Sử dụng cám mì thay thế một phần bột mì trong sản xuất mì spaghetti giàu chất xơ

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

NGÔ HOÀI NAM

SỬ DỤNG CÁM MÌ THAY THỂ MỘT PHẦN BỘT MÌ
•••

TRONG SẢN XUẤT MÌ SPAGHETTI GIÀU CHẤT XƠ

Chuyên ngành:
Mã số:

CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
60540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2018


Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG-HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: GS.TS. Lê Văn Việt Man Cán

bộ chấm nhận xét 1: PGS. TS. Lê Nguyễn Đoan Duy Cán bộ

chấm nhận xét 2: TS. Vũ Trần Khánh Linh
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại Học Bách Khoa - Đại Học Quốc Gia TP.HCM
ngày 17 tháng 07 năm 2018

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS. TS. Hoàng Kim Anh
2. PGS. TS. Lê Nguyễn Đoan Duy
3. TS. Vũ Trần Khánh Linh
4. TS. Võ Đình Lệ Tâm
5. TS. Nguyễn Thị Hiền

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng khoa quản lý chuyên ngành
sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA

PGS.TS. Hoàng Kim Anh

GS.TS. Phan Thanh Son Nam


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

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
••••

Mã sô học viên: 1670857

Họ và tên học viên: Ngô Hoài Nam
Ngày sinh: 21/10/1993

Nơi sinh: Sóc Trăng Mã

Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm

ngành: 60540101

I. TÊN ĐÈ TÀI
Sử dụng cám mì thay thế một phần bột mì trong sản xuất mì spaghetti giàu chất xơ
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG
1. Khảo sát ảnh hưởng của kích thước hạt cám mì đến chất lượng mì spaghetti
2. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ sử dụng cám mì đến chất lượng mì spaghetti
III.

NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 15/01/2018

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/06/2018
V.

CÁN Bộ HƯỚNG DẪN: GS.TS. Lê Văn Việt Man

Thành phổ Hồ Chí Minh, ngày 6 tháng 7 năm 2018
CÁN Bộ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM Bộ MÔN
(Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

GS.TS. Lê Văn Việt Man

GS.TS. Lê Văn Việt Man

TRƯỞNG KHOA
(Họ tên và chữ ký)

GS.TS. Phan Thanh Sơn Nam


i

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin đặc biệt bày tỏ lòng biết on sâu sắc đến GS.TS Lê Văn Việt Man
- Bộ môn Công nghệ Thực phẩm - Khoa Kỹ thuật Hoá học - Trường Đại Học Bách Khoa Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ cũng
như truyền đạt những kiến thức vô cùng quí báu trong suốt thời gian học tập và thực hiện
luận văn tại trường.
Tôi xin chân thành cảm on Ban chủ nhiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, tất cả
Quý Giảng viên cùng các Cán bộ phòng thí nghiệm của Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm Khoa Kỹ thuật Hoá học - Trường Đại Học Bách Khoa - Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ
Chí Minh đã chỉ dẫn tận tình và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình thực hiện Luận
văn Thạc sĩ.
Tôi cũng không quên gửi lời cám on đến tất cả các em đại học khoá KI4 - KI5 và các
bạn học viên Cao học chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm khoá 2016-2 của Bộ môn Công
Nghệ Thực Phẩm - Khoa Kỹ thuật Hoá học - Trường Đại Học Bách Khoa - Đại Học Quốc
Gia Thành Phố Hồ Chí Minh. Những người em, những người bạn đã nhiệt tình giúp đỡ, động
viên, góp ý chân tình và hỗ trợ hết mình cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu cũng như
trong cuộc sống.
Lòi cuối cùng, xin kính chúc GS.TS Lê Văn Việt Man cùng tất cả Quý Giảng viên và
các bạn học viên thật nhiều sức khỏe và thành công!

Xin chân thành cảm on tất cả mọi người!

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 07 năm 2018
Học viên

Ngô Hoài Nam


ii

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Lúa mì (Triticum aestivum) là một trong những nguyên liệu phổ biến nhất trong
ngành công nghiệp chế biến ngũ cốc trên thế giới. Hạt lúa mì chủ yếu được sử dụng làm
nguồn thực phẩm giàu carbohydrate. Cám lúa mì là sản phẩm phụ của quá trình xay xát lúa
mì và chủ yếu được sử dụng làm thức ăn gia súc ở Việt Nam. Mục đích của nghiên cứu này
là phát triển các sản phẩm có giá trị gia tăng từ cám lúa mì, cụ thể hon là thử nghiệm tạo sản
phẩm mì spaghetti giàu xơ được làm từ hỗn họp cám mì và bột mì truyền thống. Nghiên cứu
gồm 2 phần chính là khảo sát ảnh hưởng của kích thước hạt cám mì và tỉ lệ bổ sung cám mì
đến chất lượng của mì spaghetti, bao gồm các tính chất cơ lý, thành phần hóa học, tính chất
nấu (cooking properties) của mì, màu sắc và chất lượng cảm quan.
Với 3 kích thước lỗ rây khảo sát là 0.5; 0.2 và 0.149mm, lỗ rây 0.21mm được chọn.
Ở kích thước này, các thành phần hóa học của cám như hàm lượng protein, lipid, tro, chất xơ
tổng, chất xơ hòa tan và chất xơ hòa tan giảm không nhiều khi so với mẫu cám mì qua rây
0,5mm. Độ tổn thất trong quá trình nấu mì khi sử dụng cám qua rây 0.2lmm thấp hơn so vói
mẫu qua rây 0.5mm, còn chỉ số trương nở và chỉ hấp thu nước lại cao hơn. Tương tự, độ nhai,
độ phục hồi và độ dai của mì khi bổ sung cám mì qua rây 0.21 và 0.149mm thì không có khác
biệt so với mẫu đối chứng.
Với tỉ lệ thay thế cám mì từ 0% đến 25%, hàm lượng protein, tro, lipid, chất xơ tổng,
chất xơ hòa tan và không hòa tan trong sản phẩm sẽ tăng theo, trong khi đó hàm lượng tinh
bột lại giảm; tương tự, các chỉ tiêu về độ tổn thất trong quá trình nấu tăng lên, còn thời gian

