Các thí nghiệm đƣợc lặp lại 3 lần. Số liệu thu thập từ các lần lặp lại thí nghiệm đƣợc xử lý thống kê bằng phƣơng pháp phân tích phƣơng sai (Analysis of variance – ANOVA), giá trị độ lệch chuẩn, hệ số tƣơng quan và các đồ thị đƣợc thực hiện trên phần mềm SPSS 20 và Excel 2010.
34
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng lecithin đến chất lƣợng bột nhào
3.1.1. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng lecithin đến độ ẩm bột nhào
Nƣớc đóng vai trò chính trong sự thay đổi của bột nhào trong suốt quá trình nƣớng bánh nhƣ sự hồ hóa tinh bột, sự biến tính protein, sự vô hoạt của nấm men hay enzyme, sự hình thành màu sắc hay mùi vị cho bánh mì. Hàm lƣợng nƣớc và sự phân bố của nƣớc trong bánh mì cũng ảnh hƣởng đến thời gian bảo quản bánh mì sau khi nƣớng, liên quan trực tiếp đến sự hƣ hỏng gây ra bởi vi sinh vật, làm bánh mất đi độ tƣơi, hình thành cấu trúc khô, cứng của bánh mì và rất nhiều ảnh hƣởng khác (Pomeranz. Y, 1985)
Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của hàm lƣợng lecithin đến độ ẩm của bột nhào đƣợc thể hiện trong bảng 3.1
Bảng 3. 1. Độ ẩm bột nhào khi bổ sung lecithin
Tỉ lệ bổ sung lecithin (%) Độ ẩm bột nhào (%)
0,0 39,133 ± 0,306a 0,3 39,000 ± 0,200a 0,6 38,333 ± 0,115b 0,9 38,000 ± 0,346b 1,2 37,867 ± 0,306b
Kết quả nghiên cứu cho thấy khi tăng hàm lƣợng lecithin vào công thức bánh, độ ẩm của bột nhào giảm dần. Sự thay đổi này có ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa 5%. Ở tỉ lệ 0.3% vẫn chƣa có sự khác nhau có ý nghĩa so mẫu đối chứng. Kết quả này đƣợc giải thích nhƣ sau. Về cơ bản, các chất hoạt động bề mặt hoạt động theo hai cách trong bột nhào. Thứ nhất, các phân tử của chất hoạt động bề mặt tƣơng tác với nhóm ƣa nƣớc hoặc nhóm ƣa béo của gluten protein. Cách thứ hai, chất hoạt động bề mặt tƣơng tác với một lƣợng nƣớc khá lớn trong bột nhào, hình thành nên liên kết lipid-nƣớc với các lipid phân cực tự do của bột mì (Krog N., 1981). Chính vì vậy, lƣợng nƣớc hấp thụ của bột nhào tăng lên và độ ẩm của khối bột nhào giảm.
Nghiên cứu của M.H. Azizi và cộng sự (2003) cũng chỉ ra rằng tỉ lệ hấp thụ nƣớc của bột nhào tăng đáng kể khi bổ sung lecithin hay các chất hoạt động bề mặt khác một cách đơn lẻ hoặc kết hợp với nhau. Kết quả này tƣơng đồng với thí nghiệm của Arash
35
Koocheki và cộng sự (2007) khi nghiên cứu ảnh hƣởng của một số chất nhũ hóa và enzyme amylase đối với tính chất của bột nhào bánh mì. Cũng trong nghiên cứu của Hulya Akdogan và cộng sự (2006), độ ẩm của bột nhào giảm khi tăng hàm lƣợng lecithin bổ sung vào.
Theo Naveena KV (2014) độ ẩm bột nhào của bánh mì dƣới 35% sẽ không tạo thành khối bột nhào dẻo, dai, đàn hồi và sẽ chảy quá mức nếu độ ẩm bột nhào trên 50%. Nhƣ vậy, độ ẩm bột nhào của bánh mì cà rố khi bổ sung lecithin dao động từ 37- 39% là phù hợp để chế biến bánh mì.
