MỞ ĐẦU Bánh quy là sản phẩm tiện dụng phố biến trên toàn cầu. Trong các loại bánh kẹo thì tỷ trọng sản lượng bánh quy chiếm đến 54%. Sản lượng tiêu thụ bánh quy tăng nhanh và ôn định hang năm. Mức tiêu thụ bánh kẹo trung bình của thé giới là 2.8 kg/người/năm và của Việt Nam là đạt 2 kg/người/năm.
Một trong những nguyên nhân làm hạn chế sử dụng bánh quy là do tỷ lệ người bị béo phi và tiêu đường dang gia tăng. Khi mức sống tăng cao, nhu cau sử dụng các sản phẩm có lợi cho sức khỏe cũng tăng lên. Vi thé, các dòng sản phẩm bánh kẹo dinh dưỡng có chức năng đặc biệt trở thành dòng sản phẩm cao cấp được ưa chuộng. Sản phẩm bánh quy giàu xơ nổi lên như một xu hướng vi sử dụng các sản pham nghèo năng lượng, ít đường, giàu chất xơ.
Theo Desmedt và cộng sự (2001) hàm lượng và thành phần của chất xơ thay đổi theo từng loại thực phẩm [1]. Chất xơ có những lợi ích cho sức khỏe, nỗi bật như giảm nguy co mac bệnh tim mach thông qua giảm cholesterol trong máu, tăng lợi khuẩn trong đường ruột, tăng cường hệ miễn dịch. Ở Việt Nam hiện nay, sản phẩm bánh quy giàu xơ chủ yếu được tạo ra từ bột mì nguyên cám. Tìm kiếm một nguồn nguyên liệu tiềm năng giàu xơ b6 sung vào bánh quy là một nhu cầu hết sức cần thiết.
Trong những năm qua, sản lượng tiêu thụ bia của người Việt Nam không ngừng tăng lên, mang lại sự phát triển nhanh của ngành công nghiệp sản xuất bia. Theo báo cáo của Hiệp hội Bia — rượu — nước giải khát Việt Nam, năm 2017, lượng bia các loại tiêu thụ trên cả nước đạt hơn 4 tỉ lít. Uớc tính, mỗi người dân Việt Nam uống gân 43 lít bia/năm. Việt Nam trở thành nước tiêu thụ bia đứng thứ ba trên thé giới, chi sau Nhat Ban va Trung Quốc.
Tuy nhiên, bên cạnh sự phát triển về mặt kinh tế, phụ phẩm do ngành này sản xuất ra như phế liệu hạt, mầm malt, bã malt, cặn protein, nắm men bia va CO2 cũng ngày càng tăng nhanh gây nên những van dé về môi trường. Theo Mussatto và cộng sự (2006), bã malt là ch at ran được tách ra sau quá trình lọc dịch nha, chiếm đến 85% thành phần phụ phẩm trong ngành công nghiệp sản xuất bia [2]. Vậy chi trong năm 2017 để sản xuất ra 4 tỉ lít bia thì lượng bã malt được sinh ra từ các nhà máy bia lên đến gân một triệu tan mỗi năm, số liệu này cho thay ba malt được tao ra mỗi năm là vô cùng lớn, nhưng hiện nay ứng dụng của nguyên liệu này van còn rất hạn chế, chủ yếu được sử dụng làm thức ăn gia súc, thủy phân làm môi trường nuôi cay vi sinh vật, về thực phẩm thì bã malt được ứng dụng làm nước cham [4]. Ba malt là một nguyên liệu thuộc nhóm lignocellulosic, hàm lượng xơ có thé lên đến 70% và protein khoảng 20% tính theo hàm lượng chất khô [2].
Các chất xơ trong bã malt chủ yếu tôn tại ở dạng không hòa tan như cellulose, hemicellulose va lignin [5]. Tùy nguồn nguyên liệu mà hàm lượng béo có thé thay đổi từ 4 — 13% [2, 6, 7]. Hơn nữa, trong bã malt cũng giàu chất khoáng (như canxi, photpho, magie. một số vitamin (biotin, choline, folic acid, thiamin,.
