Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột cuống cà rốt đến chất lượng của bánh quy 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

Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS Hoàng Kim Anh

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

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc Gia TP.HCM ngày 05 tháng 07 năm 2023

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1 Chủ tịch Hội đồng: PGS.TS Trần Thị Thu Trà 2 Phản biện 1: PGS.TS Hoàng Kim Anh

3 Phản biện 2: PGS.TS Tôn Nữ Minh Nguyệt 4 Ủy viên: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn

5 Ủy viên, thư ký: TS Nguyễn Hoài Hương

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn 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

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

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Đức Mạnh MSHV: 2170495

Ngày, tháng, năm sinh: 26/12/1997 Nơi sinh: Thành phố Hồ Chí Minh Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Mã số: 8540101

Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột cuống cà rốt đến chất lượng của bánh quy giàu xơ Effects of ratio of carrot petiole powder on the quality of cookie with high fiber content

- Tổng quan tài liệu về nguyên liệu cuống cà rốt - Đánh giá chất lượng của nguyên liệu bột cuống cà rốt

- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột cuống cà rốt đến chất lượng của bánh quy

- Khảo sát ảnh hưởng của việc sử dụng chất keo để cải thiện các tính chất vật lý và cảm quan của bánh quy giàu xơ

Cán bộ hướng dẫn: GS TS Lê Văn Việt Mẫn

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Họ tên và chữ ký)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

(Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

(Họ tên và chữ ký)

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian tiến hành triển khai nghiên cứu, em cũng đã hoàn thành nội dung luận văn “Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột cuống cà rốt đến chất lượng của bánh quy giàu xơ.” Luận văn được hoàn thành không chỉ là công sức của bản thân mà còn có sự giúp đỡ, hỗ trợ tích cực của nhiều cá nhân và tập thể

Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến GS.TS Lê Văn Việt Mẫn, người trực tiếp hướng dẫn luận văn cho em Thầy đã dành cho em nhiều thời gian, tâm sức, cho em nhiều ý kiến, nhận xét quý báu, chỉnh sửa cho em những chi tiết nhỏ trong luận văn, giúp luận văn của em được hoàn thiện hơn về mặt nội dung và hình thức Thầy luôn quan tâm, động viên và chỉ bảo tận tình, khích lệ,em tin tưởng vào bản thân, tạo động lực nhắc nhở em có trách nhiệm với đề tài của mình, giúp em hoàn chỉnh luận văn tốt hơn

Em cũng xin cảm ơn quý thầy cô trường đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là quý thầy cô của bộ môn Công nghệ thực phẩm đã nhiệt tình giúp đỡ em vượt qua những khó khăn trong suốt quá trình nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn đến PGS.TS Tôn Nữ Minh Nguyệt, PGS.TS Trần Thị Thu Trà, ThS Trần Thị Hồng Hạnh, ThS Lê Thị Thúy và ThS Trần Thị Tưởng An Em cảm ơn các cô vì luôn tạo điều kiện tốt nhất về cơ sở vật chất, thiết bị, dụng cụ và hóa chất để em hoàn thành luận văn một cách tốt nhất Thành tựu này sẽ không có được nếu như không có sự giúp đỡ của các cô

Bên cạnh đó, em gửi lời cảm ơn đến các em lớp HC19TP và CC19HTP đã đồng hành và chia sẻ mọi niềm vui nỗi buồn trong suốt thời gian làm luận văn

Em xin cảm ơn văn phòng sau đại học đã hỗ trợ, giúp đỡ em vượt qua những khó khăn trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường

Em cũng xin cảm ơn các thầy cô trong hội đồng xét duyệt luận văn đã dành thời gian đọc và góp ý giúp em hoàn thiện luận văn này

Cuối cùng xin chân thành biết ơn đến gia đình và bạn bè, đặc biệt là cha mẹ và anh trai em vì đã luôn ở bên ủng hộ và là chỗ dựa vững chắc trong mọi hoàn cảnh khó khăn, những lúc vui, lúc buồn, an ủi và tạo động lực để em có thể tiến lên và nên người như ngày hôm nay

Luận văn tốt nghiệp là kết quả của một quá trình nghiên cứu dài Tuy em đã cố gắng nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế Em kính mong nhận được những ý kiến đóng góp, giúp đỡ để đề tài được hoàn thiện hơn

Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn

Học viên cao học

Nguyễn Đức Mạnh

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Mục đích nghiên cứu của luận văn này:Tận dụng nguồn phụ phẩm dồi dào và rẻ tiền là cuống cà rốt để sản xuất sản phẩm có giá trị gia tăng và tốt cho sức khỏe người sử dụng Nội dung nghiên cứu tập trung khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bột cuống cà rốt trong công thức bánh quy đến chất lượng sản phẩm đồng thời đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng chất keo (Kayara gum, Tara gum và Tragacanth gum) bổ sung vào bột nhào đến tính chất vật lý và cảm quan của sản phẩm

Cuống cà rốt là một nguồn nguyên liệu giàu xơ và chứa nhiều các hợp chất kháng oxy hóa Bột cuống cà rốt chứa hàm lượng protein và tro, lần lượt là 14,18% và 15,45% Thành phần xơ trong cuống cà rốt rất cao, hàm lượng xơ tổng là 53,41%, trong đó xơ không tan chiếm 49,22% Cuống cà rốt rất giàu phenolic, với hàm lượng phenolic tổng đo được là 1370,14 mg / 100 g chất khô, cao gấp 6,74 lần so với bột mì Xét về khả năng hấp thu nước và dầu của bột cuống cà rốt thì kết quả đo được lần lượt là 5,71 g nước và 2,39 g dầu/g chất khô

Bánh quy thực hiện trong luận văn được làm bằng cách thay thế một phần bột mì bằng bột cuống cà rốt với tỷ lệ từ 0% đến 15% Khi bổ sung cuống cà rốt vào bánh với tỷ lệ tăng dần, hàm lượng xơ tổng của bánh cũng tăng theo; với tỷ lệ 10% bột cuống cà rốt, bánh thành phẩm là thực phẩm giàu xơ Ngoài ra, kết quả cũng cho thấy khi tăng dần tỷ lệ bột cuống cà rốt thì hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm tăng mạnh

Đối với bánh quy bổ sung 15% bột cuống cà rốt, sử dụng chất keo thực phẩm với hàm lượng 0,5% làm giảm độ cứng của sản phẩm đáng kể

ABSTRACT

The goal of the thesis is to utilize the abundant and cheap by-products of carrot petiole to manufacture the value-added product & healthy food for human consumption The objectives of the study are to determine the effects of the ratio of carrot petiole powder in the cookie recipe on the product quality as well as the impacts of the hydrocolloidal dose (Kayara gum, Tara gum, and Tragacanth gum) on the physical and sensory quality of the final product

Carrot petioles are a rich source of fiber and antioxidant compounds The protein and ash contents of carrot petioles powder are 14,18% and 15,45%, respectively Carrot petioles have a very high fiber content, with a total fiber content of 53,41%, of which the insoluble fiber content accounts for 49,22% The total phenolic content of carrot petioles was 1370,14 mg/100 g dry matter, which is 6,74 times higher than that of wheat flour The water and oil absorption capacity of carrot petiole powder, are 5.71 g water and 2.39 g oil/g dry matter, respectively

The cookies prepared and the ratio of carrot petiole is varied from 0% to 15% of the blend weight Increase in carrot petiole ratio enhanced dietary fiber content of the cookies At 10% carrot petiole powder, the obtained product is considered a fiber-enriched cookie In addition, the use of carrot petiole powder also improved the antioxidant activity of the product

With the cookies added with 15% carrot petiole powder, use of food colloids with dosage of 0,5% greatly reduced the hardness of the product

LỜI CAM ĐOAN

Trong quá trình thực hiện đề tài này còn nhiều sai sót do kiến thức còn sơ sài nhưng những nội dung trình bày trong luận văn này là những biểu hiện kết quả đạt được theo sự hướng dẫn của GS.TS Lê Văn Việt Mẫn

