Nghiên cứu cải thiện cấu trúc, tính chất vật lý và cảm quan của bánh quy bổ sung bã mía

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

VÕ NGUYỄN ANH KIỆT

NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT VẬT
LÝ VÀ CẢM QUAN CỦA BÁNH QUY BỔ SUNG BÃ MÍA

Chun ngành: Cơng nghệ Thực phẩm
Mã số: 8540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 1 năm 2023


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn.............................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Nguyễn Hoài Hương...................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS.TS Trần Thị Thu Trà..................................
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.
HCM ngày 13 tháng 1 năm 2023
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. Chủ tịch hội đồng: PGS.TS Hồng Kim Anh
2. Thư ký: PGS.TS Tơn Nữ Minh Nguyệt

3. Ủy viên, Phản biện 1: TS. Nguyễn Hoài Hương
4. Ủy viên, Phản biện 2: PGS.TS Trần Thị Thu Trà
5. Ủy viên: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn.......
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 KỸ THUẬT HÓA HỌC


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
Họ tên học viên: VÕ NGUYỄN ANH KIỆT............................. MSHV: 2171008.............
Ngày, tháng, năm sinh: 27/02/1999............................................ Nơi sinh: TP HCM..........
Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm...................................... Mã số : 8540101.............
I.

TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu cải thiện cấu trúc, tính chất vật lý và cảm quan của

bánh quy bổ sung bã mía (Research on improving the structure, physical and
sensory properties of cookies supplemented with sugarcane bagasse)................................
II.

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: ...................................................................................
- Nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm bột nhào đến tính chất vật lý của bánh quy

bổ sung bã mía đã qua xử lý vi sóng- thủy phân.............................................................
- Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng lecithin trong cơng thức bánh quy đến
tính chất vật lý của sản phẩm..........................................................................................
- Nghiên cứu ảnh hưởng của hydrocolloid trong công thức bánh quy đến tính
chất vật lý của sản phẩm..................................................................................................

III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 05/09/2022...................................................................
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 21/05/2023...................................................
V.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : GS.TS Lê Văn Việt Mẫn

Tp. HCM, ngày . . . . tháng .. . . năm 20....
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
(Họ tên và chữ ký)


LỜI CÁM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện luận văn này, em đã nhận được rất nhiều sự hỗ
trợ và giúp đỡ. Trước tiên em xin cảm ơn người hướng dẫn luận án của em, Giáo sư
Lê Văn Việt Mẫn, Bộ mơn Cơng nghệ Thực phẩm, Khoa Kỹ thuật Hóa học, Trường
Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh. Em luôn nhận được sự hỗ trợ bất cứ
khi nào em gặp khó khăn hoặc có câu hỏi về nghiên cứu hoặc bài viết của mình.
Phản hồi sâu sắc của thầy đã giúp em mài giũa suy nghĩ của mình và đưa công việc

của em lên một tầm cao hơn.
Em cũng xin cảm ơn quý thầy cô trường Đại học Bách khoa TP.HCM, đặc
biệt là quý thầy cô của Bộ mơn Cơng nghệ Thực phẩm đã tận tình hướng dẫn, giúp
đỡ em vượt qua những khó khăn trong suốt quá trình nghiên cứu. Em xin cảm ơn
PGS. Tơn Nữ Minh Nguyệt, PGS. Trần Thị Thu Trà, ThS Trần Thị Hồng Hạnh,
ThS Nguyễn Thị Thủy, ThS Nguyễn Thị Thúy An. Thành tích này sẽ khơng thể
thực hiện được nếu khơng có các thầy cô.
Em xin cảm ơn các bạn, anh chị và các hậu bối tại phịng thí nghiệm Cơng
nghê Thực phẩm. Sự chia sẻ, động viên của mọi người là động lực to lớn giúp em
vượt qua những trở ngại trong suốt những năm học sau đại học và trong suốt quá
trình nghiên cứu, viết luận văn này.
Em xin cảm ơn Văn phòng sau đại học đã hỗ trợ, giúp đỡ em vượt qua những
khó khăn trong suốt q trình học tập và nghiên cứu suốt quá trình học tập tại
trường.
Em xin cảm ơn các thầy cô giáo trong hội đồng xét duyệt luận văn đã dành
thời gian đọc và góp ý giúp em hồn thiện luận văn này.
Cuối cùng, em xin dành ngàn lời yêu thương và lòng biết ơn đến gia đình,
đặc biệt là mẹ đã ln ở bên, ủng hộ, giúp đỡ em cả về vật chất lẫn tinh thần để em
hoàn thành luận văn.

i


Luận văn tốt nghiệp là kết quả của một quá trình nghiên cứu dài. Tuy em đã
rất cố gắng nhưng sẽ khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong nhận
được sự thơng cảm và những ý kiến đóng góp xây dựng từ các thầy cơ để Luận văn
này của em được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn!

