Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp bánh quy tại Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ với sản lượng tiêu thụ chiếm khoảng 54% trong tổng số các loại bánh kẹo, với mức tiêu thụ trung bình khoảng 2 kg/người/năm, thấp hơn mức trung bình thế giới là 2.8 kg/người/năm. Trong bối cảnh người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến các sản phẩm có lợi cho sức khỏe, việc phát triển các loại bánh quy giàu chất xơ và dinh dưỡng trở thành mục tiêu quan trọng. Một trong những nguyên liệu tiềm năng được nghiên cứu là bã malt – phụ phẩm giàu chất xơ và protein từ ngành sản xuất bia, với sản lượng thải ra tại Việt Nam ước tính lên đến gần 4 triệu tấn mỗi năm.

Luận văn tập trung nghiên cứu việc thay thế một phần bột mì trong công thức bánh quy bằng bã malt đã qua xử lý nghiền và rây với các kích thước hạt khác nhau (30, 40, 70 mesh). Mục tiêu chính là đánh giá ảnh hưởng của việc bổ sung bã malt đến thành phần hóa học, tính chất vật lý, hóa lý và cảm quan của bánh quy, từ đó đề xuất tỷ lệ thay thế tối ưu phù hợp với nhu cầu tiêu dùng và khả năng ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm. Nghiên cứu được thực hiện tại Thành phố Hồ Chí Minh trong năm 2019, góp phần nâng cao giá trị sử dụng phụ phẩm ngành bia, đồng thời phát triển sản phẩm bánh quy chức năng giàu chất xơ, hỗ trợ sức khỏe người tiêu dùng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về:

  • Thành phần hóa học của bã malt: Bã malt là nguồn nguyên liệu lignocellulosic giàu chất xơ (khoảng 56% tổng chất khô) và protein (khoảng 25%), với các hợp chất phenolic có hoạt tính chống oxy hóa cao như ferulic acid và p-coumaric acid. Thành phần này ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị dinh dưỡng và tính chất công nghệ của sản phẩm bánh quy.

  • Ảnh hưởng của kích thước hạt nguyên liệu đến tính chất sản phẩm: Kích thước hạt bã malt qua các rây 30, 40 và 70 mesh ảnh hưởng đến diện tích bề mặt riêng, độ hút nước và khả năng tương tác với các thành phần khác trong bột bánh, từ đó tác động đến cấu trúc, màu sắc và độ cứng của bánh quy.

  • Mô hình công thức bánh quy chức năng: Thay thế một phần bột mì bằng nguyên liệu giàu chất xơ nhằm tăng hàm lượng chất xơ, protein và phenolic trong bánh, đồng thời duy trì các chỉ tiêu cảm quan và tính chất vật lý phù hợp với người tiêu dùng.

Các khái niệm chính bao gồm: chất xơ hòa tan và không hòa tan, hoạt tính chống oxy hóa, chỉ số độ giãn nở (Spread Factor), và các chỉ tiêu cảm quan như độ cứng, màu sắc và độ chấp nhận của người tiêu dùng.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Bã malt được thu thập từ nhà máy bia Sài Gòn – Nguyên Chí Thanh, được xử lý sấy khô, nghiền và rây qua các kích thước 30, 40 và 70 mesh. Bột mì và các nguyên liệu làm bánh được lấy từ các nhà cung cấp uy tín.

  • Phương pháp phân tích: Thành phần hóa học (protein, lipid, tinh bột, chất xơ, phenolic), tính chất vật lý (độ hút nước, diện tích bề mặt riêng, kích thước hạt), tính chất hóa lý (hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH và FRAP), và cảm quan (đánh giá độ cứng, màu sắc, độ chấp nhận) được xác định bằng các phương pháp chuẩn theo AOAC và các thiết bị hiện đại như máy đo màu sắc CIE Lab*, máy đo độ cứng TPA.

  • Thiết kế thí nghiệm: Nghiên cứu gồm hai giai đoạn chính: (1) khảo sát ảnh hưởng của kích thước hạt bã malt đến tính chất nguyên liệu và bánh quy; (2) khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ thay thế bã malt (10%, 20%, 30%, 40%) trong công thức bánh quy với bã malt qua rây 40 mesh đến các chỉ tiêu trên.

  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mỗi mẫu bánh quy được làm theo công thức chuẩn, thực hiện ít nhất ba lần để đảm bảo độ tin cậy số liệu. Phân tích thống kê sử dụng ANOVA và kiểm định nhiều khoảng (Multiple Range Tests) với mức ý nghĩa p < 0.05.

