Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Thị trường nước giải khát tại Việt Nam đang chứng kiến sự chuyển dịch rõ rệt trong xu hướng tiêu dùng. Theo các báo cáo thống kê ngành thực phẩm và đồ uống (F&B), thị phần nước ngọt có gas ghi nhận mức giảm khoảng 5%, trong khi các dòng nước giải khát có nguồn gốc thiên nhiên, tiện dụng lại tăng trưởng 12%. Khoảng 50% người tiêu dùng có xu hướng lựa chọn các sản phẩm ít ngọt, bổ sung vi chất và giữ nguyên hương vị tự nhiên. Tại Việt Nam, trà chiếm tỷ trọng tiêu thụ cao nhất trong nhóm đồ uống không cồn với 36,97% thị phần, vượt qua nước ngọt có gas (23,74%), nước tăng lực (18,28%), nước ép hoa quả (10,91%) và nước khoáng (5,45%).

Bên cạnh đó, tác động của biến đổi khí hậu cùng nhịp sống đô thị áp lực khiến nhu cầu về các sản phẩm đồ uống giải nhiệt, thanh lọc cơ thể và bảo vệ sức khỏe gia tăng. Cây atiso xanh (Cynara scolymus) là nguồn nguyên liệu thảo mộc giàu chất chống oxy hóa, cynarine và inulin, có tác dụng làm mát cơ thể, hỗ trợ chức năng gan, mật và tiêu hóa. Tuy nhiên, các sản phẩm chế biến từ atiso xanh trên thị trường nội địa chủ yếu tồn tại ở dạng trà túi lọc hoặc cao atiso pha chế thủ công, còn thiếu các dạng sản phẩm nước uống đóng chai tiện lợi kết hợp với thảo mộc tự nhiên.

Đề tài “Nghiên cứu phát triển sản phẩm Trà Atiso xanh bổ sung thảo mộc” do sinh viên Trần Dương Tài Lộc và Nguyễn Tuyết Nhi thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Đặng Thị Yến tại Trường Đại học Công Thương TP.HCM nhằm giải quyết các nhiệm vụ nghiên cứu sau:

  1. Khảo sát thị trường, đánh giá hành vi và thị hiếu của người tiêu dùng đối với dòng sản phẩm nước uống giải khát từ atiso xanh kết hợp thảo mộc.
  2. Sàng lọc, phân tích tính khả thi và lựa chọn ý tưởng sản phẩm tối ưu từ các phương án đề xuất ban đầu.
  3. Xây dựng khái niệm (concept), bảng mô tả sản phẩm và xác lập hệ thống chỉ tiêu chất lượng (cảm quan, hóa lý, vi sinh) theo quy định an toàn thực phẩm hiện hành.
  4. Thiết kế các thông số kỹ thuật, bao bì và đề xuất quy trình công nghệ sản xuất ở quy mô phòng thí nghiệm và định hướng công nghiệp.
  • Đối tượng nghiên cứu: Sản phẩm trà đóng chai chế biến từ hoa atiso xanh khô kết hợp cỏ ngọt (Stevia), đường phèn và phụ gia điều vị acid citric.
  • Phạm vi nghiên cứu:
    • Không gian: Khảo sát người tiêu dùng tập trung tại khu vực TP.HCM và các vùng phụ cận; thử nghiệm công nghệ tại phòng thí nghiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Công Thương TP.HCM.
    • Thời gian: Đồ án được triển khai và hoàn thành trong giai đoạn từ tháng 10/2023 đến tháng 12/2023.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và cơ sở khoa học

Nghiên cứu dựa trên các cơ sở khoa học về thành phần dinh dưỡng và dược tính của cây atiso xanh (Cynara scolymus L.), đặc biệt là các hoạt chất sinh học chính:

  • Cynarine (1,3-dicaffeoylquinic acid): Hoạt chất polyphenol có tác dụng tăng bài tiết mật, bảo vệ tế bào gan, hạ cholesterol huyết thanh và chống oxy hóa.
  • Inulin: Loại carbohydrate mạch dài thuộc nhóm fructan, đóng vai trò là chất xơ hòa tan tự nhiên hỗ trợ hệ vi sinh đường ruột và cải thiện chức năng tiêu hóa.
  • Cỏ ngọt (Stevia rebaudiana): Nguồn tạo vị ngọt tự nhiên từ glycoside không sinh năng lượng, phù hợp cho người ăn kiêng, thừa cân và người có nguy cơ tiểu đường.

