Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh nhịp sống hiện đại ngày càng nhanh, nhu cầu sử dụng thực phẩm tiện lợi, thơm ngon và giàu dinh dưỡng ngày càng tăng cao. Mứt bí đao là một sản phẩm truyền thống được ưa chuộng trong các dịp lễ tết tại Việt Nam, với hàm lượng nước chiếm khoảng 55-65% và chất khô chiếm 35-45%, trong đó glucid chiếm tỷ lệ lớn, chủ yếu là đường saccharose. Sản phẩm không chỉ cung cấp năng lượng mà còn là nguồn vitamin C, B1 và các khoáng chất như Ca, Na, P, Fe, K giúp cân bằng toan kiềm và tăng khả năng đồng hóa protein. Tuy nhiên, quá trình bảo quản và chế biến nông sản sau thu hoạch vẫn còn nhiều hạn chế, gây tổn thất trung bình khoảng 15% mỗi năm. Do đó, việc nghiên cứu hoàn thiện quy trình chế biến mứt bí đao nhằm giảm thiểu tổn thất, nâng cao giá trị dinh dưỡng và chất lượng cảm quan là rất cần thiết.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của tỉ lệ đường saccharose và acid citric đến các chỉ tiêu dinh dưỡng (vitamin C, acid hữu cơ tổng số, chất rắn hòa tan, chất khô tổng số) và chất lượng cảm quan của mứt bí đao. Nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm Viện Khoa học Sự sống, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, trong khoảng thời gian từ tháng 12/2013 đến tháng 5/2014. Kết quả nghiên cứu không chỉ góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc phát triển ngành công nghệ sau thu hoạch, đáp ứng nhu cầu thị trường và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết biến đổi sinh lý và hóa lý trong chế biến rau quả: Quá trình chần, cô đặc và bảo quản ảnh hưởng đến các chỉ tiêu như vitamin C, acid hữu cơ, chất rắn hòa tan và cấu trúc sản phẩm. Sự biến đổi này được giải thích qua các phản ứng oxy hóa, phản ứng caramel và sự mất nước trong nguyên liệu.
  • Mô hình thẩm thấu trong chế biến mứt: Quá trình thẩm thấu đường và acid citric vào nguyên liệu bí đao theo nguyên lý cân bằng áp suất thẩm thấu, ảnh hưởng đến độ ngọt, độ acid và cấu trúc sản phẩm.
  • Khái niệm chất lượng cảm quan: Đánh giá dựa trên các chỉ tiêu màu sắc, mùi, vị và trạng thái, được đo bằng thang điểm chuẩn theo TCVN 3215-79, phản ánh sự hài hòa và hấp dẫn của sản phẩm đối với người tiêu dùng.

Các khái niệm chính bao gồm: chất rắn hòa tan (TSS), acid hữu cơ tổng số, vitamin C, độ khô tổng số, pH sản phẩm, và các chỉ tiêu cảm quan.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu chính là quả bí đao giống Thiên Thanh 5, thu mua tại thành phố Thái Nguyên. Hóa chất sử dụng gồm đường saccharose, acid citric, NaOH, Iod, phèn chua, nước vôi trong, và các hóa chất chuẩn độ.
  • Phương pháp phân tích:
    • Xác định hàm lượng vitamin C bằng phương pháp chuẩn độ iod 0,01N.
    • Xác định acid hữu cơ tổng số bằng phương pháp trung hòa với NaOH 0,1N.
    • Đo chất rắn hòa tan bằng chiết quang kế cầm tay (đơn vị oBx).
    • Xác định chất khô tổng số bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi.
    • Đánh giá chất lượng cảm quan theo thang điểm chuẩn với hội đồng 9 người được huấn luyện.
  • Thiết kế thí nghiệm:
    • 5 thí nghiệm chính, mỗi thí nghiệm gồm 4 công thức, lặp lại 3 lần, tổng cộng 60 công thức.
    • Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của tỉ lệ đường (50%, 60%, 70%, 80%) với acid citric cố định 0,2%.
    • Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của tỉ lệ acid citric (0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4%) với đường cố định 70%.
    • Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng kích thước tạo hình (0,7cm, 0,8cm, 0,9cm, 1cm) với các tỉ lệ đường và acid citric tối ưu.
    • Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng nhiệt độ cô đặc (85°C, 90°C, 95°C, 100°C) trong 25 phút.
    • Thí nghiệm 5: Ảnh hưởng thời gian cô đặc (20, 23, 26, 30 phút) ở nhiệt độ 95°C.
  • Timeline nghiên cứu: Thực hiện từ tháng 12/2013 đến tháng 5/2014 tại phòng thí nghiệm Viện Khoa học Sự sống, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
  • Phân tích số liệu: Sử dụng phần mềm Microsoft Excel và Irristat 5 để xử lý thống kê, phân tích phương sai và so sánh mức ý nghĩa α=0,05.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Ảnh hưởng của tỉ lệ đường đến chất lượng sản phẩm:

    • Hàm lượng vitamin C không thay đổi đáng kể khi tăng tỉ lệ đường từ 50% đến 80%, duy trì khoảng 0,85 mg%.
    • Chất rắn hòa tan tăng từ 22,84 oBx (50% đường) lên 27,37 oBx (80% đường).
    • Chất khô tổng số tăng từ 61,53% lên 74,73% khi tăng tỉ lệ đường.
    • Acid hữu cơ tổng số tăng nhẹ từ 0,43% lên 0,62%.
    • Chất lượng cảm quan cao nhất ở tỉ lệ đường 70% với tổng điểm 17,01 (cấp khá), trong khi 80% đường giảm xuống 13,25 điểm (trung bình).

  2. Ảnh hưởng của tỉ lệ acid citric:

    • Vitamin C tăng từ 0,59 mg% (0,1% acid) lên 0,97 mg% (0,4% acid).
    • Chất rắn hòa tan tăng từ 22,59 oBx lên 25,38 oBx.
    • Chất khô tổng số đạt 74,16% ở 0,4% acid.
    • Acid hữu cơ tổng số tăng từ 0,46% lên 0,72%.
    • Chất lượng cảm quan cao nhất ở 0,3% acid citric với tổng điểm 16,95 (cấp khá).

  3. Ảnh hưởng kích thước tạo hình:

    • Kích thước 0,8cm x 4cm cho điểm cảm quan cao nhất 17,83 (cấp khá).
    • Các kích thước khác cho điểm trung bình từ 11,53 đến 12,57.

  4. Ảnh hưởng nhiệt độ cô đặc:

    • Nhiệt độ 95°C cho chất lượng cảm quan cao nhất với tổng điểm 16,71 (cấp khá).
    • Nhiệt độ thấp hơn hoặc cao hơn làm giảm điểm cảm quan do màu sắc và mùi vị kém.

  5. Ảnh hưởng thời gian cô đặc:

    • Thời gian 30 phút cho điểm cảm quan cao nhất 18,45 (cấp tốt).
    • Thời gian ngắn hơn hoặc dài hơn làm giảm chất lượng do chưa đủ độ khô hoặc cháy đường.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy tỉ lệ đường và acid citric là hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng dinh dưỡng và cảm quan của mứt bí đao. Việc tăng tỉ lệ đường làm tăng hàm lượng chất rắn hòa tan và chất khô tổng số, góp phần bảo quản sản phẩm tốt hơn, nhưng quá nhiều đường (80%) lại làm giảm chất lượng cảm quan do vị ngọt gắt và màu sắc kém hấp dẫn. Tỉ lệ 70% đường được xác định là tối ưu, cân bằng giữa dinh dưỡng và cảm quan.

Tương tự, acid citric không chỉ giúp tăng hàm lượng vitamin C mà còn ổn định acid hữu cơ, tạo môi trường acid giúp ức chế vi sinh vật và tăng độ bền màu sắc. Mức 0,3% acid citric được đánh giá là phù hợp nhất, tạo vị chua dịu hài hòa với vị ngọt.

Kích thước tạo hình ảnh hưởng đến hiệu suất thẩm thấu và cảm quan, kích thước 0,8cm x 4cm giúp đường và acid thấm đều, sản phẩm có màu sắc và mùi vị tốt nhất. Nhiệt độ và thời gian cô đặc cũng cần được kiểm soát chặt chẽ để tránh mất vitamin C do nhiệt độ cao hoặc thời gian quá dài, đồng thời đảm bảo độ khô và độ giòn của mứt.

Các kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây về biến đổi dinh dưỡng và cảm quan trong chế biến mứt và rau quả, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng quy trình chế biến mứt bí đao đạt chất lượng cao.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng tỉ lệ đường 70% và acid citric 0,3% trong quy trình chế biến mứt bí đao nhằm tối ưu hóa hàm lượng dinh dưỡng và chất lượng cảm quan, đảm bảo sản phẩm có vị ngọt dịu, màu sắc sáng đẹp và mùi thơm đặc trưng. Thời gian thực hiện: ngay trong quá trình sản xuất.

  2. Kiểm soát kích thước tạo hình nguyên liệu ở mức 0,8cm x 4cm để tăng hiệu suất thẩm thấu và cải thiện chất lượng sản phẩm, đồng thời tạo hình thức bắt mắt, kích thích thị hiếu người tiêu dùng. Chủ thể thực hiện: bộ phận sản xuất.

