Ảnh hưởng của bí đỏ và khoai lang đỏ đến độ tan chảy của kem tươi vegan từ dịch nấu ngự và bộ sữa dừa báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài: ẢNH HƯỞNG CỦA BÍ ĐỎ VÀ KHO

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

Tên đề tài: ẢNH HƯỞNG CỦA BÍ ĐỎ VÀ KHOAI LANG ĐỎ ĐẾN ĐỘ TAN

CHẢY CỦA KEM TƯƠI VEGAN TỪ DỊCH NẤU ĐẬU NGỰ VÀ BỘT SỮA DỪA

Mã số đề tài: 21.2 SHTPSV 09

Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Kim Tỏa

Đơn vị thực hiện: Viện công nghệ sinh học và thực phẩm

1

LỜI CÁM ƠN

Cảm ơn Trường đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã hỗ trợ kinh phí cho đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên mã số 21.2 SHTPSV 09, đồng cảm ơn Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm đã tạo mọi điều kiện thuận lợi về trang thiết bị để chúng tôi hoàn thành nghiên cứu này

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Thị Minh Nguyệt đã dành nhiều thời gian hướng dẫn, góp ý, củng cố nhiều kiến thức giúp tôi hoàn thành tốt nghiên cứu này

Tôi xin chân thành cảm ơn!

2

PHẦN I THÔNG TIN CHUNG

I Thông tin tổng quát

1.1 Tên đề tài: Ảnh hưởng của bí đỏ và khoai lang đỏ đến tốc độ tan chảy của kem tươi

vegan từ dịch nấu đậu ngự và bột sữa dừa

1.2 Mã số: 21.2 SHTPSV 09

1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài

TT

Họ và tên

(học hàm, học vị) Đơn vị công tác Vai trò thực hiện đề tài

1 Nguyễn Kim Tỏa Viện Công nghệ Sinh

Thành viên tham gia

1.4 Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Công Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh

1.5 Thời gian thực hiện:

1.5.1 Theo hợp đồng: từ tháng 3 năm 2021 đến tháng 3 năm 2022

1.5.2 Gia hạn (nếu có): đến tháng… năm…

1.5.3 Thực hiện thực tế: từ tháng 12 năm 2021 đến tháng 9 năm 2022

1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có):

(Về mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết quả nghiên cứu và tổ chức thực hiện; Nguyên nhân;

Ý kiến của Cơ quan quản lý)

1.7 Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài: 10 triệu đồng

II Kết quả nghiên cứu

1 Đặt vấn đề

Kem như một loại thực phẩm phức hợp là nhũ tương có khí đông lạnh (dầu trong nước) có chứa các hạt cầu chất béo được liên kết một phần, bọt khí, tinh thể đá và huyết thanh nhớt

3

chưa đông lạnh, cũng bao gồm polysaccharid trọng lượng phân tử cao, muối khoáng, protein

và nước Kem được xem là món tráng miệng sữa đông lạnh phổ biến, được sản xuất và tiêu thụ rộng rãi trên toàn thế giới Trong những năm gần đây, thực phẩm lành mạnh và tốt cho sức khỏe ngày càng nhận được nhiều sự quan tâm Kem từ thực vật hay còn gọi là kem không

có sữa có hàm lượng chất béo thấp rất phù hợp dành cho cho những ai có chế độ ăn uống lành mạnh ít béo

Tuy nhiên việc loại bỏ hoặc giảm chất béo từ kem dẫn đến sự phá vỡ mạng lưới hạt cầu béo

và làm thay đổi chất lượng sản phẩm Trong kem, chất béo chịu trách nhiệm sản xuất nhũ tương, kích thước và hình dạng của tinh thể nước đá, và thời gian tan chảy Do đó, để giảm thiểu các khuyết điểm phát sinh trong thành phẩm kem do hàm lượng chất béo giảm, nhiều chất thay thế chất béo được sử dụng trong công thức kem Chất thay thế chất béo là những chất có thể bắt chước các đặc tính vật lý và cảm quan của chất béo trong thực phẩm nhưng cung cấp ít calo hơn Chất thay thế chất béo thường được phân loại thành ba nhóm: lipid, protein và carbohydrate Tinh bột được xem là một trong những chất thay thế chất béo quan trọng được sử dụng trong sản xuất kem được sử dụng làm chất làm đặc và chất ổn định, vì chúng hoạt động chủ yếu bằng cách hình thành cấu trúc gel và giữ một lượng lớn nước tự do trong hệ thống thực phẩm [2]

Bí đỏ (Cucurbita pepo) là một loại thực phẩm ít béo lành mạnh có màu vàng cam, có chứa

carotenoid, giàu βcarotene, hóa chất thực vật, vitamin, khoáng chất, pectin và chất xơ β carotene có thể chuyển đổi thành vitamin A trong cơ thể, có thể đóng một vai trò quan trọng

-trong việc ngăn ngừa các bệnh mãn tính và giảm nguy cơ ung thư Khoai lang (Ipomoea

batatas [L.] Lam) thuộc họ thực vật Convolvulaceae Khoai lang được coi là loại thực phẩm

giàu protein, chất xơ, vitamin B, β-carotene và khoáng chất, chẳng hạn như sắt, canxi, magiê

và kẽm, và các hợp chất hoạt tính sinh học khác [3] Khoai lang đỏ đã và đang thu hút các nhà công nghệ thực phẩm và các nhà dinh dưỡng do hàm lượng cao các chất carotenoid và đặc điểm cảm quan dễ chịu với màu sắc Bên cạnh đó, bí đỏ và khoai lang đỏ còn là nguồn thực phẩm giàu tinh bột rất thích hợp để chọn làm chất ổn định cho kem được chế biến từ dịch đậu ngự và bột sữa dừa Mặt khác, chất ổn định xây dựng độ nhớt và giảm thiểu lượng tái kết tinh và tạo mầm của các tinh thể băng trong quá trình bảo quản, đặc biệt là khi tiếp xúc với nhiệt độ dao động [4] Việc bổ sung chất nhũ hóa mang lại kết cấu mịn hơn và khô hơn

và giảm tốc độ tan chảy của kem [5]

4

Nghiên cứu trước đây của Hassan và cộng sự (2018) đã khẳng định kem được sản xuất bằng cách sử dụng một lượng đáng kể bột bí đỏ và bột cà rốt có khả năng chấp nhận cảm quan cao Các chất phytochemica có lợi cho sức khỏe được tìm thấy trong kem như carotenoid, flavonoid, vit.C Kem có chứa hàm lượng bột bí đỏ và bột cà rốt cao có độ bền tan chảy cao hơn và % OR thấp hơn [6] Trong nghiên cứu của Kulkarni và cộng sự (2017), Peasura và cộng sự (2020) việc bổ sung bí đỏ vào kem làm cho tốc độ tan chảy của kem chậm [7], [8] Tại Việt Nam, có nghiên cứu của Dương và cộng sự (2021) về ảnh hưởng của xơ cam quýt đến tính chất cấu trúc của kem lạnh không sữa từ dịch đậu ngự, sữa dừa và khoai lang tím Với nghiên cứu này tác giả đã sử dụng hai loại xơ cam quýt là 100M40 và 300FG để tạo cấu trúc cho kem Kết quả của nghiên cứu này chỉ rằng so với các mẫu sử dụng xơ cam quýt 100M40 thì các các mẫu sử dụng xơ cam quýt 300FG làm tăng khả năng kết hợp và giữ khi, giảm độ cứng của kem hơn Tuy nhiên, những mẫu sử dụng xơ cam quýt 300FG có tốc độ tan chảy nhanh hơn mẫu sử dụng xơ cam quýt 100M40 [9] Mặc dù trong nghiên cứu này có sử dụng thành phần khoai lang tím nhưng nghiên cứu chỉ tập trung trọng tâm vào thành phần xơ cam quýt không đề cập tới thành phần carbohydrate từ khoai lang tím Bài báo này sẽ làm rõ

sự ảnh hưởng của thành phần carbohydrate từ nguyên liệu bí đỏ và khoai lang đến tốc độ tan chảy của kem

