Nghiên cứu các yếu tố công nghệ trong sản xuất bánh cookie từ hạt bụp giấm

- Tạo chế phẩm bột hạt bụp giấm theo phương pháp sấy khô, sấy phun và sấy chân không - Khảo sát tỷ lệ thay thế của chế phẩm bột hạt bụp giấm trên bánh cookie - Phân tích thành phần hóa h

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

PHẠM THỊ HUYỀN VÂN

NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ TRONG SẢN

XUẤT BÁNH COOKIE TỪ HẠT BỤP GIẤM

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Trần Thị Ngọc Yên

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Trịnh Khánh Sơn

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Tôn Nữ Minh Nguyệt

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 11 tháng 01 năm 2017

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)

1 GS TS Đống Thị Anh Đào

2 TS Trịnh Khánh Sơn

3 TS Tôn Nữ Minh Nguyệt

4 TS Lê Trung Thiên

5 TS Võ Đình Lệ Tâm

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn

đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngày, tháng, năm sinh: 23 – 8 – 1985 Nơi sinh: Quảng Ngãi Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số : 60540101

I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ TRONG SẢN XUẤT BÁNH COOKIE TỪ HẠT BỤP GIẤM

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Khảo sát quá trình xử lí nguyên liệu hạt bụp giấm theo phương pháp ngâm cồn 80% và phương pháp luộc

- Tạo chế phẩm bột hạt bụp giấm theo phương pháp sấy khô, sấy phun và sấy chân không

- Khảo sát tỷ lệ thay thế của chế phẩm bột hạt bụp giấm trên bánh cookie

- Phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu, chế phẩm bột và sản phẩm bánh tạo thành

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 04/7/ 2016

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 04/12/2016

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn chân thành đến cơ quan công tác và các anh chị đồng nghiệp đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để tôi an tâm công tác và hoàn thành khóa học

Tp Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 01 năm 2017

PHẠM THỊ HUYỀN VÂN

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Đề tài này nghiên cứu các điều kiện xử lí nguyên liệu hạt bụp giấm để loại bỏ thành phần gây hậu vị đắng và và chua cho chế phẩm bột tạo thành bằng phương pháp ngâm, luộc và ngâm cồn 80% Sau đó, tạo chế phẩm bột hạt bụp giấm bằng phương pháp sấy khô hạt và xay mịn qua rây, phương pháp sấy phun và phương pháp sấy chân không Tiến hành khảo sát tỷ lệ thay thế bột mì của chế phẩm bột hạt bụp giấm trong sản xuất bánh cookie và đánh giá cảm quan sản phẩm bánh để chọn ra ba sản phẩm bánh cookies được yêu thích nhất tương ứng với ba loại chế phẩm bột tạo thành

Quá trình xử lí nguyên liệu tốt nhất: mẫu không qua quá trình ngâm, được luộc trong thời gian 15 phút, mẫu bột có hàm lượng phenolic tổng và acid hữu cơ tổng là tương ứng là 0.38 mgGAE/ g chất khô và 0.42%

Phương pháp sấy được lựa chọn là phương pháp sấy khô hạt xay mịn qua rây để thu hai chế phẩm bột là bột bỏ vỏ và bột nguyên hạt, và phương pháp sấy phun để thu chế phẩm bột sau sấy phun

Thay thế bột bánh cookie bằng 3 loại chế phẩm bột hạt bụp giấm với các tỉ lệ khác nhau Tiến hành đánh giá cảm quan các mẫu bánh để chọn được tỉ lệ bột bổ sung được ưa thích nhất Hội đồng đánh giá cảm quan chọn công thức bánh tương ứng khi

bổ sung chế phẩm bột nguyên hạt, bỏ vỏ và sấy phun lần lượt là 40%, 60% và 50% Kết quả phân tích protein của các mẫu bánh bổ sung ba loại bột nguyên hạt, bỏ vỏ và sấy phun lần lượt là 11.5%, 14.94% và 10%; các thành phần dinh dưỡng khác cũng có hàm lượng khá cao Bên cạnh đó, bánh cookie có sử dụng chế phẩm hạt bụp giấm bổ sung một lượng đáng kể hợp chất có hoạt tính sinh học Do đó, bột hạt bụp giấm có thể được sử dụng trong sản xuất thực phẩm dinh dưỡng

ABSTRACT

The theme studies the treatment conditions of rollese material in order to release components caused sour and bit pylorus in powder by some ways: boiling, soaking into water and ethanol 80% Then, rollese powder was made by several methods: drying and grinding, spray drying and vacuum drying The placed flour in cookie recipe was investigated and sensory evaluated to select the suitable ratio for each powder product

The appropriate treatment processing: sample without soaking (in water) then boiling in 15 minutes The powder contains 0.38 mgGAE/ g (total phenolic) and 0.42% (dry matter)

The selected dry methods are spray-drying (to collect smooth powder), thermal convection (to get two kinds of powder without shell and powder with whole seed)

Three products with different ratio were used in cookie recipes to replace flour After that biscuits was made and evaluated sensory to choose the suitable replacement ratio Sensory evaluation board chose the three substitute recipes in case of using powder of whole seed, without shell and spray-drying with 40%, 60% and 50% replacement, respectively Protein content in these biscuit was 11.5%, 14.94% and 10% in the order On the other hand, other nutritional ingredients also occupied with high level Besides, cookies used rollese powders offer significant content of substance with biological activity Therefore, rollese powder is good for manufacturing nutrient food

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn này là trung thực, không sao chép t bất

cứ một nguồn nào và dưới bất k hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng theo yêu cầu

Tác giả luận văn

Phạm Thị Huyền Vân

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN……….ii

TÓM TẮT LUẬN VĂN ivii

LỜI CAM ĐOAN……… v

DANH MỤC HÌNH ẢNH ix

DANH MỤC BẢNG BIỂU x

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về cây bụp giấm 3

1.1.1 Đặc điểm 3

1.1.2 Thu hoạch và bảo quản 3

1.1.3 Thành phần hóa học của hạt bụp giấm 4

1.1.4 Giá trị dinh dưỡng của hạt bụp giấm 12

1.1.5 Ứng dụng hạt bụp giấm 13

1.2 Tổng quan về bánh cookie 14

1.2.1 Giới thiệu chung 14

1.2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc bánh 15

1.3 Phương pháp xử lí nguyên liệu 18

1.3.1 Phương pháp ngâm – luộc 18

1.3.2 Phương pháp ngâm cồn 80% 19

1.3.3 Phương pháp sấy chân không 20

1.3.4 Phương pháp sấy phun 22

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị 25

2.1.1 Nguyên liệu hạt bụp giấm 25

2.1.2 Hóa chất 25

2.1.3 Thiết bị phục vụ nghiên cứu 25

2.1.3 Dụng cụ 28

2.2 Phương pháp nghiên cứu 28

2.2.1 Mục tiêu nghiên cứu 28

2.2.2 Sơ đồ nghiên cứu 28

2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 30

2.3.1 Khảo sát xử lí nguyên liệu bằng phương pháp ngâm cồn 80% 30

2.3.2 Khảo sát xử lí nguyên liệu bằng phương pháp ngâm – luộc 32

2.3.3 Tạo chế phẩm bột hạt bụp giấm 34

2.3.4 Khảo sát tỷ lệ thay thế bột hạt bụp giấm vào bánh cookie 35

2.4 Phương pháp phân tích 37

2.4.1 Phương pháp hóa lý 37

2.4.2 Phương pháp hóa học 37

2.4.3 Đánh giá cảm quan mẫu bánh thành phẩm [99] 39

2.4.4 Đo kết cấu bánh 39

2.4.5 Đo màu sắc 39

2.5 Phương pháp xử lý số liệu 40

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 41

3.1 Kết quả phân tích thành phần hóa học có trong nguyên liệu hạt bụp giấm 41

3.2 Kết quả xử lí nguyên liệu bằng phương pháp ngâm cồn 80% 42

3.2.1 Kết quả xác định tỷ lệ nguyên liệu/ cồn 80% 42

3.2.2 Kết quả xác định thời gian ngâm cồn 80% 44

3.3 Kết quả xác định thời gian ngâm nước 44

3.4 Kết quả xử lí nguyên liệu bằng phương pháp luộc 45

3.4.1 Kết quả xác định thời gian luộc (mẫu được ngâm) 46

3.4.2 Kết quả xác định thời gian luộc (mẫu không được ngâm) 46

3.5 Tạo chế phẩm bột hạt bụp giấm 47

3.5.1 Tạo chế phẩm bột hạt bụp giấm nguyên hạt 47

3.5.2 Tạo chế phẩm bột bụp giấm loại vỏ bằng rây 0.3mm 48

3.5.3 Tạo chế phẩm bột hạt bụp giấm bằng phương pháp sấy phun và sấy chân không 49

3.6 Thay thế bột mì bằng chế phẩm bột hạt bụp giấm trong chế biến bánh cookies 52 3.6.1 Chế phẩm bột nguyên hạt 52

3.6.2 Chế phẩm bột loại vỏ qua rây và chế phẩm bột sấy phun 56

3.7 Phân tích thành phần hóa học của bánh 59

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62

4.1 Kết luận 62

4.2 Kiến nghị 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Các thiết bị sử dụng trong phân tích 27

Hình 2.2 Sơ đồ nghiên cứu 29

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lí hạt bụp giấm bằng phương pháp ngâm cồn 31