  3. Điều chỉnh nhiệt độ cô đặc ở 95°C trong 30 phút để giữ lại vitamin C tối đa, đồng thời tạo độ khô và độ giòn phù hợp cho mứt, tránh hiện tượng cháy hoặc chưa đủ độ khô. Thời gian áp dụng: trong giai đoạn cô đặc sản phẩm.

  4. Xây dựng hệ thống kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt bao gồm đánh giá cảm quan định kỳ và phân tích các chỉ tiêu hóa lý nhằm đảm bảo sản phẩm đồng nhất và ổn định trong từng lô sản xuất. Chủ thể thực hiện: phòng kiểm soát chất lượng.

  5. Nghiên cứu tiếp tục về biến đổi sản phẩm trong quá trình bảo quản và phản ứng của người tiêu dùng để điều chỉnh công thức và quy trình phù hợp hơn với thị trường, nâng cao giá trị thương phẩm. Thời gian: nghiên cứu dài hạn.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà sản xuất và doanh nghiệp chế biến thực phẩm: Có thể áp dụng quy trình chế biến mứt bí đao hoàn thiện để nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm tổn thất sau thu hoạch và tăng giá trị kinh tế.

  2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ thực phẩm: Tài liệu cung cấp cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu chi tiết về biến đổi dinh dưỡng và cảm quan trong chế biến mứt, hỗ trợ phát triển các đề tài liên quan.

  3. Cơ quan quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm: Tham khảo để xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật, quy trình kiểm soát chất lượng sản phẩm mứt bí đao, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.

  4. Người tiêu dùng và các tổ chức bảo vệ quyền lợi người tiêu dùng: Hiểu rõ về thành phần dinh dưỡng, quy trình chế biến và các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mứt bí đao, từ đó lựa chọn sản phẩm phù hợp và an toàn.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao tỉ lệ đường 70% được chọn là tối ưu cho mứt bí đao?
    Tỉ lệ đường 70% cân bằng giữa việc tăng hàm lượng chất rắn hòa tan và chất khô tổng số, đồng thời tạo vị ngọt dịu, màu sắc sáng đẹp và mùi thơm bền, được đánh giá cao nhất về chất lượng cảm quan với tổng điểm 17,01 (cấp khá).

  2. Acid citric có vai trò gì trong quá trình chế biến mứt?
    Acid citric giúp ổn định pH, tạo vị chua dịu hài hòa với vị ngọt, ức chế sự phát triển của vi sinh vật, ngăn ngừa hiện tượng kết tinh đường và bảo quản vitamin C, từ đó nâng cao chất lượng và thời gian bảo quản sản phẩm.

  3. Kích thước tạo hình nguyên liệu ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng mứt?
    Kích thước 0,8cm x 4cm giúp đường và acid thẩm thấu đều vào nguyên liệu, tạo màu sắc đồng nhất, mùi thơm đặc trưng và vị ngọt hài hòa, nâng cao chất lượng cảm quan so với các kích thước khác.

  4. Nhiệt độ và thời gian cô đặc ảnh hưởng ra sao đến sản phẩm?
    Nhiệt độ 95°C và thời gian 30 phút là điều kiện tối ưu để giữ lại vitamin C, tạo độ khô và độ giòn phù hợp, tránh hiện tượng cháy đường hoặc sản phẩm chưa đủ độ khô, từ đó nâng cao chất lượng cảm quan.

  5. Làm thế nào để đánh giá chất lượng cảm quan của mứt bí đao?
    Chất lượng cảm quan được đánh giá qua 4 chỉ tiêu: màu sắc, mùi, vị và trạng thái, sử dụng thang điểm chuẩn theo TCVN 3215-79 với hội đồng 9 người được huấn luyện, đảm bảo đánh giá khách quan và chính xác.

Kết luận

  • Tỉ lệ đường 70% và acid citric 0,3% là công thức tối ưu cho mứt bí đao, cân bằng giữa dinh dưỡng và chất lượng cảm quan.
  • Kích thước tạo hình 0,8cm x 4cm giúp nâng cao hiệu suất thẩm thấu và chất lượng sản phẩm.
  • Nhiệt độ cô đặc 95°C trong 30 phút giữ lại vitamin C và tạo độ khô, giòn phù hợp cho mứt.
  • Quy trình chế biến hoàn chỉnh góp phần giảm tổn thất sau thu hoạch, nâng cao giá trị thương phẩm và đáp ứng yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm.
  • Cần tiếp tục nghiên cứu biến đổi sản phẩm trong bảo quản và phản ứng người tiêu dùng để hoàn thiện quy trình và mở rộng ứng dụng.

Luận văn này cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để phát triển sản phẩm mứt bí đao chất lượng cao, góp phần thúc đẩy ngành công nghệ sau thu hoạch. Các nhà sản xuất và nghiên cứu được khuyến khích áp dụng và phát triển thêm dựa trên kết quả này.