TỔNG QUAN
Tổng quan về Spaghetti và các nghiên cứu bổ sung các nguyên liệu thực vật vào
Spaghetti, hay còn gọi là mì Ý, là một loại pasta có hình dạng sợi dài, nhỏ và hình trụ, được ưa chuộng trên toàn thế giới nhờ vào cách chế biến đơn giản và giá thành hợp lý Theo một số nghiên cứu, pasta có thể có nguồn gốc từ Trung Quốc và đã phát triển tại Ý dưới nền văn minh Etruscan từ nhiều thế kỷ trước Công Nguyên Đến thế kỷ XVI, các tổ chức sản xuất pasta tại Ý đã được thành lập và trở thành những hiệp hội thương mại quan trọng.
Pasta được chia thành hai loại chính: pasta tươi và pasta khô Pasta tươi có khối lượng lớn hơn do chứa nhiều nước, trong khi pasta khô lại được ưa chuộng hơn nhờ vào sự tiện lợi, chất lượng, thời gian bảo quản lâu và giá thành rẻ (R.C Kill, 2001a) Hiện nay, pasta đã trở thành một thực phẩm phổ biến trên toàn cầu, với mức tiêu thụ cao nhất tại Ý, tiếp theo là các quốc gia như Venezuela, Tunisia, Thụy Sĩ và Chi Lê.
Mức tiêu thụ pasta trên đầu người tại Hoa Kỳ đã tăng trong những năm gần đây do người tiêu dùng coi đây là thực phẩm lành mạnh, dễ bảo quản và dễ chế biến Trong khi đó, thị trường pasta khô ở Anh đã chậm lại, chỉ tăng khoảng 2% mỗi năm, trong khi thị trường pasta tươi, mặc dù nhỏ hơn, đang tăng trưởng khoảng 10% hàng năm Dù có sự chững lại, pasta vẫn được người tiêu dùng Anh chấp nhận như một phần quan trọng trong chế độ ăn uống trong suốt 20 năm qua.
Spaghetti được biết đến với hàm lượng natri và chất béo thấp, không chứa cholesterol, nhưng mì ống làm từ 100% semolina lại thiếu hụt các axit amin thiết yếu như lysine và threonine (Zhao, Y H và cộng sự, 2006) Để cải thiện giá trị dinh dưỡng của mì ống, nhiều nghiên cứu đã thử nghiệm việc thay thế hoặc bổ sung lúa mì cứng bằng các nguồn nguyên liệu khác như bột đậu, chất xơ và protein (Brennan và Tudorica, 2008; Gopalakrishnan và cộng sự, 2011; Sandhu và cộng sự, 2015) Các yếu tố như màu sắc, đặc tính nấu ăn, kết cấu và hương vị của spaghetti cũng rất quan trọng.
2 quan trọng ảnh hưởng đến sự chấp nhận của người tiêu dùng và chất lượng sản phẩm (Lee và cộng sự, 2002)
Bảng 1.1 Giá trị dinh dưỡng cho 100g Spaghetti đã nấu chín
Giá trị dinh dưỡng cho 100g Spaghetti đã nấu chín
Bột Semolina được sản xuất từ lúa mì cứng (durum), với hạt lúa mì có lớp nội nhũ màu vàng hổ phách nhờ vào sắc tố caroten Đây là nguyên liệu lý tưởng cho mì spaghetti vì dễ dàng tạo hình bằng cách đùn qua khuôn, sản phẩm thu được khô, mềm, dẻo, không bị nứt và giữ được hình dạng cũng như kích thước trong suốt quá trình sấy, xử lý, đóng gói và giao hàng (Kantha Shelke, 2016).
Spaghetti được làm từ bột semolina có chất lượng nấu, hương vị và kết cấu vượt trội hơn so với các loại lúa mì khác Khi nấu, spaghetti từ semolina cho ra sản phẩm dẻo, đàn hồi, không bị vỡ khi đun sôi và nước nấu tương đối trong, không có tinh bột thất thoát Những đặc điểm này xuất phát từ độ cứng, mạng protein gluten và sự phân tán sắc tố trong nội nhũ của bột semolina.
