chuyển giao công nghệ sản xuất tinh bột chuối tiêu hồng

Nguồn tinh bột kháng từ chuối tiêu hồng: sản phẩm và ứng dụng

Thị trường trái cây tại Việt Nam hiện rất phong phú về chủng loại trong nước cũng như nhập khẩu. Chuối là một loại quả gần gũi và được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Chuối được trồng ở ít nhất 107 quốc gia. Việt Nam nằm trong top 15 nước có sản lượng chuối lớn nhất thế giới. Quả chuối trồng tại Việt Nam vẫn đang chiếm tỉ lệ tiêu thụ cao trên tổng lượng tiêu thụ trái cây tính theo đầu người hàng năm. Do thuộc loại quả có hô hấp đột biến nên mặc dù thu hoạch lúc còn xanh nhưng thời gian chín của chuối xảy ra rất nhanh, đặc biệt trong điều kiện nhiệt độ môi trường cao. Mặt khác, ngay sau khi chín, chất lượng dinh dưỡng và chất lượng cảm quan của quả giảm đi rất nhanh. Thời gian bảo quản và thu hoạch quả chuối ngắn là nguyên nhân chủ yếu làm tăng mức độ tổn thất, giảm khả năng tiêu thụ trong nước và xuất khẩu.

Chuối tiêu hồng là giống cây ăn quả có giá trị kinh tế cao, chất lượng nổi trội bởi quả có mã vàng đẹp, hương vị thơm ngon, thịt quả chắc và không chua như những giống chuối tiêu khác. Đặc biệt, các cây chuối tiêu hồng được nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô cho quả đồng đều, ít các vết bệnh, thu hoạch tập trung, năng suất cao hơn từ 10-20% so với trồng bằng chồi.

Để hạn chế tổn thất của quả chuối chín, có nhiều phương pháp chế biến chuối từ khi còn xanh và có các sản phẩm như: tinh bột chuối xanh, bột chuối xanh và các chế phẩm vi sinh từ chuối xanh,.... Các sản phẩm bột và tinh bột từ các loại củ quả trước giờ khá phổ biến như: tinh bột sắn, tinh bột khoai lang, tinh bột ngô,... Tuy nhiên, sản phẩm bột và tách tinh bột từ quả chuối xanh trên thị trường Việt Nam hiện nay vẫn chưa phổ biến.

Thành phần chính của chuối xanh là tinh bột, 70-80% tinh bột theo trọng lượng khô. Trong quá trình chín, tinh bột được chuyển đổi thành các loại đường sucrose, fructose và glucose chiếm đến 16% trọng lượng tươi. Chuối xanh có chỉ số đường huyết GI thấp so với chuối chín, dưới 40%, do hàm lượng cao về tinh bột và chất xơ, giúp giảm thiểu sự gia tăng lượng đường trong máu. Chuối xanh giàu hàm lượng kali, giúp cho chức năng của hệ thần kinh hoạt động hiệu quả. Chuối xanh còn chứa nhiều loại vitamin tốt cho sức khỏe như vitamin C và vitamin B₆. Vitamin B₆ giúp sản xuất hemoglobin và điều chỉnh hàm lượng đường trong máu hiệu quả. Một trong những lợi ích hàng đầu của chuối xanh về sức khỏe là chuối xanh chứa hàm lượng chất xơ cao vừa giúp cho hệ đường ruột khỏe mạnh, hỗ trợ và phòng ngừa tiêu chảy, tốt cho chế độ ăn kiêng của người bị bệnh tiểu đường và còn giúp cho những người béo phì có chế độ giảm cân hiệu quả. Hàm lượng tinh bột cao nhất có trong trái cây có màu xanh lá cây và chưa chín, như chuối và xoài, đạt đến 70% hàm lượng chất khô. Do đó, chuối xanh có thể được sử dụng như một sự thay thế nguồn khác ngoài tinh bột ngô, lúa mì và gạo.

Đặc biệt, tinh bột trong chuối xanh có tỷ lệ rất cao tinh bột kháng (resistant starch), cao nhất trong các loại trái cây (48,99g/100g) (Langkild và cộng sự, 2002; Falosolin và cộng sự, 2007). Như vậy, việc nghiên cứu sản xuất bột và tinh bột chuối xanh, ứng dụng trong các sản phẩm thực phẩm dành cho người ăn kiêng là rất hiệu quả.

Tinh bột kháng (resistant starch - RS) là tinh bột, và các sản phẩm thoái hóa của nó, không được tiêu hóa khi đi qua ruột non. Tinh bột kháng có trong tự nhiên hoặc được bổ sung vào thực phẩm bằng các loại tinh bột kháng tổng hợp.

Một số loại tinh bột kháng (RS1, RS2 và RS3) được vi sinh vật ở ruột già lên men sản xuất ra các axit béo chuỗi ngắn, tăng khối lượng vi khuẩn nên rất có lợi ích cho sức khỏe con người. Trong nhiều cách khác nhau, tinh bột kháng có tác dụng sinh lý tương tự như chất xơ, hoạt động như một thuốc nhuận tràng nhẹ.

