MỞ ĐẦU Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra mối quan hệ mật thiết giữa một chế độ ăn giàu dinh dưỡng tới việc duy trì một sức khoẻ tốt và giảm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính [1]. Cũng như có khá nhiều báo cáo đã chỉ ra chế độ ăn giàu chất xơ có thể làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch vành, ung thư, béo phì và tiểu đường từ đó giúp nâng cao nhận thức của người tiêu dùng về lợi ích của chất xơ [2]. Bên cạnh những chất dinh dưỡng thiết yếu như carbohydrate, protein và chất xơ kể trên thì có một nhóm chất thiết yếu khác đã và đang được chú ý trong những năm qua đó là các hợp chất chống oxy hoá, những hợp chất có thể giúp ngăn ngừa tổn thương tế bào, ung thư, viêm nhiễm, sự lão hoá và chứng xơ vữa động mạch [3] gây ra bởi các gốc tự do trong cơ thể. Chất chống oxy hoá làm chậm quá trình oxy hoá, một quá trình chức năng bình thường trong cơ thể nhưng cũng có khả năng gây tổn thương cho các tế bào.
Bởi vì số lượng bệnh tật do chế độ ăn uống không phù hợp tăng mạnh trong những năm gần đây nên một phân khúc thị trường mới về các loại thực phẩm lành mạnh, tốt cho sức khoẻ và giúp ngăn ngừa các loại bệnh đang ngày càng được quan tâm và phát triển hơn [4]. Sau bánh mì thì mì pasta là một trong những loại thực phẩm làm từ ngũ cốc truyền thống đang ngày càng trở nên phổ biến trên toàn thế giới vì sự tiện lợi, ngon miệng và giá trị dinh dưỡng của nó. Theo Marchylo và Dexter (2001) [5], mì pasta có thành phần dinh dưỡng khá hoàn hảo, là một nguồn cung cấp carbohydrate phức hợp tốt và là nguồn protein và vitamin vừa phải. Bên cạnh việc dễ chế biến thì giá cả thấp, thời hạn sử dụng lâu và được tiêu dùng bởi mọi người ở mọi lứa tuổi và từ các tầng lớp xã hội khác nhau làm cho mì pasta trở thành một phương tiện, một loại thực phẩm thích hợp để ta bổ sung cho cơ thể những khoáng chất, protein và nhiều thành phần khác có giá trị cho sức khoẻ.
Hầu hết các sản phẩm mì pasta đều khá nghèo hàm lượng chất xơ cũng như các chất có hoạt tính sinh học khác như acid phenolic, flavonoid và vitamin [6]. Trong khi đó thì trái cây và rau quả lại là nguồn giàu những hợp chất có lợi cho sức khoẻ chẳng hạn như vitamin, chất xơ, khoáng chất, carotenoid, glucosinolate và đặc biệt là các hợp chất polyphenol có đặc tính kháng oxy hoá và chống viêm mạnh [7]. Vì vậy trong những năm gần đây đã có nhiều nghiên cứu về việc bổ sung các loại bột trái cây, rau quả hoặc 1 Đoàn Thị Bích Ngà LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP chất chiết từ những nguyên liệu này hoặc mới mẻ hơn chính là tận dụng các nguồn phụ phẩm nông nghiệp để bổ sung vào mì pasta [8]. Trong quy trình sản xuất tinh bột nghệ truyền thống tại nước ta thải ra một lượng lớn bã nghệ có hàm lượng dinh dưỡng khá hứa hẹn vì đi từ củ nghệ, một loại dược liệu vô cùng quý giá có khả năng ngăn ngừa bệnh tật cho con người như ung thư và các bệnh về tim mạch [9] nhờ những hoạt chất có hoạt tính sinh học cao trong nó và nổi bật nhất phải kể đến chính là curcuminoid có nhiều trong thân và củ nghệ [10].
