Nghiên cứu sử dụng vỏ thanh long để sản xuất bánh quy giàu chất xơ

Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ thực phẩm sử dụng vỏ trái thanh long để thay thế một phần bột mì trong quy trình sản xuất, phát triển phương pháp mới, đánh giá hiệu quả ứng

• Tác giả: Mai Thị Hải Anh
• Người hướng dẫn: Lê Văn Việt Mẫn
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Bánh Quy Giàu Chất Xơ Từ Vỏ Thanh Long Thay Thế Bột Mì
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• TÓM TẮT LUẬN ÁN
• ABSTRACT
• LỜI CÁM ƠN
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Mục đích nghiên cứu
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Phạm vi và nội dung nghiên cứu
• 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.5.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Bánh quy giàu xơ
• 2.1.1. Tổng quan về bánh quy
• 2.1.2. Các nguồn chất xơ sử dụng trong sản xuất bánh quy
• 2.1.3. Ảnh hưởng của việc bổ sung phụ phẩm quy trình chế biến thực phẩm đến chất lượng của bánh quy
• 2.2. Trái thanh long
• 2.2.1. Giới thiệu chung
• 2.2.2. Thành phần hóa học của vỏ trái thanh long
• 2.2.3. Sử dụng vỏ trái thanh long để sản xuất các sản phẩm có giá trị gia tăng
• 2.2.4. Ứng dụng bột vỏ trái thanh long để sản xuất thực phẩm giàu xơ
• 2.3. Đánh giá một số tính chất sinh học của thực phẩm bằng phương pháp tiêu hoá trong ống nghiệm (In vitro digestion)
• 2.3.1. Khả năng tiếp cận sinh học (bioaccessibility) và khả dụng sinh học (bioavailability)
• 2.3.2. Chỉ số đường huyết (Glycemic index)
• 2.3.3. Phương pháp tiêu hoá trong ống nghiệm để đánh giá một số tính chất sinh học của thực phẩm
• 2.4. Điểm mới của luận án
• 3. CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị sử dụng
• 3.1.1. Vỏ trái thanh long
• 3.1.2. Nguyên liệu làm bánh
• 3.1.3. Hoá chất và thiết bị
• 3.1.4. Chế phẩm enzyme
• 3.2. Nội dung nghiên cứu
• 3.3. Bố trí thí nghiệm
• 3.3.1. Quy trình chuẩn bị bột vỏ thanh long
• 3.3.2. Công thức và quy trình làm bánh sử dụng trong nghiên cứu
• 3.3.3. Hoạch định thí nghiệm
• 3.4. Các phương pháp phân tích
• 3.4.1. Phương pháp xác định thành phần hóa học
• 3.4.2. Phương pháp định lượng hoạt tính chống oxy hóa
• 3.4.3. Phương pháp xác định tính chất vật lý
• 3.4.4. Phương pháp đánh giá cảm quan
• 3.4.5. Phương pháp xác định hoạt tính, thông số động học của quá trình bất hoạt polyphenoloxidase, peroxidase và sự phá hủy betacyanin, phenolic tổng
• 3.4.6. Phương pháp đánh giá khả năng tiêu hóa in vitro của các mẫu bánh
• 3.5. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Ảnh hưởng của điều kiện chần đến chất lượng vỏ thanh long
• 4.1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến hoạt tính polyphenoloxidase và peroxidase
• 4.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến hàm lượng chất chống oxy hóa và hoạt tính chống oxy hóa
• 4.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến màu sắc vỏ
• 4.1.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến khả năng bảo quản bột vỏ thanh long
• 4.2. Ảnh hưởng của điều kiện sấy đến chất lượng bột vỏ trái thanh long
• 4.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng xơ, betacyanin, phenolic tổng và hoạt tính chống oxy hóa của bột vỏ trái thanh long
• 4.2.2. Ảnh hưởng của tốc độ dòng tác nhân sấy đến hàm lượng xơ, betacyanin, phenolic tổng và hoạt tính chống oxy hóa của bột vỏ trái thanh long
• 4.3. Ảnh hưởng của kích thước rây đến chất lượng của bột vỏ thanh long
• 4.3.1. Ảnh hưởng của kích thước rây đến thành phần hóa học của bột vỏ thanh long
• 4.3.2. Ảnh hưởng của kích thước lỗ rây đến tính chất vật lý của bột vỏ thanh long
• 4.4. Ảnh hưởng của kích thước bột vỏ trái thanh long đến chất lượng bánh quy
• 4.4.1. Ảnh hưởng của kích thước bột vỏ thanh long đến thành phần hóa học của bánh quy
• 4.4.2. Ảnh hưởng của kích thước bột vỏ thanh long đến tính chất vật lý của bánh quy
• 4.4.3. Ảnh hưởng của kích thước bột vỏ thanh long đến mức độ ưa thích chung
• 4.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ bột vỏ trái thanh long đến chất lượng bánh quy
• 4.5.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ bột vỏ thanh long đến thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của bánh quy
• 4.5.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ bột vỏ thanh long đến tính chất vật lý và mức độ ưa thích chung của bánh quy
• 4.5.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ bột vỏ thanh long bổ sung đến chỉ số đường huyết in vitro
• 4.5.4. Sự giải phóng betacyanin, phenolic và hoạt tính chống oxy hóa của các mẫu bánh quy bổ sung bột vỏ thanh long với các tỷ lệ khác nhau trong quá trình tiêu hóa in vitro
• 4.6. Giải pháp kỹ thuật cải thiện tính chất vật lý và cảm quan của bánh quy giàu xơ được bổ sung 25% bột vỏ trái thanh long
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 5.1. Về mặt học thuật
• 5.2. Về mặt ứng dụng
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về bánh quy và vai trò của chất xơ

