Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành công nghiệp sản xuất bánh kẹo là một phân ngành quan trọng trong lĩnh vực chế biến thực phẩm. Theo báo cáo của CAOBISCO (2013), trên quy mô toàn cầu, kẹo đường chiếm khoảng 39% và kẹo chocolate chiếm khoảng 61% tổng sản lượng tiêu thụ. Dữ liệu từ cổng thông tin Statista ghi nhận doanh thu toàn cầu của kẹo đường đạt 82.463 triệu USD vào năm 2018, trong đó thị trường lớn nhất là Hoa Kỳ (18.961 triệu USD), tiếp theo là Trung Quốc, Brazil, Nga và Đức. Tại Việt Nam, khảo sát của Business Monitor International (BMI, 2012) chỉ ra rằng mức tiêu thụ bánh kẹo bình quân đầu người mới đạt khoảng 2 kg/người/năm, thấp hơn đáng kể so với mức trung bình thế giới là 2,8 kg/người/năm. Thị phần bánh kẹo ngoại nhập tại Việt Nam chiếm khoảng 30% và có tốc độ gia tăng nhanh chóng (Bộ Công thương, 2016).

Báo cáo thường niên năm 2018 của Công ty Cổ phần Bánh kẹo Hải Hà nhận định các sản phẩm kẹo cứng nội địa tuy đa dạng về chủng loại nhưng hàm lượng đường còn cao, mẫu mã bao bì chưa bắt mắt, dẫn đến năng lực cạnh tranh thấp hơn so với các dòng kẹo cao cấp nhập khẩu. Đồng thời, xu hướng tiêu dùng hiện đại chuyển dịch rõ nét sang các sản phẩm giảm năng lượng, ít đường và bổ sung các hoạt chất sinh học có lợi như khoáng chất hay chất xơ (Kleiner, 2016). Trên thị trường Việt Nam, dòng sản phẩm kẹo cứng chanh muối có sự kết hợp giữa vị chua thanh của chanh và vị mặn của muối biển (giúp bù khoáng, hỗ trợ giảm đau họng) chủ yếu được nhập khẩu từ các thương hiệu ngoại như Eikodo (Nhật Bản), Wonder Food và Cocon Food (Malaysia). Phân khúc này gần như chưa có doanh nghiệp nội địa tham gia sản xuất thương mại, và thị trường cũng thiếu vắng các sản phẩm kẹo cứng bổ sung chất xơ hòa tan tự nhiên.

Nhằm giải quyết khoảng trống công nghệ và thị trường nêu trên, khóa luận tốt nghiệp kỹ sư ngành Công nghiệp Thực phẩm của nhóm tác giả Trần Lê Quế Anh và Đào Thị Hồng Vân (Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Vũ Trần Khánh Linh, hoàn thành tháng 8/2019) đã tập trung nghiên cứu đề tài: "Khảo sát ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu đến chất lượng kẹo cứng chanh muối".

Mục tiêu nghiên cứu: Đề tài hướng đến mục tiêu khảo sát ảnh hưởng của các thành phần nguyên liệu (acid citric, muối ăn NaCl, đường isomalt và bột vỏ chanh) đến các đặc tính hóa lý, thành phần dinh dưỡng và mức độ ưa thích cảm quan của người tiêu dùng đối với sản phẩm kẹo cứng chanh muối; từ đó đề xuất công thức chuẩn và các công thức kẹo chức năng (giảm năng lượng, giàu chất xơ), đồng thời đưa ra khuyến nghị sử dụng sản phẩm.

Nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể được đánh số trong văn bản:

  1. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng acid citric bổ sung đến chất lượng kẹo cứng chanh muối.
  2. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng muối bổ sung đến chất lượng kẹo cứng chanh muối.
  3. Khảo sát ảnh hưởng của việc thay thế một phần đường sucrose bằng đường isomalt đến chất lượng kẹo cứng chanh muối.
  4. Khảo sát ảnh hưởng của việc bổ sung bột vỏ chanh đến chất lượng kẹo cứng chanh muối.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Khối kẹo cứng dạng vô định hình được sản xuất từ hệ nguyên liệu gồm đường sucrose (Biên Hòa Pure), glucose syrup (Miwon), acid citric (VMC Group), muối tinh khiết NaCl (Thành Phát), đường ăn kiêng polyol isomalt và bột vỏ chanh không hạt (Citrus latifolia).
  • Phạm vi không gian và thời gian: Các thí nghiệm chế biến, tạo hình kẹo và phân tích chỉ tiêu cơ bản được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Một số chỉ tiêu vi lượng chuyên sâu (hàm lượng natri, chất xơ dinh dưỡng, tro tổng) được gửi phân tích kiểm chứng tại Công ty TNHH Eurofins Sắc Ký Hải Đăng (Khu Công nghệ Cao, Quận 9, TP.HCM). Nghiên cứu được hoàn thành vào tháng 8 năm 2019.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và nguyên lý công nghệ

