Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Giai đoạn đầu đời, đặc biệt từ khi trẻ tròn 6 tháng tuổi, là thời điểm nhu cầu dinh dưỡng có sự gia tăng nhanh chóng nhằm đáp ứng tốc độ phát triển thể chất và trí tuệ. Theo các dữ liệu dinh dưỡng được tác giả trích dẫn, nhu cầu năng lượng của trẻ từ 6 tháng tuổi đạt khoảng 700 kcal/ngày, trong khi nguồn sữa mẹ thông thường chỉ đáp ứng được khoảng 450 kcal/ngày. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) khuyến cáo chỉ nên bắt đầu cho trẻ ăn dặm từ thời điểm 6 tháng tuổi, khi hệ tiêu hóa đã sản sinh đầy đủ các enzyme để chuyển hóa các dạng thức ăn phức tạp ngoài sữa mẹ.

Bên cạnh các món ăn chính như bột, cháo ngũ cốc nấu cùng thịt và rau củ, bánh ăn dặm được sử dụng phổ biến trong các bữa phụ nhằm bù đắp mức thâm hụt năng lượng. Bánh ăn dặm không chỉ đóng vai trò cung cấp dinh dưỡng bổ sung mà còn hỗ trợ phát triển các phản xạ vận động, đặc biệt là kỹ năng cầm nắm vật thể và phản xạ nhai thông qua việc kích thích cơ hàm và nướu trong giai đoạn mọc răng.

Xu hướng công nghệ thực phẩm hiện nay là bổ sung các loại bột có nguồn gốc từ rau củ quả tự nhiên vào công thức bánh nhằm nâng cao hàm lượng vi chất, chất xơ và đa dạng hóa hương vị. Trái Lêkima (Pouteria lucuma, hay còn gọi là quả trứng gà tại Việt Nam) là loại quả cận nhiệt đới có hàm lượng chất khô cao, giàu carbohydrate, protein, chất xơ không hòa tan, β-carotene, vitamin C cùng các khoáng chất thiết yếu. Trái có vị ngọt tự nhiên nhưng chỉ số đường huyết (GI) thấp, có tiềm năng thay thế chất tạo ngọt nhân tạo và đường tinh luyện trong khẩu phần ăn của trẻ. Mặc dù năng suất thu hoạch Lêkima tại Việt Nam đạt khoảng 20 tấn/ha, giá trị thương phẩm lại rất thấp (dao động từ 8.000 đến 25.000 VNĐ/kg), bị lãng quên trong khi giá nông sản này tại thị trường quốc tế đạt mức 7,55 USD/kg quả tươi và 15 USD/300g dạng bột. Đến thời điểm thực hiện đề tài, thị trường trong nước vẫn chưa có sản phẩm bánh ăn dặm nào ứng dụng nguồn nguyên liệu bột Lêkima.

Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu của khóa luận được xác định cụ thể gồm:

  1. Đánh giá chất lượng của bột Lêkima tự sản xuất bằng phương pháp sấy đối lưu phục vụ mục đích nghiên cứu thực nghiệm.
  2. Khảo sát ảnh hưởng của các tỷ lệ bổ sung bột Lêkima khác nhau (thay thế bột mì ở mức 0%, 10%, 20% và 30%) đến cấu trúc, thông số vật lý và thành phần dinh dưỡng của sản phẩm bánh ăn dặm cho trẻ em.

Đối tượng nghiên cứu là quả Lêkima tươi thu hoạch tại Cần Thơ, bột Lêkima thu nhận sau quá trình chế biến và sản phẩm bánh ăn dặm dạng nướng. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện tại các phòng thí nghiệm chuyên ngành thuộc Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh trong thời gian hơn 6 tháng, hoàn thành vào tháng 08/2022.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết của nghiên cứu dựa trên các công bố khoa học về đặc tính thực vật học và hóa sinh của cây Lêkima (Pouteria lucuma, họ Sapotaceae), cùng cơ chế lưu biến học của khối bột nhào trong công nghệ sản xuất bánh quy. Mạng lưới gluten trong bột mì quyết định độ dai, độ đàn hồi của khối bột; trong khi đó, sự hiện diện của chất béo (dầu thực vật) và tinh bột không chứa gluten sẽ làm gián đoạn mạng gluten, giúp bánh nướng có độ giòn xốp và dễ tan trong miệng. Khung đối chứng dinh dưỡng của sản phẩm tham chiếu theo cơ sở dữ liệu dinh dưỡng của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA Food and nutrient database) đối với nhóm thực phẩm bánh ăn dặm cho trẻ em.

Nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu gồm:

  • Trái Lêkima tươi: Thu mua tại Cần Thơ, để chín tự nhiên từ 3–4 ngày đến khi vỏ có màu vàng đều và xuất hiện vết nứt nhẹ.
  • Bột mì số 11 Bakers’ Choice (hàm lượng protein ≥ 9,5g/100g; carbohydrate ≥ 60g/100g).
  • Dầu ô liu nguyên chất Kiddy (chuyên dùng cho trẻ em từ 6 tháng tuổi, nhập khẩu từ Ý).
  • Các nguyên liệu phụ trợ: Sữa bột gầy (Nzmp, New Zealand), tinh bột khoai tây (Eufood), đường cát xay (Biên Hòa) và bột nở baking powder (Mauri).

Phương pháp chế biến thực nghiệm bao gồm:

  1. Quy trình sản xuất bột Lêkima: Trái Lêkima tươi được rửa sạch, chần trong nước sôi 1 phút để ức chế enzyme gây biến màu và giảm thất thoát vi chất, sau đó ngâm hạ nhiệt nhanh trong nước đá lạnh. Quả được gọt vỏ, loại bỏ hạt, cắt phần thịt quả thành các miếng có kích thước đồng đều 2 × 1 × 0,5 cm. Quá trình sấy khô thực hiện bằng thiết bị sấy đối lưu ở nhiệt độ 80°C trong thời gian 5 giờ (đảo mặt nguyên liệu sau mỗi giờ). Miếng sấy khô được đem nghiền mịn và rây qua rây tiêu chuẩn 60 mesh (kích thước lỗ rây 0,250 mm), đóng gói trong túi zip tráng màng nhôm kèm gói hút ẩm.
  2. Quy trình sản xuất bánh ăn dặm: Cân định lượng các cấu tử nguyên liệu theo từng nghiệm thức. Tiến hành phối trộn lần 1 đối với toàn bộ hỗn hợp nguyên liệu khô. Tiếp tục phối trộn lần 2 bằng cách bổ sung dầu ô liu từ từ và nhào trộn tạo khối bột đồng nhất. Khối bột được cán mỏng thành tấm dày 0,5 cm, dùng khuôn kim loại hình tròn đường kính 4,5 cm để cắt tạo hình. Bánh được nướng trong lò nướng (làm nóng trước 10–15 phút) ở nhiệt độ 175°C trong 12 phút, sau đó làm nguội tự nhiên trên giá đỡ và bảo quản kín.
Nguyên liệu (gam) Nghiệm thức M0 (Đối chứng) Nghiệm thức M10 Nghiệm thức M20 Nghiệm thức M30
Bột mì số 11 60 54 48 42
Bột Lêkima 0 6 (10%) 12 (20%) 18 (30%)
Dầu ô liu Kiddy 32 32 32 32
Đường cát xay 15 15 15 15
Sữa bột gầy 10 10 10 10
Tinh bột khoai tây 10 10 10 10
Baking powder 1 1 1 1

Phương pháp phân tích hóa lý và đánh giá chất lượng sản phẩm:

  • Xác định độ ẩm theo phương pháp sấy khô đến khối lượng không đổi.
  • Phân tích hàm lượng đường tổng số bằng phương pháp so màu sử dụng đường chuẩn D-glucose.
  • Xác định hàm lượng acid ascorbic (vitamin C) bằng phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử với dung dịch 2,6-Dichlorophenolindophenol (DCIP).
  • Định lượng hàm lượng phenolic tổng số bằng thuốc thử Folin-Ciocalteu, tính toán dựa trên đồ thị đường chuẩn Acid Gallic (biểu thị qua mg GAE/g chất khô).
  • Định lượng carotene tổng số bằng phương pháp đo quang phổ hấp thụ UV-Vis, đối chiếu với đường chuẩn β-carotene.
  • Đo hàm lượng các khoáng chất canxi, kali và sắt.
  • Khảo sát các thông số vật lý: Đo đường kính, độ dày bánh trước và sau khi nướng; đo màu sắc bề mặt bánh bằng máy đo màu theo không gian màu CIE Lab*; đo độ cứng của bánh bằng thiết bị đo cấu trúc (Texture Analyzer).
  • Đánh giá cảm quan thị hiếu người tiêu dùng và phân tích dữ liệu thống kê sinh thái học thực phẩm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương này thiết lập tính cấp thiết của đề tài dựa trên khoảng trống năng lượng ở trẻ từ 6 tháng tuổi và vai trò của bánh ăn dặm như một bữa phụ hỗ trợ phát triển kỹ năng cầm nắm, tập nhai. Tác giả chỉ ra nghịch lý về giá trị kinh tế của quả Lêkima tại Việt Nam khi năng suất cao nhưng giá bán thô rẻ và chưa có các ứng dụng chế biến sâu cho trẻ em. Nội dung mở đầu xác định rõ 2 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, đồng thời nêu rõ ý nghĩa khoa học trong việc kiểm chứng phương pháp phân tích thành phần quả nhiệt đới và ý nghĩa thực tiễn trong việc nâng cao giá trị thương phẩm cho nông sản trong nước.

