Luận văn thạc sĩ công nghệ thực phẩm use to pennywort centella asiatica l pomace to partially replace semoline flour in fiber rich pasta making

Luận văn Thạc sĩ Công nghệ Thực phẩm: Nghiên cứu sử dụng bã rau má thay thế bột semolina trong sản xuất mì pasta giàu xơ, tăng cường dinh dưỡng.

• 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: 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.
• Loại tài liệu: Master Thesis
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC BẢNG
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Tổng quan về rau má
• 2.1.1. Thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của rau má
• 2.1.2. Sử dụng rau má trong các sản phẩm giá trị gia tăng
• 2.1.2.1. Sử dụng rau má trong công nghiệp thực phẩm và chế biến thực phẩm
• 2.1.2.2. Sử dụng rau má trong các lĩnh vực khác
• 2.1.3. Sử dụng bã rau má
• 2.2. Ứng dụng phụ phẩm thực phẩm trong sản xuất mì pasta giàu xơ
• 2.3. Tổng quan về transglutaminase
• 2.3.1. Ứng dụng của chế phẩm transglutaminase (TG) trong thực phẩm
• 2.3.2. Ảnh hưởng của transglutaminase đến mì sợi và mì pasta
• 2.4. Ứng dụng của chế phẩm tyrosinase trong thực phẩm
• 2.4.1. Ảnh hưởng của tyrosinase đến sản phẩm từ lúa mì
• 3. CHƯƠNG 3: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Bột bã rau má
• 3.2. Nguyên liệu sản xuất mì pasta
• 3.3. Hóa chất và thiết bị
• 3.4. Xác định thành phần hóa học, hoạt tính chống oxy hóa của bột bã rau má và bột semolina lúa mì durum
• 3.5. Đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ thay thế bột bã rau má đến chất lượng mì pasta
• 3.6. Đánh giá ảnh hưởng của nồng độ transglutaminase đến chất lượng mì pasta bổ sung bã rau má
• 3.7. Đánh giá ảnh hưởng của thời gian xử lý transglutaminase đến chất lượng mì pasta bổ sung bã rau má
• 3.8. Đánh giá ảnh hưởng của nồng độ tyrosinase đến chất lượng mì pasta bổ sung bã rau má
• 3.9. Đánh giá ảnh hưởng của thời gian xử lý tyrosinase đến chất lượng mì pasta bổ sung bã rau má
• 3.10. Hàm lượng và hoạt tính chống oxy hóa
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Xác định thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của bã rau má và bột semolina lúa mì durum
• 4.1.1. Thành phần hóa học của bã rau má và bột semolina lúa mì durum
• 4.1.2. Hoạt tính chống oxy hóa của bột bã rau má và bột semolina lúa mì durum
• 4.2. Xác định ảnh hưởng của các tỷ lệ bổ sung bã rau má khác nhau đến chất lượng mì pasta
• 4.2.1. Thành phần hóa học của các mẫu mì pasta bổ sung các tỷ lệ bột bã rau má khác nhau
• 4.2.2. Hoạt tính chống oxy hóa của mì pasta bổ sung bột bã rau má
• 4.2.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bã rau má đến chất lượng nấu của mì pasta
• 4.2.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bã rau má đến đặc tính cấu trúc của mì pasta
• 4.2.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bã rau má đến giá trị màu sắc của mì pasta
• 4.2.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bã rau má đến điểm chấp nhận chung của mì pasta
• 4.3. Xác định ảnh hưởng của nồng độ transglutaminase đến chất lượng mì pasta bổ sung bã rau má
• 4.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ transglutaminase đến chất lượng nấu của mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má
• 4.3.2. Ảnh hưởng của nồng độ transglutaminase đến đặc tính cấu trúc của mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má
• 4.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ transglutaminase đến giá trị màu sắc của mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má
• 4.3.4. Ảnh hưởng của nồng độ transglutaminase đến điểm chấp nhận chung của mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má
• 4.4. Xác định ảnh hưởng của thời gian xử lý transglutaminase đến chất lượng mì pasta bổ sung bã rau má
• 4.4.1. Ảnh hưởng của thời gian xử lý transglutaminase đến chất lượng nấu của mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má
• 4.4.2. Ảnh hưởng của thời gian xử lý transglutaminase đến đặc tính cấu trúc của mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má
• 4.4.3. Ảnh hưởng của thời gian xử lý transglutaminase đến giá trị màu sắc của mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má
• 4.4.4. Ảnh hưởng của thời gian xử lý transglutaminase đến điểm chấp nhận chung của mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má
• 4.5. Xác định ảnh hưởng của nồng độ tyrosinase đến chất lượng mì pasta bổ sung bã rau má
• 4.5.1. Ảnh hưởng của nồng độ tyrosinase đến chất lượng nấu của mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má
• 4.5.2. Ảnh hưởng của nồng độ tyrosinase đến đặc tính cấu trúc của mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má
• 4.5.3. Ảnh hưởng của nồng độ tyrosinase đến giá trị màu sắc của mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má
• 4.5.4. Ảnh hưởng của nồng độ tyrosinase đến điểm chấp nhận chung của mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má
• 4.6. Xác định ảnh hưởng của thời gian xử lý tyrosinase đến chất lượng mì pasta bổ sung bã rau má
• 4.6.1. Ảnh hưởng của thời gian xử lý tyrosinase đến chất lượng nấu của mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má
• 4.6.2. Ảnh hưởng của thời gian xử lý tyrosinase đến đặc tính cấu trúc của mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má
• 4.6.3. Ảnh hưởng của thời gian xử lý tyrosinase đến giá trị màu sắc của mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má
• 4.6.4. Ảnh hưởng của thời gian xử lý tyrosinase đến điểm chấp nhận chung của mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC
• PHỤ LỤC
• Phụ lục 1: Phương pháp phân tích thành phần hóa học
• Phụ lục 2: Phương pháp phân tích hàm lượng và hoạt tính chống oxy hóa
• Phụ lục 3: Xác định hoạt độ β-glucanase
• Phụ lục 4: Phương pháp phân tích đặc tính màu sắc
• Phụ lục 5: Phương pháp phân tích tính chất nấu
• Phụ lục 6: Phương pháp phân tích đặc tính cấu trúc
• Phụ lục 7: Phương pháp đánh giá cảm quan

