THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC BỔ SUNG TINH BỘT KHOAI MỠ CÓ CHỈ SỐ
TỔNG QUAN
Tổng quan về sản phẩm cookie
2.1.1 Sơ lược về sản phẩm cookie
Khái niệm "cookie" bắt nguồn từ cụm từ "panis biscoctus" trong tiếng Latin, nghĩa là "bánh mì nướng hai lần" (Sharma & Chauhan, 2002) Điều này là do quá trình sản xuất ban đầu bao gồm quá trình nướng cookie trong lò nóng và sau đó làm khô chúng trong lò nướng ở nhiệt độ mát Chúng còn thường được dùng để chỉ loại bánh mì khô cứng được sử dụng chủ yếu trong chế độ ăn của các thủy thủ và khách du lịch, đặc biệt là ở Châu Âu, Châu Á, Châu Phi, Châu Úc và Châu Mỹ (Chris Forbes-Ewan và cộng sự, 2016; Thomas Tassell Grant, 2014)
Trong giai đoạn đầu, các loại cookie sản xuất thường có đặc điểm là cứng, ít ngọt và chứa một lượng mỡ nhỏ, với bơ và mỡ lợn là hai loại chất béo chính được sử dụng Dần dần, quy trình sản xuất cookie đã dần được hoàn thiện hơn với sự kiểm soát chất lượng ngày càng chặt chẽ và việc sử dụng dầu thực vật thay thế mỡ lợn Ngày nay, cookie là những sản phẩm được làm chủ yếu từ ngũ cốc, trải qua quá trình nướng và có độ ẩm dưới 5% Thành phần ngũ cốc được sử dụng trong bánh rất đa dạng cùng với hai thành phần chính là chất béo, đường và một số thành phần phụ khác (Manley, 1998) Cookie giờ đã trở thành món ăn nhanh được nhiều đối tượng tiêu dùng yêu thích (W H Smith, 1972) Sở dĩ cookie được tiêu thụ rộng rãi là do chúng dễ dàng đáp ứng được nhu cầu của nhiều nhóm người tiêu dùng và phù hợp với túi tiền của họ Sự đa dạng trong các loại cookie không chỉ thu hút người tiêu dùng nhờ vào tiện ích mà còn bởi giá trị dinh dưỡng cùng khả năng bảo quản lâu dài của chúng (Jimoh, 2021)
2.1.2 Hướng nghiên cứu về bánh cookie hiện nay
Người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến các hợp chất có lợi cho sức khỏe như chất xơ, vitamin, và chất chống oxy hóa Điều này đang thúc đẩy sự phát triển của thị trường sản phẩm bổ sung hoặc thay thế (Kang, 2005) Các doanh nghiệp thực phẩm đang bổ sung những nguyên liệu giàu chất dinh dưỡng vào sản phẩm bánh cookie Những thành phần này để cải thiện chất lượng và thu hút sự chú ý của người tiêu dùng (Gupta và cộng sự, 2011) Việc giảm năng lượng sản phẩm cũng là một ưu tiên, phản ánh xu hướng sống lành mạnh và kiểm soát cân nặng Đây là một xu hướng mà các doanh nghiệp thực phẩm và đồ uống tiếp cận thị trường hiện nay
Các nghiên cứu về việc thay thế một phần bột mì bằng các loại bột khác đang nhận được nhiều sự quan tâm Các loại bột được sử dụng thay thế bao gồm bột ngũ cốc, bột rễ và bột đậu Tuy nhiên, sản phẩm chế biến từ các loại bột này thường có đặc tính khác biệt với sản phẩm làm từ bột mì, chẳng hạn như màu sắc, độ kết dính, độ ẩm và thời hạn sử dụng.
Nghiên cứu của Tusneem Kausar và nhóm nghiên cứu vào năm 2020 đã thực hiện thêm bột hạt dưa hấu vào công thức cookie Mặc dù hạt dưa hấu giàu chất béo và protein, nhưng thường bị loại bỏ Do đó, nghiên cứu này đã sử dụng bột hạt dưa hấu như một nguồn bổ sung protein trong công thức cookie, với tỷ lệ thay thế từ 0 - 40% thay thế cho bột mì Kết quả của nghiên cứu cho thấy rằng các mẫu cookie bổ sung bột hạt dưa hấu chứa nhiều protein (tăng 124.7%), chất béo (tăng 21.75%), tro (tăng 1.859%) và chất xơ (tăng 2.36%) so với các mẫu cookie không bổ sung bột hạt dưa hấu Đánh giá cảm quan của người tiêu dùng cho thấy rằng cookie chứa bột hạt dưa hấu ở mọi tỷ lệ khảo sát đều đạt được sự hài lòng về màu sắc, độ giòn, hương vị, kết cấu và khả năng chấp nhận chung Do đó, bột hạt dưa hấu có thể được sử dụng để chế biến cookie với cải thiện đáng kể về hàm lượng protein, chất béo, chất xơ và tro (Kausar, 2020)
Nghiên cứu của Elena Martinez và cộng sự năm 2022 đã đưa ra cải tiến trong công thức của cookie truyền thống bằng cách thay thế bột mì và bơ bằng bột và dầu từ các loại hạt khác nhau như bột nếp, quả óc chó, hạt chia hoặc hạt hạnh nhân Kết quả được đo lường thông qua các thông số vật lý và đánh giá từ người tiêu dùng đối với cookie Việc thay thế bơ và bột mì bằng các loại bột và dầu từ hạt đã dẫn đến sự gia tăng về protein, chất béo và chất xơ, đồng thời giảm lượng carbohydrate Điều này đã tạo ra sản phẩm bánh cookie có chứa nguồn protein thực vật tốt, các acid béo oleic và linoleic có lợi cho sức khỏe Các loại bánh cookie mới này có đặc tính vật lý tương tự nhau và nhận được đánh giá tích cực từ người tiêu dùng về kết cấu và chất lượng cảm quan Đồng thời, chúng cũng đáp ứng được mong đợi về sự thay đổi tích cực trong việc làm giảm lượng đường và tăng cường chất dinh dưỡng (Martínez và cộng sự, 2022)
Bã mâm xôi - một phụ phẩm của ngành sản xuất nước ép trái cây, đã được nghiên cứu để đóng vai trò làm nguyên liệu thay thế cho bột mì, đồng thời cung cấp chất xơ cho sản phẩm shortcrust cookie Với tỷ lệ thay thế lần lượt là 25% và 50%, cookie chứa bã mâm xôi được đánh giá mang mùi hương trái cây đặc trưng Tuy nhiên, độ ngọt của bánh không nhận
6 được đánh giá cao Sự xuất hiện của bã mâm xôi cũng làm tăng độ giòn của vỏ bánh Hàm lượng chất xơ tổng, đặc biệt là cellulose và lignin, tăng lên đáng kể (Górecka và cộng sự, 2010) Vậy nên, bã mâm xôi có tiềm năng trở thành một nguyên liệu thay thế cho bột mì trong việc sản xuất cookie, góp phần nâng cao lượng chất xơ trong chế độ dinh dưỡng hàng ngày
Nghiên cứu của Aparicio-Saguilán và cộng sự (2007) đã cải tiến công thức bánh cookie truyền thống bằng việc thay thế một phần bột mì bằng tinh bột kháng từ chuối xanh Với tỷ lệ thay thế lần lượt là 65 – 90%, sản phẩm được đánh giá là có chất lượng cảm quan chấp nhận được và giá trị dinh dưỡng không có sự khác biệt đáng kể so với mẫu đối chứng Tuy nhiên, thành phần tinh bột kháng trong mẫu cookie tối ưu (15% bột mì, 85% tinh bột kháng) cao hơn gấp 8 lần so với mẫu cookie đối chứng Điều này xác nhận rằng quá trình nướng không làm thay đổi thành phần này (Åkerberg và cộng sự, 1998) Bên cạnh đó, giá trị GI in vitro của mẫu tối ưu (60,53) thấp hơn giá trị được xác định trong mẫu cookie đối chứng (77,62) và mẫu bánh mì trắng (94) (Aparicio-Saguilán và cộng sự, 2007a) Do đó, tính năng quan trọng của “tinh bột kháng” đối với bánh cookie trong việc làm giảm chỉ số
GI phù hợp với các đặc điểm có lợi cho sức khỏe (Asp, Amelsvoort, và cộng sự, 1996; Champ và cộng sự, 2003a)
Tóm lại, theo tài liệu chúng tôi tổng hợp được, hiện nay có khá ít nghiên cứu về việc bổ sung bột khoai mỡ thô hoặc tinh bột thoái hóa vào bánh cookie Vậy nên, trong nghiên cứu này chúng tôi sẽ khảo sát chất lượng của bánh cookie khi thay thế một phần bột mì bằng tinh bột khoai mỡ thoái hóa đánh giá ảnh hưởng của nó đến tính chất cơ lý và chất lượng cảm quan đồng thời đánh giá sự thay đổi chỉ số GI in vitro và GI in vivo của sản phẩm
Hướng tới mục tiêu sản xuất bánh cookie với chỉ số GI thấp, thích hợp cho người ăn kiêng và người mắc bệnh đái tháo đường.