Học viên

Võ Nguyễn Anh Kiệt

ii


TĨM TẮT
Với mục đích tận dụng nguồn phụ phẩm của cây mía, nghiên cứu này tập
trung vào việc cải thiện chất lượng của bánh quy giàu xơ bổ sung bã mía đã qua xử
lý enzyme kết hợp với xử lý vi sóng, từ đó bổ sung thêm bột bã mía vào thực phẩm.
công thức bánh quy giàu chất xơ.
Việc thay đổi độ ẩm bột nhào đã ảnh hưởng đến cấu trúc và các tính chất vật
lý của bánh quy thành phẩm. Cụ thể, khi tăng độ ẩm bột nhào từ 23% đến 35%, độ
cứng của bánh quy giảm từ 1653.3g xuống 1520.6g, đường kính bánh tăng 4%, độ
dày của bánh giảm đi 3% và chỉ số trương nở của bánh tăng lên 7%. Ngoài ra, khi
độ ẩm bột nhào tăng, bánh quy trở nên sáng màu hơn nhưng lại không thay đổi đáng
kể về tổng thể màu sắc. Bánh quy có độ ẩm bột nhào là 31% có điểm đánh giá cảm
quan là cao nhất trong các mẫu bánh quy được điều chỉnh độ ẩm bột nhào.
Lecithin thể hiện hiệu quả tốt trong việc cải thiện độ cứng của bánh quy bổ
sung bã mía đã qua xử lý vi sóng và enzyme. Độ cứng của bánh quy giảm đi 27%
khi khi bổ sung lecithin từ 0% đến 4% vào bánh quy. Tuy nhiên, khi tỉ lệ lecithin
tăng lên thì đường kính bánh tăng, độ dày giảm và chỉ số trương nở tăng lên rất
đáng kể; cùng với đó là sự giảm đi rõ ràng về chất lượng màu sắc của bánh quy.
Khi tăng tỉ lệ bổ sung từ 0% đến 2% khối lượng bột nhào của 2 mẫu chất keo
ưa nước agar và guar gum, bánh quy có sự cải thiện rõ rệt về các chỉ tiêu cấu trúc và
vật lý. Bánh quy bổ sung guar gum lại thể hiện ảnh hưởng mạnh mẽ hơn đến độ dày
và chỉ số SF của bánh quy, trong khi hai chất keo này lại không thể hiện sự khác
biệt đáng kể nào ở chỉ số đường kính bánh. Ở tỉ lệ bổ sung 1.5% thì guar gum lại
cho độ cứng bánh quy nhỏ hơn khi so với mẫu bánh dùng 1.5% agar. Về màu sắc
thì guar gum lại có xu hướng làm bánh quy trở nên sáng màu hơn mẫu đối chứng và
mẫu bánh bổ sung agar. Điểm cảm quan cho thấy người tiêu dùng đánh giá cao

bánh quy bổ sung guar gum 2% và agar 1%.

iii


ABSTRACT
With the aim of utilizing sugarcane by-products, this study focused on
improving the quality of fiber-rich cookies supplemented with sugarcane bagasse
that had undergone enzyme treatment in combination with microwave treatment,
thereby adding more sugarcane bagasse powder in food. High fiber cookie recipe.
Changes in dough moisture have affected the structure and physical properties
of the finished cookies. Specifically, when increasing the dough moisture content
from 23% to 35%, the hardness of the cookies decreased from 1653.3g to 1520.6g,
the diameter of the cookie increased by 4%, the thickness of the cookie decreased
by 3% and the SF index of cookies increased by 7%. In addition, as the moisture
content of the dough increased, the cookies became lighter in color but did not
change significantly in overall color. Cookies with a dough moisture content of 31%
had the highest acceptance score of the dough moisture adjusted cookie samples.
Lecithin showed a good effect in improving the hardness of microwave and
enzyme treated sugarcane bagasse powder supplemented cookies. The hardness of
the cookie was reduced by 27% when 0% to 4% lecithin was added to the cookie.
However, when the lecithin ratio increased, the cookie diameter increased, the
thickness decreased and the SF index increased significantly; along with it is a clear
reduction in the color quality of the cookies.
When increasing the addition rate from 0% to 2% by weight of the dough of
two hydrocolloids agar and guar gum, the cookies had an improvement in structural
and physical parameters. cookies supplemented with guar gum exhibited a stronger
effect on cookie thickness and SF index, while the two substances showed no
significant difference in cookie diameter index. At the rate of 1.5% supplemental
ratio, guar gum gave cookie hardness smaller compared to the sample using 1.5%

agar. In terms of color, guar gum tended to make cookies brighter than the control
and agar-supplemented samples. Sensory scores show that consumers appreciate
cookies fortified with 2% guar gum and 1% agar.

iv


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập của em. Các kết
quả trong nghiên cứu này không sao chép hay vi phạm quyền tác giả của bất cứ một
nguồn nào. Việc tham khảo tài liệu đã được trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham
khảo theo quy định.
Học viên
Võ Nguyễn Anh Kiệt

v


MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN.............................................................................................................. i
TÓM TẮT.................................................................................................................. iii
ABSTRACT................................................................................................................iv
LỜI CAM ĐOAN........................................................................................................v
MỤC LỤC.................................................................................................................. vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU........................................................................................ x
DANH MỤC HÌNH VẼ........................................................................................... xii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT................................................................................. xiii
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU....................................................................................... 1
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN......................................................................................3