Hình 2.4 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lí nguyên liệu bằng phương pháp ngâm, luộc 33

Hình 2.5 Sơ đồ quy trình công chế biến bánh cookie có sử dụng chế phẩm bột hạt bụp giấm 36

Hình 3.1 Thành phần hóa học của hai chế phẩm bột hạt bụp giấm bỏ vỏ và sấy phun 50

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của hạt bụp giấm (%) theo vị trí địa lí 4

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của hạt bụp giấm theo thời vụ 5

Bảng 1.3 Thành phần hóa học của hạt bụp giấm so với một số loại hạt khác 6

Bảng 1.4 Thành phần axit amin có trong hạt bụp giấm 6

Bảng 1.5 Thành phần và tỷ lệ các axit béo của hạt bụp giấm 8

Bảng 1.6 Thành phần chất khoáng của hạt bụp giấm theo thời điểm thu hoạch 9

Bảng 1.7 So sánh hàm lượng xơ tổng, xơ hòa tan và xơ không tan của hạt bụp giấm so với các nguồn khác 10

Bảng 1.8 Một số thành phần kháng dinh dưỡng trong hạt bụp giấm 10

Bảng 2.1 Danh mục hóa chất sử dụng 25

Bảng 2.2 Tỷ lệ các thành phần của bánh cookie 35

Bảng 2.3 Tỷ lệ thay thế bột mì bằng các chế phẩm bột hạt bụp giấm 35

Bảng 3.1 Thành phần hóa học cơ bản của hạt bụp giấm 41

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của thời gian ngâm và tỷ lệ cồn 805 trên hàm lượng phenolic tổng và axit hữu cơ tổng 43

Bảng 3.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm ethanol 80% đến hàm lượng phenolic tổng và axit hữu cơ tổng 44

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến độ ẩm của hạt sau ngâm 45

Bảng 3.5 Hàm lượng GABA của hạt bụp giấm theo thời gian ngâm 45

Bảng 3.6 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian luộc 46

Bảng 3.7 Kết quả phân tích ảnh hưởng của thời gian luộc đến lượng phenolic tổng và axit hữu cơ tổng (mẫu được ngâm) 47

Bảng 3.8 Thành phần hóc học của chế phẩm bột hạt bụp giấm nguyên hạt 48

Bảng 3.9 Thành phần hóa học của chế phẩm bột hạt bụp giấm loại vỏ 49

Bảng 3.10 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của phương pháp sấy trên hiệu suất thu hồi bột, lượng axit hữu cơ tổng, phenolic tổng, màu sắc và độ ẩm của hai chế phẩm bột hạt bụp giấm 50

Bảng 3.11 Thành phần hóa học của chế phẩm bột hạt bụp giấm sau sấy phun 51

Bảng 3.12 So sánh màu sắc của ba loại chế phẩm bột hạt bụp giấm 52

Bảng 3.13.Kết quả phân tích độ ẩm, màu sắc, độ cứng của bột nhào và bánh nguyên hạt 54

Bảng 3.14 Kết quả đánh giá cảm quan bánh cookie có sử dụng bột nguyên hạt 55 Bảng 3.15 Kết quả phân tích độ ẩm, màu sắc, độ cứng của bột nhào và bánh t bột loai vỏ 57

Bảng 3.16 Kết quả phân tích độ ẩm, màu sắc, độ cứng của bột nhào và bánh t bột sấy phun

57

Bảng 3.17 Kết quả đánh giá cảm quan bánh cookie sử dụng bột loại vỏ 58

Bảng 3.18 Kết quả đánh giá cảm quan bánh cookie sử dụng bột sấy phun 59

Bảng 3.19 Kết quả phân tích thành phần hóa học của bánh 60

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Thuật ngữ tiếng Việt

ANOVA analysis of variance – Phân tích phương sai

AOAC Association of Official Chemists – Hiệp hội các nhà hóa

phân tích chính thống

MỞ ĐẦU

Bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L) là một loại cây thân thảo, trồng một năm ở

các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Hiện nay, cây này đã được trồng phổ biến ở Việt Nam khắp các tỉnh t Bắc đến Nam và là cây xóa đói giảm nghèo của các tỉnh miền Bắc [1] Đài hoa được sử dụng phổ biến để tạo màu đỏ tự nhiên trong rượu, mứt trái cây, sirô, pudding, bánh, kem, trà hay các thức uống có màu [2] Ngoài ra, chúng còn

là nguồn quan trọng cung cấp vitamin, khoáng chất và các hợp chất có hoạt tính sinh học chẳng hạn như acid hữu cơ, phytosterol, polyphenol, anthocyanin, flavonoid [3, 4]

Hạt thành phần gần như bị thải bỏ hoàn toàn sau khi chế biến đài hoa, được nghiên cứu là ăn được [5], chứa hàm lượng dinh dưỡng cao và là nguồn nguyên liệu mới cho khai thác protein, dầu, khoáng, chất xơ và hợp chất phenolic [5, 6] Trong y học dân gian, hạt bụp giấm còn được sử dụng để chống co thắt cơ trơn, làm hạ huyết

áp và có tính kháng sinh, trị ho, viêm họng, kiểm soát cao huyết áp, bệnh gan và suy nhược cơ thể, lợi tiểu, làm thuốc nhuận tràng và thuốc bổ, làm thức uống ở nhiều quốc gia [7, 8] Do vậy, hạt bụp giấm được quan tâm như là loại thảo dược quý

Đã có nhiều công trình nghiên cứu trên hạt bụp giấm để sản xuất các sản phẩm

lên men như Furundu, Bikalga ở Tây Sudan và Africa [9, 10], sản xuất gia vị thực phẩm như mungza ntusa ở Benin và nam Nigeria [9, 11], sản xuất xăng (diesel) sinh

học ở Thái Lan [12], chiết tách các hợp chất có hoạt tính sinh học [6, 13]…

Tác giả Nyam L và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu sản xuất bánh cookies giàu xơ t bột của hạt bụp giấm [14] đã đạt kết quả khả quan mặc dù tỉ lệ bột bổ sung vào bánh còn khá thấp (20%) Một nghiên cứu ứng dụng khác t bột hạt bụp giấm là sản xuất bánh cookie nhằm cải thiện giá trị dinh dưỡng bằng cách tăng hàm lượng protein của một bạn sinh viên trong nhóm đề tài Tuy nhiên sản phẩm chưa đạt yêu cầu

về giá trị cảm quan (còn vị chua và đắng) Vì vậy đề tài này tiếp tục nghiên cứu để tăng hàm lượng bột hạt bụp giấm bổ sung vào bánh cookies cũng như tìm ra biện pháp

để cải thiện chất lượng cảm quan của bánh cookies Thành công của đề tài sẽ mở ra hướng ứng dụng của loại bột giàu dinh dưỡng t nguồn nguyên liệu tiềm năng góp phần nâng cao giá trị kinh tế của loài cây này cũng như đa dạng hóa sản phẩm thực phẩm trên thị trường

Mục tiêu của luận văn:

Nghiên cứu nâng cao hàm lượng thay thế của bột hạt bụp giấm trong bánh cookies

> 20% và cải thiện chất lượng cảm quan của sản phẩm bánh cookies

Tính mới của luận văn:

- Nghiên cứu nâng cao hàm lượng bột bụp giấm bổ sung vào bánh cookies

- Sử dụng các biện pháp xử lý để giảm vị chua và vị đắng của bột trong sản phẩm bánh cookies

t đầu thập niên 90 đến nay, nó đã trở thành một trong những cây dược liệu khá phổ biến ở nước ta, với diện tích khoảng 400 ha (năng suất 400 – 800 kg đài khô/ ha) được trồng bởi Công ty Dược liệu Trung ương II (Codupha) [15] Ở các nước, vùng khác nhau thì nó cũng có tên gọi khác nhau [16] Cây cao khoảng 2.4m, mọc thành bụi, thân cây hình trụ, màu đỏ, trơn láng Lá cây mọc so le, màu xanh, gân lá màu đỏ, hình chân vịt Hoa đơn, mọc ở nách lá, có màu vàng hoặc hồng và chuyển sang màu hồng khi héo Đài hoa màu đỏ sẫm thường được thu hái trong vòng 15 – 20 ngày sau khi hoa

nở Quả là một viên nang nhung, dài 1.25 – 2 cm, gồm 5 múi, mỗi múi chứa t 3 -4 hạt Những viên nang này chuyển sang màu nâu khi già và tự nứt ra khi khô Hạt có màu nâu nhạt khi còn non và chuyển sang màu nâu đậm khi già và khô, hình quả thận, dài 3-5mm [17]

1.1.2 Thu hoạch và bảo quản

Thu hoạch và bảo quản hạt bụp giấm t khoảng cuối tháng 11 tùy theo độ chín của hạt Đài hoa bụp giấm được thu hoạch sau khi hoa rụng nhưng trước khi vỏ hạt khô và mở ra [18] Đài hoa chín khoảng 3 tuần sau khi cây ra hoa, khoảng 100-160 ngày sau khi cây được trồng ngoài trời [19] Quả chín t dưới gốc lên tới ngọn của cây Việc thu hoạch thường được tiến hành bằng tay, đài hoa được tách riêng ra Sau khi thu hoạch, phơi hoặc sấy khô là cách thông dụng để bảo quản đài và hạt Có hai cách để thu hoạch và bảo quản chính: thu hoạch quả tươi và sau đó phơi khô đài hoa

hoặc thu hoạch các hạt đã được khô trên cây [17]

1.1.3 Thành phần hóa học của hạt bụp giấm

Hạt bụp giấm gần như bị thải bỏ hoàn toàn sau khi chế biến đài hoa, được ghi nhận là ăn được [20] Hạt chứa hàm lượng dinh dưỡng cao và được xem là nguồn nguyên liệu mới cho khai thác protein, dầu, khoáng, chất xơ và hợp chất phenolic [6,

21, 22] Theo nhiều nghiên cứu hàm lượng protein, lipid, khoáng, xơ tương ứng nằm trong khoảng 18% - 31%; 19% - 23%; 4% - 6%; 18% - 42% và hàm lượng phenolic là 56.72 mg GAE/g bột (theo phương pháp Folin-ciocalteu) và 22.29 mg/g bột (theo phương pháp HPLC) [6, 23, 24] Thành phần hóa học của hạt bụp giấm khác nhau, thay đổi theo vị trí địa lý, khí hậu của t ng vùng, miền

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của hạt bụp giấm (% w/w) theo vị trí địa lí

Tác giả

Thành phần

Wandawi H-A và cộng sự (Irap) [6]

Yagoub A và cộng sự (Sudan) [9]

Le G-W và cộng sự (Trung Quốc) [25]

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của hạt bụp giấm theo thời vụ [25]

là đen và hạt jojoba Tuy nhiên, khi so sánh hạt bụp giấm với hạt lúa mì và các loại hạt khác như đậu hà lan, hạt rau dền, thì là đen, keo, hạt ngưu tất, chanh dây và hạt jojoba thì hạt bụp giấm có hàm lượng protein cao nhất trong các loại hạt được nghiên cứu [11]

Protein của hạt bụp giấm chứa đầy đủ thành phần và lượng acid amin Nhiều nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng hạt bụp giấm rất giàu lysine, arginine, leucine, phenylalanine và acid glutamic [6, 23, 26], trong khi hàm lượng amino acid chứa lưu

hu nh lại bị giới hạn [24] Hàm lượng lysine tương đương với khuyến nghị của FAO,

vì vậy hạt bụp giấm có thể được sử dụng nguồn protein bổ sung vào các thực phẩm nghèo hoặc không có lysine [27]

Bảng 1.3 Thành phần hóa học của hạt bụp giấm so với các loại hạt khác

Các loại hạt

Thành phần hóa học

Độ ẩm (%)

Protein (g)

Tổng chất xơ tiêu hóa (g)

Đường (g)

Chất béo (g)

Bảng 1.4 Thành phần acid amin có trong hạt bụp giấm [27]

Thành phần amino acid

Thời điểm thu hoạch (g/16 g N)

Thu hoạch sớm Thu hoạch v a Thu hoạch trễ

Acid amin không thiết yếu 63.26 63.12 62.75

là một trong những thành phần acid béo không no quan trọng nhất, một tiền chất của kích thích tố mô chịu trách nhiệm cho các hoạt động chống viêm và chống đông [39] Hàm lượng các acid béo không bão hòa chiếm khoảng 78.2%, gấp 3.7 lần lượng acid béo bão hòa [41] Theo El-Adawy và Khalil, tỷ lệ acid béo bão hòa và không bão hòa

là 1:2 [27], trong khi Mohiuddin và Zaiddi ghi nhận là 1:3 [37] Do đó, dầu trong hạt bụp giấm được xem là một nguồn giàu acid béo không bão hòa, có hiệu quả trong việc

làm giảm cả lượng cholesterol HDL và LDL trong máu [42] Sterol là một nhóm hợp phần các acid béo tự do quan trọng của dầu thực vật, ngày càng được quan tâm do hoạt tính sinh học của nó [43]; đóng một vai trò quan trọng trong trao đổi chất tế bào vì chúng là một phần quan trọng của màng tế bào [44] Salama và Ibrahim đã tìm thấy sáu sterol tự do khác nhau trong dầu hạt bụp giấm là: cholesterol, ergosterol, campesterol, stigmasterol, sitosterol và spinasterol [45]

Bảng 1.5 Thành phần và tỷ lệ acid béo của hạt bụp giấm [43]

Bảng 1.6 Thành phần chất khoáng của hạt bụp giấm theo thời điểm thu hoạch (mg/ 100g bột hạt tách béo) [27]

Yếu tố Thu hoạch sớm Thu hoạch vừa Thu hoạch trễ

Hạt bụp giấm rất giàu chất xơ 39 – 42% [26] Điều này làm tăng độ cứng của hạt nếu so với các nguồn chất xơ thông thường khác như xơ lúa mì, cám gạo, lúa kiều mạch và xơ của một số loại trái cây

Theo Grigelmo và cộng sự, tỷ lệ giữa thành phần chất xơ hòa tan và chất xơ không tan trong khoảng 1.0 - 2.3 có thể gây ảnh hưởng đến sinh lý [47] Chất xơ có thể làm giảm cholesterol huyết thanh bằng cách sửa đổi sự hấp thu và trao đổi chất của acid mật, làm cản trở sự hấp thu và chuyển hóa lipid, sản xuất acid béo chuỗi ngắn t

xơ lên men trong ruột kết, làm thay đổi nồng độ insulin và hormone [48] Theo kết quả nghiên cứu của Hainida và cộng sự cho thấy, bột hạt bụp giấm tách béo có tiềm năng làm giảm cholesterol trong máu và lượng cholesterol có tỷ trọng thấp [23]

Bảng 1.7 So sánh hàm lượng xơ tổng, xơ hòa tan và xơ không hòa tan của hạt bụp giấm với các nguồn khác [11]

SDF:IDF Tổng xơ

Xơ tan (SDF)

Xơ không tan

Ghi chú: SDF (Soluble dietary fiber) và IDF (Insoluble dietary fiber)

1.1.3.5 Một số thành phần kháng dinh dưỡng trong hạt bụp giấm

Trong hạt bụp giấm, bên cạnh các thành phần có giá trị dinh dưỡng cao vẫn có tồn tại một số thành phần kháng dinh dưỡng Các thành này có thể bị loại bỏ hoặc bị giảm hoạt tính dưới tác dụng nhiệt [50]

Bảng 1.8 Một số thành phần kháng dinh dưỡng trong hạt bụp giấm [51]