Tổng quan về khoai mỡ
2.2.1 Giới thiệu về khoai mỡ
Khoai mỡ (Dioscorea alata) còn được gọi là khoai vạc hoặc khoai tía là một loại cây trồng có nguốn gốc chủ yếu từ châu Phi và châu Á, đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp thực phẩm cho hàng triệu người ở các nước nhiệt đới Trên thế giới, cây khoai mỡ được trồng ở 3 vùng chính: Tây Phi, khu vực biển Thái Bình Dương (kể cả Nhật Bản) và các nước trong vùng biển Caribê Đây là loại khoai được trồng làm cây lương thực từ rất lâu đời Ngày nay, có 11 loài được trồng nhưng chỉ có 3 loài là cây lương thực chính (D.alata,
D.cayenensis và D rotundata), trong khi 8 loài khác (D.bulifera, D.dumetorum, D.esculenta, D.nummularia, D.oppositifolia, D.pentaphylla, D.polystachya, D.trifida) thường được gọi là “khoai lang nhỏ” (Degras, 1993) Củ D.alata có rất nhiều hình dạng khác nhau nhưng hầu hết là hình trụ và phần ruột củ có hai màu chủ yếu là trắng và tím Tùy vào điều kiện sinh trưởng, giống loài mà khoai mỡ có hình dạng và kích thước khác nhau Chiều dài tối đa có thể đạt tới 2-3 m và nặng khoảng 50 kg
Theo dữ liệu của FAO Hoa Kỳ năm 2021, sản lượng khoai mỡ trên toàn thế giới đạt
Việt Nam hiện là nước sản xuất lớn thứ tám toàn cầu về khoai mỡ, với sản lượng 75 triệu tấn trồng trên 8,8 triệu ha Tập trung chủ yếu ở "Vành đai khoai mỡ" Tây Phi Bốn quốc gia chính là Nigeria, Bénin, Ghana và Bờ Biển Ngà chiếm hơn 90% sản lượng toàn cầu Giữa bối cảnh khủng hoảng lương thực toàn cầu hiện nay, nhiều quốc gia đang phát triển, đặc biệt là các nước châu Phi, đang tìm kiếm cây trồng bản địa để thay thế các cây trồng công nghiệp và khoai mỡ đang được quan tâm đặc biệt.
Tại Việt Nam, khoai mỡ cũng được trồng ở khá nhiều nơi trong đó có tỉnh Long An, là một trong những nơi có diện tích khoai mỡ lớn và tập trung nhất trong đó phổ biến là giống D alata Sau khi được thu hoạch, củ khoai mỡ có thể lưu trữ trong khoảng 4-6 tháng trong điều kiện nhiệt đới mà vẫn giữ nguyên các đặc tính dinh dưỡng (Asiedu & Sartie, 2010)
2.2.2 Giá trị dinh dưỡng của khoai mỡ
Nghiên cứu của (Ragper & Coursey, 1967) cho thấy phức hợp chất xơ - tinh bột trong bột khoai mỡ giúp nhuận tràng làm chậm tốc độ hình thành và hấp thu glucose trong máu Khoai mỡ cũng có thể được biết đến là nguồn cung cấp mangan dồi dào, một khoáng chất vi lượng hỗ trợ quá trình chuyển hóa carbohydrate, chuyển hóa năng lượng và chống oxy hóa Tùy thuộc vào điều kiện đất đai, giống loài và điều kiện sinh trưởng dẫn tới thành phần hóa học, tính chất vật lý và giá trị dinh dưỡng của từng củ sẽ khác nhau
Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng của tinh bột các loại củ thuộc giống Diocorea
Chỉ tiêu đánh giá D.purpurea D.atropurpurea D.liliopsida D.vilgaris D.villosa
Chất dinh dưỡng Độ ẩm 9,9 9,2 9,9 10,3 9,5
Fe 20,61 19,25 16,86 30,86 15,18 Đặc điểm tinh bột
Dựa vào bảng 2.1, thông tin về chất dinh dưỡng, khoáng chất và đặc tính của tinh bột trong khoai mỡ có thể được nhìn thấy Theo nghiên cứu của (Oko & Famurewa, 2015), độ ẩm của khoai mỡ dao động từ 9,2% - 10,3%, hàm lượng carbohydrate trong khoai mỡ nằm trong khoảng từ 70,88% - 73,9% và hàm lượng protein từ 8,4% - 10,46% Ngoài ra, khoai mỡ cũng chứa một lượng kali đáng kể, được coi là một nguồn khoáng chất hỗ trợ kiểm soát đường huyết Chỉ số đường huyết của khoai mỡ thấp, dao động từ 35,56 - 41,31 Với hàm lượng protein và chất xơ cao cùng chỉ số đường huyết thấp, khoai mỡ được xem là một lựa chọn dinh dưỡng tốt cho người mắc bệnh đái tháo đường
2.2.3 Các nghiên cứu về sản phẩm có bổ sung khoai mỡ trong ngành thực phẩm
Theo Li và cộng sự (2019) đã nghiên cứu tác dụng can thiệp của tinh bột kháng (RS) thu nhận được từ khoai mỡ tím (Dioscorea alata L.) đối với việc điều chỉnh chuyển hóa lipid ở chuột đồng tăng lipid máu Việc sử dụng RS ở hàm lượng cao ở chuột đồng được chứng minh là hiệu quả hơn trong việc kiểm soát trọng lượng cơ thể và khối lượng mô mỡ, tăng HDL-C, giảm TG, TC và LDL-C đã được quan sát thấy Tích lũy chất béo trong gan đã giảm xuống và hậu quả gây ra do chế độ ăn nhiều chất béo đối với mô học của phân và đại tràng
9 đã được thay đổi Những kết quả này cho thấy rằng việc sử dụng RS thu được từ khoai mỡ có thể cải thiện chuyển hóa lipid Đây là một trong những nghiên cứu tiêu biểu trong việc khảo sát ảnh hưởng của tinh bột kháng đến giảm chỉ số đường huyết thích hợp cho người mắc bệnh đái tháo đường
Nghiên cứu của Liu và cộng sự (2019) đã khám phá tác động của việc thay thế tinh bột mì bằng tinh bột khoai mỡ trong bánh mì Khi bổ sung tinh bột khoai mỡ, hàm lượng tinh bột kháng tăng lên, trong khi hàm lượng tinh bột tiêu hóa nhanh và chậm giảm Điều này cho thấy việc bổ sung tinh bột khoai mỡ có thể giúp làm chậm quá trình tiêu hóa và kiểm soát lượng đường trong máu.
Bột khoai mỡ và bột quế có thể được sử dụng để sản xuất bánh cookie với hàm lượng gluten thấp và có đặc tính của thực phẩm chức năng Mục đích của nghiên cứu này đặc trưng cho các đặc tính hóa lý và kết cấu của bánh cookie dựa trên bột khoai mỡ và bột quế Phân tích tính chất hóa lý của bánh cookie bao gồm độ ẩm, chất béo, tổng protein, tro, hàm lượng carbohydrate, kết cấu và hoạt động chống oxy hóa Những kết quả này cho thấy chất béo, protein, tro, carbohydrate, độ ẩm, hoạt độ chống oxy hóa và độ cứng thu được trong khoảng 28,1-29,4%, 3,3-3,6%, 1,5- 2,2%, 59,8-62,1%, 44,5-88 ppm và 13,8 - 38,3 N (Satar & Fajar Emilia, 2023) Tuy nhiên, hiện nay vẫn chưa có bất kỳ công trình nghiên cứu nào bổ sung tinh bột kháng từ khoai mỡ vào bánh cookie.
Tổng quan về tinh bột kháng
RS có nhiều nguồn khác nhau có thể được lấy từ cả nguyên liệu thực phẩm đã qua chế biến và nguyên liệu thô (Sajilata và cộng sự, 2006a) Tinh bột này được chia thành năm loại: RS1, RS2, RS3, RS4 và RS5 tùy thuộc vào các yếu tố đặc trưng của thực phẩm cụ thể hoặc cách chế biến áp dụng cho tinh bột RS1 là tinh bột không thể tiếp cận được về mặt vật lý do lớp cám còn nguyên vẹn, chẳng hạn như trong các loại ngũ cốc và hạt được xay nguyên hạt hoặc một phần, trong khi RS2 là tinh bột nguyên vẹn, không chứa gelatin được tìm thấy trong khoai tây sống, chuối non và ngô có hàm lượng amylose cao RS3 là một loại tinh bột đã bị thoái hóa được tìm thấy trong khoai tây, khoai mỡ, bánh mì, bánh ngô, v.v đã được làm lạnh sau khi nấu RS4 được hình thành thông qua biến đổi hóa học tinh bột RS5, chứa phức hợp với amylose và lipid phân cực và RS3 thường được gọi là tinh bột kháng tiêu (H
N Englyst và cộng sự, 1992; Sajilata và cộng sự, 2006a) Trước đây, nguyên nhân tử vong chính là các bệnh truyền nhiễm do thiếu hụt dinh dưỡng, nhưng gần đây, số ca tử vong do
10 bệnh thoái hóa mãn tính do chế độ ăn nhiều cholesterol và chất béo bão hòa và ít chất xơ ngày càng tăng Còn tại Việt Nam, theo thứ trưởng Bộ Y tế Nguyễn Thị Liên Hương đã công bố kết quả điều tra năm 2021 cho thấy tỷ lệ mắc bệnh đái tháo đường ở người trưởng thành ước tính là 7,1%, tương đương với hơn 5 triệu người đang phải đối mặt với căn bệnh này
Do đó, xu hướng người tiêu dùng quan tâm về thực phẩm giàu calories, bổ sung thêm các thành phần có lợi cho sức khỏe ngày càng cấp thiết (N E Kang và cộng sự, 2007)
