MỞ ĐẦU Mì pasta là một thực phẩm được sử dụng thường xuyên vì tiện dụng, đa dạng về chủng loại và giá cả hợp lý [1]. Hiện nay, mì pasta bổ sung chất xơ được nhiều người tiêu dùng quan tâm vì những lợi ích sức khỏe của nó [2]; trong đó, vỏ dưa hấu có thể được xem là một nguồn chất xơ tiềm năng để bổ sung vào mì vì có tỉ lệ chất xơ không tan và chất xơ hòa tan rất cân đối, giá thành rẻ. Tuy nhiên, việc bổ sung chất xơ từ các nguồn phụ phẩm nông sản, trong đó có nhóm phụ phẩm trái cây, thường làm giảm đi các tính chất cấu trúc và tính chất nấu của mì pasta thành phẩm [3, 4]. Cụ thể là khi tăng tỉ lệ bổ sung bột vỏ dưa hấu trong công thức mì từ 0 lên 25% sẽ làm tăng tổn thất nấu, làm giảm đi độ dai, độ bền kéo và khả năng chấp nhận sản phẩm từ người tiêu dùng.
Những bất lợi này có thể được khắc phục bằng nhiều phương pháp, trong đó có phương pháp thay đổi hàm lượng nước của khối bột nhào, sử dụng enzyme thủy phân chất xơ và bổ sung chất keo ưa nước vào công thức làm mì. Nước đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và phát triển mạng lưới gluten đặc trưng trong cấu trúc mì pasta [5]. Sự trương nở của hạt tinh bột và hấp thu nước của chất xơ cũng phụ thuộc vào hàm lượng nước bổ sung trong công thức nhào bột [6]. Hiện nay chưa có công bố khoa học sự ảnh hưởng của độ ẩm bột nhào đến chất lượng của mì pasta giàu xơ bổ sung bột vỏ dưa hấu.
Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng chất xơ mạch dài đã cản trở sợ phát triển mạng gluten làm giảm đặc tính cấu trúc mì pasta [7]. Enzyme cellulase thủy phân chất xơ là một trong những giải pháp có thể khắc phục được vấn đề này [8]. Một số nghiên cứu trước đây đã sử dụng enzyme cellulase thủy phân một phần nguyên liệu giàu xơ trước khi bổ sung vào công thức làm mì [9, 10]. Một số nghiên cứu khác lại bổ sung enzyme cellulase trực tiếp vào khối bột nhào để xử lý cellulose [11, 12].
Sự ảnh hưởng của enzyme cellulase đến đặc tính cấu trúc mì pasta giàu xơ thông qua việc bổ sung enzyme trực tiếp vào khối bột nhào từ hỗn hợp bột mì và bột vỏ dưa hấu đến nay vẫn chưa được công bố. 1 Long Điền Quang Curdlan là một loại chất xơ hòa tan có khả năng tạo gel và mang lại lợi ích cho sức khỏe [13]. Nhiều hợp chất keo ưa nước có thể tham gia vào quá trình hấp thu nước để tham gia tạo khung mạng trong khối bột nhào [14, 15]. Curdlan được sử dụng như một chất làm dày cấu trúc các sản phẩm mì, giảm tổn thất nấu và tăng độ hấp thu nước cho mì sau nấu [16].
Tuy nhiên, chưa có công bố về sử dụng curdlan trong công thức mì pasta giàu xơ có bổ sung bột vỏ dưa hấu. Dựa vào tình hình thực tế cũng như lợi ích mà vỏ dưa hấu mang lại, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu phương pháp cải thiện chất lượng mì pasta bổ sung vỏ dưa hấu”. Mục đích của đề tài là cải thiện tính chất cấu trúc, tính chất nấu và chất lượng cảm quan của mì pasta bổ sung vỏ dưa hấu. 2 Long Điền Quang CHƯƠNG 2.1 Giới thiệu chung Dưa hấu (Citrullus lanatus) là một trong những loại trái cây được trồng phổ biến ở Việt Nam và một số nước vùng nhiệt đới.
