Chế biến phô mai hạt giàu dinh dưỡng bằng dịch đậu Aquafaba và các loại hạt giàu chất béo tại Việt Nam :Báo cáo tổng kết đề tài Nghiên cứu Khoa học cấp Trường

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG 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: Chế biến phô mai hạt giàu dinh dưỡng bằng dịch đậu Aquafaba

và các loại hạt giàu chất béo tại Việt Nam

Mã số đề tài: 21.2 SHTPSV11

Chủ nhiệm đề tài: Phan Thị Mỹ Hân

Đơn vị thực hiện: Viện Công nghệ Sinh học & Thực phẩm

Tp. Hồ Chí Minh, 2022

1

LỜI CÁM ƠN

Lời đầu tiên, chúng em xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo nhà 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 SHTPSV11. Chúng em cũng đồng cảm ơn Viện Công nghệ sinh học &

Thực phẩm đã tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em học tập cũng như hỗ trợ về cơ sở vật

chất, thiết bị, dụng cụ phòng thí nghiệm để chúng em có thể thực hiện và hoàn thành đề tài

nghiên cứu này. Tiếp đến, xin cảm ơn tất cả giảng viên bộ môn ngành Dinh dưỡng & Khoa

học thực phẩm đã giảng dạy tận tình, tâm huyết và giải đáp thắc mắc chi tiết để chúng em có

đủ kiến thức và vận dụng chúng vào bài tiểu luận này.

Đặc biệt nhất phải nhắc đến chính là PGS TS. Nguyễn Thị Minh Nguyệt – giáo viên hướng

dẫn, người tiên phong trong việc đổi mới phương pháp giảng dạy và học theo lối nhận thức

tư duy và làm việc khoa học. Chúng em xin được bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất đến cô vì

sự dạy bảo tận tâm, truyền đạt toàn bộ những kiến thức quý báu nhất luôn bên cạnh và hỗ

trợ hết mình cho chúng em trong suốt quá trình hoàn thành nghiên cứu. Trong suốt quá trình

hoàn thành bài, chúng em đã được trau dồi và học hỏi rất nhiều đúng với câu “Học đi đôi

với hành”, đó sẽ là hành trang tiếp bước cho chúng em khi bước vào đời và trên con đường

sự nghiệp sau này.

Một lần nữa chúng em xin được phép gửi lời cảm ơn sâu sắc. Trân trọng!

2

PHẦN I. THÔNG TIN CHUNG

I. Thông tin tổng quát

1.1. Tên đề tài: Chế biến phô mai hạt giàu dinh dưỡng bằng dịch đậu Aquafaba và các loại

hạt giàu chất béo tại Việt Nam

1.2. Mã số: 21.2 SHTPSV11

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 Phan Thị Mỹ Hân

(Sinh viên)

Viện Công nghệ Sinh

học & Thực phẩm

Chủ nhiệm đề tài

2 Nguyễn Ngô Mỹ Quyên

(Sinh viên)

Viện Công nghệ Sinh

học & Thực phẩm

Thành viên tham gia

3 Nguyễn Ngọc Cẩm Uyên

(Sinh viên)

Viện Công nghệ Sinh

học & Thực phẩm

Thành viên tham gia

4 Ngô Trung Chánh

(Học viên Cao học)

Viện Công nghệ Sinh

học & Thực phẩm

Thành viên tham gia

1.4. Đơn vị chủ trì: Viện Công nghệ Sinh học & Thực phẩm

1.5. Thời gian thực hiện:

1.5.1. Theo hợp đồng: từ tháng 3 năm 2022 đến tháng 3 năm 2023

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

1.5.3. Thực hiện thực tế: từ tháng 1 năm 2022 đến tháng 6 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: Mười triệu đồng.

II. Kết quả nghiên cứu

3

1. Đặt vấn đề

Phô mai là tên chung thuộc nhóm các sản phẩm thực phẩm làm từ sữa được sản xuất với

nhiều loại hương vị và hình thức trên khắp thế giới bằng cách đông tụ hay lên men [1]. Sữa

là nguyên liệu chính để sản xuất phô mai, sữa đông tụ tạo thành phô mai sau khi được acid

hóa bằng cách thêm vào rennet (enzyme dịch vị tìm thấy trong dạ dày động vật nhai lại)

hoặc bằng cách cấy vi sinh vật hay những enzyme thay thế khác [2]. Bên cạnh thành phần

casein trong sữa còn có chứa các khoáng chất, đặc biệt là calcium phosphate dạng keo liên

kết với casein, hai thành phần được xem là yếu tố ảnh hưởng đến kết cấu sản phẩm, đồng

thời hàm lượng chất béo (fat) có trong sữa cũng góp phần tạo nên kết cấu, hương vị đặc