Theo Kim và cộng sự (1997), tinh bột kháng tiêu không được tiêu hóa hoặc hấp thu ở ruột non và có đặc điểm sinh lý tương tự như chất xơ Nó cũng góp phần ngăn ngừa ung thư ruột kết (Ranhotra và cộng sự, 1986) và bệnh tim mạch (Kahlon & Chow, 2000; Martinez-Flores và cộng sự, 2004), đồng thời làm giảm tổng lượng chất béo và chất béo trung tính trong máu khi ăn nhiều thực phẩm chứa hàm lượng cao thành phần này (Lee và cộng sự, 2012)
Quá trình thoái hóa tinh bột xảy ra khi tinh bột được làm lạnh và tạo sự tương tác giữa các phân tử thông qua liên kết hydro Đây là hiện tượng phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian (Hoover, 2000) Sau quá trình làm lạnh, các phân tử tinh bột vô định hình trong môi trường nước hình thành cấu trúc xoắn kép, làm cho chúng mất khả năng liên kết với nước (Ai & Jane, 2015) Hiện tượng thoái hóa xảy ra qua hai giai đoạn: (i) giai đoạn đầu tiên nhanh chóng hình thành vùng tinh thể từ các phân tử amylose bị thoái hóa; và (ii) giai đoạn hai liên quan đến sự hình thành cấu trúc có trật tự của amylopectin (Q Liu, 2005)
Có thể thấy rằng hàm lượng amylose đóng một vai trò quan trọng đối với quá trình thoái hóa Hàm lượng amylose càng cao thì quá trình thoái hóa diễn ra càng mạnh Do cấu trúc phân nhánh của phân tử amylopectin, thời gian phân tử amylopectin thoái hóa diễn ra lâu hơn so với phân tử amylose (Miles và cộng sự, 1985) Thoái hóa amylose là một quá trình ngắn hạn diễn ra trong khoảng 24 giờ Sau đó, sự sắp xếp chậm hơn của các phân tử amylopectin diễn ra, được gọi là thoái hóa dài hạn, diễn ra trong khoảng 48 đến 72 giờ
Việc tăng nồng độ tinh bột trong hồ tinh bột duy trì nhiệt độ ở mức 0 đến 5℃ và tăng hàm lượng amylose cùng độ dài chuỗi nhánh của amylopectin là các yếu tố quan trọng đóng góp vào việc tăng tốc độ thoái hóa tinh bột (Ai & Jane, 2015) Theo nghiên cứu của (Ambigaipalan và cộng sự, 2013), sau quá trình hồ hóa, cấu trúc bán tinh thể của hạt tinh bột bị phá vỡ Tuy nhiên, khi gel tinh bột thoái hóa lại, xu hướng kết tinh tăng lên cùng với hàm lượng xoắn kép Sự thoái hóa được thể hiện rõ ràng trong trường hợp tinh bột chứa amylose được làm lạnh Trong quá trình làm lạnh, sử dụng ít năng lượng hơn để giữ các phân tử tinh
11 bột hòa tan tách rời nhau Kết quả của quá trình thoái hóa dẫn đến hình thành các tập hợp tinh thể và kết cấu gel Mặc dù amylopectin có khả năng thoái hóa khi làm lạnh, nhưng các phân tử amylose tuyến tính thường có xu hướng liên kết lại và hình thành liên kết hydro nhiều hơn so với các phân tử amylopectin (Menno Thomas, 1998)
Theo nghiên cứu của Hoover (2000), khi tinh bột thoái hóa, thường đi kèm các thay đổi về tính chất vật lý như tăng độ nhớt và độ đục của bột nhào, hình thành gel, phân ly nước, và tăng độ kết tinh, cũng như sự hình thành của tinh thể loại Trong quá trình thoái hóa, các chuỗi amylose và amylopectin trong hồ tinh bột sẽ dần dần tái kết tinh để tạo ra một cấu trúc có trật tự Sự gia tăng mức độ trật tự phân tử và độ cứng của gel thường đi đôi với quá trình thoái hóa
Nhiều nghiên cứu đã chứng minh RS là một phân tử tuyến tính của α-1,4-D-glucan, có nguồn gốc chủ yếu từ amylose thoái hóa và có trọng lượng phân tử tương đối thấp (khoảng 1,2 x 105 Da) (Tharanathan, 2002) Chính quá trình thoái hóa amylose này đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành của tinh bột kháng.
Yếu tố chế biến có thể tác động đến hàm lượng kháng tinh bột bằng cách ảnh hưởng quá trình hồ hóa và thoái hóa của nó Có thể tạo thành phần kháng tinh bột bằng các phương pháp vật lý vào tinh bột Bằng cách thay đổi điều kiện chế biến như pH, nhiệt độ, thời gian gia nhiệt, số chu kỳ gia nhiệt và làm lạnh, đông lạnh và sấy khô, có thể làm tăng hàm lượng kháng tinh bột trong thực phẩm Nghiên cứu của Su-Ling Li (2010) đã chỉ ra ảnh hưởng của xử lý nhiệt-độ-ẩm tới sự hình thành và tính chất của tinh bột kháng từ tinh bột đậu xanh.
20%, 25%, 30% và 35%) ở 120 o C trong 12 giờ Tác động đến năng suất tinh bột kháng (RS), cấu trúc vi mô, tính chất lý hóa và chức năng đã được nghiên cứu So với tinh bột tự nhiên, hàm lượng RS của tinh bột được xử lý nhiệt ẩm tăng lên đáng kể.
Chỉ số đường huyết
Tinh bột kháng không được tiêu hóa ở ruột non của con người và được lên men bởi hệ vi sinh vật vi khuẩn trong ruột già, ảnh hưởng đến một số chức năng sinh lý và do đó có những tác dụng khác nhau đối với sức khỏe, ví dụ: giảm phản ứng đường huyết và insulin trong máu đối với thức ăn, tác dụng hạ đường huyết và tác dụng bảo vệ chống lại ung thư đại trực tràng (Asp và cộng sự, 1996) Trong những năm gần đây, con người đang dần quan tâm đến khả năng kiểm soát bệnh đái tháo đường bằng cách thay đổi tác động đường huyết
12 của lượng carbohydrate ăn vào Một công cụ để xếp hạng các loại thực phẩm có khả năng làm tăng lượng đường trong máu là khái niệm chỉ số đường huyết (GI) (Jenkins và cộng sự, 1987) Vậy nên, việc lựa chọn các mặt hàng thực phẩm phù hợp với chế độ ăn kiêng đang ngày càng được người tiờu dựng quan tõm (Bjửrck và cộng sự, 1994; Jenkins và cộng sự, 1987)
Chỉ số đường huyết của thực phẩm hay còn được gọi là chỉ số GI (glycemic index), là một chỉ số cho thấy mức độ glucose được giải phóng trong máu sau khi ăn các thực phẩm chứa nhiều chất tinh bột hoặc đường GI giúp những người thừa cân, mắc bệnh đái tháo đường và hội chứng chuyển hóa nhằm kiểm soát chế độ ăn tốt hơn (Ludwig và cộng sự, 2002)
Theo dữ liệu nghiên cứu lâm sàng từ David JA Jenkins (2002), chế độ ăn với chỉ số đường huyết (GI) thấp được liên kết với khả năng giảm nguy cơ mắc bệnh đái tháo đường và tim mạch Thực phẩm và sản phẩm được phân loại dựa trên khả năng tăng đường huyết sau khi ăn theo giá trị GI như sau: GI thấp (GI < 55), GI trung bình (GI = 55 - 69), GI cao (GI > 70) Theo J C Brand-Miller (2003), giả sử GI của thực phẩm tiêu chuẩn trong thử nghiệm (bánh mì trắng và đường) là 100
Lượng đường huyết được kiểm tra sau hai giờ tiêu thụ thực phẩm chứa tinh bột hoặc đường có liên quan đến chỉ số GI GI được đo bằng diện tích dưới đường cong của một lượng carbohydrate sẵn có trong thực phẩm thử nghiệm so với thực phẩm đối chứng (thường là đường hoặc bánh mì) Một trong những cách để thay đổi chỉ số đường huyết của một số thực phẩm là thay đổi loại thực phẩm mà con người tiêu thụ Đối với bánh mì làm từ bột mì tinh chế sẽ được hấp thụ nhanh chóng như khi hấp thụ đường Trên cùng một loại bột, nhưng khi nó được chế biến thành mì ống, tốc độ hấp thụ sẽ chậm hơn đáng kể Sự có mặt của protein trong bánh mì làm cho tinh bột dễ tiếp xúc với enzyme tiêu hóa hơn so với tinh bột trong mì ống Điều này dẫn đến việc chỉ số đường huyết (GI) của thực phẩm giàu tinh bột có thể thay đổi dưới ảnh hưởng của các yếu tố chế biến như nhiệt độ, hàm lượng nước, tốc độ làm lạnh và thời gian Sự thoái hóa cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình bảo quản của tinh bột Sự thay đổi cấu trúc của tinh bột trong quá trình này có thể điều chỉnh tốc độ tiêu hóa Sự biến đổi về cấu trúc phân tử xảy ra tại các giai đoạn khác nhau trong quá trình chế biến và bảo quản cũng ảnh hưởng đến khả năng tiêu hóa của tinh bột bởi enzyme Ngoài ra, các thành phần không phải tinh bột trong thực phẩm cũng có thể giảm tốc độ tiêu hóa
13 tinh bột bằng cách ảnh hưởng đến độ nhớt của dạ dày và ức chế enzyme amylase (Hamaker và cộng sự, 2007).
Phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology, RSM)
Phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) được giới thiệu là một tập hợp các kỹ thuật toán học và thống kê với mục đích là phân tích bằng một mô hình thực nghiệm các vấn đề như mô hình đặt ra RSM trở nên rất hữu ích do thực tế là các phương pháp khác hiện có, chẳng hạn như mô hình lý thuyết, có thể rất cồng kềnh khi sử dụng, tốn thời gian, không hiệu quả, dễ xảy ra lỗi và không đáng tin cậy (Box, 1951) Phương pháp này được George
E P Box và K B Wilson phát triển vào năm 1951 Ý tưởng chính của RSM là sử dụng một chuỗi các thí nghiệm được thiết kế để thu được phản hồi tối ưu Box và Wilson đề xuất sử dụng mô hình đa thức bậc hai để thực hiện việc này Họ thừa nhận rằng mô hình này chỉ là mô hình gần đúng, nhưng họ sử dụng nó vì mô hình như vậy rất dễ ước tính và áp dụng, ngay cả khi người ta biết rất ít về quy trình Cụ thể hơn, các mục tiêu của nó để tạo ra kiến thức trong lĩnh vực thử nghiệm quan tâm Đồng thời ước tính đáng tin cậy sự thay đổi thực nghiệm (lỗi thuần túy) Để đảm bảo tính đầy đủ giữa mô hình được đề xuất và dữ liệu thử nghiệm (để dễ dàng phát hiện sự thiếu phù hợp), dự đoán phản ứng quan sát được và chính xác nhất có thể, tại các điểm trong miền thử nghiệm nơi không có thí nghiệm nào được thực hiện, đề xuất các chiến lược tuần tự để thực hiện thử nghiệm với các lựa chọn thay thế khác nhau theo kết quả thu được Ngoài ra, còn các mục tiêu khác như duy trì hiệu quả cao liên quan đến chi phí, thời gian tiết kiệm và bất kỳ hạn chế thực tế nào khác, làm cho việc xác định dữ liệu ngoại lệ dễ dàng hay quyết định có thể trong điều kiện không chắc chắn, giảm sự mơ hồ (Sarabia & Ortiz)
Bảng 2.2 Tóm tắt các đặc tính của thiết kế bề mặt đáp ứng cổ điển
Thiết kế CCC cung cấp dự đoán chất lượng cao trên toàn bộ không gian thiết kế, nhưng yêu cầu cài đặt hệ số nằm ngoài phạm vi của các hệ số trong phần giai thừa Lưu ý: Khả năng chạy thiết kế CCC được nhận ra trước khi bắt đầu thử nghiệm giai thừa, khoảng cách giữa các yếu tố có thể được giảm xuống để đảm bảo rằng ± α đối với mỗi yếu tố được mã hóa tương ứng với mức khả thi (hợp lý) Yêu cầu 5 cấp độ cho mỗi yếu tố
Thiết kế CCI chỉ sử dụng các điểm trong phạm vi hệ số được chỉ định ban đầu nhưng không cung cấp dự đoán chất lượng cao tương tự trên toàn bộ không gian so với CCC Yêu cầu 5 cấp độ của mỗi yếu tố
CCF Thiết kế CCF cung cấp dự đoán chất lượng tương đối cao trên toàn bộ không gian thiết kế và không yêu cầu sử dụng các điểm nằm ngoài phạm
14 vi hệ số ban đầu Tuy nhiên, chúng cho độ chính xác kém khi ước tính các hệ số bậc hai thuần túy Yêu cầu 3 cấp độ cho mỗi yếu tố
Những thiết kế này yêu cầu ít sự kết hợp xử lý hơn so với thiết kế hỗn hợp trung tâm trong các trường hợp liên quan đến 3 hoặc 4 yếu tố
Thiết kế Box-Behnken có thể xoay được nhưng nó chứa các vùng có chất lượng dự đoán kém như CCI "Các góc bị thiếu" của nó sẽ hữu ích khi người thử nghiệm tránh được các yếu tố kết hợp cực đoan Thuộc tính này ngăn chặn khả năng mất dữ liệu trong những trường hợp đó Yêu cầu 3 cấp độ cho mỗi yếu tố
Trong một số trường hợp, phương trình mô tả đầy đủ về quá trình có thể yêu cầu mô hình bậc hai hoặc bậc ba:
Hình 2.1 đến 2.4 xác định các loại bề mặt bậc hai tổng quát mà người điều tra có thể gặp phải
Hình 2.1 Bề mặt phản hồi “đỉnh” Hình 2.2 Bề mặt phản hồi “sườn đồi”
Hình 2.3 Bề mặt phản hồi “sườn núi cao” Hình 2.4 Bề mặt phản hồi “yên ngựa”
Trong thiết kế mô hình có khả năng xoay, đường viền tương ứng với phương sai của các giá trị dự đoán được biểu diễn dưới dạng các vòng tròn đồng tâm Hình 2.5 và 2.6 thể hiện một biểu đồ ba chiều minh họa rõ ràng điều này.
15 chiều và biểu đồ đường viền tương ứng của 'chức năng thông tin' liên quan đến thiết kế 32 Hàm thông tin là:
Với V là biểu thị phương sai (của giá trị dự đoán)
Mỗi hình vẽ đều thể hiện rõ ràng nội dung thông tin của thiết kế không chỉ là hàm khoảng cách từ tâm không gian thiết kế mà còn là hàm chỉ hướng Hình 2.7 và 2.8 là các đồ thị tương ứng của hàm thông tin cho thiết kế bậc hai xoay Trong mỗi hình này, giá trị của hàm thông tin chỉ phụ thuộc vào khoảng cách từ một điểm đến tâm không gian
Hình 2.5 Minh họa ba chiều cho chức năng thông tin của thiết kế 3 2 Hình 2.6 Bản đồ đường viền của chức năng thông tin cho thiết kế 3 2
Hình 2.7 Minh họa ba chiều của hàm thông tin cho thiết kế bậc 2 Hình 2.8 Bản đồ đường viền của hàm thông tin cho thiết kế bậc 2
Thiết kế (mô hình) Box-Behnken
Trong thống kê, thiết kế Box–Behnken là thiết kế thử nghiệm cho phương pháp bề mặt đáp ứng, do George EP Box và Donald Behnken nghĩ ra vào năm 1960 Thiết kế Box-
Behnken là một thiết kế bậc hai độc lập ở chỗ nó không chứa thiết kế giai thừa hoặc phân số nhúng Trong thiết kế này, các kết hợp xử lý nằm ở điểm giữa các cạnh của không gian xử lý và ở trung tâm Những thiết kế có thể xoay được (hoặc gần như xoay được) và yêu cầu 3 cấp độ cho mỗi yếu tố Các thiết kế có khả năng chặn trực giao hạn chế so với các thiết kế tổng hợp trung tâm
Hình 2.9 Thiết kế Box-Behnken cho 3 yếu tố
Thiết kế Box-Behnken là một thiết kế thử nghiệm được sử dụng rộng rãi trong RSM
Nó được sử dụng để điều tra mối quan hệ giữa các biến (yếu tố) độc lập và biến phản hồi, thường nhằm mục đích tối ưu hóa quy trình sản xuất hoặc hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến một kết quả cụ thể (Box & Draper, 1987;Montgomery, 2017) Mỗi điểm trong lưới được chọn để cân bằng việc thể hiện không gian thử nghiệm và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên (Box & Draper, 1987;Montgomery, 2017) Hình học của thiết kế này gợi ý một hình cầu trong không gian Trong đó, hình cầu được xử lý sao cho bề mặt của nó nhô ra qua mỗi mặt với điểm giữa của mỗi cạnh của không gian Phương pháp bề mặt đáp ứng được sử dụng để tìm giá trị của các tham số có thể kiểm soát dẫn đến tối ưu hóa phản hồi Ngoài ra, Box- Benhken còn dùng để khám phá những giá trị nào của x sẽ dẫn đến một sản phẩm hoặc quy trình đáp ứng một số yêu cầu hay thông số kỹ thuật (S H Lee & Kwak, 2006)
Các thiết kế Box-Behnken cho phép nghiên cứu tuần tự ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau Nếu trong quá trình nghiên cứu các yếu tố đầu tiên và các yếu tố khác được duy trì ở mức không đổi Bảng 2.3 cho thấy đối với DOE Box–Behnken, DOE số lượng thử nghiệm và số hệ số để ước tính trong trường hợp 3, 4, 5 và 6 yếu tố
Bảng 2.3 Số lần thử trong thiết kế Box–Behnken (một lần thử ở điểm trung tâm)
Số lượng hệ số cần ước tính 10 15 21 28
Hình 2.10 Lưu đồ các bước sử dụng trong RSM
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Vật liệu
Sodium carboxymethyl cellulose (CMC, Trung Quốc), sodium hydroxide (NaOH, Trung Quốc), hydrochloric acid (HCl, Trung Quốc), 3,5- dinitrosalicylic acid (DNS, Trung Quốc), enzyme α-amylase (AHA-400, Angek yeast Co., Trung Quốc), D - glucose (C6H12O6, Trung Quốc), natri azide (NaN3, Trung Quốc), mononatri orthophosphate (NaH2PO4, Trung Quốc), dinatri hydrophosphate (Na2HSO4), enzyme Panceratin (P7545, MilliporeSigma, Đức)
Tinh bột khoai mỡ thoái hóa sử dụng trong nghiên cứu được chế biến từ củ khoai mỡ tươi thu mua tại chợ đầu mối nông sản Thủ Đức Quy trình sản xuất tinh bột khoai mỡ thoái hóa HR0 được thực hiện theo các bước quy định trong các mục 3.3 và 3.4.
Hình 3.1 Khoai mỡ mua tại chợ đầu mối nông sản Thủ Đức
Hình 3.2 Bột mì Backers’ Choice số 8
Bột mì là thành phần nguyên liệu chính trong hầu hết các loại bánh cookie Nó đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên kết cấu, độ cứng và hình dạng của sản phẩm bánh sau khi nướng Hầu hết các loại bánh cookie thường được làm từ bột có hàm lượng protein thấp từ 8-9% Bột mì được sử dụng trong nghiên cứu này là bột mì số 8 cùa Bakers’ Choice thuộc đơn vị sản xuất là Công ty Interflour Việt Nam Thành phần của bột mì lấy từ nhà cung cấp được trình bày trong bảng 3.1
Bảng 3.1 Thành phần có trong 100g bột mì số 8 Bakers’ Choice
Bơ là nguồn tạo hương vị chính trong bánh quy, đồng thời đóng vai trò quan trọng trong việc tạo kết cấu Chất béo trong bơ bao phủ đường và bột, tạo thành mạng lưới gluten giúp khối bột mềm và xốp Tuy nhiên, nếu sử dụng quá nhiều bơ, mạng lưới gluten sẽ bị gián đoạn, dẫn đến bánh mềm và ẩm hơn Do đó, hàm lượng chất béo trong công thức bánh quy càng cao thì mạng lưới gluten càng kém phát triển và chất lượng cảm quan của sản phẩm càng giảm.
