử lý bằng chế phẩm cellulase thương mại (Cellulast 1.5L) để thay đổi thành phần chất xơ của cám lúa mì [44] Công bố của họ cho thấy rằng việc sử dụng cám lúa mì đã qua xử lý bằng cellulase và hơi nước vào bánh mì đã cải thiện hàm lượng chất xơ hòa tan và khối lượng riêng của sản phẩm, tuy nhiên, làm giảm độ cứng của vụn bánh mì

Gần đây, Nguyen và cộng sự (2020) đã xử lí cám lúa mì bằng chế phẩm cellulase (Viscozyme Cassava C) trước khi bổ sung cám vào mì pasta [38] Các tác giả đã báo cáo rằng việc kết hợp cám lúa mì đã qua xử lí bằng cellulase làm cho sản phẩm mì pasta có tỉ lệ IDF/SDF cân đối hơn và chỉ số đường huyết in vitro thấp hơn trường hợp sử dụng mẫu cám không qua xử lí Nguyên nhân là do đặc tính lưu biến của bột nhào bị thay đổi khi tỉ lệ chất xơ không tan và chất xơ hòa tan bị giảm xuống [38] Tuy nhiên, các báo cáo về ảnh hưởng của enzyme cellulase đối với chất lượng mì pasta giàu xơ khi bổ sung trực tiếp enzyme này vào bột nhào từ hỗn hợp bột mì và bột vỏ đậu xanh chưa được công bố trước đây.

15

2.5 Ảnh hưởng của chất keo ưa nước đến chất lượng mì pasta

Chất keo ưa nước (hydrocolloid) là một nhóm các polysaccharide hòa tan trong nước có cấu trúc hóa học khác nhau, trọng lượng phân tử cao và các phân tử chuỗi dài ưa nước [45] Chúng được dùng để cải thiện độ nhớt hoặc độ dày, tạo gel, ổn định huyền phù hoặc nhũ tương, ổn định bọt, hoặc để ngăn chặn sự hình thành tinh thể đá, kết tinh đường trong thực phẩm [46] Đối với thực phẩm từ ngũ cốc không chứa gluten, chất keo ưa nước giúp cải thiện cấu trúc và chất lượng tổng thể của sản phẩm cũng như kéo dài thời gian sử dụng [47] Việc sử dụng chất keo ưa nước phụ thuộc vào những đặc tính hóa lý của chúng như khả năng liên kết nước, độ nhớt, tốc độ hydrat hóa [45] Nhiều loại chất keo ưa nước được sử dụng trong các sản phẩm không chứa gluten như hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), xanthan gum (XG), guar gum (GG), carboxymethyl cellulose (CMC)

Năm 2013, Silva và cộng sự đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung (0.5 và 1%) các loại chất keo ưu nước gồm locust bean gum (LBG), guar gum (GG), konjac glucomannan (KG), hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) và xanthan gum (XG) đến tính chất lưu biến và cấu trúc của mì không gluten từ tinh bột khoai mì và bột bông cải xanh với tỉ lệ 4 và 20% [48] Kết quả cho thấy rằng, các loại chất keo có khả năng liên kết nước thấp (LBG và GG) và trung bình (KG) không có tác động đáng kể đến tính chất lưu biến của bột nhào; các chất keo có khả năng liên kết với nước cao (HPMC và XG) làm giảm module cắt của bột nhào bổ sung 20% bột bông cải xanh Độ chắc (stiffness) và độ bền (strength) của mì bổ sung 20% bông cải xanh và XG cao hơn mẫu mì không bổ sung XG Độ tổn thất khi nấu và chỉ số trưởng nở của các mẫu có bổ sung chất keo thấp hơn so với các mẫu không bổ sung Nhìn chung, các chất keo ưu nước có thể được sử dụng để kiểm soát mức độ trương nở của các hạt tinh bột trong mì pasta, và do đó kiểm soát luôn cả tính chất lưu biến của bột nhào và đặc tính kết cấu trúc của mì pasta Năm 2019, Hub và cộng sự nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung HPMC từ 0 đến 1.5% đến mì sợi không chứa gluten từ đậu nành [49] Khi so sánh với mẫu mì không bổ sung HPMC, chỉ số hấp thu nước của mẫu mì được bổ sung 1.5% HPMC tăng 208%; độ tổn thất khi nấu từ 24% đối với mẫu mì đối chứng giảm

xuống còn 2.76 × 10-4 J Ngoài ra, kết quả phân tích cảm quan cho thấy mì sợi từ bột gạo có bổ sung 16% protein và 1.5% GG có các đặc điểm cảm quan tương tự như các mẫu mì pasta thương mại