Kẹo cứng là hệ phân tán vô định hình dạng thủy tinh (amorphous glass matrix) thu được từ quá trình gia nhiệt dung dịch đường sucrose và glucose syrup ở nhiệt độ cao nhằm loại bỏ phần lớn nước tự do, đưa nồng độ chất khô lên trên 97% và độ ẩm sản phẩm cuối đạt xấp xỉ 3% (NPCS Board, 2018). Các thành phần nguyên liệu tham gia vào quá trình hình thành cấu trúc và tạo vị bao gồm:

  • Đường sucrose: Đóng vai trò tạo vị ngọt, tạo khối và ngăn ngừa phản ứng hóa nâu (do không phải là đường khử). Sucrose có nhiệt độ nóng chảy 160–186°C, độ hòa tan trong nước ở 20°C đạt 2,0 g/g.
  • Glucose syrup (corn syrup): Dung dịch monosaccharide và oligosaccharide thủy phân từ tinh bột bắp, có chỉ số tương đương dextrose DE 38–42%, độ Brix 84%, pH 4,5–6,0. Glucose syrup giữ vai trò kiểm soát độ ngọt, ức chế quá trình tái kết tinh hạt đường (hồi đường) và điều chỉnh độ nhớt khối kẹo.
  • Acid citric (C6H8O7, dạng khan): Điểm nóng chảy 153°C, đóng vai trò tạo vị chua hài hòa, làm chất xúc tác thủy phân (nghịch đảo) một phần sucrose thành đường khử để hỗ trợ chống kết tinh đường.
  • Muối NaCl: Cung cấp ion Na+, tạo vị mặn cân bằng với độ ngọt, giảm hoạt độ nước, đồng thời ổn định tính linh động phân tử của ma trận sucrose vô định hình (Izutsu và Aoyagi, 2005).
  • Đường isomalt: Là hỗn hợp polyol gồm 1,1-GPM dihydrate và 1,6-GPS được sản xuất qua hai giai đoạn biến đổi sucrose bằng enzyme và hydro hóa. Isomalt có giá trị năng lượng thấp (khoảng 2 kcal/g), độ ngọt tương đối bằng 0,45 so với sucrose, độ ổn định nhiệt cao, không hút ẩm và không gây sâu răng.
  • Vỏ chanh (Citrus latifolia): Nguồn chất xơ, pectin, vitamin C và flavonoid tự nhiên. Tuy nhiên, vỏ chanh chứa hàm lượng limonin cao gây đắng. Quy trình nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật chần/ngâm nước nóng ở 90°C trong 10–15 phút để trích ly giảm đắng, sau đó sấy ở 65°C trong 12 giờ, nghiền mịn và rây qua rây kích thước 0,45 mm nhằm tạo thành bột nguyên liệu giàu xơ.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Quy trình sản xuất kẹo cứng chanh muối trong nghiên cứu sử dụng mẻ kẹo cơ bản 200 g với tỷ lệ phối liệu: 96 g đường sucrose (48%), 64 g glucose syrup (32%) và 40 g nước (20%). Hỗn hợp được nấu trên bếp điện từ đạt nhiệt độ sôi 152–155°C trong 18–20 phút để đạt hàm lượng chất khô mong muốn. Khối kẹo sau đó được đổ ra tấm silicon chống dính, hạ nhiệt độ xuống chính xác 120°C trước khi phối trộn các phụ gia (acid citric đã hòa tan trong lượng nước tối thiểu, muối xay mịn, hương chanh 0,1%, isomalt hoặc bột vỏ chanh) trong thời gian 2–3 phút. Hỗn hợp được cán phẳng và tạo hình bằng khuôn tròn (đường kính 2,5–3 cm, chiều dày 0,5–0,6 cm), làm nguội về nhiệt độ phòng trong 10–15 phút và đóng gói kín trong bao bì nhựa OPP bằng máy hàn mí.

