Nghiên cứu về việc sử dụng bã rau má Centella Asiatica trong sản xuất mì giàu chất xơ

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu công nghệ thực phẩm use to pennywort centella asiatica l pomace to partially replace semoline flour, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất

• Tác giả: Lê Nguyên Phúc
• Người hướng dẫn: Prof. Lê Văn Việt Mẫn
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology
• Chuyên ngành: Food Technology
• Đề tài: Nghiên Cứu Sử Dụng Bã Rau Má Để Thay Thế Một Phần Bột Semolina Trong Làm Mì Giàu Chất Xơ
• Loại tài liệu: master thesis
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu bã rau má trong sản xuất mì giàu chất xơ

Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng bã rau má như một nguyên liệu thay thế cho bột semolina trong sản xuất mì giàu chất xơ. Bã rau má, một sản phẩm phụ từ quá trình sản xuất nước ép rau má, chứa nhiều chất dinh dưỡng và có khả năng cải thiện chất lượng thực phẩm. Việc thay thế này không chỉ giúp tăng cường giá trị dinh dưỡng mà còn giảm thiểu lãng phí thực phẩm.

1.1. Lợi ích của bã rau má trong thực phẩm

Bã rau má chứa nhiều chất xơ và các hợp chất chống oxy hóa, giúp cải thiện sức khỏe tiêu hóa và tăng cường hệ miễn dịch. Nghiên cứu cho thấy rằng việc bổ sung bã rau má vào thực phẩm có thể làm tăng hàm lượng dinh dưỡng tổng thể.

1.2. Tầm quan trọng của mì giàu chất xơ

Mì giàu chất xơ không chỉ tốt cho sức khỏe mà còn giúp kiểm soát cân nặng và giảm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính. Việc sử dụng bã rau má trong sản xuất mì có thể tạo ra một sản phẩm mới, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về thực phẩm lành mạnh.

II. Thách thức trong việc thay thế bột semolina bằng bã rau má

Việc thay thế bột semolina bằng bã rau má trong sản xuất mì không phải là điều dễ dàng. Có nhiều thách thức cần phải vượt qua để đảm bảo chất lượng và tính khả thi của sản phẩm cuối cùng. Các vấn đề như độ dẻo, độ đàn hồi và khả năng nấu chín của mì cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Ảnh hưởng đến chất lượng mì

Sự thay thế này có thể ảnh hưởng đến độ dẻo và kết cấu của mì. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc bổ sung bã rau má có thể làm giảm khả năng nấu chín và độ bền của mì, điều này cần được điều chỉnh thông qua các phương pháp chế biến phù hợp.

2.2. Khó khăn trong quy trình sản xuất

Quy trình sản xuất mì cần được điều chỉnh để phù hợp với tính chất của bã rau má. Việc tìm ra tỷ lệ thay thế tối ưu và các điều kiện xử lý là rất quan trọng để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng.

III. Phương pháp nghiên cứu hiệu quả trong sản xuất mì từ bã rau má

Nghiên cứu đã áp dụng nhiều phương pháp khác nhau để đánh giá ảnh hưởng của bã rau má đến chất lượng mì. Các thí nghiệm được thực hiện để xác định tỷ lệ bổ sung tối ưu và các điều kiện xử lý cần thiết để cải thiện chất lượng sản phẩm.

3.1. Thí nghiệm xác định tỷ lệ bổ sung bã rau má

Các thí nghiệm đã được thực hiện với nhiều tỷ lệ khác nhau của bã rau má để xác định mức độ ảnh hưởng đến chất lượng mì. Kết quả cho thấy rằng tỷ lệ bổ sung từ 10% đến 20% là tối ưu cho chất lượng sản phẩm.

3.2. Ảnh hưởng của enzyme đến chất lượng mì

Việc sử dụng enzyme như transglutaminase và tyrosinase đã được nghiên cứu để cải thiện tính chất kết cấu của mì. Kết quả cho thấy enzyme có thể làm tăng độ bền và khả năng nấu chín của mì, giúp sản phẩm đạt tiêu chuẩn cao hơn.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng bã rau má không chỉ cải thiện hàm lượng chất xơ mà còn tăng cường hoạt động chống oxy hóa của mì. Sản phẩm cuối cùng có thể đáp ứng nhu cầu tiêu dùng về thực phẩm lành mạnh và bổ dưỡng.