Chất béo sử dụng trong nghiên cứu này là bơ lạt TH Bơ được sản xuất hoàn toàn bằng chất béo của sữa tươi sạch nguyên chất từ trang trại TH cùng với quá trình lên men tự nhiên bằng chủng men Lactococcus lactis và Leuconostoc mesenteroides, men lactic tạo nên hương vị thơm ngon
Trong công thức làm bánh cookie, trứng đóng vai trò là cung cấp chất nhũ hóa, pha chất béo sẽ được trải đều hơn trên các thành phần ưa nước như bột mì, đường, v.v trong bột nhào (Duncan Manley, 2000) Lòng đỏ trứng rất giàu chất béo và lecithin và chính những thành phần này đã làm cho trứng trở thành nguyên liệu làm bánh ngon Bên cạnh đó, trứng còn giúp cung cấp chất dinh dưỡng, tạo ẩm và tạo màu cho sản phầm
Nghiên cứu được thực hiện bởi Hiệp hội nghiên cứu làm bánh và xay bột tại Chorleywood 1974, bởi Tsen và cộng sự, (1975) đã chỉ ra rằng việc sử dụng chất nhũ hóa trong bánh cookie cho phép giảm chất béo trong công thức lên tới 20% trên cơ sở công thức Ngoài ra, chất nhũ hóa ảnh hưởng đến độ nở của bánh cookie trong giai đoạn nướng (Tsen, 1973; Hutchinson, 1978) và làm mềm kết cấu bánh (Hutchinson và cộng sự, 1977)
Đường đóng vai trò quan trọng trong làm bánh quy, không chỉ tạo vị ngọt mà còn có tác dụng làm thay đổi cấu trúc và tăng cường hương vị (SEIB, P A, 1980) Tùy thuộc vào kích thước của các tinh thể đường và tốc độ hòa tan của chúng khi nướng, đường có thể ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc, độ giòn và hương vị chung của bánh quy.
Trong quá trình nướng bánh quy, nhiệt độ của lò nướng ảnh hưởng đến kết cấu và độ giòn của bánh Đường hòa tan đóng góp vào độ ẩm của bột cho đến khi dung dịch đường bão hòa và lượng đường làm giảm lượng nước cần thiết cho hỗn hợp bột nhào Đường cũng làm tăng điểm hồ hóa của tinh bột lên nhiệt độ cao hơn, giúp bột nở lâu hơn trong lò Ngoài ra, đường hoạt động như một chất chống oxy hóa, kéo dài thời hạn sử dụng của bánh quy bằng cách làm chậm quá trình ôi thiu của chất béo.
Hình 3.5 Sữa tươi tiệt trùng nguyên chất không đường TH true MILK
Khi được sử dụng trong bánh cookie, nó làm tăng màu sắc của vỏ bánh do sự hiện diện của đường khử và acid amin tham gia phản ứng Maillard trong giai đoạn nướng (Manley, 2000) Điều này đặc biệt hữu ích trong các công thức ít béo và ít đường khi màu sắc của vỏ bánh sẽ giảm đi rõ rệt
Hình 3.6 Hương Vanilla Rayner's Anh 28ml Được sử dụng như một chất tạo hương cho bánh cookie, giúp tăng mùi hương và tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm bánh
Thành phần của baking powder bao gồm baking soda, acid hoặc muối acid, bột bắp Tác nhân hóa học gây nở sinh CO2, được thêm vào với số lượng nhỏ, thường ít hơn 2% trọng lượng bột (Wade, 1988d) Khí sinh ra trong giai đoạn nướng bị giữ lại trong mạng lưới gluten và ảnh hưởng tới kết cấu của bánh cookie, giúp bánh nở, giòn và xốp
Các nguyên liệu khác sử dụng trong quá trình nghiên cứu đều có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng được trình bày dưới Bảng 3.2
Bảng 3.2 Nguồn gốc, xuất xứ của các nguyên liệu sử dụng trong bài nghiên cứu
Nguyên liệu Nguồn gốc xuất xứ
Bột bắp Công ty Bobsredmill Việt Nam
Xanthan Gum Công ty CP Phát triển Khoa Học Công Nghệ Việt Úc
Muối Công ty CP Muối Vĩnh Ngọc
Sơ đồ phương pháp nghiên cứu
Hình 3.8 Lưu đồ phương pháp nghiên cứu
Thu nhận tinh bột khoai mỡ
Phân tích các tính chất của bột nhào bổ sung tinh kháng
Phân tích các tính chất của bánh cookie bổ sung tinh kháng Đánh giá cảm quan sản phẩm bánh cookie
Xác định chỉ số đường huyết (GI)
- Phân tích độ ẩm của bột nhào
- Phân tích kết cấu của bột nhào: độ cứng, độ đàn hồi, độ cố kết, độ dai, độ dẻo
- Xác định đường kính, bề dày, hệ số nở ngang của bánh cookie
- Phân tích kết cấu (độ cứng) và màu sắc của bánh cookie
- Phân tích độ ẩm bánh cookie trước và sau khi bảo ôn 28 ngày Đánh giá các chỉ tiêu màu sắc, mùi, vị, kết cấu và mức độ ưa thích chung của sản phẩm dựa trên cơ sở phép thử cảm quan cho điểm thị hiếu
Theo phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) với mô hình Box- Behnken
- Các tham số: tỷ lệ tinh bột kháng thay thế (%), nhiệt độ nướng (°C) và thời gian nướng (phút)
- Các yếu tố đáp ứng: điểm cảm quan, độ cứng, bề dày, đường kính, hệ số nở ngang, các chỉ số L*, a*, b* mặt trên và mặt dưới bánh cookie
Xác định chỉ số đường huyết GI in vivo và GI in vitro của mẫu bánh cookie tối ưu
- Phân tích độ ẩm, độ hấp thụ nước, độ hấp thụ dầu của tinh bột kháng
- Phân tích chỉ số GI in vivo và GI in vitro của tinh bột kháng
Thu nhận tinh bột khoai mỡ
Để loại bỏ đất cát, bụi bẩn, củ khoai mỡ sau khi được phân loại mang đi rửa sạch với nước và gọt vỏ Sau khi hoàn tất gọt vỏ, rửa sạch lại với nước và cắt chúng thành miếng nhỏ Ngâm phần hạt lựu cắt nhỏ trong dung dịch 0,2% NaOH (với tỷ lệ khoai:NaOH = 1:9) Xay hạt lựu khoai mỡ cùng với dung dịch 0,2% NaOH, sau đó sử dụng rây (mesh 100 = 0,15 mm) để loại bỏ phần xơ và thu dịch huyền phù Để tránh sẫm màu tinh bột, hỗn hợp này tiếp tục được ngâm trong dung dịch 0,2% NaOH để loại bỏ các hợp chất màu, protein, Trong quá trình ngâm, các hợp chất màu, protein, pectin, phenol, hòa tan vào dịch ngâm và phần xơ sẽ nổi lên trên bề mặt Các thành phần này sau đó được loại bỏ và cách 4 giờ thay mới dung dịch NaOH một lần (thực hiện lặp lại 4-5 lần) Để lấy tinh bột, lọc huyền phù qua rây (mesh 200 = 0,075 mm)
Hình 3.9 Quy trình thu nhận tinh bột khoai mỡ
Ninhydrin được sử dụng để kiểm tra dịch ngâm đảm bảo rằng quá trình ngâm đã loại bỏ hoàn toàn protein từ củ khoai mỡ Dưới tác động của nhiệt độ, protein trong dịch ngâm phản ứng với ninhydrin và tạo ra phức màu xanh tím Phản ứng hóa học giữa protein và ninhydrin:
Hình 3.10 Phản ứng hóa học giữa protein và ninhydrin
Tiến hành bằng cách trích 1 mL dung dịch ngâm vào ống nghiệm Nhỏ vài giọt thuốc thử ninhydrin (0,2 g ninhydrin và 10 mL cồn tuyệt đối) vào ống nghiệm Đậy nắp ống nghiệm và đun cách thủy trong 10 phút Nếu không thấy phức màu xanh tím xuất hiện, thì protein đã bị loại bỏ khỏi dung dịch ngâm Trong trường hợp vẫn xuất hiện màu, tiếp tục ngâm dung dịch ngâm trong NaOH cho đến khi hỗn hợp chuyển sang không màu, rồi tiến hành bước trung hòa.
