Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Việt Nam là quốc gia có sản lượng xoài đứng thứ 13 trên thế giới với tổng diện tích canh tác vượt hơn 87.000 ha. Số liệu thống kê từ Cục Trồng trọt thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn năm 2021 ghi nhận sản lượng xoài cả nước năm 2020 đạt 893,2 ngàn tấn, tăng 6,5% so với cùng kỳ năm trước. Mặc dù nguồn cung dồi dào, tỷ lệ tổn thất sau thu hoạch đối với xoài tại Đồng bằng sông Cửu Long vẫn ở mức cao. Khảo sát của Tổ chức Phát triển Công nghiệp Liên Hiệp Quốc (UNIDO) tại ba vùng chuyên canh trọng điểm gồm Vĩnh Long, Đồng Tháp và Tiền Giang chỉ ra mức hao hụt sau thu hoạch lên tới 26,9%.

Nhằm giải quyết bài toán giảm thiểu tổn thất nông sản và nâng cao chuỗi giá trị cho quả xoài Cát Chu (nguồn nguyên liệu đặc sản tại Cao Lãnh, Đồng Tháp với tỷ lệ thịt ăn được đạt 78–80%), việc đa dạng hóa các sản phẩm chế biến sâu có ý nghĩa thực tiễn rõ rệt. So với xoài sấy vốn đòi hỏi chi phí đầu tư công nghệ cao và giá thành bán lẻ đắt, chế biến mứt nhuyễn (jam) là hướng tiếp cận hiệu quả: sản phẩm có độ bền bảo quản cao, chi phí nguyên liệu cạnh tranh hơn các loại quả ôn đới (dâu tây, việt quất, phúc bồn tử), đáp ứng nhu cầu bữa ăn tiện lợi. Tuy nhiên, các công bố trong nước chủ yếu dừng lại ở việc thử nghiệm công thức phối chế cảm quan đơn giản, thiếu các khảo cứu chuyên sâu về các đặc tính lưu biến học, sự biến đổi kết cấu và hệ màu trong quá trình gia nhiệt cô đặc. Đề tài khóa luận tốt nghiệp ngành Công nghệ Thực phẩm tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh của nhóm tác giả Lê Thị Mỹ Linh và Lê Thị Thùy Trang (do GVC. ThS. Đặng Thị Ngọc Dung hướng dẫn) được triển khai nhằm giải quyết khoảng trống kỹ thuật này.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của khóa luận được phân định cụ thể như sau:

  1. Mục tiêu nghiên cứu:

    • Xác định có hệ thống các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến tính chất của jam xoài Cát Chu.
    • Hoàn thiện quy trình công nghệ chế biến sản phẩm jam xoài Cát Chu đạt các tiêu chuẩn về lưu biến, cấu trúc và cảm quan.

  2. Nhiệm vụ nghiên cứu:

    • (1) Xác định một số chỉ tiêu hóa học cơ bản của pure xoài Cát Chu nguyên liệu.
    • (2) Đo lường và mô hình hóa các đặc tính lưu biến của jam xoài Cát Chu trên thiết bị chuyên dụng HAAKE RHEOStress RS600.
    • (3) Phân tích các thông số kết cấu (độ cứng, độ kết dính) bằng máy đo cấu trúc Brookfield CT3.
    • (4) Đánh giá biến thiên màu sắc ($L^, a^, b^*$) của sản phẩm bằng máy đo màu quang phổ Minolta CR-400.
    • (5) Khảo sát thị hiếu và mức độ ưa chuộng của sản phẩm thông qua phương pháp đánh giá cảm quan mô tả định tính.
    • (6) Phân tích thực nghiệm đa yếu tố để làm rõ ảnh hưởng của: tỷ lệ phối chế pure xoài/nước, nhiệt độ cô đặc chân không, hàm lượng chất khô hòa tan và tỷ lệ pectin bổ sung.
  • Đối tượng nghiên cứu: Thịt quả xoài Cát Chu thu hoạch tại tỉnh Đồng Tháp được đồng hóa thành dạng pure, kết hợp với các phụ gia thực phẩm gồm pectin methoxyl hóa cao (HMP), đường tinh luyện saccharose, acid citric và acid ascorbic (vitamin C).
  • Phạm vi nghiên cứu: Giới hạn khảo sát thực nghiệm tập trung vào 4 thông số công nghệ cốt lõi: tỷ lệ pure xoài/nước (khảo sát ở 4 mức: 1/2, 2/3, 1/1, 3/2); nhiệt độ cô đặc bằng thiết bị cô quay chân không (khảo sát ở 4 mức: 50, 60, 70, 80 °C); hàm lượng chất khô hòa tan (khảo sát ở 4 mức: 66, 68, 70, 72 °Bx); và hàm lượng pectin bổ sung (khảo sát ở 4 mức: 0,5%, 1,0%, 1,5%, 2,0% tính theo khối lượng pure). Đề tài được thực hiện từ ngày 05/03/2021 đến ngày 15/12/2021 tại Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập nền tảng lý luận dựa trên lý thuyết keo tụ tạo gel pectin và lưu biến học thực phẩm:

  • Cơ chế tạo gel của Pectin Methoxyl hóa cao (HMP): Pectin HMP (độ ester hóa DE > 50%) tạo khung mạng ba chiều giam giữ pha lỏng theo cơ chế liên kết đường – acid. Quá trình tạo gel yêu cầu nồng độ chất khô hòa tan cao (thường từ 50–75%) và pH môi trường acid dao động 3,0–3,4. Mạng gel hình thành nhờ hai lực tương tác cơ bản: tương tác kỵ nước giữa các nhóm methyl ester nhằm giảm diện tích tiếp xúc với phân tử nước, và liên kết hydro giữa các nhóm carboxyl (-COOH) tự do không phân ly.
  • Lý thuyết lưu biến học chất lưu phi Newton: Bản chất dòng chảy của jam trái cây được xem xét qua mối quan hệ phi tuyến giữa ứng suất trượt ($\tau$, Pa) và tốc độ biến dạng trượt ($\gamma$, $s^{-1}$). Mô hình Power-Law ($\tau = K \cdot \gamma^n$) được áp dụng để tính toán chỉ số độ đặc $K$ ($Pa \cdot s^n$) và chỉ số dòng chảy $n$. Jam xoài thuộc nhóm lưu chất giả dẻo (pseudoplastic / shear thinning) với giá trị $n < 1$, biểu thị độ nhớt biểu kiến giảm dần khi tốc độ trượt tăng lên.
  • Lưu biến dao động động học (Dynamic Oscillatory Shear): Đánh giá cấu trúc đàn hồi nhớt của hệ gel thông qua phép quét tần số (frequency sweep), đo lường hai thông số đại diện: mô-đun lưu trữ $G'$ (biểu thị tính rắn/đàn hồi, đo năng lượng tích lũy) và mô-đun tổn thất $G''$ (biểu thị tính lỏng/nhớt, đo năng lượng tiêu hao). Tỷ số $\tan \delta = G'' / G'$ phản ánh bản chất vật liệu: $\tan \delta < 1$ đặc trưng cho hệ có tính đàn hồi vượt trội (cấu trúc gel).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và bố trí thí nghiệm:

  • Thiết kế thí nghiệm: Bố trí thí nghiệm đơn yếu tố lần lượt đối với 4 biến công nghệ (tỷ lệ pure xoài/nước, nhiệt độ cô đặc, nồng độ chất khô, nồng độ pectin) trong điều kiện cố định tỷ lệ đường (60%) và tỷ lệ acid citric (0,7%).
  • Thiết bị và kỹ thuật đo đạc:
    • Thiết bị cô quay chân không Yamato nhằm hạ thấp nhiệt độ sôi của khối dịch, bảo vệ sắc tố và các hợp chất mẫn cảm nhiệt độ.
    • Máy đo lưu biến HAAKE RHEOStress RS600 (sử dụng hệ đo hình nón - đĩa hoặc đĩa song song) thực hiện khảo sát biến dạng trượt và quét dao động điều hòa ở tần số từ thấp đến cao.
    • Máy đo kết cấu Brookfield CT3 trang bị đầu đo hình trụ chuyên dụng để xác định lực nén cực đại (độ cứng - hardness, g hoặc N) và năng lượng tách dính (độ kết dính - adhesiveness, mJ).
    • Máy so màu quang phổ Minolta CR-400 đo hệ tọa độ màu CIE $L^, a^, b^$ (với $L^$ là độ sáng, $a^$ là độ đỏ/xanh lá, $b^$ là độ vàng/xanh dương) dưới nguồn sáng chuẩn D65.
    • Phép thử cảm quan mô tả định tính nhằm ghi nhận các thuộc tính về trạng thái bề mặt, độ mịn, mùi thơm tự nhiên, vị ngọt hài hòa và khả năng chấp nhận chung của hội đồng đánh giá.
  • Phương pháp phân tích và xử lý số liệu: Thu thập số liệu lặp lại 3 lần cho mỗi thí nghiệm. Xử lý thống kê mô tả, tính giá trị trung bình, độ lệch chuẩn và phân tích phương sai một yếu tố (One-way ANOVA) kèm kiểm định sự khác biệt có ý nghĩa ở mức xác suất $p < 0,05$ bằng phần mềm IBM SPSS Statistics 20.0 và Microsoft Excel 2016.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương mở đầu phân tích bức tranh tổng thể về ngành trồng xoài tại Việt Nam và tính cấp bách của công nghệ chế biến sau thu hoạch tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Tác giả luận giải lý do lựa chọn giống xoài Cát Chu dựa trên ưu thế về năng suất sinh khối, tỷ lệ thu hồi thịt quả cao và phẩm chất hương vị thơm ngọt đặc trưng. Chương này xác định rõ ràng mục tiêu, nhiệm vụ, giới hạn phạm vi đề tài, khẳng định ý nghĩa khoa học trong việc xây dựng bộ dữ liệu lưu biến - cấu trúc cho jam quả nhiệt đới và ý nghĩa thực tiễn đối với các cơ sở chế biến thực phẩm.

Chương 2: Tổng quan

Chương 2 tổng hợp tài liệu chuyên ngành trong và ngoài nước qua 116 trích dẫn:

  • Phân loại các sản phẩm mứt trái cây và phân tích cấu trúc phối chế tiêu chuẩn của jam. Điểm qua các công trình nghiên cứu mứt gấc, mứt quách, mứt mãng cầu xiêm, mứt dâu tằm phối chế đài hoa bụt giấm tại Việt Nam.
  • Tổng thuật các nghiên cứu quốc tế về lưu biến jam (sử dụng các mô hình Herschel-Bulkley, Casson và Power-Law trên nền mứt dâu, mứt mơ, mứt xoài của các tác giả Costell, Grigelmo, Maceiras, Javanmard, Basu).
  • Trình bày chi tiết đặc điểm sinh học, chu kỳ ra hoa, thành phần hóa thực vật của giống xoài Cát Chu (họ Anacardiaceae).
  • Hệ thống hóa các kiến thức cơ sở về phân tử pectin (phân loại HMP, LMP), cơ chế gel hóa đường - acid, vai trò bảo quản và tạo áp suất thẩm thấu của saccharose, vai trò điều chỉnh pH của acid citric, và khả năng chống sẫm màu của acid ascorbic.