Thành phần phi dinh dưỡng Hàm lượng

Ghi chú: HCN: hydrogen cyanide

1.1.3.6 Các hoạt chất có trong hạt bụp giấm

Chất chống oxy hóa là những hợp chất ức chế hoặc trì hoãn quá trình oxy hóa của các phân tử bằng cách ức chế các chất mở đầu hoặc dẫn truyền của phản ứng oxy hóa dây chuyền, có khả năng trung hòa các gốc oxy tự do bằng cách ức chế quá trình oxy hóa lipoprotein tỷ trọng thấp [52] Đài hoa của cây bụp giấm t lâu đã được công nhận như một nguồn của chất chống oxi hóa vì đài hoa rất giàu vitamin C, anthocyanins,

polyphenol và khả năng chống oxi hóa hòa tan trong nước khác [53] T ng bộ phận của cây bụp giấm (đài hoa, thân, lá và hạt) được đem phân tích để so sánh về hoạt độ chống oxi hóa, hoạt độ khóa gốc tự do và tổng hàm lượng phenolic Kết quả thu được chiết xuất t hạt bụp giấm có khả năng chống oxi hóa cao nhất và khả năng bắt giữ gốc

tự do là mạnh nhất [54] Hoạt tính chống oxi hóa của chiết xuất t hạt bụp giấm tại nồng độ 1500, 3500, 5500, 7500 và 9500 ppm tương ứng là 40, 89, 79, 60 và 55% Chew lại cho rằng, khi kết hợp giữa chiết xuất của hạt cacao với hạt bụp giấm thì hoạt tính chống oxi hóa cao hơn, tương ứng là 85, 89, 97, 102 và 105% tại nồng độ 1500,

3500, 5500, 7500 và 9500 ppm Ngoài ra, nghiên cứu còn thực hiện đánh giá hiệu quả chống oxi hóa của chiết xuất hạt bụp giấm so với các chất chống oxi hóa khác: chiết xuất hạt bụp giấm kết hợp với hạt cacao, BHT, α-tocopherol trên thịt bò đã nấu chín được bảo quản ở 40C trong 2 tuần; kết quả khả năng chống oxi hóa thu được như sau: chiết xuất hạt bụp giấm kết hợp chiết xuất hạt cao > chiết xuất hạt bụp giấm > α-tocopherol > BHT

Hoạt tính làm sạch gốc tự do của chiết xuất hạt bụp giấm tại các nồng độ 1500,

3500, 5500, 7500 và 9500 ppm tương ứng là 54, 70, 74, 88 và 94% Tương tự như hoạt tính chống oxi hóa, khi kết hợp chiết xuất của hạt bụp giấm và hạt cacao thì hoạt tính làm sạch gốc tự do cũng tăng, tương ứng theo các nồng độ là 65, 76, 81, 94 và 96% [55]

Mungole A và Chaturvedi A cũng đã thực hiện nghiên cứu định tính các thành phần trao đổi chất bậc 2 trong t ng bộ phận của cây (thân, lá, rễ và hạt) Kết quả định tính được các hợp chất có trong hạt như sau: flavonoids, carotenoid, steroids, triterpenoid, F acid, alkaloids, phenolic, anthrcene glycosides, tannins, steroids, saponins, gum và mucilage [56]

Dầu hạt bụp giấm chứa một số hoạt chất như tocopherols, sterols và phytosterols

có khả năng chống oxi hóa, ngăn ng a các bệnh tim mạch, ung thư [57] Tocopherol là một trong những chất chống oxi chất béo hòa tan mạnh nhất và quan trọng nhất [43] Tác giả Nyam và cộng sự đã chiết xuất tocopherol t hạt bụp giấm bằng phương pháp siêu tới hạn, hàm lượng tocopherol thu được là 89.75 mg/100 g so với khi chiết bằng phương pháp Soxhlet là 65.07 mg/ 100g [58]

Mohamed và cộng sự đã nghiên cứu về khả năng chống oxi hóa của chiết xuất

t ng phần khác nhau của cây bụp giấm; kết quả cho thấy hạt bụp giấm là một nguồn tốt của chất chống oxi hóa chất béo hòa tan, đặc biệt là β-sistosterol, γ-tocopherol Đặc tính, thông số vật lí và hóa lí của dịch chiết hạt bụp giấm được tóm tắt như sau: chỉ số acid: 2.24%; chỉ số peroxide: 8.63 meq/ kg; hệ số hấp thụ tại bước sóng 232 nm và

270 nm lần lượt là 3.19 và 1.49; độ bền oxi hóa 15.53 h; chỉ số khúc xạ: 1.447; tỷ trọng: 0.92 kg/L; độ nhớt 15.9 cP Tổng hàm lượng là 4573 mg/ kg, chủ yếu gồm β-sitosterol (71.9%), campesterol (13.6%), Δ-5-avenasterol (5.9%), cholesterol (1.35%),

và clerosterol (0.6%) [43] Tổng số tocopherols đã được phát hiện ở nồng độ trung bình 2000 mg/ kg, gấp 2 lần trong dầu hạt cà chua [59], gấp 4 lần trong hoa rum và gấp 20 lần trong dầu hạt nho bao gồm α-tocopherol (25%), γ-tocopherol (74.5%), và δ-tocopherol (0.5%) [60] Hợp chất phytosterol được biết là làm giảm sự hấp thu cholesterol trong chế độ ăn của con người [61] Phytosterol cũng thể hiện các đặc tính

có lợi khác như kháng viêm và chống khối u hoạt động [62]

1.1.4 Giá trị dinh dưỡng của hạt bụp giấm

Theo nghiên cứu của Hainida và cộng sự, hàm lượng protein trong hạt bụp giấm thô cũng như hạt bụp giấm đã được chế biến cao hơn so với các loại hạt thông thường

và cây họ đậu như hạt thì là đen [63], hạt hướng dương, hạt dưa gang, hạt đậu xanh, hạt đậu đũa, đậu nành, đậu phộng [64] Hạt bụp giấm chứa đầy đủ các acid amin thiết yếu theo khuyến nghị của FAO và WHO [23]

Khi thực hiện các mô hình thử nghiệm in vitro về chỉ số tiêu hóa protein của hạt

bụp giấm tách béo (defatted roselle seed – DRS), protein concentrate (roselle protein concentrate – RPC), protein isolate (roselle protein isolate) và casein của hạt bụp giấm, thu được kết quả tương ứng là 82.14, 85.12, 87.09 và 88.95% [16, 65] Chỉ số tiêu hóa

in vitro của bột đậu nành là 85.8%, bột hạt cotton là 77.6% và bột hạt mè là 80.5%

[66] Al-Kahtani cũng đã có thử nghiệm in vitro về chỉ số tiêu hóa của bột đậu nành

tách béo, protein concentrate và protein isolate của bột đậu nành tương ứng là 76.32,

87.27 và 88.45% [67] Chỉ số tiêu hóa protein trên mô hình in vitro cao chỉ hàm lượng

phần trăm protein tiêu hóa cao Mặc dù hạt bụp giấm chứa một số thành phần kháng dinh dưỡng như phenolic, acid phytic, tannin, chất ức chế enzym, gossypol …có thể làm giảm giá trị dinh dưỡng và tiêu hóa protein [65] nhưng chúng có thể bị kiềm hãm

hoặc bị loại bỏ bởi quá trình xử lí nhiệt và trong suốt quá trình chế biến thực phẩm [50] Việc xử lí nhiệt hạt bụp giấm có thể vô hoạt, giảm các thành phần kháng dinh dưỡng t đó tăng hàm lượng, chất lượng, giá trị dinh dưỡng và sự tiêu hóa protein Theo Abu và cộng sự, chất ức chế trysin bị giảm hoạt tính khoảng 66% trong 10 phút đầu gia nhiệt và mất thêm 30% hoạt tính trong khoảng 30 đến 50 phút tiếp theo [65, 68]

