Nghiên cứu cải thiện cấu trúc và cảm quan bánh quy bổ sung bã xơ mít

Nghiên cứu về bánh quy bổ sung bã xơ mít. Phân tích ảnh hưởng và đề xuất giải pháp cải thiện cấu trúc bột nhào, tính chất vật lý và cảm quan.

• Tác giả: Ngô Huỳnh Bình Giang
• Người hướng dẫn: Lê Văn Việt Mẫn
• Trường học: Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu cải thiện cấu trúc bột nhào, tính chất vật lý và cảm quan của bánh quy bổ sung bã xơ mít
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về bánh quy bã xơ mít và tầm quan trọng của nó

Bánh quy bã xơ mít là một sản phẩm thực phẩm đột phá kết hợp chất xơ thiên nhiên từ phụ phẩm nông nghiệp với những lợi ích dinh dưỡng cao. Bã xơ mít, một nguồn tài nguyên phong phú chứa chất xơ, chất khoáng và các hợp chất sinh học hoạt tính, được ứng dụng trong sản xuất bánh quy hiện đại. Tuy nhiên, thách thức chính nằm ở việc cải thiện chất lượng bánh quy khi thay thế một phần bột mì bằng bột xơ mít. Nghiên cứu này từ Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM tập trung vào việc khắc phục những tác động tiêu cực đến tính chất bột nhào, độ cứng và cảm quan của sản phẩm. Mục tiêu là tạo ra bánh quy giàu xơ vừa đáp ứng nhu cầu sức khỏe của người tiêu dùng vừa duy trì các đặc tính organoleptik hấp dẫn.

1.1. Vai trò của bã xơ mít trong sản xuất thực phẩm

Bã xơ mít là phụ phẩm nông nghiệp giàu dinh dưỡng, chứa lượng lớn chất xơ, khoáng chất và các chất có hoạt tính sinh học. Việc tận dụng phụ phẩm này giúp giảm lãng phí và tạo giá trị kinh tế. Bột xơ mít mang lại lợi ích sức khỏe cho người tiêu dùng, đặc biệt là cải thiện tiêu hóa và kiểm soát huyết áp. Tuy nhiên, việc bổ sung bã xơ mít vào bánh quy gặp phải các vấn đề về kỹ thuật và cảm quan cần phải giải quyết.

1.2. Vấn đề chất lượng và cảm quan hiện tại

Khi tăng tỷ lệ thay thế bột xơ mít, bánh quy trở nên cứng hơn, độ cứng tăng đến 1.6 lần so với bánh thường. Điểm cảm quan giảm dần, ở mức thay thế 40%, mức độ ưa thích chỉ đạt 4.1 điểm, thấp hơn ngưỡng chấp nhận của người tiêu dùng. Những vấn đề này yêu cầu giải pháp kỹ thuật chuyên biệt để cải thiện cảm quan và tính chất vật lý của sản phẩm.

II. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ thay thế bột xơ mít

Nghiên cứu khoa học về cấu trúc bột nhào và tính chất vật lý bánh quy cho thấy sự thay đổi đáng kể khi tăng tỷ lệ bã xơ mít. Đây là giai đoạn quan trọng trong quá trình phát triển sản phẩm, xác định phạm vi tối ưu cho việc bổ sung bã xơ mít. Các thử nghiệm đo lường độ cứng, độ cố kết và các thông số cảm quan khác để tìm ra điểm cân bằng giữa lợi ích dinh dưỡng và chất lượng sản phẩm. Kết quả này là nền tảng cho việc ứng dụng các chất cải tiến như ascorbic acid và sodium stearoyl lactylate nhằm khắc phục các hạn chế. Việc hiểu rõ ảnh hưởng của tỷ lệ thay thế giúp xác định chiến lược cải thiện chất lượng bánh quy một cách hiệu quả.

2.1. Tác động đến độ cứng và cấu trúc bột nhào

Khi tỷ lệ thay thế bột xơ mít tăng lên 40%, độ cứng của bánh tăng 1.6 lần so với bánh làm từ bột mì nguyên chất. Sự thay đổi này xuất phát từ cấu trúc protein và khả năng giữ nước của bã xơ mít khác với bột mì. Cấu trúc bột nhào trở nên kém liên kết, dẫn đến bánh kém dẻo và khó nhai. Các tính chất vật lý như độ kỳ hạn và độ dẻo giảm đáng kể, gây ảnh hưởng tiêu cực đến trải nghiệm người dùng.