Bánh quy là một sản phẩm thực phẩm phổ biến, được yêu thích bởi hương vị và tính tiện lợi. Tuy nhiên, bánh quy truyền thống thường chứa hàm lượng đường và tinh bột cao, trong khi lại thiếu chất xơ. Việc bổ sung chất xơ vào bánh quy không chỉ cải thiện giá trị dinh dưỡng mà còn giúp giảm nguy cơ mắc các bệnh liên quan đến chế độ ăn uống không lành mạnh. Theo nghiên cứu, chất xơ có khả năng làm giảm cholesterol trong máu, tăng cường sức khỏe đường ruột và hỗ trợ hệ miễn dịch. Do đó, việc phát triển bánh quy giàu chất xơ từ các nguyên liệu tự nhiên như vỏ thanh long là một hướng đi đầy tiềm năng.

1.1 Đặc điểm của vỏ thanh long

Vỏ thanh long (PFP) là phụ phẩm từ quá trình chế biến trái thanh long, chứa nhiều chất xơ và các hợp chất sinh học có lợi. Vỏ thanh long có thể được sử dụng để sản xuất bánh quy không chỉ giúp cải thiện giá trị dinh dưỡng mà còn giảm thiểu lãng phí thực phẩm. Sử dụng vỏ thanh long để thay thế một phần bột mì trong sản xuất bánh quy là một giải pháp sáng tạo, mang lại lợi ích cho sức khỏe và môi trường.

II. Quy trình sản xuất bánh quy từ vỏ thanh long

Quy trình sản xuất bánh quy từ vỏ thanh long bao gồm nhiều bước quan trọng, từ việc xử lý nguyên liệu đến sản xuất và kiểm tra chất lượng sản phẩm. Đầu tiên, vỏ thanh long được thu hoạch, sau đó chế biến thành bột vỏ thanh long (PPP) thông qua các công đoạn như chần và sấy. Việc chần vỏ thanh long giúp loại bỏ các enzyme gây hại và bảo tồn các hợp chất sinh học. Nhiệt độ và thời gian chần có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của bột vỏ thanh long. Sau khi chế biến, bột vỏ thanh long được trộn với bột mì để tạo thành công thức bánh quy giàu chất xơ. Tỷ lệ bổ sung PPP sẽ ảnh hưởng đến tính chất vật lý và cảm quan của bánh quy.

2.1 Ảnh hưởng của điều kiện chế biến đến chất lượng bột vỏ thanh long

Các yếu tố như nhiệt độ và thời gian chần ảnh hưởng đến hàm lượng chất xơ và hoạt tính chống oxy hóa của bột vỏ thanh long. Nghiên cứu cho thấy rằng, khi nhiệt độ chần tăng lên, hàm lượng chất chống oxy hóa giảm, nhưng vẫn giữ được một lượng lớn chất xơ và các hợp chất phenolic. Điều này cho thấy rằng việc tối ưu hóa điều kiện chế biến là rất quan trọng trong việc sản xuất bột vỏ thanh long chất lượng cao.

III. Đánh giá chất lượng bánh quy

Chất lượng của bánh quy được đánh giá dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau, bao gồm thành phần dinh dưỡng, tính chất vật lý, và mức độ ưa thích của người tiêu dùng. Bánh quy được bổ sung từ 10% đến 25% bột vỏ thanh long cho thấy sự gia tăng đáng kể về hàm lượng chất xơ, phenolic và hoạt tính chống oxy hóa. Tuy nhiên, các chỉ số như đường kính, độ dày và thể tích của bánh cũng có xu hướng giảm khi tỷ lệ bột vỏ thanh long tăng. Điều này cho thấy cần phải tìm ra sự cân bằng giữa việc bổ sung bột vỏ thanh long và giữ nguyên các đặc tính cảm quan của bánh quy.

3.1 Tác động của tỷ lệ bổ sung bột vỏ thanh long

Khi tỷ lệ bột vỏ thanh long trong công thức bánh quy tăng từ 0% đến 25%, hàm lượng chất xơ và hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm tăng lên rõ rệt. Tuy nhiên, chỉ số đường huyết (GI) của bánh quy cũng giảm, cho thấy bánh quy có thể là lựa chọn tốt cho những người ăn kiêng hoặc mắc bệnh tiểu đường. Việc sử dụng lecithin như một chất nhũ hóa ở tỷ lệ 2% giúp cải thiện các đặc tính vật lý của bánh quy, làm cho sản phẩm trở nên hấp dẫn hơn đối với người tiêu dùng.