nấu, độ hấp thu nước, chỉ số trương nở và độ giãn dài của sản phẩm cũng giảm dần. Ở tỉ lệ
thay thế cám mì từ 5% đến 15% thì phục hồi, độ nhai và độ dai của mì sẽ tăng, còn khi tăng
tỉ lệ cám mì từ 20% đến 25% thì độ dai và độ giản dài của mì spaghetti sẽ giảm so với mẫu
đối chứng. Tỉ lệ thay thế cám mì là 10% và 15% sẽ được ngưòi tiêu dùng chấp nhận.


ABSTRACT
Wheat (Triticum aestivum) is one of the most popular grain in the processing cereal
industry around the world. Wheat grain is mainly used as a source of ingredent rich in
carbohydrate. Wheat bran is a by-product of wheat milling process and is primarily used as
animal feed in Vietnam. The purpose of this study is to develop value-added products from
wheat bran. In particular, the study focuses on producing fiber-rich spaghetti made from a
mixture of wheat bran and traditional wheat flour. The study consisted of two main sections:
investigating the effect of wheat bran size and wheat bran supplementation on the quality of
spaghetti, including texture properties, chemical composition, cooking properties, color and
sensory quality.
The size of the sieves are 0.5; 0.21 and 0.149mm, 0.21mm is selected. At this sieve
size, the chemical components of wheat bran including protein, lipid, ash, total fiber, soluble
fiber and insoluble fiber are not significantly reduced when compared to 0.5mm sieve. The
cooking loss of spaghetti using wheat bran mechanically treated with 0.21 mm sieve is lower
than that of the 0.5 mm sieve, while the swelling ratio and water absorption are higher.
Similarly, chewiness, springiness and gumminess of spaghetti using wheat bran mechanically
treated with 0.21 and 0.149 mm sieves are not significantly different from control samples.
With the supplement ratio of wheat bran from 0% to 25%, the protein, ash, lipid, total
fiber, soluble and insoluble fiber content in the product increase while the starch content
decreases. Similarly, the cooking loss increases while the cooking time, water absorption,
swelling index and elongation of the product decrease. At the supplement ratio of wheat bran
from 5% to 15%, the springiness, chewiness and gumminess of the spaghetti increase. When
increasing the bran ratio from 20% to 25%, the gumminess and elongation of spaghetti
decrease, compared to the control sample. Wheat bran supllement of 10% and 15% is

acceptable in sensory test.


iv

LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Ngô Hoài Nam - tác giả của Luận văn thạc sĩ với đề tài: “Sử dụng cám mì thay
thế một phần bột mì trong sản xuất mì spaghetti giàu chất xơ”.
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi. Các kết quả nghiên
cứu và các kết luận trong Luận văn này là trung thực và không sao chép từ bất kỳ một nguồn
nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham
khảo đúng theo quy định.

Tác giả Luận văn

Ngô Hoài Nam


V

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................... ........... '...................................................................... i
TÓM TẮT LUẬN VĂN .................................................................................................................... ii
ABSTRACT ...................................................................................................................................... iii
LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................................................. iv
MỤC LỤC ......................................................................................................................................... V
DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................................... viii
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................................... ix
DANH MỤC VIẾT TẮT .................................................................................................................. xi
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1

CHƯƠNG 2. TỒNG QUAN ............................................................................................................. 3
2.1 Tổng quan cám lúa mì ......................................................................................................... 3
2.1.1 Giới thiệu chung ............................................................................................................ 3
2.1.2

Thành phần dinh dưỡng của cám mì ......................................................................... 5

2.2 Tổng quan mì spaghetti ....................................................................................................... 9
2.2.1 Mì spaghetti truyền thống ............................................................................................ 9
2.2.2

Mĩ spaghetti giàu xơ ..................................................................................................... 9

2.2.3

Chất lượng của mĩ spaghetti giàu xơ.......................................................................... 10

2.3 ................................................................................................................................. Sử
dụng cám mì trong sản xuất thực phẩm .................................................................................... 11
2.4 Điểm mới của đề tài ........................................................................................................... 13
CHƯƠNG 3 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu ........................................... 14
3.1 Nguyên liệu.......................................................................................................................... 14
3.1.1 Cám lúa mì ................................................................................................................... 14
3.1.2

Bột mì ........................................................................................................................... 14

3.1.3

Muối ............................................................................................................................. 15

3.1.4

Hóa chất và thiết bị ..................................................................................................... 15