Dựa vào nhu cau thực tế của sản phẩm bánh quy, cùng với nguồn nguyên liệu dồi dao, giàu dinh dưỡng như bã malt, tôi quyết định thực hiện đề tài: “Nghién cứu sử dụng bã malt dé thay thé một phan bột mì trong qui trình sản xuất bảnh quy giàu xơ”. Mục đích của nghiên cứu là tận dụng nguồn phụ phẩm bã malt dồi dao dé ứng dụng vào qui trình sản xuất bánh quy nhăm tạo ra sản phẩm giàu xơ, tốt cho sức khỏe và được người tiêu dùng chấp nhận.1 Giới thiệu Đại mạch là loại hạt lương thực quan trọng trên thế giới sau lúa mì, ngô và gạo. Ngoài việc sử dụng làm thức ăn cho người và động vật đại mạch còn là nguyên liệu chính của quá trình sản xuất bia [8]. Dé làm nguyên liệu sản xuất bia, hạt đại mạch cần qua quá trình nảy mam dé sản xuất malt.
Mục đích chính của quá trình nảy mam là gia tăng hàm lượng enzyme có trong hạt [2]. Tại nhà máy bia, malt đại mach sẽ được nghiên, trộn với nước trong nồi nau và gia nhiệt đến nhiệt độ thích hợp dé thực hiện quá trình thủy phân tinh bột, protein, B — glucan và arabinoxylans thành các chất hòa tan. Quan trọng nhất là tỉnh bột được chuyển hóa thành đường cho quá trình lên men. Sau do, phan dung dich cac chất tan, được gọi là “dịch nha”, sẽ được sử dụng làm môi trường lên men [12, 13].
Phần chất ran không tan, được gọi là bã malt, sẽ được lăng, lọc và tách khỏi dịch nha. Tùy theo thành phần nguyên liệu ban đầu, bã malt có thể có hay không có thé liệu. Những thế liệu thường được sử dụng là lúa mi, gạo, ngô.2 Thành phần hóa học Thanh phan hóa học của ba malt thay đôi phụ thuộc vào một số yếu tô như: giống, điều kiện trồng trọt, thời điểm thu hoạch đại mạch, điều kiện nảy mam, điều kiện bảo quản malt, điều kiện nau, loại và chất lượng của thế liệu được thêm vào trong quá trình nấu bia [8, 15]. Nhìn chung, bã malt là một hỗn hợp có độ âm cao (77-81%), giàu chat xơ (70%) và protein (20%) [8, 16].
Thành phần hóa học của bã malt (% chất khô) từ một số nghiên cứu được trình bày trong Bang 2.1 Thanh phan hóa hoc của bã malt Kanauchi Mussatto Robertson _ Silva va l Jay và ¬ Xiros và |Menese và và cộng và và cộng cộng sự, cộng sự, cộng sự, | cộng sự, sự, 2001 Roberto su, 2010 2004 [18] 2008 [19] 2012 [21] | 2013 [10] [17] 2006 [9] [20 Lignin 11. Chú thích n. có nghĩa là không xác định.1 Carbohydrate Thanh phan carbohydrate có trong bã malt chủ yếu là chất xơ. Theo Mussatto va Roberto (2006), bã malt được xem là nguồn nguyên liệu lignocellulose, với thành phan chính là cellulose, hemicellulose và lignin, chiếm khoảng 70% khối lượng chất khô của ba malt [9].1, hemicellulose, chu yếu chứa arabinoxylan, có thể chiếm lên đến hơn 40% khối lượng chất khô.
Trong bã malt, lignin chiếm khoảng 10% - 28% tong khối lượng chất khô. Lignin duy trì độ cứng của tế bao bởi các đại phân tử polyphenol [5, 22]. Lignin cũng chứa một lượng đáng kể hợp chat phenolic [9, 23]. Các nghiên cứu gần đây cho thấy thành phân cellulose có trong bã malt chiếm từ 12% đến 25%.
Tinh bột chiếm tỷ lệ thấp, không đáng kế vì trong quá trình nau dich nha đã được chuyền thành đường và trích ly ra khỏi malt đại mạch. Xylose, glucose va arabinose là những monoglycan còn lại trong bã malt nhiều nhất, lần lượt là 35%, 43% và 17% tong khối lượng cua monosaccharide. Ngược lại rhamnose va galactose chiém ty lệ rất nhỏ, 0.2 Protein Theo Bang 2.1, hàm lượng protein có trong bã malt dao động từ 15 đến 25%. Protein trong bã malt chứa đủ 4 nhóm protein của dai mạch bao gồm: hordeins (prolamins), hordenins (glutelins), globulins và albumins [25].