Nghiên cứu tuân thủ hệ thống văn bản quy phạm pháp luật và tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia của Việt Nam:

  • Luật An toàn thực phẩm số 55/2010/QH12: Các quy định chung về an toàn thực phẩm (Điều 10), phụ gia thực phẩm (Điều 17), bao bì chứa đựng (Điều 18) và các hành vi bị cấm (Điều 5).
  • Quy chuẩn kỹ thuật và quy định giới hạn ô nhiễm: QCVN 8-2:2011/BYT (giới hạn kim loại nặng trong thực phẩm), QCVN 8-3:2012/BYT và Quyết định 46/2007/QĐ-BYT (giới hạn ô nhiễm vi sinh vật trong nước giải khát không cồn).
  • Thông tư quản lý: Thông tư 24/2019/TT-BYT và Thông tư 27/2012/TT-BYT về sử dụng và quản lý phụ gia thực phẩm; Thông tư 15/2012/TT-BYT về điều kiện an toàn thực phẩm đối với cơ sở sản xuất; Nghị định 15/2018/NĐ-CP.
  • Tiêu chuẩn chất lượng: TCVN 12828:2019 về nước giải khát.

Phương pháp nghiên cứu

Đồ án kết hợp các phương pháp tiếp cận định tính và định lượng trong phát triển sản phẩm thực phẩm mới:

Phương pháp Nội dung và công cụ triển khai Mục tiêu đạt được
Động não (Brainstorming) Họp thảo luận nhóm, phân tích ma trận ưu - nhược điểm, cơ hội - thách thức của 3 ý tưởng sản phẩm ban đầu. Đề xuất và sàng lọc các ý tưởng sản phẩm phối chế atiso xanh.
Khảo sát định lượng (Survey) Khảo sát trực tuyến qua Google Biểu mẫu trên cỡ mẫu $N = 100$ người tiêu dùng tại TP.HCM. Bảng câu hỏi gồm 14 câu hỏi trắc nghiệm và thang đo thị hiếu 5 điểm (Hedonic scale). Thu thập dữ liệu nhân khẩu học, thói quen tiêu dùng, yêu cầu cảm quan, thể tích bao bì và mức giá chấp nhận.
Phân tích đối thủ cạnh tranh Khảo sát sản phẩm cùng loại trên thị trường (Trà Atiso Vfresh của Vinamilk, Trà túi lọc Lama, Trà Cozy 365). Đánh giá thành phần, hạn sử dụng, bao bì để tìm kiếm điểm khác biệt cho sản phẩm mới.
Nghiên cứu thực nghiệm Phối chế thử nghiệm tại phòng thí nghiệm; xây dựng ma trận tỷ lệ nguyên liệu (atiso, cỏ ngọt, đường phèn, acid citric); đánh giá cảm quan sơ bộ. Xác định tỷ lệ phối chế tối ưu và hoàn thiện quy trình công nghệ trích ly - phối trộn.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Thảo luận và hình thành dự án phát triển sản phẩm

Chương này tổng quan về bối cảnh kinh tế - xã hội, nhu cầu thị trường nước giải khát tại Việt Nam và cơ sở hình thành ý tưởng đề tài. Tác giả phân tích dữ liệu ngành F&B Việt Nam trước và sau đại dịch Covid-19, chỉ ra tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR 2021–2025) dự kiến đạt 4,98% với quy mô thị trường 678 triệu USD và 17,1 triệu người dùng vào năm 2025. Hiện cả nước có khoảng 1.800 cơ sở sản xuất nước giải khát, đạt tốc độ tăng trưởng 6–7%/năm.