IV. Kết luận và triển vọng

Việc sử dụng vỏ thanh long để sản xuất bánh quy giàu chất xơ không chỉ mang lại lợi ích dinh dưỡng mà còn góp phần giảm thiểu lãng phí thực phẩm. Bánh quy này có thể đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về các sản phẩm thực phẩm lành mạnh. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa quy trình chế biến và tỷ lệ bổ sung bột vỏ thanh long là rất quan trọng để tạo ra sản phẩm có chất lượng cao và đáp ứng nhu cầu thị trường. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các công thức bánh quy khác nhau từ bột vỏ thanh long để đa dạng hóa sản phẩm và mở rộng thị trường.

4.1 Khuyến nghị cho nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu có thể mở rộng ra các ứng dụng khác của bột vỏ thanh long trong ngành thực phẩm, chẳng hạn như sản xuất bánh mì hoặc snack. Cần thiết phải thực hiện thêm các thử nghiệm cảm quan để đánh giá mức độ ưa thích của người tiêu dùng đối với các sản phẩm mới này. Đồng thời, việc nghiên cứu sâu hơn về các lợi ích sức khỏe của bột vỏ thanh long cũng sẽ giúp khẳng định giá trị của nguyên liệu này trong ngành thực phẩm.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Sản phẩm bánh quy truyền thống là nhóm thực phẩm nướng phổ biến trên toàn cầu nhờ tính tiện lợi và hương vị đặc trưng, tuy nhiên sản phẩm này thường chứa hàm lượng đường, tinh bột và năng lượng cao nhưng lại nghèo chất xơ. Theo báo cáo từ Công ty nghiên cứu thị trường IMARC, thị trường bánh quy toàn cầu đạt quy mô 110,7 tỷ USD vào năm 2021 và dự kiến đạt 151,7 tỷ USD vào năm 2027 với tốc độ tăng trưởng gộp hàng năm (CAGR) là 5,1%. Tại Việt Nam, doanh số thị trường bánh kẹo năm 2020 đạt khoảng 51.000 tỷ đồng, trong đó bánh quy chiếm xấp xỉ 50% thị phần. Nguồn chất xơ bổ sung cho bánh quy giàu xơ hiện nay ở thị trường trong nước chủ yếu phụ thuộc vào bột mì nguyên cám nhập khẩu.

Thanh long (Hylocereus undatus) là cây ăn trái chủ lực tại Việt Nam với diện tích canh tác năm 2021 đạt khoảng 64.700 ha, sản lượng xấp xỉ 1,4 triệu tấn (theo Cục Trồng trọt, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn). Quá trình chế biến công nghiệp tạo ra lượng vỏ phụ phẩm chiếm từ 20% đến 30% trọng lượng quả tươi, phần lớn chưa được tận dụng triệt để, gây áp lực lên môi trường. Vỏ trái thanh long chứa hàm lượng chất xơ cao (khoảng 69% chất khô) cùng các hợp chất có hoạt tính sinh học như betacyanin và polyphenol. Việc sử dụng bột vỏ trái thanh long (Pitaya Peel Powder - PPP) thay thế một phần bột mì trong sản xuất bánh quy là giải pháp tạo ra thực phẩm giàu xơ có hoạt tính chống oxy hóa (Antioxidant Dietary Fiber - ADF), đồng thời nâng cao giá trị chuỗi nông sản.

Mục tiêu chung của luận án là tạo ra sản phẩm bánh quy giàu chất xơ có giá trị gia tăng từ phụ phẩm vỏ trái thanh long, góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nông sản trong nước. Các mục tiêu cụ thể được xác định bao gồm:

1. Xác định ảnh hưởng của quá trình chần đến chất lượng vỏ trái thanh long (PFP).
2. Xác định ảnh hưởng của các thông số quá trình sấy đối lưu đến chất lượng bột vỏ trái thanh long (PPP).
3. Xác định ảnh hưởng của kích thước lỗ rây đến thành phần hóa học và tính chất vật lý của bột vỏ trái thanh long.
4. Xác định ảnh hưởng của kích thước hạt bột vỏ thanh long đến chất lượng bánh quy.
5. Xác định ảnh hưởng của tỷ lệ thay thế bột mì bằng bột vỏ thanh long trong công thức đến chất lượng bánh quy, chỉ số đường huyết và khả năng giải phóng hoạt chất chống oxy hóa trong điều kiện tiêu hóa in vitro.