Chương 2: Tổng quan

Chương 2 tổng hợp tài liệu chuyên khảo về trái Lêkima và công nghệ sản xuất bánh ăn dặm. Tác giả phân tích cấu trúc thực vật, phân bố địa lý, hàm lượng dinh dưỡng của quả tươi (72,3g nước, 25g carbohydrate, 1,5g protein, 1,3g chất xơ, 355µg retinol trong 100g) cùng các hoạt tính sinh học như chống oxy hóa, kháng viêm từ triterpene, flavonoid, catechin và epicatechin. Điểm qua các công trình nghiên cứu trong nước (sản xuất bột dinh dưỡng của Lê Thị Thanh Loan, bột giàu carotenoid của Nguyễn Thị Hoàng Lan, bánh mì bổ sung Lêkima của Phạm Thanh Hiền) và thế giới (tác dụng ức chế α-glucosidase hạ đường huyết của Pinto, lipid hạt của Rojo, tinh bột hạt của Alvarez, thay thế đường trong kem của Borriello). Phần tiếp theo phân tích các nguyên liệu sản xuất bánh ăn dặm (bột mì, gạo, yến mạch, tinh bột, đường, dầu thực vật) và tổng quan các nghiên cứu thay thế bột mì bằng bột củ dong, đậu nành, khoai lang mật, bí ngô, dừa hay bột châu chấu.

Chương 3: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương này mô tả chi tiết thông số tiêu chuẩn của các nguyên liệu đầu vào và quy trình công nghệ 2 giai đoạn: sản xuất bột Lêkima và làm bánh ăn dặm. Tác giả thuyết minh chi tiết từng bước công nghệ: chần Lêkima trong nước sôi 1 phút để bất hoạt enzyme, sấy đối lưu ở 80°C trong 5 giờ, rây qua cỡ lỗ 60 mesh; nướng bánh ở 175°C trong 12 phút. Chương 3 cũng thiết lập sơ đồ bố trí thí nghiệm, công thức phối trộn cho 4 nghiệm thức (M0, M10, M20, M30), các phản ứng hóa học phân tích vitamin C (khử DCIP), phenolic tổng, carotene tổng, các thông số cài đặt cho thiết bị đo kết cấu và phương pháp xử lý dữ liệu.

Chương 4: Kết quả và bàn luận

Chương 4 trình bày các số liệu thực nghiệm được chia thành 3 nội dung chính:

  • Thí nghiệm 1 - Sản xuất và đánh giá bột Lêkima: So sánh thành phần dinh dưỡng, khả năng hút nước, khả năng hòa tan và chỉ số màu Lab* của bột tự sản xuất với các mẫu bột đối chứng trên thị trường. Kết quả xác nhận bột tự sản xuất bảo tồn được hàm lượng cao phenolic, carotenoid và vitamin C.
  • Thí nghiệm 2 - Đánh giá chất lượng bánh ăn dặm thay thế bột mì (10%, 20%, 30%):
    • Độ ẩm: Giảm dần khi tăng tỷ lệ bột Lêkima.
    • Cấu trúc và kích thước vật lý: Bột Lêkima không chứa gluten làm suy yếu mạng lưới gluten của bột mì, dẫn đến giảm độ nhớt khối bột nhào. Khi nướng, bánh có xu hướng dàn rộng hơn (tăng đường kính), giảm độ dày và giảm độ cứng đo trên thiết bị kết cấu.
    • Màu sắc: Giá trị độ sáng L* giảm nhẹ, độ đỏ a* và độ vàng b* tăng mạnh do màu vàng cam tự nhiên của carotene từ Lêkima.
    • Dinh dưỡng: Hàm lượng đường tổng, phenolic tổng, carotene tổng, vitamin C và các khoáng chất (Ca, K, Fe) trong bánh tăng tỷ lệ thuận với mức độ bổ sung bột Lêkima.
  • Thí nghiệm 3 - Đánh giá cảm quan thị hiếu: Đánh giá mức độ yêu thích về màu sắc, mùi vị, độ ngọt, độ xốp và cảm giác tan trong miệng (mouthfeel).

