TÓM TẮT KHÓA LUẬN Khóa luận nghiên cứu về thành phần hoá học, tính chất hoá lý của phần bã khoai mỡ còn lại sau quá trình tách tinh bột trong khoai mỡ, đồng thời ứng dụng vào việc sản xu
TỔNG QUAN
Tổng quan về khoai mỡ
Khoai mỡ (Dioscorea alata) là thuộc họ Dioscoreacees và chi Dioscorea Đây là một loại cây leo nhiệt đới có củ ăn được và có hình dạng đa dạng Khoai mỡ là loại cây lương thực có nguồn gốc từ Châu Phi và Châu Á, sau nhiều năm loại cây trồng này hòa nhập tốt và được trồng trọt rộng rãi ở rồng khắp các vùng nhiệt đới và ôn đới trên thế giới (Hahn và cộng sự, 1987)
Nó đứng thứ hai sau sắn là cây lấy củ ở vùng nhiệt đới Nhưng xét về mặt dinh dưỡng thì nó chứa hàm lượng vitamin C cao hơn so với sắn (40-120 mg/g trong một khẩu phần ăn) và cả hàm lượng protein thô (40-140 g/kg 4 khô) (Opera LU, 1999) Nó cũng phát triển ở Tây Ấn Độ và Tây Phi, nơi ước tính cung cấp một lượng 200 calo trong khẩu phần ăn mỗi ngày được cung cấp hơn cho 60 triệu người (FI Nweke, 1991) Đây còn là loại lương thực chủ yếu có tầm quan trọng về mặt kinh tế đối với hàng triệu người ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới chỉ xếp sau sắn và khoai lang (FAO, 2002) Khoai mỡ được trồng trọt rộng rãi ở khắp các vùng nhiệt đới nên có nhiều loài, gồm hơn hơn 600 loài trên toàn thế giới (Burkill, 1960; Coursey,
1967 trong số đó có có sáu loài khoai mỡ chính là Dioscorea alata, Dioscorea bulifera, Dioscorea dumetorum (Pax), Dioscorea esculenta (Lour), Dioscorea cayenensis Lamk và Dioscorea rotundata (Poir)
Bảng 2 1: Thành phần hoá học của một số loại khoai mỡ
Thành phần D alata D rotundata D cayenensis D esculenta D dumetorum Độ ẩm 65-78,6 50-80 60-84 67-81 67-79
Nguồn: Faustina Dufie Baah và cộng sự (2009)
Trong số đó, Dioscorea alata có nguồn gốc từ Đông Nam Á và được coi là loài đại diện
Vì tính sẵn có, dễ trồng trọt, dễ nhân giống và tiềm năng về năng suất cao mang đến giá trị kinh tế cao hơn Nó có tỷ lệ nhân giống tốt và tăng năng suất thu hoạch củ cao hơn, khả năng bảo quản tốt hơn, chẳng hạn như hai giống D rotundata D alata được ước tính có năng suất tiềm năng từ 60 đến 75 tấn/ha năm (Zinsou, 1998) Khoai mỡ là loại cây thuộc vùng khí hậu nhiệt đới và không sinh sống được điều kiện băng giá (Coursey, 1967) Nhiệt độ từ 25 đến 30°C để phát triển bình thường, nhưng khi nhiệt độ dưới 20°C cản trở sự phát triển của cây Vòng đời của cây khoai mỡ sẽ dao động và thay đổi khoảng từ 5 đến 12 tháng tùy theo loài, giống và cả cường độ ánh sáng ảnh hưởng đến sự sinh trưởng hình thành nên củ Khoai mỡ có đặc điểm là thân hình vuông, củ có nhiều hình dạng khác nhau nhưng chủ yếu là hình trụ, thịt màu trắng, vàng kem hoặc tím (FAO, 1994) Trọng lượng của những củ này tầm khoảng lớn hơn 500g Tùy thuộc vào điều kiện trồng trọt và canh tác sẽ cho ra những hình dạng, màu sắc và kích thước khác nhau
Hình 2 1: Khoai mỡ Dioscorea alata
Khoai mỡ không chỉ là nguồn thực phẩm, lương thực mà nó còn được sử dụng như thuốc trị liệu viêm khớp và một số bệnh dị ứng (Higdon K & cộng sự, 2001) Khoai mỡ chứa một lượng lớn là carbohydrate, chủ yếu là tinh bột Dựa vào báo cáo của Behera và các cộng sự (2009) thì hàm lượng tinh bột cao lên đến 82,51% trong khoai mỡ trong nghiên cứu của họ Woolfe (1987) đã báo cáo rằng bột khoai mỡ có chứa hàm lượng chất xơ cao, hàm lượng này cao hơn nhiều so với bột khoai tây, bột mì tinh chế, ngô và cơm Hàm lượng carbohydrate trong khoai mỡ không chỉ cung cấp năng lượng mà nó còn chứa các carbohydrate phức tạp và chất xơ làm chậm tốc độ chuyển hóa đường được sản sinh ra và được hấp thụ chuyển vào máu Ngoài việc tiêu thụ chủ yếu là carbohydrate thì thứ hai còn để lấy các thành phần như protein, vitamin và các khoáng chất khác có trong khoai mỡ (Baah et al, 2009) Khoai mỡ còn chứa các thành phần vi lượng cung cấp nguồn dinh dưỡng giúp cải thiện sức khỏe bên cạnh đó còn chứa một lượng đáng kể kali, đây là một trong những khoáng chất giúp kiểm soát huyết áp cao, nhưng không phù hợp với người bị suy thận (Osagie và Eka, 1998) Nó còn được sử dụng như thuốc trị liệu viêm khớp và một số bệnh dị ứng (Higdon K & cộng sự, 2001) Khoai mỡ có chứa hàm lượng chất saponin steroid gọi là diosgenin thể hiện một loạt các hoạt động sinh học như là có hoạt tính kháng nấm, chống viêm, hạ đường huyết và chống ung thư (Conlan và cộng sự, 1998) Ngoài ra, nó còn có hoạt tính chống oxy hóa bằng việc sử dụng để ổn định số lượng lớn dầu, nhũ tương và màng sinh học chống lại quá trình peroxide hóa lipid (Farombi, 1998; Farombi và cộng sự, 2000)
2.2 Tổng quan về bã khoai mỡ sau khi tách tinh bột
Bã khoai mỡ là phần bã còn lại sau khi hoà tan tinh bột và các chất tan trong dung dịch xút (NaOH) 0,2N Tinh bột sẽ lắng xuống đáy một phần và phần khác lơ lửng trong dịch ngâm, phần bã là phần cặn thu được nổi trên bề mặt của hỗn hợp dịch ngâm Các hợp chất màu, protein, phenol sẽ hoà tan vào dịch xút ngâm khoai mỡ
Trong hầu hết các nghiên cứu về việc tách tinh bột khoai mỡ như nghiên cứu của Otegbayo năm 2013 về đặc tính hoá lý của tinh bột khoai mỡ, phần bã nổi trên mặt nước sẽ được loại bỏ và thải ra môi trường, có thể gây ô nhiễm cho môi trường Hơn nữa, trong quá trình nghiên cứu chiết xuất các thành phần hoạt tính sinh học từ củ khoai mỡ (chẳng hạn như diosgenin từ D zingiberensis), phần tinh bột và chất xơ thường bị loại bỏ, cũng gây ra các vấn đề về môi trường (Yuan và cộng sự 2007; Chu và cộng sự 2013) Vì có hàm lượng tinh bột cao nên đã có các nghiên cứu về việc chiết xuất tinh bột khoai mỡ (Otegbayo năm, 2013, Fan zhu, 2015 về đặc tính chức năng của bã khoai mỡ) Tuy nhiên các nghiên cứu về việc ứng dụng phần bã sót lại sau quá trình chiết tách tinh bột rất ít, vì vậy thành phần dinh dưỡng và tiềm năng của phần bã này vẫn chưa được rõ ràng Ở nghiên cứu này cho thấy thành phần chính của bã là carbohydrate, bên cạnh đó việc phân tích thành phần dinh dưỡng cho thấy phần bã này cũng rất giàu chất xơ dinh dưỡng hỗ trợ cho quá trình tiêu hoá, đem lại nhiều lợi ích sức khoẻ và đang là xu hướng trong việc nghiên cứu bổ sung vào các dạng thực phẩm hiện nay
Carbohydrate có hàm lượng cao trong củ khoai mỡ (76,26%), trong đó hàm lượng chất xơ dinh dưỡng khá cao (4,1-11%) theo F D Baah năm 2009 Sau quá trình chiết tách tinh bột, thành phần chủ yếu của phần bã còn lại là chất xơ và các carbohydrate không phải tinh bột Vì vậy phần bã này cho thấy tiềm năng cung cấp chất xơ cho cơ thể Chất xơ giúp giảm hàm lượng calo khi bổ sung vào bữa ăn, có thể liên kết và loại bỏ cholesterol, các hợp chất gây ung thư và các hợp chất không mong muốn ra khỏi cơ thể (F D Baah, 2009) Hàm lượng chất xơ trong khoai mỡ chủ yếu bao gồm chất xơ không hòa tan và chất xơ hòa tan Chất xơ không hòa tan bổ sung số lượng lớn vào phân, giúp đi tiêu đều đặn và ngăn ngừa táo bón Chất xơ hòa tan có thể giúp giảm mức cholesterol và điều chỉnh lượng đường trong máu bằng cách làm chậm quá trình hấp thụ đường và chất béo trong cơ thể (Lei wang và cộng sự, 2015)
Các loại chất xơ cụ thể được tìm thấy trong khoai mỡ bao gồm:
Cellulose : Một loại chất xơ không hòa tan góp phần vào sự toàn vẹn cấu trúc của thành tế bào thực vật Trong khoai mỡ hàm lượng cellulose chiếm khoảng 1,6% (Holloway và cộng sự (1985) Là một polime tuyến tính của các đơn vị monome D’glucopyranose Thông thường, chuỗi cellulose trong thành tế bào thực vật sơ cấp có mức độ trùng hợp (DP) trong khoảng từ