Hàm lượng chất xơ trong hạt bụp giấm cao (39 – 42%) [26], tỷ lệ xơ hòa tan/ xơ không tan là 1/3 [23] Việc sử dụng chất xơ hòa tan cũng như không hòa tan có tác dụng phòng ng a bệnh đường tiêu hóa do loạn khuẩn, đồng thời góp phần làm giảm cholesterol trong máu Chất xơ tan còn là thức ăn cho các vi khuẩn có lợi ở đường ruột tăng khả năng lên men của vi khuẩn ở ruột già, đồng thời ngăn chặn sự hấp thu các chất độc trong thức ăn, thẩm thấu, gắn kết với các cholesterol và bài tr chúng ra khỏi

cơ thể, giúp phòng chóng tăng cholesterol trong máu và phòng chống ung thư trực tràng, bệnh tim mạch và bệnh béo phì Cholesterol trong máu giảm là do sự kết hợp giữa chất xơ của hạt bụp giấm và acid mật [69, 70] Ngoài chất xơ, hàm lượng protein cao cũng là nguyên nhân ảnh hưởng đến “hypocholesterolemic” [11] Morita và cộng

sự đã chứng minh rằng, sự hiện diện của methionine trong bữa ăn cũng có vai trò làm giảm cholesterol trong máu Bột hạt bụp giấm chứa hàm lượng methionine cao hơn so với những thực phẩm chức năng làm giảm cholesterol khác như bột đậu nành và bột ngũ cốc [71] Ngoài ra, tác giả Rao, Abu-Tarboush và cộng sự, Hainida và cộng sự, hạt bụp giấm có tỷ lệ lysine/ arginine thấp và đây cũng là nhân tố làm giảm cholesterol trong máu [20, 23, 24]

1.1.5 Ứng dụng hạt bụp giấm

Cây bụp giấm được sử dụng trong công nghệ thực phẩm như một loại rau ăn có

vị chua [3] Chúng chứa một lượng đáng kể các vitamin, khoáng chất, protein, các chất

có tính chống oxy hóa nên chúng được ứng dụng nhiều trong thực phẩm và thực phẩm

chức năng

Theo nhiều nghiên cứu hàm lượng protein, lipid, khoáng, xơ trong hạt bụp giấm tương ứng nằm trong khoảng 18% - 31%; 19% - 23%; 4% - 6%; 18% - 42% và hàm lượng phenolic là 56.72 mg GAE/g bột (theo phương pháp Folin-ciocalteu) và 22.29 mg/g bột (theo phương pháp HPLC) [13-17]

Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu trên hạt bụp giấm như nghiên cứu về thành phần hóa học [13, 16, 21, 22], nghiên cứu về thành phần protein: chế biến sản phẩm

giàu protein t hạt bụp giấm được lên men như Furundu, Bikalga ở Tây Sudan và Africa [23, 24], sản xuất gia vị thực phẩm như mungza ntusa ở Benin và nam Nigeria

[7, 23]; nghiên cứu về chất béo: sản xuất xăng (diesel) sinh học ở Thái lan [25], nghiên cứu sản xuất dầu thực vật [13] hay tách chiết dầu giàu tocopherol [26]; nghiên cứu về các hợp chất có hoạt tính sinh học: tách chiết sản phẩm giàu hợp chất phenolic [27], phân tích các thành phần phenolic hiện diện trong hạt [8]; nghiên cứu ứng dụng phần chất xơ: sản xuất bánh cookies giàu xơ t chế phẩm bột hạt bụp giấm [14]

Dân số thế giới ngày càng tăng, việc cung cấp thực phẩm, đặc biệt là protein t các nguồn thông thường hiện không ổn định [9] Ngày nay, mặc dù có nhiều tiến bộ trong nông nghiệp, thực phẩm và dinh dưỡng nhưng vẫn có những bộ phận dân số ở các nước kém và đang phát triển bị suy dinh dưỡng protein [11], việc tìm kiếm nguồn protein chi phí thấp được xem là vấn đề cấp thiết Theo Al-Numair và Ahmed, protein của hạt bụp giấm rất phù hợp cho nhu cầu dinh dưỡng của con người và động vật [22], protein trong hạt bụp giấm chứa đầy đủ lượng acid amin thiết yếu, đặc biệt là lysine và tryptophan chiếm hàm lượng cao Dầu chiết t hạt bụp giấm chứa một lượng acid béo không bão hòa cao (70%), trong đó acid oleic chiếm 40% [24] Theo tác giả Samy hạt bụp giấm giàu hợp chất có giá trị dinh dưỡng, dễ tiêu hóa [40] và là một nguồn chất chống oxy hóa chất béo hòa tan rất tốt, đặc biệt là γ-tocopherol [43], Vì vậy, hạt bụp giấm có thể được xem là một nguồn nguyên liệu rẻ tiền, hữu ích để khai thác, sử dụng cho y học cũng như sản xuất thực phẩm dinh dưỡng cho con người và động vật [39] (protein, lipid), đặc biệt ở các vùng kinh tế khó khăn, các nước kém và đang phát triển

1.2 Tổng quan về bánh cookie

1.2.1 Giới thiệu chung

Bánh cookie là một loại sản phẩm nướng dạng nhỏ được làm chủ yếu t bột

mì, đường và chất béo Bánh có độ ẩm dưới 5%, khi bao gói trong bao bì không hút

ẩm có thể bảo quản được 6 tháng hoặc hơn Bánh cookie có thể được làm với nhiều hình dạng kích thước khác nhau, sau khi nướng xong bánh có thể được phủ chocolate, kẹp kem hoặc thêm những hương vị khác nhau tùy thích [72]

Bánh cookie thuộc nhóm bánh xốp (short-dough) Sản phẩm thuộc nhóm này thường phân biệt với các nhóm khác qua bột nhào, bột nhào của loại bánh này thiếu dai và đàn hồi Bột mì hay các loại bột khác là thành phần nguyên liệu chủ yếu, hàm lượng chất béo và dung dịch đường có mặt trong bột nhào tạo nên cấu trúc bột nhào mềm, dính và sự hình thành mạng gluten được giảm tối thiểu Cấu trúc của bánh cookie loại này gồm một hỗn hợp protein, tinh bột và tinh thể đường Trong bột nhào không có một ma trận protein liên tục và chất béo thì tồn tại ở dạng các hạt cầu béo lớn hoặc những khối (giọt) lớn dính liền với nhau giữa những khối protein

và tinh bột Cấu trúc của loại bánh này khá thô do có bọt khí hình thành trong suốt quá trình nướng [72]

Bánh cookie có thể được phân loại theo phương pháp tạo hình như cookie dạng thanh, cookie tạo hình bằng cách ép đùn, cookie tạo hình bằng cách nặn, cookie tạo hình bằng máy ép, cookie dạng cuộn Ngoài ra cookie còn thể được phân loại theo tính chất đặc biệt như: cookie ít calo, cookie không béo hay cookie giàu xơ…

1.2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc bánh

1.2.2.1 Ảnh hưởng của các thành phần nguyên liệu cơ bản đến cấu trúc bánh

Bột mì là thành phần chủ yếu của bánh cookie, nó góp phần tạo nên cấu trúc, độ cứng và hình dạng của bánh Những ảnh hưởng này của bột mì ở mức độ như thế nào tùy thuộc vào hàm lượng béo và đường của t ng loại bánh khác nhau

và cách thức trộn bột nhào Tính chất chủ yếu của bột mì cần quan tâm đó chính là hàm lượng và chất lượng protein trong bột mì và mạng gluten hình thành khi trộn bột mì với nước Tùy t ng loại bánh và mức độ yêu cầu phát triển mạng gluten mà

sử dụng loại bột mì có hàm lượng protein thích hợp Bánh cookie, bột nhào mềm, chảy, hạn chế hình thành mạng gluten thì nên sử dụng bột mì có khoảng 8% protein Chất béo là một thành phần cần thiết trong sản xuất bánh cookie và là thành phần quan trọng nhất sau bột mì và đường Chất béo thể hiện chức năng quan trọng trong hình thành cấu trúc bột nhào Khi chất béo phủ lên bột mì, mạng lưới này bị phá

vỡ tính liên tục và tính chất cảm quan sau khi nướng của bánh ít cứng, mềm hơn và có khuynh hướng tan ra trong miệng Nếu hàm lượng chất béo cao, chức năng bôi trơn trong bột nhào thể hiện rõ rệt, chỉ cần ít nước hoặc thậm chí không cần nước cũng đạt