Tóm tắt

I. Bã Rau Má Giải Pháp Sản Xuất Mì Ống Giàu Chất Xơ

Trong bối cảnh nguồn nguyên liệu thực phẩm ngày càng khan hiếm và nhu cầu tiêu dùng các sản phẩm giàu chất xơ tăng cao, việc tìm kiếm các giải pháp thay thế bột semolina trong sản xuất mì ống trở nên cấp thiết. Bã rau má, một phụ phẩm nông nghiệp từ quá trình sản xuất nước ép rau má, nổi lên như một ứng cử viên tiềm năng. Nghiên cứu này khám phá khả năng sử dụng bã rau má để tạo ra mì ống rau má giàu chất xơ, mang lại giá trị dinh dưỡng cao hơn và góp phần vào sản xuất bền vững. Việc tận dụng bã rau má không chỉ giảm thiểu lãng phí mà còn mở ra cơ hội tạo ra các sản phẩm mì ống mới hấp dẫn người tiêu dùng. Nghiên cứu của Lê Nguyên Phúc (2023) tại Đại học Bách Khoa TP.HCM đã đi sâu vào vấn đề này. Kết quả cho thấy việc bổ sung bã rau má có thể cải thiện hàm lượng chất xơ và khả năng chống oxy hóa của mì ống.

1.1. Tổng Quan Về Bã Rau Má và Giá Trị Dinh Dưỡng

Bã rau má là phụ phẩm thu được sau quá trình ép lấy nước rau má. Mặc dù thường bị xem là chất thải, bã rau má lại chứa nhiều thành phần có giá trị như chất xơ, các hợp chất phenolic và khoáng chất. Theo nghiên cứu, bã rau má có thể được chế biến thành bột rau má và sử dụng như một nguyên liệu bổ sung trong nhiều loại thực phẩm, từ đó gia tăng giá trị dinh dưỡng và giảm thiểu lượng phụ phẩm nông nghiệp thải ra môi trường. Việc tận dụng bã rau má là một hướng đi sản xuất bền vững, góp phần vào nền kinh tế tuần hoàn.

1.2. Vì Sao Bột Semolina Cần Tìm Nguyên Liệu Thay Thế

Bột semolina, mặc dù là nguyên liệu truyền thống trong sản xuất mì ống, lại có một số hạn chế. Hàm lượng chất xơ tương đối thấp là một trong những nhược điểm lớn nhất. Ngoài ra, việc phụ thuộc vào bột semolina có thể gây áp lực lên nguồn cung và giá cả, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và các yếu tố kinh tế vĩ mô. Do đó, việc tìm kiếm các nguyên liệu thay thế không chỉ giúp đa dạng hóa sản phẩm mà còn đảm bảo tính ổn định và bền vững của ngành sản xuất mì ống.

II. Thách Thức Ảnh Hưởng Bã Rau Má Đến Chất Lượng Mì Ống

Việc sử dụng bã rau má trong sản xuất mì ống không phải là không có thách thức. Nghiên cứu chỉ ra rằng việc bổ sung bột rau má có thể ảnh hưởng đến các tính chất vật lý và hóa học của mì ống, chẳng hạn như độ dai mì ống, màu sắc và khả năng chịu nhiệt. Ngoài ra, hương vị đặc trưng của rau má có thể không phù hợp với khẩu vị của một số người tiêu dùng. Do đó, cần có các giải pháp kỹ thuật để khắc phục những hạn chế này và tạo ra mì ống rau má có chất lượng cao, đáp ứng được yêu cầu về cảm quan và dinh dưỡng. Việc nghiên cứu và ứng dụng các công thức mì ống rau má phù hợp là vô cùng quan trọng.

2.1. Thay Đổi Tính Chất Vật Lý Của Mì Ống Khi Thêm Bã Rau Má

Bổ sung bã rau má vào công thức mì ống có thể làm thay đổi đáng kể các tính chất vật lý của sản phẩm. Cụ thể, độ dai mì ống có thể giảm, khiến mì dễ bị nát trong quá trình nấu. Màu sắc của mì cũng có thể bị ảnh hưởng, trở nên sẫm màu hơn hoặc có màu xanh lục không mong muốn. Các tính chất vật lý này cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng và khả năng chấp nhận của sản phẩm.