Bố trí thực nghiệm gồm 4 chuỗi thí nghiệm đơn yếu tố:

  • TN1: Khảo sát hàm lượng acid citric bổ sung ở các mức 0%, 0,6%, 0,8%, 1,0%, 1,2% và 1,4% tính trên khối lượng chất khô kẹo thành phẩm (ký hiệu mẫu C, A1, A2, A3, A4,...).
  • TN2: Khảo sát hàm lượng muối NaCl bổ sung thay thế sucrose ở các tỷ lệ 0%, 1%, 2%, 3%, 4% và 5% tính trên tổng khối lượng mẻ kẹo (mẫu C, B1, B2, B3, B4, B5).
  • TN3: Khảo sát tỷ lệ thay thế sucrose bằng đường isomalt ở các mức 0%, 10%, 20%, 30% và 40% (mẫu C, D1, D2, D3, D4) dựa trên công thức tối ưu chọn từ TN1 và TN2.
  • TN4: Khảo sát tỷ lệ bổ sung bột vỏ chanh ở các mức 0%, 2%, 4% và 6% tính trên khối lượng mẻ kẹo (mẫu C, X1, X2, X3).

Phương pháp phân tích và xử lý số liệu

  • Xác định độ ẩm: Phương pháp sấy đối lưu ở 105°C đến khối lượng không đổi theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4069:2009.
  • Xác định độ chua: Chuẩn độ trung hòa acid bằng dung dịch kiềm chuẩn NaOH 0,1 N với chỉ thị phenolphtalein, kết quả biểu thị theo % acid citric (hệ số k = 0,064).
  • Xác định hàm lượng đường khử: Phương pháp so màu quang phổ sử dụng thuốc thử acid 3,5-dinitrosalicylic (DNS) ở bước sóng hấp thụ cực đại 540 nm (Miller, 1959).
  • Xác định hàm lượng đường tổng: Phương pháp so màu Phenol – Sulfuric Acid ở bước sóng 490 nm (Nielsen và Suzanne, 2010).
  • Xác định màu sắc: Đo trên hệ màu HunterLab bằng máy đo màu quang phổ, ghi nhận các chỉ số L* (độ sáng), a* (độ đỏ/xanh lá), b* (độ vàng/xanh dương).
  • Đánh giá cảm quan thị hiếu: Sử dụng phép thử cho điểm thị hiếu theo thang điểm Hedonic để đánh giá các chỉ tiêu ngoại quan, màu sắc, mùi vị, cấu trúc và mức độ ưa thích chung.
  • Xử lý thống kê: Phân tích phương sai (ANOVA) và kiểm định phân tách giá trị trung bình để xác định sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức xác suất p < 0,05.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng kết cơ sở lý luận về cấu trúc lý - hóa của kẹo cứng, vai trò của trạng thái vô định hình và nhiệt độ chuyển pha thủy tinh (Tg). Tác giả hệ thống hóa các tài liệu khoa học về tính chất nguyên liệu chính: đặc tính hòa tan, nhiệt động học nóng chảy của sucrose; đặc tính công nghệ của glucose syrup DE 42; các tính chất vật lý của acid citric khan (khối lượng phân tử 192,04 g/mol, nhiệt độ nóng chảy 153°C, nhiệt độ phân hủy 175°C); vai trò của muối NaCl trong giảm hoạt độ nước và ức chế sự hồi đường. Đồng thời, chương 1 phân tích cơ chế tổng hợp, tính chất bền nhiệt và giá trị năng lượng thấp của đường isomalt, cùng thành phần sinh học của giống chanh không hạt (Citrus latifolia). Phân tích tổng quan các công trình quốc tế cho thấy: Nowakowski và Hartel (2002) chứng minh mối quan hệ giữa hàm lượng ẩm và nhiệt độ chuyển pha thủy tinh Tg; Hadjikinova và cộng sự (2003) xác nhận kẹo chứa isomalt ít hút ẩm hơn so với kẹo chứa sorbitol; Netramai và cộng sự (2018) chỉ ra rằng gia tăng acid citric làm tăng tốc độ hút ẩm của kẹo cứng do hiện tượng thủy phân đường sucrose.

Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết nguồn gốc và tiêu chuẩn kỹ thuật của các nguyên vật liệu: đường tinh luyện Biên Hòa Pure (carbohydrate ≥ 99,8 g/100g, năng lượng ≥ 399,2 kcal/100g), glucose syrup Miwon (Brix 84%, DE 38–42%), acid citric thương phẩm (> 95%), muối NaCl tinh khiết (99,9%), isomalt (98%) và bao bì nhựa màng định hướng OPP. Nội dung chương mô tả chi tiết quy trình xử lý phụ phẩm vỏ chanh tươi qua 8 công đoạn liên hoàn: Rửa sạch → Cắt nhỏ → Ngâm nước nóng 90°C (10–15 phút để loại bỏ limonin) → Tách nước bằng phương pháp vắt cơ học → Sấy đối lưu ở 65°C trong 12 giờ → Xay mịn → Rây qua lỗ rây 0,45 mm → Đóng túi zip bảo quản. Bên cạnh đó, chương 2 thiết lập sơ đồ quy trình công nghệ chuẩn bị mẫu kẹo cứng, các công thức toán học xác định độ ẩm, độ chua chuẩn độ, phương trình đường chuẩn trắc quang DNS và Phenol-H2SO4, cùng các phương thức lấy mẫu kiểm nghiệm độc lập tại Eurofins.

Chương 3: Kết quả và bàn luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm tương ứng với từng nội dung nghiên cứu:

  • Ảnh hưởng của hàm lượng acid citric (TN1): Khi tăng tỷ lệ acid citric từ 0% lên 1,4%, độ chua chuẩn độ của kẹo tăng tuyến tính. Việc bổ sung acid citric thúc đẩy phản ứng nghịch đảo sucrose thành fructose và glucose, làm hàm lượng đường khử tăng lên. Đường khử gia tăng kéo theo độ ẩm của sản phẩm tăng nhẹ do tính hút ẩm cao của fructose. Kết hợp đánh giá cảm quan về vị chua thanh tự nhiên và kiểm soát mức độ hút ẩm, mẫu kẹo với hàm lượng acid citric 1,2% được lựa chọn cho các bước nghiên cứu tiếp theo.
  • Ảnh hưởng của hàm lượng muối bổ sung (TN2): Khảo sát các mức muối 1% đến 5% cho thấy hàm lượng natri trong kẹo tăng tương ứng với tỷ lệ phối trộn. Sự xuất hiện của muối ảnh hưởng đến độ ẩm cân bằng và làm biến đổi màu sắc nhẹ của khối kẹo. Đánh giá cảm quan thị hiếu ghi nhận mẫu B3 (bổ sung 3% muối NaCl) đạt điểm số cao nhất về sự hài hòa giữa vị mặn và ngọt chua, tạo cảm giác thanh mát đặc trưng của kẹo chanh muối truyền thống. Tác giả xác lập công thức kẹo chuẩn gồm 1,2% acid citric và 3% muối NaCl.
  • Ảnh hưởng của việc thay thế sucrose bằng đường isomalt (TN3): Khảo sát tỷ lệ thay thế sucrose bằng isomalt ở các mức 10%, 20%, 30% và 40% (mẫu D1 đến D4). Kết quả cho thấy năng lượng tổng của kẹo giảm dần theo tỷ lệ tăng isomalt. Độ ẩm của kẹo có xu hướng giảm nhẹ và ma trận kẹo duy trì được độ cứng giòn, độ trong suốt tốt nhờ tính kỵ nước và cấu trúc bền vững của isomalt. Mẫu D4 (thay thế 40% đường sucrose bằng isomalt) đạt điểm cảm quan tốt, giúp giảm năng lượng đáng kể mà không làm biến đổi tiêu cực đến cấu trúc kẹo.
  • Ảnh hưởng của việc bổ sung bột vỏ chanh (TN4): Thành phần hóa học của bột vỏ chanh sau xử lý ghi nhận hàm lượng xơ dinh dưỡng và tro tổng cao. Khi bổ sung bột vỏ chanh từ 2% đến 6% (mẫu X1 đến X3), hàm lượng chất xơ trong kẹo tăng rõ rệt, màu sắc khối kẹo chuyển dần sang màu vàng xanh tự nhiên, độ sáng L* giảm nhẹ nhưng độ đục không làm ảnh hưởng đến cấu trúc kẹo cứng. Mẫu X3 (bổ sung 6% bột vỏ chanh) vẫn giữ được độ kết dính vô định hình tốt, mang lại mùi thơm tinh dầu tự nhiên của chanh và được người thử nghiệm chấp nhận cao về mặt cảm quan.