2.1. Chất xơ thực phẩm và tính chất kỹ thuật.........................................................3
2.1.1. Định nghĩa..................................................................................................3
2.1.2. Phân loại.....................................................................................................3
2.1.3. Tính chất kỹ thuật...................................................................................... 5
2.2. Tác dụng của chất xơ đối với sức khỏe con người và phực phẩm giàu chất
xơ...................................................................................................................................7
2.2.1. Tác dụng của xơ đối với sức khỏe.............................................................7
2.2.2. Thực phẩm giàu chất xơ............................................................................ 8
2.3. Bã mía và ứng dụng trong sản xuất bánh giàu chất xơ.................................15
2.3.1. Giới thiệu chung về cây mía....................................................................15
2.3.2. Bã mía và ứng dụng trong sản xuất bánh giàu xơ...................................16
2.4. Phương pháp cải thiện cấu trúc bánh quy giàu xơ........................................27
vi


2.4.1. Phương pháp hiệu chỉnh độ ẩm của bột nhào......................................... 27
2.4.2. Phương pháp sử dụng phụ gia thực phẩm...............................................27
2.5. Điểm mới của đề tài...........................................................................................37
CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU............................................................................................................................38
3.1. Nguyên liệu......................................................................................................... 38
3.1.1. Bã mía...................................................................................................... 38
3.1.2. Bột bã mía xử lý vi sóng- thủy phân....................................................... 39
3.1.3. Ngun liệu làm bánh quy.......................................................................40
3.2. Hóa chất và thiết bị............................................................................................42
3.2.1. Chế phẩm enzyme....................................................................................42
3.2.2. Phụ gia cải thiện cấu trúc.........................................................................43
3.2.3. Thiết bị..................................................................................................... 44
3.3. Nội dung nghiên cứu......................................................................................... 45
3.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm bột nhào đến tính chất vật lý của bánh

quy bổ sung bã mía đã qua xử lý vi sóng- thủy phân........................................46
3.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng lecithin trong cơng thức bánh
quy đến tính chất vật lý của sản phẩm...............................................................50
3.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của hydrocolloid trong cơng thức bánh quy đến
tính chất vật lý của sản phẩm.............................................................................53
3.4. Các phương pháp phân tích............................................................................. 55
3.5. Phương pháp xử lý số liệu................................................................................ 55
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN............................................................. 56
4.1. Khảo sát ảnh hưởng của độ ẩm khối bột nhào đến các tính chất vật lý và
cảm quan của bánh quy bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng và thủy phân
vii


.....................................................................................................................................56
4.1.1. Ảnh hưởng của độ ẩm khối bột nhào đến độ cứng của bánh quy bổ sung
bột bã mía đã qua xử lý vi sóng và thủy phân...................................................56
4.1.2. Ảnh hưởng của độ ẩm khối bột nhào đến đường kính và độ dày của
bánh quy bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng và thủy phân.....................58
4.1.3. Ảnh hưởng của độ ẩm khối bột nhào đến màu sắc của bánh quy bổ sung
bột bã mía đã qua xử lý vi sóng và thủy phân...................................................59
4.1.4. Ảnh hưởng của độ ẩm khối bột nhào đến chất lượng cảm quan của bánh
quy bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng và thủy phân..............................60
4.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung lecithin đến các tính chất vật lý và
cảm quan của bánh quy bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng và thủy phân
.....................................................................................................................................61
4.2.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung lecithin đến độ cứng của bánh quy bổ sung
bột bã mía đã qua xử lý vi sóng và thủy phân...................................................61
4.2.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung lecithin đến đường kính và độ dày của bánh
quy bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng và thủy phân..............................63
4.2.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ lecithin đến màu sắc của bánh quy bổ sung bột bã

mía đã qua xử lý vi sóng và thủy phân..............................................................64
4.2.4. Ảnh hưởng của tỉ lệ lecithin bổ sung đến giá trị cảm quan của bánh quy
bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng và thủy phân..................................... 66
4.3. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung hydrocolloid đến các tính chất vật lý
và cảm quan của bánh quy bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng và thủy
phân............................................................................................................................67
4.3.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung agar và guar gum đến độ cứng của bánh
quy bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng và thủy phân..............................67

viii


4.3.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung agar và guar gum đến đường kính và độ
dày của bánh quy bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng -thủy phân...........69
4.3.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung agar và guar gum đến màu sắc của bánh
quy bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng -thủy phân................................. 71
4.3.4. Ảnh hưởng của tỉ lệ agar và guar gum bổ sung đến đánh giá cảm quan
của bánh quy bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng -thủy phân..................73
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..........................................................76
5.1. Kết luận...............................................................................................................76
5.2. Kiến nghị.............................................................................................................77
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................78

ix


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Hàm lượng chất xơ trong các nguồn thực phẩm khác nhau .......................8
Bảng 2.2 . Nghiên cứu về bánh quy giàu chất xơ...................................................... 12
Bảng 2.3 . Thành phần hóa học của bã mía có chứa lớp vỏ ngồi của cây mía trong