Các đặc tính vật lý và cảm quan của kem được kiểm soát bởi các yếu tố cấu trúc vi mô Mặc

dù nước đá (thể tích pha, sự phân bố kích thước tinh thể) và không khí (quá trình kết hợp và giữ khí, phân bố kích thước tế bào khí) thường được coi là các yếu tố cấu trúc chính, kem cũng có một pha chất béo phức tạp, cũng có thể ảnh hưởng đến cấu trúc và các đặc tính cảm quan Các hạt cầu chất béo có thể làm cho nó nguyên vẹn qua quá trình đông lạnh (cùng kích thước và phân bố) hoặc các hạt cầu chất béo riêng lẻ có thể kết hợp lại một phần để tạo thành các cụm chất béo mất ổn định lớn hơn Đặc tính tan chảy của kem được kiểm soát bởi các yếu

tố cấu trúc vi mô này từ cả góc độ cơ học cũng như từ góc độ cảm quan Do bản chất phức tạp của các yếu tố cấu trúc vi mô, quá trình làm tan chảy kem khá phức tạp Đầu tiên, nhiệt truyền từ môi trường ấm hơn vào khối kem với tốc độ được điều chỉnh bởi các yếu tố cấu trúc

vi mô Mục tiêu của nghiên cứu này sẽ làm rõ việc bổ sung bí đỏ và khoai lang đỏ sẽ ảnh hưởng như thể nào đến độ tan chảy của kem với các nội dung nghiên cứu cụ thể sau:

1) Khảo sát ảnh hưởng của thành phần bí đỏ và khoai lang đỏ đến tính chất, độ ổn định của hỗn hợp kem

Xác định thành phần nguyên liệu, bí đỏ, khoai lang đỏ

Đề xuất các công thức phối kem từ nguyên liệu bí đỏ, khoai lang đỏ, dịch nấu đậu ngự và bột sữa dừa

Khảo sát các đặc tính vật lí của kem

Đề xuất quy trình chế biến 100L dịch kem tươi thuần thực vật từ các nguyên liệu bí đỏ, khoai lang đỏ, dịch nấu đậu ngự và bột sữa dừa

3 Phương pháp nghiên cứu

3.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu

3.1.1 Quy trình chuẩn bị mẫu

Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu: dịch đậu ngự, khoai lang đỏ, bí đỏ, sữa dừa

* Dịch đậu ngự:

Thực hiện theo quy trình của Nguyệt và cộng sự, 2019 [10]

Ngâm đậu: trong nước sạch 8-10 giờ đồng hồ Mục đích để thuận lợi hơn trong quá trình nấu đậu, giảm thời gian nấu đậu

Nấu đậu: Nấu đậu với tỉ lệ đậu: nước= 1:5 (w/w) cho vào nồi inox, đậy nắp Nấu đậu bằng bếp hồng ngoại Sanaky SNK-2018HG cho đến sôi ở công suất 2000W, sau đó giảm công suất xuống 400W lúc này tính thời gian nấu đậu 45 phút

Lọc: hỗn hợp sau khi nấu lọc qua rây để loại bỏ bã đậu Giúp thuận lợi trong quá trình lọc dịch đậu lần 2 để loại bỏ cặn, bụi bẩn, hạt li ti nhỏ

Đông lạnh: dịch đậu sau khi lọc cho vào túi zip, bảo quản đông lạnh ở -40C Mục đích của quá trình này là giúp thuận tiện trong quá trình chuẩn bị mẫu cho thí nghiệm tiếp theo

* Khoai lang đỏ:

6

Rửa: loại bỏ chất dơ bên ngoài

Hấp khoai: Cân 200gr khoai cho vào tô sứ, cho 1000 ml nước vào nồi inox có bán kính 10,5cm, cao 12,5cm, sử dụng bếp hồng ngoại Sanaky SNK-2018HG công suất 1600W trong thời gian 35 phút Mục đích của quá trình này để làm chín nguyên liệu

* Bí đỏ tròn:

Xử lý nguyên liệu: được làm sạch, bỏ vỏ bỏ hạt

Hấp bí đỏ: Cân 200gr cho vào tô sứ, cho 1000 ml nước vào nồi inox có bán kính 10,5cm, cao 12,5cm, sử dụng bếp hồng ngoại Sanaky SNK-2018HG công suất 1600W trong thời gian 30phút Mục đích của quá trình này để làm chín bí đỏ

* Bột sữa dừa: tỷ lệ bột dừa : nước = 1:2 Chuẩn bị 20gr nước sôi để pha với 10gr bột dừa Sữa dừa sau khi pha được bảo quản ở ngăn mát tủ lạnh

Bước 2: Chuẩn bị hỗn hợp cho công đoạn đánh kem

Hỗn hợp kem được đánh bằng máy xay sinh tố WMF KULT X Mix & Go

Cho dịch đậu (12±2℃) và khoai lang hoặc bí đỏ vào máy đánh trong 1 phút Đường và xơ cam quýt được định lượng theo công thức (ở bảng 1) cho vào máy xay sinh tố WMF KULT

X Mix & Go đánh trong 40 giây, tiếp tục bổ sung từ từ dầu dừa vào đánh 40 giây Khi hỗn hợp đạt nhiệt độ 251℃ cho từ từ sữa dừa và vani vào đánh 40 giây

Bước 3: Chế biến kem lạnh

Cho hỗn hợp đã chuẩn bị phía trên vào trong máy đánh kem (máy làm kem tự động UNOLD 48818) và chọn chế độ Ice Cream đánh trong vòng 60 phút/mẻ

3.2 Các phương pháp phân tích lý hóa

3.2.1 Xác định hàm lượng lipid

Xác định hàm lượng chất béo bằng phương pháp hydrolysis – extraction (AOAC 996.06, Vu

et al 2019) [11]

1 g mẫu rắn xử lý với 6 mL HCl 5M trong ống nghiệm có nắp

Lắc mạnh hỗn hợp 10s, và gia nhiệt trong bể nước nóng (80℃/ 60 phút), 10 phút lắc 1 lần

Sau khi thủy phân, làm nguội ống nghiệm bằng nước

Thêm 7 mL ethyl ether vào ống nghiệm

Lắc ống nghiệm 10 phút

Ly tâm (3000 rpm, 4 phút), thu dịch trên sang 1 ống nghiệm sạch

Thêm 7 mL ethyl ether, và lập lại quá trình trích ly thêm 2 lần

7

Làm bay hơi dung môi bằng khí N2 hoặc bay hơi trong tủ hút

Cân lại ống nghiệm

Xác định hàm lượng chất béo

% 𝐿𝑖𝑝𝑖𝑑 = 𝑚𝑠𝑎𝑢

𝑚𝑏đ × 100 Trong đó:

% CB: Hàm lượng chất béo trong mẫu (%);

mbđ: Khối lượng mẫu ban đầu (g);

msau: Khối lượng chất béo có trong mẫu (g);

msau= Khối lượng ống nghiệm sau khi thổi khí (g) – khối lượng ống nghiệm ban đầu chưa chứa mẫu (g)

Được xác định bằng công thức:

Độ ẩm (%) = m1 −m2

m1 x 100 m1 là khối lượng của phần mẫu thử trước khi sấy, tính bằng gam (g);

m2 là khối lượng của phần mẫu thử sau khi sấy, tính bằng gam (g)

3.2.3 Phương pháp xác định hàm lượng protein bằng phương pháp Kjeldahl

Xác định hàm lượng protein của hạt đậu ngự bằng phương pháp Kjeldahl: Theo tiêu chuẩn

Việt Nam (TCVN 8125:2015; ISO 20483:2013) có hiệu chỉnh [13]

Hàm lượng Nitơ tổng theo % khối lượng mẫu được xác định bằng công thức:

Hàm lượng Nitơ tổng (%) = (V1 − V2)× 0,0014

V1: Thể tích dung dịch NaOH 0,1N tiêu tốn khi chuẩn độ mẫu trắng, tính bằng ml;

V2: Thể tích dung dịch NaOH 0,1N tiêu tốn khi chuẩn độ mẫu thử, tính bằng ml;

m: khối lượng mẫu thử, tính bằng g;

0,0014: Số g nitơ tương ứng với 1ml dung dịch NaOH 0,1N;

Hàm lượng protein thô: Protein (%) = % Hàm lượng Nitơ tổng × 6,25

m0 là khối lượng của phần mẫu thử, tính bằng gam (g);

m1 là khối lượng của đĩa tro hóa, tính bằng gam (g);

m2 là khối lượng của đĩa tro hóa cùng với phần còn lại sau khi nung, tính bằng gam (g)

3.2.5 Xác định hàm lượng chất béo khô

Theo tiêu chuẩn ngành 10TCN 849:2006 về tiêu chuẩn nông sản thực phẩm - Phương pháp xác định hàm lượng chất béo thô do Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành [15] Hàm lượng chất béo theo % khối lượng chất khô được xác định bằng công thức:

Chất béo(%) = (B − C)

G × 100 Với: G là khối lượng mẫu đem phân tích (g);

B là khối lượng bao giấy có chứa mẫu ở độ khô tuyệt đối (g);

C là khối lượng bao giấy có chưa mẫu đã chiết rút chất béo ở độ khô tuyệt đối (g)