2.2. Khắc Phục Vị Đắng Của Rau Má Trong Mì Ống

Một trong những thách thức lớn nhất khi sử dụng bã rau má là vị đắng tự nhiên của nó. Vị đắng này có thể ảnh hưởng đến trải nghiệm của người tiêu dùng và làm giảm tính hấp dẫn của sản phẩm. Cần có các biện pháp xử lý để giảm thiểu vị đắng, chẳng hạn như sử dụng các phương pháp chiết xuất hoặc xử lý nhiệt để loại bỏ các hợp chất gây đắng.

2.3. Ảnh Hưởng Đến Quy Trình Sản Xuất Mì Ống Truyền Thống

Việc thêm bã rau má vào quy trình sản xuất mì ống có thể đòi hỏi những điều chỉnh nhất định. Các thông số như thời gian trộn bột, nhiệt độ và áp suất có thể cần được tối ưu hóa để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, cần có các thiết bị và công nghệ phù hợp để xử lý bã rau má và trộn nó vào bột mì một cách đồng đều.

III. Phương Pháp Tối Ưu Hóa Quy Trình Sản Xuất Mì Ống Bã Rau Má

Để giải quyết những thách thức trên, nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình sản xuất mì ống bằng cách sử dụng các enzyme như transglutaminase (TG) và tyrosinase (TYR). Các enzyme này có khả năng cải thiện tính chất vật lý và cấu trúc của mì ống, giúp tăng độ dai mì ống, giảm thất thoát chất dinh dưỡng trong quá trình nấu và cải thiện cảm quan của sản phẩm. Việc kiểm soát nồng độ enzyme và thời gian xử lý enzyme là yếu tố then chốt để đạt được kết quả tốt nhất. Nghiên cứu cũng xem xét ảnh hưởng của tỷ lệ bột rau má bổ sung đến chất lượng mì ống.

3.1. Vai Trò Của Enzyme Transglutaminase TG Trong Mì Ống Rau Má

Transglutaminase (TG) là một enzyme có khả năng liên kết các protein lại với nhau, tạo thành mạng lưới protein vững chắc hơn. Trong sản xuất mì ống rau má, TG có thể giúp cải thiện độ dai mì ống, giảm độ tổn thất nấu và tăng khả năng chịu lực của sản phẩm. Nghiên cứu cho thấy việc sử dụng TG với liều lượng phù hợp có thể cải thiện đáng kể chất lượng mì ống.

3.2. Tác Dụng Của Enzyme Tyrosinase TYR Lên Tính Chất Mì Ống

Tyrosinase (TYR) là một enzyme có khả năng oxy hóa các hợp chất phenolic, tạo ra các polyme màu. Trong sản xuất mì ống rau má, TYR có thể giúp cải thiện màu sắc của sản phẩm, làm cho mì có màu vàng tự nhiên và hấp dẫn hơn. Ngoài ra, TYR cũng có thể cải thiện tính chất vật lý của mì, tăng độ dai mì ống và giảm độ tổn thất nấu.

IV. Kết Quả Mì Ống Rau Má Giàu Chất Xơ Giải Pháp Tiềm Năng

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng bã rau má trong sản xuất mì ống là hoàn toàn khả thi. Việc bổ sung bột rau má làm tăng đáng kể hàm lượng chất xơ và khả năng chống oxy hóa của mì ống. Việc sử dụng enzyme TG và TYR giúp cải thiện tính chất vật lý và cảm quan của sản phẩm. Với liều lượng enzyme và thời gian xử lý phù hợp, mì ống rau má có thể đạt được chất lượng tương đương với mì ống semolina truyền thống. Điều này mở ra cơ hội phát triển các sản phẩm mì ống mới tốt cho sức khỏe và thân thiện với môi trường.

4.1. Tăng Hàm Lượng Chất Xơ và Khả Năng Chống Oxy Hóa

Nghiên cứu chứng minh rằng việc bổ sung bột rau má làm tăng đáng kể hàm lượng chất xơ trong mì ống. Hàm lượng chất xơ tăng lên đồng nghĩa với việc mì ống trở nên tốt cho sức khỏe hơn, hỗ trợ hệ tiêu hóa và giảm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính. Đồng thời, bã rau má cũng giàu các hợp chất phenolic, có khả năng chống oxy hóa, giúp bảo vệ cơ thể khỏi các gốc tự do.

4.2. Cải Thiện Cấu Trúc và Cảm Quan Mì Ống Rau Má

Việc sử dụng enzyme TG và TYR giúp cải thiện cấu trúc và cảm quan của mì ống rau má. TG tăng độ dai mì ống, giúp mì không bị nát khi nấu. TYR cải thiện màu sắc của mì, làm cho sản phẩm trở nên hấp dẫn hơn. Sự kết hợp của bã rau má và enzyme tạo ra mì ống rau má có chất lượng cao, đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng.