3.1.5

Chế phẩm enzyme ....................................................................................................... 16

3.2 Nội dung nghiên cứu .......................................................................................................... 19
3.2.1 Đánh giá chất lượng nguyên liệu................................................................................ 20


vi

3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của kích thước hạt cám mĩ đến chất lượng của mì spaghetti
....................................... .„................................................................... ....„ ............... ! ........... 20
3.2.3

Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn cám mĩ đến chất lượng của mì spaghetti 22

3.3 Quy trình sản xuất mì spaghetti ở quy mô phòng thí nghiệm ....................................... 24
3.4 Phưong pháp phân tích ..................................................................................................... 26
3.4.1 Xác định hàm lượng ẩm.............................................................................................. 26
3.4.2 Xác định hàm lượng protein ...................................................................................... 26
3.4.3 Xác định hàm lượng lipid tổng .................................................................................. 27
3.4.4 Xác định hàm lượng chất xơ không hòa tan, chất xơ hòa tan va chất xơ tổng..... 27
3.4.5 Xác định hàm lượng tro.............................................................................................. 28
3.4.6 Xác định hàm lượng tinh bột ..................................................................................... 28
3.4.7 Xác định hàm lượng carbohydrate tổng ................................................................... 29

3.4.8 Xác định tính chất cơ lý của mì Spaghetti ................................................................ 29
3.4.9 Xác định thời gian nấu tối ưu (Optimal cooking time) ............................................ 29
3.4.10

Thất thoát trong quá trình nấu (Cooking loss) ...................................................... 30

3.4.11

Màu sắc ...................................................................................................................... 30

3.4.12

Phương pháp đánh giá cảm quan............................................................................ 31

3.4.13

Phương pháp xử lí số liệu ......................................................................................... 31

3.4.14

Chỉ số hấp thu nước (Water absorbtion index) ..................................................... 31

3.4.15

Chỉ số trương nở (Swelling index) ........................................................................... 32

3.4.16

Khả năng giữ nước ................................................................................................... 32

3.4.17

Khả năng giữ dầu ..................................................................................................... 32

CHƯƠNG 4. KÉT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ..................................................................................... 34
4.1 Đánh giá chất lượng nguyên liệu ...................................................................................... 34
4.2 Khảo sát ảnh hưởng của kích thước hạt cám mĩ đến tính chất của mì spaghetti ....... 37
4.2.1 Ảnh hưởng của kích thước hạt cám mĩđến tính chất cơ lý của mì spaghetti ..... 37
4.2.2

Ảnh hưởng của kích thước hạt cám mĩđến tính chất nấu của mì spaghetti ....... 40

4.2.3

Ảnh hưởng của kích thước hạt cám mĩđến màu sắc của mì spaghetti................ 44

4.2.4 Ảnh hưởng của kích thước hạt cám mĩđến chất lượng cảm quan của mì spaghetti
..................... ....„ ..................... .. ....................... .. ............. ....... ...................... .. ........... „....45


vii

4.3 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn cám mĩ đến chất lượng mì spaghetti .............. 47
4.3.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn cám mĩ đến thành phần hóa học của mì spaghetti47
4.3.2

Ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn cám mĩ đến tính chất cơ lý của mì spaghetti ......... 50

4.3.3

Ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn cám mĩ đến các tính chất nấu của mì spaghetti....53

4.3.3

Ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn cám mĩ đến màu sắc của mì spaghetti ................... 56

4.3.4

Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung cám mĩ đến chất lượng cảm quan của mì spaghettis8

CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................. 60
5.1. Kết luận .............................................................................................................................. 60
5.2. Kiến nghị ............................................................................................................................ 60
TÀI LIỆU KHAM KHẢO ............................................................................................................. 61


VIII

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Một số nghiên cứu sử dụng cám mì trong thực phẩm ........................................ 12
Bảng 2.2 Những tác động tích cực của các thành phần trong cám mì đến sức khỏe con người
..................................................................................................................................... 12
Bảng 3.1 Chỉ tiêu chất lượng của cám lúa mì ......................................................................14
Bảng 3.2 Chỉ tiêu chất lượng của Bột mì Semolina ............................................................. 14
Bảng 3.3 Chỉ tiêu

chất lượng của muối ...........................................................................15

Bảng 3.4 Các loại dung môi, hóa chất dùng trong nghiên cứu............................................15
Bảng 3.5 Thiết bị được dùng trong nghiên cứu ...................................................................16

Bảng 3.6 Một số đặc tính của chế

phẩm Termamyl® sc ............................ 16

Bảng 3.7 Một số đặc tính của chế

phẩm Dextrozyme® GA .........................................17

Bảng 3.8 Một số đặc tính của chế

phẩm Alcalase®2.5 L..............................................18

Bảng 3.9 Công thức thành phần nguyên liệu mì spaghettiđược sử dụng trong nghiên
cứu ........................................................................................................................................21
Bảng 3.10 Tỉ lệ phối trộn bột mì và cám mì với các kích thước khác nhau ...................... 21
Bảng 3.11 Tỉ lệ bổ sung giữa cám lúa mì trong nghiên cứu sản xuất mì spaghetti.. 23
Bảng 4.1 Thành phần hóa học của cám lúa mì khi qua rây có kích thước khác nhau
..................................................................................................................................... 34
Bảng 4.2 Thành phần hóa học cơ bản của bột mì trong các nghiên cứu khác nhau. 35
Bảng 4.3 Thành phần hóa học của mì spaghetti (% so với chất khô) ở các tỉ lệ bổ sung
khác nhau