3.3 Phương pháp đo khả năng kết hợp và giữ khí (Overrun, OR)

Thực hiện theo phương pháp của Biqing Wu và cộng sự (2019) [16] có hiệu chỉnh Phương pháp đo chạy tràn và khả năng giữ khí bao gồm việc cân chính xác hỗn hợp kem và kem trong cùng một vật chứa hình trụ có thể tích cố định Trong suốt quá trình sản xuất kem phần tràn được lấy ra từ các mẫu, đối với mỗi lô Thực hiện ba lần phương pháp đo khả năng kết hợp giữ khí Kết quả %OR được tính theo công thức sau:

% 𝑂𝑅 =(𝑚 𝑑ị𝑐ℎ 𝑡𝑟ướ𝑐 𝑘ℎ𝑖 đá𝑛ℎ) − (𝑚 𝑘𝑒𝑚 𝑐ủ𝑎 𝑐ù𝑛𝑔 𝑡ℎể 𝑡í𝑐ℎ 𝑑ị𝑐ℎ)𝑥 100

𝑚 𝑘𝑒𝑚 𝑐ủ𝑎 𝑐ù𝑛𝑔 𝑡ℎể 𝑡í𝑐ℎ 𝑑ị𝑐ℎ

3.4 Phương pháp đo khả năng giữ nước (Water Holding Capacity, WHC)

Thực hiện theo phương pháp của Yao Lu và cộng sự (2020) [17] có hiệu chỉnh Tạo bọt các nhũ tương trong ống ly tâm 10ml và cân (W0) Ly tâm các mẫu ở 6000 vòng/phút trong vòng

20 phút và ở 250C Loại bỏ lượng nước thoát ra, ống ly tâm với khối lượng gel còn lại được cân và ghi lại (W) Kết quả %WHC được tính theo công thức sau:

9

% 𝑊𝐻𝐶 = (𝑊0− 𝑊)

𝑊0 × 100

3.5 Phương pháp đo độ nhớt của hỗn hợp kem (Viscosity, )

Thực hiện theo phương pháp của Ziaeifar và cộng sự (2018) [18] có hiệu chỉnh Sử dụng thiết

bị nhớt kế Brookfield để đo độ nhớt biểu kiến của các mẫu nhũ tương ở 250C, sử dụng spindle

63 Đo độ nhớt ở tốc độ cắt tăng từ 0 – 140s-1 Độ nhớt của nhũ tương được ghi lại ở tốc độ cắt 120s-1

3.6 Phương pháp đo cấu trúc kem (Texture analysis of ice cream)

Thực hiện theo phương củaVelásquez- Cock và cộng sự (2019) có hiệu chỉnh [19] Các mẫu kem sẽ được chuyển vào tủ đông để qua đêm ở - 250C trước khi đo Brookfield CT3 4500 là thiết bị được sử dụng để đo cấu trúc kem với đầu dò hình nón acrylic 45° (P45/C) gắn với cảm biến lực 10g Các mẫu kem được đo ở nhiệt độ phòng ( 23 ± 10C), để giảm sự biến thiên

do nóng lên của mẫu kem, các mẫu phải đảm bảo được làm lạnh trong tủ đông và lấy ra đo ngay với độ sâu 10 mm và tốc độ thử nghiệm là 2 mm.s-1

3.7 Phương pháp đo tốc độ tan chảy của kem

Thực hiện theo phương pháp của Biqing Wu và cộng sự (2019), có hiệu chỉnh [16] Các mẫu kem (80 ± 2gr) được đựng trong các cốc tròn và bảo quản trong tủ đông – 200C qua 24 giờ Thực hiện tiến hành độ tan chảy kem được đo ở nhiệt độ phòng (23 ± 20C), các mẫu kem đặt trên tấm lưới thép (3mm x 3mm) Một cốc khoảng 200 ml được đặt bên dưới tấm lưới để thu các giọt nhỏ Trọng lượng nhỏ giọt sẽ được cân và ghi lại qua mỗi 10 phút trong thời gian 80 phút Phép đo tan chảy thử nghiệm 3 lần lặp

3.8 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu

Các thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên lặp lại 3 lần Phương pháp phân tích phương sai một yếu tố (ANOVA), sự khác biệt giữa các nghiệm thức LSD bằng phần mềm xử lí số liệu Statgraphics, khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức α = 0,05

4 Tổng kết về kết quả nghiên cứu

4.1 Xác định tính tính chất của bí đỏ và khoai lang đỏ

4.1.1 Thành phần dinh dưỡng của khoai lang đỏ

Các tính chất lý hóa của nguyên liệu khoai lang đỏ được trình bày ở bảng 4.1 như sau:

Bảng 4.1 Thành phần dinh dưỡng của khoai lang đỏ

Bảng thể hiện giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (lặp lại 3 lần)

Theo tác giả Ji và Hua (2015) thì khoai lang chứa nhiều tinh bột, protein, chất béo và chất

xơ Nhiều nghiên cứu cho rằng khoai lang rất giàu dinh dưỡng và cân bằng chất dinh dưỡng [20] Từ bảng 4.1 thể hiện thành phần dinh dưỡng của khoai lang đỏ có thể thấy loại khoai lang được sử dụng trong nghiên cứu này có độ ẩm tương đối cao khi chiếm đến 74,54% ± 2,70% và khối lượng khô chỉ chiếm 25,46% ± 2,70% Độ ẩm của loại khoai lang được sử dụng có chênh lệch so với nghiên cứu về thành phần dinh dưỡng của các giống khoai của Mohammad Khairul Alam và cộng sự (2016) khi các giống khoai lang vàng được sử dụng có

độ ẩm dao động chỉ từ 70.95% ± 0.70% đến 72.96% ± 0.15% [21] Khối lượng khô của khoai lang có thể lên tới 30% trong khi khối lượng khô của giống khoai được sử dụng chỉ chiếm 25,46% ± 2,70%, sự khác nhau này có thể được lí giải bởi việc khác nhau về giống, khu vực địa lý, khí hậu, lượng ánh sáng, đất canh tác và kỹ thuật canh tác [22] Hàm lượng protein của giống khoai lang được sử dụng là tương đối thấp vì chỉ chiếm 1,46% ± 0,15% so với mức 1,91% ± 1,01% đến 5,83% ± 0,30% theo nghiên cứu của Mohammad Khairul Alam và cộng

sự (2016) Hàm lượng lipid của mẫu khoai được sử dụng cũng tương đối thấp khi chỉ chiếm 0,19% ± 0,02% so với khoảng 1.91% ± 1.01% đến 5.83% ± 0.30% mà Mohammad Khairul Alam và cộng sự đã tìm ra Hàm lượng glucid, chất xơ và tro tổng cũng không quá sai lệch

so với kết quả của Mohammad Khairul Alam và cộng sự

4.1.2 Thành phần dinh dưỡng của bí đỏ

Các tính chất lý hóa của bí đỏ được trình bày ở bảng 4.2 như sau:

Bảng 4.2 Thành phần dinh dưỡng của bí đỏ

Bảng thể hiện giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (lặp lại 3 lần)

Bí đỏ ngày nay được xem như là “thực phẩm chức năng” chứa nhiều hợp chất dinh dưỡng và hoạt tính sinh học quan trọng mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe Các phần khác nhau của quả bí đỏ như hạt, vỏ và thịt chứa nhiều chất chống oxy hóa, các vitamin, carotenoid và phenol khác nhau [23] Trong bảng 4.2 thể hiện thành phần dinh dưỡng của phần thịt quả bí đỏ, loại

bí đỏ được sử dụng có độ ẩm tương đối cao so với Arunima Singh và cộng sự (2021) trong nghiên cứu về thành phần dinh dưỡng của một vài loại giống bí đỏ[24] Hàm lượng protein

và lipid của loại bí đỏ được sử dụng trong nghiên cứu rất thấp vì chì đạt được 18,22% ± 0,03%

và 13,03% ± 0,03% trong khí 2 con số này trong nghiên cứu của Arunima Singhvà cộng sự

có thể từ 28,75% ± 0,09% đến 32,51% ± 0,05% đối với protein và từ 31,42% ± 0,19% đến 35,61% ± 0,23% đối với lipid Các chỉ số khác về thành phần dinh dưỡng của giống bí đỏ được sử dụng đều thấp hơn so với nghiên cứu của tác giả Arunima Singhvà cộng sự Sự khác nhau hoàn toàn đến từ các yếu tố khách quan như giống, điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng,…

4.2 Đề xuất các công thức phối trộn kem từ các nguyên liệu bí đỏ, khoai lang đỏ, dịch đậu ngự và bột sữa dừa

