Luận văn về sản phẩm viên hòa tan và sủi bọt từ trái dứa

Nghiên cứu hệ thống sản phẩm viên hòa tan và sủi bọt từ trái dứa, phương pháp định lượng kết hợp định tính, góp phần phát triển chuyên ngành

• Tác giả: Phạm Thị Thanh Giang
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Xích Liên
• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp. Hcm
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Sản Phẩm Viên Hòa Tan Và Sủi Bọt Từ Trái Dứa
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Tp.Hcm

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT ĐỒ ÁN
• 1. CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Nguồn gốc cây dứa (thơm, khóm)
• 2.2. Phân loại dứa theo họ và chi
• 2.3. Bốn giống dứa hiện biết có trồng ở Việt Nam
• 2.4. Tình hình trồng dứa trên thế giới
• 2.5. Cấu tạo của trái dứa
• Tài liệu tham khảo
• Phụ lục B

Tóm tắt

I. Giới thiệu về sản phẩm viên hòa tan và sủi bọt từ trái dứa

Sản phẩm viên hòa tan và sủi bọt từ trái dứa là một dạng thực phẩm chức năng mới, mang lại sự tiện lợi cho người tiêu dùng. Việc chế biến trái dứa thành dạng viên không chỉ giúp bảo quản lâu dài mà còn giữ được hương vị và các thành phần dinh dưỡng. Viên sủi bọt được sản xuất từ nước dứa cô đặc, kết hợp với các thành phần như NaHCO3 và đường sucrose, tạo ra sản phẩm dễ dàng hòa tan trong nước, mang lại trải nghiệm uống thú vị và bổ dưỡng. Việc phát triển sản phẩm này không chỉ đáp ứng nhu cầu thị trường mà còn góp phần vào việc sử dụng tối ưu nguồn nguyên liệu từ trái dứa, một loại trái cây giàu vitamin và khoáng chất.

1.1. Thành phần dinh dưỡng của trái dứa

Trái dứa chứa nhiều vitamin C, vitamin B và các khoáng chất cần thiết cho cơ thể. Theo nghiên cứu, trái dứa có khả năng cung cấp một lượng lớn các vitamin thiết yếu, có tác dụng tăng cường sức đề kháng và hỗ trợ tiêu hóa. Các nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng sản phẩm viên hòa tan từ trái dứa có thể giúp bổ sung dinh dưỡng một cách nhanh chóng và tiện lợi, đặc biệt là cho những người bận rộn. Bên cạnh đó, trái dứa còn chứa bromelain, một enzym có tác dụng hỗ trợ tiêu hóa và chống viêm, giúp cải thiện sức khỏe tổng thể.

1.2. Quy trình sản xuất viên hòa tan

Quy trình sản xuất viên hòa tan và sủi bọt từ trái dứa bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, nước dứa được khai thác từ trái dứa tươi, sau đó được cô đặc chân không để giữ lại hương vị tự nhiên. Tiếp theo, bột dứa được phối trộn với các thành phần như maltodextrin, NaHCO3 và đường sucrose theo tỷ lệ nhất định. Cuối cùng, hỗn hợp này được dập thành viên với khối lượng tiêu chuẩn. Quy trình này không chỉ đảm bảo chất lượng sản phẩm mà còn tối ưu hóa các chỉ tiêu hóa lý, giúp sản phẩm đạt được độ hòa tan tốt nhất khi sử dụng.

II. Đánh giá chất lượng sản phẩm

Đánh giá chất lượng sản phẩm viên hòa tan và sủi bọt từ trái dứa được thực hiện thông qua các chỉ tiêu hóa lý và cảm quan. Các chỉ tiêu hóa lý bao gồm độ trong, màu sắc, mùi vị và độ hòa tan trong nước. Kết quả cho thấy sản phẩm đạt tiêu chuẩn tốt với độ trong trung bình là 5.31, màu sắc 3.71 và mùi vị 3.14, cho thấy sản phẩm được người tiêu dùng ưa chuộng. Việc đánh giá cảm quan cho thấy sản phẩm không chỉ ngon mà còn dễ uống, phù hợp với nhu cầu của thị trường hiện nay, đặc biệt là trong bối cảnh người tiêu dùng ngày càng chú trọng đến sức khỏe và dinh dưỡng.