5000 đến 7500 đơn vị monome glucose, với DP của cellulose từ gỗ là khoảng 10.000 và khoảng 15.000 đối với cellulose từ cotton (Wooley, R và cộng sự, 1999)
Hemicellulose: Có hàm lượng khoảng 3,4% trong khoai mỡ (Holloway và cộng sự, 1985), là thành phần không chứa cellulose của cả thành tế bào sơ cấp và thứ cấp và nó đi theo cellulose rất nhiều Trong khi cellulose được hình thành từ các đơn vị glucose, các đơn vị monome khác nhau tạo thành hemicellulose Hemicellulose bao gồm một nhóm polysaccharide không đồng nhất được tạo thành từ các đơn vị đường pyranose và furanose, bao gồm xylose, mannose, arabinose, glucose và axit galacturonic Xylose và glucose thường là những monome phổ biến nhất được tìm thấy trong hemicellulose ( Farhat và cộng sự, 2017 ; Mudgil & Barak, 2013 ; Ozyurt & ệtles, 2016 ; Padayachee và cộng sự, 2017 ) Một số hợp chất hemicellulose cú khả năng tan trong nước và một số hợp chất thì không
Pectin: Đây là chất xơ hòa tan được tìm thấy trong thành tế bào của trái cây và một số loại rau Là một polysaccharide hoạt động như một chất kết dính trong thành tế bào của tất cả các mô thực vật Nó là este đã methyl hóa của axit polygalacturonic, có cấu trúc bao gồm các chuỗi từ 300 đến 1000 gốc axit galacturonic, cộng với các loại đường trung tính như L-rhamnose, D- galactose và L-arabinose liên kết với nhau để tạo thành chuỗi tuyến tính với liên kết 1-4 (Fernan-dez, 2001) Nó giúp điều chỉnh tiêu hóa và có tác dụng giảm cholesterol tiềm năng Pectin trong bã khoai mỡ bị mất đi trong quá trình ngâm xút do khả năng tan trong NaOH của chúng Theo Holloway và cộng sự (1985), hàm lượng pectin trong khoai mỡ chiếm khoảng 2,6%
Lignin: Lignin không phải là một polysaccharide nhưng nó là một polyme ngẫu nhiên phức tạp chứa khoảng 40 đơn vị phenylpropane được oxy hóa bao gồm các rượu coniferyl, sinapyl và p-coumaryl đã trải qua quá trình trùng hợp khử hydro phức tạp Các phân tử lignin khác nhau về trọng lượng phân tử và hàm lượng methoxyl (Dhingra và cộng sự, 2012; Fuller, Beck, Salman, & Tapsell, 2016) Lignin là một trong những thành phần hoạt động hóa học mạnh nhất của thành tế bào, chịu trách nhiệm tương tác với các thành phần khác trong chế độ ăn uống và làm giảm khả dụng sinh học của các chất dinh dưỡng Nó cũng ảnh hưởng đến sinh lý đường tiêu hóa do khả năng giữ nước, tăng khối lượng phân và kích thích quá trình vận chuyển của ruột (Mudgil & Barak, 2013; Zˇ ilic et al., 2011) Hàm lượng Lignin trong khoai mỡ được ghi nhận khoảng 1,1% (Holloway và cộng sự, 1985)
Tinh bột kháng tiêu hoá: Mặc dù không phải là chất xơ truyền thống nhưng nó hoạt động tương tự trong cơ thể Tinh bột kháng tiêu hoá đi qua hệ thống tiêu hóa hầu như không bị biến đổi và có thể có tác dụng có lợi đối với sức khỏe đường ruột Tiêu thụ khoai mỡ trong các bữa ăn sẽ cung cấp lượng chất xơ lành mạnh này, góp phần tăng khả năng tiêu hoá và có khả năng mang lại các lợi ích sức khỏe khác (Y Bai và cộng sự, 2023).
Tổng quan về chất xơ
Chất xơ tiêu hoá (Dietary Fiber) - DF được định nghĩa là những vật chất cấu tạo màng tế bào (cell wall) của thực vật và là thành phần thực phẩm mà bộ phận tiêu hoá của con người không thể tiêu hoá (phân giải) được nhưng có chức năng sinh lý quan trọng trong cơ thể (V Eskícíoglu,2015) Nhiều định nghĩa về DF đã được đưa ra bởi một số nhà nghiên cứu, bao gồm Asp và Johansson (1981), những người đã phát triển phương pháp định lượng các thành phần thực phẩm Năm 1985, Bộ Y tế và Phúc lợi Canada định nghĩa DF là “các thành phần nội sinh của vật liệu thực vật trong chế độ ăn uống có khả năng chống lại quá trình tiêu hóa của các enzyme do con người sản xuất Chúng chủ yếu là polysaccharides không phải tinh bột, lignin và có thể bao gồm thêm các chất liên quan” Năm 2000, AACC định nghĩa DF là các bộ phận ăn được của thực vật hoặc carbohydrate tương tự có khả năng chống tiêu hóa và hấp thụ ở ruột non của con người với quá trình lên men hoàn toàn hoặc một phần ở ruột già (Tungland và Meyer 2002) DF bao gồm polysaccharides, oligosaccharides, lignin và các chất thực vật liên quan
DF có thể được phân loại theo nhiều cách như trên cơ sở nguồn gốc có thể được phân loại tiếp thành polysaccharide thực vật, polysaccharide động vật và polysaccharide có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp Trên cơ sở cấu trúc, DF có thể được phân loại thành các polysaccharide có tuyến tính hoặc cấu trúc phân tử phi tuyến Dựa vào độ hòa tan, chúng là hòa tan hoặc không hòa tan Các nhóm cơ bản khác là theo thuộc tính, ứng dụng của chúng, và trên cơ sở hóa học polysaccharide (BeMiller 2001)
Dựa vào độ hoà tan, chất xơ tiêu hoá gồm có 2 loại: Chất xơ hoà tan (Soluble Dietary Fiber
- SDF) và chất xơ không hoà tan (Insoluble Dietary Fiber - IDF) Trong thực phẩm, chất xơ có thể là SDF, IDF hay là một hỗn hợp của SDF và IDF, gọi chung là chất xơ tiêu hoá tổng số (Total Dietary Fiber - TDF) SDF bao gồm low- methoxyl pectin, một số hợp chất nhóm hemicellulose các loại gum thực vật, trong khi IDF bao gồm cellulose, high-methoxyl pectin, dextrin và lignin (K Alba, W MacNaughtan, 2018) Loại SDF có nhiều trong quả táo, các loại trái họ cam quýt, đậu Hà Lan, họ đậu, lúa mạch, yến mạch và vỏ cám yến mạch Loai IDF có nhiều trong ngũ cốc nguyên hạt, đào khô, đậu Hà Lan, rau quả quả, cám lúa mì và rất nhiều trong vỏ của các loại trái cây.
Giá trị dinh dưỡng của chất xơ
Một số nghiên cứu chỉ ra rằng SDF quan trọng hơn IDF trong nhiều khía cạnh sức khỏe (Galisteo và cộng sự, 2008, Kethireddipalli và cộng sự, 2002)
Một số lợi ích sức khỏe tiềm năng đã được ghi nhận đối với SDF (Soluble dietary fiber) Chúng bao gồm hoạt động chống oxy hóa, tác dụng giảm cholesterol, hấp phụ và ức chế α - glucosidase cũng như tác dụng trị đái tháo đường (A Papathanasopoulos, 2010) Hơn nữa, SDF có thể tăng cường các đặc tính chức năng của thực phẩm, chẳng hạn như khả năng giữ nước, khả năng giữ dầu, nhũ hóa và tạo gel Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng SDF có thể làm giảm lượng đường trong máu sau bữa ăn, tăng tiết insulin, cải thiện lượng thức ăn và trọng lượng cơ thể, đồng thời giảm nồng độ glucose trong huyết tương ở chuột mắc bệnh tiểu đường; nó cũng có thể làm giảm nồng độ cholesterol, chất béo trung tính và cholesterol lipoprotein mật độ thấp trong huyết tương (Y Zhang, 2011 và K Weitkunat, 2015), tăng cảm giác no cho người ăn (Bengtsson và cộng sự, 2011, Brownlee, 2011) và tăng cường khả năng miễn dịch đường tiêu hóa (Anderson và cộng sự, 2009, Gunness và Gidley, 2010)
Trong khi cellulose, hemicellulose và lignin là thành phần chính của phần chất xơ không hòa tan có tác dụng ngăn ngừa hoặc làm giảm táo bón do hấp thu nước từ đường tiêu hóa
Chất xơ làm giảm nguy cơ phát triển các tình trạng khác nhau, bao gồm bệnh tim, tiểu đường, bệnh túi thừa và táo bón Vai trò có lợi của chất xơ đối với hệ vi sinh vật đường ruột có thể tạo ra tác dụng chống viêm làm giảm tình trạng viêm mãn tính (Ma W, 2019)
Bệnh túi thừa là tình trạng các “túi” nhỏ gọi là túi thừa phát triển ở ruột dưới Đây là một trong những bệnh rối loạn đại tràng phổ biến nhất ở thế giới phương Tây, với tỷ lệ cao nhất ở