2.2. Đánh giá cảm quan tại các mức thay thế khác nhau

Cảm quan của bánh quy được đánh giá qua các tiêu chí như mùi, màu sắc, độ giòn và độ ưa thích tổng thể. Ở mức thay thế 40%, điểm cảm quan chỉ đạt 4.1 trên thang 9 điểm, thấp hơn ngưỡng chấp nhận 5.0. Người tiêu dùng cảm thấy bánh quá cứng, thiếu độ giòn tự nhiên và có vị hơi đắng do bã xơ mít. Kết quả này cho thấy cần có sự can thiệp kỹ thuật để nâng cao chất lượng cảm quan.

III. Ứng dụng ascorbic acid và sodium stearoyl lactylate trong cải thiện

Ascorbic acid (Vitamin C) và sodium stearoyl lactylate (SSL) là hai chất cải tiến được nghiên cứu để cải thiện chất lượng bánh quy bã xơ mít. Ascorbic acid hoạt động như chất oxy hóa, giúp tạo lập liên kết disulfide (SH) mới, tăng cường cấu trúc bột nhào. Khi tăng nồng độ ascorbic acid từ 0 đến 200 ppm, hàm lượng liên kết SH tổng tăng 52%, trong khi đó liên kết SH tự do giảm 48%. SSL là emulsifier, hỗ trợ tạo lập cấu trúc ổn định và cải thiện tính chất vật lý. Kết hợp sử dụng cả hai chất này tạo ra hiệu ứng synergy, cải thiện cảm quan bánh quy một cách rõ rệt. Mẫu bánh bổ sung 200 ppm ascorbic acid cho độ cứng giảm 42% và mức độ ưa thích tăng lên 6.5 điểm.

3.1. Cơ chế hoạt động của ascorbic acid

Ascorbic acid là chất khử và oxy hóa, tham gia vào quá trình hình thành liên kết trong bột nhào. Nó giúp chuyển đổi liên kết SH tự do thành liên kết SH tổng (disulfide), tạo nên cấu trúc mạnh mẽ hơn. Với nồng độ 200 ppm, hàm lượng liên kết SH tổng tăng 52% và độ cứng bột nhào giảm 2 lần. Điều này dẫn đến bánh mềm mại hơn, dẻo hơn, và cảm quan của bánh quy được cải thiện rõ rệt. Ascorbic acid cũng góp phần giữ lại các chất dinh dưỡng và màu sắc của bánh.

3.2. Tác động của sodium stearoyl lactylate SSL

Sodium stearoyl lactylate là một emulsifier mạnh, tăng cường khả năng giữ nước và tạo lập cấu trúc ổn định trong bánh. SSL giúp độ cố kết tăng 2.2 lần và độ phục hồi tăng 1.0 lần. Khi sử dụng kết hợp ascorbic acid, SSL giúp duy trì độ giòn của bánh và cải thiện cảm giác nhai. Nó cũng giúp bánh không bị khô quá mau, kéo dài thời gian bảo quản. Sử dụng SSL ở nồng độ tối ưu cho kết quả cải thiện chất lượng bánh quy một cách toàn diện.

IV. Kết quả và khuyến nghị cho ứng dụng thương mại

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc cải thiện chất lượng bánh quy bã xơ mít là khả thi thông qua việc sử dụng ascorbic acid và SSL. Mẫu bánh tối ưu được xác định là mẫu bổ sung 40% bã xơ mít kết hợp với 200 ppm ascorbic acid, đạt điểm cảm quan 6.5/9, vượt ngưỡng chấp nhận. Độ cứng bánh quy giảm 42% so với mẫu không bổ sung chất cải tiến, cấu trúc bột nhào được cải thiện đáng kể, độ cố kết và độ phục hồi tăng lên. Bánh quy này vừa đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng (giàu chất xơ, khoáng chất) vừa duy trì các đặc tính organoleptik hấp dẫn. Khuyến nghị cho ngành công nghiệp thực phẩm là tiếp tục tối ưu hóa nồng độ chất cải tiến, xem xét ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nướng, và tiến hành các thử nghiệm lâu dài về bảo quản sản phẩm.

4.1. Công thức tối ưu cho sản phẩm bánh quy giàu xơ

Công thức tối ưu gồm: 40% bã xơ mít thay thế bột mì, 200 ppm ascorbic acid, và nồng độ SSL phù hợp. Sản phẩm này đạt cảm quan tổng thể 6.5/9, vượt ngưỡng chấp nhận của người tiêu dùng (≥5.0). Độ cứng bánh quy giảm 42%, cấu trúc bột nhào được cải thiện, độ cố kết tăng 2.2 lần. Bánh có độ giòn tự nhiên, dễ nhai, không có vị hơi đắng. Giá trị dinh dưỡng cao với hàm lượng chất xơ, khoáng chất tăng đáng kể so với bánh thường.