47


ix

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: cấu tạo của hạt lúa mì ......................................................................................... 3
Hình 3.1 Sơ đồ nội dung nghiên cứu .................................................................................. 19

Hình 3.2 Quy trình sản xuất mì Spaghetti........................................................................... 24
Hình 3.3. Hệ màu CIE-Lab ................................................................................................. 31
Hình 4.1 Khả năng giữ nước và giữ dầu của cám lúa mì với các kích thước hạt khác nhau
..................................................................................................................................... 36
Hình 4.2 Ảnh hưởng của kích thước hạt cám đến tính chất cơ lý của mì spaghetti. 37
Hình 4.3 Ảnh hưởng của kích thước hạt cám đến độ bền và độ giãn dài của mì spaghetti
..................................................................................................................................... 39
Hình 4.4 Ảnh hưởng của kích thước hạt cám mì đến thời gian nấu tối ưu .......................... 40
Hình 4.5 Ảnh hưởng của kích thước hạt cám mì đến độ tổn thất trong quá trình nấu 41
Hình 4.6 Ảnh hưởng của kích thước hạt cám mì đến chỉ số hấp thu nước và chỉ số trương nở
của mì spaghetti ........................................................................................................... 42
Hình 4.7 Ảnh hưởng của kích thước hạt cám mì đến màu sắc của mì spaghetti ................ 44
Hình 4.8 Ảnh hưởng của kích thước hạt cám mì đến chất lượng cảm quan của mì spaghetti
..................................................................................................................................... 45
Hình 4.9 Thành phần chất xơ hòa tan và không hòa tan của mì spaghetti ở các tỉ lệ bổ sung
khác nhau ..................................................................................................................... 48
Hình 4.10 Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung cám đến tính chất cơ lý của mì spaghetti.. 50
Hình 4.11 Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung cám đến độ giãn dài và độ bền của mì spaghetti
..................................................................................................................................... 52


Hình 4.12 Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung cám mì đến thời gian nấu tối ưu ......................... 53
Hình 4.13 Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung cám mì đến độ tổn thất trong quá trình nấu 54
Hình 4.14 Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung cám mì đến chỉ số hấp thu nước và chỉ số trưong nở
của mì spaghetti ........................................................................................................... 55
Hình 4.15 Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung cám mì đến màu sắc của mì spaghetti ................ 56
Hình 4.16 Ảnh hưởng của tỉ lệ bổ sung cám mì đến chất lượng cảm quan của mì spaghetti
..................................................................................................................................... 58

xi

DANH MỤC VIẾT TẮT
IDF (Insoluble dietary fiber): chất xơ không hòa tan
SDF (Soluble dietary fiber): chất xơ hòa tan
AACC (American association of cereal chemists): hiệp hội các nhà nghiên cứu ngũ cốc Mỹ
EFSA (European Food Safety Authority): cơ quan an toàn thực phẩm châu âu EPIC
(European prospective investigation into cancer and nutrition): cơ quan điều tra ung thư và
dinh dưỡng châu âu


1

CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU
Cám lúa mì là nguồn nguyên liệu giàu các thành phần như protein, vitamin, khoáng
và đặc biệt là chất xơ. Theo số liệu thống kê từ Bộ Nông Nghiệp Mỹ, sản lượng lúa mì nhập
khẩu của nước ta niên vụ 2017/2018 là 4,5 triệu tấn. Cám lúa mì là phụ phẩm trong quá trình
xay xát lúa mì và chiếm khoảng 14-16% tổng khối lượng hạt. Như vậy, mỗi năm các nhà máy
bột mì ở nước ta sản xuất ra từ 630 đến 730 nghìn tấn cám lúa mì, phần lớn chúng được dùng
để làm thức ăn gia súc. Do đó, việc tận dụng được cám lúa mì để sản xuất ra các sản phẩm có
giá trị gia tăng sẽ làm tăng hiệu quả kinh tế khi khai thác nguồn phụ phẩm này.
Mì spaghetti là sản phẩm được sử dụng phổ biến trên thế giới và thường được dùng
như là thức ăn chính trong các bữa ăn ở nhiều nước. Có nhiều loại mì spaghetti khác nhau tùy
vào cách chế biến và thành phần nguyên liệu. Mì spaghetti là sản phẩm có chứa tinh bột,
protein, khoáng, vitamin và được xếp vào nhóm giàu năng lượng nhưng lại nghèo chất xơ [1].
Trên thế giới đã xuất hiện nhóm mì spaghetti giàu chất xơ. Thông thường sản phẩm này được
sản xuất từ hạt lúa mì không bỏ đi lóp vỏ cám trong quá trình xay xát. Từ thực tế đó, chúng
ta nhận thấy việc thay thế một phần bột mì bằng cám mì trong quy trình sản xuất các loại mì
spaghetti là hướng đi họp lý vì sẽ tạo ra được sản phẩm mì cân đối về dinh dưỡng.
Hiện nay trên thế giới đã có các công bố khoa học về việc bổ sung cám mì vào thực

phẩm nói chung và mì spaghetti nói riêng. Khi tăng tỉ lệ cám mì bổ sung thì hàm lượng chất
xơ trong mì spaghetti sẽ gia tăng, tuy nhiên một số chỉ tiêu vật lý và cảm quan của mì bị giảm
xuống [2], Tại Việt Nam, chưa có công bố khoa học nào về mì spaghetti giàu chất xơ và việc
sử dụng cám mì trong quy trình sản xuất mì giàu chất

xơ.