Đối tượng nghiên cứu là vỏ trái thanh long ruột trắng (Hylocereus undatus) thu nhận từ quy trình chế biến và sản phẩm bánh quy giàu xơ bổ sung bột vỏ thanh long. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm từ ngày 20/08/2019 đến ngày 20/08/2022 tại Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về việc ứng dụng phụ phẩm giàu chất xơ vào chế biến bánh quy:

• Nguồn xơ từ ngũ cốc: Bột lúa mì nguyên cám [14], bột malt lúa mì [15], cám lúa mì xử lý cellulase (giảm tỷ lệ xơ không tan/xơ tan IDF/SDF từ 7,7 xuống 4,5) [18], cám yến mạch lên men bằng S. cerevisiae hoặc xử lý nhiệt ẩm nhằm khử acid phytic [17].
• Nguồn xơ từ phụ phẩm rau quả: Bã ép cà rốt (29% chất xơ) [29], bã cà chua (48% chất xơ) [30], bã nho (63,88% chất xơ tổng) [31, 32], hạt và vỏ xoài (96,2 mg GAE/g phenolic) [33, 34], vỏ lựu [35], vỏ dưa hấu [37], vỏ chanh dây (chỉ số IDF/SDF đạt 9,7) [38], vỏ cam [43], vỏ hạt vừng [42].
• Nghiên cứu về vỏ thanh long: Zhuang và cộng sự (2012) khảo sát sấy đối lưu vỏ thanh long ở 60 °C trong 12 giờ và phân loại qua rây 80, 140, 250 mesh [72]; một số tác giả khảo sát chần 95 °C trong 1 phút kết hợp sấy đối lưu [111], sấy trống [112], sấy thăng hoa [113]; ứng dụng bột vỏ thanh long trong bánh bao (3%) [118], mì sợi (3-6%) [117], thịt gà viên (1%) [114], sữa thanh trùng (2%) [115], kem đá (1%) [116] và bánh quy tỷ lệ 5–15% [36].

Nhóm phụ phẩm	Nguồn nguyên liệu tiêu biểu	Tác động chính đến chất lượng bánh quy	Tài liệu
Ngũ cốc & hạt	Cám lúa mì, cám yến mạch, vỏ hạt vừng	Tăng hàm lượng xơ, tăng độ cứng, thay đổi cấu trúc gluten, giảm thể tích	[14], [17], [18], [42]
Rau củ & quả ép	Bã cà rốt, bã cà chua, bã nho, bã dứa	Tăng chất xơ, tăng phenolic, ảnh hưởng chỉ số D/T và độ nhớt bột nhào	[29], [30], [31], [44]
Vỏ quả nhiệt đới	Vỏ xoài, vỏ lựu, vỏ chanh dây, vỏ cam	Tăng chất xơ, tăng hoạt tính chống oxy hóa (DPPH), làm sẫm màu sản phẩm	[34], [35], [38], [43]
Vỏ thanh long	Bột vỏ Hylocereus undatus, H. polyrhizus	Bổ sung betacyanin, pectin, xơ hòa tan/không hòa tan; thay đổi màu sắc và độ cứng	[36], [72], [117], [118]

Khoảng trống nghiên cứu được luận án xác định và giải quyết bao gồm:

• Thiếu các dẫn liệu động học về sự bất hoạt enzyme polyphenoloxidase (PPO), peroxidase (POD) và sự phân hủy của betacyanin, phenolic tổng trong quá trình chần vỏ thanh long.
• Chưa có nghiên cứu hệ thống về ảnh hưởng của kích thước lỗ rây đến sự phân bố thành phần chất xơ (IDF, SDF) và hàm lượng các chất chống oxy hóa của bột vỏ thanh long.
• Chưa đánh giá toàn diện ảnh hưởng đồng thời của kích thước hạt và tỷ lệ thay thế bột vỏ thanh long (lên đến 25%) đến tính chất lưu biến, cấu trúc vật lý, hàm lượng hoạt chất sinh học và cảm quan bánh quy.
• Chưa xác định chỉ số đường huyết (in vitro GI) và khả năng tiếp cận sinh học (bioaccessibility) của betacyanin, phenolic trong bánh quy bổ sung bột vỏ thanh long qua mô phỏng tiêu hóa in vitro.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên các cơ sở lý thuyết và mô hình khoa học:

• Khái niệm Thực phẩm giàu xơ có hoạt tính chống oxy hóa (Antioxidant Dietary Fibre - ADF): Kết hợp giữa cấu trúc khung polysaccharide và các hợp chất polyphenol nhằm mang hoạt chất đến ruột già.
• Động học bất hoạt enzyme và phân hủy nhiệt: Mô hình phản ứng bậc 1 biểu diễn qua hằng số tốc độ ($k$), thời gian bán hủy ($t_{1/2}$) và phương trình Arrhenius để xác định năng lượng hoạt hóa ($E_a$).
• Mô hình tiêu hóa tĩnh in vitro INFOGEST 2.0: Mô phỏng ba pha tiêu hóa (miệng, dạ dày với pepsin pH 1–2, ruột non với pancreatin và muối mật pH 6–7) để đánh giá tỷ lệ giải phóng (Release Percentage - RP) của hoạt chất.
• Động học thủy phân tinh bột in vitro (Goñi et al., 1997): Phương trình $C = C_\infty (1 - e^{-kt})$ để tính diện tích dưới đường cong thủy phân (iAUC) và xác định chỉ số đường huyết dự đoán (in vitro GI).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và phân tích:

• Xác định enzyme: Hoạt tính PPO và POD bằng phương pháp đo quang phổ hấp thụ.
• Phân tích hóa học: Hàm lượng chất xơ tổng (TDF), chất xơ không hòa tan (IDF), chất xơ hòa tan (SDF) theo phương pháp enzyme-khối lượng; độ ẩm, protein, lipid, tro theo tiêu chuẩn AOAC.
• Phân tích hoạt chất sinh học: Định lượng betacyanin bằng phương pháp quang phổ học; polyphenol tổng (TPC) bằng thuốc thử Folin-Ciocalteu (tính theo mg GAE/g); hoạt tính dập tắt gốc tự do DPPH và hoạt tính khử sắt FRAP.
• Đánh giá tính chất vật lý: Kích thước bánh (đường kính D, độ dày T, chỉ số nở SF = D/T); độ cứng bằng máy đo cấu trúc (Texture Analyzer); màu sắc theo hệ không gian màu CIE $L^, a^, b^*$; cấu trúc vi mô bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM).
• Đánh giá cảm quan: Phương pháp cho điểm thị hiếu (hedonic scale) về mức độ ưa thích chung.
• Xử lý số liệu: Phân tích phương sai một yếu tố (ANOVA) và kiểm định Duncan với mức ý nghĩa $p < 0,05$ trên phần mềm thống kê.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương này trình bày lý do chọn đề tài, tính cấp thiết từ thực trạng thị trường bánh quy và nguồn phụ phẩm thanh long tại Việt Nam. Xác định rõ mục đích nghiên cứu, 5 nhiệm vụ cụ thể, đối tượng nghiên cứu (vỏ thanh long tươi và bánh quy bổ sung bột vỏ thanh long), phạm vi thực hiện tại phòng thí nghiệm (2019–2022), cùng ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của công trình.

Chương 2: Tổng quan

Trình bày tổng quan lý thuyết về bánh quy, nguyên liệu và vai trò cấu trúc của gluten, đường, chất béo và chất nhũ hóa trong bột nhào. Tổng hợp các nguồn chất xơ bổ sung từ ngũ cốc, phụ phẩm rau quả và các chế phẩm xơ thương mại. Phân tích chi tiết đặc điểm thực vật, sản lượng, thành phần hóa học của vỏ thanh long Hylocereus undatus (nước 84,8–92,6%; chất xơ ~69% chất khô; pectin 10,8–18,1%; betacyanin; hệ phenolic đa dạng gồm acid hydroxybenzoic, acid hydroxycinnamic, flavonol, flavanol). Tổng quan phương pháp đánh giá sinh học in vitro: khả năng tiếp cận sinh học (bioaccessibility), chỉ số đường huyết (GI), mô hình tiêu hóa INFOGEST 2.0 và xác định 4 điểm mới của đề tài.

Chương 3: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

Mô tả chi tiết nguyên liệu vỏ thanh long thu gom từ các cơ sở chế biến, bột mì, bơ, đường, lecithin, hóa chất phân tích và các chế phẩm enzyme (pepsin, pancreatin, amyloglucosidase, cellulase). Trình bày sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bột vỏ thanh long (chần, làm nguội, sấy đối lưu, nghiền, rây phân loại) và quy trình sản xuất bánh quy. Thiết lập kế hoạch bố trí thí nghiệm đơn yếu tố khảo sát nhiệt độ chần (70, 80, 90, 98±2 °C), thời gian chần (1–5 phút), nhiệt độ sấy (50–80 °C), tốc độ tác nhân sấy (1,0–3,0 m/s), kích thước lỗ rây (sàng 30, 40, 70, 140 mesh tương ứng 595, 420, 210, 105 µm) và tỷ lệ bột vỏ thanh long thay thế bột mì (0%, 10%, 15%, 20%, 25%). Mô tả chi tiết các phương pháp xác định thông số động học, hóa học, hóa lý, cấu trúc và tiêu hóa in vitro.

Chương 4: Kết quả và thảo luận

1. Ảnh hưởng của điều kiện chần đến chất lượng vỏ thanh long

Nhiệt độ và thời gian chần có tác động rõ rệt đến mức độ vô hoạt enzyme và độ bền của các hoạt chất chống oxy hóa:

• Khi tăng nhiệt độ chần từ 70 °C lên 98±2 °C trong 3 phút, mức độ vô hoạt enzyme PPO và POD tăng từ 28,4% lên mức cao, giúp kiểm soát hiện tượng hóa nâu do enzyme.
• Tổn thất betacyanin và phenolic tăng theo nhiệt độ và thời gian chần (tổn thất ban đầu từ 2,0% trở lên), hoạt tính DPPH và FRAP giảm so với nguyên liệu tươi.
• Quá trình bảo quản bột vỏ thanh long ở nhiệt độ phòng cho thấy: mẫu có qua chần ở 98±2 °C trong 3 phút duy trì hàm lượng betacyanin, phenolic tổng và hoạt tính chống oxy hóa ổn định hơn, có hệ số tốc độ suy giảm $k$ thấp hơn và thời gian bán hủy $t_{1/2}$ dài hơn đáng kể so với mẫu không chần do enzyme PPO và POD đã bị ức chế.

