MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài Bánh quy là sản phẩm phổ biến ở khắp nơi trên thế giới do thành phần dinh dưỡng tương đối đầy đủ, sử dụng tiện lợi và đa dạng về chủng loại. Theo báo cáo của Công ty nghiên cứu thị trường toàn cầu IMARC, thị trường bánh quy toàn cầu đạt giá trị 110.7 tỷ USD trong năm 2021; dự kiến sẽ đạt giá trị 151.7 tỷ USD vào năm 2027 với tốc độ tăng trưởng gộp hàng năm (Compounded Annual Growth rate - CAGR) là 5.1% trong giai đoạn 2022-2027 [1]. Tại Việt nam, theo báo cáo của Bộ Công thương thì doanh số thị trường bánh kẹo của nước ta đạt khoảng 51 nghìn tỷ đồng trong năm 2020; trong đó sản phẩm bánh quy chiếm xấp xỉ 50% thị phần. Như vậy, thị trường bánh quy ở nước ta rất tiềm năng.
Tuy nhiên, bánh quy truyền thống có hàm lượng đường, tinh bột và giá trị năng lượng cao nên không phù hợp cho những người ăn kiêng, những bệnh nhân đái tháo đường, thừa cân và béo phì. Gần đây, bánh quy giàu xơ, ít đường và nghèo năng lượng được nhiều người tiêu dùng quan tâm. Chất xơ mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe như làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch nhờ giảm lượng cholesterol trong máu, làm tăng lợi khuẩn trong đường ruột và tăng cường hệ miễn dịch. Ở Việt Nam hiện nay, sản phẩm bánh quy giàu xơ chủ yếu được sản xuất từ bột mì nguyên cám; nguồn nguyên liệu này phải nhập khẩu từ nước ngoài.
Việc tìm kiếm một nguồn nguyên liệu tiềm năng giàu xơ để bổ sung vào công thức bánh quy là một nhu cầu hết sức cần thiết. Thanh long là cây ăn trái phổ biến ở nước ta. Theo Cục Trồng trọt, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, cả nước ta có khoảng 64.700 ha đất trồng thanh long với tổng sản lượng trái gần 1.4 triệu tấn trong năm 2021 [2]. Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến các sản phẩm từ trái thanh long đang trên đà phát triển.
Vỏ thanh long chiếm 20-30% tổng trọng lượng trái thanh long và là phụ phẩm của quy trình chế biến. Ở nước ta, một phần lượng vỏ thanh long được dùng làm thức ăn gia súc hoặc phân bón; phần lớn lượng vỏ thanh long chưa được tái sử dụng hoặc xử lý phù hợp nên gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, vỏ trái thanh long giàu chất xơ và các chất có hoạt tính chống oxy hóa như betacyanin và các hợp chất phenolic [3]; vỏ thanh long chưa được tận dụng để sản xuất 1 ra các sản phẩm có giá trị gia tăng đồng thời góp phần làm giảm tổng lượng chất thải từ quy trình chế biến trái thanh long. Những nhận định ở trên cho thấy vỏ thanh long có thể là một nguồn nguyên liệu giàu chất xơ cho những quy trình sản xuất nhóm thực phẩm giàu xơ nói chung.