Dung dịch ngâm tinh bột có pH khoảng 11,6 để rửa trôi NaOH bằng nước cất Kết hợp lắng tinh bột để quá trình trung hòa diễn ra thuận lợi Huyền phù tinh bột sau đó được trung hòa bằng dung dịch 0,1N HCl Khi bước trung hòa hoàn tất, tiếp tục rửa sạch muối bằng cách lắng tinh bột và rửa nhiều lần với nước cất Lấy 1 mL dung dịch ngâm và thực hiện phản ứng với vài giọt AgNO3 để kiểm tra sự có mặt của muối
Tiếp tục rửa tinh bột với nước cất (kết hợp để lắng) nếu có xuất hiện kết tủa trắng (AgCl) Nếu không có kết tủa xuất hiện, tiến hành sấy ở nhiệt độ dưới 50℃, sau đó xay nhuyễn và rây qua sàng lưới 100 mesh (đường kính lỗ 0,150 mm) Sau quá trình sấy, tinh bột sẽ đạt độ ẩm dưới 10% và được bảo quản trong bao bì kín ở nơi khô thoáng
Thoái hóa tinh bột khoai mỡ
Hình 3.11 Quy trình sản xuất tinh bột thoái hóa
Huyền phù 3% tinh bột (12 g tinh bột và 400 mL nước cất trong erlen 1000ml được hồ hóa bằng cách đun cách thủy (95°C, 30 phút) Sau đó, huyền phù tiếp tục được tiệt trùng (121°C/30 phút) để đảm bảo quá trình hồ hóa tinh bột diễn ra hoàn toàn Sau đó huyền phù được làm nguội ở nhiệt độ phòng và trải mỏng độ dày 3 ~ 5 cm trong khay đựng làm bằng inox 304 có kích thước 30x25 cm để quá trình truyền nhiệt tại tâm đồng đều hơn Huyền phù tinh bột được thoái hóa bằng cách lưu trữ theo các chu kỳ: làm lạnh ở 4°C trong 18 giờ, sau đó để nguội ở 30°C trong 6 giờ Mỗi chu kỳ kéo dài 24 giờ và quá trình thoái hóa kéo dài trong 2 ngày tương ứng với 2 chu kỳ Sau khi kết thúc, tinh bột được trải mỏng và phơi ngoài trời hoặc sấy đối lưu (50°C/8 giờ) cho đến khi độ ẩm < 10% Sau đó, tinh bột được nghiền mịn và rây qua lưới mesh 100
3.5 Quy trình công nghệ sản xuất bánh cookie thay thế một phần bột mì bằng tinh bột HR0
Hình 3.12 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bánh cookie thay thế một phần bột mì bằng tinh bột HR0
Bảng 3.3 Tỷ lệ thành phần nguyên liệu cookie được sử dụng trong nghiên cứu
Vani g 1 Để làm bánh cookie, nguyên liệu được mua ở tiệm Abby – chuỗi cửa hàng về đồ làm bánh, nấu ăn, pha chế Tất cả nguyên liệu được bảo quản trong lọ thủy tinh/nhựa và để ở nhiệt độ phòng (25°C), hoặc trong tủ lạnh tùy thuộc vào yêu cầu bảo quản nguyên liệu (Aparicio-Saguila'n và cộng sự, 2005) Các thành phần được sử dụng trong công thức bánh cookie được trình bày trong bảng 3.3 Mẫu đối chứng (M0) được làm từ 100% bột mì với các thành phần khác ngoại trừ tinh bột HR0, trong khi các mẫu khác được thay thế một phần bột mì bằng tinh bột HR0 Tỷ lệ tinh bột HR0/bột mì lần lượt là 5/95 (M1); 32,5/67,5 (M2); 60/40 (M3) Bơ để ở nhiệt độ phòng khoảng 10 phút và đánh nhẹ (1 phút) sau đó bổ sung lần lượt các với các nguyên liệu (trứng, đường, vani, muối) tạo thành hỗn hợp kem mịn Tiếp đến, thêm hỗn hợp vào bột mì hoặc hỗn hợp tinh bột HR0/bột mì và các nguyên liệu còn lại vào rồi trộn kỹ; bột được cán ra có độ dày 1 cm trên mặt phẳng Sau đó bột nhào được ủ trong ngăn mát tủ lạnh ở nhiệt độ 10℃ trong 20 phút để bơ không bị chảy và thuận lợi cho quá trình cắt tạo hình Sau khi ủ, bột được cắt bằng khuôn tròn (đường kính 4 cm) và đặt trên các khay nướng bằng nhôm đã phủ giấy nến Bánh cookie được nướng trong lò nướng Teka 30 ở nhiệt độ 160°C trong 30 phút với chế độ nướng 2 lửa không quạt Sau khi nướng, bánh quy được để nguội trong vòng 30 phút và bảo quản trong hộp nhựa có nắp đậy kín.
Khả năng hấp thụ nước của tinh bột HR0
Khả năng hấp thụ nước của tinh bột HR0 được xác định theo phương pháp (Anderson và cộng sự,1969) Cho 0,5 g tinh bột HR0 và 6 ml nước cất đặt vào ống ly tâm đã cân trước Khuấy đều trong 30 phút trong bể điều nhiệt ở nhiệt độ 30℃ Sau đó, huyền phù được ly tâm ở tốc độ 3000 vòng/phút trong 10 phút Phần nước dư được loại bỏ bằng cách đảo ngược
29 các ống trên giấy thấm Tiến hành cân xác định khối lượng phần cặn trong ống ly tâm Tính toán độ hấp thụ nước WAC dựa trên công thức:
Trong đó, mc là khối lượng (g) cặn còn lại sau khi đã gạn bỏ nước, mb là khối lượng (g) bột ban đầu.
Khả năng hấp thụ dầu của tinh bột HR0
Khả năng hấp thụ dầu của tinh bột HR0 được xác định theo phương pháp tham khảo bởi (Khan và cộng sự, 2019) Cho 1 g tinh bột HR0 và 6 ml dầu vào ống ly tâm đã cân trước Sau mỗi 5 phút lắc ống ly tâm 15 giây trong vòng 10 phút và để yên ở nhiệt độ phòng 30 phút để bột hấp thụ dầu Sau đó, đem ống đi ly tâm ở tốc độ 3000 vòng/phút trong 20 phút Phần dầu dư được loại bỏ bằng cách đảo ngược các ống trên giấy thấm Tiến hành cân xác định khối lượng phần cặn trong ống ly tâm Tính toán kết quả độ hấp thụ dầu OAC dựa trên công thức:
Trong đó, mc là khối lượng (g) cặn còn lại sau khi đã gạn bỏ dầu, mb là khối lượng (g) bột ban đầu.
Xác định độ ẩm của bột nhào và bánh cookie
Độ ẩm của bột nhào và bánh quy được xác định bằng phương pháp sấy khô đến trọng lượng không đổi (AOAC Official Method 934.01, 2005), phù hợp với NFTA 2.1.4 Sau khi sấy đĩa petri trong 2 giờ ở 105°C (±3°C), cho mẫu vào đĩa và sấy ở 105°C (Shreve et al., 2006) Sau 3 giờ sấy, cân mẫu mỗi giờ cho đến khi sai số giữa 2 lần cân liên tiếp không quá 0,01g Lấy giá trị trung bình từ 6 lần thí nghiệm.
W 2 − W 1 x100% (3.3) Trong đó, X là độ ẩm (%) của mẫu, W3 là khối lượng (g) đĩa petri và mẫu trước khi sấy, W2 là khối lượng (g) đĩa petri và mẫu sau khi sấy, W1 là khối lượng (g) đĩa
Xác định kết cấu bột nhào bánh cookie
Kết cấu bột nhào được xác định theo phương pháp Texture Profile Analysis (TPA) tính toán ba thông số kết cấu chính (độ cố kết, độ cứng và độ đàn hồi) bằng cách nén hai lần các mẫu dưới tác dụng cơ học của thiết bị đo thu được một đường cong gọi là "đường cong lực tác dụng theo thời gian" (Force-time curves) như hình 3.13 Sử dụng máy đo kết cấu CT3
- Ametek Brookfield với đầu dò TA – AACC36 Mẫu bột nhào được đặt trên bàn cố định mẫu và đầu dò được lau sạch sau mỗi lần đo Các mẫu bột nhào được giữ ở nhiệt độ 25°C Tất cả các mẫu được phân tích và ghi nhận kết quả 6 lần lặp lại Sau đó lấy giá trị trung bình của 6 lần thí nghiệm Các mẫu được đo kết cấu với các thông số được thiết lập trên phần mềm như trong bảng 3.5 Các dữ liệu được ghi nhận trên máy tính và phân tích bởi phần mềm OriginPro 2021 (hình 3.13 và bảng 3.5)
Bảng 3.4 Các thông số phân tích kết cấu bột nhào
Thông số Định nghĩa Gía trị Độ cứng (kg)
(Hardness) Lực nén cực đại đo được trong chu kỳ nén đầu tiên H1 Độ đàn hồi
Mức độ phục hồi về mặt vật lý của sản phẩm sau khi bị biến dạng trong lần nén đầu tiên Được đo bằng tỷ lệ khoảng cách trong lần nén thứ hai và khoảng cách nén ban đầu
Khả năng chịu biến dạng tái tạo của sản phẩm phụ thuộc vào biến dạng đầu tiên Độ cố kết được lượng giá thông qua tỷ lệ diện tích công dương lần nén thứ hai so với lần nén đầu tiên.
(Gumminess) Tổng lực cần thiết để nghiền vụn mẫu H1 x (A2/A1) Độ dai (MJ)
(Chewiness) Tổng năng lượng cần thiết để nghiền vụn mẫu H1 x (A2/A1) x (L2/L1)
Bảng 3.5 Thiết lập thông số đo kết cấu bột nhào
Kiểu đo (Test Type) Compression
Kiểu đầu dò (Type Prode) TPA
Loại mục tiêu (Target Type) Deformation %
Lực kích hoạt (Trigger Load) 5 g Tốc độ đầu dò (Test Speed) 1,5 mm/ s Tốc độ thu đầu dò (Return Speed) 1,5 mm/ s Đầu dò (Prode) TA - AACC36
Bàn cố định (Fixture) TA-RT-KIT
Số chu kì nén (# of Cycles) 2
Hình 3.13 Đường cong thể hiện tác dụng lực nén lên mẫu khảo sát theo thời gian
Xác định kết cấu bánh cookie
Đặc điểm dễ vỡ (crumbly) của bánh cookie cho thấy kết cấu của nó Đây là thuộc tính cơ học của kết cấu thực phẩm liên quan đến lực cố kết và lực cần thiết để làm vỡ một sản phẩm thành các mảnh nhỏ Với phương pháp uốn cong ba điểm, các tính chất này sẽ được xác định bằng lực cần thiết để bẻ gãy sản phẩm bánh Kết cấu của bánh quy được đo bằng máy phân tích kết cấu CT3 - Ametek Brookfield Các mẫu bánh được chuẩn bị theo công thức được trình bày trong bảng 3.3 Để phù hợp với đầu dò của thiết bị các mẫu được tạo hình thành hình tròn, có kích thước đồng đều nhau (đường kính 40 mm) Khởi động thiết bị, thiết lập thông số trên thiết bị đo theo bảng 3.7 Sau đó, đặt bánh cân bằng giữa hai thanh đỡ Khoảng cách giữa hai thanh đỡ lúc này là 3,5 cm Thực hiện thí nghiệm và ghi nhận kết quả 6 lần lặp lại Lấy giá trị trung bình trong 6 lần thí nghiệm Các dữ liệu được ghi nhận trên máy tính và phân tích bởi phần mềm OriginPro 2021
Bảng 3.6 Các thông số phân tích kết cấu bánh (Megha và cộng sự, 2011)
Thông số Cách tính Giá trị Độ cứng (kg)
(Hardness) Lực cắt cực đại đo được khi sản phẩm biến dạng H1 Độ giòn (mm)
(fracturability) Độ giòn được đo bằng khoảng cách tính từ lúc lực từ đầu dò tác dụng lên bánh đến khi bánh bị biến dạng L1
Bảng 3.7 Thông số đo kết cấu sản phẩm bánh cookie
Kiểu đo (Test Type) Compression
Kiểu đầu dò (Type Prode) TPA
Giá trị mục tiêu (Target Value) 80%
Lực kích hoạt (Trigger Load) 10 g Tốc độ đầu dò (Test Speed) 1,0 mm/ s Tốc độ thu đầu dò (Return Speed) 1,0 mm/ s Đầu dò (Prode) TA-TPB
Bàn cố định (Fixture) TA-RT-KIT
Số chu kì nén (# of Cycles) 1
Hình 3.14 Đường cong thể hiện mối quan hệ giữa lực cắt và khoảng cách tại điểm tác dụng lực (Megha và cộng sự, 2011)
Xác định bề dày, chiều rộng, độ nở ngang của bánh cookie
Các phép đo lường được thực hiện ở nhiệt độ phòng khi các mẫu đã được làm nguội (Baumgartner và cộng sự, 2018)
Xác định đường kính và bề dày của bánh: Thước kẹp tiêu chuẩn được sử dụng để xác định bề dày (T) của cookie (khoảng cách giữa bề mặt trên và dưới của nó) và đường kính (D) (khoảng cách ngang qua bánh cookie) (Mohsenin, 1970)
Độ nở ngang (SD) là tỷ lệ giữa bề dày trung bình và đường kính trung bình của bánh quy (Handa và cộng sự, 2012) Đo kích thước bánh quy bằng thước kẹp sau đó tính trung bình đường kính và bề dày sau 6 lần đo Cuối cùng, sử dụng công thức SD để xác định độ nở ngang của bánh.