Các vùng có truyền thống trồng dưa hấu ở Việt Nam như Hải Dương, Nghệ An, Quảng Nam, Đà Nẵng, Tiền Giang, Long An… hằng năm cung cấp một lượng lớn dưa hấu để tiêu thụ trong nước và xuất khẩu. Cây dưa hấu thuộc dạng dây leo có nhiều lông, tua cuốn 2 – 3 nhánh. Lá cây màu xanh hoặc ngả vàng nhạt, hình tam giác, có 3 – 5 thùy, các thùy này lại chia thành các thùy nhỏ có góc tròn, cuống lá có lông mềm. Hoa dưa hấu đơn tính cùng gốc, to, màu vàng lục.
Dưa hấu rất đa dạng về hình dạng và màu sắc. Các dạng quả thường có dạng thuôn dài, tròn và oval. Về màu sắc, thịt dưa hấu có màu đỏ, vàng, hồng và cả màu trắng. Hạt dưa hấu có thể có màu đen, nâu hay trắng [17].
Quả dưa hấu có thể được chia thành 3 thành phần chính: vỏ, thịt và hạt. Vỏ dưa hấu nhẵn, có màu xanh đậm hoặc đôi khi có sọc xanh nhạt, khi chín chuyển sang màu xanh vàng. Phần ăn được của dưa hấu là phần thịt bên trong vỏ. Thịt quả chiếm khoảng 68% tổng trọng lượng, vỏ chiếm 30% và hạt chiếm 2% [18].
Dưa hấu được biết đến là một loại trái cây tốt cho sức khỏe, có giá trị dinh dưỡng cao. Sản phẩm này cung cấp một lượng lớn muối khoáng (Ca, K, Fe, Mg), vitamin (A, B, C, E), chất chống oxy hóa (phenolics và carotenoid) và các acid amin, đặc biệt là arginine và citrulline [19]. Bên cạnh những thành phần hóa học cơ bản, hợp chất carotenoid tạo nên màu đỏ đặc trưng của dưa hấu là lycopene. Lycopene là một chất có hoạt tính chống oxy hóa.
Nó có tác dụng loại bỏ các gốc tự do gây hại cho tế bào lành. Có khoảng 6300 – 6800 µg lycopen/100g thịt trái dưa hấu ruột đỏ và 370 - 420 µg lycopen/100g thịt trái dưa hấu ruột vàng. Hàm lượng lycopene giảm 10% sau 7 – 10 ngày bảo quản sau thu hoạch dưa ở ở 2oC [17]. 1 Long Điền Quang Hạt dưa hấu có chất béo và acid hữu cơ.
Bên cạnh đó, hạt dưa hấu chứa những chất có tác dụng hạ huyết áp và làm giảm bớt các triệu chứng của bệnh viêm bàng quang cấp tính. Lá và rễ dưa hấu nếu đem sắc uống có tác dụng điều trị nhất định đối với bệnh viêm ruột [17].2 Thành phần hóa học của vỏ dưa hấu Thành phần hóa học của vỏ dưa hấu từ các nguồn tài liệu khác nhau được trình bày trong Bảng 2. Thành phần hóa học của vỏ dưa hấu theo một số tác giả (Đơn vị: % chất khô) Hanan Xiana Rico Hoque và C.Al- Thành phần và cộng sự, cộng sự, và cộng sự, Sayed và (% chất khô) 2020 [20] 2015 [18] 2015 [21] cộng sự, 2013 [22] Carbohydrate 28.09 Chú thích: - n.d: Không xác định Carbohydrate Theo Bảng 2.1, carbohydrate là thành phần chính trong vỏ dưa hấu gồm các nhóm đường, tinh bột và chất xơ. Vỏ dưa hấu được xem là một nguồn cung cấp chất xơ quan trọng, chứa khoảng 26 g cellulose/100g chất khô, 0.1 g hemicellulose/100g chất khô, và 19 – 26 g pectin/100g chất khô [20].
Thành phần monosaccharide trong các polysaccharide chiết xuất được từ vỏ dưa hấu bao gồm galactose (38. 2 Long Điền Quang Protein Hàm lượng protein của vỏ dưa hấu dao động từ 7.0% khối lượng chất khô, thấp hơn so với hạt dưa hấu (18 – 25% khối lượng chất khô). Đặc biệt vỏ dưa hấu có chứa citrulline. Theo nghiên cứu của Rimando và cộng sự (năm 2005), vỏ dưa hấu chứa nhiều citrulline hơn thịt dưa hấu, hàm lượng citrulline trong vỏ và thịt lần lượt là 24.7 mg/g chất khô [23].