một số nghiên cứu trước đây (% chất khô)................................................................ 17
Bảng 2.4 . Nghiên cứu sử dụng bã mía trong sản xuất các sản phẩm bánh.............. 18
Bảng 2.5 . Thành phần và tính chất vật lý của bột mì, bột bã mía chưa xử lý và bột
bã mía đã qua xử lý.....................................................................................................21
Bảng 2.6 . Thành phần hóa học của ba mẫu bánh quy.............................................. 24
Bảng 2.7 . Tính chất vật lý và cảm quan của ba mẫu bánh quy................................ 25
Bảng 2.8 Ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt đến cấu trúc của bột nhào và sản
phẩm bánh...................................................................................................................29
Bảng 2.9 Phân loại dựa theo nguồn gốc của hydrocolloid [74]............................... 34
Bảng 2.10 Ảnh hưởng của hydrocolloid đến cấu trúc của bột nhào ...................... 35
Bảng 3.1 . Chất lượng bột mì (dựa trên 100g chất khơ)............................................ 41
Bảng 3.2 Đặc tính của chế phẩm enzyme Viscozyme® L....................................... 42
Bảng 3.3 Đặc tính của các phụ gia cải thiện cấu trúc............................................... 44
Bảng 3.4 Công thức bánh quy đối chứng được sử dụng trong nghiên cứu..............46
Bảng 3.5 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của của độ ẩm bột nhào đến tính chất vật
lý của bánh quy...........................................................................................................49
Bảng 3.6 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng lecithin đến tính chất vật
lý của bánh quy...........................................................................................................52
Bảng 3.7 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng hydrocolloid đến tính
chất vật lý của bánh quy............................................................................................. 54

x


Bảng 4.1 Ảnh hưởng của độ ẩm khối bột nhào đến đường kính và độ dày của bánh
quy bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng và thủy phân.......................................58
Bảng 4.2 Ảnh hưởng của độ ẩm khối bột nhào đến màu sắc của bánh quy bổ sung
bột bã mía đã qua xử lý vi sóng và thủy phân............................................................60
Bảng 4.3 Ảnh hưởng của độ ẩm khối bột nhào đến đánh giá cảm quan của bánh
quy bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng và thủy phân.......................................61

Bảng 4.4 Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung lecithin đến đường kính và độ dày của bánh
quy bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng -thủy phân.......................................... 63
Bảng 4.5 Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung lecithin đến màu sắc của bánh quy bổ sung
bột bã mía đã qua xử lý vi sóng -thủy phân............................................................... 65
Bảng 4.6 Ảnh hưởng của tỉ lệ lecithin bổ sung đến kết quả cảm quan của bánh quy
bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng -thủy phân................................................. 66
Bảng 4.7 Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung agar và guar gum đến đường kính và độ dày
của bánh quy bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng -thủy phân...........................70
Bảng 4.8 Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung agar và guar gum đến chỉ số màu sắc của
bánh quy bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng -thủy phân................................. 72

xi


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 3.1 . Quy trình tạo ra bột bã mía từ bã mía trong nghiên cứu.......................... 39
Hình 3.2 . Quy trình xử lý vi sóng kết hợp thủy phân cho bột bã mía...................... 40
Hình 3.3 Sơ đồ nội dung nghiên cứu.........................................................................45
Hình 3.4 Quy trình sản xuất bánh quy được sử dụng trong nghiên cứu khảo sát độ
ẩm bột nhào.................................................................................................................47
Hình 3.5 Quy trình sản xuất bánh quy được sử dụng trong nghiên cứu khảo sát hàm
lượng lecithin.............................................................................................................. 51
Hình 4.1 Ảnh hưởng của độ ẩm khối bột nhào đến độ cứng của bánh quy bổ sung
bột bã mía đã qua xử lý vi sóng và thủy phân............................................................57
Hình 4.2 Mẫu bánh quy bổ sung bã mía đã qua xử lý vi sóng và thủy phân ở các độ
ẩm bột nhào khác nhau............................................................................................... 59
Hình 4.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung lecithin đến độ cứng của bánh quy bổ sung
bột bã mía đã qua xử lý vi sóng và thủy phân............................................................62
Hình 4.4 Mẫu bánh quy bổ sung bã mía đã qua xử lý vi sóng -thủy phân ở các tỉ lệ
lecithin khác nhau....................................................................................................... 64

Hình 4.5 Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung agar và guar gum đến độ cứng của bánh quy
bổ sung bột bã mía đã qua xử lý vi sóng -thủy phân................................................. 67
Hình 4.6 . Mẫu bánh quy bổ sung bã mía đã qua xử lý vi sóng -thủy phân ở các tỉ lệ
hydrocolloid khác nhau.............................................................................................. 71
Hình 4.7 Ảnh hưởng của tỉ lệ agar và guar gum bổ sung đến đánh giá cảm quan của
bánh quy bổ sung bột bã mía đã qua xử lý microwave -thủy phân........................... 74

xii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
AOAC: Association of Official Analytical Chemists-Hiệp hội các Nhà hóa học
phân tích chính thức
CIE: Commission Internationale de I’Eclairage- Ủy ban Chiếu sáng Quốc tế
CMC: Carboxymethyl Cellulose
EGU: Endoglucanase Unit- đơn vị hoạt độ endoglucanase
FAO: Food and Agriculture Organization - Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp
Liên Hiệp Quốc
SF: Spread Factor- chỉ số trương nở
USDA: United States Department of Agriculture- Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ
VSSA : Vietnam Sugar Association- Hiệp hội mía đường Việt Nam

xiii


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
Bánh quy được mọi người biết đến là một loại bánh ngọt phổ biến, được sản
xuất và tiêu thụ ở nhiều nơi trên toàn thế giới. Đây là sản phẩm giàu năng lượng do
chứa hàm lượng đường cao, tiện lợi để sử dụng, giá cả hợp lý, đa dạng về chủng
loại và phù hợp với nhiều đối tượng tiêu dùng. Expert Market Research đã phân tích