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

Em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về lời cam đoan này

Học viên cao học

Nguyễn Đức Mạnh

2.2.2 Phân loại chất xơ 7

2.2.3 Vai trò của chất xơ đối với sức khỏe 7

2.2.4 Phụ phẩm thực vật của ngành công nghiệp thực phẩm 8

2.3 Bánh quy 9

2.3.1 Giới thiệu chung về bánh quy 9

2.3.2 Ảnh hưởng của chất xơ đến thành phần dinh dưỡng của bánh quy 9

2.3.3 Ảnh hưởng của chất xơ đến tính chất vật lý 11

2.3.4 Ảnh hưởng của chất xơ đến chất lượng cảm quan 12

2.4 Chất keo (Hydrocolloid) 13

2.4.1 Giới thiệu 13

2.4.2 Ứng dụng của chất keo vào sản phẩm thực phẩm 15

2.5 Những điểm mới của luận văn 16

CHƯƠNG 3 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

3.1 Nguyên liệu 17

3.1.1 Nguyên liệu chính 17

3.3 Nội dung nghiên cứu 28

3.3.1 Quy trình công nghệ làm bánh quy trong phòng thí nghiệm 29

3.3.2 Thí nghiệm 1: Đánh giá chất lượng của bột mì và bột cuống cà rốt 31

3.3.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột cuống cà rốt đến chất lượng của bánh quy 32

3.3.4 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của việc bổ sung chất keo thực phẩm đến kết cấu của bánh 33

3.4 Các phương pháp phân tích 33

3.4.1 Phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu và quy 33

3.4.2 Phân tích tính chất vật lý và hóa lý của nguyên liệu và quy 34

3.4.3 Xác định các hợp chất hóa học của chất chiết xuất từ nguyên liệu và bánh 35

3.4.4 Hoạt tính chống oxy hóa của nguyên liệu và bánh 35

3.4.5 Các đặc tính cơ lý của bánh quy 35

3.4.6 Chất lượng cảm quan của bánh quy 36

3.5 Xử lý số liệu 36

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 37

4.1 Đánh giá chất lượng của bột cuống cà rốt và bột mì 37

4.1.1 Thành phần hóa học của nguyên liệu 37

4.1.2 Tính chất vật lý của nguyên liệu 38

4.1.3 Hoạt tính chống oxy hóa của nguyên liệu 40

4.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột cuống cà rốt đến chất lượng của bánh quy 42

4.2.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung đến thành phần hóa học của bánh quy 424.2.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột cuống cà rốt đến khả năng chống oxy hóa của bánh

4.2.5 Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung đến chất lượng cảm quan của sản phẩm 51

4.3 Ảnh hưởng của việc bổ sung chất keo đến chất lượng của quy 53

4.3.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung chất keo đến cấu trúc của quy 53

4.3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung chất keo đến chất lượng cảm quan của sản phẩm 55

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58

A.2 Xác định hàm lượng protein 78

A.3 Xác định hàm lượng chất béo 82

A.4 Xác định hàm lượng tro 85

A.5 Xác định hàm lượng carbohydrate 87

A.6 Xác định thành phần tinh bột 88

A.7 Xác định thành phần xơ tan (SDF), xơ không tan (IDF) và xơ tổng (TDF) 93

A.8 Phương pháp xác định khả năng giữ nước và dầu 97

A.9 Xác định khối lượng riêng 98

A.10 Xác định hàm lượng phenolic tổng (Total phenolic content) 99

A.11 Xác định hàm lượng flavonoid tổng (Total flavonoid content) 103

A.12 Xác định hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH 107

A.13 Xác định hoạt tính chống oxy hóa theo FRAP 111

A.14 Phương pháp đánh giá màu sắc 115

A.15 Phương pháp xác định cấu trúc của mẫu 117

A.16 Phương pháp đánh giá cảm quan 120

B Kết quả thí nghiệm 123

MỤC LỤC HÌNH

Hình 2 1 Số lượng trái cây và rau quả (tính bằng triệu tấn) được sản xuất trên toàn cầu [39].

8

Hình 2 2 Karaya gum và Tragacanth gum và đặc điểm cấu trúc của chúng [71] 14

Hình 3 1 Quy trình thu nhận bột cuống cà rốt 17

Hình 3 2 Sơ đồ quy trình thí nghiệm và nội dung nghiên cứu luận văn 28

Hình 3 3 Quy trình sản xuất bánh quy bổ sung bột cuống cà rốt ở quy mô phòng thí nghiệm 30

Hình 3 4 Đường cong mô tả kết cấu của bánh (TPA) [67] 35

Hình 4 1 Hình ảnh trực quan bên ngoài của bánh bổ sung cuống cà rốt ở các tỷ lệ khác nhau (bánh đối chứng – bánh chứa 0% bột cuống cà rốt) 47

Hình 4 2 Kết quả đánh giá cảm quan của bánh quy được bổ sung bột cuống cà rốt với tỷ lệ khác nhau 52

Hình 4 3 Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung chất keo vào bánh quy đến đánh giá cảm quan của sản phẩm 56

Hình A 1 Đường chuẩn nồng độ Nitơ (mg/L) 81

Hình A 2 Bộ chiết Soxhlet truyền thống [141] 83

Hình A 3 Sơ đồ minh họa quy trình làm việc của thiết bị Soxhlet 1) Cơ chết rắn được đặt trong ống lót Soxhlet Dung môi được đun hồi lưu 2) Ngưng tụ và chiết bằng dung môi “mới” Các chất hòa tan được chuyển từ buồng chiết vào bể chứa 3) Lặp lại liên tục quá trình chiết xuất 4) Việc chiết xuất hoàn toàn đã hoàn tất [142] 84

Hình A 4 Cấu trúc cơ bản của các đơn vị tinh bột và polyme trong đó (A) đơn vị glucose, (B) amylose và (C) amylopectin [153] 88

Hình A 5 Cơ chế phản ứng xác định thành phần tinh bột bằng phương pháp enzyme Đầu tiên, phản ứng được thực hiện trong đó tinh bột bị khử và do tác dụng của α-amylase, đường khử được tạo ra Thứ hai, phản ứng giữa DNS và đường khử tạo ra ANSA [157] 89

Hình A 6 Đường chuẩn nồng độ glucose (g/L) 92

Hình A 7 Phản ứng oxi hóa khử giữa polyphenol và thuốc thử Folin - Ciocalteu [175] 100Hình A 8 Phản ứng giữa gallic acid và các hợp chất molypden trong thuốc thử Folin-Ciocalteau [179] 100

Hình A 11 Đường chuẩn xác định hàm lượng quercetin tổng 106

Hình A 12 Sơ đồ phản ứng giữa các gốc tự do với chất chống oxi hóa [191] 107

Hình A 13 Quá trình khử DPPH• bởi một chất chống oxy hóa [186] 108

Hình A 14 Đường chuẩn DPPH 110

Hình A 15 Tổng quan về phương pháp FRAP [193] 111

Hình A 16 Cơ chế khả năng kháng oxy hóa được thể hiện qua sự khử ion Fe3+ (FRAP) [188] 112

Hình A 17 Đường chuẩn FRAP 114

Hình A 18 Sơ đồ không gian màu CIELAB Hệ màu CIELAB, hay CIE L* a* b*, thể hiện mối quan hệ định lượng của màu sắc trên ba trục: giá trị L* biểu thị độ đậm nhạt và a* và b* là tọa độ màu Trên sơ đồ không gian màu, L* được biểu diễn trên trục tung với các giá trị từ 0 (đen) đến 100 (trắng) Giá trị a* biểu thị thành phần đỏ-lục của một màu, trong đó +a* (dương) và -a* (âm) tương ứng biểu thị giá trị đỏ và lục Các thành phần màu vàng và xanh dương được biểu thị trên trục b* lần lượt là các giá trị +b* (dương) và -b* (âm) Tại trung tâm của mặt phẳng là tiêu sắc Khoảng cách từ trục trung tâm biểu thị sắc độ (C*) hoặc độ bão hòa của màu Góc trên các trục sắc độ biểu thị sắc độ (Ho) [196] 116

Hình A 19 Mối quan hệ giữa đánh giá kết cấu thực phẩm và hành vi của con người Được sự cho phép của Stable Micro Systems Ltd [203] 118

Hình A 20 Nguyên tắc phát hiện của máy phân tích cấu trúc [203] 119

Hình A 21 Cấu trúc cơ bản của máy phân tích kết cấu [203] 119

Hình A 22 Phiếu hướng dẫn đánh giá cảm quan 121

Hình A 23 Phiếu đánh giá cảm quan 122

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 2 1 Thành phần hóa học của cuống cà rốt từ một số bài báo tham khảo 4

Bảng 2 2 Thành phần acid béo (mg/100 gam chất khô) của phần cuống cà rốt ở các giai đoạn phát triển khác nhau [19] 5

Bảng 2 3 Một số khoáng chất trong cuống cà rốt sấy khô [19] 6

Bảng 2 4 Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột rau củ vào trong bánh quy đến thành phần dinh dưỡng của sản phẩm 10

Bảng 2 5 Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột từ rau củ đến màu sắc của sản phẩm bánh quy 12