trưng [3]. Các loại phô mai thường được phân loại thông qua các phương pháp dựa trên

những thông số cấu trúc (độ cứng, độ đàn hồi, độ dẻo, độ dai, kết dính) hoặc dựa trên thành

phần, phương pháp đông tụ và các chỉ số độ chín [4]. Tuy nhiên, việc tiêu thụ quá nhiều

thực phẩm có nguồn gốc động vật nói chung hay sữa và các chế phẩm từ sữa nói riêng có

thể gây hại cho sức khỏe của con người. Sữa một hợp chất giàu năng lượng, nồng độ chất

béo bão hòa cao, có thể dẫn đến các bệnh quan tim mạch, góp phần vào đại dịch béo phì

toàn cầu [5, 6]. Phần lớn lượng protein hàng ngày của chúng ta đến từ nguồn gia súc nuôi

theo quy mô tập trung với thức ăn chăn nuôi (Concentrated Animal Feeding Operations), vỗ

béo động vật kiếm lợi nhuận bằng cách sử dụng hormone tăng trưởng và steroid. Sữa được

sản xuất dưới hình thức như trên mặc dù vẫn đảm bảo có chứa những chất dinh dưỡng

nhưng nồng độ dư lượng hormone tăng trưởng, steroid vẫn có thể hiện diện trong đó ít

nhiều, đây là một trong những nguyên nhân dẫn đến tình trạng dậy thì sớm ở trẻ ngày càng

tăng hiện nay [6, 7].

Những năm gần đây, chế độ ăn Whole Foods Plant Based dần trở thành một xu hướng được

ưa chuộng và phát triển mạnh mẽ [8]. Chế độ ăn này hướng về sử dụng thực phẩm nguyên

chất, toàn phần, hạn chế tối đa việc dùng thực phẩm qua chế biến. Bên cạnh đó, nhu cầu của

người tiêu dùng đối với các sản phẩm có nguồn gốc không phải từ sữa đã và đang gia tăng

bởi lý do ngày càng có nhiều trường hợp mắc hội chứng không dung nạp lactose và những

người ăn chay cũng có nhu cầu tìm các sản phẩm thay thế như vậy [9, 10]. Vì lý do đó việc

lựa chọn một chế độ ăn sử dụng hoàn toàn các thực phầm giàu protein từ thực vật, hạn chế

tối đa tiêu thụ protein động vật vừa đảm bảo về mặt dinh dưỡng và sức khỏe, vừa làm giảm

tác động của ngành chăn nuôi đối với môi trường [11].

4

Nắm được xu hướng hiện tại, việc cải tiến công thức chế biến phô mai là hoàn toàn cần thiết

để đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng. Nghiên cứu này thực hiện nhằm tạo ra một

loại thực phẩm giống như phô mai từ các loại hạt khác nhau thay vì từ sữa bò truyền thống.

Công thức có nguyên liệu chính bao gồm Aquafaba và các loại hạt béo giàu Se, Zn của Việt

Nam (đậu phộng, hạt mè, hạt điều) cùng với các thành phần bổ sung (tinh bột sắn và khoai

tây, Wheat Fiber 600R, acid lactic, Kappa Carrageenan, dầu dừa và muối).

Trong đó, “Aquafaba” là một loại dịch thải thu được trong quá trình nấu đậu với các tính

chất bao gồm: khả năng giữ nước, độ hòa tan, khả năng tạo gel, tạo bọt và nhũ hóa [12].

Trong các nghiên cứu trước, aquafaba được dùng thay thế cho lòng trắng trứng trong bánh

trứng đường của tác giả Stantiall và cộng sự năm 2017 [13], sản phẩm bánh bông lan được

tác giả Mustafa và cộng sự nghiên cứu năm 2018 cũng sử dụng aquafaba như một chất thay

thế trong công thức [14] và một số các nghiên cứu khác về ứng dụng tiềm năng của

aquafaba của tác giả Lafarga và cộng sự, 2019 [15] hay Meurer và cộng sự, 2020 [16] cũng

được tiến hành. Kết quả các nghiên cứu đều chứng tỏ rằng, aquafaba hoàn toàn có thể được

sử dụng làm chất thay thế sữa hay trứng trong sản xuất thực phẩm nói chung và một hướng

phát triển trong sản xuất phô mai nói riêng, phô mai có thể được sản xuất từ dịch chiết xuất

của các loại cây họ đậu theo cách tương tự như sữa từ các loại đậu hạt [17] vì theo kết quả

nghiên cứu năm 2019 của Buhl và cộng sự, nó có khoảng 26% protein ở dạng khô [18] và

việc thay thế này không làm ảnh hưởng đến hương vị của sản phẩm.