2.6 Những điểm mới của đề tài

Việc nghiên cứu phương pháp cải thiện chất lượng mì pasta giàu xơ được bổ sung bột vỏ đậu xanh đến nay chưa có những công bố cụ thể Bằng việc xem xét các phương pháp đã từng được áp dụng thành công trên những sản phẩm thực phẩm khác có tính chất gần như tương tự, chúng tôi nhận thấy đề tài “Nghiên cứu cải thiện tính chất chất lượng của mì bổ sung bột vỏ đậu xanh” là khả thi Thứ nhất, tỉ lệ nước bổ sung trong quá trình nhào bột ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển mạng gluten của mì pasta giàu xơ; do đó, độ ẩm bột nhào ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Thứ hai, chất xơ nói chung và chất xơ không hòa tan nói riêng thường ngăn cản sự phát triển mạng gluten của mì pasta giàu xơ; việc thủy phân làm giảm độ dài mạch chất xơ bằng enzyme cellulase bằng cách bổ sung enzyme trực tiếp vào khối bột nhào giàu xơ chưa được nghiên cứu rộng rãi Thứ ba, các hợp chất keo ưa nước được đánh giá cao trong việc cải thiện chất lượng mì sợi không gluten hoặc gluten thấp Nhìn chung, với những phương pháp dự kiến khảo sát, chúng tôi hy vọng chọn được giải pháp phù hợp với từng mục đích sản xuất khác nhau Từ đó, sản phẩm mì pasta giàu xơ được bổ sung bột vỏ đậu xanh không những giải quyết yêu cầu cung cấp chất xơ mà còn đáp ứng được thị hiếu ngày càng đa dạng của người tiêu dùng

Vỏ đậu xanh được cung cấp bởi Công ty TNHH Việt Hồng Cường (Bình Dương) Để đảm bảo tính đồng nhất và ổn định về tính chất của nguyên liệu, VĐX được lấy về một lần, chia nhỏ vào các túi PE, đuổi khí, hàn kín và lưu trữ ở nhiệt độ phòng trong suốt quá trình nghiên cứu

3.1.2 Nguyên liệu làm mì

 Bột mì: Bột mì được sử dụng là bột mì lúa mì cứng, sản phẩm của công ty TNHH Thương mại Ân Thái

Bảng 3.1 Chỉ tiêu chất lượng của bột mì

3.1.3 Chế phẩm enzyme Vicozyme ®L

Chế phẩm enzyme dùng trong quá trình xử lý bột nhào là Viscozyme®L, được phân phối bởi Brenntag (Việt Nam) Đặc tính của các chế phẩm được thể hiện trong Bảng 3.2

Bảng 3.2 Đặc tính của chế phẩm enzyme Viscozyme® L

Phân loại Endo-1,4 β-glucanase

Thành phần Cellulase có lẫn xylanase, và hemicellulase

Hoạt tính công bố ≥ 100 EGU/g

Nhiệt độ tối ưu 25oC-55oC

Trạng thái vật lý Dạng lỏng màu hổ phách

Nhiệt độ bảo quản 0-10oC

Điều kiện bảo quản Bảo quản trong bao bì nguyên vẹn - khô ráo và tránh

3.1.4 Chất keo ưa nước

Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng HPMC và GG được hỗ trợ từ nhà cung cấp AsianShine Phụ gia này được sản xuất bởi công ty Fermentech Indonesia (Indonesia)

Bảng 3.4 Các loại enzyme sử dụng trong quá trình định lượng chất xơ

Nguồn sản xuất

Bacillus licheniformis

Aspergillus niger Bacillus licheniformis

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

Hoạt lực công bố 120 KNU-S/g 340 AGU/g 2.5 Au/g Nhiệt độ tối ưu 95oC  100oC 45oC – 60oC 60oC  65oC