Bảng 3 1 Chỉ tiêu chất lượng của bột mì 18

Bảng 3 2 Các hóa chất được sử dụng trong quá trình làm luận văn 20

Bảng 3 3 Các đặc tính của các chế phẩm enzyme 24

Bảng 3 4 Các thiết bị sử dụng để làm bánh quy 25

Bảng 3 5 Các thiết bị sử dụng để phân tích 26

Bảng 3 6 Công thức bánh quy sử dụng trong luận văn 29

Bảng 3 7 Hàm lượng bột cuống cà rốt sử dụng trong thí nghiệm 32

Bảng 3 8 Bảng công thức kết cấu của bánh [83], [84] 36

Bảng 4 1 Thành phần hóa học của bột mì và bột cuống cà rốt 37

Bảng 4 2 Tính chất vật lý của bột mì và bột cuống cà rốt 39

Bảng 4 3 Hoạt tính chống oxy hóa của nguyên liệu 41

Bảng 4 4 Thành phần hóa học của bánh quy giàu chất xơ với các tỷ lệ bột cuống cà rốt khác nhau 43

Bảng 4 5 Hoạt tính kháng oxy hóa của bánh quy khi bổ sung bột cuống cà rốt ở các tỷ lệ khác nhau 46

Bảng 4 6 Các tính chất vật lý của bánh quy ở các tỷ lệ bổ sung khác nhau 47

Bảng 4 7 Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột cuống cà rốt đến màu sắc của sản phẩm 49

Bảng 4 8 Các tính chất cơ lý của bánh ở các tỷ lệ bổ sung khác nhau 50

Bảng 4 9 Ảnh hưởng của việc bổ sung chất keo đến kết cấu của bánh quy 54

Bảng A 1 Lượng mẫu và hóa chất cần thiết để đạt nồng độ N dự kiến 80

Bảng A 2 Giá trị đo độ hấp thu và nồng độ N dự kiến 80

Bảng A 5 Chuẩn bị mẫu để dựng đường chuẩn phenolic tổng 102

Bảng A 6 Giá trị OD và nồng độ gallic acid chuẩn 102

Bảng A 7 Chuẩn bị mẫu để dựng đường chuẩn flavanoid tổng 105

Bảng A 8 Giá trị OD và nồng độ quercetin chuẩn 105

Bảng A 9 Giá trị đo OD và nồng độ Trolox chuẩn tác dụng với thuốc thử DPPH 109

Bảng A 10 Giá trị đo OD và nồng độ Trolox chuẩn tác dụng với thuốc thử FRAP 114

Bảng A 11 Tham số khác nhau của kết cấu dựa trên tính chất vật lý [202] 118

Bảng A 12 Các thông số khác nhau của kết cấu dựa trên tính chất cảm quan [202] 118

Bảng B 1 Số liệu thành phần hóa học của bột mì và bột cuống cà rốt 123

Bảng B 2 Số liệu tính chất vật lý của nguyên liệu 124

Bảng B 3 Số liệu thành phần kháng oxy hóa của nguyên liệu 126

Bảng B 4 Số liệu thành phần hóa học của bánh quy ở các tỷ lệ bổ sung bột cuống cà rốt khác nhau 127

Bảng B 5 Số liệu về hoạt tính kháng oxy hóa của bánh quy khi bổ sung bột cuống cà rốt ở các tỷ lệ khác nhau 129

Bảng B 6 Số liệu các tính chất vật lý, màu sắc và kết cấu của bánh quy ở các tỷ lệ bổ sung bột cuống cà rốt khác nhau 131

Bảng B 7 Số liệu kết quả chất lượng cảm quan của bánh quy bổ sung bột cuống cà rốt ở các tỷ lệ khác nhau 135

Bảng B 8 Số liệu kết quả kết cấu của bánh quy khi bổ sung chất keo vào sản phẩm 138

Bảng B 9 Số liệu kết quả chất lượng cảm quan của bánh quy khi bổ sung chất keo vào sản phẩm 139

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ABTS sulfonic acid)

2,2-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-ANOVA Analysis Of Variance Phân tích sự khác biệt

ANSA 3-amino, 5-nitrosalicylic acid

AOAC Association of Official Analytical Chemists

Hiệp hội các nhà hoá phân tích chính thống

ATP Adenosine triposphate

CAC Codex Alimentarius Commission Ủy ban Codex Alimentarius

CMC Carboxy-metylcellulose

DNS 3,5 -Dinitrosalicylic acid

DPPH 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl

FCR Folin & Ciocalteu's reagent Thuốc thử Folin-Ciocalteu

FDA Food and Drug Administration Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm

FRAP Ferric Ion Reducing Antioxidant Power Khả năng kháng oxy hóa được thể hiện qua sự khử ion Fe3+

GAE Gallic acid equivalent

GRAS Generally recognized as safe Nói chung được công nhận là an toàn

HPMC Hydroxypropyl-Metylcellulose

ISO International Standards Organization Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế

MC Methylcellulose

R&D Research and Development Nghiên cứu và phát triển sản phẩm

TE Trolox equivalent

TFC Total Flavonoid Content Hàm lượng flavonoid tổng

TPA Texture profile analysis Phân tích cấu hình kết cấu

TPC Total Phenolic Content Hàm lượng phenolic tổng

TPTZ 2,4,6-Tris(2-pyridyl)-s-triazine

USFDA United States Food and Drug Administration

Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

Một trong những vấn đề lớn nhất mà ngành nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm phải đối mặt là việc tạo ra một lượng lớn phụ phẩm trong quá trình chế biến Vấn đề này được coi là một thách thức toàn cầu và thể hiện việc sử dụng tài nguyên thiên nhiên chưa đạt hiệu quả cao [1] Điều đáng lo ngại là một lượng lớn phụ phẩm nông nghiệp góp phần gây ra vấn đề lãng phí thực phẩm, sau đó, nó có thể dẫn đến nhiều vấn đề về môi trường và hiệu quả kinh tế [2] Theo số liệu thống kê thì công nghệ sau thu hoạch và chế biến rau quả là nguồn phát sinh chất thải lớn thứ hai và chỉ đứng sau nước thải sinh hoạt [3] Rau quả là một trong những nhóm thực phẩm được tiêu thụ nhiều nhất trên toàn cầu Rau quả có thể được sử dụng ở dạng tươi, chế biến hoặc được dùng làm phụ liệu để sản xuất những nhóm thực phẩm khác Sự gia tăng dân số liên tục đã dẫn đến sự mất cân bằng giữa cung và cầu, đồng thời tình trạng lãng phí lương thực trên toàn cầu ngày càng gia tăng [4] Chính vì vậy việc tận dụng các phụ phẩm của công nghệ sau thu hoạch và chế biến rau quả không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra sản phẩm có giá trị gia tăng

Cà rốt (Daucus carota L.), một trong những loại rau củ quan trọng nhất trong họ

Apiaceae, được trồng trên toàn thế giới Củ cà rốt được sử dụng rộng rãi do giàu carotenoid,

chất xơ, vitamin và các chất dinh dưỡng khác [5] Quá trình sau thu hoạch và chế biến cà rốt sinh ra nhiều loại phụ phẩm khác nhau như: phần cuống, lá, và bã cà rốt sau khi ép lấy dịch chiết Phần lớn những phụ phẩm này được dùng làm thức ăn chăn nuôi [6] Tuy nhiên, một số nghiên cứu gần đây cho thấy một số thành phần hóa học và hoạt tính sinh học có trong phần cuống cà rốt có thể làm tăng giá trị của nó so với củ cà rốt [7]

Ngành công nghiệp bánh đã và đang phát triển trên toàn thế giới đối với người tiêu dùng nhờ các sản phẩm tiện dụng và có thể sử dụng ngay [8] Thuật ngữ 'bánh nướng' dùng để chỉ các loại bánh mì, bánh quy và bánh ngọt [9] Các sản phẩm bánh nướng thường sử dụng nguyên liệu chính là bột mì [10] Bánh quy là một trong những sản phẩm ăn nhanh phổ biến khắp nơi Olaoye và cộng sự (2007) đã mô tả bánh quy là món ăn nhẹ dinh dưỡng được sản xuất từ bột nhào, và được làm chín bằng phương pháp nướng [11]

Hiện nay, người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến nhóm thực phẩm giàu xơ và các chất có hoạt tính sinh học Bánh quy là thực phẩm chứa nhiều năng lượng nhưng lại nghèo hợp