được một độ chắc mong muốn, ít mạng gluten được hình thành và sự trương nở, hồ hóa của tinh bột cũng giảm tạo ra một cấu trúc rất mềm [73] Trong quá trình nhào trộn bột nhào, có sự canh tranh bề mặt bột mì giữa pha nước và pha béo Nước hay dung dịch đường tương tác với protein bột mì để hình thành nên một mạng lưới dính liền, dai gọi là mạng gluten Bột nhào dễ dàng đứt gãy khi kéo, ta chỉ kéo được đoạn ngắn Do đó chất béo giúp làm xốp bánh cookie Loại và lượng chất béo sử dụng có ảnh hưởng lớn lên tác dụng làm xốp và vì vậy ảnh hưởng lớn lên chất lượng bánh cookie Đối với bánh cookie, loại chất béo không ảnh hưởng quan trọng nhưng lượng chất béo trong công thức ảnh hưởng lên độ nở của bánh cookie và khi tăng hàm lượng chất béo thì độ chắc của bột nhào sẽ giảm Tóm lại, chất béo làm tăng tính béo ngậy và

sự mềm dẻo của bánh, tạo hương thơm và tăng khẩu vị [74] Chất béo góp phần làm tăng độ nở ngang của bánh, nó làm tăng cường khả năng giữ khí làm nở bột nhào, làm tăng thể tích của bánh và làm cho bánh dễ nứt hơn [75]

Khi hàm lượng đường cao, trong quá trình nướng, chất béo sẽ kết hợp với dịch syrup và ngăn cản nó trở thành một khối cứng trong suốt khi nguội Nghiên cứu về sự hình thành cấu trúc lỗ hổng của bánh trong quá trình nướng cho thấy chất béo có khuynh hướng kìm hãm sự lan truyền của khí qua các thành tế bào trong suốt giai đoạn tới hạn của quá trình nướng ở giai đoạn nhiệt độ khoảng 38 – 580C khi bột nhào trở nên mềm hơn và trước khi các hạt tinh bột t mạng gluten hấp thu nước và trương nở làm cho mạng gluten trở nên dai và chắc hơn Sự ổn định này của các bọt khí tạo nên một cấu trúc tốt hơn Nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy trong quá trình làm bột nhào, các tinh thể béo ở dạng bán rắn sẽ tách khỏi pha lỏng

và bị bao bọc trong màng protein Màng protein này cho phép một số lượng lớn các tinh thể này gắn kết với các bọt khí Trong quá trình nướng các tinh thể béo tan chảy và màng protein gắn chặt trong bề mặt của các bọt khí như thể chúng giãn ra

vì vậy làm bền bọt hơn và những tinh thể nhỏ hơn sẽ có ảnh hưởng lớn hơn đến thuộc tính cơ học trong quá trình nướng Điều này giải thích lý do tại sao bột nhào làm t chất béo dạng bán rắn tạo cấu trúc tốt hơn so với chất béo dạng lỏng khi nướng

Đường là một thành phần quan trọng của bánh cookie xốp (short-dough) Nó góp phần tạo nên cấu trúc, hương, vị ngọt và màu sắc cho bánh cookie Số lượng,

kích thước hạt và loại đường sử dụng có ảnh hưởng lên chất lượng của bánh cookie Hàm lượng đường tan vào dung dịch tùy thuộc vào kích thước hạt đường, ảnh hưởng lên độ nở của bánh cookie và thuộc tính cơ học của bột nhào Đường được coi là một tác nhân hạn chế sự hình thành mạng gluten do nó cạnh tranh nước mà lẽ

ra sẽ được hấp thu bởi gluten [72, 76]

Đường trong bột nhào bánh cookie tan hoàn toàn hoặc tan một phần còn tùy vào lượng nước có trong bột nhào và sau đó kết tinh lại hoặc tạo thành dạng tinh thể

vô định hình sau khi nướng Chính vì vậy đường có ảnh hưởng mạnh mẽ lên cấu trúc của bánh cookie Nếu hàm lượng đường saccharose trong bánh cao thì bánh cứng Kích thước của tinh thể đường cũng như tỉ lệ hòa tan của chúng khi bột nhào được làm nóng lên trong lò nướng ảnh hưởng đến độ nở của bột nhào xốp (short dough) khi nướng và ảnh hưởng đến hình dạng, độ giòn của bánh thành phẩm Khi đường tan nó hòa vào pha lỏng của bột nhào đến một lúc nào đó dung dịch đường

sẽ bão hòa, lượng đường làm giảm lượng nước cần trong bột nhào Đường làm thay đổi điểm hồ hóa tinh bột lên nhiệt độ cao hơn, điều này làm cho bột nhào có nhiều thời gian để nở hơn trong lò nướng Đường được coi như là một chất chống oxy hóa trong bánh cookie và nó góp phần tăng thời gian bảo quản của bánh bằng việc làm chậm quá trình ôi hóa chất béo

Khi hàm lượng đường và béo cao làm giảm lượng nước dùng trong quá trình tạo bột nhào, nên protein không được hydrad hóa toàn bộ, dẫn đến hàm lượng gluten ướt trong bánh cookie thấp hơn bánh cracker Cấu trúc bánh cookie là hỗn hợp những phần tử protein và tinh bột Thành gluten của bánh cookie dày hơn bánh cracker và chất béo tồn tại trong những thể cầu lớn hoặc tạo thành dạng khối Điều này dẫn đến sự khác nhau về cấu trúc khi ăn: giòn, dễ vỡ và xốp

Như vậy, t những điều trên và theo công bố của Zoulias [77] rõ ràng việc giảm hoặc thay thế đường và chất béo ảnh hưởng đến cấu trúc cuối cùng của các loại cookies Hầu hết những công bố đều mô tả cường độ phá vỡ cấu trúc cookie dưới các điều kiện khác nhau Các điều kiện bao gồm việc sử dụng nhiều loại chất béo [78], và các chất béo khác nhau [79], hoặc các chất thay thế đường [80] và hàm lượng saccharose khác nhau [81] Cấu trúc của cookies được mô tả như một khối rắn có nhiều lỗ khí, bên trong xốp [82]

1.2.2.2 Ảnh hưởng của độ ẩm lên cấu trúc bánh cookie

Cấu trúc của những loại bánh cookie thương mại có thể khác nhau thậm chí trong cùng một cái bánh Điều này xảy ra chủ yếu là do sự phân bố ẩm không đồng đều trong sản phẩm, điều này là không thể tránh khỏi trong quá trình nướng thông thường Do đó, có thể nói độ ẩm của bánh cookie là một yếu tố quan trọng quyết định chất lượng của bánh Quy định nghiêm ngặt về hàm ẩm là rất quan trọng vì hàm ẩm ảnh hưởng đến tính ổn định và thời gian bảo quản của sản phẩm Ngoài ra, những tính chất cảm quan như độ giòn có thể bị ảnh hưởng ngược lại khi hàm ẩm của bánh tăng lên Việc bao gói thì rất quan trọng để bảo quản những sản phẩm này trong một môi trường khô, nhưng thường bao bì vẫn không thể đảm bảo hoàn toàn điều đó Tuy nhiên, những thực phẩm bán lẻ hoặc bảo quản tại gia đình, độ ẩm của không khí xung quanh thường cao, ảnh hưởng đến chất lượng của bánh cookie Việc bảo quản dưới điều kiện độ ẩm xung quanh cao làm tăng nhanh và sinh ra ứng suất Nội ứng suất này có thể gây ra sự gãy vỡ có thể nhìn thấy hoặc không nhìn thấy ở bánh cookie Những bánh cookie thương mại thường có chất lượng dao động bởi vì sự không đồng bộ về điều kiện nướng hoặc thêm cả điều kiện bảo quản và quá trình mua bán Bánh thường có khuynh hướng có vết nứt nhỏ sau một vài giờ sau khi nướng

1.3 Phương pháp xử lí nguyên liệu

1.3.1 Phương pháp ngâm – luộc

Trong nghiên cứu này phương pháp ngâm được sử dụng để phân tích độ ẩm theo thời gian để hạt đạt được độ ẩm bão hòa Ngoài ra, quá trình ngâm hạt sẽ được nảy mầm, sẽ làm thay đổi thành phần dinh dưỡng và cấu trúc của hạt Hơn nữa, tinh bột trong hạt sau khi nảy mầm dễ dàng bị thủy phân bởi enzym amylaza tạo ra các đường đơn, giúp quá trình tiêu hóa được tốt hơn Quá trình ngâm còn tạo ra một hàm lượng lớn γ-aminobutyric acid (GABA) Đây là một loại amino acid không thể thiếu đối với cơ thể để đảm bảo duy trì sự hoạt động bình thường của bộ não, đặc biệt là các neuron thần kinh và là một chất dẫn truyền thần kinh trong não và tủy sống của các loài động vật có vú Tác giả Chung và cộng sự đã khảo sát ảnh hưởng của quá trình ngâm và điều kiện nảy mầm trên hạt lúa mạch cho thấy, hàm lượng GABA tăng theo

thời gian lên men và cao hơn khi ngâm trong dung dịch đệm so với khi ngâm trong nước Khi cho hạt lúa mì lên men trong điều kiện yếm khí có nitơ trong bóng tối khoảng 12 giờ thì hàm lượng GABA tăng gấp 4 lần là 14.3mg/ 100g so với mẫu đối chứng là 3,7 mg/ 100g [83]