Chương 1 xác định mục tiêu chiến lược của dự án là xây dựng một sản phẩm nước uống đóng chai có nguồn gốc tự nhiên, tận dụng nguồn nguyên liệu hoa atiso xanh trong nước kết hợp cỏ ngọt nhằm gia tăng giá trị cảm quan và dinh dưỡng, phục vụ nhu cầu giải khát và hỗ trợ sức khỏe.

Chương 2: Hình thành ý tưởng dự án

Thông qua phiên làm việc Brainstorming, nhóm nghiên cứu đã xây dựng và phân tích 3 ý tưởng sản phẩm ban đầu:

  1. Ý tưởng 1: Trà Atiso xanh bổ sung thảo mộc (cỏ ngọt) – Nước trà có màu xanh lục đặc trưng phối hợp sắc vàng nhạt, vị chua ngọt hài hòa, chỉ số năng lượng thấp, phù hợp cho nhiều đối tượng, bao gồm người cần kiểm soát đường huyết.
  2. Ý tưởng 2: Trà Atiso xanh bổ sung hạt chia – Sản phẩm có bổ sung chất xơ và acid béo từ hạt chia; tuy nhiên, giá thành nguyên liệu cao và mức độ cạnh tranh trên thị trường đối với sản phẩm chứa hạt chia rất lớn.
  3. Ý tưởng 3: Trà Atiso xanh bổ sung nha đam – Sản phẩm có cấu trúc gel thạch giòn; tuy nhiên, thạch nha đam bị hiện tượng nhiễm màu xanh không đồng nhất từ dịch trích atiso sau thời gian bảo quản.

Chương 3: Thực hiện nghiên cứu, phân tích, khảo sát

Nội dung chương tập trung vào kết quả điều tra thị trường và phân tích môi trường vĩ mô:

  • Kết quả khảo sát người tiêu dùng ($N = 100$): Độ tuổi tham gia tập trung chủ yếu từ 18–30 tuổi (chiếm đa số là sinh viên và người đi làm trẻ tuổi); mức thu nhập phổ biến từ 2–5 triệu đồng/tháng. Về hành vi, trên 80% người được khảo sát quan tâm đến giá trị dinh dưỡng và bao bì; hơn 90% chú trọng đến màu sắc, mùi vị, tính tiện lợi và giá thành. Về thể tích mong muốn, 58,9% chọn 330ml; 23,4% chọn 250ml; 17,8% chọn 500ml. Về mức giá, trên 60% sẵn sàng chi trả từ 20.000 – 25.000 đồng/chai.
  • Khảo sát đối thủ cạnh tranh: Phân tích các sản phẩm Trà Atiso Vfresh (nước, đường 3,9%, chiết xuất atiso 2,4 g/L, HSD 12 tháng), Trà túi lọc Lama (95% atiso, 5% cỏ ngọt, HSD 12 tháng), và Trà túi lọc Cozy 365 (hoa atiso và trà đen, HSD 9 tháng).
  • Phân tích môi trường kinh tế và pháp lý: Trích dẫn báo cáo VIRAC 2023 và số liệu Nielsen cho thấy 80% người tiêu dùng Việt Nam sẵn sàng chi trả cao hơn cho thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên, 70% chú ý đến nhãn thành phần. Tổng hợp các thông tư, quy chuẩn an toàn thực phẩm làm cơ sở kiểm soát chất lượng.

Chương 4: Sàng lọc và chọn ý tưởng khả thi

Dựa trên các tiêu chí về thị hiếu tiêu dùng, tính mới và năng lực công nghệ, nhóm tác giả quyết định lựa chọn ý tưởng: “Trà Atiso xanh bổ sung cỏ ngọt”.

  • Về thị hiếu: Sản phẩm giải quyết nhu cầu uống liền, tiện lợi, thanh nhiệt và hỗ trợ sức khỏe.
  • Về tính khác biệt: Khắc phục nhược điểm của các dạng trà khô/trà túi lọc truyền thống bằng sản phẩm nước giải khát đóng chai pha sẵn, kết hợp chất tạo ngọt tự nhiên không calo từ cỏ ngọt.
  • Về công nghệ sản xuất: Nguồn nguyên liệu trong nước dồi dào; quy trình trích ly và phối chế phù hợp với dây chuyền thiết bị chế biến đồ uống sẵn có, dễ kiểm soát thông số vận hành.