rằng thị trường bánh kẹo được định giá 361.22 tỷ USD vào năm 2022 và dự kiến sẽ
đạt giá trị 473.50 tỷ USD vào năm 2028, với giá trị CAGR (tỷ lệ tăng trưởng kép
hàng năm) là 4.60% trong suốt giai đoạn dự báo, trong đó bánh quy chiếm hơn 60%
các mặt hàng bánh kẹo có trên thị trường. Như vậy, thị trường bánh quy là một thị
trường tiềm năng.
Tuy nhiên, bánh quy chứa nhiều đường và nghèo chất xơ nên không phù hợp
cho những người có chỉ số đường huyết cao [1]. Cùng với sự phát triển của xã hội,
con người đang có xu hướng sống lành mạnh hơn. Vì vậy, món ăn khơng những
phải ngon mà cịn cần phải có tác dụng tốt cho sức khỏe. Thực phẩm giàu chất xơ,
chỉ số đường huyết thấp, ít năng lượng là một trong những xu hướng nổi bật hiện
nay. Việc sử dụng các chất ngọt không cung cấp năng lượng trong công thức làm
bánh quy hiện nay được nhiều người quan tâm, đặc biệt là các bệnh nhân béo phì,
đái tháo đường loại 2 và những người kiêng ăn thực phẩm giàu năng lượng. Chất xơ
bao gồm cellulose, hemicellulose, lignin, pectin, gum, chất nhầy có nguồn gốc chủ
yếu từ thực vật, chúng khơng được tiêu hóa và hấp thụ ở ruột non, nhưng lại được
ruột già lên men một phần hoặc hoàn toàn [1]. Việc ăn đủ chất xơ sẽ làm giảm nguy
cơ mắc bệnh tim mạch, đột quỵ, tăng huyết áp, béo phì, đái tháo đường và một số
bệnh về rối loạn tiêu hóa [3] đồng thời góp phần giảm cân và cải thiện hệ thống
miễn dịch [4].
Bã mía chiếm khoảng 30 - 33% trọng lượng cây mía và được coi là phụ phẩm
trong q trình sản xuất mía đường và đồ uống (nước mía). Thành phần chính của
bã mía là nước và chất xơ. Theo Hiệp hội Mía đường Việt Nam (VSSA), sản lượng
mía cung cấp cho ngành mía đường hàng năm xấp xỉ 12,2 triệu tấn. Cả nước có 28
1


nhà máy đường với vùng nguyên liệu tương đối lớn trải dài khắp đất nước. Lượng
bã mía thải ra là rất lớn nhưng hiện nay việc sử dụng phụ phẩm này trong ngành
thực phẩm còn rất hạn chế. Theo Martinez-Hernandez và cộng sự (2017), cứ 1000
tấn mía được sử dụng để sản xuất saccharose sẽ tạo ra xấp xỉ 270 tấn bã mía [5].

Loại bã mía này có chứa phần vỏ cây mía và chủ yếu được sử dụng để sản xuất giấy,
phân bón, thức ăn chăn ni trên quy mơ tồn cầu.
Với tiềm năng của thị trường bánh quy giàu chất xơ, cùng với nguồn bã mía dồi
dào sẵn có ở Việt Nam, trong nghiên cứu trước đây tại phịng thí nghiệm cơng nghê
thưc phẩm của Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí
Minh, bã mía đã được sử dụng như một nguồn chất xơ bổ sung vào bánh quy. Bã
mía đã được xử lý vi sóng kết hợp với thủy phân để tạo ra bánh quy giàu xơ. Mục
đích của q trình xử lý bã mía là để làm tăng hàm lượng xơ tan và giảm lượng xơ
không tan trong bột bã mía nguyên liệu và trong bánh thành phẩm. Tuy nhiên, viêc
bổ sung xơ vào bánh quy đã làm cho cấu trúc của bánh quy giàu xơ trở nên cứng
hơn bánh quy thông thường. Trong nghiên cứu này, bánh quy sẽ được cải thiện cấu
trúc bằng cách thay đổi độ ẩm bột nhào và bổ sung các phụ gia thực phẩm. Mục
đích của nghiên cứu này là cải thiện chất lượng của sản phẩm bánh quy giàu xơ có
nguyên liệu được tận dụng từ phụ phẩm của quá trình chế biến thực phẩm, để được
nhiều người tiêu dùng chấp nhận.

2


CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
2.1.

Chất xơ thực phẩm và tính chất kỹ thuật

2.1.1. Định nghĩa
Chất xơ (Fiber) là thuật ngữ do Hipsley sử dụng vào năm 1953 [6]. Ông coi
chất xơ là thành phần không thể phá hủy của thành tế bào thực vật. Sau này, chất xơ
có nhiều định nghĩa khác nhau. Theo Trowell (1985) thì chất xơ thực phẩm (Dietary
fiber) là loại chất xơ ăn được bao gồm các thành phần của tế bào thực vật không bị
thủy phân (tiêu hóa) bởi các enzyme trong hệ tiêu hóa của con người [7], chủ yếu