Trạng thái vật lý Dạng lỏng, màu hổ phách

Dạng lỏng, màu nấu Dạng lỏng, màu hổ phách

Nhiệt độ bảo quản

0oC  25oC 0oC  25oC 0oC  25oC Chất ổn định Sodium chloride

Sucrose

Sucrose/Glucose, D - Chất bảo quản Potassium sorbate Potassium sorbate

Sodium benzoate

- Tài liệu tham

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 37oC, pH là 7.1 trong 1 giờ theo phương pháp tiêu chuẩn của Novozymes để xác định hoạt độ của enzyme

20

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 50oC

Một đơn vị hoạt độ Anson (AU) của protein được định nghĩa là lượng enzyme xúc tác thủy phân cơ chất hemoglobin trong 1 phút, giải phóng các acid amin và peptide cho phản ứng bắt màu với thuốc thử Folin-Ciocalteu Phenol; cường độ màu tương đương với 1mEq tytrosine, ở điều kiện nhiệt độ 25oC, pH 7.5

3.2.1.2 Hóa chất sử dụng

Các loại hóa chất phân tích và dung môi trích ly mà chúng tôi sử dụng trong quá trình nghiên cứu được thể hiện trong Bảng 3.5

3.2.2 Thiết bị

3.2.2.1 Các thiết bị phân tích thành phần mì pasta

 Cân phân tích 2 số lẻ (Model GF-2000, Shimazdu, Nhật Bản)

 Cân phân tích 4 số lẻ (Model GF-2000, Shimazdu, Nhật Bản)

 Máy đo pH (Model F20, Mether Toledo)

 Bơm chân không (Model FV8, Edwards, Đức)

 Lò nung (Model AF11/6B, Lenton, Anh)

 Tủ sấy đối lưu (Model UM400, Memmert, Đức)

 Bể điều nhiệt (Model WNE-29, Memmert, Đức)

 Tủ hút và bếp vô cơ

 Bộ soxhlet

 Máy đo cấu trúc (TA-TX plusC, Stable Micro Systerm, Anh)

 Máy đo kích thước hạt (Model MAZ3500, Malvern, Anh)

3.2.2.2 Các thiết bị tạo sản phẩm mì pasta

 Máy trộn bột (Model 5K5SS, KitchenAid, Hoa Kỳ)

 Máy ép đùn (Model HR2365/05, Philips, Hà Lan)

 Tủ sấy đối lưu (Model UM400, Memmert, Đức)

Disodium phosphate (Na2HPO4)

Monosodium phosphate (NaH2PO4) Dung pha dung dịch đệm phosphate pH 6

Acid hydrochloric (HCl) Điều chỉnh pH, xác định hoạt tính kháng oxy hóa theo FRAP

Dung môi acetone ((CH3)2CO) Định lượng phenolic tổng, hoạt tính kháng oxy hóa, định lượng chất xơ

Thuốc thử Folin-Ciocalteu

Định lượng phenolic tổng Sodium carbonate (Na2CO3)

Acid gallic (C6H2(OH)3COOH) Sodium acetate (CH3COONa)

Xác định hoạt tính kháng oxy hóa theo FRAP

Acid acetic (CH3COOH) TPTZ (2,4,6-Tri(2-pyridyl)-s-triazine)

Iron (III) chloride hexahydrate (FeCl3.6H2O)

Trolox tetramethylchroman-2-carboxylic acid)

(6-hydroxy-2,5,7,8-DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) Xác định hoạt tính kháng oxy hóa theo DPPH

Dung môi methanol (CH3OH)

22

3.3 Chuẩn bị mẫu

3.3.1 Quy trình sản xuất mì pasta ở quy mô phòng thí nghiệm

Tỉ lệ các thành phần nguyên phụ liệu sử dụng làm mì được thể hiện trong Bảng 3.6

Bảng 3.6 Tỉ lệ nguyên liệu sử dụng để làm mì pasta

Tên thành phần Khối lượng (g)

Quy trình chuẩn bị mì pasta được thể hiện trong Hình 3.1

Hình 3.1 Quy trình sản xuất mì pasta trong quy mô phòng thí nghiệm

Bột mì semolina

Trộn khô

Trộn ướt

Nhào trộn

Sấy Ép đùn

Mì pasta Bột vỏ đậu

xanh

Muối

HPMC/GG Gia nhiệt

Nước/enzyme

Viscozyme®L