2.1. Các chỉ tiêu hóa lý

Các chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm viên hòa tan được đánh giá dựa trên các tiêu chuẩn cụ thể. Độ trong của sản phẩm đạt 5.31 cho thấy sản phẩm có độ tinh khiết cao, không có tạp chất. Màu sắc và mùi vị cũng được đánh giá cao, cho thấy sự hấp dẫn của sản phẩm đối với người tiêu dùng. Những chỉ tiêu này không chỉ đảm bảo chất lượng mà còn tăng cường giá trị thương mại của sản phẩm trên thị trường thực phẩm.

2.2. Đánh giá cảm quan

Đánh giá cảm quan được thực hiện thông qua việc cho điểm thị hiếu của người tiêu dùng. Kết quả cho thấy sản phẩm viên hòa tan từ trái dứa được yêu thích nhờ hương vị tự nhiên và dễ uống. Đặc biệt, sản phẩm không chỉ mang lại cảm giác sảng khoái mà còn cung cấp các vitamin cần thiết cho cơ thể. Điều này cho thấy sản phẩm không chỉ là một loại nước giải khát mà còn có giá trị dinh dưỡng cao, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng hiện đại.

III. Ứng dụng và tiềm năng thị trường

Sản phẩm viên hòa tan và sủi bọt từ trái dứa có tiềm năng lớn trên thị trường thực phẩm hiện nay. Với xu hướng tiêu dùng ngày càng cao về các sản phẩm tự nhiên, tiện lợi và bổ dưỡng, sản phẩm này có thể thu hút được sự quan tâm của người tiêu dùng. Việc sử dụng nguyên liệu tự nhiên từ trái dứa không chỉ giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng mà còn tạo ra sản phẩm thân thiện với môi trường. Các nghiên cứu cho thấy, thị trường thực phẩm chức năng đang trên đà phát triển, mở ra cơ hội lớn cho sản phẩm viên hòa tan từ trái dứa.

3.1. Xu hướng tiêu dùng

Xu hướng tiêu dùng hiện nay đang chuyển dịch mạnh mẽ sang các sản phẩm tự nhiên và hữu cơ. Người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến sức khỏe và dinh dưỡng, điều này tạo ra cơ hội lớn cho sản phẩm viên hòa tan từ trái dứa. Sản phẩm không chỉ đáp ứng nhu cầu giải khát mà còn cung cấp các vitamin thiết yếu, giúp người tiêu dùng có thể bổ sung dinh dưỡng một cách nhanh chóng và tiện lợi.

3.2. Tiềm năng phát triển

Tiềm năng phát triển của sản phẩm viên hòa tan từ trái dứa rất lớn, đặc biệt trong bối cảnh thị trường thực phẩm chức năng đang mở rộng. Việc phát triển sản phẩm này không chỉ giúp tăng cường sức khỏe cho người tiêu dùng mà còn góp phần vào việc phát triển kinh tế địa phương thông qua việc sử dụng nguồn nguyên liệu từ trái dứa. Đầu tư vào nghiên cứu và phát triển sản phẩm sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm, từ đó tăng cường khả năng cạnh tranh trên thị trường.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong ngành công nghiệp chế biến đồ uống, các sản phẩm nước giải khát có nguồn gốc tự nhiên rất đa dạng về mặt chủng loại, từ nước ép dạng đục, dạng trong cho đến các sản phẩm có gas hoặc không bão hòa khí $CO_2$. Tuy nhiên, thị trường thực phẩm thương mại thời điểm nghiên cứu hầu như chưa xuất hiện dòng sản phẩm nước trái cây tự nhiên ở dạng viên nén sủi bọt – dạng sản phẩm có khả năng hòa tan nhanh trong nước để tạo thành thức uống có ga tương tự nước ép đóng chai hay đóng lon bão hòa $CO_2$. Dạng viên sủi bọt sở hữu nhiều ưu điểm thực tế như quy trình sử dụng tiện lợi, kích thước nhỏ gọn, dễ dàng vận chuyển, thuận lợi trong bảo quản và lưu giữ được các thành phần dinh dưỡng vi lượng thiết yếu gồm vitamin C cùng các vitamin nhóm B ($B_1, B_2, B_3, B_5, B_6, B_9$). Bên cạnh đó, các sản phẩm viên sủi truyền thống thường chỉ được định vị dưới dạng dược phẩm hoặc thực phẩm chức năng; do đó, việc phát triển sản phẩm nước giải khát sủi bọt dạng viên nén giúp đa dạng hóa thị hiếu tiêu dùng.