gồm có hemicellulose, cellulose, lignin, oligosaccharide, pectin, gum và sáp [2].
2.1.2. Phân loại
Hiện nay, có nhiều cơ sở để phân loại chất xơ như dựa vào nguồn gốc của chất
xơ (tự nhiên hay tổng hợp), cấu trúc phân tử (thẳng hay phân nhánh), vai trò trong
giới thực vật, loại polysaccharide, dựa vào khả năng hòa tan trong hệ tiêu hóa, hoặc
dựa vào sản phẩm sau quá trình tiêu hóa. Tuy nhiên, các loại phân loại trên khơng
được coi là thỏa đáng vì các giới hạn khơng thể được xác định một cách tuyệt đối.
Cách phân loại chất xơ được chấp nhận rộng rãi nhất là sự khác biệt về khả năng
hòa tan của chúng trong nước và/hoặc khả năng lên men của chúng trong điều kiện
in-vivo. Do đó, hầu hết các chất xơ được phân thành hai loại: chất xơ khơng hịa tan
trong nước/lên men thấp trong ruột kết và chất xơ hòa tan trong nước/lên men tốt
[2]. Thành phần chính của nhóm chất xơ khơng hòa tan bao gồm cellulose,
hemicellulose và lignin. Trong khi các phân đoạn chính của nhóm chất xơ hịa tan
bao gồm: Pectin, gum và chất nhầy nói chung [2].
Cellulose: Cellulose là thành phần chính của thành tế bào thực vật. Về mặt hóa
học, cellulose là một homopolyme khơng phân nhánh, mạch thẳng, với monome
gồm các phân tử D-glucose liên kết với nhau bằng liên kết β-1,4 glycoside. Mỗi
phân tử cellulose có thể chứa từ 6000 - 12000 gốc glucose, tương ứng với phân tử
lượng 106 - 2.106 Da. Trong tự nhiên, cellulose tồn tại ở dạng bó sợi và giữa các
3


phân tử cellulose có liên kết hydro. Trong trường hợp các phân tử cellulose sắp xếp
song song và số lượng liên kết hydro giữa chúng tăng lên, cấu trúc của bó sợi sẽ trở
nên chặt chẽ, được gọi là cellulose tinh thể. Ngược lại, khi các phân tử cellulose sắp
xếp không theo trật tự và số lượng liên kết hydro được hình thành giữa các phân tử
giảm đi, cấu trúc bó sợi trở nên kém chặt chẽ hơn, dẫn đến cellulose có cấu trúc vơ
định hình. Do có nhiều liên kết hydro giữa các bó sợi và cấu trúc chắc chắn nên
cellulose có độ bền cơ học cao, độ hịa tan trong nước thấp và khả năng chống phân
hủy sinh học tốt. Cellulose khơng hịa tan trong nước và dung dịch kiềm, chỉ một

phần nhỏ cellulose thuộc nhóm vơ định hình dễ bị thủy phân hơn trong axit [8]. Tuy
nhiên, cellulose khơng được tiêu hóa ở bất kỳ mức độ nào bởi các enzyme tiêu hóa
trong cơ thể con người [2].
Hemicellulose: Cùng với cellulose, hemicellulose cũng là thành phần không thể
thiếu của thành tế bào thực vật. Nhưng khác với cellulose, hemicellulose có kích
thước phân tử nhỏ hơn, cấu trúc có cả dạng thẳng và dạng phân nhánh.
Hemicellulose là heteropolyme vì ngồi monomer D-glucose, hemicellulose cịn
bao gồm nhiều loại đường monomer pentose khác (D-xylose, L-arabinose) và
đường hexose (D-glucose, D-galactose, D-mannose, D-galacturonic và axit Dglucuronic) [9]. Do đó, tùy theo thành phần polysaccharid mà các loại
hemicellulose sẽ có tên gọi khác nhau như glucan, manan, galactan, xylan. Mỗi loại
hemicellulose có các tính chất khác nhau khơng chỉ do sự hình thành các monome
khác nhau mà cịn do cấu trúc nhánh. Ngồi liên kết chính β-1,4 glycoside, các đơn
phân cịn có thể liên kết với nhau bằng liên kết β-1,3 glycoside nên phân tử có độ
phức tạp và phân nhánh cao. Ngồi ra do hemicellulose có nhiều mạch nhánh nên
chúng tồn tại ở dạng vơ định hình và dễ bị thủy phân hơn cellulose. Hầu hết
hemicellulose không tan trong nước, tan trong kiềm lỗng. Nếu càng nhiều nhánh
thì hemicellulose có thể hịa tan một phần trong nước. Hemicellulose liên kết chặt
chẽ với cellulose, nằm trong khoảng không gian giữa các sợi cellulose, cùng với
lignin và pectin là chất kết dính các bó sợi, tạo thành tế bào chắc.