2

Trên cơ sở đó, chúng tôi thực hiện đề tài nghiên cứu “Sử dụng cám mì thay thế một
phần bột mì trong sản xuất mì spaghetti giàu chất xơ”. Hy vọng rằng kết quả nghiên cứu sẽ
cũng cấp những dữ liệu ban đầu cho việc phát triển nhóm sản phẩm mì spaghetti giàu chất xơ
sử dụng hỗn họp bột mì và cám mì.


3

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan cám lúa mì
2.1.1 Giói thiệu chung
Lúa mì Ợriticum aestivum) là một loại ngũ cốc quan trọng nhất được con người sử
dụng làm lưong thực. Hạt lúa mì chứa 65-75% tinh bột và chất xơ, 7-12% protein, 2-6% lipid,
12-14% nước và các vi chất dinh dưỡng [3]. Hạt lúa mì cũng rất giàu khoáng chất (đặc biệt là
magiê), vitamin B, vitamin E và chất chống oxy hóa [4]. Cám mì là sản phẩm phụ của quá
trình xay xát lúa mì bao gồm tất cả các lóp bên ngoài của hạt cám mì (Hình 2.1) [5].

Cám

Hình 2.1: cấu tạo của hạt lúa mì

4

Cấu tạo hạt lúa mì bao gồm ba phần chính: cám, mầm và nội nhũ
Lóp vỏ cám (bran) chiếm 13-17% khối lượng hạt [6], được cấu tạo từ nhiều lóp, theo
thứ tự từ bề mặt đến nội nhũ tinh bột là lóp vỏ hạt (outer và inner pericarp), lóp áo hạt (testa),
hyaline và aleurone. Các lóp ngoài cùng chứa nhiều chất xơ không hòa tan như cellulose và
hemicellulose với tỷ lệ xylose và arabinose cao. Lóp vỏ hạt và áo hạt cũng chứa nhiều lignin
không hòa tan [7]. Lóp aleurone chứa các chất có hoạt tính sinh học và được bao quanh bởi
các thành tế bào dày có chứa arabinoxylan. Thành phần arabinoxylan này liên kết với các họp
chất phenolic vói phần chính là acid ferulic, có hoạt tính chống oxy hóa [8] [9]. Lóp aleurone
cũng có chứa (3-glucan [7]. Hàm lượng chất khoáng trong lóp aleurone chiếm khoảng một
nửa tổng hàm lượng khoáng chất của hạt lúa mì [3]. Có sự khác biệt lớn giữa hàm lượng của
các acid amin trong lóp aleurone và các acid amin trong nội nhũ: hàm lượng glutamine và
proline chỉ khoảng một nửa, trong khi hàm lượng arginine cao gấp ba lần. Hàm lượng alanine,
asparagine, glycine, histidine và lysine cao gấp đôi so vói trong nội nhũ (Cornell 2003). Bên
cạnh đó một lượng lớn phytate cũng được tìm thấy trong lóp aleurone. Chất này có khả năng
liên kết với khoáng và làm giảm sự hấp thu các khoáng chất trong đường ruột của hệ tiêu hóa
ở người và gia súc [7].
Phần nội nhũ (wheat endosperm) chiếm từ 80% đến 85% khối lượng hạt lúa mì. Nội
nhũ là thành phần chính của hạt và bao gồm các tế bào chứa đầy tinh bột. Tinh bột lúa mì có
hai loại polysaccharide là amylose và amylopectin. Amylose không hòa tan trong nước ở nhiệt
độ thấp và có cấu trúc chủ yếu là dạng mạch thẳng, trong khi đó amylopectin có cấu trúc phân
nhánh và có thể hòa tan trong nước tốt hơn amylose. Trong nội nhũ, amylose và amylopectin
được sắp xếp trong các hạt bán tinh thể được gọi là hạt tinh bột được đính vào trong một ma
trận protein [10]. Khi cho tinh bột vào nước nóng, nó bắt đầu hồ hóa. Đây là một quá trình
mà các hạt tinh bột bắt đầu trương lên và mất cấu trúc bán tinh thể của nó. Kết quả là amylose
bắt đầu thoát ra từ các hạt tinh bột và tạo thành một mạng lưói vói protein giúp giữ nước.