Trong đó, SD là hệ số nở ngang, D là đường kính (mm), T là bề dày (mm)
Xác định màu sắc bánh cookie
Sử dụng máy đo màu cầm tay KONICA MINOLTA CR-400 (Nhật Bản) - hiệu chuẩn bằng bảng trắng (White calibration plate) CR-A43 Mẫu khảo sát cần được chuẩn bị và bảo ôn trong túi zip trong vòng 24 giờ trước khi đo Trước khi bắt đầu đo, hiệu chuẩn máy đo bằng bảng trắng Phép đo được lặp lại 3 lần cho mỗi mẫu
Hình 3.15 Máy đo màu CR-400/ CR 410
Các kết quả được báo cáo là giá trị trung bình của 3 phép đo trong mỗi mẫu và được biểu thị qua các giá trị CIELAB L*, a* và b*
Trong đó, L* là biên độ sáng từ L* = 100 cho màu trắng tuyệt đối đến L* = 0 cho màu đen a* là biểu thị màu sắc: a* > 0 là màu đỏ, a* < 0 là màu xanh lục b* là biểu thị màu sắc: b* > 0 là màu vàng, b* < 0 là màu xanh lam Sự thay đổi màu sắc của mẫu được xác định bởi chỉ số khác biệt màu sắc (ΔE) tính theo công thức sau (Francis & Clydesdale, 1975):
Trong đó, ΔL = L*mẫu – L*đối chứng, Δa = a*mẫu – a*đối chứng, Δb = b*mẫu – b*đối chứng ΔE là các giá trị được sử dụng để xác định sự khác biệt tổng thể về màu sắc có rõ ràng hay không bằng mắt thường được xác định thông qua các giá trị ΔE liên quan như bảng 3.9 (Francis & Clydesdale, 1975):
Bảng 3.8 Sự khác biệt giữa các giá trị ΔE (Chetrariu & Dabija, 2021)
Giá trị ΔE Sự khác biệt về màu sắc
0 – 0.5 Sự khác biệt rất nhỏ
0.5 – 1.5 Hơi đáng chú ý; khó nhận ra bằng mắt người
1.5 – 3.0 Đáng chú ý; có thể được nhận ra bởi những người được đào tạo 3.0 – 6.0 Đáng kể; có thể được nhận ra bởi những người bình thường
6.0 – 12.0 Lớn; sự khác biệt lớn trong cùng một nhóm màu
> 12.0 Cực lớn; khác nhóm màu
Đánh giá cảm quan thị hiếu (cấu trúc, màu, mùi, vị, mức độ yêu thích) của bánh cookie
Phép thử cho điểm thị hiếu thường dùng để đánh giá mức độ khác nhau dựa trên việc cho điểm về các tính chất cảm quan khác nhau giữa các mẫu sản phẩm khác nhau, từ đó tìm ra sản phẩm tối ưu về mặt cảm quan Đánh giá mức độ ưa thích của người thử đối với các chỉ tiêu kết cấu, màu sắc, mùi, vị và độ yêu thích chung của sản phẩm cookie Phép thử cho điểm thị hiếu được tiến hành trên sản phẩm bánh cookie trong khuôn viên trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh Số lượng 80 người là sinh viên ở các độ tuổi khác nhau từ 18 đến 25 tuổi, có sức khỏe ổn định, người thử có thể có hoặc không có kinh nghiệm
Người thử sẽ được mời nếm các mẫu sản phẩm và sau đó đánh giá mức độ ưa thích hoặc hài lòng của họ bằng cách sử dụng thang điểm đã được xác định trước thông qua các thuật ngữ mô tả cấp độ hài lòng, ưa thích hoặc hài lòng (Hà Duy Tư, 2006): 1 Cực kỳ không thích; 2 Rất không thích; 3 Tương đối không thích; 4 Hơi không thích; 5 Không thích cũng không ghét; 6 Hơi thích; 7 Tương đối thích; 8 Rất thích; 9 Cực kỳ thích Người thử sẽ được cung cấp các phiếu chuẩn bị, phiếu khảo sát và phiếu trả lời (Phụ lục 78,79,80).
Phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology, RSM) bằng mô hình
Hình 3.16 Thiết kế tiêu chuẩn và yếu tố đáp ứng của mô hình
Áp dụng phương pháp bề mặt đáp ứng Box - Behnken tối ưu hóa quá trình sản xuất bánh cookie với 3 tham số đầu vào là nhiệt độ nướng, thời gian nướng và tỷ lệ sử dụng tinh bột HR0 thay thế Nghiên cứu sử dụng thiết kế 3 điểm tại tâm và đánh giá cảm quan sản phẩm để xác định hàm mục tiêu tối ưu với độ ưa thích chung cao nhất.
35 và các yếu tố đáp ứng gồm đường kính, bề dày, hệ số nở ngang, độ cứng, độ sáng L*, a*, b* bánh cookie được trình bày ở bảng 3.9
Hình 3.17 Mô hình CUBE Bảng 3.9 Bảng các giá trị của các yếu tố khảo sát tối ưu
MẪU THAM SỐ (BIẾN ẢO) THAM SỐ (BIẾN THẬT)
Tinh bột HR0 thay thế (%)
Tinh bột HR0 thay thế (%)
Xác định chỉ số đường huyết GI (e.GI) in vitro
Chỉ số GI của các mẫu tinh bột và các mẫu bánh được xác định dựa trên phương pháp của (Arp và cộng sự, 2020) Để tạo dịch enzyme, cho 0,1 ml enzyme alpha amylase được phân tán vào 100 ml dung dịch đệm natri phosphate có pH là 6,9, có bổ sung 0,05 g NaN3
(để ức chế sự phát triển của vi sinh vật) Trước khi sử dụng, dung dịch enzyme (260,00 U/g) (AHA-400, Angel yeast Co., LTD.) được ổn định nhiệt trong bể điều nhiệt ở 37℃ Mẫu tinh bột được cân chính xác 0,5000g và được phân tán vào 25ml dung dịch đệm pH = 6,9 Sau đó, chuyển hỗn hợp này vào bể điều nhiệt có nhiệt độ 37 ℃ với tốc độ khuấy 40% trong vòng 10 phút Cho vào hỗn hợp huyền phù tinh bột 5ml dịch enzyme trong khi đó vẫn giữ nhiệt độ khuấy trên Phản ứng được thực hiện từ 0 đến 480 phút Dung dịch enzyme phản ứng (1000àL) được lấy ra ở thời điểm từ 0 (ngay sau khi bổ sung enzyme), 20, 60, 90, 120,
180, 210, 240, 270, 300, 330, 360, 390, 420, 450 và 480 phút Cho vào dung dịch phản ứng 1ml dung dịch DNS (1g DNS, 30g sodium potassium tartrate, 1,6g NaOH) Sau đó, đun cách thủy trong vào 5 phút
Dựa vào hàm lượng đường khử đo được ở bước sóng 530nm, có thể xác định hàm lượng đường khử tương ứng với mg maltose/g tinh bột Khi số liệu này được thu thập, chúng sẽ dùng để xây dựng đường cong thủy phân Sau đó, các đường cong này sẽ được hồi quy về phương trình do Gorii cùng cộng sự đề xuất vào năm 1997.
