MỞ ĐẦU Trong bối cảnh kinh tế – xã hội phát triển như hiện nay, đời sống con người ngày càng được nâng cao, chế độ ăn uống cũng từ đó mà trở nên phong phú. Việc sử dụng khẩu phần ăn không cân đối đã góp phần làm cho nhiều căn bệnh mãn tính như tim mạch, đái tháo đường, suy thận, ung thư và các rối loạn thần kinh gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng cuộc sống [1]. Ngày nay, người tiêu dùng ngày càng chú trọng vào các loại thực phẩm vừa có thể cung cấp chất dinh dưỡng vừa có thể góp phần duy trì sức khỏe tốt. Bên cạnh những thành phần dinh dưỡng cơ bản là carbohydrate, protein, lipid, vitamin và khoáng, chất xơ và chất chống oxy hóa có vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa một số bệnh mãn tính cho con người [2].
Nguồn phụ phẩm nông nghiệp ở nước ta luôn vô cùng dồi dào và đa dạng. Một số loại phụ phẩm hiện nay chỉ được dùng làm thức ăn gia súc, phân bón, một số loại được thải bỏ gây lãng phí và ô nhiễm môi trường. Tổng khối lượng phụ phẩm năm 2020 của cả nước là trên 156.8 triệu tấn, trong đó có khoảng 88.9 triệu tấn phụ phẩm xuất xứ từ quy trình xử lý sau thu hoạch cây trồng và quy trình chế biến nông sản [3]. Cây điều là một loại cây công nghiệp dài ngày và phổ biến ở miền Nam nước ta.
Trong những năm gần đây, Việt Nam từ một quốc gia xuất khẩu điều thô với số lượng ít ỏi đã trở thành nước xuất khẩu nhân điều giữ vị trí số 1 trên thế giới [4]. Đi đôi với sản lượng hạt điều nhân khổng lồ được xuất khẩu là hàng nghìn tấn phụ phẩm chưa có hướng xử lý hiệu quả, cụ thể là hằng năm có hơn 100 nghìn tấn vỏ lụa hạt điều chỉ sử dụng như chất đốt hoặc được chôn lấp. Trong khi đó, vỏ lụa hạt điều là một nguồn nguyên liệu rất giàu hoạt tính sinh học và có chứa một số thành phần dinh dưỡng tiềm năng. Tuy nhiên chưa có bất kỳ công bố khoa học về việc sử dụng vỏ lụa hạt điều như là một nguồn nguyên/phụ liệu để chế biến thực phẩm.
Bánh cracker là thực phẩm được sử dụng rộng rãi ở trong và ngoài nước. Với thành phần chính là bột mì, nước, chất béo, kết hợp với bao bì và cách sử dụng thuận tiện, bánh cracker được sử dụng linh hoạt trong bất kì hoàn cảnh nào và phù hợp với nhiều lứa tuổi, nhiều đối tượng kể cả những người ăn kiêng. Với nhu cầu ngày càng đa dạng của người tiêu dùng, việc phát triển nhóm bánh cracker giàu xơ và các chất có hoạt tính sinh học là rất cần thiết. Đến nay đã có nhiều công bố khoa học về việc sử 1 Cao Đăng Khoa – Phạm Thanh Nhàn LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP dụng các loại phụ phẩm nông nghiệp để thay thế một phần bột mì trong công thức bánh cracker nhằm mục đích làm tăng hàm lượng chất xơ và chất chống oxy hóa cho sản phẩm.
Tuy nhiên chưa có công bố khoa học nào về việc sử dụng vỏ lụa hạt điều trong quy trình sản xuất bánh cracker. Từ những phân tích ở trên, chúng tôi thực hiện đề tài “Sử dụng vỏ lụa hạt điều để nâng cao hàm lượng chất xơ và hoạt tính kháng oxy hóa của bánh cracker”. Hy vọng rằng đề tài sẽ cung cấp những dữ liệu khoa học làm nền tảng cho việc triển khai sử dụng vỏ lụa hạt điều như là một nguồn phụ liệu trong công thức bánh cracker ở quy mô sản xuất công nghiệp trong tương lai không xa. 2 Cao Đăng Khoa – Phạm Thanh Nhàn LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 2.1 Vỏ lụa hạt điều 2.1 Giới thiệu chung Cây điều hay còn gọi là đào lộn hột, tên thương mại tiếng Anh là cashew tree và có danh pháp khoa học là Anacardium occidentale L.