Trên cơ sở đó, chúng tôi thực hiện đề tài:“Sử dụng vỏ trái thanh long để thay thế một phần bột mì trong quy trình sản xuất bánh quy giàu chất xơ”.2 Mục đích nghiên cứu Mục đích chung: Tạo ra sản phẩm có giá trị gia tăng (bánh quy giàu chất xơ) từ nguồn phụ phẩm vỏ trái thanh long đồng thời góp phần làm tăng hiệu quả sử dụng nguồn nông sản sẵn có trong nước. Mục đích cụ thể: Chọn được các thông số của quá trình chần và sấy để thu được bột vỏ trái thanh long làm nguyên liệu giàu chất xơ và chất chống oxy hóa; chọn được kích thước lỗ rây và tỷ lệ bổ sung bột vỏ thanh long thích hợp trong công thức sản xuất bánh quy giàu chất xơ.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.1 Đối tượng Đối tượng chính của nghiên cứu này là vỏ trái thanh long – phụ phẩm chính từ quy trình chế biến trái thanh long trong sản xuất công nghiệp. Bên cạnh đó, loại thực phẩm giàu xơ được chọn để nghiên cứu là bánh quy giàu xơ.2 Phạm vi và nội dung nghiên cứu Nghiên cứu của luận án này được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm trong thời gian từ 20/8/2019 đến 20/8/2022. Nội dung nghiên cứu gồm 4 phần chính: i) xác định sự ảnh hưởng của quá trình chần đến chất lượng vỏ trái thanh long, ii) xác định sự ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng bột vỏ trái thanh long, iii) xác định sự ảnh hưởng của kích thước lỗ rây đến chất lượng bột vỏ trái thanh long và chất lượng bánh quy bổ sung bột vỏ thanh long, iv) xác định sự ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột vỏ trái thanh long trong công thức làm bánh quy đến chất lượng sản phẩm.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1.1 Ý nghĩa khoa học Luận án đã xác định được: Sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến mức độ bất hoạt enzyme và các thông số động học của quá trình bất hoạt polyphenoloxidase và peroxidase, mức độ tổn thất và các thông số động học của quá trình phân hủy các chất có hoạt tính chống oxy hóa trong vỏ trái long, bao gồm betacyanin và phenolic tổng.
Sự ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và tốc độ dòng tác nhân sấy đến chất lượng bột vỏ trái thanh long. Sự ảnh hưởng ảnh hưởng của kích thước lỗ rây đến chất lượng bột vỏ trái thanh long và chất lượng bánh quy có bổ sung bột vỏ trái thanh long. Sự ảnh hưởng của tỷ lệ sử dụng bột vỏ trái thanh long trong công thức bánh quy đến chất lượng sản phẩm.2 Ý nghĩa thực tiễn Luận án đã xác định được: Điều kiện chần và sấy vỏ thanh long tươi để thu nhận bột vỏ trái thanh long làm nguyên liệu giàu chất xơ và chất chống oxy hóa. Kích thước lỗ rây bột vỏ trái thanh long và tỉ lệ sử dụng bột vỏ trái thanh long trong công thức bánh quy để tạo ra sản phẩm giàu xơ và hoạt tính chống oxy hóa được người tiêu dùng chấp nhận.
Chỉ số đường huyết và khả năng giải phóng nhóm chất chống oxy hóa của các mẫu bánh quy giàu xơ thu được bằng phương pháp tiêu hóa in vitro. Phương pháp cải thiện các tính chất vật lý của bánh quy giàu xơ khi tỷ lệ bổ sung bột vỏ thanh long trong công thức làm bánh gia tăng đến 25% so với khối lượng bột nguyên liệu. 3 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.1 Bánh quy giàu xơ 2.1 Tổng quan về bánh quy 2.1 Khái niệm bánh quy Bánh quy là nhóm các sản phẩm bánh nướng được làm từ bột mì, bánh thành phẩm có độ ẩm xấp xỉ 5%, kích thước nhỏ, vị ngọt và giòn [4].2 Phân loại bánh quy Bánh quy có thể được phân loại dựa vào một số đặc điểm khác nhau như phân loại theo hình dạng bánh (tròn, vuông, chữ nhật, hình hoa, hình thú…) hoặc phân loại theo thành phần phụ liệu/chất dinh dưỡng bổ sung vào bánh (bổ sung kem, mứt, hạt/ DHA, chất xơ, sắt…) hay phân loại theo đối tượng sử dụng bánh (dành cho trẻ em, người bệnh đái tháo đường, người ăn kiêng nhóm thực phẩm giàu năng lượng. Trong thực tế sản xuất, bánh quy thường được phân loại là “cracker” nếu hàm lượng đường và chất béo trong bánh ở mức thấp; là “biscuit” nếu hàm lượng đường và chất béo trong bánh ở mức trung bình; là “cookie” khi hàm lượng đường và chất béo trong bánh ở mức cao [5].3 Nguyên liệu sản xuất bánh quy Các thành phần chính trong công thức bánh quy gồm bột mì, chất béo, đường saccharose, bột nở (natri bicarbonat, amoni bicarbonat), nước; một số thành phần phụ có thể là trứng, sữa bột, chất nhũ hóa và hương liệu [6].