Chương 3: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương này mô tả chi tiết nguồn gốc nguyên liệu xoài Cát Chu thu mua đạt độ chín kỹ thuật, các hóa chất phụ gia đạt chuẩn thực phẩm và danh mục thiết bị thí nghiệm hiện đại. Tác giả xây dựng sơ đồ khối quy trình công nghệ dự kiến (từ khâu xử lý nguyên liệu, chần, chà thu pure, phối trộn phụ gia, gia nhiệt cô đặc chân không đến chiết rót bao bì). Nội dung trọng tâm là thiết kế 4 ma trận thí nghiệm đơn yếu tố:

  • Thí nghiệm 1: Khảo sát 4 tỷ lệ pure xoài/nước (1/2, 2/3, 1/1, 3/2).
  • Thí nghiệm 2: Khảo sát 4 mức nhiệt độ cô đặc chân không (50, 60, 70, 80 °C).
  • Thí nghiệm 3: Khảo sát 4 mức hàm lượng chất khô hòa tan (66, 68, 70, 72 °Bx).
  • Thí nghiệm 4: Khảo sát 4 mức nồng độ pectin bổ sung (0,5%, 1,0%, 1,5%, 2,0%). Đồng thời, chương 3 chuẩn hóa chi tiết quy trình vận hành thiết bị đo lưu biến HAAKE RHEOStress RS600, máy đo độ bền gel CT3, máy đo màu CR-400 và mẫu phiếu đánh giá cảm quan mô tả.

Chương 4: Kết quả và bàn luận

Chương 4 là phần nội dung thực nghiệm chiếm dung lượng lớn nhất của khóa luận, gồm 22 hình vẽ đồ thị và 6 bảng số liệu:

  • Thành phần hóa lý pure xoài: Xác định hàm lượng ẩm, độ Brix tự nhiên, hàm lượng acid tổng số của pure xoài Cát Chu ban đầu.
  • Biến thiên tính chất theo tỷ lệ pure xoài/nước: Dòng chảy jam ở mọi tỷ lệ đều tuân theo mô hình Power-Law thể hiện tính giả dẻo. Tăng hàm lượng pure xoài thúc đẩy ứng suất trượt $\tau$ và độ nhớt biểu kiến $\eta$ gia tăng mạnh do mật độ chất xơ và pectin tự nhiên tăng; mô-đun tích lũy $G'$ và tổn thất $G''$ đều tăng nhưng $G'$ chiếm ưu thế làm giảm $\tan \delta$, mạng gel trở nên bền chặt hơn; độ cứng và độ kết dính tăng tuyến tính; giá trị $L^$ giảm trong khi $a^, b^*$ tăng do mật độ sắc tố carotenoid đậm đặc; mẫu tỷ lệ 1/1 đạt cảm quan tối ưu.
  • Biến thiên tính chất theo nhiệt độ cô đặc: Gia nhiệt cô đặc ở nhiệt độ càng cao làm suy giảm ứng suất trượt, độ nhớt và các giá trị mô-đun đàn hồi $G', G''$, dẫn đến giá trị $\tan \delta$ tăng (hệ kém đàn hồi hơn); độ cứng và độ kết dính của gel suy giảm do sự thủy phân nhiệt cắt đứt các mạch polymer pectin. Về màu sắc, từ 50 °C đến 70 °C, các chỉ số $L^, a^, b^*$ tăng dần tạo màu sắc tươi sáng; nhưng khi nâng nhiệt lên 80 °C, các giá trị này đồng loạt sụt giảm do phản ứng Maillard và caramel hóa nhẹ. Mẫu cô đặc ở 70 °C đạt điểm cảm quan cao nhất.
  • Biến thiên tính chất theo hàm lượng chất khô: Nâng nồng độ chất khô từ 66 lên 72 °Bx làm tăng đáng kể độ nhớt, ứng suất cắt, độ cứng và độ kết dính nhờ đường cạnh tranh liên kết nước, tạo điều kiện cho các chuỗi pectin tiếp cận tạo cầu liên kết hydro. Chỉ số độ sáng $L^*$ giảm dần do khối jam đậm đặc và hiện tượng khúc xạ ánh sáng thay đổi. Mức 68 °Bx mang lại vị ngọt hài hòa và cấu trúc phết mịn màng nhất.
  • Biến thiên tính chất theo hàm lượng pectin: Nồng độ pectin tỷ lệ thuận trực tiếp với mật độ nút lưới gel, làm tăng vọt các giá trị lưu biến tĩnh, lưu biến động, độ cứng và độ kết dính; tuy nhiên ảnh hưởng của pectin đến màu sắc là không đáng kể ($p > 0,05$). Mẫu chứa 1% pectin tạo cấu trúc đông mềm đàn hồi hoàn hảo, trong khi mức 1,5–2% khiến gel bị cứng, dai, giảm chất lượng phết bề mặt.
  • Đánh giá cảm quan tổng hợp: Phân tích điểm thị hiếu từ hội đồng thử nghiệm, xác nhận sự phù hợp của mẫu phối hợp tối ưu.