Lúa mì cứng chỉ được trồng ở một số khu vực nhất định trên thế giới, khác với lúa mì thông thường có thể được trồng rộng rãi Khu vực Địa Trung Hải sản xuất 55-60% bột lúa mì cứng, trong khi Bắc Mỹ đóng góp khoảng 30% sản lượng toàn cầu Đáng chú ý, Bắc Mỹ lại chiếm 80-90% lượng xuất khẩu lúa mì cứng, trong khi khu vực Địa Trung Hải chiếm 50% lượng nhập khẩu thế giới.
Thành phần hóa học chủ yếu bột semolina:
Bột semolina có hàm lượng protein cao nhất trong các loại bột mì, đạt khoảng 12-16% Độ dai và độ dẻo của sợi mì phụ thuộc chủ yếu vào lượng gluten, bao gồm gliadin và glutenin trong bột Hàm lượng protein cao trong bột sẽ tạo ra sản phẩm spaghetti có độ dai tốt hơn, kết cấu hoàn hảo và giảm thiểu sự mất mát tinh bột trong quá trình nấu.
Việc bổ sung nước vừa phải giúp gluten trở nên dai và đàn hồi, tạo ra khả năng hình thành sợi và tấm thông qua các liên kết giữa các phân tử Khi được làm nóng, mạng gluten ngậm nước sẽ hình thành các liên kết protein-protein không đảo ngược, từ đó ổn định cấu trúc và kết cấu của sản phẩm spaghetti cuối cùng.
Semolina chứa 70% tinh bột, và trong quá trình nhào bột, các hạt tinh bột hấp thụ nước và trương nở, tạo thành các chuỗi bám trên sợi gluten, hình thành nên cấu trúc sợi hoàn chỉnh Cấu trúc này bền vững và không bị phá vỡ khi nấu, do đó kích thước của hạt tinh bột ảnh hưởng đến cấu trúc của spaghetti Các loại bột khác nhau có sự khác biệt về dạng, kích thước và khả năng trương nở, hồ hóa.
Hàm lượng sắc tố carotene (0.8%) và hoạt động lipoxygenase (LOX) là yếu tố chính ảnh hưởng đến độ vàng của spaghetti trong quá trình chế biến Sắc tố carotene có thể bị thoái hóa do oxy hóa, dẫn đến mất màu khi nấu chín bột spaghetti.
Hàm lượng chất béo trong gluten chiếm khoảng 2%, theo nghiên cứu của Andrieu và cộng sự (1986) Chất béo có thể tồn tại dưới dạng tự do hoặc liên kết với glucid, góp phần tạo nên tính đàn hồi của gluten (Bùi Đức Lợi và cộng sự).
Lượng nước trong bột ảnh hưởng tới lượng nước đưa vào nhào (Bùi Đức Lợi và cộng sự, 2009)
Bảng 1.2 Giá trị dinh dưỡng của Semolina
Giá trị dinh dưỡng trên 100 g (3,5 oz)
Năng lượng 1.506 kJ (360 kcal) Carbohydrate 72.83 g
Không bão hòa đơn 0.125 g Không bão hòa đa 0.43 g
Thành phần khác Định lượng
Bổ sung trứng vào spaghetti không chỉ làm tăng màu sắc vàng cho món ăn, mà còn cải thiện kết cấu, giúp spaghetti trở nên đàn hồi và bóng bẩy hơn Hơn nữa, việc này còn nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm, khiến cho spaghetti trứng có giá thành cao hơn so với loại thông thường.
Muối là nguyên liệu quan trọng trong chế biến mì, thường được thêm vào với tỷ lệ 1–3% khối lượng bột Nó thực hiện ba chức năng chính, trong đó quan trọng nhất là tăng cường và thắt chặt gluten của bột nhờ vào việc ức chế các enzym phân giải protein và tương tác trực tiếp với protein bột Điều này giúp cải thiện đáng kể đặc tính của bột nhão, đặc biệt là khả năng hút nước Ngoài ra, muối còn tăng cường hương vị và cải thiện kết cấu của sản phẩm.
Muối không chỉ tạo ra vị mặn thanh khiết trong thực phẩm mà còn tăng cường hương vị, giúp món ăn có cảm giác no lâu hơn và che bớt những mùi vị không mong muốn Đặc biệt, muối cải thiện sự cân bằng hương vị, rút ngắn thời gian nấu và mang lại kết cấu mềm mại, đàn hồi hơn cho các loại mỳ so với những loại không có muối.