Bảng 4.3 Công thức phối trộn hỗn hợp dịch kem (% khối lượng dịch đậu)

Thành phần Dịch đậu Đường Xơ cam quýt Bột sữa dừa Dầu dừa Vani Bí đỏ Khoai lang

12

Lưu ý: i% theo khối lượng của dịch đậu BĐ: bí đỏ; KL: khoai lang, M: Phối trộn bí đỏ và khoai lang

4.3 Khảo sát các đặt tính vật lí của kem

4.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của thành phần bí đỏ và khoai lang đỏ đến tính chất, độ ổn định của hỗn hợp dịch kem

Bảng 4.4 Khảo sát ảnh hưởng của thành phần bí đỏ và khoai lang đỏ đến tính chất, độ ổn

thống kê ở P-value < 0.05

Hỗn hợp dịch kem được coi là gel nhũ tương [25] Gel nhũ tương, còn được gọi là gel chứa đầy nhũ tương Đặc điểm kết cấu được coi là một trong những chỉ số chính để xác định chất lượng thực phẩm dạng gel bao gồm: khả năng giữ nước (WHC), tính chất tổng hợp, độ bền của gel và cấu trúc vi mô WHC và độ bền của gel (kết cấu) là những thuộc tính chính của gel nhũ tương WHC đề cập đến tổng lượng nước mà protein có thể liên kết WHC có mối tương quan đáng kể với giữa protein và nước, chủ yếu xảy ra trong một số hệ thống thực phẩm [26] Một số nghiên cứu kết luận rằng WHC và mô-đun lưu trữ của gel nhũ tương có mối liên hệ tích cực Gel nhũ tương với mô đun lưu trữ cao hơn thường có cấu trúc vi mô dày đặc hơn và đồng đều hơn, cho phép gel giữ các phân tử nước chống lại sự ly tâm mạnh mẽ [17] Theo số liệu thu được ở bảng 4.4 có thể thấy khả năng giữ nước của công thức đối chứng và công thức

Đặc điểm chung của các polysaccharid thực vật là cấu trúc ổn định do tương tác giữa các phân

tử mạnh nên khó bị biến dạng trước sự thay đổi của pH và nhiệt độ Ngoài ra, chúng có khả năng hút nước mạnh và có độ nhớt nên có thể làm thay đổi các đặc tính lưu biến của hệ chất lỏng [27] Đối với các thực phẩm bọt khí như kem nếu độ nhớt không đủ để hỗ trợ màng giữa các bọt khí, các bong bóng sẽ kết tụ lại [28] Để so sánh sự khác biệt về khả năng kết hợp và giữ khí, độ nhớt của hỗn hợp kem ở các mẫu được đo và ghi nhận ở bảng 4.4 Có thể thấy trong bảng 4.4 độ nhớt của các hỗn hợp kem tăng lên khi tăng hàm lượng các nguyên liệu trong công thức lên ở 3 nhóm công thức Kết quả số liệu ở bảng 4.4 chó thấy độ nhớt của nhóm công thức chỉ bổ sung thêm khoai lang đỏ là cao nhất, tiếp theo là nhóm công thức kết hợp bí đỏ với khoai lang đỏ và nhóm công thức chỉ bổ sung bí đỏ là có giá trị độ nhớt thấp nhất Sự khác biệt này có thể là do khả năng tạo gel của khoai lang đỏ tốt hơn bí đỏ đã được giải thích ở trên

4.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của bí đỏ và khoai lang đỏ đến khả năng kết hợp và giữ khí, độ cứng của kem

thống kê ở P-value < 0.05

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự tan chảy Khả năng kết hợp và giữ khí (OR), hàm lượng

và loại chất ổn định, hàm lượng tinh thể đá cũng như mức độ chất nhũ hóa và loại ảnh hưởng đến việc làm chảy kem bằng cách thay đổi cấu trúc vi mô của kem [29] Theo kết quả thu được ở bảng 4.5 thấy rằng ở nhóm công thức bổ sung thành phần bí đỏ (2,56a ± 0,72; 4,72b ± 0,18; 19,59g ± 0,09) khả năng kết hợp và giữ khí tăng lên khi hàm lượng bí đỏ trong công thức tăng lên Điều này hoàn toàn phù hợp với nhận định của Silantjeva và cộng sự (2022) rằng việc bổ sung bí đỏ sẽ làm tăng khả năng giữ nước, khả năng nhũ hóa và hoặc tạo gel, ảnh hưởng tích cực đến các đặc tính kết cấu của kem nghiên cứu [30] Với nhóm công thức

bổ sung khoai lang đỏ và nhóm công thức bổ sung kết hợp giữa bí đỏ và khoai lang đỏ chỉ tăng khi bổ sung hàm lượng 25- 30% và giảm từ hàm lượng 30- 35% Sự mâu thuẫn này có thể là do việc bổ sung quá nhiều thành phần khoai lang đỏ dẫn đến tăng độ nhớt của hỗn hợp kem quá cao Hiện tương này có thể giải thích dựa vào nhận định của Yan và cộng sự (2021) cho rằng khi bổ sung quá nhiều xanthangum cho hỗn hợp kem sẽ làm tăng độ nhớt, gây cản trợ sự khuấy động mạnh khi quậy kem và cản trở sự kết hợp không khí trong quá trình kem đóng băng [2]

15

Độ cứng (HR) của kem bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm khả năng kết hợp và giữ khí, kích thước tinh thể đá, thể tích pha đá và mức độ mất ổn định của chất béo [31] Một phát hiện bất ngờ từ các kết quả thu được ở bảng 4.4 là độ cứng của kem không phụ thuộc vào khả năng kết hợp và giữ khí của kem như công bố trước đó của Lei Yan và cộng sự (2021) [2], Dương và cộng sự (2021) [32] Ngược lại, độ cứng của kem trong nghiên cứu này phụ thuộc vào hàm lượng của bí đỏ và khoai lang sử dụng Mật độ hỗn hợp kem ảnh hưởng đáng kể đến

độ đặc thích hợp và độ mịn của sản phẩm cuối cùng Mật độ kem ngày càng tăng góp phần làm giảm sự thông khí, làm tăng độ cứng của kem [33] Kết quả này cũng phù hợp với một nhận xét trong nghiên cứu của Mehditabar và cộng sự (2020) về việc độ cứng của kem sẽ tăng lên nếu có bổ sung bí đỏ nghiền [34]

4.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của bí đỏ và khoai lang đỏ đến tốc độ tan chảy của kem

Mức độ mất ổn định của chất béo, độ nhớt của hỗn hợp và khả năng kết hợp và giữ khí được phát hiện có ảnh hưởng đến sự tan chảy Thêm chất ổn định làm tăng độ nhớt của hỗn hợp dịch kem Khi các tinh thể đá tan chảy, nước làm loãng pha huyết thanh và kem tan chảy bị chi phối bởi lực hấp dẫn Khi hỗn hợp dịch kem bị nhớt, quá trình thoát nước chậm lại và dẫn đến tốc độ phân hủy thấp Ngoài ra tăng độ nhớt hỗn hợp dịch kem gây ra sự gia tăng lực cắt trong quá trình đóng băng, thúc đẩy tương tác giữa các hạt cầu chất béo và sự mất ổn định Kết quả là, trong quá trình tan chảy, các cụm cầu chất béo lớn va chạm và kẹt với nhau để ngăn cản sự thoát nước thêm

Trong khi đó, lượng không khí ảnh hưởng đến sự dẫn nhiệt và do đó ảnh hưởng hơn nữa đến tốc độ chảy của kem vì không khí là chất cách nhiệt để ngăn chặn sự xâm nhập của nhiệt [29]

16

Hình 4.1 Biểu đồ thể hiện tốc độ tan chảy của mẫu kem khảo sát Hình 4.1 thể hiện tốc độ tan chảy của các mẫu kem có bổ sung bí đỏ với tỷ lệ phần trăm khối lượng theo bảng công thức (bảng 4.3) so với tốc độ tan chảy của mẫu đối chứng (ĐC) và kem Vinamilk (VNM) trên thị trường Trong 30 phút đầu, đã có sự tan chảy đáng kể của khối lượng kem VNM khi tan mất khoảng 2,5g, đường biểu diễn có độ dốc cao cho thấy tốc độ tan chảy lớn còn ở mẫu ĐC cho thấy không có sự tan chảy đáng kể trong 30 phút đầu, đường biểu diễn có độ dốc cao cho thấy ở mỗi đơn vị thời gian lượng kem tan chảy nhiều Trong khi đó,