Amino acid thiết yếu chiếm khoảng 30% tổng lượng protein, với lysine chiếm ty lệ cao nhất 14. Điều nay là đáng chú ý bởi lysine thường không có nhiều trong các hạt lương thực [26].2 trình bày các amino acid tự do chủ yếu có trong bã malt.2 Thanh phan amino acid trong bã malt [26] Amino acid khéng Thanh phan Amino acid thiét yéu Thanh phan thiét yéu (% protein tổng) (% protein tổng) Glutamic acid 16.3 Lipid Ham lượng lipid trong bã malt là không cao, chi chiếm từ 4-13% tùy theo nguồn nguyên liệu [2, 6, 7]. Theo nghiên cứu của José C.del Rio và cộng sự (2013), bang kỹ thuật sắc ký khí ghép khối phố cho thấy các triglycerides chiếm 67% tổng dịch trích, các acid béo tự do chiếm 18%, các monoglycerides và diglycerides chiếm tỷ lệ thấp hơn lần lượt là 1. Thanh phần của các acid béo tự do và triglycerides được trình bày trong Bảng 2.3 Thành phan acid béo va triglyceride trong bã malt [27] Ham lượng Ham lượng Thanh phan (mg/kg Thanh phan (mg/kg khối lượng khô) khối lượng khô) Acid béo tổng 6710 Triglycerides tổng 25300 Hexadecanoic 2180 Dipalmitoyl linolein 1760 Cis,cis — Octadeca — 3130 Dilinoleoy! palmitin 5510 9,12 dienoic acid Cis — Octadeca-9- Linoleolyoleoyl 610 3520 ennoic acid palmitin n-Octadecanoic acid 615 Trilinolein 5340 n-Eicosanoic acid 30 Dilinoleoy! olein 5970 Dilinoleoyl stearin + n-tetracosanoic acid 32 2130 disteaoryl linolein 2.4 Khoảng Chat khoáng có trong bã malt rất da dang, gồm có phospho, canxi, magie.
Thanh phân khoáng được trình bày trong Bang 2.4, trong đó P chiếm ty lệ cao nhất, vượt trội hon so với những nguyên tô còn lại [10].4 Thanh phan khoáng trong bã malt [10] Thành phan Hàm lương (mg/kg chất khô) P 6000 + 0.5 Vitamin Vitamin trong ba malt da dang, gồm có biotin, choline, folic acid, niacin, pantothenic acid, riboflavin, thiamin va pyridoxine.5 thé hiện các thành phan vitamin có trong ba malt, trong đó choline chiếm tỷ lệ cao nhất [8, 9].5 Thanh phan vitamin trong bã malt [8, 9] Thanh phan Hàm lượng (ppm, chất khô) Biotin 0.1 Choline 1800 Folic acid 0.2 Niacin 44 Pantothenic acid 8.2 Ứng dung enzyme dé xứ ly nguyên liệu giàu xơ 2.1 Giới thiệu Chất xơ đem lại nhiều lợi ích về sức khỏe cho con người [28]. Các bệnh tim mạch, đột qui cao huyết áp, béo phì, táo bon. sẽ giảm nguy cơ phát triển nếu cơ thé được cung cấp đủ chất xơ [29-33]. Nhu cầu chất xơ cho một ngày phụ thuộc vảo độ tuôi, giới tính và năng lượng cơ thể tiêu hao.
Một người trưởng thành, với mức năng lượng tiêu thụ trung bình 2000 kcal/ngay cho phụ nữ và 2600 keal/ngày cho nam giới, cần cung cấp cho cơ thé lượng xơ lần lượt là 28g và 36g mỗi ngày [28]. Tuy nhiên, trong thực tế, khẩu phan ăn thường ít chất xơ. Vi du ở Mỹ, lượng chất xơ trong chế độ ăn uống của phụ nữ và nam giới được USDA công bố vào năm 2014 là 15g/ngày và 18¢/ngay, chỉ băng khoảng một nửa so với khuyến cáo. Vì vậy, những giải pháp gia tăng chất xơ trong khẩu phần ăn uống là cần thiết.
Nhóm chất xơ mà hệ vi sinh vật đường ruột có thể sử dụng để lên men là nhóm chất xơ tốt. Các chất xơ nay khi lên men ở đại tràng sẽ sản sinh ra acid mạch ngăn như acid acetic, acid propionic, và acid butyric. Các acid này làm giảm pH của đại tràng nên làm giảm sự phát triển của các bệnh tiêm ấn [34. Theo Jenkins và cộng sự (2000), chất xơ hòa tan có khả năng tham gia quá trình lên men dễ dàng hơn so với chất xơ r.