Nhiệt độ chần (°C)	Mức độ vô hoạt PPO sau 3 phút (%)	Mức độ vô hoạt POD sau 3 phút (%)	Mức độ tổn thất Betacyanin sau 3 phút (%)
70	28,4	Tương đương PPO	~2,0
80	Tăng dần	Tăng dần	Tăng nhẹ
90	Tăng cao	Tăng cao	Tăng
98 (±2)	Vô hoạt phần lớn	Vô hoạt phần lớn	Tổn thất tăng nhưng ổn định khi bảo quản

2. Ảnh hưởng của điều kiện sấy đến chất lượng bột vỏ thanh long

• Khảo sát quá trình sấy đối lưu cho thấy nhiệt độ sấy 60 °C và tốc độ dòng tác nhân sấy 3,0 m/s trong thời gian sấy 8 giờ là điều kiện thích hợp.
• Nhiệt độ sấy cao hơn làm tăng tốc độ phân hủy nhiệt của betacyanin và phenolic; tốc độ dòng khí sấy 3,0 m/s giúp rút ngắn thời gian sấy, bảo tồn tối đa hàm lượng chất xơ và hoạt tính chống oxy hóa của bột thành phẩm.

3. Ảnh hưởng của kích thước lỗ rây đến chất lượng bột vỏ thanh long

Phân loại bột qua các cỡ rây từ 595 µm xuống 105 µm (sàng C30, C40, C70, C140):

• Kích thước hạt bột càng nhỏ (lỗ rây càng giảm) làm hàm lượng xơ tổng (TDF) và xơ không hòa tan (IDF) giảm, nhưng hàm lượng xơ hòa tan (SDF), hàm lượng phenolic tổng và hoạt tính chống oxy hóa lại tăng lên.
• Cấu trúc hạt bột mịn làm tăng khả năng giải phóng các hợp chất chống oxy hóa tự do khi phân tích.

4. Ảnh hưởng của kích thước bột vỏ thanh long đến chất lượng bánh quy

Thử nghiệm trên công thức bánh quy cố định 10% PPP với các cỡ hạt khác nhau:

• Kích thước hạt PPP giảm dần khiến hàm lượng phenolic và hoạt tính chống oxy hóa của bánh tăng, trong khi hàm lượng xơ tổng giảm nhẹ.
• Về tính chất vật lý: đường kính, độ dày và thể tích riêng của bánh giảm; tỷ trọng và độ cứng của bánh tăng lên.
• Cỡ hạt lọt qua rây trung bình (như rây 210 µm) cho điểm ưa thích cảm quan hài hòa giữa độ mịn và độ xốp của bánh.

5. Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột vỏ thanh long đến chất lượng bánh quy và tiêu hóa in vitro

Khảo sát tỷ lệ thay thế PPP từ 0% đến 25% bột mì:

• Thành phần dinh dưỡng: Khi tỷ lệ PPP tăng từ 0 lên 25%, hàm lượng chất xơ tổng, betacyanin, phenolic tổng và hoạt tính chống oxy hóa tăng tuyến tính; hàm lượng protein giảm do tỷ lệ bột mì giảm. Khi bổ sung từ 15% PPP, sản phẩm đạt tiêu chuẩn thực phẩm giàu chất xơ (hàm lượng xơ xấp xỉ 6 g/100g bánh).
• Tính chất vật lý & cảm quan: Độ cứng của bánh tăng, thể tích nở giảm, màu đỏ ($a^*$) tăng dần theo hàm lượng betacyanin. Điểm đánh giá mức độ ưa thích chung có xu hướng giảm khi bổ sung tỷ lệ cao (trên 15%).
• Tiêu hóa in vitro và chỉ số đường huyết (GI): Tỷ lệ bổ sung PPP càng cao làm giảm tốc độ thủy phân tinh bột, dẫn đến chỉ số đường huyết in vitro GI giảm có ý nghĩa thống kê ($p < 0,05$) so với mẫu đối chứng C0. Sự giải phóng betacyanin, phenolic và hoạt tính chống oxy hóa tăng dần qua các pha tiêu hóa miệng, dạ dày và ruột non.
• Giải pháp kỹ thuật: Sử dụng chất nhũ hóa lecithin ở tỷ lệ 2% (so với khối lượng bột) giúp cải thiện mạng cấu trúc bột nhào, giảm độ cứng, tăng độ giòn xốp và cải thiện điểm cảm quan cho bánh quy bổ sung 25% PPP.

