CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU Gạo đứng thứ hai trong sản xuất lương thực thế giới sau bắp và cung cấp hơn 20% tổng năng lượng tiêu thụ của dân số thế giới. Hạt gạo trưởng thành được thu hoạch dưới dạng thóc, trong đó nội nhũ được bao trong một vỏ trấu. Khi tách bỏ vỏ trấu sẽ được gạo lứt có lớp vỏ quả, vỏ hạt và aleuron bao phủ bên ngoài.
Các lớp lứt này có giá trị dinh dưỡng cao do giàu khoáng chất và vitamin. Mặc dù gạo được tiêu thụ chủ yếu dưới dạng hạt xát kỹ, đánh bóng nhưng gạo lứt lại đang được khuyến khích tiêu dùng nhờ thành phần dinh dưỡng đặc biệt có lợi cho sức khỏe trong lớp cám gạo [1]. Do đó hiện nay trên thế giới, gạo lứt đang được sử dụng rộng rãi và chế biến thành nhiều dạng thực phẩm khác nhau như trà gạo lứt [2], bánh gạo lứt [3], bánh cookie gạo lứt [4]. Riêng tại Việt Nam, các sản phẩm từ gạo lứt phần lớn là các sản phẩm dạng sợi, được phân phối dưới dạng sấy khô như: bún khô, phở khô, hủ tiếu khô,… Mở rộng hơn các sản phẩm từ gạo lứt đang là nhu cầu cho ngành công nghệ thực phẩm nhằm tạo sản phẩm có lợi cho sức khỏe và thân thiện với môi trường.
Ép đùn là một quá trình kết hợp bao gồm các hoạt động như phối trộn, nấu, nhào, cắt và tạo hình [5]. Đây là một kỹ thuật trong đó kết hợp nhiệt độ và độ ẩm cùng một lúc để hồ hóa tinh bột và biến tính protein, làm chín nguyên liệu, đồng thời kết hợp đùn ép qua lỗ khuôn để tạo hình sản phẩm [6]. Kỹ thuật ép đùn để tạo sợi từ gạo đã được nghiên cứu bởi một số nhóm tác giả như: nghiên cứu ảnh hưởng của lên men và ép đùn đến tính chất hóa lý, cảm quan và hoạt tính sinh học của hỗn hợp bột gạo đen thực hiện bởi Reni và cộng sự (2017) [7]; nghiên cứu duy trì hợp chất phenolic trong gạo lứt sau quá trình ép đùn với enzyme -amylase mesophilic của Zeng và cộng sự (2017) [8], nghiên cứu đánh giá các tính chất chức năng của thức ăn nhẹ ép đùn được phát triển từ bột gạo lứt bằng phương pháp phản ứng bề mặt của Pardhi và cộng sự (2016) [9]. Đối với các sản phẩm dạng sợi, một số nhà khoa học đã thay đổi công thức phối trộn giữa gạo lứt, bột mì và một số loại tinh bột hoặc phụ liệu khác trong công thức chế biến.
Một số công bố khoa học về vấn đề này bao gồm: đánh giá chất lượng 1 Luận Văn Cao Học Trịnh Thị Kiều Oanh của mì sợi phi gluten được sản xuất từ bột gạo lứt và bột ngô thông qua phương pháp ép đùn của Silva và cộng sự (2016) [10]; khảo sát chế độ xử lý ẩm nhiệt để nảy mầm gạo lứt trước khi phối trộn với bột mì khi sản xuất mì tạo hình bằng phương pháp cán cắt của Chung và cộng sự (2012) [11]; khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn gạo lứt với bột mì đến chất lượng của mì sợi tạo hình bằng phương pháp cán cắt của Ahmed và cộng sự (2015) [12]. Khi nhu cầu xã hội hiện nay về sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, tốt cho sức khỏe đang càng lúc càng tăng thì nguyên liệu gạo lứt là một nguyên liệu tiềm năng. Nhằm mục đích sản xuất ra các sản phẩm bún tươi từ gạo lứt, luận văn nghiên cứu này tập trung khảo sát công thức phối trộn và thông số công nghệ của máy làm bún mới để tạo được sản phẩm bún tươi từ gạo lứt đạt chất lượng cả về cấu trúc và giá trị dinh dưỡng. 2 Luận Văn Cao Học Trịnh Thị Kiều Oanh CHƯƠNG 2.1 Sơ lược về sản phẩm bún Bún là một trong những sản phẩm truyền thống phổ biến ở nước ta.