5

Mầm (wheat germ) chiếm từ 2% đến 3% khối lượng hạt lúa mì. Trong mầm có chứa
chất béo dưới dạng sterol thực vật cũng như chất chống oxy hóa, vitamin E, vitamin B, khoáng
chất và enzyme [7].
2.1.2 Thành phần dinh dưỡng của cám mì
2.1.2.1 Chất xơ
Chất xơ là một phần cấu trúc của thực vật và được tìm thấy trong tất cả các loại thực
phẩm từ thực vật, bao gồm rau, trái cây, ngũ cốc và các loại đậu. Chất xơ là một nhóm riêng
biệt của carbohydrate và chỉ có trong thực vật, bao gồm polysaccharides phi tinh bột (nonstarch polysaccharide), chẳng hạn như cellulose, pectin, lignin và chúng không được tiêu hóa
bởi hệ tiêu hóa của con người. Chất xơ là một chuỗi dài các phân tử glucose liên kết với nhau
vói các liên kết (3-glycoside. Cơ thể con người không có enzyme để phá vỡ các liên kết (3glycoside, do đó xơ không được tiêu hóa và hấp thu. Các chất xơ không tiêu hóa đi vào ruột
già, nơi một số vi khuẩn đường ruột có thể lên men các loại chất xơ.
Dựa vào khả năng hòa tan thì chất xơ được chia làm 2 loại là xơ không tan (IDF insoluble dietary fiber) và xơ hòa tan (SDF - soluble dietary fiber). Xơ không hòa tan bao
gồm cellulose, lignin, và những loại hemicellulose không tan trong nước. Xơ hòa tan bao gồm
gums, mucilage, pectin và một số loại hemicellulose tan được trong nước [11]. Độ hòa tan
của chất xơ trong nước là do cấu trúc quyết định. Xơ không hòa tan là những polyssacharide
được xắp xếp có trật tự để hình thành cấu trúc tinh thể, trong khi đó xơ tan là những
polysaccharide được xắp xếp không trật tự và không hình thành được cấu trúc tinh thể.
Cám mì là nguồn thực phẩm giàu chất xơ vói 46% là polysaccharide phi tinh bột,
thành phần chính là arabinoxylan, cellulose và beta-glucan với hàm lượng tương


6

ứng là 70%, 24% và 6% tổng lượng chất xơ có trong cám mì [12]. Hàm lượng chất xơ hòa
tan trong cám mì thấp hơn đáng kể so vói các loại cám ngũ cốc khác [13].
Cellulose là polysaccharide được cấu tạo từ các đơn phân (3-D-glucose thông qua liên
kết Ị3(l,4)-glycoside. Cellulose thường có khoảng 10000 đơn phân, chúng liên kết chặt chẽ

với nhau, không tan trong nước và không được tiêu hóa trong hệ tiêu hóa của con người.
Hemicellulose, giống như cellulose, cũng là một thành phần polysaccharide của thành
tế bào thực vật [14]. Hemicellose bao gồm cả phân tử mạch thẳng và phân nhánh. Chiều dài
mạch của hemicellose ngắn hơn cellulose, thường chứa 50-200 đơn vị pentose (xylose và
arabinose) và đơn vị hexose (glucose, galactose, mannose, rhamnose, glucuronic và
galacturonic acids). Do đó, hemicellulose được mô tả là một nhóm các cấu trúc hóa học không
đồng nhất có mặt trong thực phẩm, ở dạng tan và không tan trong nước [15]. Hemicellulose
trong cám mì chủ yếu là arabioxylan chiếm khoảng 70% [12], arabinoxylan có chứa xylose
và arabinose. Các đơn vị xylose được liên kết thông qua liên kết (3-1,4-xylosidic để tạo thành
mạch thẳng và các đơn vị arabinose được gắn vào như các chuỗi bên thông qua liên kết a-1,3
glycoside để tạo thành nhánh [16].
P-glucan là polyme, được cấu tạo từ đơn phân là glucose với liên kết P'(l,4) và P-(l,3)
glycoside. Không giống như cellulose, chúng có cấu trúc nhánh và có kích thước nhỏ hơn. Pglucan là thành phần chính của thành tế bào trong yến mạch và lúa mạnh nhưng chúng chỉ
chiếm một lượng nhỏ trong cám mì [17].
Lượng chất xơ tiêu thụ trung bình theo khuyến cáo của cơ quan An Toàn Thực Phẩm
Châu Âu (EFSA, 2010) dao động từ 10-20g/ngày đối với trẻ nhỏ và từ 16- 29g/ngày với người
lớn. Các nghiên cứu chỉ ra rằng tiêu thụ thực phẩm giàu xơ có lọi cho việc ngăn ngừa bệnh
tật [18]. Cơ quan Điều Tra về Ung Thư Và Dinh Dưỡng ở


7

Anh (EPIC) khuyến cáo rằng những người ăn theo chế độ giàu chất xơ có thể làm giảm 40%
nguy cơ mắc bệnh ung thư đại trực tràng [19].
2.1.2.2 Protein
Protein trong cám mì phân bố ở các lóp aleurone, testa, pericarp với hàm lượng tương
ứng là 22.9, 5.7 và 5.1% trọng lượng protein của toàn hạt [20]. Lóp aleurone chứa nhiều
protein nhất so với các cơ quan khác trong hạt lúa mì [1], Hàm lượng protein trong cám mì
dao động từ 9.6 đến 18.6% [21]. Protein trong cám mì có giá trị dinh dưỡng cao, giàu các loại
acid amin như acid glutamic, acid aspartic, arginine, leucine, proline, alanine, valine... Nhóm