Tổng quan về bột gạo lứt
1.2.1 Tổng quan về gạo lứt
Gạo lứt, còn gọi là gạo rằn hay gạo lật, là loại gạo giàu dinh dưỡng, đặc biệt là các nguyên tố vi lượng Với màu sắc đậm hơn, thường là màu nâu, gạo lứt chỉ được xay bỏ phần vỏ trấu mà vẫn giữ lại lớp cám gạo, giúp bảo toàn giá trị dinh dưỡng của nó (V Eyarkai Nambi và cộng sự, 2017).
Gạo lứt là một loại hạt nguyên chất (whole grains) rất giàu dinh dưỡng, chứa nhiều chất xơ, acid phytic, vitamin E và B, cùng với GABA, vượt trội hơn so với gạo xay xát thông thường (Ito S và Ishikawa Y., 2004).
Bột gạo lứt là một loại thực phẩm ngũ cốc nguyên hạt được chế biến từ hạt lúa nước, nổi bật với hàm lượng cao chất xơ, khoáng chất, vitamin và Amino Butyric Acid (GABA) so với gạo xay Thành phần dinh dưỡng của gạo lứt bao gồm protein (9.99%), chất béo (3.08%), chất xơ (4.24%) và carbohydrate (81.8%), mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe.
Vì vậy, việc bổ sung bột gạo lứt làm tăng các đặc tính dinh dưỡng của nó, đặc biệt là chỉ số
9 đường huyết thấp (GI) (Monge và cộng sự, 1990; Aston và cộng sự, 2008) Bột gạo lứt có chỉ số đường huyết GIU (Trinidad và cộng sự, 2013)
1.2.2 Thành phần cấu tạo và hoá học của gạo lứt
Vỏ trấu: chiếm 15-20% gồm tế bào rỗng có thành phần cấu tạo rỗng là cellulose
Vỏ quả: chiếm 5-6% khối lượng hạt, có thành phần chủ yếu là cellulose, pentose, pectin, tro
Vỏ hạt: chiếm 1-2% liên kết chặt chẽ với lớp aleurone, chứa nhiều sắt Lớp aleurone chiếm 6-12% chứa nhiều protein, chất béo, tro và vitamin
Nội nhũ: tinh bột chiếm 60-90% tùy theo điều kiện canh tác giống Nội nhũ có thể trắng trong, trắng đục hoặc bạc bụng
Phôi lúa, nằm ở đầu nhọn của hạt gạo, chiếm 2.25% khối lượng hạt gạo lứt và chứa nhiều chất dinh dưỡng quan trọng Trong phôi, protein chiếm từ 30-40%, chất béo từ 15-35%, tro 5-10%, cellulose 2-3%, cùng với pentose, vitamin và khoáng chất Phôi đóng vai trò quan trọng trong việc dự trữ thức ăn cho phần hạt, giúp cung cấp năng lượng và dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cây.
Gạo lứt có thành phần hóa học đa dạng, phụ thuộc vào giống, đất và môi trường, bao gồm các lớp cám (6-7%), phôi (2-3%) và nội nhũ (khoảng 90%) Tinh bột chiếm phần lớn trong gạo lứt, trong khi các thành phần phi tinh bột như protein, chất béo, tro, chất xơ và lignin có tỷ lệ cao hơn so với gạo xay Đặc biệt, các hợp chất như đường tự do, acid amin tự do và hương thơm tập trung nhiều hơn ở phần cám Gạo lứt cũng là nguồn cung cấp phong phú vitamin, khoáng chất và acid amin hiếm.
Trong quá trình xay xát gạo lứt thành gạo trắng, tổn thất protein đạt 28,6% và tổng khoáng chất lên tới 84,7% (Lamberts và cộng sự, 2007; Mir và cộng sự, 2016).
Carbohydrate là thành phần chính trong ngũ cốc, với gạo lứt chứa hàm lượng hemicellulose cao, khoảng 1.4-2.1% pentosan, phân bố chủ yếu ở lớp cám và mầm Tinh bột là thành phần chủ yếu của gạo, trong đó amylopectin chiếm 25-50% và amylose chiếm 30-60% trọng lượng Các polysaccharid không phải tinh bột bao gồm polysaccharid hòa tan trong nước và chất xơ không hòa tan, có tác dụng hạ cholesterol máu Gạo lứt chứa tổng lượng đường tự do khoảng 0.8-1.4%, chủ yếu là glucose và một lượng nhỏ fructose.