3.1.2. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng lecithin đến chất lƣợng gluten của bột nhào
Gluten là mạng không gian đƣợc hình thành khi nhào trộn bột mì với nƣớc. Hai thành phần của protein là glutenin và gliadin liên kết với nhau qua liên kết disulphide. Mạng gluten là một yếu tố quan trọng để xác định chất lƣợng bột của bánh mì. Mạng gluten giúp cho bột nhào có khả năng giữ khí CO2 sinh ra trong quá trình lên men, ảnh hƣởng đến tính lƣu biến của khối bột nhào và ảnh hƣởng đến chất lƣợng của sản phẩm (Biesiekierski, 2017).
Kết quả khảo sát sự ảnh hƣởng của lecithin đối với chất lƣợng gluten đƣợc trình bày trong bảng 3.2
Bảng 3. 2. Ảnh hưởng của lecithin đối với chất lượng gluten
Tỉ lệ bổ sung lecithin (%)
Gluten ƣớt (%) Gluten khô
(%) Độ căng gluten (cm) Độ ẩm gluten (cm) 0,00 14,083 ± 0,202a 5,467 ± 0,076a 20,167 ± 0,289a 61,183 ± 0,390a 0,30 14,200 ±0,180ab 5,517 ± 0,115a 20,733 ± 0,751a 61,150± 0,364a 0,60 14,667± 0,176bc 5,717 ± 0,076b 20,833 ±0,361a 60,887 ± 0,235a 0,90 14,833 ± 0,480c 5,767 ± 0,104b 21,000 ± 0,404a 61,110 ± 0,677a 1,20 14,867 ± 0,333c 5,767 ± 0,076b 20,767 ± 0,451a 61,015 ± 0,195a
Kết quả nghiên cứu cho thấy khi tăng hàm lƣợng lecithin thì tỉ lệ gluten ƣớt tăng và có sự khác biệt rõ rệt so với mẫu đối chứng từ tỉ lệ 0.6%. Ở mẫu có tỉ lệ 0.3% lecithin, có thể hàm lƣợng bổ sung còn quá ít nên chƣa có sự khác nhau với mẫu đối chứng. Đối với độ ẩm của gluten, chƣa thấy sự khác nhau có ý nghĩa thống kê giữa các mẫu. Do đó, hàm lƣợng gluten khô phụ thuộc chủ yếu vào hàm lƣợng gluten ƣớt.
36
Kết quả nghiên cứu này đƣợc giải thích nhƣ sau. Khi thêm chất hoạt động bề mặt vào công thức bánh mì, chất nhũ hóa sẽ tạo liên kết với gluten trong quá trình phối trộn, các liên kết này phần lớn là liên kết kị nƣớc. Chúng góp phần vào cấu trúc gluten một cách đáng kể (Cauvain và Young, 2015). Kamel và Stauffer (1993) cũng cho rằng chất nhũ hóa hấp thụ trên bề mặt của hạt tinh bột và tạo phức với tinh bột, điều này làm cho hạt tinh bột không hấp thụ nƣớc để trƣơng nở. Chính vì vậy, protein có nhiều nƣớc hơn để hình thành mạng gluten, dẫn đến hàm lƣợng gluten tăng. Mặt khác, đuôi lipophylic của chất nhũ hóa sẽ liên kết với bề mặt kị nƣớc của protein (khoảng 40% acid amin là kị nƣớc). Do đó, khi chất nhũ hóa tạo phức với gluten thì mạng gluten đƣợc hình thành chắc chắn hơn, tăng tính đàn hồi cho gluten, khả năng giữ khí của gluten đƣợc cải thiện. (Kamel and Stauffer, 1993). Tuy nhiên trong nghiên cứu này, với điều kiện ở phòng thí nghiệm, rất khó để xác định độ căng gluten một cách chính xác nhất. Do vậy, vẫn chƣa có sự khác nhau về độ căng gluten giữa các mẫu thí nghiệm.
3.1.3. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng lecithin đến khả năng giữ khí của bột nhào trong quá trình lên men. quá trình lên men.
Nấm men đóng vai trò quan trọng trong việc mở rộng của khối bột nhào trong suốt quá trình lên men. Khả năng sinh khí của nấm men là một yếu tố quan trọng cần quan tâm trong quá trình ủ bột. Hoạt động của nấm men phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ nhiệt độ, nồng độ cơ chất, lƣợng nƣớc có trong bột nhào. Nếu nấm men hoạt động mạnh mẽ sẽ sinh ra nhiều CO2 giúp bánh nở xốp. Tuy nhiên, không phải tất cả CO2 sinh ra trong quá trình lên men đều đƣợc giữ lại trong bột nhào. Do đó, khảo sát khả năng giữ khí CO2 trong giai đoạn ủ bộ nhào là cần thiết để đánh giá chất lƣợng của bánh mì thành phẩm.