Mẫu bánh / Tỷ lệ PPP	Hàm lượng xơ tổng (% chất khô)	Sắc đỏ $a^*$	Độ cứng bánh	Chỉ số đường huyết in vitro GI	Mức độ ưa thích chung
C0 (0% PPP - Đối chứng)	Thấp	Thấp	Chuẩn	Cao nhất ($p < 0,05$)	Cao
C10 (10% PPP)	Tăng	Tăng	Tăng nhẹ	Giảm	Tương đương C0
C15 (15% PPP)	Đạt chuẩn giàu xơ (~6 g/100g)	Tăng vừa	Tăng vừa	Giảm rõ	Chấp nhận tốt
C20 (20% PPP)	Cao	Tăng cao	Tăng cao	Giảm mạnh	Giảm nhẹ
C25 (25% PPP)	Cao nhất	Đỏ đậm	Cao nhất	Thấp nhất ($p < 0,05$)	Thấp (khi chưa có phụ gia)
C25 + 2% Lecithin	Cao nhất	Đỏ đậm	Giảm độ cứng	Thấp	Cải thiện rõ rệt

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Chương cuối tóm tắt toàn bộ các thông số kỹ thuật tối ưu đã xác lập (thông số chần 98±2 °C trong 3 phút, sấy 60 °C với vận tốc gió 3,0 m/s trong 8 giờ, tỷ lệ bổ sung 15% PPP để tạo bánh giàu xơ hoặc 25% PPP kết hợp 2% lecithin). Trình bày các kiến nghị hoàn thiện công nghệ ở quy mô bán công nghiệp và mở rộng đánh giá in vivo.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt học thuật và lý luận

• Cung cấp dữ liệu động học về sự bất hoạt enzyme polyphenoloxidase (PPO), peroxidase (POD) cũng như động học phân hủy betacyanin và phenolic tổng trong quá trình chần vỏ thanh long tươi.
• Làm sáng tỏ mối quan hệ giữa kích thước hạt bột vỏ thanh long với sự thay đổi tỷ lệ xơ không tan/xơ hòa tan (IDF/SDF), hàm lượng hoạt chất giải phóng và tính chất lưu biến của khối bột nhào bánh quy.
• Chứng minh cơ chế làm giảm chỉ số đường huyết in vitro (GI) của bánh quy khi bổ sung bột vỏ thanh long nhờ mạng lưới chất xơ cản trở sự tiếp xúc của enzyme tiêu hóa với tinh bột.
• Thiết lập dữ liệu định lượng về khả năng tiếp cận sinh học (bioaccessibility) và tỷ lệ giải phóng hoạt chất chống oxy hóa (betacyanin, phenolic) qua các giai đoạn tiêu hóa in vitro INFOGEST 2.0.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn và ứng dụng

• Xác lập quy trình công nghệ thu nhận bột vỏ thanh long giàu chất xơ và chất chống oxy hóa: Chần ở 98±2 °C trong 3 phút, sấy đối lưu ở 60 °C, vận tốc gió 3,0 m/s trong 8 giờ.
• Hoàn thiện công thức sản xuất bánh quy giàu chất xơ: Bổ sung 15% bột vỏ thanh long để đạt chuẩn thực phẩm giàu chất xơ (khoảng 6 g chất xơ/100g sản phẩm) mà vẫn duy trì chất lượng cảm quan tốt.
• Đề xuất giải pháp kỹ thuật bổ sung 2% chất nhũ hóa lecithin để cải thiện cấu trúc vật lý, khắc phục độ cứng và tăng giá trị cảm quan khi nâng tỷ lệ bổ sung bột vỏ thanh long lên 25%.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án:

• Toàn bộ các thử nghiệm được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm trong phạm vi thời gian từ năm 2019 đến năm 2022, chưa triển khai thử nghiệm trên dây chuyền sản xuất công nghiệp liên tục.
• Các chỉ số đường huyết và khả năng tiếp cận sinh học của hoạt chất mới được đánh giá qua mô hình mô phỏng in vitro, chưa được kiểm chứng qua các thử nghiệm lâm sàng in vivo trên động vật hoặc người.
• Chưa khảo sát chi tiết sự biến đổi chất lượng và hạn sử dụng của sản phẩm bánh quy giàu xơ trong điều kiện bao gói và bảo quản dài hạn.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