Chương 5: Phát triển concept (khái niệm) sản phẩm

Chương 5 định hình bản concept sản phẩm hoàn chỉnh:

  • Tên sản phẩm: Trà Atiso xanh thảo mộc đóng chai.
  • Khách hàng mục tiêu: Học sinh, sinh viên, nhân viên văn phòng (độ tuổi 18–25 và 26–35) có nhu cầu giải khát, chăm sóc sắc đẹp, thanh lọc cơ thể và kiểm soát năng lượng nạp vào.
  • Kênh phân phối dự kiến: Phân phối tập trung tại các thành phố lớn qua kênh siêu thị (Big C, Co.opmart, Aeon), chuỗi cửa hàng tiện lợi (Circle K, FamilyMart, WinMart, Bách Hóa Xanh) và tiệm tạp hóa.

Chương 6: Xây dựng bảng mô tả sản phẩm và tiêu chuẩn chất lượng

Nhóm tác giả thiết lập bảng mô tả sản phẩm chi tiết và hệ thống tiêu chuẩn an toàn thực phẩm:

  • Thành phần: Hoa atiso xanh khô, cỏ ngọt, đường phèn, nước, phụ gia acid citric.
  • Hạn sử dụng: 6 tháng kể từ ngày sản xuất ở nhiệt độ thường; sau khi mở nắp bảo quản ở 0–10°C.
  • Chỉ tiêu cảm quan (theo TCVN 12828:2019): Trạng thái lỏng đồng đều; màu xanh đặc trưng; mùi thơm atiso hòa quyện thảo mộc; vị ngọt thanh dịu.
  • Chỉ tiêu hóa lý - kim loại nặng (theo QCVN 8-2:2011/BYT): Cadmi (Cd) $\le 0,003\text{ mg/L}$, Asen (As) $\le 1,0\text{ mg/L}$, Chì (Pb) $\le 0,001\text{ mg/L}$, Thủy ngân (Hg) $\le 0,006\text{ mg/L}$.
  • Chỉ tiêu vi sinh vật (theo Quyết định 46/2007/QĐ-BYT):
Chỉ tiêu vi sinh Giới hạn tối đa
Tổng số vi sinh vật hiếu khí $10^2\text{ CFU/ml}$
Escherichia coli $10\text{ CFU/ml}$
Staphylococcus aureus Không được có
Streptococci faecal Không được có
Pseudomonas aeruginosa Không được có
Clostridium perfringens Không được có
Tổng số bào tử nấm men – nấm mốc $10\text{ CFU/ml}$
  • Phụ gia sử dụng: Acid citric với hàm lượng từ 0,1% – 0,3% (1 – 3 g/kg sản phẩm) nhằm ổn định pH, tăng cường hương vị và hạn chế oxy hóa.

Chương 7: Xây dựng các thông số thiết kế sản phẩm và quy trình công nghệ

Chương này đưa ra các thông số thiết kế vật lý và dây chuyền sản xuất:

  • Bao bì: Chai nhựa PET dung tích 330ml trong suốt, nắp vặn kín. Nhãn bao bì thể hiện đầy đủ thông tin dinh dưỡng, xuất xứ (93 Tân Kỳ Tân Quý, Tân Phú, TP.HCM), hướng dẫn bảo quản và khuyến cáo “Ngon hơn khi uống lạnh”.
  • Quy trình công nghệ dự kiến:
    • Quy mô phòng thí nghiệm: Nguyên liệu hoa atiso khô $\rightarrow$ Cân định lượng $\rightarrow$ Nấu và trích ly nhiệt $\rightarrow$ Phối trộn dịch trích cỏ ngọt, đường phèn, acid citric $\rightarrow$ Lọc $\rightarrow$ Rót chai $\rightarrow$ Thanh trùng $\rightarrow$ Thành phẩm.
    • Quy mô công nghiệp: Nghiền nguyên liệu $\rightarrow$ Hệ thống trích ly nhiều bậc $\rightarrow$ Lọc khung bản $\rightarrow$ Thiết bị phối trộn đồng hóa $\rightarrow$ Tiệt trùng nhiệt độ cao thời gian ngắn (UHT) $\rightarrow$ Chiết rót và ghép nắp tự động $\rightarrow$ Dán nhãn $\rightarrow$ Đóng thùng.
  • Bố trí thí nghiệm: Xây dựng kế hoạch tối ưu hóa các tỷ lệ phối chế cỏ ngọt, nồng độ đường phèn và nồng độ acid citric nhằm hoàn thiện chất lượng cảm quan của sản phẩm.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

