Nghiên cứu khả năng bổ sung cám gạo trong sản xuất bánh mì

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VÕ HƯỜNG VI NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG BỔ SUNG CÁM GẠO TRONG SẢN XUẤT BÁNH MÌ Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã Số: 60540101 LUẬN VÀN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2018 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Hoàng Dũng (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: PSG.TS Hoàng Kim Anh (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: PGS.TS Tôn Nữ Minh Nguyệt (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 17 tháng năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) GS.TS Lê Vãn Việt Mẫn PSG.TS Hoàng Kim Anh PGS.TS Tôn Nữ Minh Nguyệt TS Nguyễn Thị Hiền TS Võ Đình Lệ Tâm Xác nhận Chủ tịch Hồi đồng đánh giá LV Trường Khoa quản lý chuyến ngành sau luận vãn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Võ Hường Vi MSHV: 1670376 Ngày, tháng, năm sinh: 23/08/1993 Nơi sinh: Bình Định Chun ngành: Cơng nghệ thực phẩm Mã số: 60540101 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu khả bổ sung cám gạo sản xuất bánh mì (Using of rice bran as partial substitute of wheat flour in bread making) NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: (1) Khảo sát điều kiện xử lý thu hồi xơ thô cám gạo (2) Sử dụng nguyên liệu từ cám gạo thay phần bột mì bột nhào làm bánh mì, nhằm đánh giá khả bổ sung xơ vào bánh mì (3) Đánh giá mức độ ưa thích người tiêu dùng sản phẩm bánh mì có bổ sung thành phần từ cám gạo II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 15/01/2018 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 17/06/2018 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Nguyễn Hoàng Dũng Tp HCM, ngày tháng năm 2018 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn trường Đại học Bách khoa TP.HCM, khoa Kỹ thuật Hóa học, mơn Cơng nghệ Thực phẩm, quý Thầy/Cô khoa tạo môi trường, điều kiện cho tơi học tập, nghiên cứu tận tình bảo, truyền đạt kiến thức cho Đặc biệt tơi xin gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Nguyễn Hồng Dũng, TS Lại Quốc Đạt tận tình hướng dẫn, đến bạn bè hỗ trợ hết lòng trình tơi thực hồn thành luận văn Nội dung luận văn tránh khỏi sai sót, mong đóng góp ý kiến q Thầy/Cơ để luận văn tơi hồn thiện Tôi xin chân thành cám ơn Tác giả luận văn Võ Hường Vi TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Cám gạo sản phẩm phụ trình chế biến gạo, lấy từ lớp vỏ hạt gạo trình xay xát, chiếm khoảng 10 - 15% tổng khối lượng gạo thô Trong năm 2017, công nghiệp chế biến gạo cho khoảng 75,9 triệu cám gạo toàn giới, riêng Việt Nam khoảng 4,4 triệu Cám gạo giàu vitamin, khoáng chất, acid béo thiết yếu, chất xơ hợp chất chống oxy hoá oryzanol, polyphenol, tocotrienol carotenoid Tuy nhiên, phần lớn cám gạo sử dụng làm thức ăn cho gia súc, gia cầm để khai thác dầu; làm giảm giá trị kinh tế/kỹ thuật cám gạo ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm Mặt khác, thị trường bánh mì Việt Nam có tiềm phát triển Do tiêu thụ bánh mì bình quân đầu người Việt Nam năm 2018 3,0 kg, thấp nhiều so với trung bình khu vực châu Á giới Hiện tại, công nghiệp sản xuất bánh mì gặp khó khăn phải nhập bột mì, khơng chủ động nguồn ngun liệu giá nhập cao Việc tìm nguồn nguyên liệu rẻ, sẵn có nước, thay bột mì điều cần thiết Các nghiên cứu trước cho thấy xơ thực phẩm có lợi sức khỏe, giúp trì chức đường tiêu hóa, làm giảm số đường huyết, giảm nguy mắc bệnh tim mạch ung thư đại tràng Lượng xơ khuyến cáo cần cung cấp người lớn 30 - 35g/ ngày Việc bổ sung xơ vào sản phẩm phổ biến bánh mì đáp ứng xu hướng tiều dùng tại, đa dạng hóa sản phẩm cho đối