Ảnh hưởng của bí đỏ và khoai lang đỏ đến độ tan chảy của kem tươi Vegan từ dịch nấu ngự và bộ sữa dừa :Báo cáo tổng kết đề tài Nghiên cứu Khoa học cấp Trường

BỘ CÔNG THƯƠNG

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

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

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

DỪA

Mã số đề tài: 21.2 SHTPSV 09

Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Kim Tỏa

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

1

LỜI CÁM ƠN

Cảm ơn Trường đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã hỗ trợ kinh phí cho đề tài

nghiên cứu khoa học sinh viên mã số 21.2 SHTPSV 09, đồng cảm ơn Viện Công nghệ Sinh

học và Thực phẩm đã tạo mọi điều kiện thuận lợi về trang thiết bị để chúng tôi hoàn thành

nghiên cứu này.

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn PGS. TS. Nguyễn Thị Minh Nguyệt đã dành nhiều thời gian

hướng dẫn, góp ý, củng cố nhiều kiến thức giúp tôi hoàn thành tốt nghiên cứu này.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

2

PHẦN I. THÔNG TIN CHUNG

I. Thông tin tổng quát

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

vegan từ dịch nấu đậu ngự và bột sữa dừa

1.2. Mã số: 21.2 SHTPSV 09

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

TT

Họ và tên

(học hàm, học vị)

Đơn vị công tác Vai trò thực hiện đề tài

1 Nguyễn Kim Tỏa Viện Công nghệ Sinh

học & Thực phẩm

Chủ nhiệm đề tài

2 Lưu Cát Tường Viện Công nghệ Sinh

học & Thực phẩm

Thành viên chính

3 Trịnh Thị Thùy Dương Viện Công nghệ Sinh

học và Thực phẩm

Thành viên tham gia

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

1.5. Thời gian thực hiện:

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

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

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

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

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

Ý kiến của Cơ quan quản lý)

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

II. Kết quả nghiên cứu

1. Đặt vấn đề

Kem như một loại thực phẩm phức hợp là nhũ tương có khí đông lạnh (dầu trong nước) có

chứa các hạt cầu chất béo được liên kết một phần, bọt khí, tinh thể đá và huyết thanh nhớt

3

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

và nước. Kem được xem là món tráng miệng sữa đông lạnh phổ biến, được sản xuất và tiêu

thụ rộng rãi trên toàn thế giới. Trong những năm gần đây, thực phẩm lành mạnh và tốt cho

sức khỏe ngày càng nhận được nhiều sự quan tâm. Kem từ thực vật hay còn gọi là kem không

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

mạnh ít béo.

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

và làm thay đổi chất lượng sản phẩm. Trong kem, chất béo chịu trách nhiệm sản xuất nhũ

tương, kích thước và hình dạng của tinh thể nước đá, và thời gian tan chảy. Do đó, để giảm

thiểu các khuyết điểm phát sinh trong thành phẩm kem do hàm lượng chất béo giảm, nhiều

chất thay thế chất béo được sử dụng trong công thức kem. Chất thay thế chất béo là những

chất có thể bắt chước các đặc tính vật lý và cảm quan của chất béo trong thực phẩm nhưng

cung cấp ít calo hơn. Chất thay thế chất béo thường được phân loại thành ba nhóm: lipid,

protein và carbohydrate. Tinh bột được xem là một trong những chất thay thế chất béo quan

trọng được sử dụng trong sản xuất kem được sử dụng làm chất làm đặc và chất ổn định, vì

chúng hoạt động chủ yếu bằng cách hình thành cấu trúc gel và giữ một lượng lớn nước tự do

trong hệ thống thực phẩm [2].