Khái niệm về tinh bột kháng xuất phát từ những nghiên cứu thập niên 1970, theo đó các nhà nghiên cứu chia ra 3 loại tinh bột: tinh bột tiêu hóa nhanh, tinh bột tiêu hóa chậm và tinh bột kháng. Các Ủy ban châu Âu (Commission of the European Communities) hỗ trợ nghiên cứu và định danh là tinh bột kháng và chia tinh bột kháng ra 4 loại:

(1) RS1, tinh bột kháng không thể tiêu hóa, tìm thấy trong hạt hoặc các loại đậu và ngũ cốc chưa qua chế biến.

(2) RS2, tinh bột kháng không thể tiếp cận với các enzyme tiêu hóa do cấu trúc tinh bộ như tinh bột ngô có amylose cao.

(3) RS3, tinh bột kháng được hình thành khi thực phẩm có tinh bột nấu chín khiến tinh bột hòa tan trở nên ít hòa tan như mì ống.

(4) RS4, tinh bột đã được biến đổi hóa học để không bị tiêu hóa.

Điều cần lưu ý, trong quá trình chế biến thức ăn có thể ảnh hưởng đến hàm lượng tinh bột kháng của thực phẩm. Nói chung, quá trình chế biến thường làm giảm hàm lượng tinh bột kháng, ví dụ lúa mì nguyên hạt chứa 14% tinh bột kháng trong khi bột mì xay chỉ còn 2%, tinh bột kháng trong cơm thường thấp hơn trong gạo. Tuy nhiên, cũng có cách chế biến lại làm tăng hàm lượng kháng tinh bột kháng, ví dụ tinh bột được hồ hóa và trở nên dễ tiêu hóa hơn, nhưng hồ tinh bột đông lạnh có thể tạo thành các kháng tinh bột kháng lại enzyme tiêu hóa (RS3 hoặc kháng tinh bột kháng ngược), salad khoai tây hoặc khoai tây luộc có hàm lượng tinh bột kháng cao hơn khoai tây thường. Vì tinh bột kháng không tiêu hóa được nên không giải phóng glucose trong ruột non mà nó đi thẳng xuống ruột già để được các vi khuẩn đại tràng lên men, tiêu hóa. Sự lên men các tinh bột kháng ở ruột già sẽ tạo ra các axit béo chuỗi ngắn, bao gồm acetate, propionate và butyrate và làm gia tăng khối lượng vi khuẩn. Butyrate là nguồn năng lượng chính các tế bào ruột già, nó cũng tăng sự trao đổi chất, giảm viêm và chống stress.

Các chuỗi ngắn axit béo này sau đó được hấp thu nhanh chóng và chuyển hóa ở các tế bào biểu mô ruột, gan hoặc các mô khác nên thức ăn chứa tinh bột kháng có chỉ số đường huyết (glycemic index, GI) thấp không có khả năng tăng glucose máu đột ngột. Do đó, năm 2016, FDA chấp thuận rằng tinh bột kháng có thể làm giảm nguy cơ bệnh đái tháo đường tuýp 2.

Tinh bột kháng cũng làm giảm nguy cơ ung thư đại trực tràng thông qua các cơ chế khác nhau như bảo vệ khỏi tác hại do biến đổi DNA, thay đổi biểu hiện gen và tăng tự chết (apoptosis) của các tế bào ung thư.

Chuối xanh là nguồn tinh bột kháng quý. Tinh bột trong chuối xanh có tỷ lệ rất cao kháng tinh bột, cao nhất trong các loại trái cây.

Vì vậy, việc sử dụng quả chuối tiêu hồng xanh làm nguyên liệu để chế biến bột và tinh bột chuối xanh ngoài lợi ích hạn chế tổn thất cho chuối chín còn mang lại lợi ích cao với sức khỏe con người như: Cải thiện tình trạng bệnh lý đường tiêu hóa, thúc đẩy ruột kết làm việc hiệu quả, hỗ trợ giảm cân, giảm độ nhạy cảm với insullin,...

Độ già thu hái phù hợp của giống chuối tiêu hồng để sản xuất bột và tinh bột chuối xanh là 90 ngày sau khi trổ hoa. Đối với sản phẩm bột chuối xanh, có thể sử dụng các loại muối sunfit ở nồng độ cho phép để xử lý nguyên liệu trong thời gian phù hợp nhằm cải thiện màu sắc của bột chuối xanh. Đối với sản phẩm tinh bột chuối xanh, nồng độ citric acid được lựa chọn để xử lý chuối nguyên liệu là 1,5% trong 20 phút, chế độ lắng và rửa tinh bột phù hợp là 4 lần, chế độ sấy tinh bột chuối xanh ở nhiệt độ 60℃ trong 7h là phù hợp để thu được tinh bột chuối xanh có chất lượng tốt. Sản phẩm bột chuối xanh và tinh bột chuối xanh phù hợp cho việc thay thế một phần các nguồn tinh bột trong sản xuất các sản phẩm từ tinh bột như: bánh mì, bánh ngọt, mì sợi...

Dịch chuối nghiền sau khi xử lý nguyên liệu chuối xanh ở các nồng độ citric acid khác nhau trong quá trình nghiên cứu sản xuất tinh bột chuối xanh