Hạt mè (Sesamum indicum L.) là một nguồn hoạt tính sinh học tốt bao gồm lignans,

tocopherol và phytosterol [19]. Hạt mè cung cấp đáng kể các khoáng chất quan trọng gồm

K, P, Mg, Ca và Na [20].

Trong số các loại cây lấy hạt, hạt điều (Anacardium Occidentale L.) đứng thứ ba về sản

lượng trên toàn thế giới [21]. Thành phần dinh dưỡng của hạt bao gồm lipid phenolic [22],

acid béo bão hòa và không bão hòa, tocopherols, squalenes và phytosterol [23], các hợp chất

hoạt tính sinh học như β-carotene, lutein, zeaxanthin, thiamin, acid stearic, acid oleic và acid

linoleic [24].

Đậu phộng là một loại cây họ đậu có tên khoa học là Arachis hypogaea L., ngoài sữa và

trứng, đậu phộng là một nguồn protein quan trọng khác có nguồn gốc thực vật [25]. Đậu

phộng chứa tất cả các acid amin thiết yếu cần thiết cho sự phát triển bình thường của cơ thể

và trao đổi chất [26]. Đậu phộng là nguồn cung cấp thiamine đặc biệt có thiamine

5

pyrophosphate là coenzyme đóng vai trò quan trọng trong phản ứng khử liên quan đến

chuyển hóa carbohydrate và acid amin.

Có thể nói các loại hạt và cây họ đậu là một nguồn thực vật tốt cung cấp Zn, dao động 32,6 -

70,2 mg (các loại đậu) và từ 5,6 - 69,0 mg (ở các loại hạt) [27]. Se và Zn là một trong những

kim loại vi lượng được cung cấp cho của cơ thể con người có nguồn gốc từ động thực vật

(trong các loại đậu hạt kể trên). Selen là một phần của nhiều enzyme hoạt động chất chống

oxy hóa và tham gia vào quá trình chuyển hóa hormone tuyến giáp testosterone [28]. Kẽm

rất quan trọng về mặt sinh học đối với chức năng thích hợp của hệ thống miễn dịch, chữa

lành vết thương và sửa chữa DNA.

Phô mai hạt thành phẩm cuối cùng dự kiến sẽ có cấu trúc khối (mềm) mang những đặc

điểm, tính chất, hương vị tương tự so với phô mai sữa bò. Sản phẩm đáp ứng được tiêu chí

thuần chay của người tiêu dùng, đồng thời tận dụng nguồn nước nấu đậu ván đáp ứng xu thế

của hệ thống thực phẩm bền vững, vừa có lợi cho sức khỏe vừa thúc đẩy việc sử dụng các

loại cây trồng giàu protein, chất béo sẵn có trong nước.

2. Mục tiêu

Mục tiêu tổng quát: Chế biến phô mai hạt giàu dinh dưỡng bằng hỗn hợp nước nấu đậu ván

và các loại hạt giàu chất béo tại Việt Nam.

Mục tiêu cụ thể:

- Xác định thành phần dinh dưỡng và tính chất vật lý của các loại hạt nghiên cứu.

- Khảo sát các tỷ lệ phối trộn đến tính chất của phô mai.

- Tính toán thành phần dinh dưỡng của các công thức nguyên liệu.

- Đánh giá hạn sử dụng của sản phẩm.

3. Phương pháp nghiên cứu

3.1 Phương pháp chế biến phô mai hạt

6

Hình 1. Quy trình chế biến

7

3.2 Công thức phối trộn

Công thức bao gồm các thành phần được trình bày cụ thể trong bảng (1):

Phô mai Con Bò Cười-Belcube (làm từ sữa bò tươi) là mẫu đối chứng được sử dụng với

mục đích so sánh về đặc điểm cấu trúc của sản phẩm.

Bảng 1. Công thức phối trộn và chế biến phô mai hạt

Thành phần CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6

Dịch đậu ván 56%

Hạt điều 34% 23% 23% 11% - 14%

Hạt mè - - 11% 23% 11% 10%

Đậu phộng - 11% - - 23% 10%

WF 600R 3%

Acid lactic 0,5%

Kappa Carrageenan 0,5%

Tinh bột khoai tây 1,25%

Tinh bột sắn 1,25%

Muối 0,5%

Dầu dừa 3%

Lưu ý (bảng 1): tổng các thành phần là 100%; WF 600R (Xơ lúa mì-Vitacel Wheat Fiber

600R).