Protein là thành phần chiếm tỷ lệ cao thứ hai trong hạt gạo, chỉ sau tinh bột, với hàm lượng protein khác nhau giữa các giống lúa và giảm khi mức độ đánh bóng tăng do protein chủ yếu tập trung ở lớp ngoài của hạt (Zhou và cộng sự, 2002) Gạo có giá trị dinh dưỡng cao hơn nhờ vào sự cân bằng tương đối của các acid amin và hàm lượng lysine vượt trội so với các loại cây ngũ cốc khác (Mohan và cộng sự, 2010).
Gạo lứt chứa khoảng 8-15% protein khô, với 14% protein nằm ở cám và 80% ở nội nhũ Cám và mầm trong gạo lứt có hàm lượng lysine cao, trong khi hàm lượng acid amin tương tự giữa gạo lứt và gạo xay Tuy nhiên, hàm lượng lysine giảm và tyrosine, phenylalanin tăng theo tổng hàm lượng protein Protein trong gạo chủ yếu là glutelin hòa tan trong kiềm (78-79%), globulin hòa tan trong muối (10-11%), và albumin hòa tan trong nước (7-8%), trong khi phần hòa tan trong rượu chỉ chiếm 3% Gạo lứt có hàm lượng albumin và globulin cao hơn gạo xát do tập trung nhiều ở mầm và aleurone, với 51% albumin và 40% globulin nằm trong cám Globulin bao gồm 43% axit glutamic và arginine, 4-9% cysteine và 6.6% methionin Prolamin chiếm khoảng 21% trong cám và có thể được chiết xuất bằng etanol 70% và kết tủa axeton từ chiết xuất etanol, trong khi glutelin chỉ có 5% trong cám (Sila Bhattacharya, 2017).
Vitamin và các khoáng chất
Gạo lứt rất giàu vitamin như thiamine (0.29-0.61), riboflavin (0.04-0.14), niacin (3.5- 5.3), và tocopherol (0.90-2.50) và các khoáng chất như calcium (10-50), phosphorus (170-
Gạo lứt chứa nhiều vitamin và khoáng chất quan trọng, với hàm lượng vitamin B tập trung chủ yếu trong lớp cám, mang lại lợi thế dinh dưỡng so với gạo xát Theo Juliano (1985) và Pedersen cùng Eggum (1983), gạo lứt cung cấp thiamine và niacin với hàm lượng lần lượt khoảng 0.9-2.3 mg/100 g Khoảng 50% thiamine và 80-85% niacin có trong phần bì và lớp aleurone, trong khi phôi chứa hơn 95% tocopherol Hàm lượng khoáng chất như sắt và kẽm cũng tập trung chủ yếu ở các lớp bên ngoài của gạo lứt, với 90% phốt pho dưới dạng phosphorus phytin trong lớp cám Mặc dù quá trình bảo quản không làm thay đổi thành phần tổng thể của gạo, nhưng hàm lượng vitamin có xu hướng giảm dần theo thời gian.
Khoáng chất là dinh dưỡng thiết yếu cho con người, đóng vai trò quan trọng trong các hoạt động cơ thể Thành phần khoáng chất trong gạo phụ thuộc vào sự sẵn có của dinh dưỡng trong đất và sự đa dạng giống Gạo lứt chứa nồng độ cao các khoáng chất như đồng, kali, magiê, mangan, natri, phốt pho và kẽm so với gạo được đánh bóng.
Gạo lứt chứa khoảng 80% lipid ở lớp aleurone và cám, với hàm lượng lipid dao động từ 0.5% đến 3.5% Trong gạo lứt, 51% dầu thô nằm trong mầm, 32% trong lớp cám và 17% trong nội nhũ, với sự phân bố lipid không đồng đều, cao nhất ở lớp bên ngoài và giảm dần vào trung tâm Gạo lứt có hàm lượng acid linoleic, palmitic và oleic cao hơn so với gạo đã xay, trong khi lại thấp hơn về acid myristic, palmitic, palmitoleic và stearic Các acid béo chính trong gạo lứt bao gồm 43% acid oleic, 28% palmitic và 25% acid linoleic, chủ yếu tập trung ở cám và mầm, với acid béo tự do, mono- và diglyceride chủ yếu là acid palmitic, oleic và linoleic.