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Chương tổng kết các phát hiện then chốt về công nghệ chế biến bột và phối trộn bánh ăn dặm. Nhóm tác giả khẳng định việc thay thế 20% bột mì bằng bột Lêkima (mẫu M20) cho chất lượng cảm quan và giá trị dinh dưỡng tối ưu nhất. Phần kiến nghị nêu rõ yêu cầu tiếp tục nghiên cứu nâng quy mô sản xuất lên mức công nghiệp và đánh giá hạn sử dụng của sản phẩm.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã thu thập và kiểm chứng bộ dữ liệu định lượng chi tiết về thành phần hóa sinh của bột Lêkima tự sản xuất bằng phương pháp sấy đối lưu (80°C, 5 giờ) cũng như chất lượng của sản phẩm bánh ăn dặm thành phẩm.

Chỉ tiêu phân tích Bột Lêkima tự sản xuất (trên 100g) Bánh ăn dặm M20 (trên 100g)
Năng lượng (kcal) - 523,92
Chất béo (g) 6,84 27,63
Protein (g) 3,13 5,66
Carbohydrate (g) 82,07 63,15
Xơ dinh dưỡng (g) 17,00 2,94
Đường tổng số (g) 20,20 20,27
Phenolic tổng (mg GAE/g chất khô) 6,72 8,99
Carotene tổng (mg/g chất khô) 0,104 0,062
Vitamin C (mg) 45,17 37,11
Canxi - Ca (mg) 58,20 76,90
Kali - K (mg) 830,00 224,00
Sắt - Fe (mg) 1,65 1,21

Các kết quả thực nghiệm nổi bật về tính chất vật lý và cảm quan của bánh ăn dặm:

  • Khi tăng nồng độ bột Lêkima từ 0% lên 30%, độ ẩm của bánh giảm dần. Việc suy giảm tỷ lệ bột mì làm giảm lượng gluten hình thành, làm suy yếu khung cấu trúc lưu giữ khí, khiến độ nhớt của khối bột nhào giảm; hệ quả là bánh nướng bị giãn nở theo chiều ngang làm tăng đường kính, giảm chiều cao/độ dày và làm giảm độ cứng cấu trúc. Độ cứng giảm giúp bánh có độ mềm xốp cao hơn, dễ tan nhanh khi tiếp xúc với nước bọt.
  • Về màu sắc, sắc vàng đặc trưng của thịt quả Lêkima chuyển hóa nguyên vẹn sang bánh thành phẩm, tạo màu vàng cam tự nhiên mà không cần bổ sung phụ gia tạo màu.
  • Kết quả thử nghiệm cảm quan thị hiếu xác định mẫu M20 (bổ sung 20% bột Lêkima thay thế bột mì) đạt điểm đánh giá cao nhất từ người tiêu dùng. Mẫu M20 sở hữu màu vàng đồng đều, mùi thơm đặc trưng của quả Lêkima, vị ngọt bùi tự nhiên hài hòa và cấu trúc xốp mềm, tan êm dịu trong khoang miệng.

Đóng góp của khóa luận thể hiện ở việc xây dựng thành công quy trình công nghệ sấy đối lưu bột Lêkima giữ được các hoạt chất sinh học nhạy nhiệt, đồng thời chứng minh tính khả thi về mặt kỹ thuật khi sử dụng bột Lêkima làm thành phần thay thế một phần bột mì trong sản xuất bánh ăn dặm cho trẻ em tại Việt Nam.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận chỉ ra một số hạn chế và định hướng phát triển thực nghiệm:

  • Nghiên cứu mới dừng lại ở quy mô thực nghiệm phòng thí nghiệm với cỡ mẻ nhỏ, chưa tiến hành thử nghiệm trên các dây chuyền thiết bị tự động hóa liên tục.
  • Đề tài chưa khảo sát sự suy giảm của các hoạt chất chống oxy hóa (vitamin C, phenolic, carotenoid) theo thời gian bảo quản dài hạn, cũng như chưa thử nghiệm các loại bao bì cải tiến chuyên dụng ngoài túi zip màng nhôm.
  • Hướng mở tiếp theo được tác giả đề xuất là hoàn thiện các thông số công nghệ nhằm mở rộng quy mô sản xuất bánh ăn dặm bổ sung 20% bột Lêkima ra phạm vi công nghiệp, bổ sung các chỉ tiêu vi sinh và nghiên cứu điều kiện hạn dùng thực tế của sản phẩm.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận có giá trị ứng dụng và tham khảo thực tế cho các nhóm đối tượng:

  • Giảng viên, sinh viên và học viên cao học ngành Công nghệ Thực phẩm, Dinh dưỡng học: Tài liệu cung cấp cơ sở dữ liệu chi tiết về phương pháp xử lý nhiệt quả nhiệt đới, quy trình phân tích các chỉ tiêu vi chất (Folin-Ciocalteu, chuẩn độ DCIP, đo quang phổ carotene) và quy trình chuẩn bị mẫu đo cấu trúc thực phẩm (Texture Analyzer).
  • Bộ phận nghiên cứu và phát triển sản phẩm (R&D) tại các doanh nghiệp chế biến bánh kẹo, thực phẩm dinh dưỡng: Khóa luận đưa ra công thức cụ thể, tỷ lệ phối trộn chuẩn xác (48g bột mì : 12g bột Lêkima : 32g dầu ô liu : 15g đường xay : 10g sữa bột gầy : 10g tinh bột khoai tây : 1g bột nở) cùng chế độ nhiệt nướng (175°C trong 12 phút), phục vụ trực tiếp việc thương mại hóa dòng bánh dinh dưỡng từ nông sản nội địa.

Câu hỏi thường gặp

Bột Lêkima được sản xuất bằng chế độ công nghệ sấy nào trong nghiên cứu?

Bột Lêkima được sản xuất từ phần thịt quả tươi cắt miếng (2 × 1 × 0,5 cm), trải qua bước chần nước sôi 1 phút để bất hoạt enzyme và sấy khô bằng phương pháp sấy đối lưu ở nhiệt độ 80°C trong vòng 5 giờ (được đảo mặt khay mỗi giờ). Sau sấy, nguyên liệu được nghiền và rây qua rây kích thước 60 mesh (0,250 mm).

Việc tăng tỷ lệ bột Lêkima ảnh hưởng thế nào đến cấu trúc và hình thái của bánh ăn dặm?

Bột Lêkima không chứa protein tạo gluten. Khi tăng tỷ lệ thay thế bột mì từ 10% đến 30%, hàm lượng gluten tổng trong khối bột giảm đi, làm suy yếu khung cấu trúc giữ khí và làm giảm độ nhớt của khối bột nhào. Kết quả là bánh sau nướng bị tăng đường kính (dàn ngang rộng hơn), giảm độ dày và giảm độ cứng cơ học, tạo cấu trúc xốp mềm, dễ tan trong miệng.

Tại sao công thức M20 (bổ sung 20% bột Lêkima) lại được chọn là sản phẩm tối ưu?

Mẫu M20 đạt kết quả đánh giá cảm quan thị hiếu cao nhất từ người tiêu dùng. Ở tỷ lệ 20% thay thế, bánh đạt độ hài hòa tối ưu về màu sắc vàng cam tự nhiên, vị ngọt bùi đặc trưng của quả chín, cấu trúc tan mịn phù hợp với khả năng nhai nuốt của trẻ 6 tháng tuổi, đồng thời cung cấp hàm lượng dinh dưỡng cân đối (năng lượng 523,92 kcal/100g, 2,94g chất xơ, 37,11mg vitamin C, 76,9mg canxi).

Vai trò của dầu ô liu Kiddy trong công thức bánh ăn dặm là gì?

Dầu ô liu Kiddy được bổ sung ở tỷ lệ 32g cho mỗi mẻ bánh, đóng vai trò là nguồn cung cấp chất béo và các vitamin hòa tan trong dầu (A, D, E). Về mặt công nghệ, dầu lỏng bao bọc các hạt tinh bột và chuỗi protein, cản trở sự hình thành mạng lưới gluten quá chặt chẽ, từ đó giúp bánh có kết cấu mềm xốp và dễ tan trong miệng, phù hợp với hệ tiêu hóa của trẻ nhỏ.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của Bùi Nguyễn Thùy Trang và Nguyễn Lê Gia Uyên đã xác lập thành công quy trình công nghệ chế biến bột Lêkima bằng phương pháp sấy đối lưu (80°C trong 5 giờ) và hoàn thiện công thức bánh ăn dặm cho trẻ em. Việc thay thế 20% bột mì bằng bột Lêkima (nghiệm thức M20) giúp bánh đạt độ mềm xốp tối ưu, giữ được màu vàng cam cùng hương vị tự nhiên, đồng thời gia tăng đáng kể hàm lượng chất xơ, vitamin C, carotene, phenolic và khoáng chất vi lượng. Công trình đã cung cấp cơ sở dữ liệu thực nghiệm toàn diện, mở ra tiềm năng khai thác giá trị kinh tế và dinh dưỡng của trái Lêkima trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm tại Việt Nam.