V. Ứng Dụng Phát Triển Sản Phẩm Mì Ống Rau Má Thương Mại

Dựa trên kết quả nghiên cứu, có thể phát triển các sản phẩm mì ống rau má thương mại. Các nhà sản xuất có thể sử dụng bã rau má làm nguyên liệu thay thế một phần bột semolina, kết hợp với enzyme TG và TYR để tạo ra các sản phẩm chất lượng cao, giàu chất xơ và tốt cho sức khỏe. Việc marketing sản phẩm nên tập trung vào lợi ích dinh dưỡng, tính thân thiện với môi trường và hương vị độc đáo của mì ống rau má. Các sản phẩm mì ống mới này có tiềm năng thu hút một lượng lớn người tiêu dùng quan tâm đến sức khỏe và lối sống xanh.

5.1. Nghiên Cứu Thị Trường và Phản Hồi Từ Người Tiêu Dùng

Trước khi đưa mì ống rau má ra thị trường, cần tiến hành nghiên cứu thị trường để đánh giá nhu cầu và sở thích của người tiêu dùng. Thu thập phản hồi từ người tiêu dùng về hương vị, màu sắc, độ dai mì ống và các yếu tố khác. Dựa trên những phản hồi này, có thể điều chỉnh công thức mì ống rau má và quy trình sản xuất mì ống để đáp ứng tốt nhất nhu cầu của thị trường.

5.2. Xây Dựng Thương Hiệu và Marketing Mì Ống Rau Má

Xây dựng một thương hiệu mạnh mẽ và thực hiện các chiến dịch marketing hiệu quả là yếu tố then chốt để thành công trên thị trường. Nhấn mạnh các lợi ích của mì ống rau má, chẳng hạn như hàm lượng chất xơ cao, khả năng chống oxy hóa, tính thân thiện với môi trường và hương vị độc đáo. Sử dụng các kênh truyền thông phù hợp để tiếp cận đối tượng mục tiêu và tạo dựng niềm tin với người tiêu dùng.

VI. Tương Lai Nghiên Cứu và Phát Triển Mì Ống Từ Phụ Phẩm Nông Nghiệp

Nghiên cứu về việc sử dụng bã rau má trong sản xuất mì ống mở ra một hướng đi mới trong việc tận dụng phụ phẩm nông nghiệp để tạo ra các sản phẩm thực phẩm chức năng giàu dinh dưỡng. Trong tương lai, cần có thêm các nghiên cứu để khám phá tiềm năng của các loại phụ phẩm nông nghiệp khác, chẳng hạn như bã cà rốt, bã đậu nành và bã trái cây. Việc kết hợp các phụ phẩm nông nghiệp với các công nghệ tiên tiến như enzyme, lên men và nano-encapsulation có thể tạo ra các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao hơn và hương vị hấp dẫn hơn.

6.1. Khám Phá Các Phụ Phẩm Nông Nghiệp Tiềm Năng Khác

Ngoài bã rau má, còn rất nhiều loại phụ phẩm nông nghiệp khác có tiềm năng sử dụng trong sản xuất thực phẩm. Bã cà rốt, bã đậu nành, bã trái cây và các loại vỏ rau củ quả đều chứa nhiều chất xơ, vitamin, khoáng chất và các hợp chất chống oxy hóa. Việc nghiên cứu và phát triển các quy trình sản xuất tận dụng các phụ phẩm này có thể giúp giảm thiểu lãng phí và tạo ra các sản phẩm có giá trị gia tăng.

6.2. Ứng Dụng Công Nghệ Tiên Tiến Trong Chế Biến Phụ Phẩm

Để khai thác tối đa tiềm năng của phụ phẩm nông nghiệp, cần ứng dụng các công nghệ tiên tiến trong quá trình chế biến. Công nghệ enzyme, lên men và nano-encapsulation có thể giúp cải thiện tính chất vật lý, hóa học và cảm quan của sản phẩm. Đồng thời, các công nghệ này cũng có thể giúp bảo quản các chất dinh dưỡng và hoạt chất sinh học có trong phụ phẩm nông nghiệp, đảm bảo chất lượng và hiệu quả của sản phẩm.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh xu hướng tiêu dùng thực phẩm chức năng và bảo vệ sức khỏe tăng trưởng mạnh mẽ trên toàn cầu, các sản phẩm giàu chất xơ ngày càng được quan tâm và đón nhận. Mì pasta truyền thống làm từ 100% bột lúa mì cứng semolina là thực phẩm phổ biến nhờ chi phí hợp lý, thời gian bảo quản dài và chỉ số đường huyết thấp. Tuy nhiên, mì pasta thông thường có hàm lượng chất xơ khá khiêm tốn, chỉ đạt khoảng 8,46 g chất xơ trên 100 g sản phẩm so với 11,20 g carbohydrate, chưa đáp ứng tối ưu nhu cầu dinh dưỡng khuyến nghị hàng ngày của người tiêu dùng hiện đại.

Song song đó, ngành công nghiệp chế biến nước giải khát tại Việt Nam thải ra hàng ngàn tấn phụ phẩm bã rau má (Centella asiatica L.) mỗi năm. Nguồn phụ phẩm dồi dào này chứa hàm lượng chất xơ không hòa tan, hợp chất polyphenol và chất chống oxy hóa tự nhiên rất cao nhưng thường bị loại bỏ hoặc chỉ dùng làm thức ăn gia súc với giá trị kinh tế thấp.