Dựa vào nhu cầu thực tế của sản phẩm mì pasta cùng với nguồn nguyên liệu dồi dào, giàu các hợp chất phenolic, chất chống oxy hóa như củ nghệ, chúng tôi đã thực hiện đề tài “SỬ DỤNG BỘT BÃ NGHỆ SẢN XUẤT MÌ PASTA”. Mục đích của nghiên cứu là tận dụng nguồn phụ phẩm tiềm năng này để ứng dụng vào quy trình sản xuất mì pasta từ đó tạo ra một sản phẩm thực phẩm tốt cho sức khoẻ con người với hàm lượng chất xơ được cải thiện và hoạt tính kháng oxy hoá cao. Hy vọng rằng đề tài sẽ cung cấp những dữ liệu khoa học làm nền tảng cho việc triển khai sử dụng bột bã nghệ như một nguồn phụ liệu trong công thức làm mì pasta ở quy mô sản xuất công nghiệp trong quy mô không xa. Nội dung nghiên cứu gồm 2 nội dung chính: - Nội dung 1: Đánh giá chất lượng nguyên liệu; - Nội dung 2: Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột bã nghệ đến chất lượng mì pasta.
2 Đoàn Thị Bích Ngà LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 2.1 Giới thiệu chung Nghệ có tên khoa học là Curcuma longa L. thuộc họ Zingiberaceae, là một loại cây thân thảo thường mọc hoang trong rừng tại Nam Á và Đông Nam Á đặc biệt là phía nam của Ấn Độ [11] cũng như được trồng chủ yếu ở Ấn Độ, Trung Quốc, Thái Lan, Bangladesh, Malaysia và Indonesia và các khu vực nhiệt đới ở Châu Mỹ và Châu Phi. Tất cả các bộ phận của nghệ đều được sử dụng cho các mục đích khác nhau. Thân rễ được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực, vì đặc tính sinh học đáng chú ý của chúng cũng như màu và mùi đặc trưng [12] [13] Lá của nghệ được dùng như một màng bọc bảo vệ giúp che đậy thực phẩm trong quá trình nấu nướng.
Phân loại khoa học của nghệ theo Tanzeela cùng cộng sự (2015) [14] được trình bày trong bảng Bảng 2. 1 Phân loại khoa học của nghệ Giới (Kingdom) Thực vật (Plantae) Ngành (Division) Ngọc Lan (Magnoliophyta) Lớp (Class) Hành (Liliopsida) Phân lớp (Subclass) Hành (Liliidae) Bộ (Order) Gừng (Zingiberales) Họ (Family) Gừng (Zingiberaceae) Phân họ (Subfamily) Gừng (Zingiberoideae) Tông (Tribus) Gừng (Zingibereae) Chi (Genus) Nghệ (Curcuma) Loài (Species) Nghệ vàng (Curcuma longa) Củ nghệ từ lâu đã được sử dụng như một loại gia vị, chất tạo màu trong thực phẩm, mỹ phẩm, dệt may [15] và là một loại dược liệu quý trong y học dân gian vì có nhiều hoạt tính dược lý, được sử dụng phổ biến ở Ấn Độ, Trung Quốc và Việt Nam. Curcumin, 3 Đoàn Thị Bích Ngà LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP demethoxycurcumin, và bisdemethoxycurcumin thuộc nhóm curcuminoids (3-6%) là các hợp chất polyphenolic có hoạt tính sinh học chính được tìm thấy nhiều trong củ nghệ [16]. Rất nhiều các nghiên cứu trước đây đã báo cáo về các đặc tính dược lý vô cùng tốt của nghệ, bao gồm chống lại sự phát triển khối u, chống ung thư và tác nhân đột biến, chống oxy hóa, chống viêm nhiễm, kháng khuẩn, kháng nấm và chống virus [17] [18] [19].
Các sản phẩm từ củ nghệ phổ biến trên thị trường ở nước ta có thể kể đến là bột nghệ, tinh bột nghệ, nghệ lát phơi khô, curcumin, nano curcumin… Trong đó tinh bột nghệ là sản phẩm thông dụng và được sản xuất khá rộng rãi. Quy trình sản xuất tinh bột nghệ truyền thống và thu nhận bã nghệ được trình bày trong hình Hình 2. 1 có thể thấy quy trình sản xuất tinh bột nghệ ở nước ta còn khá thủ công khi sử dụng quá trình cơ học cổ điển là gạn nước để tách riêng phần tinh bột ra khỏi phần bã mịn chứa các thành phần khác như protein, xơ, lipid. Quy trình này có hiệu suất thu hồi tinh bột nghệ không cao cũng như các hợp chất có hoạt tính sinh học trong nghệ có thể bị loại đi nhiều và thải ra môi trường một lượng lớn bã nghệ chưa được tận dụng gây lãng phí và ảnh hưởng tới môi trường.