Chương 4: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết toàn bộ các thông số kỹ thuật tối ưu đã xác lập cho sản phẩm kẹo cứng chanh muối, bao gồm tỷ lệ acid citric, muối ăn, mức độ thay thế chất tạo ngọt năng lượng thấp isomalt và hàm lượng bột vỏ chanh chức năng. Tác giả đề xuất sơ đồ quy trình công nghệ hoàn chỉnh cho sản xuất kẹo cứng chanh muối ở quy mô mở rộng, đồng thời nêu các khuyến nghị kỹ thuật về kiểm soát nhiệt độ phối trộn và các hướng nghiên cứu tiếp nối nhằm hoàn thiện quy trình bảo quản.

Kết quả và đóng góp

Kết quả định lượng chính

Nghiên cứu đã xác lập các thông số công nghệ và công thức phối liệu tối ưu qua thực nghiệm:

  1. Xác định được tỷ lệ acid citric bổ sung tối ưu là 1,2% (tính trên khối lượng chất khô), đảm bảo cân bằng vị chua ngọt và duy trì hàm lượng đường khử ở mức kiểm soát được, tránh hiện tượng chảy nước kẹo.
  2. Xác định hàm lượng muối NaCl tối ưu là 3% (mẫu B3), tạo vị mặn dịu đặc trưng và cung cấp nguồn khoáng natri hữu ích cho cơ thể.
  3. Thay thế thành công 40% lượng đường sucrose bằng đường isomalt (mẫu D4), tạo ra dòng kẹo cứng chanh muối giảm năng lượng, cấu trúc giòn, giảm nguy cơ sâu răng và có độ hút ẩm thấp hơn kẹo thông thường.
  4. Bổ sung thành công 6% bột vỏ chanh không hạt đã qua khử đắng (mẫu X3), gia tăng đáng kể hàm lượng chất xơ dinh dưỡng và cải thiện hương thơm tự nhiên của sản phẩm.
Mẫu kẹo khảo sát Tỷ lệ acid citric (%) Tỷ lệ muối NaCl (%) Tỷ lệ Isomalt (%) Tỷ lệ bột vỏ chanh (%) Đặc tính nổi bật theo kết quả phân tích
Công thức chuẩn (B3) 1,2 3,0 0 0 Vị chua mặn hài hòa, cấu trúc vô định hình đạt chuẩn, hàm lượng natri đạt yêu cầu bù khoáng
Kẹo giảm năng lượng (D4) 1,2 3,0 40 (thay thế sucrose) 0 Giảm giá trị calo, chỉ số đường huyết thấp, độ bền ẩm cao, không gây dính răng
Kẹo bổ sung chất xơ (X3) 1,2 3,0 0 6,0 Giàu chất xơ dinh dưỡng tự nhiên, mùi tinh dầu chanh đặc trưng, màu sắc tự nhiên

Giải pháp và kiến nghị công nghệ của tác giả

  • Quy trình xử lý nhiệt nghiêm ngặt: Nhiệt độ nấu si-rô đường phải đạt 152–155°C để đưa nồng độ chất khô đạt trên 97%. Bắt buộc phải hạ nhiệt độ khối kẹo xuống đúng 120°C mới tiến hành phối trộn acid citric, muối và hương liệu nhằm tránh hiện tượng caramel hóa cục bộ, hạn chế tối đa sự thủy phân quá mức của sucrose và ngăn ngừa sự thất thoát các hợp chất hương dễ bay hơi.
  • Quy trình khử đắng vỏ chanh: Áp dụng công đoạn ngâm vỏ chanh đã cắt nhỏ trong nước nóng 90°C từ 10–15 phút giúp hòa tan và loại bỏ hợp chất limonin gây đắng, sau đó sấy ở 65°C trong 12 giờ giúp bảo toàn các hợp chất sinh học và chất xơ trước khi nghiền mịn qua rây 0,45 mm.
  • Khuyến nghị bao gói: Do kẹo cứng chứa thành phần muối và acid citric có tính hút ẩm cao, sản phẩm sau khi làm nguội cần được bao gói ngay bằng màng OPP kín khí và bảo quản ở điều kiện nhiệt độ phòng thoáng mát, tránh ánh sáng trực tiếp.