3.3 Phương pháp đánh giá cấu trúc của phô mai

Các thông số TPA (Texture Profile Analylis) của phô mai được đo theo phương pháp của

Ferawati và cộng sự (2021) có hiệu chỉnh bằng cách sử dụng thiết bị đo cấu trúc Brookfield

CT3 4500. Các thông số cần thiết (độ cứng-Hardness cycle, độ dính-Cohesiveness, độ đàn

hồi-Springiness, độ dẻo-Gumminess, độ dai-Chewiness) sẽ được ghi nhận và biểu diễn lại

dưới dạng bảng biểu hoặc đồ thị trực quan [30].

8

3.4 Phương pháp khảo sát chỉ tiêu màu sắc và độ nâu của phô mai

Xác định các thông số màu theo phương pháp của Ferawati và cộng sự (2021) có hiệu chỉnh

[30]. Ngoài ra, giá trị chỉ số hóa nâu (BI) được tính theo công thức (1), (2) bên dưới theo

(Cruz-Solorio, 2018) [31] và cũng được biểu diễn dưới dạng trung bình ± độ lệch chuẩn:

BI = (1)

trong đó, X = (2)

3.5 Phương pháp xác định thành phần dinh dưỡng và tính chất vật lý nguyên liệu hạt

3.5.1 Phương pháp xác định kích thước hạt (đo bằng thước kẹp điện tử)

3.5.2 Phương pháp xác định khối lượng 1000 hạt

X=

trong đó W là độ ẩm hạt, G là khối lượng 1000 hạt ở độ ẩm W.

3.5.3 Phương pháp xác định dung trọng khối hạt

Đổ đầy hạt vào 1 bình chứa hình trụ đã biết thể tích (ống Ø90), cao hơn hơn miệng bình

1cm. Dùng thước gạt ngang phần thừa, cân khối lượng hạt trong bình (đơn vị: g/l).

3.5.4 Phương pháp xác định khối lượng riêng của hạt

Cho 100ml toluen vào ống đong 250ml, cân 100g hạt cho vào ống đong quan sát và đọc thể

tích toluene dâng lên.

Công thức tính: d=P/V (g/ml)

trong đó P là khối lượng hạt, V là thể tích toluene dâng lên.

3.5.5 Phương pháp xác định góc nghiêng tự nhiên của hạt

Đổ đầy hạt vào ống trụ rỗng 2 đầu được đặt đứng trên một mặt phẳng, nhẹ nhàng rút ống lên

hạt trong ống sẽ tự trượt xuống mặt phẳng tạo góc nghiêng α.

3.5.6 Độ ẩm

Độ ẩm của nguyên liệu hạt được xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 9706:2013 đối

với ngũ cốc và sản phẩm ngũ cốc, ISO 711:1985) có hiệu chỉnh (mẫu được sấy ở 105°C đến

khối lượng không đổi) [30].

Độ ẩm nguyên liệu được xác định theo công thức: Độ ẩm (%) x 100

9

Trong đó: m1 là khối lượng của phần mẫu thử trước khi sấy (g); m2 là khối lượng của phần

mẫu thử sau khi sấy (g).

3.5.7 Tro

Hàm lượng tro được xác định bằng phương pháp nung theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN

8124:2009 đối với ngũ cốc, đậu đỗ và phụ phẩm; ISO 2171:2007) [30].

Hàm lượng tro theo % khối lượng mẫu được xác định bằng công thức:

Tro (%) =

Trong đó: mo là khối lượng của phần mẫu thử (g); m1 là khối lượng của cốc tro hóa (g); m2

là khối lượng của đĩa tro hóa cùng với phần còn lại sau khi nung (g).

3.5.8 Protein

Phương pháp Kjeldahl được dùng để xác định hàm lượng protein dựa theo tiêu chuẩn Việt

Nam (TCVN 8125:2015 đối với ngũ cốc và đậu đỗ; ISO 20483:2013) [30, 32].

Hàm lượng Nitơ tổng (% N) = (Vtr-Vth) x 0,014 x N(NaOH) x

100

mbđ

x

Vdm

Vxd

Vtr và Vth: Thể tích dung dịch NaOH 0,1N tiêu tốn khi chuẩn độ mẫu trắng và mẫu thực

(ml);

Mbđ: khối lượng mẫu thử (g); N(NaOH): Nồng độ NaOH dùng để chuẩn độ = 0,1N;

0,0014: Số g nitơ tương ứng với 1ml dung dịch NaOH 0,1N;

Hàm lượng protein thô: Protein (%) = % Hàm lượng Nitơ tổng × 6,25

3.5.9 Lipid

Lipid được xác định theo AOAC 920.39:2002, có hiệu chỉnh [30]:

Hàm lượng lipid (theo % trăm khối lượng): X (%) =

Trong đó: m0 là khối lượng mẫu ban đầu, tính bằng gam (g); W là độ ẩm của mẫu (%);

m1 và m2 là khối lượng của giấy lọc với mẫu trước sấy và sau sấy (g).

3.5.10 Glucid