Quá trình luộc có thể loại đi thành phần gây nên vị đắng và chua có trong hạt bụp giấm hòa tan trong nước, bị giảm hay mất hoạt tính dưới tác dụng nhiệt Abdalbasit A,

M và cộng sự đã tiến hành khảo sát sự ảnh hưởng của các phương pháp chế biến (sấy khô, luộc) lên các thành phần hóa học cơ bản của hạt bụp giấm cho thấy quá trình luộc

và sấy khô làm tăng hàm lượng chất béo, xơ Kết quả phân tích thống kê chỉ ra rằng, hàm lượng protetin trong hạt tăng cao hơn khi xử lí bằng phương pháp luộc so với sấy khô Tổng phenolic giảm dần trong quá trình xử lí nhiệt [84] Mamta P Và Darshan P cũng thu được kết quả tương tự khi nghiên cứu trên hạt đậu đũa [85]

1.3.2 Phương pháp ngâm cồn 80%

Ethanol là một dung môi hữu cơ linh hoạt, có thể pha trộn với nước và với các dung môi hữu cơ khác như acid acetic, acetone, benzene, carbon tetrachlorua, chloroform, dietyl ete, etylen glycol, glycerol, nitrometan, pyridine và toluene.Ethanol cũng có thể trộn với các hydrocacbon béo nhẹ như pentan và hexan, và với các clorua béo như trichloroetan và tetrachloroetylen Do phân tử ethanol có một đầu không phân cực, nó cũng sẽ hòa tan các hợp chất không phân cực, bao gồm hầu hết tinh dầu và nhiều chất hương liệu, màu, và thuốc [86] Mặc dù hiệu quả trích ly các thành phần phenolic kém hơn aceton và methanol mặc dù độ phân cực của chúng tương đương nhau [87] Theo tác giả Đỗ và cộng sự hiệu quả trích ly hợp chất phenolic của methanol tinh khiết là 26.06%, ethanol tinh khiết là 17.03% và aceton tinh khiết là 12.33% [88], nhưng trong nghiên cứu này vì không muốn loại bỏ hoàn toàn các thành phần phenolic hiện diện trong hạt nên chọn dung môi trích ly là ethanol Ngoài ra, ethanol còn được xem là một loại rượu nên an toàn cho con người khi sử dụng với liều lượng thích hợp

1.3.3 Phương pháp sấy chân không

1.3.3.1 Đặc điểm

Sấy chân không là một kỹ thuật đã được sử dụng thành công trong nhiều ngành công nghiệp như dược phẩm, thực phẩm, thường dùng để sấy các loại vật liệu có chứa nhiều hàm lượng tinh dầu, hương hoa…Ưu điểm lớn của sấy chân không là năng lượng cần thiết để làm khô ít, giảm chi phí kinh tế và môi trường Sấy chân không có

xu hướng duy trì sự toàn vẹn của nguyên liệu ban đầu Đối với thực phẩm và dược phẩm, một số phương pháp sấy khác có thể làm suy giảm chất lượng và làm cho thực phẩm ít hấp dẫn hoặc ảnh hưởng đến công hiệu của sản phẩm thuốc nhạy nhiệt Do đó sản phẩm sấy chân không giữ được hầu như các tính chất ban đầu của vật liệu, sản phẩm bảo quản lâu và ít bị tác động bởi điều kiện bên ngoài

Tuy có nhiều ưu điểm nhưng sấy chân không chưa được sử dụng phổ biến vì giá thành thiết bị cao, khó đảm bảo độ kín cho một hệ thống chân không lớn, chỉ được

áp dụng ở quy mô nhỏ (phòng thí nghiệm), dùng sấy những loại vật liệu qíu hiếm, khô chậm, nhạy nhiệt và có yêu cầu cao về chất lượng

1.3.3.2 Nguyên lý hoạt động của sấy chân không

Phương pháp sấy chân không đó phụ thuộc vào áp suất điểm sôi của nước Nếu làm giảm áp suất (hạ áp) trong một thiết bị chân không xuống đến áp suất mà ở đó nước trong vật liệu bắt đầu sôi và bốc hơi sẽ tạo nên một dòng chênh lệch áp suất đáng

kể dọc theo bề mặt vật liệu, làm hình thành nên một dòng ẩm chuyển động trong ra bề mặt Điều này có nghĩa là ở một áp suất nhất định nước sẽ có một điểm sôi nhất định,

do vậy khi hút chân không sẽ làm cho áp suất trong vật liệu giảm đi và đến lúc đạt nhiệt độ sôi của nước ở áp suất đó nước trong vật sẽ hóa hơi, làm tăng áp suất trong vật liệu tạo nên chênh lệch áp suất hơi giữa áp suất bảo hòa hơi nước trên bề mặt vật liệu và phần áp suất hơi trong môi trường đặt vật liệu sấy Đây là động lực chính tạo điều kiện thúc đẩy quá trình di chuyển ẩm bên trong vật liệu ra ngoài bề mặt bay hơi của quá trình sấy chân không Dưới điều kiện chân không, quá trình bay hơi diễn ra nhanh chóng và qua đó quá trình khô sẽ rất nhanh, thời gian sấy giảm Một hệ thống sấy chân không thường được cấu tạo gồm buồng sấy, thiết bị ngưng tụ vàbơm hút chân không Chế độ sấy: tùy vào đặc tính, tính chất của t ng loại vật liệu sấy sẽ ảnh

hưởng đến tốc độ sấy mà ta cần xem xét để chọn thông số áp suất, nhiệt độ thích hợp cho t ng loại vật liệu sấy [89]

1.3.3.3 Một số nghiên cứu, ứng dụng của sấy chân không vào trong sản xuất thực phẩm

Những mẫu nhạy cảm với nhiệt độ cao thông thường được sấy ở áp suất thấp Điều này cho phép giảm nhiệt độ sấy và chất lượng sản phẩm tốt hơn so với sấy trong điều kiện nhiệt đối lưu và áp suất khí quyển [90] Vì sự giảm thời gian tương tác nhiệt

sẽ hạn chế ảnh hưởng của oxy lên cách hợp chất có hoạt tính sinh học (bioflavinoid, carotene, chất màu) Tuy nhiên, trái cây và rau quả sấy ở điều kiện không khí hay sấy chân không cho cấu trúc chắc hơn là sấy thăng hoa và giữ được đặc tính đàn hồi khi được ngâm nước trở lại gần với nguyên liệu khô [91]

β-Tác giả Madamba L F đã nghiên cứu tối ưu các điều kiện sấy chân không cần tây lát thu được kết quả tối ưu của điều kiện nhiệt độ sấy 74.5°C, áp suất chân không 17.5 inHg và độ dày lát 1 mm [92] Việc bổ sung tricalcium phosphate, maltodextrin vào glycerol monostearate thịt quả xoài cũng ảnh hưởng đến hiệu quả giảm ẩm Ngoài

ra, ảnh hưởng của các điều kiện sấy khác nhau và thành phần của thịt quả xoài đến thời gian sấy, màu sắc, độ ẩm cũng được nghiên cứu bởi Jaya D.H cộng sự [93] Điều kiện tối ưu được công bố đối với thịt xoài sấy chân không là các lát lên nhỏ hơn 2.6mm, nhiệt độ thấp hơn 72.3°C Zhang L.C và cộng sự tối ưu sấy chân không tiêu ướt ở điều kiện chân thấp (0.67 kPa) giữ được hàm lượng cao selen và chlorophyll [94]