Đề tài luận văn thạc sĩ "Sử dụng bột bã rau má (Centella asiatica L.) để thay thế một phần bột semolina trong sản xuất mì pasta giàu xơ" do học viên Lê Nguyên Phúc thực hiện dưới sự hướng dẫn của Giáo sư Lê Văn Việt Mẫn tại Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP.HCM (thực hiện từ tháng 2 năm 2022 đến tháng 12 năm 2022, bảo vệ vào ngày 13 tháng 1 năm 2023). Nghiên cứu tập trung giải quyết bài toán cốt lõi: vừa gia tăng tỷ lệ chất xơ và hoạt tính sinh học của mì pasta bằng cách thay thế bột semolina bằng bột bã rau má ở các tỷ lệ từ 0% đến 20%, vừa khắc phục triệt để hiện tượng suy giảm cấu trúc gluten và độ bền nấu nướng thông qua công nghệ xử lý sinh học với hai loại enzyme tiềm năng là transglutaminase (TG) và tyrosinase (TYR). Kết quả nghiên cứu đã chứng minh khả năng sản xuất thành công mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má có chất lượng cảm quan và cơ lý tương đương mì truyền thống.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng khoa học thực phẩm hiện đại, tích hợp ba khối lý thuyết then chốt:

Thứ nhất, lý thuyết cấu trúc mạng lưới gluten trong chế biến mì pasta: Gluten bao gồm hai phân đoạn protein chính là gliadin (tạo độ dẻo, độ nhớt) và glutenin (tạo độ đàn hồi, độ dai). Mạng lưới gluten đóng vai trò giữ các hạt tinh bột không bị thất thoát trong quá trình nấu. Khi bổ sung chất xơ thực vật từ bột bã rau má (PPP), hàm lượng gluten bị pha loãng và cấu trúc mạng lưới bị gián đoạn cơ học, làm tăng độ đục nước luộc và giảm độ dẻo dai của sợi mì.

Thứ hai, lý thuyết tái cấu trúc liên kết protein bằng enzyme transglutaminase (EC 2.3.2.13): Transglutaminase xúc tác phản ứng chuyển nhóm acyl giữa nhóm gamma-carboxamide của gốc glutamine (chiếm hơn 40% lượng acid amin trong gluten) và nhóm amine bậc một của gốc lysine (chiếm dưới 1% trong gluten) hoặc nhóm thiol của cysteine (chiếm khoảng 2% đến 3% trong gluten). Phản ứng tạo ra các liên kết đồng hóa trị chéo isopeptide epsilon-(gamma-glutamyl)lysine bền vững, giúp gia cường mạng lưới protein đã bị xáo trộn bởi chất xơ.

Thứ ba, lý thuyết tạo liên kết chéo oxy hóa bằng enzyme tyrosinase (EC 1.14.18.1): Tyrosinase xúc tác phản ứng hydroxyl hóa gốc monophenol (tyrosine chiếm khoảng 0,11% trong protein gluten) thành ortho-diphenol, sau đó tiếp tục oxy hóa thành ortho-quinone hoạt tính cao. Các phân tử quinone này phản ứng tự phát với nhóm thiol (-SH) của gốc cysteine và các nhóm amine tự do, hình thành liên kết chéo tyrosine-cysteine đồng hóa trị mới, tăng cường độ cố kết của khối bột nhào.

Khái niệm chất xơ tổng số (TDF), chất xơ hòa tan (SDF), chất xơ không hòa tan (IDF), và các hợp chất chống oxy hóa tự nhiên như triterpenoid (asiaticoside, madecassoside) và flavonoid (quercetin, rutin, kaempferol) từ rau má tạo nên cơ sở đánh giá toàn diện giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm khoa học nghiêm ngặt theo các tiêu chuẩn phân tích quốc tế AOAC và AACC với các công đoạn cụ thể:

Nguồn mẫu và chuẩn bị nguyên liệu: Phụ phẩm bã rau má tươi được thu hồi từ Công ty TNHH Rau má Kim Dung trong vòng 1 giờ sau khi ép nước nhằm hạn chế tối đa sự biến tính và nhiễm vi sinh vật. Bã rau má có độ ẩm ban đầu từ 85% đến 90% được sấy đối lưu ở nhiệt độ 50°C đến 55°C trong 8 đến 10 giờ đến khi độ ẩm đạt 10% đến 13%, sau đó nghiền mịn và rây qua cỡ rây 70-mesh (kích thước hạt dưới 0,21 mm) để tạo bột bã rau má đồng nhất.

Thiết kế thí nghiệm và cỡ mẫu: Các thí nghiệm được tiến hành theo phương pháp bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại độc lập cho mỗi công thức (n = 3) nhằm đảm bảo độ tin cậy thống kê cao. Cỡ mẫu hỗn hợp bột cho mỗi mẻ ép là 150 g bột phối trộn, 80 g nước và 0,75 g muối tinh khiết. Áp lực đùn tạo hình đạt mức 720 kgf/cm2, sau đó sợi mì được sấy ở 50°C đến độ ẩm cân bằng 10% đến 12%.