Phân loại khoa học của cây điều được trình bày trong Bảng 2. 1 Phân loại khoa học của cây điều TLTK: [5] Bậc Phân loại Giới (Kingdom) Thực vật Ngành (Division) Thực vật có hoa Lớp (Class) Thực vật hai lá mầm Bộ (Order) Sapindales Họ (Family) Anacardiaceae Chi (Genus) Anacardium Loài Anacardium occidentale Điều là loại cây công nghiệp lâu năm có nguồn gốc từ Brazil, được trồng phổ biến ở vùng ven biển, kéo dài từ vùng Amazon đến phía Đông Bắc. Trên thế giới, cây điều được trồng nhiều ở các vùng nhiệt đới, bao gồm Tanzania, Kenya, Indonesia, Thái Lan, Việt Nam [6] [7], Ấn Độ [8]. Cấu tạo hạt điều được trình bày trong Hình 2.
Mỗi hạt điều có khối lượng trung bình khoảng 7 g, được cấu tạo gồm ba lớp: lớp vỏ cứng chiếm 65 – 70% khối lượng của hạt [9], vỏ lụa chiếm 3% khối lượng của hạt [10] và phần nhân điều chiếm 28 – 30% khối lượng của hạt [11]. 3 Cao Đăng Khoa – Phạm Thanh Nhàn LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Hình 2. 1 Cấu tạo hạt điều 2.2 Thành phần hóa học của vỏ lụa hạt điều Thành phần hóa học của vỏ lụa hạt điều thay đổi phụ thuộc vào một số yếu tố như: giống hạt điều, điều kiện canh tác, thời điểm thu hoạch, phương pháp tách vỏ lụa cũng như là phương pháp bảo quản. Thành phần hóa học cơ bản của vỏ lụa được thể hiện trong Bảng 2.
2 Thành phần hóa học cơ bản của vỏ lụa hạt điều theo một số tác giả (Đơn vị: g/100g chất khô) Donkoh và cộng sự Fang và cộng sự (2018) Thành phần (2012) [12] [13] Protein 19.2 Protein Vỏ lụa hạt điều có hàm lượng protein khá cao. Tùy vào giống hạt điều, điều kiện thổ nhưỡng, phương pháp thu nhận vỏ lụa,… mà hàm lượng protein có thể khác nhau. 4 Cao Đăng Khoa – Phạm Thanh Nhàn LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Theo Donkoh và cộng sự (2012), hàm lượng protein trong vỏ lụa hạt điều là 19. Trong khi đó, Fang và cộng sự (2018) nhận thấy lượng protein trong vỏ lụa hạt điều chỉ xấp xỉ 13.
Lipid Hàm lượng lipid trong vỏ lụa hạt điều có thể dao động trong khoảng rộng, từ 2 – 9 g/100g chất khô. Theo Donkoh và cộng sự (2012), hàm lượng lipid trong vỏ lụa hạt điều là 2. Tuy nhiên theo nghiên cứu Fang và cộng sự (2018), hàm lượng lipid lên đến 9. Thành phần các loại acid béo trong vỏ lụa hạt điều được thể hiện trong Bảng 2.
3 Thành phần các acid béo trong vỏ lụa hạt điều TLTK: Maia và cộng sự (1977) [14] Hàm lượng Hàm lượng Acid béo bão hòa Acid béo chưa bão hòa (%) (%) Lauric acid (C12: 0) 0.1 Hexadecadienoic acid Palmitic acid (C16: 0) 16.7 Về thành phần các acid béo, Maia và cộng sự (1977) nhận thấy có tổng số 11 loại acid béo được tìm thấy trong vỏ lụa hạt điều, trong đó acid béo chưa bão hòa chiếm tỷ lệ 76. Các acid béo chủ yếu là oleic acid (35.4%) và palmitic acid (16. Linoleic acid giúp giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch nhờ giảm lipoprotein tỷ trọng thấp, tăng lipoprotein tỷ trọng cao và giảm nguy cơ ung thư ở người [15]. Ngược lại, palmitic acid là loại acid béo gây xơ vữa động mạch vì làm tăng lượng 5 Cao Đăng Khoa – Phạm Thanh Nhàn LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP cholesterol và thúc đẩy quá trình tích lũy chất béo ở động mạch vành và các mô khác của cơ thể [16].