Từ những lập luận ở trên, đề tài “Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột cuống cà rốt đến chất lượng bánh quy giàu xơ” đã được thực hiện Mục tiêu của nghiên cứu trên là sử dụng bột cuống cà rốt để tạo ra một sản phẩm bánh quy giàu chất xơ, các chất có hoạt tính kháng oxy hóa và được người tiêu dùng chấp nhận

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.1 Cà rốt

2.1.1 Giới thiệu

Cà rốt có tên khoa học là Daucus carota, là một trong những loại củ được trồng và tiêu

thụ phổ biến nhất ở nhiều nước trên thế giới Hiện nay, cà rốt chủ yếu được trồng ở Châu Âu và Châu Á Ước tính tổng sản lượng cà rốt và củ cải trên thế giới là 40 triệu tấn vào năm 2018 Trong đó, 8,3 triệu tấn được sản xuất tại Liên minh Châu Âu Cà rốt có màu cam là loại phổ biến nhất, nhưng cũng có những loại cà rốt có màu đỏ, trắng, vàng, đen, tím hoặc thậm chí nhiều màu khác nhau Cà rốt chứa nhiều chất có hoạt tính sinh học, bao gồm carotenoid, anthocyanin và các hợp chất phenolic khác Điều này làm cho loại củ này trở thành một nguồn cung cấp chất chống oxy hóa tốt cho con người Các hợp chất chống oxy hóa phong phú nhất được tìm thấy trong cà rốt là α- và β-carotene, vitamin E và anthocyanin Điều thú vị là hàm lượng của các chất chống oxy hóa này là nguyên nhân tạo nên màu sắc khác nhau ở các loại cà rốt Cà rốt được cho là có nhiều lợi ích cho sức khỏe do khả năng chống oxy hóa cao, bao gồm khả năng ngăn ngừa bệnh tim mạch và một số loại ung thư [12]–[14]

Cà rốt là loại cây trồng được đưa vào Việt Nam từ thế kỷ trước Hiện nay, cà rốt được xem là cây trồng xóa đói giảm nghèo hiệu quả tại nhiều tỉnh phía Bắc và ở Đà Lạt [15]

Trong công nghệ sau thu hoạch và chế biến cà rốt, có hai nhóm phụ phẩm phổ biến là: cuống lá và bã cà rốt sau khi ép lấy dịch chiết Những phụ phẩm này có chứa một lượng lớn các hợp chất có hoạt tính sinh học Những hợp chất có hoạt tính sinh học này có thể được sử dụng để phát triển thực phẩm chức năng và dược phẩm [16] Phần cuống cà rốt có thể được sử dụng làm thức ăn ủ chua dành cho gia súc và gia cầm [17]

2.1.2 Thành phần hóa học của cuống cà rốt

Thành phần hóa học của cuống cà rốt từ các nguồn tài liệu khác nhau được trình bày trong Bảng 2.1:

Bảng 2 1 Thành phần hóa học của cuống cà rốt từ một số bài báo tham khảo

Thành phần hóa học (% chất khô)

Goneim và cộng sự (2011) [18]

Leite và cộng sự (2011) [19]

Uchele và cộng sự (2021) [20]

Venkataramanan và cộng sự (2015) [21]

2.1.2.1 Carbohydrate và protein

Bảng 2.1 cho thấy hàm lượng carbohydrate và protein chiếm tỷ lệ cao nhất trong thành phần hóa học cơ bản của cuống cà rốt Hàm lượng protein của cuống cà rốt dao động trong khoảng 14,4%-27.5% Như vậy, phần cuống cà rốt chứa nhiều protein so với nhiều loại nông sản khác Đối với carbohydrate, chất xơ là thành phần chiếm tỷ lệ lớn Chất xơ là một loại carbohydrate phức hợp không thể tiêu hóa ở cơ thể người và được tìm thấy trong các thành phần cấu trúc của thực vật Chúng không có giá trị năng lượng Tuy nhiên, chế độ ăn giàu chất xơ mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe như ngăn ngừa táo bón, điều hòa lượng đường trong máu, ngăn ngừa một số dạng của bệnh ung thư Kết quả nghiên cứu của Lineback (1999) cho thấy thành tế bào cuống cà rốt có chứa pectin (galacturonans, rhamnogalacturonans, arabinans, galactans và arabinogalactans-1), cellulose (β-4, D-glucan), lignin (trans-coniferyl alcohol, trans-sinapyl alcohol and trans-pcoumaryl alcohol) và hemi-cellulose (xylans, glucuronoxylans β-D-glucans and xyloglucans) [23]

2.1.2.2 Lipid

Cuống cà rốt cũng chứa chất béo dù hàm lượng chất béo khá thấp Bảng 2.2 trình bày thành phần các acid béo trong cuống cà rốt ở các độ tuổi khác nhau

Bảng 2 2 Thành phần acid béo (mg/100 gam chất khô) của phần cuống cà rốt ở các giai đoạn phát triển khác nhau [19]

Tetradecanoic acid (C14:0)

36,76a ± 1,13 16,92c ± 1.22 31,54b ± 1.40

Pentadecanoic acid (C15:0)

39,38a ± 1.21 19,33c ± 1.05 19,33c ± 1.05

Ginkgolic acid (C15:1)

91,52a ± 1.30 42,93c ± 2.97 77,78b ± 2.76

Palmitic acid (C16:0)

388,98a ± 8.88 306,01b ± 5.97 388,93a ± 8.60

Palmitoleic acid (C16:1n-7)

43,95a ± 2.53 30,22c ± 2.13 36,00b ± 1.61

Stearic acid (C18:0)

43,95a ± 2.53 160,04c ± 3.60 221,37b ± 3.31

Oleic acid (C18:1n-9)

35,86ab ± 2.36 32,00b ± 3.78 41,67a ± 1.38

cis-Vaccenic Acid (C18:1n-7)

4,44 ± 0.31 4,62 ± 0.74 4,56 ± 0.55

Linoleic acid (C18:2n-6)

483,48a ± 6.66 339,21b ± 6.07 495,19a ± 7.38

α-linolenic acid (C18:3n-3)

1162,56a ± 33.34 701,91c ± 21.90 876,55b ± 20.62

Behenic acid (C22:0)

12,05a ± 1.32 5,84c ± 0.80 8,66b ± 0.36

Lignoceric acid (C24:0)

19,95a ± 1.83 8,07b ± 0.71 17,99a ± 0.64

Số liệu được thể hiện dưới dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn Các chữ cái khác nhau

Như vậy, phần cuống cà rốt có chứa acid béo bão hòa và không bão hòa Nhiều acid béo không bão hòa có vai trò quan trọng trong dinh dưỡng hàng ngày của con người [24]

2.1.2.3 Khoáng chất

Bảng 2.3 cho thấy cuống lá cà rốt rất giàu các loại khoáng chất như Na, P, K, Ca, Mg, Mn, Zn và Fe Theo Pereira và cộng sự (2003), cuống cà rốt có chứa cả sắt, kẽm và đồng Khoáng chất trong cuống phụ thuộc vào thành phần của đất và điều kiện bón phân [18], [19]

Bảng 2 3 Một số khoáng chất trong cuống cà rốt sấy khô [19]

Khoáng chất (mg/100 gam chất khô)

0,05 ± 0.01 72,04 ± 1.70 467,55 ± 9.30 0,28 ± 0.05 0,10 ± 0.01 Số liệu được thể hiện dưới dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn

2.1.2.4 Các hợp chất có hoạt tính sinh học

Các hợp chất hoạt tính sinh học có trong cả củ và cuống lá cà rốt Cuống lá cà rốt có chứa nhiều hợp chất, chẳng hạn như carotenoid, chlorophyll, các vitamin, nhiều nguyên tố vi lượng và hợp chất polyphenolic, bao gồm luteolin và apigenin Kähkönen và cộng sự (1999) báo cáo rằng hợp chất phenolic tổng (TPC) trong cuống lá cà rốt là 7,4 mg đương lượng galic acid (GAE) mỗi g, cao gấp hơn 10 lần so với cà rốt tươi (0,6 mg GAE /g khối lượng khô) [25] Hơn nữa, tinh dầu thu được từ cuống lá cà rốt rất giàu α-pinene, sabinene và germacrene, được biết là có tác dụng kháng khuẩn Luteolin cũng có trong cuống lá cà rốt được chiết siêu tới hạn và có thể đóng góp vào các tác dụng khác nhau như tác dụng chống oxy hóa, chống viêm và chống ung thư Khi nghiên cứu về lá cà rốt ngày càng nhiều, cuống cà rốt, phần tương đối bị loại bỏ so với củ cà rốt, có thể trở thành một nguồn dinh dưỡng tiềm năng [26]