4.2. Hướng phát triển và ứng dụng thương mại

Kết quả nghiên cứu mở ra tiềm năng lớn cho ứng dụng bã xơ mít trong công nghiệp thực phẩm. Sản phẩm bánh quy có thể tiếp cận thị trường người tiêu dùng quan tâm sức khỏe. Cần tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ nướng, thời gian bảo quản, và sử dụng các chất cải tiến khác. Doanh nghiệp thực phẩm nên tiến hành thử nghiệm quy mô lớn và đánh giá khả năng sản xuất hàng loạt. Cải thiện chất lượng bánh quy bã xơ mít sẽ tạo ra sản phẩm bổ dưỡng, bền vững về môi trường và cạnh tranh trên thị trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Bánh quy là sản phẩm tiện dụng phổ biến trên toàn cầu do thành phần dinh dưỡng tương đối đầy đủ, giàu năng lượng, giá cả hợp lý và đa dạng về chủng loại. Khi mức sống tăng cao, nhu cầu sử dụng các sản phẩm có lợi cho sức khỏe con người dần có xu hướng gia tăng. Dựa vào nhu cầu này, dòng sản phẩm bánh quy giàu xơ và nghèo năng lượng ra đời và phát triển. Chất xơ trong thực phẩm góp phần thúc đẩy hiệu quả của những quá trình sinh lý có lợi như nhuận tràng, làm giảm cholesterol trong máu, giảm đường huyết [2].

Việt Nam là nước có ngành nông nghiệp phát triển. Do đó, việc tận dụng những nguồn phụ phẩm nông nghiệp để sản xuất các loại bánh quy giàu xơ là hết sức triển vọng. Cụ thể, một số nghiên cứu có thể kể đến như sử dụng xơ dừa [3], [4], vỏ thanh long [5], bã cà phê [6] để sản xuất bánh quy. Mít là trái cây phổ biến ở nước ta; chỉ riêng các tỉnh phía Nam đạt khoảng 524,000 tấn.

Trong đó, lượng xơ mít chiếm đến 25. Mặc dù lượng phụ phẩm thải ra là vô cùng lớn nhưng hiện nay xơ mít chủ yếu chỉ được sử dụng làm thức ăn gia súc. Xơ mít có hàm lượng xơ lên đến 49%, hàm lượng carbohydrate là 87.6% và chứa khoảng 11% protein [9], [10], [11]. Do đó, với đề tài trước đây “Nghiên cứu sử dụng xơ mít để thay thế một phần bột mì trong sản xuất bánh quy giàu xơ”, chúng tôi và các cộng sự đã nghiên cứu tận dụng nguồn phụ phẩm xơ mít trong công thức bánh quy nhằm tạo ra sản phẩm giàu xơ, có lợi cho sức khỏe và được người tiêu dùng chấp nhận.

Kết quả chỉ ra rằng, bột xơ mít là một nguyên liệu giàu chất xơ, giàu khoáng và hoạt tính kháng oxy hóa. Tuy nhiên, việc bổ sung nguyên liệu giàu xơ vào công thức làm bánh quy có thể ảnh hưởng đến mùi, vị, kết cấu và màu sắc của bánh [12]. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng chất xơ làm hạn chế việc hình thành mạng gluten [13] và là nguyên nhân chính làm giảm chất lượng cảm quan của bánh quy. Bên cạnh đó, mức độ ưa thích bánh quy của người tiêu dùng có mối quan hệ mật thiết và tỷ lệ nghịch với độ cứng của bánh quy [14].

Sodium stearoyl lactylate (SSL) là một chất nhũ hóa, có tác dụng cải thiện kết cấu mạng gluten [15] trong quá trình nhào bột. Nguyên nhân là do SSL liên kết với các phân 1 Ngô Huỳnh Bình Giang – MSHV:2070639 tử lipid [16], cải thiện sự tương tác với các protein gluten [17] và ngăn chặn quá trình kết tinh của tinh bột [18] trong khối bột nhào. Bên cạnh đó, một số nghiên cứu chỉ ra rằng ascorbic acid (AA) cũng có thể cải thiện sự kết tụ của protein. AA làm tăng sự hình thành liên kết SS và độ bền của mạng lưới gluten [19].