Arévalo-Pinedo M F và cộng sự đã mô hình hóa động học của quá trình sấy chân không của những miếng bí đỏ dưới nhiều điều kiện sấy khác nhau, cũng như nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình chần hay lạnh động đến tốc độ sấy và đánh giá mức hao hụt cho phép đến hiệu quả giảm ẩm của miếng bí đỏ Cả hai biện pháp chần hoặc lạnh động đều làm giảm thời gian sấy, tuy nhiên biện pháp lạnh đông (−20°C trong 3 giờ) thì dường như hiệu quả hơn so với chần (95°C trong 5 phút) [95]

1.3.4 Phương pháp sấy phun

1.3.4.1 Đặc điểm

Sấy là quá trình làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu dưới tác dụng của nhiệt Nước được tách ra khỏi nguyên liệu nhờ: sự chênh lệch độ ẩm giữa bề mặt và bên trong vật liệu; chênh lệch áp suất riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh Mẫu nguyên liệu đưa vào sấy có dạng lỏng, sản phẩm thu được có dạng bột mịn Khi vào thiết bị sấy phun, mẫu nguyên liệu sẽ được phân tán thành những hạt nhỏ li ti chuyển động trong buồng sấy, chúng tiếp xúc trực tiếp với tác nhân nhiệt và làm bay hơi nước

Quá trình sấy phun gồm 3 giai đoạn cơ bản sau:

- Phân tán dòng nhập liệu thành những hạt nhỏ li ti (giai đoạn phun sương)

- Trộn mẫu vào không khí nóng và bay hơi nước trong mẫu

- Thu hồi sản phẩm

Ưu điểm của sấy phun

Thời gian tiếp xúc giữa nguyên liệu và tác nhân sấy rất ngắn do đó nhiệt độ của nguyên liệu trong buồng sấy không bị tăng quá cao, giảm được tổn thất của các thành phần mẫn cảm với nhiệt

Sản phẩn sau sấy phun có hình dạng, kích thước tương đối đồng nhất Tỷ lệ cấu

tử không bay hơi trong hạt sản phẩm tương tự trong mẫu lỏng ban đầu

Có thể hiện đại hóa các quy trình sản xuất công nghiệp nhờ có năng suất cao và làm việc liên tục

Nhược điểm của sấy phun

Không sử được cho những nguyên liệu có độ nhớt cao và sản phẩm thu hồi có

tỷ trọng cao

Thiết bị có tính đặc thù riêng theo t ng sản phẩm

Vốn đầu tư lớn

1.3.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy phun

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy phun Nhưng quan trọng nhất là những yếu tố sau:

Nồng độ chất khô của nguyên liệu: Trong quá trình sấy phun, nếu nồng độ chất khô của nguyên liệu càng cao thì lượng nước cần bốc hơi để sản phẩm đạt giá trị độ

ẩm cho trước sẽ càng thấp dẫn đến tiết kiệm được thời gian sấy và năng lượng cung cấp Tuy nhiên, nếu nồng độ chất khô quá cao sẽ làm tăng độ nhớt của nguyên liệu, gây khó khăn cho quá trình tạo sương trong buồng sấy, cơ cấu phun sương dễ bị tắc nghẽn hoặc tạo hạt với hình dạng và kích thước không như mong muốn

Nhiệt độ tác nhân sấy: Nhiệt độ tác nhân sấy là yếu tố ảnh hưởng đến độ ẩm của sản phẩm sau khi sấy phun Khi cố định thời gian sấy, độ ẩm của sản phẩm bột thu được sẽ giảm đi nếu ta tăng nhiệt độ tác nhân sấy Tuy nhiên, nếu nhiệt độ tác nhân sấy tăng lên quá cao, độ ẩm cuối cùng của sản phẩm sẽ không giảm thêm nhiều Hơn nữa việc gia tăng nhiệt độ có thể gây phân hủy một số cơ cấu trong nguyên liệu mẫn cảm với nhiệt và làm tăng quá trình tiêu hao năng lượng cho toàn quá trình

Một số tác nhân khác: Tốc độ bơm đưa nguyên liệu vào cơ cấu phun sương, lưu lượng không khí nóng vào buồng sấy, cấu tạo và kích thước buồng sấy

1.3.4.3 Một số nghiên cứu ứng dụng của kỹ thuật sấy phun trong sản xuất thực phẩm

Theo nghiên cứu của P M và cộng sự (2013) về việc khảo sát quá trình sấy phun dịch quả quít (Emblica officinalis) với các thông số là: áp lực 1,2 bar, tốc độ nạp liệu là 13 – 15 ml/phút, hàm lượng maltodextrin bổ sung vào khoảng 5 – 9%, và nhiệt

độ sấy khoảng 125 – 2000C sẽ có ảnh hưởng đáng kể đến các tính chất của sản phẩm như độ ẩm, màu sắc, phenolic tổng và DPPH Với điều kiện sấy 1250C, hàm lượng maltodextrin 5% thì khả năng giữ phenolic tổng và DPPH tốt hơn, tuy nhiên bột sấy phun dễ bị dính Ở điều kiện sấy 1750C, hàm lượng maltodextrin 7% sẽ khắc phục được hiện tượng bột dính, màu sắc sáng hơn và hàm lượng phenolic tổng giảm nhưng

ở mức độ chấp nhận [96]

Nghiên cứu của M Cano-Chauca và cộng sự (2005) về các chất mang khác nhau hỗ trợ cho quá trình sấy phun dịch xoài cũng đã kết luận rằng sử dụng 12% maltodextrin (DE20) bổ sung vào dịch xoài (120Brix) với nhiệt độ sấy 1600C, tốc độ nhập liệu 10 ml/phút thì sản phẩm sấy phun có chất lượng tốt hơn, độ hòa tan cao (trên 90%) so với khi kết hợp maltodextrin với crystalline cellulose 3%, 6%, 9% [97]

F Cristhiane Carolin và cộng sự (2012) đã nghiên cứu những ảnh hưởng của điều kiện sấy phun lên tính chất hóa lý của bột việt quất như độ ẩm, tính hút ẩm,

anthocyanin, màu sắc, trạng thái bột với nhiệt độ sấy 140 – 1800C và nồng độ maltosedextrin 5 – 25% Nghiên cứu thấy rằng nhiệt độ không khí đầu vào cao làm tăng đáng kể tính hút ẩm của bột, giảm độ ẩm của bột và dẫn đến sự hình thành của các hạt lớn hơn với bề mặt nhẵn Bột được sản xuất với nồng độ maltodextrin cao hơn

ít hút ẩm, màu sáng hơn, ít màu đỏ, và có độ ẩm thấp Khả năng lưu giữu anthocyanin chủ yếu bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ do tính nhạy cảm nhiệt của các sắc tố Các điều kiện tối ưu là nhiệt độ không khí đầu vào t 140 – 1500C và nồng độ maltodextrin 5 – 7% Nhìn chung, những kết quả này cho rằng chất lượng bột tốt, có thể thu được bằng cách sấy phun và có tiềm năng được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp thực phẩm [98]

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị

2.1.1 Nguyên liệu hạt bụp giấm

Hạt bụp giấm khô được thu mua tại tỉnh Bình Thuận, được sàng loại bỏ tạp chất, đất, đá, cát, sỏi được chia thành nhiều bao nhỏ và bảo quản trong tủ đông -

1800C trong suốt quá trình nghiên cứu

2.1.2 Hóa chất

Bảng 2.1 Danh mục hóa chất sử dụng

8 Natri citrate (Na3C6H5O7) ≥ 99,7% Trung Quốc

2.1.3 Thiết bị phục vụ nghiên cứu

- Tủ bảo quản mẫu: tủ lạnh Toshiba, Nhật

- Thiết bị ly tâm: Hitech, Đức

- Thiết bị sấy chân không: Evel 4, FDU 2100, Nhật

- Thiết bị sấy phun: Eyela Sd - 1000, Nhật

- Tủ sấy mẫu: Sử dụng tủ sấy Ecocell, Đức

- Máy Vortex: lắc ống nghiệm, sử dụng máy Vortex ZX3, Italia

- Máy đồng hóa: Đan Mạch

- Máy đo cấu trúc Instron 5543

- Máy đo quang phổ: 6600UV-VIS, Nhật

- Máy soi màu Konica Minolta, Nhật

- Thiết bị phân tích đạm: Trung Quốc

- Cân phân tích: cân 4 số lẻ, AND JAPAN, Nhật

Tủ lạnh Thiết bị sấy chân không

Máy đo pH

Máy lắc ống nghiệm