Mỹ và Châu Âu (Boynton W, 2013) Nghiên cứu cho thấy chế độ ăn phương Tây ít chất xơ, nhiều thịt đỏ và thực phẩm tinh chế siêu chế biến là nguyên nhân chính gây ra tình trạng này Kiểu ăn uống này có thể dẫn đến táo bón, theo thời gian làm suy yếu các cơ đại tràng đồng thời làm tăng áp lực khi cố gắng đại tiện; túi nhỏ có thể hình thành do những thói quen này Nó cũng có thể dẫn đến sự gia tăng vi khuẩn có hại trong đường ruột, gây viêm và làm tăng thêm nguy cơ mắc bệnh túi thừa (Strate LL, 2017; Cao Y, 2018; Carabotti M, 2021)
Các nghiên cứu cho thấy tác dụng bảo vệ của chất xơ đối với bệnh túi thừa, đặc biệt là chất xơ từ trái cây, ngũ cốc và rau Một nhóm gồm hơn 43.000 nam giới từ Nghiên cứu theo dõi của các chuyên gia y tế đã tìm thấy tác dụng bảo vệ của chất xơ khỏi bệnh viêm túi thừa, đặc biệt là cellulose Một nghiên cứu về sức khỏe của y tá theo dõi hơn 50.000 phụ nữ cho thấy những người ăn nhiều chất xơ nhất (25 gam trở lên mỗi ngày) có nguy cơ mắc bệnh viêm túi thừa thấp hơn 13% so với những người ăn ít nhất (dưới 18 gam mỗi ngày) (Ma W, Nguyen LH, 2019)
Chất xơ hòa tan hút nước trong ruột, tạo thành gel, có thể làm chậm quá trình tiêu hóa Điều này có thể giúp ngăn chặn lượng đường trong máu tăng sau khi ăn và giảm cảm giác đói Kiểm soát đường huyết và cân nặng rất quan trọng vì đây là những yếu tố nguy cơ gây ra bệnh tiểu đường, một tình trạng làm tăng gấp đôi nguy cơ phát triển bệnh tim Chất xơ hòa tan cũng có thể làm giảm cholesterol trong máu bằng cách can thiệp vào quá trình sản xuất axit mật Cholesterol được sử dụng để tạo ra axit mật trong gan Chất xơ hòa tan liên kết với axit mật trong ruột và bài tiết chúng ra khỏi cơ thể Do lượng axit mật sẵn có này giảm đi nên gan sẽ lấy cholesterol từ máu để tạo ra axit mật mới, từ đó làm giảm cholesterol trong máu (Jesch ED, 2017) Một phân tích tổng hợp gồm 67 thử nghiệm có đối chứng cho thấy lợi ích khiêm tốn của chất xơ hòa tan trong chế độ ăn uống trong việc giảm cholesterol toàn phần và LDL (Brown L, 1999)
Chế độ ăn ít chất xơ, đặc biệt là các loại không hòa tan, có thể làm tăng nguy cơ mắc bệnh tiểu đường loại 2 (T2DM) Các nghiên cứu đoàn hệ lớn ở phụ nữ cho thấy chế độ ăn ít chất xơ (đặc biệt là thiếu chất xơ từ ngũ cốc) nhưng chứa thực phẩm có chỉ số đường huyết cao (gây tăng đường huyết) làm tăng nguy cơ phát triển bệnh T2DM Một nhóm lớn các chuyên gia y tế nam và nữ đã phát hiện ra rằng ngũ cốc nguyên hạt giàu chất xơ (gạo lứt, lúa mạch đen, yến mạch, cám lúa mì) có liên quan chặt chẽ nhất đến việc giảm nguy cơ mắc bệnh tiểu đường (Schulze MB, 2004) Chất xơ từ trái cây và rau quả dường như không có mối liên kết chặt chẽ (Weickert MO, 2018)
Một nghiên cứu thuần tập tiến cứu trên hơn 90.000 phụ nữ tiền mãn kinh cho thấy việc hấp thụ nhiều chất xơ hơn cũng như ăn nhiều chất xơ trong thời niên thiếu làm giảm nguy cơ ung thư vú Khi so sánh lượng chất xơ tiêu thụ cao nhất và thấp nhất, nguy cơ mắc bệnh ung thư vú giảm 25% (Farvid MS, 2020) Tác dụng giảm nguy cơ ung thư vú của chất xơ cũng được tìm thấy trong một phân tích tổng hợp sau đó của 17 nghiên cứu đoàn hệ tương lai khi so sánh lượng chất xơ tiêu thụ cao nhất và thấp nhất Nó được cho là có tác dụng bảo vệ khỏi cả ung thư vú tiền mãn kinh và mãn kinh Chế độ ăn nhiều chất xơ cũng có liên quan đến việc giảm nguy cơ mắc bệnh vú lành tính, một yếu tố nguy cơ ở thanh thiếu niên đối với sự phát triển ung thư vú sau này (Berkey CS, 2020)
Các nghiên cứu dịch tễ học trước đây cho thấy kết quả khác nhau về mối liên quan giữa chất xơ và ung thư đại trực tràng (CRC) (Fuchs CS, 1999) Một lý do có thể là do tác dụng khác nhau của chất xơ đối với các phân nhóm cụ thể của CRC Khi tính đến điều này, người ta thấy chất xơ có tác dụng bảo vệ đối với một số phân nhóm nhất định ( Hidaka A, 2020) Một phân tích tổng hợp các nghiên cứu đoàn hệ tương lai cho thấy chất xơ từ trái cây, rau và các loại đậu có tác dụng bảo vệ khỏi CRC, chất xơ từ ngũ cốc cho thấy mối liên hệ chặt chẽ hơn với việc ngăn ngừa CRC (Oh H, Kim H, 2019) Các phân tích tổng hợp khác sau này cũng đã tìm thấy mối liên hệ đáng kể giữa chế độ ăn nhiều chất xơ sẽ giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư đại trực tràng
Một số loại chất xơ hòa tan liên kết với nước, tạo ra một loại gel giúp làm mềm và tạo khối phân Chất xơ không hòa tan kích thích nhẹ niêm mạc ruột, kích thích tiết nước và chất nhầy để khuyến khích sự di chuyển của phân (Bellini M, 2021) Một số chất xơ hoạt động như prebiotic hoặc thức ăn cho vi khuẩn đường ruột, giúp lên men chất xơ thành axit béo chuỗi ngắn và làm tăng nước trong ruột để tạo ra phân mềm hơn, dễ đại tiện hơn (Bellini M, 2021) Do tác dụng của các loại chất xơ khác nhau gây táo bón nên ăn nhiều loại thực phẩm giàu chất xơ từ ngũ cốc nguyên hạt, trái cây, các loại đậu và rau Nên tăng lượng chất xơ dần dần vì việc tăng đột ngột lượng chất xơ trong chế độ ăn có thể gây đầy hơi và chuột rút Uống nhiều nước hơn trong khi ăn nhiều chất xơ cũng có thể giúp giảm bớt những tác dụng phụ này.
Tổng quan về bánh mì gối trắng
2.5.1 Giới thiệu về bánh mì
Bánh mì là một trong những thực phẩm được chế biến sẵn lâu đời nhất của con người, chủ yếu được chế biến từ bột mì (thường là lúa mì ) nhào với nước, muối, đường và nấm men, cho nở xốp rồi sau đó gia nhiệt bằng cách nướng hoặc hấp (Lê Văn Việt Mẫn, 2011) Trong suốt lịch sử được ghi lại và trên toàn thế giới, nó đã là một phần quan trọng trong chế độ ăn uống của nhiều nền văn hóa Đây là một trong những thực phẩm lâu đời nhất do con người tạo ra, có ý nghĩa quan trọng đối với nền nông nghiệp và đóng một vai trò thiết yếu trong cả nghi lễ tôn giáo và văn hóa thế tục Bánh mì có thể được chế biến thành nhiều loại với các công thức khác nhau: Bánh mì bơ sữa, bánh mì gối trắng, bánh mì than tre,… Ở nhiều nước, bánh mì thương mại thường chứa các chất phụ gia để cải thiện hương vị, kết cấu, màu sắc, thời hạn sử dụng, dinh dưỡng và dễ sản xuất
Bánh mì thường được biết đến là nguồn carbohydrate quan trọng trong kim tự tháp thực phẩm để đảm bảo rằng một người có thể nhận đủ chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể Cách suy nghĩ về việc làm bánh lành mạnh là tập trung vào các thành phần trong công thức của chúng Khi lập công thức cho các thành phần, phải ghi nhớ một số yêu cầu về màu sắc, kết cấu và hương vị cuối cùng, lợi ích sức khỏe cần thiết, khả năng giảm calo, thay thế chất béo và đường, tăng cường, tương tác với các thành phần khác, yêu cầu chế biến, thời gian ủ, thể tích và mật độ khối lượng bánh nướng, cũng như thời gian nướng (U K Ibrahim và cộng sự, 2015)
2.5.2 Xu hướng nghiên cứu về bánh mì
Ngày nay, con người càng nhận thức được việc bổ sung chất xơ hoặc các hợp chất chống oxy hoá phenolic vào các bữa anh của mình vì những lợi ích sức khoẻ mà chúng đem lại, đồng thời giảm calo, đường và chất béo để có một nền tảng sức khoẻ tốt hơn, giảm nguy cơ mắc các bệnh liên quan đến thành phần thực phẩm không lành mạnh (A S Sivam, 2010) Vì vậy các nghiên cứu về việc bổ sung các thành phần giàu chất xơ dinh dưỡng ngày càng được chú ý Nghiên cứu về bánh mì bổ sung xơ polysaccharide và chất chống oxy hoá phenolic vào bánh mì của Anusooya S Sivam năm 2010 Kết quả cho thấy việc bổ sung các loại chất xơ khác nhau có thể ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng, tình trạng chống oxy hóa, đặc tính lưu biến và thuộc tính cảm quan của sản phẩm nướng; việc nướng bánh có thể ảnh hưởng đến các chất chống oxy hóa phenolic bổ sung ở dạng tự do hoặc dưới dạng thành phần của các thành phần bổ sung Nghiên cứu về việc bổ sung bột khoai tây và khoai lang vào công thức bánh mì của Hongwei Meng và cộng sự năm 2022 cho kết quả rằng việc bổ sung bột khoai tây và bột khoai lang dẫn đến độ nhớt đỉnh, độ phân hủy và độ nhớt trở lại của bột đã giảm, bên cạnh đó làm giảm thời gian hình thành và ổn định bột nhào, cũng như độ cứng của bánh mì Thể tích riêng của bánh mì phụ thuộc vào lượng bột bổ sung Khi bổ sung 15%, bánh mì có độ cứng thấp nhất và thể tích riêng cao nhất Nghiên cứu của Michele Silveira Coelho năm 2015 về ảnh hưởng của việc bổ sung bột hạt chia đến chất lượng bánh mì làm tăng hàm lượng chất béo, chất xơ và hàm lượng omega 3