ở cả 3 mẫu kem bổ sung bí đỏ cho thấy không có sự tan chảy đáng kể ở 40 phút đầu, đường biểu diễn trùng nhau theo phương ngang, điều này bước đầu cho thấy hiệu quả khác hẳn của việc bổ sung bí đỏ vào các mẫu kem Kết quả này hoàn phù hợp với nghiên cứu của Hassan

và các cộng sự (2018) cũng thừa nhận rằng việc bổ sung bí đỏ vào làm giảm độ tan chảy của kem sữa [6] Ở khoảng thời gian sau đó, các mẫu kem bổ sung bí đỏ so với mẫu đối chứng có tốc độ tan chảy thấp hơn nhiều lần Cụ thể ở các mẫu bổ sung bí đỏ sau 80 phút, khối lượng kem tan chảy chỉ đạt mốc 20g đối với mẫu bổ sung 20% bí đỏ (BĐ 20%) và hơn 10g đối với mẫu bổ sung 30% và 35% bí đỏ (BĐ 30% và BĐ 35%) Đường biểu diễn của các mẫu kem

có bổ sung bí đỏ có độ dốc thấp hơn nhiều so với mẫu đối chứng, mẫu BĐ 30% và BĐ 35%

có đường biểu diễn gần như tương đồng nhau Từ đây có thể thấy việc bổ sung bí đỏ vào kem

đã làm giảm tốc độ tan chảy đáng kể Điều này có thể được giải thích bởi việc trong bí đỏ có tinh bột, lượng tinh bột này góp phần làm một chất kết dính trong kem, hơn nữa trong bí bỏ

có nhiều chất xơ dạng sợi thô, các polysaccharid trong chất xơ giúp khả năng liên kết nước chặt hơn và là nguyên nhân giúp tăng độ nhớt của hỗn hợp [7] Theo Soukoulis và cộng sự

17

(2009) việc sử dụng các chất xơ trong công thức của hỗn hợp kem làm tăng đáng kể độ nhớt [35] Điều này cũng phù hợp với sự tăng dần về độ nhớt giữa 3 mẫu kem bổ sung bí đỏ, nó cũng phù hợp với sự giảm dần của tốc độ tan chảy của kem khi tăng dần độ nhớt của kem Theo số liệu bảng 4.4 việc tăng hàm lượng bí đỏ cũng làm tăng khả năng kết hợp và giữ khí của kem do đó làm giảm tốc độ tan chảy của kem

Hình 4.2 Biểu đồ thể hiện tốc độ tan chảy mẫu kem khảo sát Theo số liệu hình 6 có thể thấy rằng ở mẫu bổ sung 25% khoai lang cho thấy tốc độ tan chảy cao, độ dốc của đường biểu diễn cao Ở mẫu bổ sung 30% và 35% khoai lang, tốc độ tan chảy được ghi nhận là thấp hơn, cụ thể là chỉ hơn 10g ở mẫu KL 30% và khoảng 5g ở KL 25% Mẫu kem KL 30% là mẫu có độ tan chảy thấp nhất, điều này cũng phù hợp với giá trị OR cao nhất của mẫu kem KL 30% trong ba mẫu Lý giải điều này là do lượng không khí ảnh hưởng đến sự dẫn nhiệt, không khí là chất cách nhiệt để ngăn chặn sự xâm nhập của nhiệt [29] Tinh bột được sử dụng như một chất thay thế chất béo trong kem [36], và Azari-Anpar và cộng sự (2017) cho rằng tinh bột góp phần làm tăng độ nhớt của kem [37] Khoai lang là một nguyên liệu giàu tinh bột [38] Từ đây có thể kết luận rằng tốc độ tan chảy của kem khoai lang thấp phần lớn là do trong khoai lang có hàm lượng tinh bột cao dẫn đến độ nhớt của kem cao hơn Mặc dù ở mẫu kem KL 35% có độ nhớt cao nhất nhưng lại không phải là mẫu có tốc độ tan chảy chậm nhất vì độ nhớt quá cao cũng làm ảnh hưởng đến khả năng kết và giữ khí của hỗn hợp kem do đó không phải lúc nào độ nhớt cũng tỷ lệ nghịch với tốc độ tan chảy Điều này

có thể nhìn thấy qua bảng 4.5 giá trị OR của mẫu KL 35% thấp hơn mẫu KL 30%

18

Hình 4.3 Biểu đồ thể hiện tốc độ tan chảy mẫu ĐC-VNM-M25%-M30%-M35% Hình 4.3 có sự khác nhau giữa các mẫu kem bổ sung cả bí đỏ và khoai lang (xem bảng 4.3)

về độ tan chảy Cụ thể mẫu bổ sung 35% khoai lang và bí đỏ là mẫu có độ tan chảy thấp nhất

Có sự khác nhau giữa các mẫu M25%và M30% trong các khoảng thời gian từ phút thứ 50 đến phút 80 nhưng khối lượng kem đã chảy xuống vẫn đạt gần 20g giống nhau Nhưng nhìn chung việc kết hợp khoai lang và bí đỏ không tạo ra sự hiệu quả đáng kể so với việc bổ sung riêng lẻ từng một loại nguyên liệu nhưng lại tạo ra hiệu quả đáng kể hơn so với mẫu ĐC, mẫu VNM và các mẫu kem chỉ bổ sung bí đỏ Bởi theo số liệu từ bảng 4.4 có thể thấy độ nhớt ở nhóm mẫu bổ sung bí đỏ và khoai lang đều có giá trị lớn hơn nhóm kết hợp cả hai thành phần nguyên liệu chính vì thế dẫn đến tốc độ tan chảy ở nhóm này nhanh hơn 2 nhóm còn lại

Từ các kết quả trên có thể thấy rằng mẫu KL 30% có tốc độ tan chảy chậm nhất trong tất cả các mẫu

4.4 Quy trình chế biến kem tươi thuần thực vật

19

Hình 4.4 quy trình chế biến kem tươi thuần thực vật

Thuyết minh quy trình

Bước 1: Chuẩn bị dịch đậu

Ngâm đậu: Để thu được dịch đậu, đậu ngự được ngâm trong nước trước đó 8 giờ, việc này nhằm hỗ trợ cho quá trình nấu được thuận lợi và giảm thời gian nấu

20

Nấu đậu: Đậu ngự được nấu với nước theo tỉ lệ đậu: nước = 1:5 (w/w) trong nồi inox có nắp đậy Bếp được sử dụng là bếp hồng ngoại Sanaky SNK-2018HG, đun hỗn hợp cho đến khi sôi ở công suất 2000W Sau khi sôi công suất bếp được hạ xuống 400W và bắt đầu tính giờ cho đến 45 phút thì ngừng quá trình này lại

Lọc dịch đậu: sau khi nấu xong, dung dịch được lọc qua rây để loại bỏ đi bã đậu

Đông lạnh: Dịch đậu được cho vào túi zip để bảo quản ở nhiệt độ -40C nhằm giữ được chất lượng của dịch đậu, phục vụ cho các lần thực hiện mẫu tiếp theo

Bước 2: Chuẩn bị khoai lang vàng và bí đỏ tròn

Xử lí sơ bộ: khoai và bí đỏ được rửa sạch, đối với bí đỏ thì tiến hành loại bỏ vỏ và hạt, đối với khoai cần loại bỏ bụi bẩn trên bề mặt vỏ

Tiến hành hấp: cả 2 nguyên liệu được cho vào tô tráng men để hấp cách thủy trong nồi inox, lượng nước sử dụng là 1500ml, thời gian là 35 phút Quá trình hấp nhầm làm chín nguyên liệu và hạn chế được tối đa sự hao hụt về dinh dưỡng đối với các nguyên liệu

Bước 3: Pha sữa dừa

Bột sữa dừa được pha với nước theo tỉ lệ bột sữa dừa: nước = 1:2 (w/w) giúp cho dung dịch sữa dừa được đồng nhất trước khi cho vào dung dịch kem

Bước 4: Chuẩn bị hỗn hợp dịch kem

Dịch kem được đánh bằng máy xay sinh tố WMF KULT X Mix & Go

Dịch đậu (12℃ ± 2℃) được cho vào đánh cùng với khoai/bí trong khoảng thời gian 1 phút nhằm khuyết tán nguyên liệu đồng đều vào dịch đậu Sau đó, đường và xơ cam quýt được cho vào xay trong thời gian 40 giây Tiếp theo, cho từ từ dầu dừa vào xay trong 40 giây tiếp theo Cuối cùng khi nhiệt độ dung dịch đạt (250C ± 20C), dung dịch sữa dừa và vani được cho vao xay tiếp 40 giây và cho ra dung dịch kem hoàn chỉnh