Dựa trên tình hình thực tế cũng như lợi ích của bột xơ mít đem lại, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu cải thiện chất lượng của bánh quy bổ sung bột xơ mít”. Mục đích của đề tài là cải thiện kết cấu và chất lượng cảm quan của bánh quy bổ sung bột xơ mít bằng cách bổ sung sodium stearoyl lactylate và ascorbic acid trong quá trình nhào bột. 2 Ngô Huỳnh Bình Giang – MSHV:2070639 CHƯƠNG 2. Trong đó, vùng Đồng bằng sông Cửu Long có diện tích trồng mít lớn nhất nước ta.

Mít là loại quả giàu dinh dưỡng, chứa carbohydrate, protein, chất xơ, vitamin và đa dạng chất khoáng (K, Ca, Mg, Fe, Zn…). Ngoài ra, mít cũng chứa nhiều hợp chất có lợi như carotenoids, phenolic, flavonoids có hoạt tính sinh học [21], [22]. Mít được xem là loại cây ăn quả có quả chín lớn nhất, quả lớn có thể dài đến 90 cm và đường kính từ 25 đến 50 cm [8]. Hoa cái của cây mít mọc thành cụm trên cùng một trục, mỗi cụm vài trăm hoa, chỉ có các hoa cái được thụ phấn thì bao hoa sẽ phát triển thành múi mít ăn được.

Còn các hoa cái không được thụ phấn phát triển thành xơ mít có dạng sợi dẹt và có cấu trúc dai mọc chen giữa các múi mít [20]. Tại Việt Nam, phần xơ mít này chiếm đến 25.3% khối lượng quả và chứa hàm lượng chất dinh dưỡng cao [8]. Mặc dù phần phụ phẩm nông nghiệp xơ mít thải ra hằng năm là khá nhiều, tuy nhiên chúng chỉ mới được sử dụng làm thức ăn cho gia súc, ủ làm phân bón hoặc thải bỏ ra môi trường mà chưa được tận dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất thực phẩm. Thành phần hóa học Thành phần hóa học của xơ mít (% chất khô) từ các nguồn tài liệu khác nhau được trình bày trong Bảng 2.

Carbohydrate Theo Bảng 2.1, carbohydrate là thành phần chính trong xơ mít, chiếm khoảng 88% chất khô, gồm các nhóm đường, tinh bột và chất xơ [8], [9]. Hàm lượng carbohydrate tổng trong xơ mít không chênh lệch nhiều so với trong bột mì (83. Tuy nhiên, hàm lượng chất xơ thô có trong xơ mít cao hơn rất nhiều lần so với bột mì (0.6% chất khô), dao động trong khoảng từ 12.5 đến 49% chất khô [11]. Theo nghiên cứu của Dam và cộng sự (2013), xơ mít chứa chất xơ hòa tan, điển hình là pectin và chất xơ không hòa tan, điển hình là cellulose [8].

Ngoài ra, xơ mít cũng có hàm lượng chất xơ 3 Ngô Huỳnh Bình Giang – MSHV:2070639 cao hơn so với phần thịt múi mít [11]. Hàm lượng chất xơ khá cao thể hiện tiềm năng của bột xơ mít trong việc trở thành một nguồn nguyên liệu giàu xơ. Thành phần hóa học của xơ mít theo một số tác giả. Chỉ tiêu Subburamu và Che Man và cộng Feili và cộng sự, Erawati và cộng (% chất khô) cộng sự, 1992 [9]* sự, 1997 [10]* 2013 [11]* sự, 2018 [23] Carbohydrate n.

Chú thích: - (*) số liệu quy đổi; - n. Protein Hàm lượng protein có trong xơ mít dao động từ 3.1% chất khô, thấp hơn so với bột mì (khoảng 14. Theo nghiên cứu của Subburamu và cộng sự (1992), protein tan trong nước có mặt trong xơ mít chiếm 5.9% chất khô và khoảng 2% là các amino acid tự do [9]. Quá trình xử lý nguyên liệu tươi thành dạng bột có thể làm thất thoát hàm lượng protein của xơ mít, đặc biệt là quá trình đun xơ mít có thể gây tổn thất các protein tan trong nước [11].

Lipid Mít thuộc nhóm trái cây được biết đến là chứa ít chất béo nên hàm lượng lipid trong xơ mít là không cao, chỉ chiếm từ 1 đến 8% chất khô. Xơ mít chứa hàm lượng lipid tương đương hoặc cao hơn bột mì (1% chất khô) tùy theo giống và điều kiện trồng trọt [11]. Khoáng Chất khoáng trong xơ mít khá cao, dao động từ 3 đến 8% chất khô, cao hơn nhiều so với bột mì thông thường (0. 4 Ngô Huỳnh Bình Giang – MSHV:2070639 2.