Từ trước đến nay chưa có nghiên cứu nào về thành phần hoá học hay việc tận dụng phụ phẩm bột bã nghệ từ quy trình sản xuất tinh bột nghệ vào thực phẩm tuy nhiên chúng tôi kì vọng rằng đây sẽ là nguồn nguyên liệu tiềm năng về hoạt tính kháng oxy hoá và hàm lượng chất dinh dưỡng trong nó từ đó giúp nâng cao hoạt tính kháng oxy hoá trong mì pasta truyền thống cũng như cải thiện hàm lượng chất xơ trong mì tạo ra sản phẩm tốt cho sức khoẻ con người và giúp giảm xả thải ra môi trường. 4 Đoàn Thị Bích Ngà LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Nghệ Nước Ngâm rửa Làm ráo Nước rửa Xay Lọc Bã thô Dịch lọc Lắng Gạn Nước gạn Sấy Lọc Nghiền Nước lọc Sấy Rây Tinh bột nghệ Bã nghệ Hình 2. 1 Quy trình sản xuất tinh bột nghệ và thu nhận bã nghệ 5 Đoàn Thị Bích Ngà LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 2.2 Thành phần hoá học và hoạt tính kháng oxy hoá của nghệ Thành phần hóa học của củ nghệ từ các nguồn tài liệu khác nhau được trình bày trong Bảng 2. 2 Thành phần hóa học của nghệ (Đơn vị: g/100g trọng lượng tươi) V.
Govindarajan Tanzeela Nisar và cộng sự, 1980 [20] và cộng sự, 2015 [14] Nghệ Trung Quốc Nghệ Ấn Độ Độ ẩm 13.5 Chú thích: (-) không xác định Củ nghệ bao gồm các hợp chất dễ bay hơi và khó bay hơi. Các hợp chất dễ bay hơi là turmerone, zingiberene, curlone và ar-turmerone. Các thành phần không bay hơi bao gồm curcuminoid [21]. Các thành phần có hoạt tính trong nghệ bao gồm flavonoid, curcumin và các loại dầu dễ bay hơi khác nhau như turmeron, gingibaron và atlanton [22].
Curcumin (diferuloylmethane) một diketone phenolic, tạo nên màu vàng của nghệ và bao gồm curcumin I (94%), II (6%) và III (0. Nhiều ketone phenolic khác như demethoxycurcumin và bis-demethoxycurcumin cũng có trong thân rễ của nghệ. Tinh dầu nghệ được xác định bằng sắc ký lỏng bao gồm α-pinene, sabinene, myrcene, β- pinene, α-phellandrene, C8-aldehyde, linalool, 1,8-cineole, p-cymene, geraniol methyl heptanone và caryophyllene [23]. Curcuminoid là hợp chất phenolic chủ yếu có trong nghệ bao gồm 3 chất chính là: curcumin, demethoxycurcumin và bisdemethoxycurcumin, trong đó thì curcumin là chất được nghiên cứu cũng như trích ly thu nhận nhiều nhất vì hoạt tính sinh học tuyệt vời của nó [24].
Củ nghệ và các thành phần của nó cho thấy khả năng chống oxy hoá vô cùng tốt và được so sánh với vitamin 6 Đoàn Thị Bích Ngà LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP E và C. Một nghiên cứu chỉ ra rằng curcumin được coi là mạnh gấp tám lần so với vitamin E trong việc ức chế quá trình peroxy hóa lipid nhờ khả năng loại bỏ các gốc oxy tự do như anion superoxide và gốc hydroxyl, những chất quan trọng để ức chế quá trình peroxy hoá lipid [25].3 Curcumin Công thức cấu tạo của curcumin [14] được trình bày trong Hình 2. 2 Công thức cấu tạo của Curcumin Curcumin có danh pháp theo IUPAC là (1E,6E)-1,7-bis (4-hydroxy- 3- methoxyphenyl) -1,6-heptadiene-3,5- dione. Về mặt hóa học, curcumin là diferuloylmethane, nó có hai vòng aryl với một nhóm methoxyl và một nhóm hydroxyl trên mỗi vòng.
Curcumin được phân lập đầu tiên vào năm 1815 nhưng đến năm 1973 thì cấu hình hoá học thực tế của nó mới được phát hiện bởi Whiting và Roughley [21]. - Curcumin trích từ củ nghệ có dạng bột màu vàng cam, không mùi.