1.2.3 Công dụng của gạo lứt
Gạo lứt, với thành phần dinh dưỡng phong phú, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe Những công dụng nổi bật của gạo lứt bao gồm: cung cấp năng lượng bền vững, hỗ trợ tiêu hóa, giúp giảm cân hiệu quả, và cải thiện sức khỏe tim mạch.
Lớp cám gạo lứt chứa tới 120 chất chống oxy hóa, giúp bảo vệ tế bào khỏi sự tấn công của các gốc tự do có hại, từ đó nâng cao sức khỏe tổng thể.
Các thành phần hoạt tính sinh học như hợp chất phenolic, flavonoid, anthocyanin, proanthocyanidin, tocopherols và oryzanol trong hạt gạo, đặc biệt là gạo lứt, có tác dụng bảo vệ cơ thể rất cao (Slavin, 2003) Hầu hết các chất này tập trung chủ yếu trong phần cám và mầm của hạt gạo, trong khi gạo trắng mất đi nhiều dưỡng chất quý giá này (Champagne và cộng sự, 2004) Gạo không chỉ là thực phẩm chính trong chế độ ăn uống của nhiều người mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc chống oxy hóa và cung cấp chất xơ, từ đó hỗ trợ sức khỏe tim mạch.
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nguyên liệu
Bột mì đươc sử dụng là bột semolina, bột được rây qua lỗ rây có kích thước 150 μm trước khi được sử dụng làm mì
Bột gạo lứt rang sẵn được sử dụng để làm mì sau khi đã được rây qua lỗ rây có kích thước 150 μm, giúp loại bỏ tạp chất và vón cục, đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Hình 2.2 Bột gạo lứt rang
Bảng 2.1 Các nguyên liệu khác
Trứng Công ty cổ phần thực phẩm V – Food
Dầu ô liu Tây Ban Nha
Quy trình làm mì Spaghetti
Hình 2.3 Quy trình sản xuất spaghetti từ bột semolina bổ sung bột gạo lứt
Bột gạo lứt Trứng Định lượng Định lượng Định lượng
Bảng 2.2 Công thức mỳ spaghetti không bổ sung gạo lứt
Nguyên liệu Khối lượng (gram)
Chuẩn bị các nguyên liệu theo đúng công thức chuẩn
Bột mì semolina và bột gạo lứt được xử lý để loại bỏ tạp chất và vón cục bằng rây kích thước 150 μm Các nguyên liệu được cân theo công thức mẫu chuẩn (bảng 2.2) Trong các mẫu thử nghiệm, bột semolina được thay thế bằng bột gạo lứt với các tỷ lệ lần lượt là 5%, 10%, 15%, 20% và 25%.
Sử dụng cân để định lượng các nguyên liệu một cách chính xác
Kích thước hạt bột mịn giúp hydrat hóa đồng đều trong quá trình trộn và phát triển gluten một cách tối ưu, đặc biệt trong việc tạo thành tấm Để đảm bảo chất lượng, sự phân bố kích thước hạt cần phải đồng đều Các hạt bột nhỏ hấp thụ nước nhanh hơn so với hạt lớn, dẫn đến sự phân bố kích thước không đồng nhất và tạo ra các sọc (ướt hoặc khô) trong tấm bột.
Cho các nguyên liệu khô vào âu trộn đều với nhau sau đó rây lại qua lỗ rây có kích thước 150 μm
Các nguyên liệu như trứng và dầu olive được phối trộn chung với nhau
Trộn là bước đầu tiên quan trọng trong chế biến mì, nhằm phân phối đồng nhất các thành phần và ngậm ướt hạt bột Trong giai đoạn này, sự phát triển gluten diễn ra hạn chế khi bột mì hấp thụ nước thấp Tuy nhiên, khi bột hấp thụ nước cao (> 35%) và thời gian trộn kéo dài (> 15 phút), gluten sẽ phát triển mạnh mẽ Để đạt được bột mì trộn đúng cách, cần tối ưu hóa mức độ hydrat hóa protein gluten, mặc dù điều này có thể ảnh hưởng đến độ dính trong quá trình cán Bột có hàm lượng protein cao thường hydrat hóa nhanh và dễ tạo thành vụn lớn, do đó cần thời gian trộn ngắn Ngoài ra, hạt tinh bột bị hư hỏng trong quá trình xay xát sẽ tăng khả năng hydrat hóa và cạnh tranh với gluten cho nước trong mì nhào Trộn ở nhiệt độ thấp (