tượng tiêu dùng Mục tiêu đề tài nghiên cứu khả sử dụng cám gạo thành phần từ cám gạo thay phần bột mì, bổ sung vào bột nhào làm bánh mì, để tạo sản phẩm bánh mì có cấu trúc tương đương, cảm quan chấp nhận có hàm lượng xơ cao so với bánh mì truyền thống Nội dung đề tài bao gồm hai phần chính: thứ khảo sát điều kiện q trình xử lý xơ thơ cám gạo bang enzyme, nhằm cải thiện hàm lượng xơ hòa tan; thứ hai khảo sát ảnh hưởng thành phần cám gạo đến chất lượng bánh mì, thể qua cấu trúc vật lý, tính chất cảm quan, thành phần dinh dưỡng thay đổi trình bảo quản bánh mì Kết nghiên cứu cho thấy xơ thô chiết tách từ cám gạo sau xử lý với viscozymeL tỉ lệ 6% v/w có hàm lượng xơ tan cao 7,1% xơ tổng 39,39% Việc thay bột mì với 10, 15, 20, 25% cám gạo nguyên béo; 10, 20% cám gạo tách béo; 2,5; 5% xơ thô cám gạo làm giảm thể tích riêng ổ bánh làm tăng độ cứng bánh mì Phân tích cấu trúc TPA cho thấy khơng có khác biệt đáng kể cấu trúc mẫu bánh mì thay 10% bột mì cám gạo nguyên béo/ cám gạo tách béo mẫu đối chứng Đánh giá cảm quan cho thấy bánh mì thay 10% bột mì cám gạo nguyên béo/ cám gạo tách béo có điểm ưa thích tương đương với bánh mì ngun cám bột mì thương mại, chấp nhận Sau ngày bảo quản, bánh mì thay 10% bột mì cám gạo nguyên béo có độ cứng tăng tương đương với mẫu đối chứng (hầu không thay đổi từ ngày thứ 2) thấp rõ rệt so với mẫu bánh mì nguyên cám bột mì thương mại Sản phẩm bánh mì thay 10% bột mì cám gạo nguyên béo có hàm lượng xơ cải thiện (2,98%), giàu vitamin Bi (0,36mg/100g), đồng thời cung cấp lượng cao so với mẫu đối chứng Điều khẳng định việc thay cám gạo nguyên béo tách béo có tiềm lớn ứng dụng thực phẩm, đặc biệt việc phát triển sản phẩm bánh mì hàm lượng xơ cao Từ khóa: cám gạo; cám gạo tách béo; xơ thực phẩm; viscozymeL; bánh mì hàm lượng xơ cao ABSTRACT Rice bran is a by-product of rice processing industry, is obtained from outer layer of the brown rice kernel during milling, constitutes around 10 - 15% of the total weight of rough rice In 2017, worldwide production of rice bran was reported to be about 75.9 million tonnes, this includes 4.4 million tonnes in Vietnam Rice bran is a rich source of vitamins, minerals, essential fatty acids, dietary fiber and antioxidant compounds like oryzanol, polyphenols, tocotrienols carotenoids However, most of the rice bran produced in the world is utilized cheaply as a feed stock for cattle and poultry and the remainder is used for extraction of rice bran oil; which reduces the economic/technical value of rice bran in food and pharmaceutical industries On the other hand, bakery market in Vietnam is potentially growing The average capita consumption of bread at 3.0 kg in 2018, lower than the average in Asia Currently the bakery industry is facing difficulties due to import of wheat flour with high price It is necessary to using cheap and available materials as partial substitute of wheat flour Previous studies have shown that dietary fiber provides beneficial effects on maintaining the gastrointestinal function, lowering the postprandial glycemic index, reducing the risks of cardiovascular diseases and colon cancer, with a recommended dietary fiber intake of 30-35 g/day for adults The addition of dietary fiber produced bread in attempt to satisfy modem trends in food consumption, diversifying products for each consumer The purpose of this research is to partially replace wheat flour in a standard bread formulation with full-fat rice bran, defatted rice bran and rice bran fiber to improve fiber content without affecting texture and overall acceptability The first part of the paper is devoted to investigating rice bran fiber in the enzymatic treatment In