Luận án: Sử dụng vỏ thanh long thay thế bột mì sản xuất bánh quy giàu chất xơ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA MAI THỊ HẢI ANH SỬ DỤNG VỎ TRÁI THANH LONG ĐỂ THAY THẾ MỘT PHẦN BỘT MÌ TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT BÁNH QUY GIÀU CHẤT XƠ LUẬN ÁN TIẾN SĨ TP. HỒ CHÍ MINH - NĂM 2024 VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY HO CHI MINH CITY HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MAI THI HAI ANH UTILIZING PITAYA PEEL POWDER FOR PARTIAL REPLACEMENT OF WHEAT FLOUR IN THE PRODUCTION OF HIGH-FIBER COOKIES A disertation submitted for degree of Doctor of Philosophy HO CHI MINH - 2024 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA MAI THỊ HẢI ANH SỬ DỤNG VỎ TRÁI THANH LONG ĐỂ THAY THẾ MỘT PHẦN BỘT MÌ TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT BÁNH QUY GIÀU CHẤT XƠ Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Mã số chuyên ngành: 9540101 Phản biện độc lập: PGS.

Nguyễn Vũ Hồng Hà Phản biện độc lập: PGS. Lê Nguyễn Đoan Duy Phản biện: PGS. Kha Chấn Tuyền Phản biện: PGS. Phan Ngọc Hòa Phản biện: PGS.

Lê Hồng Phú NGƯỜI HƯỚNG DẪN: 1. LÊ VĂN VIỆT MẪN 2. TRẦN THỊ THU TRÀ 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 án này là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào.

Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định. Tác giả luận án Chữ ký Mai Thị Hải Anh i TÓM TẮT LUẬN ÁN Sản phẩm bánh quy truyền thống có hàm lượng đường, tinh bột và giá trị năng lượng cao nhưng lại nghèo chất xơ. Vỏ trái thanh long (PFP) là phụ phẩm của quy trình chế biến trái thanh long nhưng giàu chất xơ và các chất có hoạt tính sinh học. Trong nghiên cứu này, bột vỏ trái thanh long (PPP) được sử dụng để thay thế một phần bột mì trong quy trình sản xuất bánh quy giàu chất xơ.

Mục đích của luận án là xác định (i) sự ảnh hưởng của quá trình chần đến chất lượng PFP, (2i) sự ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng PPP, (3i) sự ảnh hưởng của kích thước lỗ rây đến chất lượng PPP, (4i) sự ảnh hưởng của kích thước PPP đến chất lượng bánh quy, (5i) sự ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung PPP đến chất lượng bánh quy. Kết quả cho thấy, khi tăng nhiệt độ chần từ 70 đến 98±2 oC, sau 3 phút chần, mức độ vô hoạt polyphenoloxidase (PPO) và peroxidase (POD) tăng lần lượt từ 28.4%, trong khi đó, phần trăm betacyanin và phenolic tổn thất cũng tăng lần lượt từ 2.0%; hoạt tính chống oxy hóa (OXH) cũng càng giảm. Tương tự, sự tăng mức độ vô hoạt enzyme và tổn thất các hợp chất chống oxy hóa nói trên cũng tăng theo thời gian chần; tuy nhiên, sự tổn thất hàm lượng betacyanin, phenolic và hoạt tính chống OXH của PPP có qua chần luôn thấp hơn so với mẫu không qua chần khi chúng được bảo quản ở nhiệt độ phòng. Điều kiện thích hợp để sấy vỏ thanh long là nhiệt độ 60 oC, tốc độ tác nhân sấy 3.0 m/s và thời gian sấy 8.

Kích thước lỗ rây càng giảm thì PPP thu được có hàm lượng chất xơ tổng, chất xơ không hòa tan giảm nhưng chất xơ tan, phenolic tổng và hoạt tính chống OXH tăng. Khi bổ sung 10% PPP vào công thức bánh quy với kích thước hạt giảm dần, hàm lượng phenolic, hoạt tính chống OXH của bánh tăng lên nhưng chất xơ tổng giảm; đường kính, độ dày và thể tích của bánh cũng giảm nhưng tỉ trọng và độ cứng của sản phẩm lại tăng. Khi tỷ lệ PPP bổ sung tăng từ 0 đến 25%, hàm lượng chất xơ, betacyanin, phenolic và hoạt tính chống OXH của sản phẩm tăng; chỉ số GI và mức độ ưa thích chung giảm; sự giải phóng các hoạt chất và hoạt tính chống OXH tăng ở tất cả các bước tiêu hóa in vitro; ii tuy nhiên, độ cứng và màu đỏ của bánh tăng. Khi sử dụng 15% PPP thì bánh quy thu được là thực phẩm giàu chất xơ (hàm lượng chất xơ xấp xỉ 6.

Sử dụng chất nhũ hóa lecithin với tỷ lệ 2% khối lượng bột nguyên liệu giúp cải thiện các tính chất vật lý của bánh quy giàu xơ khi tỷ lệ bổ sung PPP trong công thức gia tăng đến 25%. iii ABSTRACT Traditional cookies are rich in sugar, starch, and energy but low in dietary fiber. Pitaya fruit peel is a by-product of the pitaya fruit processing; it is rich in dietary fiber and bioactive compounds. In this study, pitaya peel powder (PPP) was used to partially replace wheat flour in the production of high-fiber cookies.

The research objectives were to determine: (i) the impacts of blanching conditions on the quality of pitaya peel, (ii) the impacts of drying conditions on the PPP quality, (iii) the impacts of sieve aperture size on the PPP quality, (iv) the impacts of PPP particle size on the cookie quality, and (v) the impacts of PPP ratios in the cookie recipe on the product quality. The results show that when the blanching temperature increased from 70 to 98±2 oC, after 3 minutes, the inhibition levels of polyphenoloxidase (PPO) and peroxidase (POD) were enhanced from 28. Meanwhile, the percentage of betacyanin and phenolic losses were increased from 2.0%, respectively; the antioxidant activity of pitaya peel was also reduced. However, the loss in betacyanins, phenolics, and antioxidant activity of the blanched PPP was lower than that of the unblanched counterpart.