Lipid Hàm lượng lipid trong vỏ dưa hấu không cao, chỉ chiếm từ 1. Trong đó, arachidic acid có hàm lượng lớn (40.27%), tiếp theo là palmitic acid (28.30%) và linoleic acid (15. Khoáng Vỏ dưa hấu là nguồn cung cấp các khoáng chất Ca, K, Mg với hàm lượng lần lượt là 9771, 3734 và 260 mg/100 g chất khô [20]. Ca có vai trò thiết yếu đối với sự phát triển của xương và răng cũng như trong điều trị và phòng ngừa tăng huyết áp (Houston, 2005).
K và Mg có vai trò quan trọng trong điều hòa nhịp tim và giảm huyết áp (Mallek-Ayadi et al.3 Hướng sử dụng của vỏ dưa hấu Quy trình chế biến dưa hấu ở quy mô công nghiệp tạo ra một lượng lớn phụ phẩm là vỏ dưa hấu. Vỏ dưa hấu hiện nay được sử dụng chủ yếu làm thức ăn chăn nuôi dù phụ phẩm này có chứa những thành phần dinh dưỡng có giá trị đối với con người. Sử dụng vỏ dưa hấu để sản xuất các sản phẩm giá trị gia tăng không chỉ góp phần đa dạng hóa thực phẩm mà còn làm tăng hiệu quả kinh tế trong việc chế biến nguồn nông sản hiện có tại Việt Nam. Hai hướng nghiên cứu chính hiện nay để sản xuất những sản phẩm có giá trị gia tăng từ phụ phẩm vỏ dưa hấu là trích ly các hoạt chất sinh học có lợi và bổ sung trực tiếp vỏ dưa hấu vào công thức chế biến thực phẩm như là một nguồn phụ liệu.
3 Long Điền Quang 2.1 Trích ly các hoạt chất sinh học từ vỏ dưa hấu Năm 2016, nghiên cứu của Petkowicz và cộng sự về pectin thu nhận từ vỏ dưa hấu đã được công bố [26]. Hai đối tượng khảo sát là vỏ dưa hấu tươi và vỏ dưa hấu đông khô. Các tác giả nhận thấy vỏ dưa hấu chứa hàm lượng pectin khá cao (hàm lượng acid galacturonic cao hơn 65%) và pectin thu nhận có đặc tính công nghệ tương tự như gum Arabic. Năm 2020, Lee và Choo đã tối ưu hóa quy trình trích ly pectin bằng hai dung môi là dung dịch hydrochloric acid và acid citric [27].
Kết quả cho thấy điều kiện tối ưu để trích ly pectin bằng acid hữu cơ tương tự như acid vô cơ, nhưng thời gian dài hơn và hàm lượng pectin thu được cao hơn. Bên cạnh đó, Abidin và cộng sự (năm 2020) còn sử dụng sóng siêu âm để làm tăng hiệu suất trích ly pectin [26]. Bên cạnh pectin, một số nghiên cứu thu nhận những chất có hoạt tính sinh học trong vỏ dưa hấu đã được thực hiện. Các tác giả báo cáo rằng hàm lượng phenolic tổng và citrulline trong vỏ dưa hấu cao hơn đáng kể so với phần thịt và hạt [28], [21].
Năm 2014, Mushtaq và cộng sự đã sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng để tối ưu hóa điều kiện trích ly các chất có hoạt tính sinh học từ vỏ dưa hấu. Khi sử dụng chế phẩm enzyme hỗ trợ, hàm lượng phenolic tổng cao hơn gấp 3 lần so với phương pháp trích ly truyền thống [29]. Năm 2021, Baróna và cộng sự đã vi bao citrulline từ vỏ dưa hấu bằng cách sấy phun. Bằng việc kiểm tra hàm lượng pectin và các tính chất khác, tác giả đã xác định được điều kiện tối ưu cho quá trình sấy phun.
Bột sấy phun chiết xuất citrulline ổn định trong quá trình bảo quản và nó có thể được sử dụng để sản xuất thực phẩm chức năng cho con người [30].