Đóng góp so với các công trình trước

Theo khảo sát của tác giả, đây là công trình khoa học đầu tiên tại Việt Nam nghiên cứu toàn diện về công thức và quy trình chế biến kẹo cứng chanh muối. Điểm mới của đề tài là đã giải quyết đồng thời hai bài toán công nghệ: phát triển sản phẩm kẹo cứng giảm năng lượng bằng đường polyol (isomalt) và tận dụng hiệu quả nguồn phụ phẩm vỏ chanh chế biến thành nguyên liệu chức năng bổ sung chất xơ tự nhiên, mở ra tiềm năng cạnh tranh với các dòng kẹo ngoại nhập trên thị trường.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

  • Quy mô thực nghiệm: Các mẻ kẹo được chế biến ở quy mô phòng thí nghiệm (khối lượng mẻ 200 g) bằng nồi nấu gia nhiệt gián đoạn trên bếp từ, chưa phản ánh đầy đủ các biến số vận hành trong hệ thống thiết bị công nghiệp (như nồi nấu chân không hoặc dây chuyền nấu liên tục).
  • Phương pháp bố trí thí nghiệm: Nghiên cứu áp dụng phương pháp khảo sát đơn biến lần lượt từng yếu tố nguyên liệu, chưa thực hiện mô hình hóa tối ưu hóa đa biến đồng thời (như phương pháp bề mặt đáp ứng - RSM) để khảo sát tương tác qua lại phức tạp giữa các thành phần.
  • Đánh giá thời hạn bảo quản: Văn bản chưa thực hiện các thử nghiệm theo dõi độ ổn định dài hạn (shelf-life testing) về biến thiên độ ẩm, hiện tượng hồi đường hay sự biến đổi của các hoạt chất chống oxy hóa trong các điều kiện nhiệt độ và độ ẩm tương đối khác nhau theo thời gian.

Hướng mở rộng nghiên cứu

  • Thử nghiệm sản xuất trên dây chuyền thiết bị bán công nghiệp và công nghiệp (ứng dụng nồi nấu kẹo chân không để hạ nhiệt độ nấu sôi, bảo vệ màu sắc và hoạt chất).
  • Khảo sát biến đổi chất lượng sản phẩm trong quá trình bảo quản thực tế bằng phương pháp kiểm tra gia tốc nhiệt độ (accelerated shelf-life testing) để xác định chính xác hạn sử dụng và lựa chọn màng bao bì tối ưu.
  • Nghiên cứu kết hợp đồng thời cả đường isomalt và bột vỏ chanh trong cùng một công thức kẹo nhằm tạo ra sản phẩm kẹo cứng chanh muối vừa giảm năng lượng vừa giàu chất xơ dinh dưỡng.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận tốt nghiệp này mang lại giá trị tham khảo cụ thể cho:

  • Sinh viên và giảng viên ngành Công nghệ Thực phẩm, Kỹ thuật Hóa học: Cung cấp tài liệu tham khảo thực nghiệm chi tiết về công nghệ sản xuất kẹo vô định hình, nguyên lý kiểm soát nhiệt độ chuyển pha thủy tinh, các phương pháp phân tích hóa lý tiêu chuẩn (xác định đường khử bằng DNS, đường tổng bằng Phenol-H2SO4, độ chua chuẩn độ theo TCVN).
  • Cán bộ nghiên cứu và phát triển sản phẩm (R&D) tại các doanh nghiệp bánh kẹo: Tham khảo trực tiếp công thức phối liệu định lượng của mẫu B3, D4, X3; các thông số kỹ thuật chế biến (nhiệt độ nấu 152–155°C, nhiệt độ phối trộn 120°C); và đặc biệt là quy trình 8 bước chế biến bột vỏ chanh giảm đắng làm phụ gia thực phẩm giàu xơ.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao phải chờ khối kẹo nguội xuống 120°C mới cho acid citric và các thành phần phụ gia vào phối trộn?
Nhiệt độ nấu sôi của si-rô kẹo đạt tới 152–155°C. Nếu bổ sung acid citric ngay ở nhiệt độ này, môi trường acid kết hợp nhiệt độ cao sẽ xúc tác phản ứng thủy phân mãnh liệt đường sucrose thành đường khử (glucose và fructose). Lượng đường khử quá cao sẽ làm kẹo bị biến màu nâu sẫm, tăng mạnh tính hút ẩm và khiến kẹo thành phẩm bị dính, chảy nước, mất cấu trúc vô định hình. Ngoài ra, nhiệt độ quá cao cũng làm bay hơi phụ gia tạo hương chanh. Do đó, hạ nhiệt độ xuống 120°C là điều kiện bắt buộc để phối trộn đồng đều mà vẫn kiểm soát được phản ứng nghịch đảo đường.