Quy trình phân tích:

• Thành phần hóa học: Xác định hàm lượng protein theo phương pháp Kjeldahl cải tiến, lipid bằng phương pháp chiết Soxhlet với dung môi diethyl ether, độ ẩm bằng máy sấy hồng ngoại Denver IR35, hàm lượng chất xơ tổng số (TDF, IDF, SDF) bằng phương pháp enzyme-khối lượng sử dụng bộ enzyme Termamyl SC (120 KNU-S/g), Dextrozyme DX (270 AGU/g) và Alcalase 2.5L (2,5 AU/g).
• Hoạt tính chống oxy hóa: Định lượng polyphenol tự do và liên kết bằng thuốc thử Folin-Ciocalteu, đánh giá khả năng khử gốc tự do DPPH và lực khử sắt FRAP trên máy quang phổ UV-Vis Shimadzu UV-2600i.
• Đặc tính nấu và cấu trúc cơ lý: Xác định thời gian nấu tối ưu, chỉ số trương nở, độ hấp thụ nước, độ tổn thất khi nấu theo phương pháp chuẩn AACC 66-50. Đánh giá cấu trúc bằng thiết bị phân tích cấu trúc Stable Micro Systems TA-XT Plus để đo ứng suất kéo đứt (tensile strength) và tỷ lệ kéo dãn (elongation rate).
• Đánh giá cảm quan và màu sắc: Đo các chỉ số màu sắc L*, a*, b* bằng máy so màu quang phổ Konica Minolta CM-3700A và đánh giá mức độ chấp nhận chung bằng phương pháp cho điểm thị hiếu Hedonic 9 bậc với hội đồng đánh giá gồm 60 người tiêu dùng. Dữ liệu được xử lý thống kê ANOVA một yếu tố và so sánh trung bình Tukey HSD ở mức ý nghĩa p < 0,05.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã ghi nhận những phát hiện mang tính đột phá về mặt dinh dưỡng, công nghệ chế biến và tối ưu hóa xúc tác sinh học:

Thứ nhất, nâng cao vượt bậc giá trị dinh dưỡng và hoạt tính sinh học: Khi tăng tỷ lệ phối trộn bột bã rau má từ 0% lên 20% trong hỗn hợp bột, hàm lượng chất xơ tổng số (TDF) của sản phẩm mì pasta tăng hơn 3 lần so với mẫu đối chứng semolina nguyên chất. Đồng thời, hàm lượng polyphenol tự do và liên kết cũng tăng tương ứng hơn 3 lần, kéo theo hoạt tính quét gốc tự do DPPH và khả năng khử sắt FRAP tăng gấp 2,8 đến 3,2 lần, mang lại đặc tính chống oxy hóa vượt trội cho sản phẩm.

Thứ hai, tác động của nồng độ bã rau má lên chất lượng công nghệ: Việc tăng hàm lượng bột bã rau má làm giảm liên kết mạng gluten, khiến độ tổn thất khi nấu của mẫu bổ sung 20% bột bã rau má tăng khoảng 42% so với mẫu đối chứng, đồng thời ứng suất kéo đứt và tỷ lệ kéo dãn giảm lần lượt 28% và 45%. Tỷ lệ bổ sung 10% bột bã rau má được xác định là ngưỡng cân bằng tối ưu giữa việc cung cấp chất xơ và duy trì cấu trúc sợi mì.

Thứ ba, hiệu quả cải thiện cấu trúc vượt trội của enzyme transglutaminase (TG): Ở mẫu mì pasta bổ sung 10% bột bã rau má, việc xử lý bột nhào bằng transglutaminase ở liều lượng tối ưu 0,75 U/g protein trong thời gian 30 phút đã giúp giảm độ tổn thất khi nấu đến 19%, đồng thời gia tăng ứng suất kéo đứt lên 15% và tăng tỷ lệ kéo dãn lên đến 49% so với mẫu không bổ sung enzyme. Việc tăng thời gian xử lý lên 40 phút hoặc nâng liều lượng quá 0,75 U/g protein không mang lại khác biệt có ý nghĩa thống kê.

Thứ tư, tiềm năng ứng dụng công nghệ enzyme tyrosinase (TYR): Việc bổ sung tyrosinase ở nồng độ 75 U/g bột phối trộn trong thời gian ủ 20 phút đã giúp giảm độ tổn thất khi nấu 25%, đồng thời tăng ứng suất kéo đứt thêm 14% và tỷ lệ kéo dãn thêm 37%. Điểm chấp nhận cảm quan chung của mẫu xử lý tyrosinase 75 U/g đạt mức tương đương về mặt thống kê với mẫu đối chứng 100% bột semolina.

Thảo luận kết quả

Khi phân tích chuyên sâu về cơ chế cơ lý và hóa sinh, sự suy giảm tính chất nấu nướng ban đầu của mì pasta bổ sung bã rau má bắt nguồn từ sự hiện diện của các sợi cellulose và hemicellulose không hòa tan. Các chuỗi polysaccharide này chèn vào khoảng không giữa các chuỗi polypeptide của gliadin và glutenin, làm gián đoạn sự hình thành liên kết disulfide nội phân tử và liên phân tử. Hiện tượng này hoàn toàn tương đồng với các nghiên cứu thực nghiệm trong ngành khi bổ sung 15% bột vỏ cà chua làm giảm carbohydrate từ 68 g xuống 60 g/100 g nhưng làm yếu cấu trúc sợi mì, hoặc khi bổ sung 50% bột bã đậu nành hay 55,76% xơ bã dừa làm tăng độ đục của dịch luộc mì.