Một xu hướng khác cũng đang được quan tâm rất nhiều là ứng dụng của các phụ phẩm (bã) của các quá trình chiết tách, trích ly hoá học đối với các loại thực phẩm tự nhiên nhằm tối ưu hoá ứng dụng của chúng, đồng thời giảm chi phí sản xuất bánh mì và thêm ý tưởng cho những sản phẩm mới, giảm bớt một phần gánh nặng về môi trường vì những phụ phẩm hay phần thừa này sẽ bị thải thực tiếp ra môi trường Một số nghiên cứu đã được thực hiện như nghiên cứu về đặc tính chức năng của bã cam và bã dứa của prakash năm 2016 cho thấy chúng là nguồn cung cấp protein, chất xơ trong chế độ ăn uống, đặc biệt là chất xơ hòa tan, canxi và axit ascorbic tốt Nghiên cứu về đặc tính hoá lý bã khoai lang của Xin Mei năm 2010, kết quả cho thấy tiềm năng chất xơ của 10 loại khoai lang khác nhau Hay nghiên cứu của Jing Wang Chen năm 2020 về ảnh hưởng của chất xơ từ bã khoai tây sau khi chiết tách tinh bột đến hệ vi sinh vật đường ruột Kết quả cho thấy bột chất xơ từ bã khoai tây làm gia tăng đáng kể nồng độ Bifidobacteria và Lactobacillus, trong khi lại gây ra sự giảm đáng kể của Entero Bacillus , Clostridium perfringens và Bacteroides, Chỉ số prebiotic và giá trị Bifidobacteria / Entero Bacillus cũng tăng đáng kể
Bánh mì gối trắng là bánh mì xuất phát từ công thức của bánh mì truyền thống, nhưng bổ sung thêm một lượng chất béo nhất định để cải đem lại sản phẩm bánh cấu trúc mềm, xốp và thơm đặc trưng của men và bơ Thường được sử dụng để làm vỏ bánh sandwich, vỏ bánh hamburger, hoặc có thể ăn với mứt jam, sữa đặc, …Nắm bắt được xu hướng tiêu thụ thực phẩm giàu chất xơ hiện nay, kết hợp với việc tận dụng dư lượng khoai mỡ còn lại sau khi chiết tách tinh bột, bài nghiên cứu này sẽ khảo sát khả năng thay thế bột mì bằng bột bã khoai mỡ với mục đích cung cấp thêm hàm lượng chất xơ dinh dưỡng, giảm lượng calo hấp thụ, giảm chi phí sản xuất đồng thời tận dụng tối đa công dụng của củ khoai mỡ và giải quyết một phần vấn đề môi trường khi sản xuất tinh bột từ khoai mỡ Chính vì khả năng đa dụng, được sử dụng rất phổ biến trên thị trường trong và ngoài nước với số lượng lớn, cùng với công thức chế biến không quá phức tạp, thành phần nguyên liệu đơn giản nên sẽ sử dụng được lượng lớn bã khoai mỡ trong công nghiệp
Hình 2 2: Bánh mì gối trắng
Công thức của bánh mì gối trắng bao gồm những thành phần cơ bản bột mì, sữa, đường, men, muối, bơ lạt Đối với bột mì là thành phần chính trong sản xuất bánh mì, nó quyết định chất lượng của bánh mì thành phẩm dựa vào hàm lượng protein của mỗi loại bột mì Trong công thức bánh mì sẽ sử dụng bột mì số 13 để có hàm lượng protein cao để khi nhào trộn với nước sẽ tạo ra bột nhào có kết cấu mạng lưới gluten vững chắc Hàm lượng protein của bột mì càng cao thì hình thành mạng gluten chắc chắn hơn dẫn đến giữ khí tốt hơn, giúp cho bánh được nở tốt hơn và cấu trúc xốp (Ooms và cộng sự, 2019) Nước đóng vai trò là dung môi hoà tan những thành phần khác (muối, phụ gia tan trong nước) và giúp hydrat hóa tinh bột, tham gia vào quá trình tạo mạng gluten (Ooms & Delcour, 2019; Wang và cộng sự, 2003) Trong công thức bánh không sử dụng nước mà thay nó bằng sữa tươi không đường Sữa tươi chứa 85–88% nước, khi thay thể đã được tính toán hàm lượng sữa phù hợp với công thức bánh mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng bánh và cung cấp đủ hàm lượng nước cho bột nhào Hàm lượng nước ít dẫn đến bột sẽ bị cứng và rời rạc, không có có tính chất lưu biến (độ dai, độ kéo dãn) như mong muốn, dễ khô dẫn đến khó tạo hình được bột nhào, và xấu khi nướng dễ làm khô vỏ, trong khi hàm lượng nước dư thừa dẫn đến môi trường lý tưởng để các enzyme hoạt động, làm suy yếu liên kết gluten dẫn đến bột dễ dính và cũng khó tạo hình (Cauvain, S., 2012) Ngoài ra, trong sữa chứa hàm lượng đường lactose và một số protein đóng vai trò trong việc chuyển màu vỏ bánh thành màu nâu trong quá trình nướng bánh nhờ quá trình Maillard
Men đóng vai trò trong hình thành cấu trúc của bánh mì Chủng loại nấm men được dùng trong sản xuất bánh mì gối trắng thuộc giống Saccharomyces cerevisiae Đóng vai trò là chất tạo men bằng cách tạo ra carbon dioxide thông qua quá trình lên men rượu của đường và do đó làm tăng thể tích ổ bánh mì (Paramithiotis et al, 2000) Lên men bằng nấm men được biết là làm giảm đáng kể thời gian ủ của bột, giúp quá trình sản xuất bánh mì hấp trở nên đơn giản hơn (Liu và cộng sự, 2012) Nấm men cũng đóng vai trò trong việc hình thành cấu trúc của gluten và sản xuất các hợp chất thơm như rượu , aldehyde, cacbonyl và este (Montet và Ray, 2016) Để men thực hiện được quá trình lên men cần đến cơ chất Cơ chất được sử dụng là đường Đường thường được sử dụng trong làm bánh là đường nhuyễn được xay mịn Việc làm giảm kích thước tính thể đường tinh luyện thành những hạt mịn để tăng diện tích tiếp xúc bề mặt Muối ăn là thành phần giúp làm tăng hương vị và tạo vị giác của sản phẩm bánh mì Trong quá trình nhào bột, muối giúp thắt chặt mạng gluten và tăng thêm độ chắc (Chen và cộng sự, 2019), tăng khả năng kéo căng của khối bột nhào Điều này giúp cải thiện khả năng thu nhận và giữ khí carbon dioxide của bột nhào Ngoài ra lượng muối thêm vào còn giúp bằng việc tăng khả năng hấp thụ nước để làm giảm hoạt độ nước dẫn đến ức chế sự phát triển của vi sinh vật và hoạt động của một số enzyme(Abedi và cộng sự, 2021) Thường thì Lượng muối ăn được dùng để sản xuất bánh mì có tỷ lệ 1 – 2,5% tính theo lượng bột (Bùi Đức Hợi, 2009) Các thành phần từ bơ, bơ thực vật hay dầu thực vật được sử dụng trong sản xuất bánh mình với tác dụng làm mềm bánh mì Làm yếu đi mạng gluten dẫn đến làm yếu cấu trúc bột nhào Bổ sung chất béo kỵ nước để cản trở một phần nước tiếp xúc với hàm lượng protein làm mạng gluten trở nên yếu đi để là bánh được nở tốt hơn Ngoài ra, chất béo còn giúp gia tăng hương vị cho bánh mì gối trắng.
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Sơ đồ thiết kế thí nghiệm
- Xác định tính chất hoá lý của bột bã khoai mỡ:
• Xác định khả năng giữ nước
• Xác định khả năng trương nở
• Xác định khả năng liên kết nước
• Xác định khả năng giữ dầu
- Xác định thành phần hoá học trong bột bã khoai mỡ
- Xác định tính độ ẩm bột nhào
- Xác định hàm lượng gluten ướt của bột nhào các mẫu
- Xác định hàm lượng gluten khô của bột nhào các mẫu
- Xác định độ căng gluten của bột nhào các mẫu
- Xác định khối lượng bánh
- Xác định thể tích bánh
- Xác định khối lượng riêng bánh
- Xác định độ ẩm bánh Sản xuất bột bã khoai mỡ
Phân tích bột bã khoai mỡ
Hoàn thiện công thức bánh mì gối trắng Đánh giá cảm quan bánh mì gối trắng với các tỉ lệ thay thế 0%, 10%,