protein chiếm tỷ lệ cao trong cám mì là albumin và globulin, 2 thành phần này tập trung ở lóp
áo hạt và lóp aleurone [22].
2.1.2.3 Lipid
Lipid chỉ chiếm hàm lượng nhỏ trong cám mì và dao động từ 2-6%, nhưng chúng có
ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng và kết cấu của thực phẩm vì khả năng liên kết với protein.
Thành phần lipid của cám lúa mì chứa 80.27% acid béo không bão hòa và 19.73% acid béo
bão hòa. Trong thành phần acid béo không bão hòa có chứa 25.15% acid oleic, 51.88% acid
linoleic, 3.24% acid linolenic. Trong thành phần acid béo bão hòa có chứa 17.44% acid
palmitic và 2.25% acid stearic [23].
2.1.2.4 Khoáng
Cám mì cũng là nguồn nguyên liệu giàu khoáng và đa dạng về các loại khoáng. Hàm
lượng khoáng trong cám mì chiếm khoảng 5.8% [24], Khoáng chủ yếu phân bố ở lóp aleurone
[3]. Cám mì có chứa Ca (73mg/100g), Fe (10.6mg/100g), Mg (611mg/100g), p
(1013mg/100g), K (1182mg/100g), Na (2mg/100g), Zn (7.3mg/100g), Cu (lmg/100g), Mn
(11.5mg/100g), Se (77.6 pg/100g); trong đó, hàm lượng Mg là nhiều nhất [24],


8

2.1.2.5 Vitamin
Ngoài các thành phần kể trên, cám mì cũng là nguồn cung cấp nhiều loại vitamin, đặc
biệt là vitamin B. Các thành phần và hàm lượng vitamin trong cám mì như sau: vitamin E
(1.5mg/100g), vitamin K (1.9 pg/100g), thiamin (0.5mg/100g), riboflavin (0.6mg/100g),
niacin (13.6mg/100g), vitamin B6 (1.3mg/100g), Folate (79pg/100g), panthotenin acid (2.2
mg/100g), choline (74.4mg/100g) [24].
2.1.2.6 Chất ức chế dinh dưỡng
Phytic acid được coi là một chất ức chế dinh dưỡng do nó làm giảm khả năng hấp thu
các chất khoáng của cơ thể như sắt, magiê, kẽm và canxi. Phytic acid liên kết chặt chẽ với các
cation khoáng để hình thành phức họp phytate - khoáng, làm thay đổi độ hòa tan, chức năng
hấp thu khoáng trong cơ thể [25]. Do đó, phức họp này không thể được hấp thu hoặc bị thủy

phân trong cơ thể con người [26]. Các nghiên cứu trên người cũng chỉ ra rằng sự hấp thu
canxi, sắt, magiê và kẽm thấp hơn đáng kể khi trong khẩu phần thức ăn có hàm lượng phytic
acid cao [27] [28] [29] [30]. Trong cám lúa mì, hàm lượng phytic acid dao động từ 3116 đến
5839 mg/100g trọng lượng khô [31] và chủ yếu nằm ở lóp aleurone.
2.1.2.7 Các chất có hoạt tính sinh học
Trong cám mì còn chứa các họp chất chống oxy hóa như tocopherols (T) và
tocotrienols (T3) [32], Tocopherols và tocotrienols bao gồm một vòng chromanol vói một
chuỗi bên phytyl kèm theo. Tocotrienols khác với tocopherols ở chỗ chuỗi bên phytyl của
chúng không bão hòa, chứa ba liên kết đôi. Có bốn đồng phân trong cả T và T3 dựa trên số
lượng và vị trí của các nhóm methyl trên vòng chromanol; a- (5,7,8 trimetyl), [3- (5,8
dimetyl), Ỵ - (7,8 dimetyl) và 5- (8 metyl) [22] và được gọi chung là nhóm tocochromanols,
là các phân tử hòa tan trong lipid thuộc nhóm vitamin E [32], Tocopherols và tocotrienols có
tác dụng phòng ngừa các bệnh về tim mạch, ung thư


9

và một số bệnh mãn tính khác [33]. Trong đó a- T3 có hoạt tính sinh học cao nhất và đã được
công bố trong một số nghiên cứu, nó có tác dụng phân hủy cholesterol cùng với khả năng làm
giảm nồng độ lipoprotein trong huyết tương. Ngoài ra, đồng phân T3 được cho là có tác dụng
chống khối u và có hiệu quả trong phòng ngừa và điều trị bệnh tim mạch và ung thư [34].
2.2 Tổng quan mì spaghetti
2.2.1 Mì spaghetti truyền thống
Mì spaghetti truyền thống là loại mì được làm từ các nguyên liệu cơ bản là bột mì (chủ
yếu là bột mì cứng hoặc bột mì semolina), muối ăn và nước. Tùy thuộc vào vùng miền hay sở
thích, mà các nhà sản xuất có thể bổ sung thêm trứng, các chất phụ gia và các nguyên liệu khác
vào sản phẩm [35].
Mì spaghetti là một dạng của pasta, là loại mì ống hình trụ dài, mỏng, chắc chắn. Mì
spaghetti có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau.
2.2.2 Mì spaghetti giàu xơ

Hiện nay, nhu cầu về thực phẩm tốt cho sức khỏe ngày một tăng, điển hình là nhóm
sản phẩm không đường, ít calorie, ít lipid và giàu xơ. Một trong những xu hướng hiện nay mà
nhiều người quan tâm đó là sử dụng các loại thực phẩm nhiều chất xơ để phòng ngừa một số
bệnh tật. Chất xơ hòa tan và không hòa tan trong thực phẩm có nhiều tác dụng tích cực cho sức
khỏe người sử dụng như cải thiện về hệ vi sinh vật đường đường ruột [36], kiểm soát chỉ số
đường huyết [37], giảm lượng cholesterol trong máu [38], phòng ngừa các bệnh liên quan đến
vú và tuyến tiền liệt [39]. Một số