4


Lignin: Lignin không phải là một polysacaride mà là một polymer hữu cơ phức
tạp chứa khoảng 40 đơn vị phenylpropane bị oxy hóa, bao gồm các rượu coniferyl,
sinapyl và p-coumaryl đã trải qua quá trình trùng hợp khử hydro phức tạp. Các
lignin khác nhau về trọng lượng phân tử và hàm lượng methoxyl [2]. Lignin có
nhiều nhóm chức khác nhau (phenolic, methoxyl, carboxyl, p-hydroxy-phenyl,
aliphatic hidroxyl) [9], cấu trúc phân nhánh cao và vơ định hình. Do có các liên kết
liên phân tử bền chặt, bao gồm liên kết carbon-carbon, carbon-oxy nên lignin rất trơ,

khơng tan trong nước, khó thủy phân. Lignin thể hiện độ bền cao hơn bất kỳ
polymer tự nhiên nào khác [6]. Trong tế bào thực vật, lignin liên kết chặt chẽ với
hemicellulose và cellulose, đóng vai trị là chất kết dính, tạo thành tế bào bền vững.
Pectin: Pectin là một nhóm polysaccharid phức tạp, trong đó axit Dgalacturonic là thành phần chính, xen kẽ với các đơn vị rhamnose rải rác và được
phân nhánh bởi chuỗi các đơn vị pentose và hexose khác. Pectin là thành phần cấu
tạo nên thành tế bào thực vật và cũng đóng vai trò là chất liên kết trong tế bào. Khác
với lignin, pectin hịa tan tốt trong nước, có khả năng tạo gel tốt và được chuyển
hóa hồn tồn bởi vi khuẩn đường ruột [2].
Gum và chất nhầy: Đây là những chất xơ không phải là một phần của thành tế
bào nhưng được hình thành trong các tế bào thực vật đặc biệt. Chúng là hỗn hợp của
các polysacaride phân nhánh cao tạo thành gel, liên kết với nước và các chất hữu cơ
khác. Gum là chất tiết dính được hình thành khi tế bào thực vật bị thương. Chất
nhầy được tiết vào nội nhũ của hạt nơi chúng hoạt động để ngăn ngừa mất nước quá
mức. Chúng được thủy phân một phần bởi các enzyme và do đó được coi là chất xơ
hịa tan.
2.1.3. Tính chất kỹ thuật
Chất xơ là một hỗn hợp phức tạp của polysaccharide với nhiều chức năng và
hoạt động khác nhau khi chúng đi qua hệ thống tiêu hóa. Các chức năng và hoạt
động này phụ thuộc vào tính chất vật lý và hóa học của xơ. Một số tính chất vật lý
và hóa học của chất xơ bao gồm khả năng hòa tan, độ nhớt, khả năng tạo gel, khả
5


năng giữ nước, khả năng hấp thụ các ion và các phân tử hữu cơ và khả năng lên
men.
Độ hòa tan: Độ hịa tan là đặc điểm chính để phân loại chất xơ thành cả chất xơ
hịa tan và khơng hịa tan. Độ hịa tan có ảnh hưởng sâu sắc đến chức năng công
nghệ và tác dụng sinh lý của chúng. Nếu các polysaccharide trong xơ có cấu trúc
phân tử lồng vào nhau để tạo thành mạng tinh thể thì ở thể rắn sẽ bền hơn khi ở
dạng dung dịch nên chất xơ sẽ khơng bị hịa tan hoặc có độ hịa tan thấp. Ngược lại,

nếu phân tử có nhiều nhánh hơn và sự hiện diện của các nhóm chức ion (như
methoxyl hóa pectin) và khả năng liên kết vị trí giữa các đơn vị (với β-1, 3 và β-1,4
glycoside), thì độ hịa tan sẽ tăng lên [9]. Ngồi ra, việc thay đổi các đơn vị
monosaccharide hoặc cấu trúc phân tử của chúng (α- hoặc β-) cũng làm thay đổi độ
hòa tan của chất xơ [2].
Độ nhớt và khả năng tạo gel: Chất xơ hòa tan trong nước là thành phần chính
giúp tăng độ nhớt của dung dịch [10]. Chất xơ hịa tan có khả năng tạo gel, tăng độ
nhớt trong hệ tiêu hóa. Độ nhớt, hoặc khả năng tạo gel, có liên quan đến khả năng
hấp thụ nước và tạo khối của chất xơ. Do đó, khối gel do chất xơ tạo thành hoạt
động giống như chất rắn hơn là chất lỏng trong hệ thống tiêu hóa [2]. Hiện tượng
này có thể giải thích chúng ta cảm thấy no nhanh khi ăn thực phẩm giàu chất xơ.
Khả năng giữ nước (WHC): Khả năng giữ nước có thể hiểu là lượng nước được
giữ lại trên một đơn vị khối lượng vật liệu khô, trong các điều kiện cụ thể về nhiệt
độ, thời gian ngâm, thời gian và tốc độ ly tâm. Do thành phần polysaccharide của
xơ có nhiều nhóm –OH và các nhóm chức ưa nước khác nên khả năng ngậm nước
cao. Nước được giữ trên các vị trí ưa nước của phân tử polysacaride hoặc trong các
khoảng trống trong cấu trúc phân tử. Các quy trình như nghiền, sấy, nấu, ép đùn làm
thay đổi tính chất vật lý của cấu trúc xơ, có thể làm thay đổi q trình hydrat hóa và
hấp thụ nước của sợi. Ngồi ra, các điều kiện môi trường như nhiệt độ, pH, cường
độ ion, hằng số điện môi của dung dịch xung quanh và bản chất của các ion cũng có
thể ảnh hưởng đến tính chất hydrat hóa của xơ [11], [12].
6