15%, 20% để chọn mẫu bánh ưa thích nhất
Khảo sát tính chất vật lý của bánh mì gối trắng với tỉ lệ thay thế 0%, 10%,
Khảo sát tính chất hoá lý của bột nhào với các tỉ lệ thay thế 0%, 5%,
Tiến hành đo kết cấu bánh mì gối trắng với các tỉ lệ 0%, 5%, 10%,
Nguyên liệu chế biến bánh mì bã khoai mỡ
STT Nguyên liệu Xuất xứ Hình ảnh
1 Khoai mỡ Địa chỉ: Coopmart xa lộ Hà Nội,
2 Bột mì số 13 Công ty TNHH Interflour Việt
3 Đường xay Công ty cổ phần hàng tiêu dùng
4 Muối Công ty CP muối miền Nam
5 Nấm men Công ty TNHH AB MAURI Việt
6 Sữa tươi không đường Công ty CP Sữa Việt Nam
7 Bơ TH true milk Công ty cổ phần sữa TH
8 Hoá chất: NaOH; HCl Công ty Tân Hoàng Phú, địa chỉ:
22/69 cư xá lữ gia phường 15 quận 11
9 Hoá chất: AgNO3 Phòng thí nghiệm vi sinh, B209, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật, TP Thủ Đức.
Quy trình tách bã khoai mỡ và quy trình sản xuất bánh mì gối trắng
3.3.1 Sơ đồ quy trình tách bã khoai mỡ
Rửa Gọt vỏ Rửa lần 2 Ngâm xút 0,2N Cắt Xay Rây Trung hoà Lắng ( t = 3’)
Rửa muối Tráng bạc Sấy
Bột bã khoai mỡ Tinh bột và các chất tan
2 lần nước cất Kết tủa trắng
Khoai mỡ được mua từ siêu thị coopmart với nguồn cung cấp cố định, cùng 1 vụ mùa và cùng thời gian thu hoạch, lựa chọn những củ khoai mỡ kích thước to, loại những củ bị sâu, mốc, hư,… Khoai mỡ sau đó được rửa để loại sạch đất và tạp chất bám trên bề mặt trong quá trình thu hoạch và vận chuyển, tiếp đó được gọt vỏ và rửa lại một lần nữa để loại hết phần vỏ dính lại trên bề mặt
Tiếp đó khoai mỡ được ngâm trong dung dịch NaOH 0,2N, tỉ lệ 1:9 trong 24h để loại bỏ một phần các hợp chất màu, protein,… đồng thời giúp khoai mỡ tánh bị sẫm màu Sau đó khoai mỡ đã ngâm NaOH được cắt hạt lựu và xay nhuyễn cùng dung dịch NaOH 0,2N để tiếp tục loại bỏ phần hợp chất không cần thiết còn lại
Huyền phù khoai mỡ sau khi xay với NaOH 0,2 N được rây lọc tinh bột, rây 2 lần qua rây đường kính 0,45 mm 2 lần và 0,075mm 2 lần để thu được hỗn hợp tinh bột, trong giai đoạn ngâm dịch NaOH, các hợp chất màu, protein, pectin, phenol,… sẽ hoà tan vào dịch ngâm, phần bã khoai mỡ sẽ nổi lên bề mặt Khi rây, phần bã khoai mỡ sẽ mắc lại trên rây và dịch tinh bột đi qua rây, thu được bã khoai mỡ
Dịch bã khoai mỡ được trung hoà bằng cách sử dụng dung dịch HCl 0,1N hoà tan vào dịch bã đến khi pH đạt 6,5 Khi trung hoà, NaOH sẽ phản ứng với HCl tạo thành NaCl, vì vậy cần loại bỏ NaCl khỏi dịch bã bằng cách rửa nhiều lần qua nước và nước cất, để đảm bảo dịch bã đã sạch muối, trước tiên cần rửa trước bằng nước thường 4-5 lần bằng cách ngâm dịch bã với nước, sau đó tiếp tục thay nước thường bằng nước cất đến khi rửa sạch do trong nước máy của phòng thí nghiệm có thể còn một lượng dư lượng 𝐶𝑙 ! nhất định nên cần thay nước cất để đảm bảo rửa sạch lượng muối trong dịch bã Để kiểm tra lượng NaCl đã được loại bỏ hoàn toàn hay chưa, thực hiện hút 1ml dịch ngâm sau đó nhỏ vài giọt AgNO3 vào, nếu dịch ngâm xuất hiện kết tủa trắng chứng tỏ lượng 𝐶𝑙 ! trong dịch ngâm vẫn còn (do Ag + tác dụng với Cl - tạo kết tủa trắng AgCl), lúc này tiếp tục rửa cho đến khi thử AgNO3 mà không xuất hiện kết tủa
Phản ứng xảy ra trong quá trình:
Sau khi đã rửa sạch hoàn toàn muối, thu được phần bã khoai mỡ ướt, trãi khay có lót giấy nến và tiến hành sấy khô ở nhiệt độ 105 o C trong khoảng thời gian từ 8 – 10h (qua đêm), trong quá trình sấy tiến hành lật các mặt của bã để quá trình diễn ra thuận lợi và nhiệt phân bố đều ở các mặt
Sau khi sấy, bã khoai mỡ sẽ có dạng rắn, khô, tạo thành từng miếng lớn, độ ẩm giao động từ 5-10% Tiếp theo tiến hành bẻ nhỏ và nghiền bã với máy nghiền ở công suất 2, thực hiện nghiền
4 lần, mỗi lần 40s để tránh làm nóng thành máy ảnh hưởng đến chất lượng bột
Sau cùng, bột bã được rây qua rây 250 mesh để giảm kích thước, phần bã không lọt rây tiếp tục được nghiền lại và rây đến khi tất cả bột đều lọt rây 200 mesh, công đoạn này để thuận lợi trong việc bổ sung bã vào các dạng thực phẩm bánh, giảm tối thiểu khả năng phá huỷ các mạng lưới liên kết hoá học có trong cấu trúc bánh, đồng thời tăng khả năng hoà tan và giúp bánh có cấu trúc tốt hơn
Bột bã khoai mỡ được bảo quản trong các hộp nhựa kín chứa nhiều gói hút ẩm để tránh hiện tượng lại ẩm trong bột, được lưu trữ trong tủ lạnh có nhiệt độ 8-15 0 C
3.3.3 Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến bánh mì gối trắng có bổ sung bột bã khoai mỡ
Muối Men Đường Bơ lạt
Các thành phần nguyên liệu của mẫu bánh mì gối trắng thay thế 0%, 5%, 10%, 15%, 20% bột mì bằng bột bã khoai mỡ được trình bày ở bảng 3.1:
Bảng 3 1: Thành phần nguyên liệu của các mẫu thực nghiệm
Thành phần nguyên liệu bánh mì gối trắng
Bột bã khoai mỡ (g) Đường (g)
Chuẩn bị các mẫu nguyên liệu như bảng 3.4 Sau đó tiến hành phối trộn các nguyên liệu đến khi hình thành khối bột nhào đồng nhất Sau đó tiến hành nhào khối bột trong thời gian 8- 15p đến khi khối bột mịn và dẻo, không dính tay Kiểm tra bằng cách nhấn ngón tay vào khối bột đàn hồi trở lại Ủ bột trong vòng 30-60 phút đến khi bột nở ra gấp đôi, khi nhấn tay thì khối bột không còn đàn hồi nữa Khi bột đã ủ xong tiến hành cán đuổi lượng khí trong bột ra ngoài, đồng thời tạo hình tròn cho khối bột sao cho các kích thước tương đồng nhau Sau khi tạo hình, khối bột lúc này được đưa lên các khay nướng đã chuẩn bị trước, áo một lớp dầu mỏng lên khay nướng và cho khối bột đã tạo hình vào tiến hành ủ lần 2 trong khoảng 30-40 phút đến khi bột còn cách miệng khay từ 3-5cm hoặc thể tích bột nở 70-80%
Tiến hành nướng bánh ở nhiệt độ 175 độ C, đậy nắp khay trong 35 phút và sau đó mở nắp trong 5 phút Sau khi nướng xong, để nguội bánh ở nhiệt độ phòng trong vòng 60 phút để bánh ổn định cấu trúc Bánh sau đó được bảo quản trong túi PE có khoá zip và các gói hút ẩm trước khi tiến hành các thí nghiệm khác.
Phương pháp xác định thành phần hoá học trong bột bã khoai mỡ, bánh mì thành phẩm
Bột bã khoai mỡ và bánh mì được đóng gói trong túi zip, thêm các túi hút ẩm thực phẩm và được đo tại Cty kiểm định và giám nghiệm TNHH Eurofins Sắc Ký Hải Đăng và Trung tâm dịch vụ thí nghiệm CASE Ngự tọa tại E2b-3, đường D6 khu công nghệ cao, thành phố Thủ Đức Phương pháp xác định hàm lượng carbohydrate, tro tổng, lipid, protein, tro, xơ dinh dưỡng và xơ hòa tan được thể hiện ở bảng 3.2
Bảng 3 2: Phương pháp xác định thành phần hoá học của bã khoai mỡ và bánh mì
Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp thử
Carbohydrate % FAO Food and Nutrition paper 77
Chất béo % EVN-R-RD-TP-3498 (Ref FAO Food 14/7-
Năng lượng Kcal/ 100g FAO 2003 77 Độ ẩm % EVN-R-RD-TP-3496 (Ref FAO Food 14/7-
Tro tổng % EVN-R-RD-TP-3497 (Ref FAO Food 14/7-
Đo các tính chất hoá lý của bã khoai mỡ
Các phương pháp đo đặc tính hoá lý được tham khảo của các tác giả lei wang và Honggao,
Việc xác định khả năng giữ nước (Water holding capacity - WHC) được thực hiện bằng cách cân và ngâm 1g bột bã khoai mỡ với 20g nước cất và trộn đều, để lắng và ly tâm ở tốc độ 3200 vòng/phút trong 20 phút, loại bỏ lượng nước thừa và cân phần cặn Tất cả các thí nghiệm được thực hiện ba lần và khả năng giữ nước (WHC) được tính theo phương trình (3.5.1):
" , (3.5.1) trong đó M1 là trọng lượng của mẫu bã khô và M2 là trọng lượng của mẫu ướt (Lei wang, Honggao, 2015)
Khả năng trương nở (Swelling capacity - SWC) được tiến hành bằng cách cân 1g bột bã khoai mỡ rồi cho vào ống nghiệm và ghi lại thể tích Sau đó, 30g nước cất được thêm vào và trộn đều Các ống mẫu được để ở nhiệt độ phòng trong 8 giờ và thể tích mẫu được ghi lại sau khi trương nở khi hấp thụ nước Tất cả các thí nghiệm được thực hiện ba lần và khả năng trương nở (SWC) được tính theo phương trình (3.5.2):
Trong đó V1 là thể tích của mẫu bã khoai mỡ khô và V2 là thể tích của mẫu sau khi trương nở khi hút nước (Lei wang, Honggao, 2015)
3.5.3 Khả năng liên kết nước
Khả năng liên kết nước (Water binding capacity - WBC) được xác định bằng cách ngâm 1 g bột bã khoai mỡ trong 25 mL nước cất trong 1 giờ Hỗn hợp được ly tâm ở tốc độ 3200 vòng/phút trong 30 phút và loại bỏ phần nổi phía trên Phần cặn được cho vào chén nung trong
2 giờ, cân và sấy khô ở 105°C trong 3 giờ rồi cân lại Các thí nghiệm được thực hiện ba lần và khả năng liên kết nước được tính theo phương trình (3.5.3):
Trong đó M1 là khối lượng mẫu đã sấy khô, M2 là khối lượng mẫu ướt sau khi ngâm trong nước và M3 là khối lượng mẫu sau khi ngâm nước và sấy khô (Lei wang, Honggao, 2015)
Khả năng giữ dầu (Oil holding capacity - OHC) được xác định bằng cách cân 1,0 g mẫu cho vào ống ly tâm, thêm 10 ml dầu đậu nành ăn được vào và trộn đều Ống mẫu được giữ trong 1 giờ ở nhiệt độ phòng và sau đó được ly tâm ở tốc độ 4000 vòng / phút trong 20 phút Dầu thừa được loại bỏ và cân cặn Tất cả các thí nghiệm được thực hiện ba lần và khả năng giữ dầu (OHC) được tính theo phương trình (3.5.4):
Trong đó M1 là trọng lượng của mẫu bã khoai mỡ khô và M2 là trọng lượng của mẫu sau khi hút dầu (Lei wang, Honggao, 2015).