4.1. Đánh giá chất lượng mì sau khi thay thế

Mì được sản xuất từ bã rau má cho thấy sự cải thiện về hàm lượng chất xơ và các hợp chất phenolic. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng một số đặc tính như độ dẻo và khả năng nấu chín có thể bị ảnh hưởng.

4.2. Ứng dụng trong ngành thực phẩm

Sản phẩm mì từ bã rau má có thể được ứng dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm, đặc biệt là trong các sản phẩm dinh dưỡng và thực phẩm chức năng. Điều này mở ra cơ hội mới cho việc phát triển sản phẩm thực phẩm từ nguyên liệu tự nhiên.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về việc sử dụng bã rau má để thay thế bột semolina trong sản xuất mì giàu chất xơ đã mở ra nhiều hướng đi mới cho ngành thực phẩm. Kết quả cho thấy rằng việc sử dụng nguyên liệu tự nhiên có thể cải thiện chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu tiêu dùng hiện đại.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc thay thế bột semolina bằng bã rau má có thể mang lại nhiều lợi ích về dinh dưỡng. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình sản xuất.

5.2. Hướng phát triển trong tương lai

Trong tương lai, việc nghiên cứu thêm về các loại enzyme và tỷ lệ thay thế khác nhau có thể giúp cải thiện hơn nữa chất lượng mì. Điều này không chỉ giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng mà còn tạo ra những sản phẩm mới hấp dẫn cho người tiêu dùng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