Tỉ lệ các thành phần nguyên liệu trong công thức bánh ảnh hưởng lớn đến chất lượng của sản phẩm. Bột mì là nguyên liệu chính trong công thức bánh quy. Thành phần quan trọng nhất trong bột mì là protein. Các loại protein trong bột mì gồm có albumin, globulin, gliadin và glutelin; trong đó, gliadin và glutenin có các liên kết S-S nội phân tử và có khả năng tạo các liên kết S-S liên phân tử để tham gia vào cấu trúc của gluten tạo nên tính dẻo, dai của bột nhào giúp cho bánh dễ tạo hình.
Thông thường, bột mì với hàm lượng protein thấp (8-11%) được coi là phù hợp để sản xuất bánh quy vì khi hàm lượng gluten thấp, khung mạng gluten hình thành phù hợp cho việc cán khối bột nhào và tạo hình bánh quy. Tuy nhiên, gluten trong bột mì ảnh hưởng đến sức khỏe của người bệnh celiac. Hơn 4 nữa, hàm lượng tinh bột cao trong bột mì không phù hợp cho người bệnh thừa cân và béo phì. Do đó, bột mì được thay thế một phần hoặc đôi khi được thay thế bằng các loại bột khác để phát triển các loại bánh quy không chứa gluten và bánh quy dành cho người ăn kiêng [7].
Đường đóng vai trò là chất điều chỉnh cấu trúc và hương vị. Loại đường phổ biến trong sản xuất bánh quy là saccharose. Đường cung cấp năng lượng nên có thể được thay thế bằng các chất ngọt không có giá trị năng lượng như saccharine, acesulfame-K, aspartame, sucralose và cyclomat. Tuy nhiên, những chất ngọt này không thể thực hiện các chức năng tạo cấu trúc cho bánh như đường.
Do đó, các polyol như sorbitol, lactitol, isomalt, polydextrose và maltitol cũng được sử dụng cùng với chất ngọt [8]. Chất béo là thành phần thứ ba trong bột nhào sau bột mì và đường. Chất béo tạo độ mềm cho bánh quy. Trong quá trình nhào trộn, chất béo sẽ hạn chế quá trình hydrat hóa và sự phát triển mạng gluten.
Loại chất béo (bơ, chất béo thực vật, dầu thực vật) và tỷ lệ phần trăm của chất béo trong công thức ảnh hưởng đến các đặc tính vật lý và cảm quan của bánh [7]. Trong nhóm các nguyên liệu phụ, chất nhũ hóa làm giảm sức căng bề mặt, phân phối chất béo đồng đều, ngăn ngừa sự di chuyển của nước và cải thiện cấu trúc bột nhào. Một số chất nhũ hóa thông dụng là lecithin, glycerol monostearate, sodium stearoyl-2 lactylate, sorbitol, propylene glycol [9]. Muối được sử dụng làm chất phủ bề mặt và trang trí bánh quy mặn.
Nồng độ muối sử dụng thường nhỏ hơn 2 – 2. Các chất tạo nở được bổ sung vào bột nhào để tạo ra bọt khí ảnh hưởng đến cấu trúc của bánh quy sau quá trình nướng. Các chất tạo nở phổ biến là bột nở (hỗn hợp natri bicarbonat và một acid), natri pyrophosphat, natri bicarbonat (NaHCO3) và amoni bicarbonat (NH4HCO3) [7].2 Các nguồn chất xơ sử dụng trong sản xuất bánh quy 2.1 Ngũ cốc nguyên cám và phụ phẩm từ quy trình chế biến ngũ cốc Trong quá trình xay xát để sản xuất bột mì trắng, cám và các phần mầm của hạt ngũ cốc được loại bỏ. Khi không tách bỏ phần cám và mầm ra khỏi bột nghiền thì thu được bột mì 5 nguyên cám.