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

carotenoid, giàu β-carotene, hóa chất thực vật, vitamin, khoáng chất, pectin và chất xơ. β -

carotene có thể chuyển đổi thành vitamin A trong cơ thể, có thể đóng một vai trò quan trọng

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

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

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

và kẽm, và các hợp chất hoạt tính sinh học khác [3]. Khoai lang đỏ đã và đang thu hút các

nhà công nghệ thực phẩm và các nhà dinh dưỡng do hàm lượng cao các chất carotenoid và

đặc điểm cảm quan dễ chịu với màu sắc. Bên cạnh đó, bí đỏ và khoai lang đỏ còn là nguồn

thực phẩm giàu tinh bột rất thích hợp để chọn làm chất ổn định cho kem được chế biến từ

dịch đậu ngự và bột sữa dừa. Mặt khác, chất ổn định xây dựng độ nhớt và giảm thiểu lượng

tái kết tinh và tạo mầm của các tinh thể băng trong quá trình bảo quản, đặc biệt là khi tiếp xúc

với nhiệt độ dao động [4]. Việc bổ sung chất nhũ hóa mang lại kết cấu mịn hơn và khô hơn

và giảm tốc độ tan chảy của kem [5].

4

Nghiên cứu trước đây của Hassan và cộng sự (2018) đã khẳng định kem được sản xuất bằng

cách sử dụng một lượng đáng kể bột bí đỏ và bột cà rốt có khả năng chấp nhận cảm quan cao.

Các chất phytochemica có lợi cho sức khỏe được tìm thấy trong kem như carotenoid,

flavonoid, vit.C. Kem có chứa hàm lượng bột bí đỏ và bột cà rốt cao có độ bền tan chảy cao

hơn và % OR thấp hơn [6]. Trong nghiên cứu của Kulkarni và cộng sự (2017), Peasura và

cộng sự (2020) việc bổ sung bí đỏ vào kem làm cho tốc độ tan chảy của kem chậm [7], [8].

Tại Việt Nam, có nghiên cứu của Dương và cộng sự (2021) về ảnh hưởng của xơ cam quýt

đến tính chất cấu trúc của kem lạnh không sữa từ dịch đậu ngự, sữa dừa và khoai lang tím.

Với nghiên cứu này tác giả đã sử dụng hai loại xơ cam quýt là 100M40 và 300FG để tạo cấu

trúc cho kem. Kết quả của nghiên cứu này chỉ rằng so với các mẫu sử dụng xơ cam quýt

100M40 thì các các mẫu sử dụng xơ cam quýt 300FG làm tăng khả năng kết hợp và giữ khi,

giảm độ cứng của kem hơn. Tuy nhiên, những mẫu sử dụng xơ cam quýt 300FG có tốc độ tan

chảy nhanh hơn mẫu sử dụng xơ cam quýt 100M40 [9]. Mặc dù trong nghiên cứu này có sử

dụng thành phần khoai lang tím nhưng nghiên cứu chỉ tập trung trọng tâm vào thành phần xơ

cam quýt không đề cập tới thành phần carbohydrate từ khoai lang tím. Bài báo này sẽ làm rõ

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

chảy của kem.

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

dù nước đá (thể tích pha, sự phân bố kích thước tinh thể) và không khí (quá trình kết hợp và

giữ khí, phân bố kích thước tế bào khí) thường được coi là các yếu tố cấu trúc chính, kem

cũng có một pha chất béo phức tạp, cũng có thể ảnh hưởng đến cấu trúc và các đặc tính cảm

quan. Các hạt cầu chất béo có thể làm cho nó nguyên vẹn qua quá trình đông lạnh (cùng kích

thước và phân bố) hoặc các hạt cầu chất béo riêng lẻ có thể kết hợp lại một phần để tạo thành

các cụm chất béo mất ổn định lớn hơn. Đặc tính tan chảy của kem được kiểm soát bởi các yếu

tố cấu trúc vi mô này từ cả góc độ cơ học cũng như từ góc độ cảm quan. Do bản chất phức

tạp của các yếu tố cấu trúc vi mô, quá trình làm tan chảy kem khá phức tạp. Đầu tiên, nhiệt

truyền từ môi trường ấm hơn vào khối kem với tốc độ được điều chỉnh bởi các yếu tố cấu trúc

vi mô. Mục tiêu của nghiên cứu này sẽ làm rõ việc bổ sung bí đỏ và khoai lang đỏ sẽ ảnh

hưởng như thể nào đến độ tan chảy của kem với các nội dung nghiên cứu cụ thể sau:

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

hỗn hợp kem.