Phương pháp xác định độ ẩm của bột bã khoai mỡ, bột nhào, bánh mì thành phẩm 27 3.7 Phương pháp xác định gluten ướt
Phương pháp xác định độ ẩm bột bã khoai mỡ/ bột nhào/ bánh mì gối trắng được tiến hành theo TCVN 4196:2012 Sấy chén sấy ẩm ở 105 0 C đến khối lượng không đổi trong vòng 1 giờ Để nguội chén sấy trong bình hút ẩm Cân 5 g bột bột bã khoai mỡ, đối với bột nhào và bánh mì thì cân 5g rồi xé hoặc cắt nhỏ rồi phân bố đều cho vào đĩa sấy ẩm sấy đến khối lượng không đổi ở 105 0 C trong khoảng 3-5 giờ Sau khi sấy được 3 giờ thì cứ sau 30 phút, tiến hành cân thử 1 lần Lặp lại như thế đến khi kết quả của hai lần cân thử sai khác nhau không quá 0.5 mg Lấy giá trị trung bình của 3 lần lặp Độ ẩm của bột bã khoai mỡ, bột nhào bánh mì, bánh mì thành phẩm được xác định theo công thức (3.6):
W: Độ ẩm của mẫu cần phân tích (%);
G1: Khối lượng đĩa cân và mẫu trước khi sấy (g);
G2: Khối lượng đĩa cân và mẫu sau khi sấy và làm nguội (g);
G: Khối lượng mẫu cho vào đĩa cân ban đầu (g)
3.7 Phương pháp xác định gluten ướt
Phương pháp xác định hàm lượng gluten ướt dựa trên TCVN 7871-1:2008 (ISO 21415- 2:2006)
Nguyên tắc: gluten được tạo nên bởi gliadin và glutenin có độ dính cao, không tan trong nước Đây là cơ sở cho việc xác định hàm lượng gluten Hàm lượng gluten ướt đặc trưng cho khả năng hút nước của gluten Nếu khả năng hút nước cao thì gluten có chất lượng tốt
Tiến hành: cân chính xác 25g (m1) bột nhào Tiến hành rửa bằng nước sạch, khi nước quá đục tiến hành đổi nước, mỗi lần đổ nước phải đổ qua rây để giữ lại vụn gluten Tiến hành rửa gluten đến khi nước rửa trong, kiểm tra bằng cách nhỏ 2 – 3 giọt nước vắt từ gluten vào một cốc nước trong, thấy nước không đục là hoàn thành quá trình rửa gluten Khi rửa xong gluten, dùng tay vắt kiệt nước trong gluten, ép gluten giữa lòng bàn tay và lau khô bằng khăn khô Cân gluten đã ép khô với độ chính xác đến 0.01 g và ghi lại kết quả m2 Thí nghiệm được lặp lại 3 lần, công thức xác định hàm lượng gluten ướt được xác định theo công thức 3.7:
Xglu: Hàm lượng gluten ướt (%) m1: Khối lượng bột nhào trước khi rửa (m1= 25g) m2: Khối lượng gluten ướt sau khi rửa (g)
Phương pháp xác định gluten khô
Phương pháp xác định hàm lượng gluten khô dựa trên TCVN 7871-3:2008 (ISO 21415- 3:2006)
Nguyên tắc: hàm lượng gluten khô chính là lượng gluten thực sự tạo thành trong quá trình nhào bột và tùy thuộc vào loại bột mì được dùng làm bánh Gluten khô thu được sau khi sấy khô gluten ướt Tiến hành: cân gluten ướt, đặt lên đĩa sấy Sấy ở 105 0 C tới khối lượng không đổi rồi cân và ghi lại kết quả Thí nghiệm lặp lại 3 lần Hàm lượng gluten khô thu được sau khi sấy được xác định theo công thức (3.8):
X : Hàm lượng gluten khô (%) m2: Khối lượng gluten ướt (g) m3: Khối lượng gluten ướt và đĩa cân trước khi sấy (g) m4: Khối lượng gluten khô và đĩa cân sau khi sấy và làm nguội (g)
Phương pháp xác định thể tích riêng, khối lượng và thể tích bánh sau khi nướng 29 3.10 Phương pháp xác định kết cấu bánh mì bã khoai mỡ
Nguyên tắc: Khi nướng bánh ở nhiệt độ cao, mạng lưới gluten sẽ giữ khí CO2 thoát ra từ quá trình lên men và làm tăng thể tích bánh, đồng thời các phân tử khí khác như hơi nước, không khí, hơi rượu,… gặp nhiệt độ cao sẽ diễn ra sự giãn nở làm tăng thể tích bánh Quá trình này kết thúc khi bề mặt vỏ bánh hình thành do nhiệt độ cao tạo thành một lớp cứng ở ngoài Thể tích bánh phụ thuộc vào lượng CO2 có trong bột nhào và tốc độ tạo vỏ bánh, tức là nhiệt lượng và độ ẩm không khí trong lò nướng Để đánh giá khả năng nở của bánh không chỉ cần đo đơn lẻ chiều cao hay đường kính bánh vì mỗi mẻ bánh được tạo hình không đồng đều và quá trình nở không như nhau, vì vậy chỉ tiêu độ nở ngang được tính bằng cách lấy đường kính chia chiều cao sẽ đánh giá độ nở của bánh tốt hơn, tương tự với thể tích bánh, để có được sự so sánh chính xác hơn ta sẽ sử dụng thể tích riêng hoặc khối lượng riêng bánh sau nướng
Tiến hành các thao tác nướng bánh theo công thức và thao tác, đảm bảo các quá trình diễn ra ở cùng một điều kiện, sử dụng môt lò nướng duy nhất và các khay tạo hình không được thay đổi Sau khi nướng, các mẫu bánh được để nguội đến nhiệt độ phòng trong khoảng thời gian như nhau (60 phút)
Bánh sau khi nướng được cân để xác định khối lượng và dùng thước kẹp để xác định chiều cao
Phương pháp thay thế hạt mè được sử dụng để đo thể tích bánh Cho bánh vào cốc đong
250 ml với vạch chia 5ml và đổ đầy hạt mè ngập toàn bộ bề mặt bánh, được thể tích (V1) Sau đó, cẩn thận lấy bánh ra khỏi cốc đong, tránh để rơi vãi hạt mè và tiến hành đọc thể tích mè còn lại trong cốc, được thể tích (V2) Đối với bánh có thể tích quá lớn tiến hành cắt đôi và đo từng phần rồi lấy kết quả 2 phần cộng cho nhau Thể tích bánh sau khi nướng (V) là thể tích mè bị thay thế được xác định theo công thức (3.9.1):
Thể tích riêng của bánh là tỷ số giữa thể tích và khối lượng của bánh và được xác định theo công thức (3.9.2) (Al-Saleh & Brennan, 2012):
Trong đó: d: Thể tích riêng của bánh sau khi nướng (cm 3 /g);
V: Thể tích bánh sau khi nướng (cm 3 ), ; m: Khối lượng bánh sau khi nướng (g)
3.10 Phương pháp xác định kết cấu bánh mì bã khoai mỡ
Kết cấu là một trong những chỉ tiêu cảm quan quan trọng của bánh mì, ngoài mùi vị, hình dáng thì kết cấu bánh mì cũng là một yếu tố để người tiêu dùng quyết định sử dụng sản phẩm Để xác định kết cấu của bánh mì hạt lanh cũng sử dụng phương pháp phân tích cấu trúc TPA (Texture Profile Analysis)
Hình 3 2: Máy đo kết cấu TA.XTPlus
Nguyên tắc: Trong các thử nghiệm TPA, đầu dò đi xuống ở tốc độ nén được cài đặt trước
(pre-test speed) trong khi Máy phân tích kết cấu TA.XTPlus tìm kiếm phần trên cùng của mẫu Thiết bị bắt đầu ghi dữ liệu ngay khi đạt được lực kích hoạt được hiệu chỉnh Sau đó, đầu dò nén mẫu ở tốc độ thử nghiệm và di chuyển khoảng cách mục tiêu hoặc phần trăm biến dạng Khi đã đạt được khoảng cách mục tiêu hoặc độ căng, đầu dò sẽ chuyển sang vị trí kích hoạt ban đầu ở tốc độ được cài đặt Sau đó, thiết bị sẽ đợi thời gian mục tiêu trước khi lần nén thứ hai diễn ra ở tốc độ cài đặt ban đầu Đầu dò cuối cùng cũng đi lên đến vị trí ban đầu với tốc độ sau thử nghiệm (post-test speed)
Tiến hành: Các mẫu bánh mì được chuẩn bị trong cùng điều kiện, kích thước và thời gian trước khi đo Cắt bánh mì thành các khối hình lập phương có kích thước 2 × 2 × 2 cm để phù hợp với kích thước của đầu dò Máy sẽ tác dụng lực nén ép 5 gam, tốc độ 1.5 mm/s lên 50% độ dày mẫu bánh mì bằng một đầu dò hình trụ, đường kính 40 mm Lặp lại chu kỳ 2 với cùng tốc độ Tất cả các mẫu được phân tích ít nhất 3 lần lặp lại
Kết quả: Kết quả được ghi lại bởi chương trình xử lý số liệu của máy phân tích bao gồm: Độ cứng (Hardness) được định nghĩa là lực nén lớn nhất đo được trong lần nén đầu (g) Độ cứng không cần phải xảy ra ở điểm nén sâu nhất, chúng là lực cần thiết để làm mẫu biến dạng hoặc đâm xuyên qua mẫu Độ cố kết (Cohesiveness) là tỉ số diện tích vùng dưới đường nén giữa lần nén 2/lần 1 Cho biết khả năng mẫu có thể chịu được biến dạng trong chu kỳ thứ 2 như thế nào Độ đàn hồi (Springiness) là tỉ số khoảng cách thời gian giữa lần nén 2 và lần 1 Cho biết sự đàn hồi sau khi chịu biến dạng ở chu kì nén 1