Kết quả khảo sát khả năng giữ khí của bột nhào trong quá trình lên men đƣợc thể hiện ở hình 3.1
37
Hình 3. 1 Biểu đồ thể hiện sự thất thoát khí trong 100 phút lên men đầu tiên.
Kết quả nghiên cứu cho thấy lƣợng khí CO2 sinh ra trong suốt quá trình lên men thất thoát ra môi trƣờng bên ngoài có sự khác nhau so với mẫu đối chứng. Cụ thể, ở các mẫu bổ sung phụ gia lecithin (0,3%; 0,6%; 0,9% và 1,2%), sự thất thoát CO2 ra môi trƣờng ngoài giảm dần so với mẫu đối chứng. Với hàm lƣợng bổ sung lecithin càng cao thì sự thất thoát CO2 ra môi trƣờng ngoài càng thấp. Sự khác nhau giữa các mẫu bổ sung lecithin so vói mẫu đối chứng bắt đầu từ phút thứ 10 trở đi. 10 phút đầu tiên, nấm men bắt đầu sự thích nghi với môi trƣờng để chuẩn bị sinh trƣởng và phát triển, lúc này vẫn chƣa có sự khác nhau rõ ràng. Sự khác nhau giữa các mẫu bổ sung lecithin bắt đầu từ phút thứ 45 trở đi.
Điều này đƣợc giải thích là do trong quá trình nhào trộn, không khí đƣợc lôi cuốn vào trong khối bột, hình thành những “hạt nhân”. Những “hạt nhân” này là nơi CO2 sinh ra trong quá trình lên men đƣợc giữ lại và phát triển lên, mở rộng khối bột nhào (Cauvain, 2015) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 5 10 15 20 15 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 V (ml) thời gian (phút) Thể tích CO2 L0 L3 L6 L9 L12
38
(a) (b) (c)
Sự thất thoát khí trong bột nhào là do sự khuếch tán khí ra bề mặt ngoài của khối bột và sau đó là sự bay hơi. Sự thất thoát này càng nhanh khi mà ma trận tinh bột và protein bao quanh các bóng khí bị gãy vỡ, kết quả là các bóng khí liền kề nhau sẽ kết nối với nhau hình thành cấu trúc mở, khí sinh ra sẽ dễ dàng thoát ra ngoài (Z. Gan và cộng sự, 1995). Vì vậy, sự thất thoát khí CO2 càng nhiều cho thấy mạng gluten và các liên kết giữa các thành phần trong bột nhào không thực sự tốt.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, ở mẫu đối chứng, kích thƣớc các lỗ khí bên trong ruột bánh mì không đồng đều, cho thấy sự vỡ các bóng khí trong quá trình lên men. Khác với mẫu đối chứng, các mẫu bổ sung lecithin lỗ khí có xu hƣớng đồng đều hơn.
Hình 3. 2. Các giai đoạn hình thành cấu trúc mở của bột nhào
(a) kết thúc quá trình nhào trộn; (b) sự tăng dần CO2 trong bột nhào; (c) sự hình thành cấu trúc mở (Z. Gant và cộng sự, 1995)
39
Kết quả nghiên cứu này đƣợc giải thích nhƣ sau. Khi bổ sung lecithin vào bột nhào, hai nhóm lipid phân cực trong lecithin là PI và glycolipid sẽ kết hợp với các nguyên tử kiềm hay trung tính có trong gluten hình thành nên phức hợp lipoprotein. Sự hình thành phức hợp này cũng cố sự chắc chắn cho mạng gluten (Grosskreutz, 1961). Ribotta và cộng sự (2004) đã giải thích rằng khi thêm chất hoạt động bề mặt vào công thức bột nhào, chất hoạt động bề mặt sẽ tạo liên kết với nhóm ƣa béo của protein, thúc đẩy sự tập hợp các gluten protein trong bột nhào. Điều này làm cho mạng gluten cải thiện khả năng giữ khí của bột nhào trong suốt thời gian lên men (Ribotta PD, 2004).