Tuy nhiên, sự can thiệp của các enzyme liên kết chéo đã giải quyết triệt để rào cản kỹ thuật này. Enzyme transglutaminase đã hình thành các cầu nối isopeptide đồng hóa trị liên kết các chuỗi protein lại với nhau, bọc kín các hạt tinh bột và sợi xơ bên trong mạng lưới vững chắc, hạn chế sự rò rỉ amylose vào nước sôi. Tương tự, tyrosinase tạo ra các cầu nối tyrosine-cysteine mới, củng cố độ dai và độ đàn hồi của sợi mì.

Các dữ liệu thực nghiệm về độ bền kéo, tỷ lệ kéo dãn, độ tổn thất nấu và hoạt tính chống oxy hóa có thể được biểu diễn trực quan thông qua các biểu đồ phân tán hoặc biểu đồ cột so sánh theo từng mức nồng độ enzyme, minh chứng rõ nét xu hướng tăng cường chất lượng tuyến tính trước khi đạt trạng thái bão hòa ở nồng độ tối ưu.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các kết quả thực nghiệm đạt được, 4 nhóm giải pháp và khuyến nghị ứng dụng thực tiễn được đề xuất với lộ trình cụ thể:

Thứ nhất, chuẩn hóa quy trình tiền xử lý phụ phẩm nông nghiệp: Các cơ sở chế biến rau má và nhà máy thực phẩm cần thiết lập quy trình thu gom bã rau má tươi trong vòng 60 phút sau khi ép, áp dụng sấy đối lưu hoặc sấy tầng sôi ở nhiệt độ kiểm soát 50°C đến 55°C nhằm duy trì độ ẩm 10% đến 13% và bảo toàn trên 85% hàm lượng polyphenol tự nhiên. Thời gian triển khai dự kiến trong 3 tháng đầu quý 1 năm 2024 do bộ phận kỹ thuật sản xuất chủ trì.

Thứ hai, ứng dụng công thức phối trộn và thông số enzyme tối ưu vào quy mô bán công nghiệp: Các doanh nghiệp sản xuất mì ống và pasta nên áp dụng tỷ lệ phối trộn 10% bột bã rau má với bột semolina, kết hợp bổ sung enzyme transglutaminase ở liều lượng 0,75 U/g protein (hoặc tyrosinase ở mức 75 U/g bột) với thời gian ủ bột từ 20 đến 30 phút. Mục tiêu đạt được là giảm độ tổn thất khi nấu xuống dưới mức 7,5% và tăng độ bền kéo sợi mì trên 15%. Thời gian thử nghiệm quy mô pilot từ 3 đến 6 tháng trong quý 2 và quý 3 năm 2024 do phòng R&D doanh nghiệp thực hiện.

Thứ ba, mở rộng nghiên cứu phối hợp đa enzyme và bảo quản sản phẩm: Đề xuất các viện nghiên cứu và phòng thí nghiệm trọng điểm tiến hành khảo sát tác động đồng thời của phức hợp enzyme transglutaminase và tyrosinase hoặc kết hợp xylanase để thủy phân có kiểm soát chất xơ không hòa tan, đồng thời theo dõi hạn sử dụng và độ ổn định màu sắc diệp lục của sợi mì trong thời gian bảo quản từ 6 đến 12 tháng. Lộ trình thực hiện trong giai đoạn 2024 - 2025.

Thứ tư, xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và công bố nhãn thực phẩm dinh dưỡng: Doanh nghiệp cần phối hợp với các cơ quan quản lý y tế và kiểm nghiệm thực phẩm để xác lập tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm mì pasta giàu xơ từ bã rau má, hoàn thiện hồ sơ công bố nhãn "Thực phẩm giàu chất xơ và chất chống oxy hóa tự nhiên" nhằm tiếp cận phân khúc người tiêu dùng ăn kiêng, người bệnh tiểu đường và người có nguy cơ tim mạch. Thời gian hoàn thành trong quý 4 năm 2024.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn thạc sĩ này là tài liệu tham khảo chuyên sâu và hữu ích cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:

Thứ nhất, các doanh nghiệp sản xuất thực phẩm, mì pasta và mì ăn liền: Cung cấp giải pháp công nghệ trực tiếp để đa dạng hóa danh mục sản phẩm dinh dưỡng cao, giảm giá thành nguyên liệu bằng cách tận dụng 10% bột phụ phẩm bã thực vật mà vẫn duy trì chất lượng cơ lý và cảm quan tương đương sản phẩm cao cấp.

Thứ hai, các kỹ sư R&D và chuyên gia phát triển sản phẩm thực phẩm chức năng: Tài liệu cung cấp quy trình công nghệ chi tiết, thông số định lượng enzyme chính xác (0,75 U/g protein cho TG và 75 U/g bột cho TYR) cùng các phương pháp kiểm soát biến tính protein và tinh bột trong quá trình ép đùn ở áp suất 720 kgf/cm2.

Thứ ba, các nhà nghiên cứu, giảng viên và nghiên cứu sinh ngành Công nghệ Thực phẩm và Sau thu hoạch: Là nguồn tài liệu học thuật giá trị về cơ chế phản ứng xúc tác sinh học của enzyme liên kết chéo trên nền ma trận thực phẩm phức hợp giàu chất xơ, cung cấp phương pháp luận thực nghiệm chuẩn mực theo tiêu chuẩn quốc tế.