10

nguồn nguyên liệu giàu chất xơ đã được nghiên cứu và bổ sung vào thực phẩm như cám gạo,
cám mì, cám yến mạch, táo, ngô...
Mì spaghetti là sản phẩm giàu tinh bột, ít béo và thường là thức ăn chính trong các bữa
ăn và có thể chế biến thành nhiều món khác nhau. Do có độ ẩm thấp và thời gian bảo quản lâu,
mì spaghetti ngày càng trở nên tiện dụng và phổ biến ở nhiều nước [40].

Mì spaghetti giàu xơ hiện có trên thị trường Việt Nam chủ yếu được nhập khẩu từ
nước ngoài, có thể tìm thấy một số nhãn hiệu lớn trong các siêu thị như mì spaghetti nguyên
cám Bioitalia, Cucina, Naturata... Thành phần chủ yếu của các sản phẩm này là bột lúa mì
nguyên cám.
2.2.3 Chất lượng của mì spaghetti giàu xơ
2.2.3.1 Chất lượng của mì nấu
Nhiều tác giả nhận thấy rằng việc bổ sung chất xơ vào mì spaghetti có thể ảnh hưởng
đến chất lượng của mì nấu, bao gồm thời gian nấu tối ưu, độ tổn thất trong quá trình nấu và chỉ
số trương nở. Thời gian nấu tối ưu của mì spaghetti giàu xơ luôn thấp hơn so vói mì spaghetti
truyền thống khi tăng hàm lượng chất xơ là cám ngũ cốc [2] [41]. Bên cạnh đó, tổn thất chất
khô trong quá trình nấu sẽ tăng khi tăng hàm lượng chất xơ là cám gạo, P-glucan và inulin [42]
[43] [44], Đối với chỉ số trương nở, chỉ số này có thể tăng lên hoặc giảm xuống khác nhau, nó
tùy thuộc vào các loại chất xơ bổ sung. Trong nghiên cứu của Foschia và cộng sự (2013) tất cả

các mẫu spaghetti giàu xơ với thành phần chất xơ là cám yến mạch, psyllium, P-glucan và
inulin đều có chỉ số trương nở cao hơn so vói spaghetti làm từ bột mì [45]. Tuy nhiên, Aravind
và cộng sự (2012) lại cho rằng chỉ số trương nở giảm đi đáng kể khi tăng tỷ lệ inulin hoặc P'
glucan trong công thức làm mì spaghetti [2],


11

2.2.3.2 Tính chất cơ lý
Việc bổ sung chất xơ vào công thức làm mì đã được báo cáo là có tác động đến tính
chất, kết cấu của cả mì nấu chín và mì chưa nấu chín [42]. Quá trình bổ sung nguyên liệu giàu
xơ từ cám ngũ cốc hoặc các loại đậu vào công thức phối trộn sẽ làm giảm hàm lượng tinh bột,
tăng hàm lượng protein phi gluten, hình thành mạng gluten kém chặt chẽ. Do đó, tinh bột
trong sợi mì dễ bị thoát ra trong quá trình nấu, làm giảm lượng nước cần thiết cho quá trình
hồ hoá tinh bột, làm cho lượng nước hấp thu trong sợi mì giảm đi, từ đó các tính chất cơ lý
của mì sẽ giảm [46]. Tuy nhiên, có một số nghiên cứu nhận thấy rằng việc bổ sung 10 và 15%
cám mì vào công thức làm mì spaghetti có ít ảnh hưởng đến cấu trúc của sản phẩm [1].
2.2.3.4 Giá trị cảm quan
Các nghiên cứu chỉ ra rằng, việc bổ sung các nguyên liệu giàu xơ vào công thức làm
mì có ảnh hưởng nhiều đến các giá trị cảm quan của mì spaghetti. Phần lớn các nghiên cứu
cho thấy việc bổ sung các nguyên liệu giàu xơ vào spaghetti với tỷ lệ càng cao thì chất lượng
cảm quan như màu sắc, hương vị, cấu trúc cũng như mức độ chấp nhận sản phẩm sẽ càng
giảm [46]. Theo Kaur và cộng sự (2012), sản phẩm pasta bổ sung 25% cám đại mạch có mức
độ chấp nhận là 3,9 điểm thấp hơn so vói mẫu pasta truyền thống có mức độ chấp nhận là 8,1
điểm. Còn trong nghiên cứu của Agama và cộng sự (2000), sản phẩm pasta giàu xơ có bổ
sung 45% bột chuối xanh có mức độ chấp nhận tăng so với mẫu đối chứng [47], Trong hầu
hết các nghiên cứu, các mẫu pasta được bổ sung nguyên liệu giàu xơ với hàm lượng không
quá 10% sẽ có các tính chất cảm quan không khác biệt đáng kể so với mẫu pasta truyền thống
[46].
2.3 Sử dụng cám mì trong sản xuất thực phẩm

Một số công bố khoa học về việc sử dụng cám mì trong các quy trình sản xuất thực
phẩm được trình bày trong Bảng 2.1 và Bảng 2.2