the second part, effect of the addition of different rice bran fractions on bread quality such as physical structure, sensory quality, nutrient composition and staling of bread were evaluated The results showed that crude fiber extracted from rice bran after treatment with viscozymeL at 6% v/w for hours gave the highest fiber content of 7.1% and total fiber was 39.39% Replacement of 10, 15, 20 and 25% full-fat rice bran; 10 and 20% defatted rice bran; 2.5 and 5% rice bran fiber reduced loaf volume and increased the firmness of the breads Texture profile analysis showed no significant differences in bread crumb texture for 10% full-fat rice bran, 10% defatted rice bran bread and the control Sensory evaluations revealed that breads with 10% full-fat rice bran and 10% defatted rice bran were overall acceptable After days of storage, bread with 10% full-fat rice bran replacement had the same firmness as the control (no significant differences in firmness from the second day) and significantly lower than whole wheat bread The end product received increased dietary fiber content (2.98%) and high vitamin Bl content (0.36mg/100g) for the 10% full-fat rice bran bread This confirms that full-fat and defatted rice bran has great potential in food applications, especially in development of functional foods including high-fiber bakery products Keywords: rice bran; defatted rice bran; dietary fiber; viscozymeL; high- fiber bread LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tồn nội dung trình bày luận văn thạc sĩ riêng Tôi xin cam đoan nội dung tham khảo luận văn trích dẫn xác đầy đủ theo qui định Ngày tháng năm 2018 i MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ABSTRACT LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH iv DANH MỤC BẢNG BIÊU V MỞ ĐẦU CHUƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan bánh mì 1.1.1 Giới thiệu bánh mì 1.1.2 Nguyên liệu để sản xuất bánh mì 1.1.3 Gluten bột nhào 1.1.4 Nghiên cứu việc thay bột mì cám gạo xơ cám gạo vào bánh mì 1.1.5 Thơng tin thị trường bánh mì 10 1.2 Tổng quan cám gạo 12 1.2.1 Giới thiệu 12 1.2.2 Thành phần cám gạo 14 1.2.3 Tổng quan xơ cám gạo 20 1.2.4 Tình hình sản xuất, tiêu thụ 22 CHUƠNG NGUYÊN LIỆU VÀ PHUƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Nguyên liệu quy trình chuẩn bị 23 2.1.1 Cám gạo 23 2.1.2 Enzyme 23 2.1.3 Chuẩn bị cám gạo nguyên béo 23 2.1.4 Chuẩn bị cám gạo tách béo 24 57 gấp đôi so với mẫu đối chứng Kết hàm lượng chất xơ sản phẩm cuối thấp dự kiến Một số chất xơ bị thủy phân enzyme từ men bánh mì thất nhiệt độ nướng cao (200°C) Theo Varo, Laine Koiivistoinen (1983), số chất xơ hòa tan, đặc biệt từ hemicellulose cám gạo, bị trình chế biến 3.6.2 Chất lượng vệ sinh an tồn thực phẩm Tiến hành gửi mẫu phân tích tiêu vi sinh mẫu thay 10% bột mì cám gạo nguyên béo Kết trình bày Bảng 3.6 (thực Trung tâm sắc Ký Hải Đăng) Bảng 3.6 Kết thử nghiệm phân tích tiêu vi sinh mẫu bánh mì 10% cám gạo nguyên béo Tông sô vi sinh vật hiêu khí Tổng số nấm men, nấm mốc Không phát (LOD=10) cfu/g Không phát (LOD=10) cfu/g Theo kết phân tích khơng phát vi sinh vật hiếu khí nấm men, nấm mốc mẫu bánh mì thay 10% bột mì cám gạo nguyên béo, phù hợp với yêu cầu vi sinh sản phẩm bánh mì 58 CHƯƠNG KẾT LUẬN Qua kết thu được, nghiên cứu rút số kết luận sau: Đưa điều kiện xử lý cám gạo thích hợp nhằm tăng hàm lượng xơ tan, cụ thể tỉ lệ viscozymeL/xơ thô cám gạo 6% v/w, thời gian xử lý cho kết hàm lượng xơ tan xơ thô cám gạo đạt 7,1% (chiếm 18% xơ tổng) Đưa cơng thức làm bánh mì gối thay phần bột mì thành phần cám gạo, cho sản phẩm có cấu trúc tương đồng với mẫu đối chứng, mức độ ưa thích (điểm ưa thích tổng thể 5,11) tương đương với