Ứng dụng của xơ mít Với sản lượng mít thu hoạch hàng năm trên toàn thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, lượng xơ mít thải ra môi trường là rất lớn. Những công bố khoa học từ những năm cuối thế kỷ 20 đến nay thực sự đã cho thấy mối quan tâm của các nhà nghiên cứu đối với nguồn nguyên liệu này vì chúng có giá trị dinh dưỡng cao và thích hợp để phát triển các dòng sản phẩm tận dụng phụ phẩm nông nghiệp. Việc sử dụng xơ mít để sản xuất sản phẩm có giá trị gia tăng góp phần làm đa dạng hóa nguồn thực phẩm vừa góp phần giải quyết được gánh nặng môi trường. Nghiên cứu của Subburamu và cộng sự vào năm 1992 đã tận dụng nguồn phụ phẩm của mít để làm thức ăn cho gia súc.

Trong nghiên cứu này, tác giả đã phân tích các chỉ tiêu hóa lý của thức ăn gia súc được chế biến từ xơ mít và các phần thải bỏ khác của quả mít. Kết quả cho thấy xơ mít có thể được xem là nguồn carbohydrate, protein, khoáng và các amino acid tiềm năng để cung cấp cho động vật [9]. Về mảng thực phẩm, một vài nghiên cứu tận dụng xơ mít để đa dạng hóa sản phẩm bao gồm xơ mít sấy, bánh mì giàu xơ, thức uống lên men, rượu xơ mít và mứt jam. Trước đó, vào năm 1997, nghiên cứu của Y.

Che Man cho thấy phần vỏ và xơ mít thải bỏ có thể chiếm đến 50% khối lượng quả, trong đó, xơ mít vẫn có thể được chế biến thành sản phẩm công nghiệp vì có mùi vị đặc trưng. Để tận dụng nguồn phụ phẩm nông nghiệp này, các tác giả đã nghiên cứu phát triển sản phẩm xơ mít sấy, sau đó phân tích các chỉ tiêu hóa lý và cảm quan, đồng thời, đánh giá điều kiện bảo quản sản phẩm trong các loại bao bì khác nhau [10]. Ở một nghiên cứu khác, nhận thấy được mối quan tâm ngày càng gia tăng của người tiêu dùng đối với các sản phẩm có lợi cho sức khỏe, Feili Reza và các cộng sự (2013) đã nghiên cứu và phát triển sản phẩm “healthy bread”. Các tác giả cho rằng kết hợp nguyên liệu giàu xơ trong công thức bánh mì không chỉ cung cấp các sản phẩm có lợi cho sức khỏe, mà còn là ý tưởng thân thiện với môi trường khi tận dụng được phụ phẩm nông nghiệp.

Bằng cách thay thế một phần bột mì bằng bột xơ mít trong công thức làm bánh với các tỷ lệ 5%, 10% và 15%, tác giả đã phân tích các chỉ tiêu vật lý, hóa học và cảm quan của các sản phẩm bánh mì. Kết quả nghiên cứu cho thấy sự thay thế bột mì bằng bột xơ mít làm thay đổi đáng kể về cấu trúc và màu sắc của sản phẩm. Cụ thể, độ 5 Ngô Huỳnh Bình Giang – MSHV:2070639 cứng của bánh mì có bổ sung xơ mít tăng cao hơn so với mẫu đối chứng trong khi độ phục hồi giảm và màu sắc của bánh trở nên sậm hơn. Về thành phần hóa học, bột xơ mít cũng được đánh giá là nguồn nguyên liệu giàu xơ tiềm năng trong phát triển thực phẩm chức năng.

Ngoài ra, khi tiến hành thí nghiệm cảm quan sản phẩm với 30 người thì mẫu bánh mì với tỷ lệ thay thế 5% nhận được sự ưa thích cao nhất [11], [24]. Bên cạnh đó, một nghiên cứu của S. Dam và cộng sự (2013) cũng tận dụng nguồn phụ phẩm xơ mít cho quá trình sản xuất thức uống lên men có sử dụng chế phẩm enzyme pectinase và nấm men Saccharomyces oviformis. Sau các quá trình chần và nghiền nhỏ nguyên liệu với nước, hỗn hợp này được bổ sung enzyme pectinase với các tỷ lệ khác nhau.

Tác giả nhận thấy rằng điều kiện tối ưu thí nghiệm là sử dụng 0.