Tỉ lệ phối trộn của các nguyên liệu đã được đề cập tới trong bảng (4.3)

Bước 5: Chế biến kem lạnh

Cho hỗn hợp đã chuẩn bị phía trên vào trong máy đánh kem (máy làm kem tự động UNOLD 48818) và chọn chế độ Ice Cream đánh trong vòng 60 phút/mẻ

21

5 Đánh giá các kết quả đã đạt được và kết luận

Nghiên cứu đã chứng tỏ bổ sung bí đỏ và khoai lang đỏ đã ảnh hưởng tích cực đến tốc độ tan chảy của kem Điều này được giải thích bởi lượng chất xơ dồi dào trong bí đỏ và lượng tinh bột cao trong khoai lang như đã đề cập Kết quả nghiên cứu cho thấy khi tăng hàm lượng ở nhóm công thức chỉ sử dụng bí đỏ và kết hợp bí đỏ với khoai lang đỏ thì tốc độ tan chảy chậm dần Nhưng ở mẫu khoai lang đỏ chỉ giảm từ 25-30% khi tăng hàm lượng lên 30% thì tốc độ tan chảy không giảm tiếp tục như mong đợi Tuy nhiên bài báo chỉ mới dừng lại ở việc sản xuất kem tươi, vẫn chưa nghiên cứu về khả năng bảo quản lâu dài của kem Các hướng nghiên cứu cần hướng đến là nghiên cứu về việc bổ sung các hoạt chất tự nhiên hỗ trợ bảo quản kem chay mà không có sự can thiệp của các chất bảo quản có hại khác Nghiên cứu này phát triển

từ khả năng tạo bọt của dịch đậu ngự và việc bổ sung xơ cam quýt, nó được bổ sung bí đỏ và khoai lang nhằm nghiên cứu cải tiến công thức nhằm tiến đến gần hơn việc sản xuất một sản phẩm thuần chay, hoàn toàn tự nhiên và thân thiện với môi trường cũng như bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng trong bối cảnh ngành công nghiệp thực phẩm đang phát triển và dẫn đến nhiều hệ lụy cho cộng đồng

Sản phẩm của nghiên cứu này đã thử nghiệm bán sản phẩm tại trường đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh bước đầu đã nhận được nhiều tín hiệu tích cực từ người tiêu dùng sản phẩm

6 Tóm tắt kết quả (tiếng Việt và tiếng Anh)

Tóm tắt: Kem có nguồn gốc từ thực vật ngày càng được nghiên cứu rộng rãi vì những lợi ích

sức khỏe và môi trường mà nó mang lại cho con người Carbohydrate được chứng minh có thể sử dụng để thay thế chất ổn định do khả năng hình thành cấu trúc gel và giữ một lượng lớn nước tự do trong hệ thống thực phẩm Bí đỏ và khoai lang đỏ được coi là nguồn thực phẩm giàu carbonhydrate và carotenoid Việc bổ sung bí đỏ và khoai lang đỏ nhằm tạo màu sắc tự nhiên, cải thiện cấu trúc và đặc biệt là làm chậm tốc độ chảy của kem nhờ vào lượng

xơ dồi dào Công thức phối trộn của hỗn hợp kem vegan tươi (% theo khối lượng dịch đậu ngự) như sau: đường 20%; xơ cam quýt 1%; bột sữa dừa 12%; dầu dừa 6%; vani 0,6% Thành phần bí đỏ hoặc khoai lang đỏ được cho vào các mẫu kem theo các tỉ lệ ( 25%; 30%; 35%),

và mẫu kem kết hợp cả bí đỏ và khoai lang theo tỉ lệ 1:1 (25%; 30%; 35%), mẫu đối chứng (0%) và tiến hành khảo sát thời gian tan chảy của kem giữa các công thức trong cùng một điều kiện Các thuộc tính cấu trúc khác của kem lạnh như độ nhớt của hỗn hợp dịch kem, khả

22

năng kết hợp và giữ khí của kem, cấu trúc của kem lạnh trong từng mẫu kem đã được khảo sát để làm rõ sự ảnh hưởng của việc bổ sung bí đỏ và khoai lang đỏ đến tốc độ tan chảy của kem tươi vegan trong nghiên cứu Nghiên cứu này nhằm so sánh thời gian tan chảy giữa các công thức kem, từ đó kết luận về khả năng làm chậm tốc độ tan chảy của hai thành phần bổ sung vào kem chay là bí đỏ và khoai lang đỏ

Từ khóa: bí đỏ, khoai lang đỏ, kem không sữa, kem từ thực vật, tốc độ tan chảy

Abstract: Vegan ice cream is more and more researched widely because it brings benefits to

people in terms of health and the environment Carbohydrates have been shown to be used as

a substitute for stabilizers due to their ability to form gel structures and retain large amounts

of free water in the food system Pumpkin and red sweet potato are considered to be rich food sources of carbohydrates and carotenoids The addition of pumpkin or red sweet potato to the ice cream will help slow down the melting rate of the ice cream because of its rich fiber content The mixing recipe of fresh vegan ice cream ( % by weight of aquafaba) was as follows: 20% of sugar; 1% of citrus fiber; 12% of coconut milk powder; 6% of coconut oil; 0,6% of vanilla flavor Pumpkin or red sweet potato ingredients are added to the ice cream samples in proportions (25%; 30%; 35%) and ice cream samples that combine both pumpkin and sweet potato in proportions 1:1 (25%; 30%; 35%), control sample (0%) and survey of the melting time of cream between formulations under the same conditions Other structural properties of ice cream such as the viscosity of the sorbent mixture, the ability to combine and hold gases of the ice cream, the structure of ice cream in each ice cream sample were investigated to clarify the influence of the addition of pumpkin and red sweet potato on the melting rate of fresh vegan ice cream in the study This study aimed to compare the melting times between whipped cream formulations, from that conclusion about the ability to slow down the melting rate of two ingredients added to vegetarian ice cream, pumpkin, and red sweet potato

Keywords: pumpkin, red sweet potato, non-dairy creamer, vegan ice cream, melting times

23

III Sản phẩm đề tài, công bố và kết quả đào tạo

3.1 Kết quả nghiên cứu ( sản phẩm dạng 1,2,3)

- Các ấn phẩm (bản photo) đính kèm trong phần phụ lục minh chứng ở cuối báo cáo (đối với ấn phẩm là sách, giáo trình cần có bản photo trang bìa, trang chính và trang cuối kèm thông tin quyết định và số hiệu xuất bản)

3.2 Kết quả đào tạo

Thời gian thực hiện đề tài

Sinh viên Đại học

Nguyễn Kim Tỏa

Lưu Cát Tường

6 tháng Ảnh hưởng của bí đỏ và khoai

lang đỏ đến tốc độ tan chảy của kem tươi vegan

Ghi chú:

24

- Kèm bản photo trang bìa chuyên đề nghiên cứu sinh/ luận văn/ khóa luận và bằng/giấy chứng nhận nghiên cứu sinh/thạc sỹ nếu học viên đã bảo vệ thành công luận án/ luận văn;( thể hiện tại phần cuối trong báo cáo khoa học)

IV Tình hình sử dụng kinh phí

T

Kinh phí được duyệt

(triệu đồng)

Kinh phí thực hiện

(triệu đồng)

Ghi chú

A Chi phí trực tiếp

1 Thuê khoán chuyên môn

2 Nguyên, nhiên vật liệu, cây con 10.000.000 10.000.000

V Kiến nghị ( về phát triển các kết quả nghiên cứu của đề tài)

Nghiên cứu chỉ mới dừng lại ở việc sản xuất kem tươi, vẫn chưa nghiên cứu về khả năng bảo quản lâu dài của kem Các hướng nghiên cứu cần hướng đến nếu tiếp tục sẽ nên là nghiên cứu

về việc bổ sung các hoạt chất tự nhiên hỗ trợ bảo quản kem chay mà không có sự can thiệp của các chất bảo quản có hại khác Nghiên cứu này phát triển từ khả năng tạo bọt của dịch đậu ngự và việc bổ sung citrus fiber, nó được bổ sung bí đỏ và khoai lang nhằm nghiên cứu cải tiến công thức nhằm tiến đến gần hơn việc sản xuất một sản phẩm thuần chay, hoàn toàn

tự nhiên và thân thiện với môi trường cũng như bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng trong bối cảnh ngành công nghiệp thực phẩm đang phát triển và dẫn đến nhiều hệ lụy cho cộng đồng

25

VI Phụ lục sản phẩm ( liệt kê minh chứng các sản phẩm nêu ở Phần III)

Hình ảnh minh chứng sản phẩm kem tươi thuần thực vật được bán tại trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM

Tp HCM, ngày tháng năm

Chủ nhiệm đề tài Phòng QLKH&HTQT (ĐƠN VỊ)

Trưởng (đơn vị) (Họ tên, chữ ký)

26

PHẦN II BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

(báo cáo tổng kết sau khi nghiệm thu, đã bao gồm nội dung góp ý của hội đồng nghiệm thu)

27

Mục lục

Tóm tắt 29 Danh mục hình ảnh 31 Danh mục bảng biểu 32 Danh mục từ viết tắt 33

Mở đầu 34 Chương 1 Tổng quan nguyên liệu 37 1.1 Dịch đậu ngự (Aquafaba) 37 1.2 Bí đỏ tròn 37 1.3 Khoai lang đỏ 37 1.4 Dầu dừa 37 1.5 Bột sữa dừa 38 1.6 Citrus fiber 38 Chương 2 Nguyên vật liệu và phương pháp 39 2.1 Nguyên vật liệu 39 2.1.1 Nguyên liệu 39 2.1.2 Hóa chất 40 2.1.3 Thiết bị và dụng cụ 41 2.2 Phương pháp nghiên cứu 42 2.2.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu 42 2.2.2 Bố trí thí nghiệm 43 2.2.3 Phương pháp đo chạy tràn và khả năng giữ khí (Overrun, Or) 43 2.2.4 Phương pháp đo khả năng giữ nước (Water Holding Capacity, WHC) 44 2.2.5 Phương pháp đo độ nhớt của hỗn hợp kem (Viscosity, ) 44 2.2.6 Phương pháp đo cấu trúc kem (Texture analysis of ice cream) 45 2.2.7 Phương pháp đo tốc độ tan chảy của kem 45 2.2.8 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu 45 2.3 Các phương pháp phân tích lý hóa 46 2.3.1 Xác định hàm lượng lipid 46 2.3.2 Xác định hàm lượng ẩm 46 2.3.3 Phương pháp xác định hàm lượng protein bằng phương pháp Kjeldahl 47 2.3.4 Xác định hàm lượng tro 47

28

2.3.5 Xác định hàm lượng chất béo khô 47 Chương 3 Kết quả và bàn luận 48 3.1 Xác định tính chất của nguyên liệu 48 3.1.2 Thành phần dinh dưỡng của khoai lang 48 3.1.2 Thành phần dinh dưỡng của bí đỏ 49 3.2 Đề xuất công thức phối trộn kem từ các nguyên liệu bí đỏ, khoai lang đỏ, dịch đậu ngự

và bột sữa dừa 49 3.3 Khảo sát các đặt tính vật lí của kem 52 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của thành phần bí đỏ và khoai lang đỏ đến tính chất, độ ổn định của hỗn hợp dịch kem 52 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của bí đỏ và khoai lang đỏ đến khả năng kết hợp và giữ khí, độ cứng của kem 54 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của bí đỏ và khoai lang đỏ đến tốc độ tan chảy của kem 55 3.4 Quy trình chế biến kem tươi thuần thực vật 59 Chương 4 Kết luận và kiến nghị 62 4.1 Kết luận 62 4.2 Kiến nghị 62 Tài liệu tham khảo 63 Phụ lục 66

29

Tóm tắt

Kem có nguồn gốc từ thực vật ngày càng được nghiên cứu rộng rãi vì những lợi ích sức khỏe

và môi trường mà nó mang lại cho con người Carbohydrate được chứng minh có thể sử dụng

để thay thế chất ổn định do khả năng hình thành cấu trúc gel và giữ một lượng lớn nước tự do trong hệ thống thực phẩm Bí đỏ và khoai lang đỏ được coi là nguồn thực phẩm giàu carbonhydrate và carotenoid Việc bổ sung bí đỏ và khoai lang đỏ nhằm tạo màu sắc tự nhiên, cải thiện cấu trúc và đặc biệt là làm chậm tốc độ chảy của kem nhờ vào lượng xơ dồi dào Công thức phối trộn của hỗn hợp kem vegan tươi (% theo khối lượng dịch đậu ngự) như sau: đường 20%; xơ cam quýt 1%; bột sữa dừa 12%; dầu dừa 6%; vani 0,6% Thành phần bí đỏ hoặc khoai lang đỏ được cho vào các mẫu kem theo các tỉ lệ ( 25%; 30%; 35%), và mẫu kem kết hợp cả bí đỏ và khoai lang theo tỉ lệ 1:1 (25%; 30%; 35%), mẫu đối chứng (0%) và tiến hành khảo sát thời gian tan chảy của kem giữa các công thức trong cùng một điều kiện Các thuộc tính cấu trúc khác của kem lạnh như độ nhớt của hỗn hợp dịch kem, khả năng kết hợp

và giữ khí của kem, cấu trúc của kem lạnh trong từng mẫu kem đã được khảo sát để làm rõ

sự ảnh hưởng của việc bổ sung bí đỏ và khoai lang đỏ đến tốc độ tan chảy của kem tươi vegan trong nghiên cứu Nghiên cứu này nhằm so sánh thời gian tan chảy giữa các công thức kem,

từ đó kết luận về khả năng làm chậm tốc độ tan chảy của hai thành phần bổ sung vào kem chay là bí đỏ và khoai lang đỏ

Từ khóa: bí đỏ, khoai lang đỏ, kem không sữa, kem từ thực vật, tốc độ tan chảy

30

Abstract: Vegan ice cream is more and more researched widely because it brings benefits to

people in terms of health and the environment Carbohydrates have been shown to be used as

a substitute for stabilizers due to their ability to form gel structures and retain large amounts

of free water in the food system Pumpkin and red sweet potato are considered to be rich food sources of carbohydrates and carotenoids The addition of pumpkin or red sweet potato to the ice cream will help slow down the melting rate of the ice cream because of its rich fiber content The mixing recipe of fresh vegan ice cream ( % by weight of aquafaba) was as follows: 20% of sugar; 1% of citrus fiber; 12% of coconut milk powder; 6% of coconut oil; 0,6% of vanilla flavor Pumpkin or red sweet potato ingredients are added to the ice cream samples in proportions (25%; 30%; 35%) and ice cream samples that combine both pumpkin and sweet potato in proportions 1:1 (25%; 30%; 35%), control sample (0%) and survey of the melting time of cream between formulations under the same conditions Other structural properties of ice cream such as the viscosity of the sorbent mixture, the ability to combine and hold gases of the ice cream, the structure of ice cream in each ice cream sample were investigated to clarify the influence of the addition of pumpkin and red sweet potato on the melting rate of fresh vegan ice cream in the study This study aimed to compare the melting times between whipped cream formulations, from that conclusion about the ability to slow down the melting rate of two ingredients added to vegetarian ice cream, pumpkin, and red sweet potato

Keywords: pumpkin, red sweet potato, non-dairy creamer, vegan ice cream, melting times

31

Danh mục hình ảnh

Hình 2-1 Đậu ngự đã xay 39 Hình 2-2 Khoai lang 39 Hình 2-3 Bí đỏ tròn 40 Hình 2-4 Dầu dừa 40 Hình 2-5 Tinh dầu vani 41 Hình 2-6 Mẫu sau ly tâm 44 Hình 2-7 Thiết bị đo độ nhớt Brookfield 44 Hình 2-8 Thiết bị đo cấu trúc Brookfield 45 Hình 2-9 Hình minh họa thí nghiệm đo tốc độ tan chảy 45 Hình 3-1 Biểu đồ thể hiện tốc độ tan chảy của mẫu kem khảo sát 56 Hình 3-2 Biểu đồ thể hiện tốc độ tan chảy mẫu kem khảo sát 57 Hình 3-3 Biểu đồ thể hiện tốc độ tan chảy mẫu ĐC-VNM-M25%-M30%-M35% 58 Hình 3-4 quy trình chế biến kem tươi thuần thực vật 59

32

Danh mục bảng biểu

Bảng 3-1Thành phần dinh dưỡng của khoai lang đỏ 48 Bảng 3-2 Thành phần dinh dưỡng của bí đỏ 49 Bảng 3-3 Công thức phối trộn dịch kem dự kiến 50 Bảng 3-4 điểm cảm quan đối với các mẫu kem 51 Bảng 3-5 Công thức phối trộn hỗn hợp dịch kem (% khối lượng dịch đậu) 52 Bảng 3-6 Khảo sát ảnh hưởng của thành phần bí đỏ và khoai lang đỏ đến tính chất, độ ổn định của hỗn hợp dịch kem 52 Bảng 3-7 Khảo sát ảnh hưởng của bí đỏ và khoai lang đỏ đến khả năng kết hợp và giữ khí, độ cứng của kem 54 Bảng 3-8 Bảng phần trăm hao hụt các công đoạn chính trong quy trình sản xuất dịch kem 61