2. Làm thế nào để loại bỏ vị đắng do limonin trong vỏ chanh khi sản xuất bột nguyên liệu?
Nghiên cứu áp dụng giải pháp ngâm vỏ chanh đã rửa sạch và cắt nhỏ vào nước nóng ở 90°C trong thời gian từ 10 đến 15 phút. Nước nóng giúp trích ly và hòa tan phần lớn hợp chất limonin (nguyên nhân chính gây vị đắng trong mô thực vật chi Citrus). Sau đó, vỏ chanh được vắt tách nước, sấy khô đối lưu ở 65°C trong 12 giờ và nghiền qua rây kích thước lỗ 0,45 mm để thu được bột mịn không còn vị đắng gắt.

3. Tỷ lệ acid citric và muối NaCl trong công thức kẹo chuẩn (mẫu B3) là bao nhiêu?
Qua hai chuỗi thí nghiệm TN1 và TN2 kết hợp phân tích hóa lý và đánh giá cảm quan thị hiếu, tỷ lệ tối ưu được xác lập cho công thức chuẩn là: hàm lượng acid citric bổ sung đạt 1,2% (tính trên khối lượng chất khô kẹo) và hàm lượng muối ăn NaCl bổ sung đạt 3,0% (thay thế một phần đường sucrose trong mẻ phối liệu).

4. Đường isomalt thay thế sucrose tối đa bao nhiêu phần trăm mà vẫn đảm bảo chất lượng kẹo?
Kết quả thí nghiệm TN3 xác định tỷ lệ thay thế sucrose bằng đường isomalt có thể đạt tới 40% (mẫu D4). Ở tỷ lệ này, sản phẩm giảm được đáng kể lượng calo cung cấp, cấu trúc kẹo vẫn duy trì được độ cứng giòn, độ trong suốt tốt, giảm tính hút ẩm và được người tiêu dùng đánh giá cao về cảm quan.

5. Việc bổ sung bột vỏ chanh với tỷ lệ 6% (mẫu X3) ảnh hưởng như thế nào đến chỉ tiêu chất lượng của kẹo?
Bổ sung 6% bột vỏ chanh giúp kẹo cứng có hàm lượng xơ dinh dưỡng cao và bổ sung thêm khoáng chất tự nhiên. Khối kẹo có màu vàng xanh và mùi thơm tinh dầu chanh tự nhiên. Các hạt bột có kích thước dưới 0,45 mm phân tán đồng đều, không làm phá vỡ ma trận vô định hình của khối kẹo và đạt điểm số chấp nhận cảm quan cao từ hội đồng đánh giá.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Trần Lê Quế Anh và Đào Thị Hồng Vân đã khảo sát thực nghiệm toàn diện các thông số công nghệ chế biến kẹo cứng chanh muối, xác lập thành công công thức chuẩn với tỷ lệ 1,2% acid citric và 3,0% muối NaCl. Đề tài mở rộng thành công hai hướng sản phẩm mới gồm kẹo chanh muối giảm năng lượng (thay thế 40% sucrose bằng isomalt) và kẹo giàu xơ dinh dưỡng (bổ sung 6% bột vỏ chanh qua xử lý giảm đắng). Công trình cung cấp giải pháp kỹ thuật có tính ứng dụng cao, góp phần đa dạng hóa chủng loại kẹo cứng chức năng và thúc đẩy năng lực sản xuất bánh kẹo nội địa.