Nghề làm bún đã có từ lâu đời và đang ngày càng phát triển. Trong ẩm thực Việt Nam, bún là loại thực phẩm dạng sợi tròn, trắng, mềm, được làm từ bột gạo, tạo sợi qua khuôn, được luộc chín trong nước sôi. Đây là một nguyên liệu được sử dụng khá nhiều làm thành phần chính chế biến rất nhiều món ăn (bún bò huế, bún mắm, bún riêu…). Bún là một trong những loại thực phẩm phổ biến nhất trong cả nước, chỉ xếp sau các món ăn dạng cơm, phở.
Bún truyền thống thường được làm từ gạo xát – gạo đã được tách bỏ lớp vỏ cám với hàm lượng amylose cao hơn 22% [13]. Để sản xuất ra sản phẩm bún cần trải qua nhiều quá trình ngâm, nghiền, phối trộn, hồ hóa một phần, nhào, ép đùn và luộc. Gạo lứt là loại gạo còn giữ lại lớp vỏ cám với thành phần dinh dưỡng cũng như những hợp chất có hoạt tính sinh học cao. Thành phần của gạo lứt gồm tinh bột, chất đạm, chất béo, chất xơ cùng các vitamin như B1, B2, B6; các axit như pantothenic (vitamin B5), folic (vitamin M), các nguyên tố vi lượng như canxi, sắt, magie, selen, natri và kali) nhiều hơn trong gạo xát.
Trong gạo lứt và mầm gạo còn chứa các chất có hoạt tính oxy hóa như ferulic acid, phytic acid, tocophenols và oryzanols [14]. Ngoài ra, các hợp chất phenolic được xác định gồm 27 hợp chất, trong đó 6 hợp chất phenolic acid, 4 hợp chất phenolic acid glycoside và 8 hợp chất flavonoid glycoside [15]. Các cơ chế cho tác dụng chống đái tháo đường của gạo lứt nảy mầm do các hợp chất hoạt tính sinh học như γ-aminobutyric acid (GABA), γ-oryzanol, chất xơ, phenolics, vitamin, steryl β-glucoside, và khoáng chất bao gồm hạ huyết áp, kháng oxy hóa, kháng viêm, giảm cholesterol máu và tác dụng bảo vệ thần kinh [16]. Các nghiên cứu trước đó cho thấy γ-oryzanol là một trong những thành phần chính của gạo lứt giúp cải thiện chứng rối loạn chuyển hóa glucose và làm giảm sự ưa thích đối với chất béo trong chế độ ăn uống bằng cách giảm căng thẳng lưới nội 3 Luận Văn Cao Học Trịnh Thị Kiều Oanh mô ở vùng dưới đồi.
Những phát hiện này cho thấy gạo lứt và chiết xuất từ gạo lứt có thể là công cụ hữu ích giúp cải thiện tình trạng béo phì và hội chứng chuyển hóa [17].1 Thành phần dinh dưỡng của gạo lứt Gạo lứt là một thực phẩm giàu dinh dưỡng thuộc nhóm ngũ cốc nguyên hạt (whole grain).1 Bảng phân tích gần đúng các thành phần của hạt gạo trên 100g ở độ ẩm 14% Dinh dưỡng trên 100g Vỏ trấu Gạo lứt Gạo trắng Cám gạo Nước (g) 14 14 14 14 Năng lượng (kJ) 1110 – 1300 1480 – 1610 1460 – 1560 1670 – 1990 Năng lượng (kcal) 266 – 311 358 – 388 349 – 373 399 – 476 Protein thô (g) 2,0 – 2,8 7,1 – 8,3 6,3 – 7,1 11,3 – 14,9 Chất béo tổng (g) 0,3 – 0,8 1,6 – 3,1 0,3 – 0,7 15,0 – 19,7 Tro (g) 13 – 21 1,0 – 1,5 0,3 – 0,8 6,6 – 9,9 Carbohydrate (g) 22 – 34 73 – 87 77 – 89 34 – 62 Chất xơ tiêu hóa (g) 66 – 74 2,9 – 4,4 0,7 – 2,7 19 – 29 Đường (g) 0,6 0,7 – 1,9 0,1 – 0,5 5,5 – 6,9 Nguồn: Juliano and Tuano [18]. Protein Protein là chất dinh dưỡng thứ hai trong gạo sau tinh bột, bao gồm bốn phần protein chính của gạo : albumin, globulin, glutelin và prolamin. Tỷ lệ tiêu hóa và giá trị sinh học của protein gạo cao hơn các loại ngũ cốc chính khác. Hơn nữa, protein gạo không gây dị ứng và có các hoạt động kháng oxy hóa, chống tăng huyết áp, chống ung thư và chống béo phì [19].