WHC Water Holding Capacity (khả năng giữ nước)

 Viscosity (độ nhớt)

và nước [1] Kem được xem là món tráng miệng sữa đông lạnh phổ biến, được sản xuất và tiêu thụ rộng rãi trên toàn thế giới Trong những năm gần đây, thực phẩm lành mạnh và tốt cho sức khỏe ngày càng nhận được nhiều sự quan tâm Kem từ thực vật hay còn gọi là kem không có sữa có hàm lượng chất béo thấp rất phù hợp dành cho cho những ai có chế độ ăn uống lành mạnh ít béo

Tuy nhiên việc loại bỏ hoặc giảm chất béo từ kem dẫn đến sự phá vỡ mạng lưới hạt cầu béo

và làm thay đổi chất lượng sản phẩm Trong kem, chất béo chịu trách nhiệm sản xuất nhũ tương, kích thước và hình dạng của tinh thể nước đá, và thời gian tan chảy Do đó, để giảm thiểu các khuyết điểm phát sinh trong thành phẩm kem do hàm lượng chất béo giảm, nhiều chất thay thế chất béo được sử dụng trong công thức kem Chất thay thế chất béo là những chất có thể bắt chước các đặc tính vật lý và cảm quan của chất béo trong thực phẩm nhưng cung cấp ít calo hơn Chất thay thế chất béo thường được phân loại thành ba nhóm: lipid, protein và carbohydrate Tinh bột được xem là một trong những chất thay thế chất béo quan trọng được sử dụng trong sản xuất kem được sử dụng làm chất làm đặc và chất ổn định, vì chúng hoạt động chủ yếu bằng cách hình thành cấu trúc gel và giữ một lượng lớn nước tự do trong hệ thống thực phẩm [2]

Bí đỏ (Cucurbita pepo) là một loại thực phẩm ít béo lành mạnh có màu vàng cam, có chứa

carotenoid, giàu βcarotene, hóa chất thực vật, vitamin, khoáng chất, pectin và chất xơ β carotene có thể chuyển đổi thành vitamin A trong cơ thể, có thể đóng một vai trò quan trọng

-trong việc ngăn ngừa các bệnh mãn tính và giảm nguy cơ ung thư Khoai lang (Ipomoea

batatas [L.] Lam) thuộc họ thực vật Convolvulaceae Khoai lang được coi là loại thực phẩm

giàu protein, chất xơ, vitamin B, β-carotene và khoáng chất, chẳng hạn như sắt, canxi, magiê

và kẽm, và các hợp chất hoạt tính sinh học khác [3] Khoai lang đỏ đã và đang thu hút các nhà công nghệ thực phẩm và các nhà dinh dưỡng do hàm lượng cao các chất carotenoid và đặc điểm cảm quan dễ chịu với màu sắc Bên cạnh đó, bí đỏ và khoai lang đỏ còn là nguồn thực phẩm giàu tinh bột rất thích hợp để chọn làm chất ổn định cho kem được chế biến từ dịch đậu ngự và bột sữa dừa Mặt khác, chất ổn định xây dựng độ nhớt và giảm thiểu lượng

35

tái kết tinh và tạo mầm của các tinh thể băng trong quá trình bảo quản, đặc biệt là khi tiếp xúc với nhiệt độ dao động [4] Việc bổ sung chất nhũ hóa mang lại kết cấu mịn hơn và khô hơn

và giảm tốc độ tan chảy của kem [5]

Nghiên cứu trước đây của Hassan và cộng sự (2018) đã khẳng định kem được sản xuất bằng cách sử dụng một lượng đáng kể bột bí đỏ và bột cà rốt có khả năng chấp nhận cảm quan cao Các chất phytochemica có lợi cho sức khỏe được tìm thấy trong kem như carotenoid, flavonoid, vit.C Kem có chứa hàm lượng bột bí đỏ và bột cà rốt cao có độ bền tan chảy cao hơn và % OR thấp hơn [6] Trong nghiên cứu của Kulkarni và cộng sự (2017), Peasura và cộng sự (2020) việc bổ sung bí đỏ vào kem làm cho tốc độ tan chảy của kem chậm [7], [8] Tại Việt Nam, có nghiên cứu của Dương và cộng sự (2021) về ảnh hưởng của xơ cam quýt đến tính chất cấu trúc của kem lạnh không sữa từ dịch đậu ngự, sữa dừa và khoai lang tím Với nghiên cứu này tác giả đã sử dụng hai loại xơ cam quýt là 100M40 và 300FG để tạo cấu trúc cho kem Kết quả của nghiên cứu này chỉ rằng so với các mẫu sử dụng xơ cam quýt 100M40 thì các các mẫu sử dụng xơ cam quýt 300FG làm tăng khả năng kết hợp và giữ khi, giảm độ cứng của kem hơn Tuy nhiên, những mẫu sử dụng xơ cam quýt 300FG có tốc độ tan chảy nhanh hơn mẫu sử dụng xơ cam quýt 100M40 [32] Mặc dù trong nghiên cứu này có sử dụng thành phần khoai lang tím nhưng nghiên cứu chỉ tập trung trọng tâm vào thành phần xơ cam quýt không đề cập tới thành phần carbohydrate từ khoai lang tím Bài báo này sẽ làm rõ

sự ảnh hưởng của thành phần carbohydrate từ nguyên liệu bí đỏ và khoai lang đến tốc độ tan chảy của kem

Các đặc tính vật lý và cảm quan của kem được kiểm soát bởi các yếu tố cấu trúc vi mô Mặc

dù nước đá (thể tích pha, sự phân bố kích thước tinh thể) và không khí (quá trình kết hợp và giữ khí, phân bố kích thước tế bào khí) thường được coi là các yếu tố cấu trúc chính, kem cũng có một pha chất béo phức tạp, cũng có thể ảnh hưởng đến cấu trúc và các đặc tính cảm quan Các hạt cầu chất béo có thể làm cho nó nguyên vẹn qua quá trình đông lạnh (cùng kích thước và phân bố) hoặc các hạt cầu chất béo riêng lẻ có thể kết hợp lại một phần để tạo thành các cụm chất béo mất ổn định lớn hơn Đặc tính tan chảy của kem được kiểm soát bởi các yếu

tố cấu trúc vi mô này từ cả góc độ cơ học cũng như từ góc độ cảm quan Do bản chất phức tạp của các yếu tố cấu trúc vi mô, quá trình làm tan chảy kem khá phức tạp Đầu tiên, nhiệt truyền từ môi trường ấm hơn vào khối kem với tốc độ được điều chỉnh bởi các yếu tố cấu trúc

vi mô Mục tiêu của nghiên cứu này sẽ làm rõ việc bổ sung bí đỏ và khoai lang đỏ sẽ ảnh hưởng như thể nào đến độ tan chảy của kem với các nội dung nghiên cứu cụ thể sau:

3) Khảo sát ảnh hưởng của thành phần bí đỏ và khoai lang đỏ đến tốc độ tan chảy của kem

2 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu ảnh hưởng của bí đỏ và khoai lang đỏ đến tốc độ tan chảy của kem tươi vegan từ dịch nấu đậu ngự và bột sữa dừa

Mục tiêu cụ thể:

Xác định thành phần nguyên liệu, bí đỏ, khoai lang đỏ

Đề xuất các công thức phối kem từ nguyên liệu bí đỏ, khoai lang đỏ, dịch nấu đậu ngự và bột sữa dừa

Khảo sát các đặc tính vật lí của kem

Đề xuất quy trình chế biến 100L dịch kem tươi thuần thực vật từ các nguyên liệu bí đỏ, khoai lang đỏ, dịch nấu đậu ngự và bột sữa dừa

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Khoai lang vàng, bí đỏ

Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu ảnh hưởng của bí đỏ và khoai lang vàng đến tốc độ tan chảy của kem tươi vegan từ dịch nấu đậu ngự và bột sữa dừa

4 Ý nghĩa đề tài

Đề tài nghiên cứu kem lạnh từ thực vật được thực hiện nhằm phát triển các dòng sản phẩm dành cho những người dị ứng lactose, người ăn chay, đặc biệt là đối tượng ăn kiêng giảm chất béo, nguồn protein từ động vật giúp đề phòng các bệnh mãn tính có liên quan đến dinh dưỡng Tận dụng được nguồn nông sản dồi dào của Việt Nam theo hướng tận dụng thực phẩm địa phương Góp phần vào an ninh dinh dưỡng và an ninh lương thực, giảm gánh nặng cho ngành chăn nuôi