Khả năng hấp thụ các ion và phân tử hữu cơ: Chất xơ được cho là làm giảm
khả năng hấp thụ khống chất vì polysacaride tích điện (chẳng hạn như pectin chứa
các nhóm carboxyl) bằng cách liên kết với các ion kim loại [2]. Do đó làm giảm
hiệu quả hấp thu các chất khoáng và nguyên tố vi lượng ở ruột. Ngồi ra, chất xơ
cịn có khả năng liên kết với axit mật, đặc biệt là các loại xơ giàu axit uronic và hợp
chất phenolic. Điều kiện môi trường (thời gian tiếp xúc, độ pH) có thể ảnh hưởng

đến khả năng hấp thụ các ion và phân tử hữu cơ của xơ [13].
Khả năng lên men: Mức độ lên men của xơ rất khác nhau, từ khơng hồn tồn
với lignin đến gần như hoàn toàn với pectin [9]. Chất xơ hòa tan được vi khuẩn ruột
kết lên men ở mức độ lớn hơn nhiều so với chất xơ khơng hịa tan [14]. Q trình
lên men chất xơ hịa tan đóng vai trò quan trọng tạo nên một số tác dụng sinh lý của
chất xơ đối với sức khỏe người tiêu dùng.
2.2.

Tác dụng của chất xơ đối với sức khỏe con người và phực phẩm giàu
chất xơ

2.2.1. Tác dụng của xơ đối với sức khỏe
Nhìn chung, chất xơ có tính ưa nước cao, có vai trị giữ nước ở ruột kết nên
phân ít khơ và dễ đào thải ra ngồi. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng cả chất xơ hòa
tan và khơng hịa tan đều cải thiện hệ thống tiêu hóa của con người theo nhiều cách
khác nhau [15]. Chất xơ hòa tan là những chất xơ hòa tan trong nước tạo thành một
hệ thống keo, đi qua hệ thống tiêu hóa của ruột non và dễ dàng được lên men bởi hệ
vi sinh vật trong ruột già [16]. Ngoài ra, chất xơ hịa tan có liên quan đến một lượng
nhỏ cholesterol trong máu và giảm hấp thu glucose trong ruột khi cơ thể tiêu thụ
một lượng lớn carbohydrate [17]. Chất xơ khơng hịa tan khơng có khả năng tạo gel
vì chúng khơng hịa tan trong nước và khó lên men [16]. Mặt khác, chất xơ khơng
hịa tan có độ xốp cao nên có liên quan đến khả năng giữ nước, tăng khối lượng
phân, ngăn ngừa và giảm táo bón, thúc đẩy nhuận tràng [15]. Theo Hiệp hội Dinh
dưỡng Hoa Kỳ (ADA), tỷ lệ chất xơ khơng hịa tan và chất xơ hòa tan xấp xỉ 3: 1
được coi là lành mạnh đối với chế độ ăn uống của con người [18]. Trong công nghệ
7


chế biến thực phẩm, việc kết hợp chất xơ hòa tan trong các sản phẩm thực phẩm có
lợi hơn vì nó tạo độ nhớt, khả năng tạo gel và hoạt động như một chất nhũ hóa so

với chất xơ khơng hịa tan [2].
Chất xơ có rất nhiều lợi ích cho sức khỏe con người. Cung cấp đủ chất xơ giúp
giảm nguy cơ mắc các bệnh như bệnh tim, đột quỵ, tăng huyết áp, béo phì, tiểu
đường và một số rối loạn tiêu hóa [3]. Đồng thời, chế độ ăn nhiều chất xơ cũng có
thể góp phần giảm cân và tăng cường hệ miễn dịch [20].
2.2.2. Thực phẩm giàu chất xơ
Nông sản giàu chất xơ: Chất xơ tự nhiên có trong ngũ cốc, rau, trái cây và hạt.
Số lượng và thành phần chất xơ là khác nhau đối với các loại thực phẩm khác nhau
[21]. Một chế độ ăn giàu chất xơ thường có ít năng lượng, hàm lượng chất béo thấp
và dẫn đến cảm giác no nhanh chóng [22]. Ngũ cốc là một trong những nguồn cung
cấp chất xơ chính, cung cấp khoảng 50% lượng chất xơ cần thiết, 30-40% chất xơ
đến từ rau, khoảng 16% từ trái cây và các nguồn khác [2]. Hàm lượng chất xơ của
các nguồn thực phẩm khác nhau được trình bày trong Bảng 2.1.
Bảng 2.1 Hàm lượng chất xơ trong các nguồn thực phẩm khác nhau [2]
Chất xơ (g/100g khẩu phần ăn)
Nguồn gốc
Tổng

Khơng tan

Hịa tan

Lúa mạch

17.3

-

-

Bắp

13.4

-

-

Hạt

8


Yến mạch

10.3

6.5

3.8

Gạo (khơ)

1.3

1.0

0.3

Gạo (nấu)

0.7

0.7

0.0

Lúa mì (ngun hạt)

12.6

10.2

2.3

Mầm lúa mì

14.0

12.9

1.1

Đậu xanh

1.9

1.4

0.5

Đậu nành

15.0

-

-

Đậu xanh đông lạnh

3.5

3.2

0.3

Đậu trắng

17.7

13.4

4.3

Khoai tây (không vỏ)

1.3

1.0

0.3

Mướp đắng

16.6

13.5

3.1

Rễ củ cải đỏ

7.8

5.4

2.4

Rau chân vịt

2.6

2.1

0.5

Đậu

Rau củ

9