  • Timeline nghiên cứu: Thực hiện từ tháng 2 đến tháng 12 năm 2019, bao gồm thu thập nguyên liệu, xử lý, thí nghiệm sản xuất bánh quy, phân tích và đánh giá kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Ảnh hưởng của kích thước hạt bã malt đến thành phần và tính chất nguyên liệu:

    • Bã malt qua rây 30 mesh có hàm lượng protein khoảng 25%, chất xơ tổng 56%, diện tích bề mặt riêng thấp nhất (948.5 cm²/cm³), trong khi bã malt 70 mesh có diện tích bề mặt riêng cao nhất (1234.5 cm²/cm³).
    • Độ hút nước của bã malt cao gấp khoảng 3 lần so với bột mì, với giá trị hút nước 3.03 g nước/g khô ở 30 mesh, giảm nhẹ ở các kích thước nhỏ hơn.
    • Màu sắc bã malt tối hơn nhiều so với bột mì, với giá trị L* khoảng 61 so với 92 của bột mì, do phản ứng Maillard trong quá trình xử lý malt.

  2. Ảnh hưởng của tỷ lệ thay thế bã malt đến thành phần hóa học bánh quy:

    • Khi tăng tỷ lệ bã malt từ 0% đến 40%, hàm lượng chất xơ, protein và lipid trong bánh quy tăng lần lượt, trong khi hàm lượng tinh bột giảm rõ rệt.
    • Ví dụ, bánh quy với 30% bã malt qua rây 40 mesh có hàm lượng chất xơ tăng lên khoảng 6.04%, tỷ lệ chất xơ không hòa tan/ hòa tan là 3, protein đạt 10.9 mg GAE/kg chất khô phenolic.

  3. Ảnh hưởng đến tính chất vật lý và cảm quan bánh quy:

    • Đường kính và độ dày bánh quy giảm khi tăng tỷ lệ bã malt, trong khi chỉ số giãn nở (Spread Factor) tăng, cho thấy bánh trở nên mỏng và rộng hơn.
    • Màu sắc bánh quy trở nên sẫm hơn và độ cứng tăng lên, làm giảm độ mềm mại của sản phẩm.
    • Đánh giá cảm quan cho thấy bánh quy với tỷ lệ bã malt trên 30% bắt đầu giảm điểm chấp nhận của người tiêu dùng, trong khi mẫu 30% bã malt qua rây 40 mesh được chấp nhận cao nhất.

  4. Hoạt tính chống oxy hóa:

    • Hàm lượng phenolic và hoạt tính chống oxy hóa của bánh quy tăng theo tỷ lệ bã malt, góp phần nâng cao giá trị dinh dưỡng và chức năng bảo vệ sức khỏe.

Thảo luận kết quả

Việc bổ sung bã malt vào công thức bánh quy đã làm tăng đáng kể hàm lượng chất xơ và protein, phù hợp với xu hướng phát triển sản phẩm thực phẩm chức năng giàu dinh dưỡng. Kích thước hạt bã malt ảnh hưởng đến diện tích bề mặt và khả năng hấp thụ nước, từ đó tác động đến cấu trúc bánh quy. Kết quả cho thấy bã malt qua rây 40 mesh là lựa chọn tối ưu, cân bằng giữa tính chất vật lý và cảm quan.

So với các nghiên cứu trước đây về việc bổ sung bã malt vào bánh mì và snack, kết quả này tương đồng khi tỷ lệ thay thế khoảng 25-30% được xem là giới hạn tối ưu để duy trì chất lượng sản phẩm. Màu sắc sẫm và độ cứng tăng là do phản ứng Maillard và cấu trúc chất xơ trong bã malt, điều này cần được cân nhắc trong thiết kế sản phẩm để phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh hàm lượng chất xơ, protein, đường kính bánh, độ dày và điểm cảm quan theo từng tỷ lệ bã malt, giúp minh họa rõ ràng xu hướng thay đổi và giới hạn chấp nhận.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng tỷ lệ thay thế bã malt 30% qua rây 40 mesh trong công thức bánh quy nhằm tăng hàm lượng chất xơ và protein, nâng cao giá trị dinh dưỡng mà vẫn đảm bảo độ chấp nhận của người tiêu dùng. Thời gian thực hiện: 6 tháng; chủ thể: các doanh nghiệp sản xuất bánh quy.

  2. Phát triển quy trình xử lý bã malt chuẩn hóa kích thước hạt và độ ẩm để đảm bảo tính ổn định nguyên liệu đầu vào, nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm. Thời gian: 3-4 tháng; chủ thể: nhà máy bia và nhà cung cấp nguyên liệu.