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Chương cuối tóm tắt toàn bộ các quy luật lưu biến và cấu trúc đã phát hiện, khẳng định tính khả thi của quy trình sản xuất jam xoài Cát Chu ở quy mô thực nghiệm và đề xuất các giải pháp công nghệ cần khảo sát mở rộng.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã cung cấp bộ thông số định lượng hoàn chỉnh phản ánh sự biến đổi tính chất vật lý và cảm quan của jam xoài Cát Chu dưới tác động của các điều kiện công nghệ:

Yếu tố công nghệ khảo sát Dải biến thiên thực nghiệm Ứng suất trượt ($\tau$) & Độ nhớt ($\eta$) Mô-đun đàn hồi ($G', G''$) & $\tan \delta$ Cấu trúc (Độ cứng, Độ kết dính) Biến đổi màu sắc ($L^, a^, b^*$) Mức tối ưu cảm quan
Tỷ lệ pure xoài/nước 1/2; 2/3; 1/1; 3/2 Tăng mạnh khi tăng tỷ lệ pure $G', G''$ tăng; $\tan \delta$ giảm Độ cứng và độ kết dính tăng rõ rệt $L^$ giảm; $a^, b^*$ tăng Tỷ lệ 1/1
Nhiệt độ cô đặc 50; 60; 70; 80 °C Giảm khi tăng nhiệt độ $G', G''$ giảm; $\tan \delta$ tăng Độ cứng và độ kết dính giảm 50–70 °C: màu sáng hơn; 80 °C: màu sẫm lại Nhiệt độ 70 °C
Hàm lượng chất khô 66; 68; 70; 72 °Bx Tăng tỷ lệ thuận với độ Brix $G', G''$ tăng; $\tan \delta$ giảm Độ cứng và độ kết dính tăng đều $L^$ giảm; $a^$ tăng nhẹ Độ khô 68 °Bx
Hàm lượng pectin 0,5; 1,0; 1,5; 2,0% Tăng mạnh theo nồng độ pectin $G', G''$ tăng; $\tan \delta$ giảm Độ cứng và độ kết dính tăng vượt bậc Không ảnh hưởng đáng kể đến màu Tỷ lệ 1,0%

Các kết quả định lượng và đóng góp cụ thể của khóa luận bao gồm:

  • Đặc trưng lưu biến học: Khẳng định jam xoài Cát Chu là chất lưu phi Newton có đặc tính giả dẻo (shear-thinning), hoàn toàn phù hợp với mô hình Power-Law ($n < 1$). Trong các phép thử dao động động học, mô-đun lưu trữ luôn lớn hơn mô-đun tổn thất ($G' > G''$), cho giá trị $\tan \delta < 1$ tại mọi dải tần số quét, minh chứng sản phẩm có cấu trúc gel yếu mang đặc tính rắn đàn hồi chiếm ưu thế tuyệt đối so với tính lỏng nhớt.
  • Xác lập công thức và thông số công nghệ tối ưu: Sản phẩm jam xoài Cát Chu đạt điểm đánh giá cảm quan cao nhất và cấu trúc thương phẩm đạt chuẩn tại các thông số:
    • Tỷ lệ phối chế pure xoài/nước: 1/1 (tính theo khối lượng).
    • Tỷ lệ đường bổ sung: 60%.
    • Tỷ lệ acid citric bổ sung: 0,7%.
    • Nồng độ pectin thương phẩm: 1,0% (tính theo khối lượng pure xoài).
    • Nhiệt độ cô đặc chân không: 70 °C.
    • Hàm lượng chất khô hòa tan kết thúc cô đặc: 68 °Bx.
  • Đóng góp học thuật và công nghệ: Khóa luận là một trong những công trình tiên phong tại Việt Nam áp dụng đồng bộ các thiết bị phân tích hiện đại (HAAKE RHEOStress, Brookfield CT3, Minolta CR-400) để giải mã tường minh bản chất lưu biến và cơ chế gel hóa của quả xoài Cát Chu, thay thế cho các phương pháp đánh giá cảm quan thuần túy trước đây.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Theo ghi nhận từ hội đồng đánh giá và giới hạn phạm vi nghiên cứu của tác giả:

  • Hạn chế của khóa luận:
    • Chưa tiến hành khảo sát đa biến ảnh hưởng tương hỗ giữa nồng độ đường và nồng độ acid citric đến quá trình keo tụ mà chỉ cố định ở các mức 60% đường và 0,7% acid.
    • Chưa làm rõ ảnh hưởng của thời gian duy trì nhiệt độ sau khi đạt nồng độ chất khô đến độ suy biến nhiệt của pectin.
    • Chưa khảo sát động học biến đổi chất lượng sản phẩm (chỉ số vi sinh, sự tách nước - syneresis, biến màu) trong quá trình bảo quản dài hạn theo thời gian (shelf-life testing).
    • Khóa luận còn tồn tại một số lỗi in ấn hình ảnh trong bản in nộp hội đồng.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Mở rộng nghiên cứu tối ưu hóa đồng thời đa yếu tố (bằng phương pháp bề mặt đáp ứng - RSM) giữa tỷ lệ đường, acid, pectin và thời gian giữ nhiệt.
    • Khảo sát các chỉ tiêu vi sinh vật và sự ổn định hóa lý, cảm quan của jam xoài bảo quản ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau trong thời gian 3–6 tháng.
    • Thử nghiệm chuyển giao và nâng cấp quy mô sản xuất từ phòng thí nghiệm lên hệ thống thiết bị pilot công nghiệp.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu học thuật có giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên, học viên chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm, Kỹ thuật Hóa học: Dùng làm tài liệu mẫu mực trong việc áp dụng các phép đo lưu biến học (rheology), phép thử kết cấu (texture profile analysis) và phép đo màu quang phổ vào phân tích thực phẩm chế biến.
  • Cán bộ R&D và kỹ sư công nghệ chế biến rau quả: Tham khảo trực tiếp công thức phối chế tối ưu, cơ chế kiểm soát hiện tượng sẫm màu do nhiệt khi cô đặc chân không, và giải pháp kỹ thuật tạo gel ổn định cho các sản phẩm mứt nhuyễn từ nguồn trái cây nhiệt đới Việt Nam.
  • Phần đáng tham khảo nhất: Chương 3 và Chương 4, đặc biệt là quy trình bố trí thí nghiệm đo lưu biến động ($G', G'', \tan \delta$) trên máy HAAKE RS600 và hệ thống đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa nồng độ chất khô hòa tan, hàm lượng pectin với các thông số cấu trúc máy CT3.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao jam xoài Cát Chu lại được xác định là lưu chất giả dẻo và mô hình toán học nào được dùng để mô tả?

Theo kết quả phân tích trên thiết bị HAAKE RHEOStress RS600, khi tăng tốc độ biến dạng trượt ($\gamma$), độ nhớt biểu kiến ($\eta$) của mọi mẫu jam xoài đều giảm dần do các mạch chuỗi polymer pectin và sợi cellulose bị định hướng duỗi thẳng theo chiều dòng chảy. Dòng chảy này tuân thủ định luật lũy thừa mô hình Power-Law ($\tau = K \cdot \gamma^n$) với hệ số dòng chảy $n < 1$, đặc trưng điển hình cho lưu chất phi Newton giả dẻo (shear-thinning).