Thứ tư, sinh viên đại học và học viên cao học chuyên ngành Hóa học, Sinh học và Công nghệ sinh học: Giúp nắm vững kỹ thuật phân tích chất xơ enzyme-khối lượng, định lượng hoạt tính chống oxy hóa (DPPH, FRAP, Folin-Ciocalteu) và phương pháp đánh giá cấu trúc thực phẩm TPA trên thiết bị TA-XT Plus hiện đại.

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi 1: Tại sao lại chọn tỷ lệ thay thế bột bã rau má là 10% mà không phải mức cao hơn như 15% hay 20%? Trả lời: Mặc dù tỷ lệ bổ sung 15% và 20% giúp tăng hàm lượng chất xơ tổng số lên gấp hơn 3 lần, nhưng hàm lượng xơ cao làm đứt gãy mạng lưới gluten nghiêm trọng, khiến độ tổn thất khi nấu tăng đến 42% và làm giảm điểm cảm quan của người tiêu dùng. Mức 10% là điểm cân bằng tối ưu giữa việc tăng cường dinh dưỡng và khả năng phục hồi cấu trúc khi xử lý enzyme.

Câu hỏi 2: Xử lý enzyme transglutaminase giúp cải thiện chất lượng sợi mì như thế nào? Trả lời: Transglutaminase xúc tác phản ứng tạo cầu nối isopeptide đồng hóa trị giữa glutamine và lysine trong protein gluten. Ở liều lượng 0,75 U/g protein và thời gian ủ 30 phút, enzyme giúp giảm 19% độ tổn thất nấu, tăng 15% ứng suất kéo đứt và tăng 49% độ dãn dài của sợi mì, giúp sản phẩm đạt độ dai chắc tương đương mẫu đối chứng.

Câu hỏi 3: Enzyme tyrosinase có vai trò gì và có an toàn khi sử dụng trong thực phẩm không? Trả lời: Tyrosinase là enzyme nguồn gốc tự nhiên được phép sử dụng trong chế biến thực phẩm. Enzyme oxy hóa tyrosine thành quinone để phản ứng chéo với nhóm cysteine của protein gluten. Ở nồng độ 75 U/g bột và ủ 20 phút, tyrosinase giúp giảm 25% độ tổn thất nấu và nâng cao độ đàn hồi sợi mì mà không sinh ra phụ phẩm độc hại.

Câu hỏi 4: Bột bã rau má có giữ được hoạt tính chống oxy hóa sau quá trình sấy và nấu không? Trả lời: Bã rau má được sấy ở nhiệt độ thấp 50°C đến 55°C giúp bảo tồn tối đa các hợp chất polyphenol và diệp lục. Kết quả kiểm nghiệm cho thấy mì pasta bổ sung 10% bã rau má sau khi luộc chín vẫn duy trì hoạt tính chống oxy hóa DPPH và lực khử sắt FRAP cao gấp 2,5 lần so với mì semolina truyền thống.

Câu hỏi 5: Việc bổ sung bã rau má có làm thay đổi màu sắc và mùi vị đặc trưng của pasta không? Trả lời: Việc bổ sung bã rau má làm sợi mì có màu xanh lục tự nhiên bắt mắt do hàm lượng chlorophyll cao. Điểm đánh giá cảm quan thị hiếu 9 bậc cho thấy người tiêu dùng đánh giá cao màu sắc tự nhiên này, và khi xử lý enzyme thích hợp, điểm chấp nhận chung đạt tương đương với mì pasta semolina truyền thống.

Kết luận

Nghiên cứu của tác giả Lê Nguyên Phúc đã mang lại những đóng góp khoa học và thực tiễn to lớn trong lĩnh vực công nghệ chế biến thực phẩm dinh dưỡng:

• Tận dụng hiệu quả nguồn phụ phẩm bã rau má dồi dào, nâng cao chuỗi giá trị nông sản và giảm thiểu chất thải công nghiệp thực phẩm.
• Xác lập công thức tối ưu bổ sung 10% bột bã rau má, giúp tăng hàm lượng chất xơ tổng số và hoạt tính chống oxy hóa của mì pasta lên gấp hơn 3 lần.
• Chứng minh thành công cơ chế gia cường cấu trúc bằng enzyme transglutaminase ở liều lượng 0,75 U/g protein trong 30 phút, giúp giảm 19% độ tổn thất khi nấu và tăng 49% độ dãn dài.
• Ứng dụng đột phá enzyme tyrosinase ở nồng độ 75 U/g bột trong 20 phút, nâng cao độ bền cơ lý và đưa điểm cảm quan đạt mức tương đương mì truyền thống.
• Đề xuất lộ trình chuyển giao công nghệ quy mô bán công nghiệp trong năm 2024 nhằm tạo ra dòng sản phẩm thực phẩm chức năng thương mại giàu dinh dưỡng.

Các doanh nghiệp sản xuất thực phẩm và nhà nghiên cứu quan tâm có thể ứng dụng ngay các thông số kỹ thuật chuẩn hóa từ luận văn để phát triển dòng sản phẩm mì pasta giàu chất xơ thế hệ mới, đáp ứng tiêu chuẩn sức khỏe hiện đại.

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 .