Kết quả nghiên cứu trên cũng có thể giải thích là do khả năng tạo phức của lecithin đối với amylose của tinh bột. Sự tƣơng tác giữa chất nhũ hóa và tinh bột đa phần xảy ra trên bề mặt của hạt tinh bột, làm chậm sự xâm nhập của nƣớc (Hasenhuettl và Hartel, 2008). Sự giảm lƣợng nƣớc liên kết với tinh bột góp phần tích cực vào việc hình thành mạng gluten, bởi lƣợng nƣớc dƣ này sẽ đƣợc protein sử dùng để hydrate hóa, hình thành gluten (Van Haftenm và Patterson, 1979).
Ngoài ra, một giả thuyết đã đƣợc đƣa ra là protein tạo liên kết với tinh bột qua lớp phospholipid của lecithin, kết quả là tăng độ đàn hồi của khối bột nhào, giúp giữ đƣợc khí sinh ra trong quá trình lên men tốt hơn (Viggo Norn, 2015).
Cấu trúc lỗ khí trong bánh mì là một tiêu chí quan trọng trong đánh giá chất lƣợng bánh mì (Pyler, 1973). Chính vì vậy, việc bổ sung lecithin vào bánh mì có ảnh hƣởng tích cực đến cấu trúc xốp của bánh mì cà rốt thành phẩm.
3.2. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng lecithin đến chất lƣợng bánh mì
3.3.1. Ảnh hƣởng của lecithin đến khối lƣợng, thể tích và thể tích riêng của bánh mì cà rốt cà rốt
Dƣới tác dụng nhiệt độ trong quá trình nƣớng, khí CO2, hơi nƣớc, hơi rƣợu, không khí... sẽ dãn nở và làm thể tích bánh tăng. Khi vỏ cứng của bánh hình thành và bao phủ lấy ổ bánh mì, quá trình tăng thể tích của bánh chấm dứt. Thể tích bánh phụ thuộc nhiều vào lƣợng CO2 có trong bột nhào, nhiệt độ và độ ẩm không khí trong buồng nƣớng. Sự tăng thể tích bánh làm cho bánh có độ xốp cần thiết, hoàn thiện mặt ngoại quan bánh và nâng cao khả năng tiêu hóa của bánh (Y. H. Hui, 2006).
Kết quả thí nghiệm khảo sát sự ảnh hƣởng của lecithin đến khối lƣợng, thể tích và thể tích riêng của bánh mì lạt cà rốt đƣợc thể hiện ở bảng 3.3
40
Bảng 3. 3. Khối lượng, thể tích và thể tích riêng của bánh mì cà rốt
Tỉ lệ bổ sung (%) Khối lƣợng (g) Thể tích (ml) Thể tích riêng (ml/g)
0 24,217 ± 0,146a 73,333 ± 2,887a 3,027 ± 0,136a 0,3 24,107 ± 0,134a 86,667 ± 5,774b 3,597 ± 0,257b 0,6 24,203 ± 0,250a 91,667 ± 2,887bc 3,663 ± 0,389bc 0.9 24,380 ± 0,130a 93,333 ± 2,887bc 3,827 ± 0,128bc 1,2 24,153 ± 0,234a 99,333 ± 2,887c 4,073 ± 0,112c
Kết quả nghiên cứu cho thấy khối lƣợng của bánh không có sự khác nhau giữa các mẫu. Tuy nhiên, có sự thay đổi rõ rệt ở thể tích và thể tích riêng của bánh giữa các mẫu bổ sung lecithin so với mẫu đối chứng.
Điều này đƣợc giải thích là do trong nghiên cứu này, các mẫu bánh đƣợc chuẩn bị đồng thời và đƣợc kiểm soát dƣới điều kiện nhƣ nhau nên sự khác biệt về thể tích bánh là do hàm lƣợng CO2 đƣợc giữ lại trong mạng gluten. Lƣợng CO2 tạo thành nhiều hay ít phụ thuộc vào hoạt động của nấm men. Nếu nấm men đƣợc hoạt hóa và cung cấp đầy đủ nguồn thức ăn thì sự sinh khí vẫn tiếp tục. Tuy nhiên, không phải tất cả lƣợng CO2 sinh đều đƣợc giữ lại trong bột nhào trƣớc khi nó đƣợc đƣa đến lò nƣớng. Khả năng giữ khí phụ thuộc vào kết cấu bền vững của mạng gluten. Ngoài ra, khi nƣớng bánh, nƣớc cùng các chất dễ bay hơi sẽ bốc hơi làm bánh dãn nở. Đối với mạng gluten yếu, ít đàn hồi thì bánh dãn nở ít hơn.