2. Dữ liệu lưu biến động học phản ánh bản chất gel của jam xoài như thế nào?

Trong các phép đo quét tần số dao động điều hòa, giá trị mô-đun lưu trữ $G'$ (thể hiện tính đàn hồi/tính rắn) của jam xoài luôn cao hơn đáng kể so với mô-đun tổn thất $G''$ (thể hiện tính nhớt/tính lỏng), dẫn đến tỷ số $\tan \delta = G'' / G' < 1$. Điều này chứng minh cấu trúc nội tại của jam xoài sau khi tạo gel đường - acid - pectin hoạt động như một hệ gel yếu (weak gel), có tính rắn đàn hồi chiếm ưu thế, không bị chảy lỏng tự do ở trạng thái nghỉ.

3. Tại sao nhiệt độ cô đặc 80 °C làm giảm chất lượng màu sắc và cấu trúc của jam so với mức 70 °C?

Khi cô đặc ở 80 °C, nhiệt độ cao thúc đẩy các phản ứng sẫm màu phi enzyme (phản ứng Maillard giữa đường khử và hợp chất chứa nitơ, phản ứng caramel hóa đường) và làm suy thoái sắc tố carotenoid, dẫn đến các chỉ số độ sáng $L^$, độ đỏ $a^$ và độ vàng $b^*$ đều suy giảm so với mẫu xử lý ở 70 °C. Đồng thời, nhiệt độ 80 °C gây thủy phân nhiệt cắt ngắn các mạch pectin HMP, làm suy yếu mạng liên kết hydro, khiến độ cứng và độ kết dính của gel bị suy giảm rõ rệt.

4. Tỷ lệ pure xoài/nước ảnh hưởng như thế nào đến độ kết dính và màu sắc của sản phẩm?

Khi tăng tỷ lệ pure xoài/nước từ 1/2 lên 3/2, hàm lượng chất xơ không tan và pectin nội sinh từ xoài tăng cao làm gia tăng lực liên kết nội tại của hệ gel, kéo theo độ cứng và độ kết dính đo được trên máy CT3 tăng mạnh. Về màu sắc, tỷ lệ pure cao làm gia tăng nồng độ hạt sắc tố carotenoid tự nhiên, khiến độ sáng $L^$ giảm nhưng giá trị màu đỏ ($a^$) và màu vàng ($b^*$) tăng lên rõ nét, mang lại màu vàng cam đặc trưng cho sản phẩm.

5. Thông số phối chế hoàn chỉnh nào cho sản phẩm jam xoài Cát Chu đạt giá trị cảm quan cao nhất?

Sản phẩm được hội đồng đánh giá cảm quan chấm điểm cao nhất về trạng thái mịn, độ bóng, khả năng phết bánh và vị ngọt hài hòa được chế biến theo công thức: tỷ lệ pure xoài/nước = 1/1, nồng độ pectin bổ sung 1,0% (theo khối lượng pure), nồng độ đường saccharose 60%, nồng độ acid citric 0,7%, hàm lượng chất khô hòa tan kết thúc đạt 68 °Bx và cô đặc bằng phương pháp bốc hơi chân không ở nhiệt độ ổn định 70 °C.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Lê Thị Mỹ Linh và Lê Thị Thùy Trang đã giải quyết thành công bài toán thực nghiệm về công nghệ chế biến jam xoài Cát Chu, xác lập các thông số phối chế và điều kiện cô đặc chân không tối ưu (pure/nước 1/1, pectin 1%, đường 60%, acid 0,7%, 68 °Bx, cô đặc ở 70 °C). Công trình đóng góp bộ dữ liệu học thuật chuẩn xác về lưu biến học chất lưu phi Newton giả dẻo và đặc tính cấu trúc gel của quả xoài Cát Chu thông qua hệ thống thiết bị đo đạc tiên tiến. Kết quả này không chỉ mang giá trị khoa học trong nghiên cứu phụ gia tạo gel mà còn mở ra triển vọng ứng dụng thực tiễn cao nhằm chế biến sâu, giảm tổn thất sau thu hoạch cho nông sản Việt Nam.