Carbohydrate Trong vỏ lụa hạt điều, carbohydrate là thành phần dinh dưỡng chủ yếu, chiếm khoảng 75 g/100g chất khô, trong đó hàm lượng chất xơ thô trong vỏ lụa hạt điều khoảng 10 g/100g chất khô. Theo Donkoh và cộng sự (2012), hàm lượng xơ thô của vỏ lụa hạt điều là 10.3 g/100g chất khô [12], Fang và cộng sự (2018) ghi nhận hàm lượng xơ thô là 11. Tro và khoáng chất Tro dùng để chỉ các hợp chất vô cơ ở dạng oxide kim loại còn lại sau khi đốt cháy và nung mẫu thực phẩm [17]. Theo Donkoh và cộng sự (2012) và Fang và cộng sự (2018), hàm lượng tro trong vỏ lụa hạt điều là 2.
Thành phần các khoáng chất được trình bày trong Bảng 2. Theo đó, vỏ lụa hạt điều giàu phospho (1.9 g/Kg chất khô ) và kali (1.5 g/Kg chất khô). Phospho là một khoáng chất thiết yếu đối với sự phát triển của xương và răng, đồng thời tham gia vào quá trình co cơ, đông máu, thần kinh, tái tạo mô và giúp cơ thể sử dụng năng lượng [18]. Kali là một thành phần giúp làm giảm nguy cơ đột quỵ, sỏi thận, tổn thương thận và một số vấn đề liên quan đến tim [19].
Ngoài ra, vỏ lụa hạt điều còn chứa Ca, Mg. Với khả năng cung cấp nhiều loại chất khoáng, vỏ lụa hạt điều có thể được sử dụng như một phụ liệu trong công thức chế biến góp phần tăng hàm lượng khoáng trong thực phẩm. 4 Thành phần các chất khoáng trong vỏ lụa hạt điều (Đơn vị: g/Kg chất khô) Donkoh và cộng sự Fang và cộng sự (2018) Thành phần hóa học (2012) [13] [12] Ca 5. Phenolic là một trong ba hợp chất chuyển hóa thứ cấp lớn nhất và phổ biến nhất trong giới thực vật [21].
Đã có nhiều công bố khoa học về phương pháp trích ly cũng như xác định các hợp chất này trong nhiều loại phụ phẩm nông nghiệp. Chandrasekara và cộng sự (2011), hàm lượng TPC có trong vỏ lụa hạt điều dao động từ 269.99 mg GAE/g chất khô tùy vào phương pháp chế biến [22]. Một vài nghiên cứu khác lại cho rằng, hàm lượng TPC trong vỏ lụa hạt điều dao động từ 185.00 mg GAE/g chất khô tùy vào điều kiện trích ly [23] [24].5% trong số các hợp chất phenolic có trong vỏ lụa hạt điều, trong đó tannin chiếm khoảng 80% [25]. Tannin trong vỏ lụa hạt điều chủ yếu là procyanidin [26].
(+)-Catechin, (-)-epicatechin và epigallocatechin là ba chất chính thuộc nhóm flavonoids được tìm thấy trong vỏ lụa hạt điều với hàm lượng lần lượt là 47.289 mg/g chất khô, 28.291 mg/g chất khô và 2.005 mg/g chất khô [22]. Đây là những chất có tác dụng tốt đối với sức khỏe con người đặc biệt là phòng chống các bệnh về ung thư và tim mạch [22] [27]. Chandrasekara và cộng sự (2011), syringic, acid gallic và p-coumaric là ba loại acid phenolic chiếm ưu thế trong vỏ lụa hạt điều với hàm lượng lần lượt là 2.507 mg/g chất khô, 0.361 mg/g chất khô, và 0.252 mg/g chất khô [22]. Ngoài các hợp chất phenolic kể trên, trong vỏ lụa hạt điều còn có thể tìm thấy một số chất có hoạt tính sinh học khác không thuộc nhóm phenolic được trình bày trong Bảng 2.
5 như β-carotene, lutein, vitamin E (α-zeaxanthin, α-totopherol, γ-tocopherol), vitamin B1 (thiamine); trong đó, β-carotene (218 mg/Kg chất khô) và lutein (525 mg/Kg chất khô) là hai chất có hàm lượng cao hơn hẳn so với các hợp chất còn lại [28].