5

2) Khảo sát ảnh hưởng của thành phần bí đỏ và khoai lang đỏ đến khả năng kết hợp và giữ

khí, độ cứng của kem.

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

2. Mục tiêu

Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu ảnh hưởng của bí đỏ và khoai lang đỏ đến tốc độ tan chảy

của kem tươi vegan từ dịch nấu đậu ngự và bột sữa dừa.

Mục tiêu cụ thể:

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

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

sữa dừa.

Khảo sát các đặc tính vật lí của kem.

Đề xuất quy trình chế biến 100L dịch kem tươi thuần thực vật từ các nguyên liệu bí đỏ, khoai

lang đỏ, dịch nấu đậu ngự và bột sữa dừa.

3. Phương pháp nghiên cứu

3.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu

3.1.1 Quy trình chuẩn bị mẫu

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

* Dịch đậu ngự:

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

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

đậu, giảm thời gian nấu đậu.

Nấu đậu: Nấu đậu với tỉ lệ đậu: nước= 1:5 (w/w) cho vào nồi inox, đậy nắp. Nấu đậu bằng

bếp hồng ngoại Sanaky SNK-2018HG cho đến sôi ở công suất 2000W, sau đó giảm công suất

xuống 400W lúc này tính thời gian nấu đậu 45 phút.

Lọc: hỗn hợp sau khi nấu lọc qua rây để loại bỏ bã đậu. Giúp thuận lợi trong quá trình lọc

dịch đậu lần 2 để loại bỏ cặn, bụi bẩn, hạt li ti nhỏ.

Đông lạnh: dịch đậu sau khi lọc cho vào túi zip, bảo quản đông lạnh ở -4

0C. Mục đích của

quá trình này là giúp thuận tiện trong quá trình chuẩn bị mẫu cho thí nghiệm tiếp theo.

* Khoai lang đỏ:

6

Rửa: loại bỏ chất dơ bên ngoài.

Hấp khoai: Cân 200gr khoai cho vào tô sứ, cho 1000 ml nước vào nồi inox có bán kính

10,5cm, cao 12,5cm, sử dụng bếp hồng ngoại Sanaky SNK-2018HG công suất 1600W trong

thời gian 35 phút. Mục đích của quá trình này để làm chín nguyên liệu.

* Bí đỏ tròn:

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

Hấp bí đỏ: Cân 200gr cho vào tô sứ, cho 1000 ml nước vào nồi inox có bán kính 10,5cm, cao

12,5cm, sử dụng bếp hồng ngoại Sanaky SNK-2018HG công suất 1600W trong thời gian

30phút. Mục đích của quá trình này để làm chín bí đỏ.

* Bột sữa dừa: tỷ lệ bột dừa : nước = 1:2. Chuẩn bị 20gr nước sôi để pha với 10gr bột dừa.

Sữa dừa sau khi pha được bảo quản ở ngăn mát tủ lạnh.

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

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

Cho dịch đậu (12±2℃) và khoai lang hoặc bí đỏ vào máy đánh trong 1 phút. Đường và xơ

cam quýt được định lượng theo công thức (ở bảng 1) cho vào máy xay sinh tố WMF KULT

X Mix & Go đánh trong 40 giây, tiếp tục bổ sung từ từ dầu dừa vào đánh 40 giây. Khi hỗn

hợp đạt nhiệt độ 251℃ cho từ từ sữa dừa và vani vào đánh 40 giây.

Bước 3: Chế biến kem lạnh

Cho hỗn hợp đã chuẩn bị phía trên vào trong máy đánh kem (máy làm kem tự động UNOLD

48818) và chọn chế độ Ice Cream đánh trong vòng 60 phút/mẻ.

3.2 Các phương pháp phân tích lý hóa

3.2.1 Xác định hàm lượng lipid

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

et al 2019) [11].

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

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

Sau khi thủy phân, làm nguội ống nghiệm bằng nước.

Thêm 7 mL ethyl ether vào ống nghiệm.

Lắc ống nghiệm 10 phút.

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

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