2.2 Chất xơ

2.2.1 Giới thiệu

Chất xơ là một phần cấu trúc của thực vật và được tìm thấy trong tất cả các loại thực phẩm từ thực vật, bao gồm rau, trái cây, ngũ cốc và các loại đậu Chất xơ là một nhóm carbohydrate riêng biệt hầu như chỉ có trong thực vật, bao gồm các polysaccharide không phải tinh bột, chẳng hạn như cellulose, pectin và lignin [27] Chất xơ thường được coi là một thành phần

thiết yếu trong dinh dưỡng hàng ngày So với các nhóm chất dinh dưỡng truyền thống khác, cụ thể là nước, protein, đường, chất béo, vitamin và khoáng chất, khái niệm chất xơ được hình thành khá muộn [28]

Chất xơ không bị thủy phân bởi các enzyme tiêu hóa của con người [29] Chất xơ là một lĩnh vực thú vị đối với các nhà khoa học thực phẩm, chuyên gia dinh dưỡng và nhà sản xuất thực phẩm vì vai trò quan trọng của nó trong việc cải thiện sức khỏe thông qua phòng ngừa và kiểm soát bệnh tật [30]

2.2.2 Phân loại chất xơ

Chất xơ là carbohydrate có nguồn gốc từ thực vật và các thành phần liên quan, không được tiêu hóa trong đường ruột của con người [31] Chất xơ có thể được chia thành hai nhóm chính: chất xơ tự nhiên và chất xơ tổng hợp

Chất xơ tự nhiên là một loại carbohydrate có nguồn gốc chủ yếu từ thực vật không được tiêu hóa hoàn toàn ở ruột người Các nghiên cứu hiện nay về chất xơ chủ yếu tập trung vào chất xơ thực vật, chẳng hạn như chất xơ từ đậu tương, cám gạo, ngô, trái cây và các nguồn khác Thực phẩm giàu chất xơ tự nhiên luôn có lợi cho sức khỏe và giảm nguy cơ mắc bệnh một cách hiệu quả [32] Nhiểu bằng chứng từ các nghiên cứu cho thấy chế độ ăn giàu chất xơ hoặc chế độ đặc trưng là nhiều thực phẩm có nguồn gốc từ thực vật có khả năng bảo vệ cơ thể tốt hơn chống lại sự phát triển của các bệnh mãn tính [33]

Trong trường hợp chất xơ tự nhiên có nhiều trong thực phẩm có nguồn gốc thực vật, thì chất xơ tổng hợp được phân lập hoặc tạo ra trong phòng thí nghiệm Chất xơ tổng hợp đề cập đến một nhóm chất xơ được chiết xuất từ các nguồn tự nhiên hoặc được sản xuất tổng hợp và thêm vào thực phẩm [34] Chất xơ tổng hợp thường có chức năng và lợi ích về sức khỏe tương tự như chất xơ tự nhiên Tuy nhiên, khi tiêu thụ với số lượng lớn, chúng có thể gây ra các vấn đề về đường tiêu hóa [35] Một số ví dụ về chất xơ tổng hợp phổ biến nhất là methylcellulose, xanthan gum, polydextrose và maltodextrin

2.2.3 Vai trò của chất xơ đối với sức khỏe

Với sự phát triển nhanh chóng của xã hội hiện đại, số bệnh nhân mắc các bệnh mãn tính ngày càng gia tăng, bao gồm bệnh béo phì, tiểu đường, ung thư, bệnh đường ruột và các bệnh không lây nhiễm khác Sự xuất hiện của các bệnh mãn tính không chỉ làm tăng gánh

đổi chất tổng thể [37] Lượng chất xơ ăn vào cao sẽ làm tỷ lệ mắc bệnh tim mạch vành, bệnh mạch máu ngoại vi và đột quỵ thấp hơn; các yếu tố nguy cơ gây béo phì, tăng huyết áp, tiểu đường và rối loạn lipid máu giảm xuống Lượng chất xơ trong khẩu phần ăn cũng có liên quan đến sự giảm nồng độ cholesterol trong huyết thanh và huyết áp Chất xơ cũng có thể cải thiện chức năng miễn dịch nhờ làm tăng mật độ các vi sinh vật có lợi trong đường ruột ở người [38]

2.2.4 Phụ phẩm thực vật của ngành công nghiệp thực phẩm

Hình 2.1 mô tả lượng rau quả được sản xuất trên toàn cầu, bao gồm 124,73 triệu tấn cam quýt, 114,08 triệu tấn chuối, 84,63 triệu tấn táo, 74,49 triệu tấn nho, 45,22 triệu tấn xoài, măng cụt, ổi và 25,43 triệu tấn dứa Bên cạnh đó, các loại rau củ khác cũng được thể hiện trong Hình 2.3, bao gồm cà chua (171,00 triệu tấn), bắp cải và các loại cải khác (71,77 triệu tấn), cà rốt và củ cải (38,83 triệu tấn), súp lơ, bông cải xanh (24,17 triệu tấn) và đậu Hà Lan (17,42 triệu tấn) [39] Hàng năm, một lượng lớn phụ phẩm ngành công nghệ sau thu hoạch và chế biến rau quả được thải ra [40] Chúng thường được sử dụng làm thức ăn gia súc hoặc phân bón [41]

Hình 2 1 Số lượng trái cây và rau quả (tính bằng triệu tấn) được sản xuất trên toàn cầu [39]

Nho; 74,49

Cà chua; 171

Bắp cải và các cây thuộc chi Cải; 71,77Cà rốt và củ cải;

38,83Chuối; 114,08

Đậu; 17.42Trái cây có múi;

12,73Bông cải xanh và

trắng; 24,17Táo; 84,63

Xoài, măng cụt và ổi; 45,22

Dứa; 25,43

Phần loại bỏ có thể xem là nguồn cung cấp chất xơ Bên cạnh đó, nhiều loại phụ phẩm rau quả có chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học [42] Việc sử dụng phụ phẩm ngành rau quả làm phụ liệu giàu xơ và các chất có hoạt tính sinh học sẽ góp phần khai thác hiệu quả hơn nguồn nông sản hiện có và tạo ra các sản phẩm có giá trị gia tăng

2.3 Bánh quy

2.3.1 Giới thiệu chung về bánh quy

Bánh quy là một món ăn vặt phổ biến đối với mọi người Bánh quy là một loại bánh có chứa chất béo, kết cấu giòn và đặc Nó có thời hạn sử dụng lâu dài và tiện dụng [43] Bánh quy có điểm đặc trưng bởi lượng đường cao và độ ẩm thấp, khác với các loại thực phẩm nướng khác như bánh mì [44].Thành phần chính trong công thức làm bánh quy là bột mì, chất béo (bơ thực vật), đường và nước, ngoài ra có thể bao gồm các phụ liệu khác như sữa, muối, chất tạo bọt, chất nhũ hóa, hương vị và màu sắc Chúng cũng có thể được làm giàu hoặc tăng cường các thành phần khác để đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng hoặc điều trị tùy theo nhu cầu của người sử dụng [45]

Số liệu khảo sát cho thấy thị trường bánh quy toàn cầu đạt 30,62 tỷ USD vào năm 2018 và tốc độ tăng trưởng kép hàng năm ước tính lên tới 5,3% từ năm 2019 đến năm 2025 Tuy nhiên, bánh quy thường chứa nhiều chất béo và đường, nên có giá trị năng lượng rất cao Hơn nữa, hầu hết các loại bánh quy đều được làm từ bột mì đã tách bỏ lớp cám trong quá trình xay xát nên nghèo chất xơ và nhóm chất có hoạt tính sinh học Do đó, việc bổ sung các phụ phẩm giàu xơ và chất chống oxy hóa vào công thức bánh là cần thiết [46]

2.3.2 Ảnh hưởng của chất xơ đến thành phần dinh dưỡng của bánh quy

Rau lá đã được thêm vào các sản phẩm bánh mì và bánh quy nhằm tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm Một số nhà nghiên cứu đã phát triển công thức bánh quy Galla và cộng sự

(2017) [47] đã đánh giá hiệu quả của việc bổ sung rau bina (Spinacia oleracea L.) vào bánh

quy đến chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm Hàm lượng chất xơ, khoáng chất và protein của bánh sẽ tăng dần, khi tỷ lệ bột lá trong công thức tăng lên Nghiên cứu của Fapetu và cộng sự (2022) [48] cũng cho thấy rằng khi bổ sung bột lá chùm ngây với tỷ lệ tăng dần thì hàm lượng một số thành phần dinh dưỡng của sản phẩm cũng tăng theo Bên cạnh đó, việc