  1. Dữ liệu nghiên cứu thị trường: Đã thu thập và xử lý bộ số liệu từ 100 người tiêu dùng, xác định phân khúc khách hàng tiềm năng nhất là giới trẻ (18–30 tuổi), ưa chuộng dung tích đóng chai 330ml (chiếm 58,9%) với mức giá chấp nhận từ 20.000 – 25.000 đồng/chai.
  2. Hồ sơ thiết kế sản phẩm hoàn chỉnh: Thiết lập đầy đủ bản mô tả sản phẩm (Product Profile), bản thông số kỹ thuật bao bì chai PET 330ml, nhãn hàng hóa và các tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng cảm quan, hóa lý, vi sinh vật đáp ứng các quy chuẩn QCVN 8-2:2011/BYT, QCVN 8-3:2012/BYT và TCVN 12828:2019.
  3. Mô hình quy trình công nghệ: Đề xuất sơ đồ công nghệ sản xuất trà atiso xanh thảo mộc từ khâu trích ly nguyên liệu khô đến xử lý nhiệt (tiệt trùng UHT) và đóng gói vô trùng, kèm theo các ma trận thí nghiệm phối chế cỏ ngọt và acid citric.

Đóng góp của đồ án

  • Đa dạng hóa các sản phẩm chế biến từ atiso xanh, chuyển đổi từ các dạng thức truyền thống (trà khô, túi lọc) sang dạng nước giải khát uống liền (Ready-To-Drink).
  • Ứng dụng nguồn chất tạo ngọt tự nhiên từ cỏ ngọt (Stevia) nhằm giảm thiểu lượng đường saccaroza trong khẩu phần đồ uống, phù hợp với xu hướng tiêu dùng lành mạnh.
  • Hoàn thiện phương pháp luận phát triển sản phẩm thực phẩm mới có sự kết hợp chặt chẽ giữa nghiên cứu thị trường, quản lý chất lượng theo luật định và thiết kế kỹ thuật thực phẩm.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

  • Cỡ mẫu khảo sát người tiêu dùng còn ở mức khiêm tốn ($N = 100$), phân bố chủ yếu trên địa bàn TP.HCM và tập trung vào nhóm sinh viên/lao động trẻ, chưa bao quát đầy đủ các nhóm nhân khẩu học khác trên phạm vi cả nước.
  • Đồ án chưa công bố đầy đủ các số liệu phân tích định lượng cụ thể về hàm lượng cynarine và inulin sau quá trình xử lý nhiệt ở các mẻ thử nghiệm.
  • Thời hạn bảo quản 6 tháng mới dừng lại ở mức tính toán lý thuyết và thiết kế chỉ tiêu, chưa có số liệu thử nghiệm gia tốc thời gian thực (Accelerated Shelf-life Testing - ASLT).

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Mở rộng quy mô khảo sát thị trường trên các vùng địa lý khác nhau để tinh chỉnh concept sản phẩm cho từng vùng miền.
  • Tiến hành thực nghiệm xác định chính xác động học trích ly hoạt chất cynarine và polyphenol theo nhiệt độ và thời gian nấu; khảo sát biến đổi chất lượng cảm quan và màu sắc theo thời gian bảo quản.
  • Nghiên cứu ứng dụng công nghệ chiết rót vô trùng (Aseptic filling) nhằm nâng cao độ bền sinh học và kéo dài hạn sử dụng mà không cần dùng hóa chất bảo quản.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên ngành Công nghệ Thực phẩm, Đảm bảo chất lượng và Phát triển sản phẩm: Tham khảo quy trình phát triển sản phẩm mới (NPD - New Product Development) từ khâu hình thành ý tưởng, khảo sát thị trường, thiết kế thông số kỹ thuật đến xây dựng quy trình công nghệ chuẩn.
  • Các nhóm nghiên cứu và doanh nghiệp khởi nghiệp F&B: Cung cấp dữ liệu khảo sát thị hiếu người tiêu dùng đối với dòng đồ uống thảo mộc thiên nhiên, cùng khung pháp lý và hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho sản xuất nước giải khát đóng chai tại Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao nhóm nghiên cứu lựa chọn cỏ ngọt thay vì hạt chia hay nha đam để phối chế cùng atiso xanh?