• Nghiên cứu mở rộng quy mô sản xuất bột vỏ thanh long và bánh quy giàu xơ ở quy mô pilot hoặc bán công nghiệp.
• Tiến hành các thử nghiệm lâm sàng in vivo để xác định chính xác chỉ số GI thực tế và khả dụng sinh học (bioavailability) của betacyanin và phenolic trong cơ thể người.
• Nghiên cứu độ ổn định, biến đổi hóa lý và thời hạn bảo quản của bánh quy giàu xơ trong các loại bao bì thực phẩm khác nhau.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo trong các lĩnh vực:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên ngành Công nghệ Thực phẩm, Kỹ thuật Hóa học: Tham khảo phương pháp nghiên cứu động học bất hoạt enzyme, phương pháp phân tích chất xơ (TDF, IDF, SDF), kỹ thuật tiêu hóa mô phỏng in vitro INFOGEST 2.0 và quy trình đánh giá chỉ số đường huyết in vitro.
• Giảng viên và các nhà nghiên cứu: Cung cấp số liệu về thành phần hóa học, đặc tính chống oxy hóa của phụ phẩm vỏ thanh long và cơ chế tương tác giữa hydrocolloid (pectin), chất xơ với mạng gluten bột mì.
• Các doanh nghiệp chế biến rau quả và sản xuất bánh kẹo: Ứng dụng quy trình chế biến phụ phẩm vỏ thanh long thành bột nguyên liệu giàu xơ (ADF), công thức sản xuất bánh quy chức năng ít đường huyết, giàu chất xơ, hỗ trợ tận dụng phế phụ phẩm nông nghiệp và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần phải chần vỏ thanh long ở 98±2 °C trong 3 phút trước khi sấy?
Quá trình chần ở 98±2 °C trong 3 phút nhằm vô hoạt hầu hết các enzyme oxy hóa nội tại gồm polyphenoloxidase (PPO) và peroxidase (POD). Dù quá trình chần làm tổn thất một phần betacyanin và phenolic ban đầu (từ 2,0%), nhưng bột vỏ thanh long thu được sau chần có tốc độ phân hủy hoạt chất chống oxy hóa ($k$) thấp hơn và thời gian bán hủy ($t_{1/2}$) dài hơn đáng kể trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ phòng so với mẫu không chần.

2. Kích thước hạt bột vỏ thanh long ảnh hưởng như thế nào đến thành phần hóa học và chất lượng bánh quy?
Khi kích thước hạt bột giảm (qua các cỡ rây từ 595 µm xuống 105 µm), hàm lượng xơ tổng và xơ không hòa tan (IDF) giảm, nhưng hàm lượng xơ hòa tan (SDF), phenolic tổng và hoạt tính chống oxy hóa tăng. Khi bổ sung vào bánh quy ở tỷ lệ 10%, bột hạt mịn làm tăng hàm lượng phenolic và hoạt tính chống oxy hóa của bánh nhưng làm tăng tỷ trọng, tăng độ cứng, giảm đường kính và giảm thể tích bánh.

3. Tỷ lệ bổ sung bột vỏ thanh long bao nhiêu là thích hợp để sản phẩm đạt tiêu chuẩn thực phẩm giàu chất xơ?
Tỷ lệ bổ sung 15% bột vỏ thanh long thay thế bột mì cho phép tạo ra sản phẩm đạt tiêu chuẩn thực phẩm giàu chất xơ với hàm lượng xơ xấp xỉ 6 g/100g sản phẩm, đồng thời đảm bảo cấu trúc vật lý và mức độ ưa thích chung về mặt cảm quan của người tiêu dùng.

4. Bột vỏ thanh long tác động như thế nào đến chỉ số đường huyết (GI) của bánh quy?
Khi tỷ lệ bổ sung bột vỏ thanh long tăng từ 0% đến 25%, chỉ số đường huyết in vitro (GI) của bánh quy giảm có ý nghĩa thống kê ($p < 0,05$). Nguyên nhân do hàm lượng chất xơ cao (đặc biệt là chất xơ hòa tan và pectin) làm tăng độ nhớt, cản trở sự tiếp xúc của enzyme tiêu hóa (pancreatin, amyloglucosidase) với tinh bột, làm chậm quá trình giải phóng glucose.

5. Giải pháp nào được đề xuất để cải thiện chất lượng khi bổ sung bột vỏ thanh long ở tỷ lệ cao (25%)?
Khi nâng tỷ lệ bổ sung PPP lên 25%, độ cứng của bánh tăng cao và mức độ ưa thích cảm quan giảm. Việc bổ sung 2% chất nhũ hóa lecithin (tính theo khối lượng bột) giúp phân bố lại chất béo, cải thiện mạng lưới bột nhào, giảm độ cứng của bánh và nâng cao chất lượng cảm quan của sản phẩm.

Kết luận

Luận án của tác giả Mai Thị Hải Anh đã xây dựng quy trình công nghệ thu nhận bột vỏ thanh long giàu chất xơ và chất chống oxy hóa qua các công đoạn chần (98±2 °C, 3 phút) và sấy đối lưu (60 °C, 3,0 m/s, 8 giờ). Công trình đã xác định ảnh hưởng của kích thước hạt và tỷ lệ thay thế bột vỏ thanh long đến các chỉ tiêu hóa lý, dinh dưỡng, cấu trúc và cảm quan của bánh quy, xác lập tỷ lệ 15% PPP để đạt chuẩn thực phẩm giàu xơ và đề xuất giải pháp bổ sung 2% lecithin cho công thức 25% PPP. Kết quả đánh giá in vitro khẳng định sản phẩm có chỉ số đường huyết GI thấp và gia tăng sự giải phóng các hoạt chất chống oxy hóa trong suốt quá trình tiêu hóa, mang lại giá trị gia tăng thiết thực cho chuỗi chế biến thanh long tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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.