Các mẫu bánh mì được đo kết cấu với các thông số được chọn sau đây:
Bảng 3 3: Thông số đo kết cấu bánh mì
Kiểu đo (Test type) TPA
Kiểu mục tiêu (Target type) Độ biến dạng (Deformation) %
Lực kích hoạt (Trigger load) 5 g
Tốc độ đầu dò (Test speed) 1,5 mm/s
Tốc độ thu hồi đầu dò (Return speed) 1,5 mm/s Đầu dò (Probe) TA-AACC36
Bàn cố định (Fixture) TA-TPB
Số lần nén (# of circle) 2.0
3.11 Phương pháp đánh giá cảm quan thị hiếu người tiêu dùng
Phương pháp đánh giá cảm quản được sử dụng là phép thử thị hiếu, nhằm đánh giá sự chấp nhận hay không chấp nhận (thích hay không thích sản phẩm)
Phương pháp thị hiếu đối với sản phẩm bánh mì trong nghiên cứu này có 2 loại phép thử có thể áp dụng là phép thử ưu tiên xếp dãy( sắp xếp thứ tự ưa thích của các mẫu) hoặc phép thử chấp nhận (cho điểm sản phẩm) Đối với phép thử ưu tiên xếp dãy vấn đề xử lý số liệu khó khăn hơn nên phép thử cho điểm thị hiếu sẽ được sử dụng để dễ dàng kiểm soát số liệu và tăng sự tin cậy về kết quả thí nghiệm hơn
Nguyên tắc: Phương pháp đánh giá cảm quan thị hiếu cho điểm được sử dụng nhằm đánh giá mức độ chấp nhận của người tiêu dùng cho từng chỉ tiêu cảm quan cụ thể (kết cấu, màu sắc, mùi, vị) và sự yêu thích chung giữa các mẫu bánh mì Từ đó cung cấp các thông tin về mức độ khác nhau về từng tính chất cảm quan giữa các mẫu và mức độ yêu thích của người tiêu dùng đối với từng mẫu
Người thử sẽ nhận được lần lượt các mẫu thử đã được mã hóa, sắp xếp theo thứ tự nhất định và tiến hành thử rồi cho điểm theo đúng thứ tự được sắp xếp cho từng chỉ tiêu cảm quan theo thang điểm từ 1 đến 9 vào phiếu trả lời để thể hiện sự ưa thích của bản thân với mẫu được thử
Thang điểm: (1) Cực kỳ không thích; (2) Rất không thích; (3) Không thích; (4) Tương đối không thích; (5) Không thích cũng không ghét; (6) Tương đối thích; (7) Thích; (8); Rất thích; (9) Cực kỳ thích
Hội đồng đánh giá cảm quan: Số lượng người thử là 50 người Người thử là sinh viên trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, ở độ tuổi 18 – 25, với giới tính, chuyên ngành học khác nhau và đã sử dụng qua các sản phẩm tương tự (bánh mì) trên thị trường Người thử không có bất cứ vấn đề gì về sức khoẻ, không bị dị ứng bởi các thành phần có trong sản phẩm bánh mì Thí nghiệm đánh giá cảm quan được thực hiện tại phòng thí nghiệm cảm quan của trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Điều kiện phòng thí nghiệm: Phòng thí nghiệm cảm quan tọa lạc tại khu B, Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM Phòng thí nghiệm cơ bản đáp ứng được các yêu cầu về không gian: thoáng khí, sạch sẽ, không có mùi lạ, không bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn Nhiệt độ trong phòng được duy trì vảo khoảng 25 0 C, phù hợp với điều kiện sử dụng và bảo quản bánh mì Bên cạnh đó, phòng thí nghiệm được trang bị các buồng cảm quan có vách ngăn và đèn chiếu sáng nhằm hạn chế sự tương tác giữa người thử với nhau trong khi thử mẫu
Nguyên tắc chuẩn bị mẫu: Mỗi mẫu bánh được cân với khối lượng 30-40 g và trình bày theo thứ tự mã hoá mẫu trên phiếu chuẩn bị mẫu Các mẫu được mã hoá với bộ 3 chữ số ngẫu nhiên và trình bày theo phương pháp hình vuông Latin Williams bình phương
Chuẩn bị mẫu lên các đĩa nhỏ theo thứ tự mã hoá được trình bày trong phiếu chuẩn bị mẫu, các đĩa nhỏ được đặt trong một đĩa lớn kèm nước thanh vị, phiếu trả lời, phiếu hướng dẫn và phiếu khảo sát Người thử được yêu cầu không đem điện thoại di động, không nói chuyện với người khác khi bước vào buồng thử Khi người thử nhận được các mẫu, hướng dẫn người thử thử mẫu theo thứ tự đã sắp xếp và cho điểm theo thang điểm từ 1 đến 9 về sự ưa thích đối với các mẫu, sau mỗi lần thử người thử uống nước để thanh vị và thực hiện thử mẫu tiếp theo đến khi hết mẫu.
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Thành phần hoá học của bột bã khoai mỡ
Hàm lượng dinh dưỡng của bột bã ảnh hưởng đến việc quyết định hàm lượng hợp lí để thay thế bột mì, đồng thời kiểm soát được những ảnh hưởng có thể xảy đến khi sử dụng bột bã khoai mỡ bổ sung vào các sản phẩm thực phẩm, dự đoán được những rủi ro có thể xảy ra và có các giải pháp cải thiện phù hợp khi bổ sung vào sản phẩm thực phẩm Hàm lượng dinh dưỡng của bột bã khoai mỡ được thể hiện ở bảng 4.1
Bảng 4 1: Hàm lượng các thành phần hoá học có trong bột bã khoai mỡ
Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả
Xơ dinh dưỡng % 26,6 Độ ẩm % 9,21
Kết quả cho thấy hàm lượng Carbohydrate là thành phần chủ yếu trong bột bã khoai mỡ (88%), chúng bao gồm tinh bột còn sót lại sau quá trình lọc tinh bột, chất xơ dinh dưỡng từ củ khoai mỡ và các carbohydrate khác Điều này cho thấy tiềm năng cung cấp carbohydrate khi bổ sung vào thực phẩm, đồng thời, lượng carbohydrate cao này cũng gây ảnh hưởng đến kết cấu bánh, đối với các carbohydrate tan trong nước, chúng cạnh tranh nước với protein trong bột mì làm khối bột không hấp thụ đủ lượng nước, bột nhào sẽ yếu và làm bánh có cấu trúc cứng, khó nở hơn, đối với các carbohydrate không tan trong nước, trong quá trình nhào bột, các hạt bột bã sẽ di chuyển và ma sát với mạng lưới gluten, phá huỷ một phần mạng gluten và làm khối bột yếu đi, tăng thời gian nhào bột hơn
Hàm lượng chất béo của bã khoai mỡ là 0,3 %, được cho là dư lượng chất béo còn sót lại ở quá trình rửa lọc tinh bột hoặc chất béo còn bám trên bề mặt các hạt tinh bột còn sót lại ở quá trình lọc, liên kết với các nhóm hydroxyl của carbohydrate bằng liên kết ion hoặc liên kết hydro (Dhital và cộng sự, 2019) Kết quả cũng cho thấy số liệu tương đồng so với bã khoai lang (0,18- 0,47%) và cao hơn bã khoai tây (0,04-0,18%) trong nghiên cứu của JU Dong và cộng sự năm
2017 về thành phần dinh dưỡng của bã khoai tây và khoai lang
Hàm lượng protein của bột bã khoai mỡ chỉ chiếm 1,95%, Hàm lượng protein của củ khoai mỡ được loại bỏ trong quá trình rửa tinh bột, phần còn lại này là các protein liên kết chặt chẽ với hạt tinh bột còn sót lại và các carbohydrate khác ( Bancel và cộng sự, 2010) Hàm lượng protein của bột bã thấp hơn rất nhiều so với bột mì sử dụng (13%) Điều này sẽ làm giảm một phần hàm lượng protein trong bánh sau khi nướng, kết quả này thấp hơn hàm lượng protein trong bã khoai tây (3,94%) và bã khoai lang (3,98%) trong nghiên cứu của JU Dong và cộng sự năm 2017 về thành phần dinh dưỡng của bã khoai tây và khoai lang Mặt khác, protein trong khoai mỡ không thể tạo mạng gluten như bột mì nên việc bổ sung sẽ làm yếu mạng gluten trong bột nhào, khiến bột nhào giảm sự đàn hồi, độ dẻo, bề mặt kém mịn sau khi nhào và rất dễ đứt
Hàm lượng chất xơ dinh dưỡng của bã khoai mỡ khá cao ( 26,6%) được thể hiện ở bảng
4.3, tuy nhiên vẫn thấp hơn hàm lượng xơ tổng của bột bã khoai tây trong nghiên cứu của