C = 𝐶 ∞ (1-𝑒 −𝑘𝑡 ) (3.6) Trong đó, C là lượng đường khử được giải phóng khi thủy phân tại một thời điểm nhất định t, 𝐶 ∞ là giới hạn tiêu hóa (giá trị của C tại 𝑡 ∞ ), K là tỷ lệ không đổi
Trước khi thử nghiệm, tinh bột thô phải được hồ hóa hoàn toàn (đun cách thủy 15 phút và autoclauve 10 phút ở 121℃) (Gorii và cộng sự, 1997) Cuối cùng, chỉ số đường huyết GI ước tính theo phương pháp đã được công bố Quy trình này bao gồm việc xác định tích phân từng đường cong thủy phân để thu được diện tích tương ứng dưới đường cong (bằng phần mềm OriginPro 2021) và sau đó tính GI ước tính dưới dạng tỷ lệ toán học giữa diện tích của mỗi loại bánh cookie với diện tích bánh mì trắng tương ứng hoặc tỷ lệ toán học giữa diện tích của mỗi loại tinh bột với diện tích glucose tương ứng (GI mẫu đối chứng
Xác định chỉ số đường huyết (i.GI) in vivo
Ở thí nghiệm này, chuột được nuôi thích nghi bằng khẩu phần ăn tiêu chuẩn cho đến khi đạt trọng lượng 30g/con Sau đó, chuột được cho nhịn ăn trong 12 giờ trước khi cho uống 0,5 mL dung dịch huyền phù mẫu (các mẫu tinh bột HR0, A, Glucose, bánh cookie thay thế tinh bột HR0, bánh cookie mẫu chuẩn và bánh mì trắng) Tất cả các mẫu và dung dịch chuẩn glucose đều có nồng độ 7,5% (w/v) bằng ống oral gavage qua đường miệng Một giọt máu được lấy ở tĩnh mạch đuôi của mỗi con chuột tại các thời điểm trước uống (0 phút) và sau uống (15, 30, 60, 90, 120, 180 phút) (Ao & Jane, 2007)
Phần mềm Origin 8.5.1 được sử dụng để tính phần diện tích dưới đường cong đại diện cho nồng độ glucose trong máu trong vòng 180 phút đầu sau bữa ăn, áp dụng vào công thức tính chỉ số thực phẩm GI tương ứng với GIglucose (0) (mg/dL).
𝑆 𝐺𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑒 × 100 (3.8) Trong đó: GIA là chỉ số đường huyết của tinh bột khoai mỡ thô hồ hóa; GIHR0 là chỉ số đường huyết của tinh bột khoai mỡ thoái hóa 2 chu kì; SA là diện tích giới hạn bởi đường cong nồng độ glucose máu trong khoảng 180 phút của mẫu dung dịch (7,5% w/v) tinh bột khoai mỡ hồ hóa; SHR0 là diện tích giới hạn bởi đường cong nồng độ glucose máu trong khoảng 180 phút của mẫu dung dịch (7,5% w/v) tinh bột khoai mỡ thoái hoá 2 chu kì
Xử lí thống kê
Số liệu được ghi nhận từ các thí nghiệm sau đó tính toán kết quả giá trị trung bình, độ lệch chuẩn bằng Microsoft Excel 2020 và phương pháp phân tích phương sai ANOVA được sử dụng để so sánh sự khác biệt của các giá trị trung bình đã được xác định bằng kiểm định Turkey’s test (p < 0,05 được coi là có ý nghĩa thống kê) thông qua phần mềm Minitab
20 (Version 21.4.1) Kết quả tối ưu hóa điều kiện nướng của bánh cookie thay thế một phần bột mì bằng tinh bột HR0 được thực hiện qua phần mềm Design Expert 2021 (Version 13.0.5.0) Cuối cùng, kết quả chỉ số đường huyết GI được tính toán bằng cách xác định tích phân từng đường cong thủy phân để thu được diện tích tương ứng dưới đường cong được xử lý bằng phần mềm OriginPro 2021(Version 9.8.0.200).
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Độ ẩm của tinh bột HR0
Bảng 4.1 Kết quả phân tích độ ẩm tinh bột HR0
Chỉ tiêu Tinh bột HR0 Độ ẩm (%) 9,63±0,39 a Độ ẩm là một yếu tố rất quan trọng đối với thời hạn sử dụng của bột, độ ẩm của bột càng thấp thì độ ổn định bảo quản càng cao (Launay & buré, 1973) Kết quả phân tích độ ẩm của tinh bột HR0 là 9,63% cho thấy loại tinh bột này có thể được sử dụng làm tinh bột thương mại vì độ ẩm của nó nằm trong khoảng 10 – 20% (Soni và cộng sự, 1993) Theo Delcour & Hoseney (2010), độ ẩm ở khoảng 14% hoặc cao hơn một chút thì nấm phát triển và làm hư hỏng bột So với phạm vi độ ẩm được khuyến nghị để bảo quản an toàn là dưới 13% (ISI., 1970) thì tinh bột HR0 hoàn toàn đủ điều kiện để bảo quản trong thời gian dài.
Mức độ thuỷ phân và chỉ số đường huyết GI in vitro (e.GI) của tinh bột HR0
Chú thích: A: tinh bột khoai mỡ hồ hóa; HR0: tinh bột khoai mỡ thoái hóa 2 chu kì; N: tinh bột khoai mỡ thô Các giá trị có ký hiệu khác nhau (a-c) trong cùng cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (p HR0 (35,27) > N (6,76), điều này chứng tỏ chỉ số đường huyết của các mẫu tinh bột tỷ lệ thuận với mức độ thủy phân Tinh bột khoai mỡ hồ hóa (A) chứa hàm lượng cao tinh bột tiêu hóa nhanh (RDS) được thủy phân nhanh chóng bởi α-amylase, từ đó tạo ra dòng glucose sẵn sàng để hấp thụ ở ruột non, dẫn đến tăng lượng đường nhanh chóng trong máu và insulin sau bữa ăn (Moreira, 2013) Vì lý do này, tinh bột hồ hóa (A) có chỉ số đường huyết cao nhất trong số tất cả các mẫu tinh bột Đối với các mẫu tinh bột thoái hóa HR0, quá trình thoái hóa để giữ cho các đại phân tử tinh bột mất tổ chức ở nhiệt độ thấp (4°C) có thể được lặp đi lặp lại để tăng hàm lượng tinh bột kháng (RS) (Jin Park, 2004)
Tóm lại, sử dụng phương pháp thoái hóa tinh bột khoai mỡ dẫn đến làm giảm chỉ số
GI Việc áp dụng thoái hóa qua các chu kỳ làm lạnh (4℃/18 giờ) - để nguội (30℃/6 giờ), mỗi chu kỳ kéo dài 24 giờ trong 2 ngày (tương ứng 2 chu kỳ) đối với tinh bột khoai mỡ
Chính vì thế, việc thay thế một phần bột mì bằng tinh bột HR0 vào sản phẩm bánh dẫn đến làm giảm chỉ số GI, thích hợp cho những người mắc bệnh đái tháo đường.
Chỉ số đường huyết GI in vivo (i.GI) của tinh bột HR0
Hình 4.2 Đường huyết của chuột khi sử dụng các loại tinh bột qua đường miệng
Trong nghiên cứu trên, các nhóm thí nghiệm được phân chia như sau: Glu (uống dung dịch glucose 7,5%), A (uống dung dịch tinh bột khoai mỡ hồ hóa 7,5%) và HR0 (uống dung dịch huyền phù tinh bột khoai mỡ thoái hóa 2 chu kỳ 7,5%) Phân tích thống kê cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa giữa các nhóm (p HR0 (141,5 mg/dL) Sau 30 phút nồng độ glucose trong máu giảm dần và gần như trở về mức ban đầu sau 180 phút Nhóm chuột sử dụng tinh bột HR0 có nồng độ glucose trong máu giảm chậm nhất Nguyờn nhõn do chỉ số i.GI của mẫu HR0 thấp hơn gần ẵ so với mẫu A Điều này phự hợp với chỉ số e.GI vì thực phẩm chứa tinh bột kháng có chỉ số đường huyết (GI) tương đối thấp nên chúng giúp lượng đường trong máu tăng chậm (Del Prato và cộng sự, 1994; Afandi và cộng sự, 2021) Trong nghiên cứu mẫu tinh bột gạo tự nhiên và biến đổi vật lý với hàm lượng
Nồ ng đ ộ glu co se m áu ( m g/d L )
42 amylose khác nhau, nồng độ glucose trong máu cao nhất sau 30 phút uống dung dịch tinh bột và cũng giảm dần sau đó (Van Hung và cộng sự, 2016)
Có sự khác biệt đáng kể về chỉ số đường huyết của glucose và các loại tinh bột (p A (72,63) > HR0 (51,07) Như vậy, mẫu tinh bột HR0 có chỉ số đường huyết < 55 Điều này có nghĩa là mẫu tinh bột này có tác dụng tích cực trong quá trình kiểm soát lượng đường trong máu và insulin (Koksel và cộng sự, 2024) Trong một nghiên cứu khác về mô hình đái tháo đường có nói rằng việc kiểm soát nồng độ glucose trong máu và chỉ số lipid máu được cải thiện đáng kể khi tiêu thụ thực phẩm cú GI thấp (70) (Goủi và cộng sự, 1997) Nhìn chung, khi nghiên cứu tác động lên động vật cho thấy tinh bột HR0 có chỉ số đường huyết là 51,07, thuộc nhóm thực phẩm GI thấp ( Bánh cookie thay thế một phần bột mì bằng tinh bột HR0 (51,07) Đây là một trong những mục tiêu hướng đến của nghiên cứu Sản xuất sản phẩm cookie với chỉ số GI thấp, thích hợp cho người ăn kiêng và người mắc bệnh đái tháo đường.
Đề xuất
Bánh cookie là một trong những loại bánh ngọt được ưa thích, nhưng thường chứa nhiều đường và béo, không tốt cho sức khỏe Vì vậy, nên tiếp tục nghiên cứu và phát triển bánh cookie giảm lượng đường và chất béo, tăng cường thành phần dinh dưỡng như chất xơ,
75 protein, lựa chọn nguyên liệu tự nhiên, hữu cơ để sản xuất bánh cookie an toàn cho sức khỏe, là một lựa chọn lành mạnh và hấp dẫn hơn cho người tiêu dùng Ngoài bánh cookie có thể phát triển thêm nhiều loại bánh khác như bánh mì, bánh cracker v.v giúp đa dạng các dòng sản phẩm bánh healthy trên thị trường hiện nay