NATIONAL UNIVERSITY OF HO CHI MINH CITY HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY -------------------- LE NGUYEN PHUC USE OF PENNYWORT (CENTELLA ASIATICA L.) POMACE TO PARTIALLY REPLACE SEMOLINA FLOUR IN FIBER-RICH PASTA MAKING Major: Food Technology Major ID: 8540101 MASTER THESIS HO CHI MINH CITY, January 2023 THIS RESEARCH WAS COMPLETED AT: HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY – VNU HCM. Lê Văn Việt Mẫn Examiner 1: Assoc. Hoàng Kim Anh Examiner 2: Assoc. Trần Thị Thu Trà The master thesis was defended at Ho Chi Minh City University of Technology (HCMUT), Vietnam National University – Ho Chi Minh City (VNU – HCM) on January 13th, 2023. The Board of The Master Thesis Defense Council includes: 1. Tôn Nữ Minh Nguyệt 2. Counter-Argument Member 1: Assoc. Hoàng Kim Anh 3. Counter-Argument Member 2: Assoc. Trần Thị Thu Trà 4. Council Member: Prof. Lê Văn Việt Mẫn 5. Nguyễn Hoài Hương Verification of the Chairman of the Master Thesis Defense Council and the Dean of Faculty of Chemical Engineering after the thesis has been edited (if any). CHAIRMAN OF THE COUNCIL DEAN OF FACULTY OF CHEMICAL ENGINEERING NATIONAL UNIVERSITY OF HO SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM CHI MINH CITY HO CHI MINH CITY Independence – Liberty – Happiness UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MASTER THESIS ASSIGNMENTS Student’s name: LE NGUYEN PHUC Student’s ID: 2070460 Date of birth: March 22nd, 1998 Place of birth: Vĩnh Long Major: Food Technology Major ID: 8540101 I. THESIS TITLE: Use of pennywort (Centella Asiatica L.) pomace to partially replace semolina flour in fiber-rich pasta making/Sử dụng bột bã rau má (Centella Asiatica L.) để thay thế một phần bột semolina trong sản xuất mì pasta giàu xơ. ASSIGNMENTS AND CONTENT: 1. Determination of the proximate composition and antioxidant activities of pennywort pomace and durum wheat semolina. Determination of the effects of different pennywort pomace supplemented ratios on pasta quality. Determination of the effects of transglutaminase concentration and transglutaminase treatment time on the quality of pasta fortified with pennywort pomace. Determination of the effects of tyrosinase concentration and tyrosinase treatment time on the quality of pasta fortified with pennywort pomace. ASSIGNMENT DELIVERING DATE (based on the Decision on Assignments Delivering): February 14th, 2022 . ASSIGNMENT COMPLETING DATE (Based on the Dicision on Assignments Delivering): December 10th, 2022 i V. Le Van Viet Man Ho Chi Minh City, January 13th, 2023 INSTRUCTOR HEAD OF FOOD TECHNOLOGY DEPARTMENT DEAN OF CHEMICAL ENGINEERING FACULTY ii ACKNOWLEDGEMENT Going through the whole period of this thesis, I received numerous devoted guidance and support from many people. First and foremost, I would like to express my gratitude to my advisor – Prof. Lê Văn Việt Mẫn - Department of Food Technology at the Ho Chi Minh City University of Technology, for his insightful academic advice and feedback. I would also like to acknowledge Assoc. Tôn Nữ Minh Nguyệt, Assoc. Trần Thị Thu Trà, MSc. Trần Thị Hồng Hạnh, and MSc. Lê Thị Thúy who gave the helpful comments as well as always create the best conditions regarding facilities, materials, tools and equipment, and chemicals for me to complete this thesis in the best way. Without their assistance and dedicated involvement in every step throughout the process, this paper could not be accomplished. I would like to thank the teachers in the Faculty of Chemical Engineering in general and the Department of Food Technology in particular, who dedicatedly taught me a large amount of knowledge that I can apply to complete this thesis. This thesis obviously required more than academic supports, so I wish to extend my special thanks to my friends for their listening and help over the past two years. Most importantly, none of this could have happened without my family members who have been always offering their unconditional love and encouragement to me. This thesis is a consequence of a period of studying. Though I had tried my best, the deficiency is inevitable, thus I am looking forward to receiving the sympathy and comments from the teachers to improve the literature. Once again, I would like to express my sincere thanks to everyone! Ho Chi Minh City, January 13th 2023 Lê Nguyên Phúc iii ABSTRACT Pennywort pomace, a by-product of pennywort juice production, was used as a partial substitution for durum semolina in the making of fiber-rich pasta. In this study, the effects of different ratios of pennywort pomace powder (PPP), transglutaminase (TG) and tyrosinase (TYR) treatment of pasta dough on the product quality were investigated. The increase in PPP level from 0 to 20% of the flour blend increased the total dietary fiber, free and bound phenolic contents of the product by 3. Moreover, higher antioxidant activities were also observed in these samples when the PPP ratio improved. However, such a use of PPP in pasta recipe reduced its cooking performance, textural properties and overall acceptability. Increase in transglutaminase dosage from 0.75 U/g protein of the flour blend reduced the cooking loss of pasta fortified with 10% PPP by 19% while improved its tensile strength and elongation rate by 15 and 49%, respectively. Further increase in enzyme dosage from 0.00 U/g protein, on the other hand, reduced both tensile strength and elongation rate. When the enzyme treatment lasted for 30 min, the cooking loss was reduced by 10% while the tensile strength and elongation rate of high fiber pasta were both enhanced by 10%. However, increase in treatment time