Qianyun Ma (2022) với 33,64%, trong đó xơ hoà tan (SDF) chiếm 1,21%, thấp hơn nhiều so với bã khoai tây trong nghiên cứu của Quianyun Ma (2022) – 8,82% và còn lại là xơ không hoà tan (IDF) chiếm 25,79%, khá tương đồng với bột bã khoai tây (24,82%) cũng trong nghiên cứu trên Trong nghiên cứu của JU Dong và cộng sự năm 2017 về thành phần dinh dưỡng của bã khoai tây và khoai lang, hàm lượng xơ dinh dưỡng của các loại bã khoai lang nằm trong khoảng 20,63% – 31,48% (IDF chiếm 14,66% - 23,47%, SDF chiếm 5,87% - 9,00%), và 16,68 - 28,57% (IDF chiếm 12,06% - 21,84%) đối với bã khoai tây, số liệu của bã khoai mỡ cũng giống với các kết quả của nghiên cứu trước về tổng hàm lượng chất xơ đối với các thực phẩm cùng họ, chỉ khác thành phần IDF và SDF do giống loài và điều kiện sinh trưởng, khí hậu khác nhau Sự xuất hiện của lượng lớn hàm lượng xơ trong sản phẩm bánh có thể làm giảm khả năng trương nở của bột, khiến thể tích bánh sau khi nướng giảm xuống Đồng thời khả năng hydrate hóa của chất xơ rất cao, cạnh tranh lượng lớn nước với bột mì, đồng thời trương nở làm giảm đi sự tiếp xúc giữa protein trong bột mì và nước, dẫn đến giảm sự chắc chắn của khối bột nhào, làm khối bột khô và kém đàn hồi
Chất xơ trong bột bã khoai mỡ chủ yếu là chất xơ không hoà tan như cellulose, hemicellulose và lignin Do các chất xơ hoà tan đã bị rửa đi hầu hết trong quá trình lọc tách bã, chỉ còn sót lại một phần nhỏ lượng chất xơ hoà tan (1,21%) Điều đó cho thấy tiềm năng cung cấp chất xơ không hoà tan của bột bã khoai mỡ cùng với các lợi ích sức khoẻ mà chúng đem lại, bao gồm khả năng cải thiện chức năng đường ruột và ngăn ngừa các bệnh về đường tiêu hoá
Bảng 4 2: Kết quả đo hàm lượng chất xơ dinh dưỡng và chất xơ hoà tan của bột bã khoai mỡ
Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả
Tính chất hoá lý của bột mì và bột bã khoai mỡ
Các đặc đính chức năng (WHC, WBC, SWC, OHC) cho thấy khả năng ứng dụng của bã khoai mỡ vào sản xuất các dạng thực phẩm, cho thấy tác dụng sinh lý của bã khoai mỡ khi được cơ thể tiêu thụ, ảnh hưởng chúng đem lại cho hệ tiêu hoá Qua đó có thể sử dụng công thức và quy trình phù hợp để ứng dụng vào các sản phẩm thực phẩm nhằm đạt được kết quả mong muốn
Bảng 4.3 cho thấy các đặc tính chức năng của bã khoai mỡ Các đặc tính trên bị ảnh hưởng bởi giống loại khoai mỡ sử dụng, độ chín của khoai, các quá trình xử lý khoai
Bảng 4 3: Kết quả đo các đặc tính chức năng của bột bã khoai mỡ Đặc tính
Bã khoai mỡ Bột mì Đơn vị
WHC ( khả năng giữ nước) 3,27 ± 0,17 0,72 ± 0,01 g nước/ g bột
SWC (khả năng trương nở) 3,04 ± 0,19 1,47 ±0,02 ml/ ml
WBC (khả năng liên kết nước) 3,46 ± 0,14 0,51 ±0,02 g nước/ g bột
OHC (khả năng giữ dầu) 0,99 ± 0,02 1,02 ±0,02 g dầu/ g bột
Kết quả từ bảng 4.3 cho thấy các đặc tính hydrate hoá như khả năng liên kết nước và khả năng hấp thụ nước của bã khoai mỡ đều vượt trội so với bột mì sử dụng Giá trị WHC (water holding capacity) của bã khoai mỡ cao hơn gấp 4,54 lần bột mì số 13, trong khi WBC (water binding capacity) cao hơn 2,07 lần Điều này là do hàm lượng carbohydrate trong bã khoai mỡ chiếm tỉ lệ cao (88%), trong đó hàm lượng chất xơ chiếm tỉ lệ cao (26,6%), chất xơ hoà tan tuy chỉ chiếm 1,21% nhưng khả năng hấp thụ nước của bã khoai mỡ vẫn cao hơn bột mì vì các thành phần polysaccharide của chất xơ (cả IDF và SDF) thường có bản chất ưa nước và phân tử nước được gắn vào các vị trí ưa nước của chất xơ hoặc trong các khoảng trống giữa các tế bào trong cấu trúc phân tử Do đó, chất xơ không hòa tan có thể hấp thụ, phồng lên và giữ nước trong ma trận xốp trong cấu trúc phân tử của nó khiến nước tuy không liên kết nhưng bị giữ lại trong cấu trúc phân tử của IDF (Deepak Mudgil, 2017) Việc trương nở và bẫy các phân tử nước vào cấu trúc phân tử của chất xơ cũng đồng thời làm tăng thể tích hạt, phân tử càng hấp thụ được nhiều nước, thế tích càng cao, điều này giải thích cho kết quả đo khả năng trương nở của bã khoai mỡ gấp 2,06 lần so với bột mì sử dụng trong bảng 4.2
WHC (water holding capacity) thể hiện khả năng giữ nước của bột, chúng chủ yếu liên quan đến cấu trúc vật lý và hoá học của polysaccharides, các mạch polysaccharide có thể giữ nước bằng hiện tượng hấp phụ Bên cạnh đó hàm lượng đường cũng liên quan đến WHC do khả năng hút ẩm của chúng
Kết quả cho thấy hàm lượng WHC của bã khoai mỡ (3,27 g/g ) thấp hơn với các loại bã khoai lang trong nghiên cứu của Xin Mei, 2010, khá tương đồng với WHC của bã khoai tây (2,8-3,8 g/g) theo nghiên cứu của Jingwang Chen, 2020, cao hơn so với bã nho xanh (2,95 g/g) được báo cáo bởi Nagarajaiah và Prakash ( 2016 ) và vỏ chanh (1,74–1,85 g nước/g mẫu), vỏ cam (1,65) g nước/g mẫu) và bã táo (1,62–1,87 g nước/g mẫu) được báo cáo bởi Figuerola et al ( 2005 ), nhưng thấp hơn bã dứa (4,83 g/g) và bã cam (5,18 g/g) được báo cáo bởi Nagarajaiah và Prakash ( 2016 ) và bã dứa (5,32 g/g) được báo cáo bởi Selani et al ( 2014 ) Điều này có thể do các tỉ lệ cellulose, pectin, hemicellulose và lignin của 2 loại khác nhau dẫn đến tính chất hoá lý khác nhau Một phần WHC trong bã khoai mỡ thấp cũng có thể do lượng carbohydrate ưa nước mất đi trong quá trình làm ra bã, các loại bã khác có chỉ số WHC cao hơn do vẫn còn nhiều các thành phần carbohydrate có chuỗi bên ưa nước Khả năng giữ nước của một thành phần thực phẩm là một trong những đặc tính chức năng quan trọng, vì nó có thể làm tăng thể tích, thay đổi kết cấu và độ nhớt của thực phẩm và cũng giúp giảm lượng calo bằng cách giảm sự hấp thu chất béo và thay đổi quá trình tiêu hóa chất béo (Gunness và Gidley 2010 ; Rubio-Senent và cộng sự 2015)
SWC (swelling capacity) là khả năng trương nở của bột, đóng vai trò quan trọng khi bổ sung vào các loại thực phẩm, làm thay đổi một phần cấu trúc trong quá trình chế biến và trương nở sau khi tiêu thụ giúp tăng cảm giác no SWC của bột bã khoai mỡ (3,04 ml/ml) thấp hơn 3 -
4 lần so với chất xơ hoà tan từ bột bã khoai tây (8-12 ml/g ) theo nghiên cứu của J Agric, 2010 nhưng cao hơn 2.2 lần so với bã từ củ sắn (1,368 mL/g) theo nghiên cứu của Lijie Huang, 2018 SWC càng cao cho thấy khả năng hấp thụ nước càng lớn, gây ảnh hưởng tiêu cực khi thay thế bột mì trong công thức bánh
WBC (water binding capacity) là lượng nước mà bột không hòa tan có thể giữ liên quan đến trọng lượng của chính nó Đó là khả năng ngăn chặn nước thoát ra của cấu trúc thực phẩm Các loại khoai mỡ khác nhau có WBC khác nhau, sự khác biệt này có thể là do sự khác biệt về mức độ sẵn có của các vị trí liên kết nước trong phân tử của chúng; những vị trí liên kết với nước này là các nguyên tử hydroxyl và oxy liên glucose (Otegbayo et al.) WBC cao là dấu hiệu cho thấy sự liên kết lỏng lẻo của các yyme trong phân tử bột trong khi WBC thấp được cho là do sự liên kết chặt chẽ của các polyme trong bột tự nhiên Kết quả cho thấy WBC của bã khoai mỡ tương đối cao (3,4667g/g), cao hơn WBC của bã vỏ đậu nành đen trong nghiên cứu của Yunfei Ge, 2019 ( 1,16g/g) (p