The appropriate conditions of convection drying of pitaya peel were drying temperature of 60 °C, hot air speed of 3.0 m/s and drying time of 8. For PPP, the smaller the particle size, the lower the total fiber content, but the greater the soluble fiber and phenolic contents as well as the higher the antioxidant activity. At 10% PPP level in the cookie formulation, decrease in PPP particle size enhanced the phenolic content and antioxidant activity of cookies but reduced its total fiber content as well as its diameter, thickness, and volume; however, the density and hardness of the product was increased. When the PPP ratio in cookie recipe increased from 0 to 25%, the dietary fiber, betacyanin, total phenolic content and antioxidant activity of the product were improved, while the GI and overall acceptability were reduced.

Additionally, the release of betacyanin, phenolics, and antioxidant activity increased in all in vitro digestion steps. The cookies supplemented with 15 % PPP were considered high fiber food. iv Using 2% of lecithin emulsifier improved the physical properties of high-fiber cookies when the addition ratio of PPP in the cookie recipe increased to 25%. v LỜI CÁM ƠN Trong quá trình thực hiện đề tài: “Sử dụng vỏ trái thanh long để thay thế một phần bột mì trong quy trình sản xuất bánh quy giàu chất xơ”, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của nhà trường, quý Thầy, Cô hướng dẫn, các cơ quan, đơn vị, đồng nghiệp, gia đình, bạn bè.

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, khoa Kỹ thuật hóa học, bộ môn Công nghệ thực phẩm, các đơn vị của Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh và Ban Giám hiệu, khoa Nông Lâm Nghiệp, bộ môn Công nghệ Thực phẩm, viện CNSH&MT, các đơn vị của trường Đại học Tây Nguyên đã tạo điều kiện, hỗ trợ tôi trong những năm tôi học tập và thực hiện luận án. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình tới GS. Lê Văn Việt Mẫn và PGS. Trần Thị Thu Trà đã tận tình hướng dẫn tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận án.

Cuối cùng, tôi chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè luôn động viên, khích lệ và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Chân thành cảm ơn Mai Thị Hải Anh vi MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH.xi DANH MỤC BẢNG BIỂU. xiii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .xv CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU .1 Lý do chọn đề tài .2 Mục đích nghiên cứu .3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .2 Phạm vi và nội dung nghiên cứu .4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.1 Ý nghĩa khoa học .2 Ý nghĩa thực tiễn .3 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN .1 Bánh quy giàu xơ .1 Tổng quan về bánh quy .2 Các nguồn chất xơ sử dụng trong sản xuất bánh quy .3 Ảnh hưởng của việc bổ sung phụ phẩm quy trình chế biến thực phẩm đến chất lượng của bánh quy .2 Trái thanh long.1 Giới thiệu chung .2 Thành phần hóa học của vỏ trái thanh long.3 Sử dụng vỏ trái thanh long để sản xuất các sản phẩm có giá trị gia tăng.4 Ứng dụng bột vỏ trái thanh long để sản xuất thực phẩm giàu xơ .3 Đánh giá một số tính chất sinh học của thực phẩm bằng phương pháp tiêu hoá trong ống nghiệm (In vitro digestion) .1 Khả năng tiếp cận sinh học (bioaccessibility) và khả dụng sinh học (bioavailability) .2 Chỉ số đường huyết (Glycemic index) .3 Phương pháp tiêu hoá trong ống nghiệm để đánh giá một số tính chất sinh học của thực phẩm. Điểm mới của luận án .31 CHƯƠNG 3 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .1 Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị sử dụng .1 Vỏ trái thanh long .2 Nguyên liệu làm bánh .3 Hoá chất và thiết bị .2 Chế phẩm enzyme .2 Nội dung nghiên cứu .3 Bố trí thí nghiệm .1 Quy trình chuẩn bị bột vỏ thanh long .2 Công thức và quy trình làm bánh sử dụng trong nghiên cứu .3 Hoạch định thí nghiệm .4 Các phương pháp phân tích .1 Phương pháp xác định thành phần hóa học .2 Phương pháp định lượng hoạt tính chống oxy hóa .3 Phương pháp xác định tính chất vật lý.

Phương pháp đánh giá cảm quan .5 Phương pháp xác định hoạt tính, thông số động học của quá trình bất hoạt polyphenoloxidase, peroxidase và sự phá hủy betacyanin, phenolic tổng .6 Phương pháp đánh giá khả năng tiêu hóa in vitro của các mẫu bánh .5 Phương pháp xử lý số liệu .52 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .1 Ảnh hưởng của điều kiện chần đến chất lượng vỏ thanh long .1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến hoạt tính polyphenoloxidase và peroxidase .2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến hàm lượng chất chống oxy hóa và hoạt tính chống oxy hóa .3 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến màu sắc vỏ .4 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến khả năng bảo quản bột vỏ thanh long .2 Ảnh hưởng của điều kiện sấy đến chất lượng bột vỏ trái thanh long .1 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng xơ, betacyanin, phenolic tổng và hoạt tính chống oxy hóa của bột vỏ trái thanh long .2 Ảnh hưởng của tốc độ dòng tác nhân sấy đến hàm lượng xơ, betacyanin, phenolic tổng và hoạt tính chống oxy hóa của bột vỏ trái thanh long .3 Ảnh hưởng của kích thước rây đến chất lượng của bột vỏ thanh long.