  3. Tăng cường nghiên cứu phối hợp các nguyên liệu giàu chất xơ khác như cám gạo, cám lúa mì để đa dạng hóa sản phẩm bánh quy chức năng, đáp ứng nhu cầu thị trường về thực phẩm lành mạnh. Thời gian: 1 năm; chủ thể: viện nghiên cứu và doanh nghiệp.

  4. Tổ chức các chương trình đào tạo, tập huấn kỹ thuật cho cán bộ sản xuất và quản lý chất lượng về ứng dụng bã malt trong sản xuất bánh quy, nhằm nâng cao nhận thức và kỹ năng thực hành. Thời gian: 6 tháng; chủ thể: các trường đại học, trung tâm đào tạo nghề.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Doanh nghiệp sản xuất bánh kẹo và thực phẩm chức năng: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để phát triển sản phẩm bánh quy giàu chất xơ, cải thiện giá trị dinh dưỡng và mở rộng thị trường.

  2. Nhà máy bia và nhà cung cấp nguyên liệu: Tham khảo quy trình xử lý và ứng dụng bã malt, giúp tận dụng phụ phẩm hiệu quả, giảm lãng phí và tăng giá trị kinh tế.

  3. Các viện nghiên cứu và trường đại học chuyên ngành công nghệ thực phẩm: Là tài liệu tham khảo cho các đề tài nghiên cứu tiếp theo về nguyên liệu chức năng và phát triển sản phẩm mới.

  4. Người tiêu dùng quan tâm đến sức khỏe và dinh dưỡng: Hiểu rõ lợi ích của bánh quy giàu chất xơ từ bã malt, lựa chọn sản phẩm phù hợp với nhu cầu dinh dưỡng cá nhân.

Câu hỏi thường gặp

  1. Bã malt là gì và tại sao được sử dụng trong bánh quy?
    Bã malt là phụ phẩm giàu chất xơ và protein từ quá trình sản xuất bia, có khả năng tăng giá trị dinh dưỡng cho bánh quy, đồng thời giúp tận dụng nguyên liệu thải hiệu quả.

  2. Tỷ lệ thay thế bã malt tối ưu trong bánh quy là bao nhiêu?
    Nghiên cứu cho thấy tỷ lệ 30% bã malt qua rây 40 mesh là mức tối ưu, cân bằng giữa tăng dinh dưỡng và giữ được độ chấp nhận cảm quan của người tiêu dùng.

  3. Kích thước hạt bã malt ảnh hưởng thế nào đến bánh quy?
    Kích thước hạt ảnh hưởng đến diện tích bề mặt, độ hút nước và cấu trúc bánh, từ đó tác động đến độ dày, độ cứng và màu sắc của bánh quy.

  4. Bánh quy bổ sung bã malt có lợi ích sức khỏe gì?
    Bánh quy giàu chất xơ giúp hỗ trợ tiêu hóa, giảm nguy cơ táo bón, kiểm soát đường huyết và hỗ trợ sức khỏe tim mạch nhờ các hợp chất phenolic chống oxy hóa.

  5. Có những thách thức nào khi ứng dụng bã malt trong sản xuất bánh quy?
    Thách thức gồm màu sắc bánh sẫm hơn, độ cứng tăng, có thể ảnh hưởng đến cảm quan; cần điều chỉnh công thức và quy trình để phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng.

Kết luận

  • Bã malt là nguyên liệu giàu chất xơ và protein, có tiềm năng ứng dụng trong sản xuất bánh quy chức năng tại Việt Nam.
  • Kích thước hạt bã malt qua rây 40 mesh được xác định là phù hợp nhất để sử dụng trong công thức bánh quy.
  • Tỷ lệ thay thế bã malt 30% trong bột mì giúp tăng hàm lượng chất xơ, protein và hoạt tính chống oxy hóa, đồng thời duy trì được độ chấp nhận của người tiêu dùng.
  • Việc bổ sung bã malt làm thay đổi tính chất vật lý và cảm quan của bánh quy, cần cân nhắc điều chỉnh công thức để tối ưu hóa sản phẩm.
  • Nghiên cứu mở ra hướng phát triển sản phẩm bánh quy giàu chất xơ, góp phần nâng cao giá trị sử dụng phụ phẩm ngành bia và đáp ứng nhu cầu thực phẩm lành mạnh.

Hành động tiếp theo: Các doanh nghiệp và viện nghiên cứu nên phối hợp triển khai ứng dụng công thức này trong sản xuất thực tế, đồng thời tiếp tục nghiên cứu cải tiến để đa dạng hóa sản phẩm.

Hãy bắt đầu áp dụng bã malt trong công thức bánh quy của bạn để tạo ra sản phẩm dinh dưỡng và thân thiện với môi trường!