Qua quá trình Brainstorming và phân tích rủi ro kỹ thuật, hạt chia làm tăng đáng kể giá thành và đối mặt với thị trường cạnh tranh cao; nha đam gặp sự cố kỹ thuật về mặt cảm quan khi thạch bị ngấm màu xanh không đồng đều từ atiso sau một thời gian bảo quản. Cỏ ngọt vừa tạo vị ngọt thanh tự nhiên không sinh calo, vừa giữ màu sắc ổn định và có chi phí sản xuất hợp lý.

2. Dung tích chai và mức giá bán nào được đa số người tiêu dùng lựa chọn trong khảo sát?

Theo kết quả khảo sát từ 100 người tiêu dùng, dung tích 330ml được ưa chuộng nhất với 58,9% lựa chọn (vượt trội so với 250ml chiếm 23,4% và 500ml chiếm 17,8%). Về giá thành, hơn 60% người tham gia khảo sát đồng ý chọn mức giá từ 20.000 – 25.000 đồng/chai 330ml.

3. Sản phẩm áp dụng những tiêu chuẩn an toàn thực phẩm nào về giới hạn vi sinh vật?

Sản phẩm tuân thủ giới hạn ô nhiễm vi sinh vật theo Quyết định 46/2007/QĐ-BYT và QCVN 8-3:2012/BYT đối với nước giải khát không cồn: Tổng vi sinh vật hiếu khí $\le 10^2\text{ CFU/ml}$, E. coli $\le 10\text{ CFU/ml}$, nấm men - nấm mốc $\le 10\text{ CFU/ml}$; tuyệt đối không chứa các vi sinh vật gây bệnh gồm Staphylococcus aureus, Streptococci faecal, Pseudomonas aeruginosa và Clostridium perfringens.

4. Giới hạn các chỉ tiêu kim loại nặng trong sản phẩm được kiểm soát ở mức nào?

Căn cứ theo QCVN 8-2:2011/BYT, giới hạn tối đa cho phép của các kim loại nặng trong sản phẩm gồm: Cadmi (Cd) $\le 0,003\text{ mg/L}$; Asen (As) $\le 1,0\text{ mg/L}$; Chì (Pb) $\le 0,001\text{ mg/L}$; Thủy ngân (Hg) $\le 0,006\text{ mg/L}$.

5. Hạn sử dụng và điều kiện bảo quản của sản phẩm được quy định như thế nào?

Sản phẩm có hạn sử dụng 6 tháng kể từ ngày sản xuất khi bảo quản ở điều kiện nhiệt độ thường, nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp. Sau khi mở nắp bao bì, sản phẩm bắt buộc phải bảo quản trong tủ mát ở nhiệt độ từ 0–10°C.


Kết luận

Đồ án “Nghiên cứu phát triển sản phẩm Trà Atiso xanh thảo mộc” của nhóm sinh viên Trường Đại học Công Thương TP.HCM đã hoàn thành trọn vẹn quy trình phát triển một sản phẩm đồ uống mới từ hoa atiso xanh và cỏ ngọt. Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực chứng về nhu cầu tiêu dùng, đồng thời thiết lập hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật, công thức phối chế và quy trình công nghệ đóng chai 330ml đảm bảo các quy chuẩn an toàn thực phẩm hiện hành. Đây là cơ sở khoa học và thực tiễn có giá trị để triển khai sản xuất thử nghiệm các dòng nước giải khát thảo mộc có lợi cho sức khỏe trên quy mô công nghiệp.