Bảng 2 4 Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột rau củ vào trong bánh quy đến thành phần dinh dưỡng của sản phẩm

Nguyên liệu Tên khoa học Tỷ lệ bổ sung Các chất dinh dưỡng được tăng cường Tài liệu tham khảo Rau bina Spinacia oleracea L 0; 5; 10 và 15% Tăng hàm lượng chất xơ

Tăng hàm lượng protein, chất béo khoáng chất

[47]

Lá chùm ngây Moringa oleifera 0; 2,5; 5 và 10% Tăng hàm lượng chất xơ

Tăng hàm lượng protein, khoáng chất Tăng hoạt tính kháng oxy hóa

[48]

Lá củ dền Beta vulgaris L 0; 4,5; 7; 9,5 và 12%

Tăng hàm lượng chất xơ (xơ tan và xơ không tan) Tăng hàm lượng protein, chất béo khoáng chất Tăng hoạt tính kháng oxy hóa

[49]

Lá ngoài của cải thảo Brassica rapa 1; 2; 3 và 4% Tăng hàm lượng chất xơ

Tăng hàm lượng protein, khoáng chất Tăng hoạt tính kháng oxy hóa

[50]

Nhìn chung, khi tăng tỷ lệ bổ sung nguyên liệu giàu xơ thì hàm lượng chất xơ trong bánh sẽ tăng lên Hàm lượng của các thành phần hóa học khác như protein, carbohydrate, chất béo, tro,… cũng như các hoạt tính sinh học của bánh quy thay đổi tùy thuộc vào thành phần hóa học của bột phụ phẩm

2.3.3 Ảnh hưởng của chất xơ đến tính chất vật lý

Việc bổ sung các phụ liệu giàu xơ vào công thức bánh sẽ làm thay đổi kết cấu, khả năng giữa dầu của phụ liệu giàu xơ là khác biệt so với bột mì [51] Độ cứng của bánh quy được đo bằng phương pháp bẻ gãy ba điểm và một số nghiên cứu về việc bổ sung chất xơ vào bánh cho các kết quả khác nhau Li và cộng sự (2020) [51] nhận thấy khi tăng tỷ lệ bổ sung bột phụ phẩm từ đậu nành (từ 0 đến 50%) thì độ cứng của bánh tăng dần Ateş và Elmacı (2019) tuyên bố rằng bột cà phê có thể làm tăng độ cứng của bánh [52] Độ cứng của bánh quy tăng dần khi bổ sung chất xơ là do sự tương tác giữa chất xơ với tinh bột và gluten của bột mì; từ đó khả năng giữ khí của bánh bị giảm đi trong quá trình nướng và bánh trở nên cứng hơn [53] Quá trình thoái hóa tinh bột (amylopectin) làm tăng độ kết tinh cũng là nguyên nhân làm tăng độ cứng của bánh quy Hàm lượng chất xơ trong các sản phẩm thực phẩm càng cao thì giá trị độ cứng càng cao [54]

Đường kính, độ dày, và tỷ lệ giữa đường kính và độ dày của bánh (spread ratio) có thể thay đổi tùy vào thành phần hóa học cũng như là kết cấu của nguyên liệu xơ bổ sung vào bánh Arun và cộng sự (2015) [55] đã nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột vỏ chuối xanh vào trong công thức bánh quy và thấy rằng đường kính của bánh thay đổi không đáng kể Ngược lại, sự khác biệt của sản phẩm về độ dày và tỷ lệ giữa đường kính và độ dày của bánh nhận thấy rõ Tỷ lệ giữa đường kính và độ dày của bánh có bổ sung bột vỏ chuối xanh luôn thấp hơn đáng kể so với mẫu bánh đối chứng Asadi và Khan (2021) cũng thu được kết quả tương tự khi bổ sung bột lá củ dền vào bánh đường kính bánh giảm đi, nhưng độ dày tăng lên làm cho tỷ lệ giữa đường kính và độ dày bị giảm Theo tuyên bố của Choudhury và cộng sự (2015), những thay đổi về kích thước của bánh quy có thể là do sự giảm hàm lượng gluten trong bột nhào khi gia tăng tỷ lệ bột phụ phẩm trong công thức làm bánh [49]

Hệ màu sắc L*a*b*, thường được sử dụng để so sánh các mẫu bánh quy Bảng 2.5 giới thiệu các giá trị L*a*b* của bánh quy có chứa các loại bột lá với tỷ lệ khác nhau Giá trị L*

lam (giá trị âm) Màu sắc của bánh quy bị thay đổi khi bổ sung bằng bột rau vào công thức làm bánh Khi tăng tỷ lệ bột từ rau thì giá trị L* giảm dần, chứng tỏ bánh sậm màu hơn, đồng thời giá trị a* và b* cũng giảm dần tức sắc đỏ và vàng kém hơn

Bảng 2 5 Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột từ rau củ đến màu sắc của sản phẩm bánh quy

Nguyên liệu (tỷ lệ bổ sung) L* a* b* Tài liệu tham khảo

2.3.4 Ảnh hưởng của chất xơ đến chất lượng cảm quan

Chất lượng cảm q uan của bánh quy có thể được đánh giá qua màu sắc, mùi, vị, kết cấu và mức độ ưa thích chung [57]

Nhìn chung, khi tăng tỷ lệ bổ sung bột giàu xơ vào trong bánh, các giá trị cảm quan bao gồm màu sắc, mùi, vị, kết cấu và mức độ ưa thích chung của bánh có xu hướng giảm dần Nghiên cứu của Asadi và Khan cho thấy khi gia tăng tỷ lệ bổ sung lá củ dền vào bánh thì điểm đánh giá cảm quan bị giảm đi Kết quả cho thấy rằng không có sự khác biệt đáng kể giữa mẫu đối chứng và mẫu bổ sung 4,5% bột lá củ dền Tuy nhiên các mẫu được bổ sung với tỷ lệ từ 7% bột lá củ dền hoặc nhiều hơn làm giảm đi điểm đánh giá về màu sắc, mùi vị, kết cấu và khả năng chấp nhận chung

Bánh giàu xơ có điểm cảm quan thấp hơn bánh đối chứng là do độ cứng của bánh tăng Bên cạnh đó, với sự gia tăng bột phụ phẩm vào trong công thức bánh quy có thể làm xuất hiện hậu vị và mùi đặc trưng của bột rau củ Galla và cộng sự (2017) [47] nhận thấy điểm vị giác giảm khi tăng tỷ lệ sử dụng bột rau bina trong công thức bánh quy, điều này có thể là do xuất hiện vị đắng của rau có trong sản phẩm Nghiên cứu của Fapetu và cộng sự (2022)

[48] cũng cho kết quả tương tự khi tăng tỷ lệ bổ sung bột lá chùm ngây trong công thức bánh quy thì khi đó điểm cảm quan của bánh giảm dần, đặc biệt mẫu bánh bổ sung 10% bột lá chùm ngây cho mứa độ ưa thích chung là thấp nhất (4,86) Nguyên nhân của kết quả trên là do bánh quy có vị đắng và mùi lá chùm ngây

Tóm lại, việc bổ sung phụ liệu giàu xơ vào trong sản phẩm bánh quy không chỉ cải thiện thành phần dinh dưỡng, mà còn làm thay đổi kết cấu và một số thuộc tính cảm quan của bánh quy

2.4 Chất keo (Hydrocolloid)

2.4.1 Giới thiệu

Chất keo (Hydrocolloid) là các phân tử ưa nước có khối lượng phân tử cao [58] Hydrocolloid bao gồm một số polysaccharide hòa tan trong nước với các cấu trúc hóa học khác nhau cung cấp nhiều đặc tính chức năng giúp chúng phù hợp với các ứng dụng khác nhau trong thực phẩm Các hydrocoloid được sử dụng trong các sản phẩm bánh có thể được phân loại thành loại có nguồn gốc từ thực vật và loại tổng hợp về mặt hóa học Các hydrocoloid có nguồn gốc thực vật có thể là: [59]

a) từ tảo biển, như agar-agar và carrageen b) chiết xuất từ thực vật, như pectin và β-glucan c) chất tiết ra từ thực vật, như arabic gum

d) chất nhầy của hạt, cụ thể là locust bean gum and guar gum

Bên cạnh các chất keo trên, các dẫn xuất cellulose được tổng hợp hóa học hoặc hóa sinh, chẳng hạn như hydroxypropyl-metylcellulose (HPMC), carboxy-metylcellulose (CMC) và methylcellulose (MC), cũng như các hydrocoloid được tổng hợp từ vi sinh vật, chẳng hạn như xanthan gum, cũng được sử dụng [59]