from 30 to 40 min did not cause any significant differences in textural and cooking properties of the fiber-rich pasta. The appropriate transglutaminase dosage and biocatalytic time were 0.75 U/g protein and 30 min, respectively, under which the overall acceptability of the sample supplemented with 10% pennywort pomace powder was similar to that of the semolina pasta. For the pasta dough supplemented with 10% PPP, the increase in TYR dosage from 0 to 75 U/g of the flour blend significantly enhanced the tensile strength and elongation rate by 14 and 37%, respectively while reduced the cooking loss of treated pasta by 25%; further increase in TYR concentration from 75 to 100 U/g of the flour blend did not change the cooking and textural properties. In addition, when the TYR treatment time lasted for 20 min, the tensile strength and elongation rate of high fiber iv pasta were improved by 8 and 18%, respectively; increase in treatment time from 20 to 40 min did not cause any significant effect on its cooking quality and textural profile. At the TYR dosage of 75 U/g of the flour blend and incubation time of 20 min, the overall acceptability of pasta fortified with 10% of PPP was statistically similar to that of the control. As a result, transglutaminase and tyrosinase treatment can be considered as potential approaches to improve cooking quality, textural properties and overall acceptability of high fiber pasta incorporated with pennywort pomace powder. v TÓM TẮT LUẬN VĂN Bã rau má, một sản phẩm phụ của quá trình sản xuất nước ép rau má, được sử dụng để thay thế một phần bột semolina trong quá trình sản xuất mì pasta giàu xơ. Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung bột bã rau má (PPP), quá trình xử lý bột nhào bằng hai loại enzyme transglutaminase (TG) và tyrosinase (TYR) đến chất lượng sản phẩm mì pasta đã được khảo sát. Việc tăng tỉ lệ bổ sung PPP từ 0 đến 20% đã làm tăng hàm lượng chất xơ tổng cũng như hàm lượng phenolic tự do và liên kết của sản phẩm lên lần lượt 3. Hơn thế nữa, khả năng kháng oxy hóa cũng được cải thiện trong các mẫu mì khi tỷ lệ PPP được gia tăng. Tuy nhiên, việc sử dụng PPP như vậy trong công thức mì pasta đã ảnh hưởng tiêu cực đến tính chất nấu, đặc tính cấu trúc và điểm chất nhận chung của sản phẩm. Việc tăng nồng độ transglutaminase xử lý từ 0.75 U/g protein của hỗn hợp bột đã làm giảm 19% độ tổn thất nấu của các mẫu mì pasta được tăng cường 10% PPP trong khi cải thiện ứng suất kéo và tỷ lệ kéo dãn của các mẫu này đến lần lượt 15 và 49%. Mặt khác, việc tăng nồng độ enzyme từ 0.00 U/g protein lại làm giảm cả ứng suất kéo và tỉ lệ kéo dãn. Khi quá trình xử lý enzyme kéo dài trong 30 phút, độ tổn thất khi nấu giảm 10% trong khi ứng suất kéo và tỉ lệ kéo dãn của mì pasta đều tăng 10%. Tuy nhiên, việc tăng thời gian xử lý từ 30 lên 40 phút không gây ra bất kỳ sự khác biệt đáng kể nào về kết cấu và tính chất nấu của mì pasta giàu xơ. Nồng độ và thời gian xúc tác thích hợp của enzyme transglutaminase lần lượt là 0.75 U/g protein và 30 phút, theo đó điểm chấp nhận chung của các mẫu được bổ sung 10% bột bã rau má sẽ tương tự như của mì pasta truyền thống. Đối với bột nhào mì pasta được bổ sung 10% PPP, việc tăng liều lượng TYR từ 0 đến 75 U/g của hỗn hợp bột đã làm tăng đáng kể ứng suất kéo và tỷ lệ kéo dãn, lần lượt với tỉ lệ 14 và 37%, đồng thời giảm độ tổn thất khi nấu của mì pasta đã qua xử lý đến 25%. Việc tăng thêm nồng độ TYR từ 75 lên 100 U/g của hỗn hợp bột không làm thay đổi tính chất nấu và kết cấu của các mẫu pasta khảo sát. Ngoài ra, khi thời gian xử lý TYR kéo dài trong 20 phút, ứng suất kéo và tỉ lệ kéo dãn của mì pasta được cải thiện vi lần lượt đến 8 và 18%; tăng thời gian xử lý enzyme từ 20 đến 40 phút không gây ra bất kỳ ảnh hưởng đáng kể nào đến chất lượng nấu nướng và cấu trúc của các mẫu. Ở liều lượng TYR là 75 U/g hỗn hợp bột mì và thời gian ủ là 20 phút, điểm chấp nhận chung của sản phẩm mì pasta bổ sung 10% PPP có giá trị tương đương về mặt thống kê với mẫu đối chứng. Chính vì vậy, xử lý bột nhào với hai loại enzyme transglutaminase và tyrosinase có thể được xem là những phương pháp tiềm năng để cải thiện tính chất nấu, đặc tính kết cấu và điểm chấp nhận chung của mì pasta giàu xơ được bổ sung bột bã rau má. vii DECLARATION OF AUTHORSHIP I hereby declare that this thesis was carried out by myself under the guidance and supervision of Prof. Lê Văn Việt Mẫn and that the work contained and the results in it are true by author and have not violated research ethics. The data and figures presented in this thesis are for analysis, comments, and evaluations from various resources by my own work and have been duly acknowledged in the reference part. In addition, other comments, reviews and data used by other authors, and organizations have been acknowledged, and explicitly cited. I will take full responsibility for any fraud detected in my thesis. University of Technology – National Univerity of Ho Chi Minh City is unrelated to any copyright infringement caused on my work (if any). Ho Chi Minh City, 13th January 2023 Lê Nguyên Phúc viii TABLE OF CONTENTS ABSTRACT . iv TABLE OF CONTENTS. ix LIST OF FIGURES . xiii LIST OF TABLES . xvii CHAPTER 1: INTRODUCTION . 1 CHAPTER 2: LITERATURE REVIEW . Overview about pennywort. Proximate composition and antioxidant activity of pennywort . Use of pennywort in value-added products . Use of pennywort in food industry and food preparation . Use of pennywort in other fields . Use of pennywort pomace . Application of food residue in the production of fiber-rich pasta . Overview about transglutaminase . Applications of transglutaminase (TG) preparation in food .