Hàm lượng protein trong gạo lứt cao hơn trong gạo trắng do lớp vỏ cám có hàm lượng protein cao [18]. Hàm lượng protein thô (N x 5,95) dao động từ 5,3 - 13,4% trong gạo trắng và từ 6,7 - 13,5% trong gạo lứt. 4 Luận Văn Cao Học Trịnh Thị Kiều Oanh Hàm lượng nitơ acid amin tự do chiếm khoảng 1% trong tổng lượng nitơ protein thô. Nó chiếm nhiều nhất là ở trong phôi, sau đó là đến cám và cuối cùng là ở trong nội nhũ [20].
Có nghiên cứu cho thấy là hàm lượng protein và acid amin tự do tập trung nhiều ở lớp ngoài của hạt gạo đã xát trắng và giảm dần về phía trong hạt. Cũng nhận thấy rằng tỷ lệ albumin và globulin trong protein cao nhất là ở các lớp ngoài của hạt gạo đã xát trắng và giảm dần về phía trong hạt trong khi tỷ lệ glutelin thì ngược lại [21]. Lipid Lipid tập trung chủ yếu trong cám và phôi. Cám thương mại chứa 10,1 - 23,5% lipid [22, 23].
Gạo xát trắng chỉ chứa 0,3 - 0,7% lipid, còn gạo lứt chứa khoảng 1,5 - 2,5% lipid [24]. Độ ổn định của lipid từ gạo là do các chất chống oxy hóa mà chủ yếu là tocopherol. Trong nghiên cứu của David và cộng sự [25], dầu cám gạo thô chứa 0,044% tổng lượng tocopherol, trong đó 0,026% là α-tocopherol. Trong gạo cũng có chứa một loại tocopherol lạ, đó là η-tocopherol.
Khi nghiên cứu xa hơn, tác giả thấy có sự hiện diện của 4 tocol đã được methyl hóa và 4 loại tocotrienol liên quan và từ đó xác định được η-tocopherol của lipid gạo là 7,8-dimethyl tocotrienol [24]. Các chất không xà phòng hóa trong lipid gạo chiếm khoảng 3,0 - 5,7% [22], trong đó các sterol chiếm 25% trong tổng số này. Phytosterol, stimagsterol và dihydrositosterol đều có mặt [24]. Carbohydrate Carbohydrate của gạo chủ yếu là tinh bột cùng với lượng nhỏ pentosane, hemicellulose và đường.
Tinh bột chiếm khoảng 85-90% chất khô gồm hai thành phần chính là amylose và amylopectin. Ở gạo, hàm lượng amylose được chia thành 5 nhóm: nếp (0-2% amylose), rất thấp (5-12%), thấp (12-20%), trung bình (20-25%) và cao (25-33%) [26]. Chất lượng của gạo bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ hồ hóa của tinh bột và hàm lượng amylose của chúng, do amylose có tương quan trực tiếp đến sự giãn nở về 5 Luận Văn Cao Học Trịnh Thị Kiều Oanh thể tích, độ cứng, độ trắng của gạo sau khi nấu. Gạo có hàm lượng amylose cao cho thấy sự giãn nở lớn và có xu hướng trở nên cứng, khô khi làm nguội.
Ngược lại, gạo với hàm lượng amylose thấp có xu hướng ẩm, dẻo hơn và thường được gọi là gạo nếp [27]. Hàm lượng pentosan trong gạo xát là khoảng 1 - 2% với tỷ lệ arabinose : xylose từ 1:1 đến 1:1,5 [24, 28, 29]. Còn trong gạo lứt thì hàm lượng chitosan dao động từ 2,0 – 2,5%. Các polysaccharide không chứa tinh bột của gạo lức là 2,5% pentosans, 0,6% tan trong nước (1/3) (1/4) β-glucan, arabinoxylan 0,5%, fructans hòa tan 0,8% và axit uronic 0,2%.
Đường chiếm khoảng 0,3 – 0,5% trong gạo trắng và khoảng 0,6 – 1,4% trong gạo lứt. Đường tự do chủ yếu là saccharose cùng với một lượng nhỏ glucose và fructose [30].