Việc sử dụng hydrocoloid đã tăng lên rất nhiều trong những năm gần đây Hydrocolloids đã được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm nhờ khả năng ổn định hệ thống nhũ tương dầu-nước và tăng cường tính chất nhũ hóa và lưu biến của thực phẩm Các chất keo thường được sử dụng ở nồng độ dưới 1%, ảnh hưởng đến tính chất kết cấu và đặc tính cảm nhận của sản phẩm [58], [60]

Sterculia gum còn được gọi là Karaya gum Đây là một loại polysaccharide hòa tan trong

mùa nóng Karaya gum có nhiều màu từ trắng đến nâu sẫm [62] Karaya gum được USFDA phân loại là GRAS và đã được sử dụng rộng rãi làm phụ gia thực phẩm [63] Nó có số E là E416 Karaya gum có nhiều công dụng do các đặc tính khác nhau của nó: chất kết dính, chất liên kết và khả năng hấp thụ một lượng lớn nước Nó có thể được sử dụng như một chất thay thế cho Tragacanth gum [64]

Tragacanth gum là dịch tiết khô thu được từ thân và cành của cây Astragalus gummifer (họ Leguminosae) và các loài cây Astragalus khác, chẳng hạn như Astragalus gossypinus và

Astragalus microcephalus [65], [66] Nó là một carbohydrate phân nhánh và anion bao gồm

một hỗn hợp phức tạp của các polysaccharide, do đó không đồng nhất trong cấu trúc Nó đã được khẳng định là tá dược GRAS tại Hoa Kỳ vào năm 1972 Tragacanth bao gồm hai thành phần chính là tragacanthin và bassorin Bassorin không hòa tan trong nước mà trương nở do hấp thụ nước, trong khi đó tragacanthin hòa tan trong nước Tragacanthin bao gồm (1) axit tragacanthic, chứa dư lượng axit d-galacturonic, d-xylose, l-fucose và d-galactose, và (2) arabinogalactan, chứa dư lượng l-arabinose, d-galactose, và axit d-galacturonic [67], [68] Gum tragacanth có mã số phụ gia thực phẩm là E413 [64] Nó được sử dụng rộng rãi làm chất làm đặc, chất kết dính, chất nhũ hóa và chất ổn định trong các sản phẩm thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm [69] Nó chỉ được sử dụng ở một mức độ nhỏ trong thực phẩm ở Hoa Kỳ Tragacanth gum vẫn có thể được tìm thấy trong một số sản phẩm như bánh mì, nước sốt thịt nướng, gia vị dưa chua và nước sốt trộn salad [70]

Cấu trúc cơ bản của Karaya gum và Tragacanth gum được thể hiện ở hình 2.2

Hình 2 2 Karaya gum và Tragacanth gum và đặc điểm cấu trúc của chúng [71]

Tara gum, còn được gọi là Peruvian carob, là một loại bột màu trắng thu được bằng cách

nghiền nội nhũ hạt của cây Caesalpinia spinosa, có nguồn gốc từ Peru và được trồng chủ

yếu ở các tỉnh Vân Nam và Tứ Xuyên của Trung Quốc [72] Tara gum, một galactomannan với tỷ lệ mannose và galactose là 3:1 Tara gum đã trở nên phổ biến do các đặc tính và chức năng của nó tương đương với guar gum và locust bean gum Tara gum, một chất phụ gia thực phẩm đã được phê duyệt (E417), phần lớn được sử dụng làm chất làm đặc và ổn định [73]

2.4.2 Ứng dụng của chất keo vào sản phẩm thực phẩm

Nhiều ứng dụng của karaya gum, tara gum và tragacanth gum trong ngành công nghiệp thực phẩm đã được báo cáo Karaya gum chỉ được sử dụng trong một số sản phẩm thực phẩm cụ thể Nó được sử dụng trong một số loại nước xốt trộn salad có thể rót được như một chất ổn định, trong một số loại nước trái cây, cũng như trong kem phủ [70]

Tara gum cũng được báo cáo là có ứng dụng trong lĩnh vực dược phẩm, các sản phẩm từ sữa và mỹ phẩm Trong 35 năm qua, Tara gum đã được sử dụng như một chất phụ gia (chất ổn định và chất làm đặc) trong nhiều loại thực phẩm, đồ uống và chế biến món tráng miệng ở nhiều quốc gia Nó không độc hại và an toàn cho người tiêu dùng và do đó nó đã đạt được giá trị như một chất phụ gia thực phẩm Tara gum là một hydrocolloid tuyệt vời với các đặc tính tốt như chất ổn định, chất làm đặc, chất điều chỉnh độ nhớt và chất nhũ hóa Do đó, nó được sử dụng làm kem, sữa chua, các sản phẩm nước sốt như sốt mayonnaise, sốt cà chua Tara gum cũng được ứng dụng trong các sản phẩm từ sữa như các món tráng miệng đông lạnh, pho mát kem, [73]

Tragacanth gum đã được sử dụng làm chất ổn định, chất nhũ hóa và chất làm đặc trong các sản phẩm thực phẩm Chất lượng hấp thụ nước vượt trội của nó làm cho nó trở thành một chất làm đặc tuyệt vời Tragacanth gum được sử dụng trong nhiều sản phẩm thương mại hàng ngày có độ nhớt thấp như thạch và nước xốt có thể đổ được Nó cũng được sử dụng trong các loại thực phẩm lỏng và bán rắn khác nhau như sốt mayonnaise, đồ uống từ sữa, kẹo và kem [74]

Nhìn chung, các chất keo nêu trên (Karaya gum, Tara gum và Tragacanth gum) được sử dụng với nhiều vai trò như chất ổn định, chất nhũ hóa và chất làm đặc trong nhiều sản phẩm,

2.5 Những điểm mới của luận văn

Hiện nay, cà rốt được trồng và phát triển tốt trên diện tích rộng ở Đà Lạt và nhiều tỉnh phía Bắc Tuy nhiên, có rất ít công bố về sử dụng phụ phẩm của ngành công nghệ sau thu hoạch cà rốt ở Việt Nam nói riêng và trên thế giới nói chung

Từ năm 2015, Bộ môn Công nghệ thực phẩm, khoa Kỹ thuật Hóa học, trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh đã bắt đầu thực hiện các nghiên cứu thử nghiệm bánh quy giàu xơ bằng cách thay thế một phần bột mì bằng bột các loại phụ phẩm giàu xơ của ngành nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm và bước đầu thu được một số kết quả khả quan Tại Việt Nam, đây là lần đầu tiên bột cuống cà rốt được nghiên cứu thử nghiệm bổ sung vào công thức bánh quy để chế biến thành sản phẩm giàu xơ

Hy vọng rằng việc bổ sung bột cuống cà rốt vào bánh sẽ giúp bánh cải thiện giá trị dinh dưỡng, đặc biệt là thành phần xơ của sản phẩm, đồng thời việc sử dụng chất keo (hydrocolloid) có thể cải thiện kết cấu và chất lượng cảm quan của bánh quy giàu xơ

CHƯƠNG 3 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nguyên liệu

3.1.1 Nguyên liệu chính

Cuống cà rốt (Daucus carota), với hình thức bên ngoài còn nguyên vẹn và có màu xanh

đặc trưng, được mua (20 kg) từ nông trại Mavita ở Đà Lạt (11°48′36″ đến 12°01′07″ vĩ độ bắc và 108°19′23″ đến 108°36′27″ kinh độ đông) Cuống cà rốt tươi được thu hoạch vào tháng 1 và rửa sạch với nước để loại bỏ đất và tạp chất Sau đó, cuống sẽ được sấy khô ở nhiệt độ 50oC cho đến khi độ ẩm của nguyên liệu xấp xỉ 10% Tiếp theo, cuống cà rốt khô được nghiền mịn thành bột và đưa qua sàng với kích thước lỗ rây 70 mesh (0,212 mm), thu được khoảng 1,5 kg bột cuống lá cà rốt Sau đó, bột được chia thành các túi polyetylen nhỏ và được hút chân không để loại bỏ không khí và bảo quản ở nhiệt độ lạnh (4oC) để phục vụ thí nghiệm Quy trình thu nhận bột cuống cà rốt được trình bày ở Hình 3.1

3.1.2 Nguyên liệu làm bánh

Nguyên liệu làm bánh bao gồm:

- Bột mì: Bột mì sử dụng trong luận văn là bột mì số 8 của Công ty TNHH Bột mì Đại Phong Các chỉ tiêu chất lượng do nhà sản xuất công bố được thể hiện ở Bảng 3.1:

Bảng 3 1 Chỉ tiêu chất lượng của bột mì

Protein (gam / 100 gam chất khô) ≥ 9,00

Chất béo (gam / 100 gam chất khô) ≥ 1,37

Carbohydrate (gam / 100 gam chất khô) ≥ 70,00

- Trứng gà: Trứng gà sử dụng có xuất xứ từ công ty TNHH Ba Huân Thời gian bảo quản của trứng ở nhiệt độ thường (25 – 30 oC) là 10 ngày và ở nhiệt độ lạnh 07 – 10

oC là 30 ngày Chỉ tiêu chất lượng do nhà sản xuất công bố: Hàm lượng protein 9 ÷ 15 (gam / 100 gam)

- Bơ: Bơ được dùng trong luận văn là bơ lạt thực vật với thương hiệu Allowrie (nhập khẩu từ Thái Lan) Hàm lượng béo tổng là 82%

- Isomalt: Isomalt sử dụng trong luận văn có xuất xứ từ công ty Cổ phần Việt Nam Kỹ nghệ Bột mì (VIKYBOMI) Sản phẩm có độ tinh khiết là 98%, hàm lượng Natri < 10 ppm

- Vani: Vani dùng trong luận văn là bột tạo hương Vani STFood do công ty World Cosmeter Lab Co., Ltd (Thái Lan) sản xuất Sản phẩm có thành phần là 100% bột vani (Vanilla Powder)

- Bột nở (baking powder): Bột nở được sử dụng trong nghiên cứu là bột nở Alsa (Pháp) Thành phần được in trên nhãn sản phẩm gồm Natri dihydropyrophosphat (Na2H2P2O7), Natri bicarbonate (NaHCO₃) và bột mì

- Muối: Muối sử dụng là muối Vifon do công ty Cổ phần Vifon – Chi nhánh Hải Dương sản xuất Sản phẩm có hàm lượng NaCl, tính theo khối lượng chất khô (không kể các phụ gia thực phẩm) ≥ 99,00 %

- Acesulfame-K: Acesulfame Kali được cung cấp bởi công ty Vitasweet (Trung Quốc) Độ tinh khiết của sản phẩm là > 99,00%

- Karaya gum: Karaya gum sử dụng trong luận văn có nguồn gốc từ công ty Cánh Trắng ở thành phố Phan Rang - Tháp Chàm, Ninh Thuận Thành phần bao gồm 100% Karaya gum có nguồn gốc từ thiên nhiên

- Tara gum: Tara gum sử dụng trong nghiên cứu có xuất xứ từ Trung Quốc

- Tragacanth gum: Tragacanth gum dùng trong luận văn có xuất xứ từ công ty thảo dược Tấn Phát

3.2 Hóa chất và thiết bị

3.2.1 Hóa chất phân tích

Các loại hóa chất phân tích và dung môi trích ly được sử dụng trong quá trình thực hiện nghiên cứu được trình bày trong Bảng 3.2

Bảng 3 2 Các hóa chất được sử dụng trong quá trình làm luận văn

Tên hóa chất (Công thức phân tử)

Acetic acid (CH3COOH)

Xilong – Trung Quốc Dùng trong thí nghiệm xác định hoạt tính chống oxy hóa theo FRAP

Aluminum Chloride Hexahydrate (AlCl3.6H2O)

Xilong – Trung Quốc Dùng trong thí nghiệm xác định hàm lượng flavonoid tổng

Gallic acid (C6H2(OH)3COOH)

Biobasic – Canada Dùng trong thí nghiệm xác định hàm lượng phenolic tổng

Acid hydrochloric (HCl)

Xilong – Trung Quốc Dùng để chỉnh pH

Dùng trong thí nghiệm xác định hoạt tính chống oxy hóa theo FRAP

Acid sulfuric (H2SO4)

Xilong – Trung Quốc Vô cơ hóa mẫu trong thí nghiệm định lượng protein

Ammonium chloride (NH4Cl)

Xilong – Trung Quốc Làm chất chuẩn để dựng đường chuẩn trong thí nghiệm định lượng protein

Bột trợ lọc celite Alpha Chemka – Ấn Độ Dùng trong thí nghiệm định lượng chất xơ

Copper (II) Sulfate anhydrous (CuSO4)

Xilong – Trung Quốc Vô cơ hóa mẫu trong thí nghiệm định lượng protein

Disodium hydrogen phosphate dodecahydrate

(Na2HPO4.12H2O)

Xilong – Trung Quốc Dùng pha dung dịch đệm phosphate pH = 6

DPPH picrylhydrazyl)

(2,2-diphenyl-1-(C18H12N5O6)

Tokyo Chemical Industry (TCI) – Nhật

Bản

Dùng trong thí nghiệm xác định hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH

Dung môi acetone ((CH₃)₂CO)

VN-Chemsol – Việt Nam

Dung môi trích ly các hợp chất phenolic, flavonoid, xác định hoạt tính kháng oxy hóa theo DPPH và FRAP

Dùng trong thí nghiệm định lượng chất xơ

Dung môi diethyl ether ((C2H5)2O)

VN-Chemsol – Việt Nam

Làm dung môi trích ly chất béo trong thí nghiệm Soxhlet để định lượng lipid và trích bỏ lipid để chuẩn bị cho các thí nghiệm khác (nếu cần)

Dung môi ethanol (C2H5OH)

VN-Chemsol – Việt Nam

Dùng trong các thí nghiệm định lượng tinh bột, chất xơ Dùng trong thí nghiệm xác định hàm lượng flavonoid tổng

Dùng trong thí nghiệm xác định hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH và FRAP

Dung môi methanol (CH₃OH)

VN-Chemsol – Việt Nam

Dùng trong thí nghiệm xác định hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH.

Glucose (C6H12O6) Xilong – Trung Quốc Làm chất chuẩn để dựng đường chuẩn trong thí nghiệm định lượng tinh bột

Iodine (I2)

Xilong – Trung Quốc Dùng để pha thuốc thử Lugol trong thí nghiệm định lượng tinh bột

Polyvinyl alcohol (C2H4O)n

Xilong – Trung Quốc Giữ bền màu trong vòng 1 - 3 phút tại khoảng thời gian đo

Potassium iodide (KI)

Xilong – Trung Quốc Dùng để pha thuốc thử Lugol trong thí nghiệm định lượng tinh bột

Potassium Sodium Tartratetetrahydrate

(C4H4KNaO6.4H2O)

Xilong – Trung Quốc Dùng để pha thuốc thử DNS xác định hàm lượng tinh bột

Potassium sulfate (K2SO4)

Xilong – Trung Quốc Vô cơ hóa mẫu trong thí nghiệm định lượng protein

Quercetin (C15H10O7)

Thermo Fisher Scientific – Hoa Kỳ

Dùng trong thí nghiệm xác định hàm lượng flavonoid tổng.

Sodium acetate trihydrate (CH3COONa.3H2O)

Xilong – Trung Quốc Dùng trong thí nghiệm xác định hoạt tính chống oxy hóa theo FRAP

Sodium carbonate (Na2CO3)

Xilong – Trung Quốc Dùng trong thí nghiệm xác định hàm lượng phenolic tổng

Sodium dihydrogen phosphate dihydrate

(NaH2PO4.2H2O)

Xilong – Trung Quốc Dùng pha dung dịch đệm phosphate pH = 6

Sodium hydroxide (NaOH)

Xilong – Trung Quốc Dùng để chỉnh pH

Dùng để pha thuốc thử DNS xác định hàm lượng tinh bột

Sodium Nitrite (NaNO2)

Xilong – Trung Quốc Dùng trong thí nghiệm xác định hàm lượng flavonoid tổng.

DNS

(3,5- Dinitro Salicylic Acid) (C7H4N2O7)

Macklin – Trung Quốc Dùng làm chất chỉ thị màu cho các thí nghiệm định lượng tinh bột

Thuốc thử Folin–Ciocalteu (FCR) Himedia – Ấn Độ Dùng trong thí nghiệm xác định hàm lượng phenolic tổng

Thuốc thử Nessler Merck – Đức Làm thuốc thử tạo hợp chất màu để định lượng nitơ ammonium định lượng protein

TPTZ (2,4,6-Tri(2-pyridyl)-striazine) (C18H12N6)

Sigma Aldrich – Hoa Kỳ Dùng trong thí nghiệm xác định hoạt tính chống oxy hóa theo FRAP

Trolox (6-hydroxy-2,5,7,8- tetramethylchroman-2

carboxylic acid) (C14H18O4)

Sigma Aldrich – Hoa Kỳ Dùng trong thí nghiệm xác định hoạt tính chống oxy hóa theo FRAP