sản phẩm bánh mì nguyên cám bột mì thị trường Sản phẩm bánh mì thay 10% bột mì cám gạo ngun béo có hàm lượng xơ cải thiện (2,98%), giàu vitamin Bl (0,36mg/100g bánh), đồng thời cung cấp lượng cao so với mẫu đối chứng Sau vấn đề cần nghiên cứu bổ sung thêm: Phân tích thành phần hóa học xơ thơ cám gạo mẫu bánh mì thương mại để giải thích rõ ràng kết nghiên cứu Nghiên cứu nhằm đa dạng hóa thương mại hóa bánh mì thay phần bột mì cám gạo TÀI LIỆU THAM KHẢO • 10 11 12 13 14 AACC (1999) Basic Straight-Dough Bread-Making Method - Long Fermentation Method 10-09.01 Approved Methods of Analysis 11th Ed., AACC International, St Paul Approved November 8, 1995, Reapproval November 3,1999 Abdul-hamid, A & Luan, Y.s (2000) Functional Properties of Dietary Fibre Prepared from Defatted Rice Bran Food Chemistry 68:15-19 Adebiyi, A.P., Adebiyi, A.O., Hasegawa, Y., Ogawa, T., & Muramoto, K (2009) Isolation and Characterization of Protein Fractions from Deoiled Rice Bran European Food Research and Technology 228(3):391-401 Ahmad, z., Butt, M., Ahmed, A., Riaz, M., Sabữ, s., Farooq, u., Rehman, F (2012) Effect of Aspergillus Niger Xylanase on Dough Characteristics and Bread Quality Attributes Journal of Food Science and Technology 51(10):2445-53 Ajmal, M., Butt, M.S., Sharif, K., Nasữ, M., & Nadeem, M.T (2006) Preparation of Fiber and Mineral Enriched Pan Bread by Using Defatted Rice Bran International Journal of Food Properties 9:623-36 Anderson, J.W., Deakins, D.A., Floore, T.L., Smith, B.M., & Whitis, S.E (1990) Dietary Fiber and Coronary Heart Disease Critical Reviews in Food Science and Nutrition 29(2):95-147 Andersson, R., Eliasson, c., Selenare, M., Kamal-Eldin, A., & Aman, p (2003) Effect of Endo-Xylanase-Containing Enzyme Preparations and Laccase on the Solubility of Rye Bran Arabinoxylan Journal of the Science of Food and Agriculture 83(7):617-23 Armero, E & Collar, c (1997) Texture Properties of Formulated Wheat Doughs Relationships with Dough and Bread Technological Quality LebensmittelWissenschaft Und-Technologie 204:136-45 Baik, M.Y & Chinachoti, p (2000) Moisture Redistribution and Phase Transitions during Bread Staling Cereal Chemistry 77(4):484-88 Barber, s & Benedito de Barber, c (1977) Proc Rice Byproducts Util Int Conf 1974, Valencia, Spain, Vol IV, Rice Bran Utilization: Food and Feed, s Barber & E Tortosa, Eds., Inst Agric Chem Fd Tech., Valencia, Spain, 1-99 Bauer, N., Koehler, p., Wieser, H., & Schieberle, p (2003) Studies on Effects of Microbial Transglutaminase on Gluten Properties of Wheat II Rheological Properties Cereal Chem 80(6):787-90 Belitz, H.D, Kieffer, R., Seilmeier, w., & Wieser, H (1986) Structure and Function of Gluten Proteins Cereal Chemistry 63(4):336-41 Benin, Õ., Burcu, B., & Hazim, Õ (2017) Properties of ConcentratedDephytinized Wheat Bran and Rice Bran Bread J Texture Stud Bhardwaj, K., Raju, A., & Rajasekharan, R (2001) Identification, Purification, and Characterization of a Thermally Stable Lipase from Rice Bran A New Member of the (Phospho) Lipase Family Plant Physiology 127(4): 1728-38 123 ... quan bánh mì bổ sung thành phần cám gạo 30 2.3.4 Khảo sát thay đổi cấu trúc bánh mì bổ sung thành phần cám gạo trình bảo quản 31 2.3.5 Đánh giá chất lượng sản phẩm bánh mì bổ sung thành... loại bánh mì bổ sung thêm thành phần cám sản phẩm như: bánh mì lát nguyên cám BreadTalk, bánh mì đen nguyên cám Pema, bánh mì nguyên cám đậu nành House of Chay, bánh mì ngũ cốc nguyên cám Harvest... cám gạo (2) Sử dụng nguyên liệu từ cám gạo thay phần bột mì bột nhào làm bánh mì, nhằm đánh giá khả bổ sung xơ vào bánh mì (3) Đánh giá mức độ ưa thích người tiêu dùng sản phẩm bánh mì có bổ sung