Kết quả cho thấy khi tăng tỉ lệ bổ sung lecithin từ 0%; 0,3%; 0,6%; 0,9% và 1,2% thì thể tích của bánh tăng 118,18%,125,00%; 127,27% và 134,09% so với mẫu đối chứng. Thể tích lớn nhất ở tỉ lệ bổ sung là 1,2%. Kết quả tƣơng tự trong nghiên cứu của Mairia Eduardo (2014) và cộng sự về ảnh hƣởng của hydrocolloid và chất nhũ hóa đối với bánh mì làm từ bột khoai mì, ngô và lúa mì. Trong nghiên cứu của Manuel Gomez và cộng sự (2004) về chức năng của các chất nhũ hóa khác nhau đối với chất lƣợng của bánh mì, kết quả cho thấy khi bổ sung thêm các chất nhũ hóa (DATEM – Diacetyl tartaric acid este của monoglyceride, SSL-Sodium stearoyl lacylate, lecithin) với tỉ lệ 0,3% thì thể tích của bánh tăng so với mẫu đối chứng. Tác giả đã giải thích cho sự khác nhau này là do khả năng của các chất nhũ hóa có thể tạo cấu trúc lớp giữa bề mặt của protein – tinh bột, cải thiện khả năng của protein hình thành mạng lƣới cần thiết để giữ các hợp chất khác, cụ thể là khí CO2 sinh ra trong quá trình lên men.
41
Một cách giải thích khác dựa trên khả năng của các chất nhũ hóa phân cực đó là sự tạo thành các pha tinh thể lỏng trong nƣớc và liên kết với gliadin. Cấu trúc này góp phần vào tính đàn hồi cho bột nhào, cho phép các bóng khí mở rộng, dẫn đến thể tích của bánh tăng (Ribotta và cộng sự, 2008). Trong nghiên cứu của Shorgen và cộng sự (1981) về những tác động xấu của chất xơ đối với bánh mì, tác giả đã kết luận rằng khi bổ sung lecithin, sự ảnh hƣởng tiêu cực đến thể tích bánh mì khi bổ sung thêm xơ sẽ đƣợc giảm tối thiểu.
Vì vậy, việc bổ sung lecithin vào bánh mì cà rốt có ảnh hƣởng tích cực đối với thể tích bánh mì cà rốt.
3.3.2. Ảnh hƣởng của lecithin đến màu sắc ruột bánh mì cà rốt
Màu sắc là một thuộc tính chất lƣợng quan trọng đối với ngành công nghiệp thực phẩm ảnh hƣởng đến sự lựa chọn và sở thích của ngƣời tiêu dùng. Màu sắc thƣờng bị ảnh hƣởng bởi các thay đổi hóa học, sinh hóa, vi sinh và vật lý cũng nhƣ thành phần và phƣơng pháp chế biến thực phẩm (Pathare, 2013).
Kết quả nghiên cứu về ảnh hƣởng của hàm lƣợng lecithin đối với màu sắc ruột bánh mì cà rốt đƣợc thể hiện trong bảng 3.4
Bảng 3. 4 Kết quả phân tích màu sắc của bánh mì bổ sung phụ gia lecithin
Tỉ lệ lecithin (%) L a b 0 65,993 ± 2,106a 0,720 ± 0,036a 63,510 ± 0,490a 0,3 66,023 ± 0,484a 1,020 ± 0,046b 66,100 ± 1,674a 0,6 66,750 ± 0,366a 1,280 ± 0,017c 64,883 ± 1,628a 0,9 65,810 ± 1,590a 1,320 ± 0,040c 65,050 ± 2,516a 1,2 65,200 ± 1,290a 1,850 ± 0,066d 65,140 ± 1,266a