Đối tượng được lựa chọn cho nghiên cứu là trái dứa (Ananas comosus), một loại cây ăn trái nhiệt đới phổ biến tại Việt Nam với sản lượng lớn tập trung tại các tỉnh Nam Bộ. Trong quy trình chế biến dứa công nghiệp xuất khẩu (như dứa khoanh, dứa miếng đóng hộp hoặc mứt dứa), chỉ phần thịt quả đạt chuẩn hình thái được sử dụng, trong khi các phần thứ liệu như mảnh thịt vụn, lõi dứa (cùi) và lớp vỏ trong chiếm tỷ lệ khối lượng lớn bị loại bỏ. Việc khai thác nguồn dịch ép từ các phế phụ liệu này để sản xuất sản phẩm viên dứa sủi bọt mang lại giá trị gia tăng rõ rệt về mặt kinh tế và kỹ thuật, giải quyết bài toán tận dụng phế liệu trong công nghệ chế biến rau quả.

Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể được xác định bao gồm:

1. Khảo sát tỷ lệ các thành phần cấu trúc của trái dứa giống Queen trong quá trình chế biến và xác định hiệu suất thu hồi dịch ép từ nguồn phế phụ liệu.
2. Khảo sát ảnh hưởng của các công đoạn công nghệ (cô đặc chân không, sấy chân không) đến chất lượng bột dứa bán thành phẩm.
3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất trợ sấy (Maltodextrin), tỷ lệ tác nhân tạo khí ($NaHCO_3$), hàm lượng đường tạo vị (Sucrose) và chất hạn chế hút ẩm (PVP K-30) đến khả năng tạo hình và thời gian sủi bọt của viên.
4. Đánh giá chất lượng thành phẩm thông qua các chỉ tiêu hóa lý, cơ lý và phân tích cảm quan thị hiếu người tiêu dùng đối với công thức tối ưu.

Đối tượng nghiên cứu là nguồn phế phụ liệu dứa Queen (vỏ trong, cùi, thịt vụn) và sản phẩm viên sủi bọt dứa. Đề tài được thực hiện tại Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP. HCM, phối hợp thực nghiệm tại bộ phận Nghiên cứu & Phát triển (RDL) thuộc Công ty TNHH Virbac (Vietnam) vào tháng 08 năm 2010.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và nguyên lý công nghệ

Quả dứa (Ananas comosus) thuộc họ Bromeliaceae, chứa hàm lượng ẩm cao (80 – 86%), glucid (10 – 18%, chủ yếu là sucrose, glucose, fructose), acid hữu cơ (0,1 – 1,6%, trong đó acid citric chiếm 87%, acid malic chiếm 13%), khoáng tro (0,3%) và hệ enzyme protease đặc trưng là bromelin. Quả dứa có vị chua ngọt hài hòa khi đạt tỷ lệ đường tổng số khoảng 12% và acid khoảng 0,6 – 0,7%.

Nguyên lý cốt lõi của dạng viên sủi bọt dựa trên phản ứng hóa học giữa acid thực phẩm (acid citric tự nhiên có sẵn trong dịch dứa) và muối kiềm carbonate/bicarbonate khi tiếp xúc với môi trường nước, giải phóng nhanh khí $CO_2$:

$$H^+ + HCO_3^- \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow$$

Để định hình cấu trúc viên và bảo đảm tính chất công nghệ, các nhóm phụ gia thực phẩm được sử dụng bao gồm:

• Đường kính trắng RE (Biên Hòa): Tạo vị ngọt hài hòa, cân bằng vị chua tự nhiên của dịch dứa.
• Sodium bicarbonate ($NaHCO_3$): Phụ gia kiềm đóng vai trò là tác nhân sinh khí bão hòa $CO_2$.
• Maltodextrin: Phụ gia chất mang, trợ sấy nhằm tăng hàm lượng chất khô, giảm độ nhớt dính của dịch quả khi cô đặc và bảo vệ cấu trúc bột dứa trong quá trình sấy chân không.
• Vitamin C (Ascorbic acid): Phụ gia chống oxy hóa, ổn định màu sắc và nâng cao giá trị dinh dưỡng.
• Polyvinyl pyrrolidone K-30 (PVP K-30): Chất kết dính và tạo cấu trúc viên nén, có tác dụng tăng độ bền cơ học và ức chế hiện tượng hút ẩm của bột sau sấy.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và phân tích

Nghiên cứu ứng dụng quy trình thực nghiệm công nghệ phối hợp các phương pháp kiểm nghiệm hóa lý, cơ lý và cảm quan tiêu chuẩn:

• Phương pháp công nghệ: Ép cơ học thu hồi dịch quả từ thứ liệu; xử lý nhiệt sơ bộ; cô đặc chân không bằng thiết bị cô đặc quay; sấy chân không gián đoạn có đảo trộn; nghiền mịn, phối trộn khô đồng nhất và dập viên nén bằng máy dập viên chuyên dụng.
• Phương pháp phân tích hóa lý:
  • Xác định hàm lượng chất khô hòa tan (°Brix) bằng chiết quang kế cầm tay.
  • Xác định độ ẩm nguyên liệu và bán thành phẩm bằng phương pháp sấy khô ở nhiệt độ 105°C đến khối lượng không đổi.
  • Xác định hàm lượng đường tổng số bằng phương pháp chuẩn độ Ferrycyanua.
  • Định lượng hàm lượng Vitamin C bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).
• Phương pháp đánh giá cơ lý viên nén:
  • Độ cứng của viên: Xác định bằng máy đo độ cứng chuyên dụng (yêu cầu $\ge 4\text{ kg}$).
  • Độ mài mòn: Xác định bằng máy đo độ mài mòn quay trống (tiêu chuẩn giới hạn $\le 1,5%$).
  • Thời gian rã và sủi bọt: Quan sát thực tế khi thả 2 viên sản phẩm vào 100 ml nước cất ở nhiệt độ phòng 25°C (yêu cầu thời gian rã không quá 5 phút/viên).
• Phương pháp phân tích cảm quan:
  • Đánh giá cảm quan dung dịch sản phẩm pha ở nồng độ 4% chất khô bằng phương pháp cho điểm thị hiếu theo thang điểm 5 mức độ (1: Không thích, 2: Hơi thích, 3: Thích, 4: Rất thích, 5: Cực kỳ thích).
  • Hội đồng đánh giá gồm 7 thành viên, thẩm định 4 chỉ tiêu chất lượng kèm hệ số quan trọng (HSQT): Độ trong (HSQT = 1,2), Màu sắc (HSQT = 0,8), Mùi (HSQT = 1,0), Vị (HSQT = 1,0). Phân hạng chất lượng dựa trên điểm trung bình có trọng số: Kém (1 – 2,5), Trung bình (2,5 – 3,0), Khá (3,0 – 4,5), Tốt (4,5 – 5,0).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Đặt vấn đề

Chương này tập trung phân tích thực trạng thị trường đồ uống giải khát không cồn và tiềm năng phát triển của dạng viên nén sủi bọt có nguồn gốc tự nhiên. Tác giả chỉ ra rằng hầu hết các mặt hàng viên sủi thương mại đều mang tính chất dược phẩm, tạo tâm lý e ngại khi sử dụng thường xuyên. Việc chuyển đổi dạng dùng này sang sản phẩm nước giải khát trái cây đóng viên giúp người tiêu dùng tiếp cận nguồn dinh dưỡng vitamin tự nhiên một cách thuận tiện. Đồng thời, tác giả khẳng định việc nghiên cứu khai thác dịch ép từ các phế phụ liệu trong dây chuyền đồ hộp dứa xuất khẩu mang lại ý nghĩa kinh tế - kỹ thuật thiết thực, giúp gia tăng chuỗi giá trị nông sản và giảm thiểu chất thải chế biến.

Chương 2: Tổng quan

Chương 2 trình bày tổng quan lý thuyết hệ thống về cây dứa và kỹ thuật chế biến:

• Nguồn gốc và phân loại: Cây dứa có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới Nam Mỹ (Brazil, Argentina, Paraguay), được Christopher Columbus ghi nhận năm 1493. Chi Ananas thuộc họ Bromeliaceae. Tại Việt Nam có 4 nhóm giống chính: Dứa ta (Ananas comosus spanish), Dứa mật (Singapor spanish), Dứa tây/Dứa hoa (Queen) và Dứa không gai (Cayenne).
• Đặc điểm giống dứa Queen: Là giống dứa chủ lực tại Việt Nam, quả nhỏ (500 – 700 g), mắt sâu, thịt quả vàng đậm, cấu trúc giòn, hương vị thơm ngọt đậm đà, chịu bóng tốt nhưng khó chế biến đồ hộp khoanh do kích thước quả bé.
• Biến đổi sinh hóa sau thu hoạch: Quá trình chín của quả đi kèm sự thủy phân protopectin thành pectin hòa tan bởi hệ enzyme polygalacturonase và pectin methylesterase làm mềm thịt quả; sự phân giải tinh bột thành đường khử; sự thoái hóa chlorophyll làm lộ sắc tố carotenoid; hoạt tính enzyme protease bromelin nhạy cảm với nhiệt độ (bị giảm hoạt tính mạnh khi đun nóng trên 60°C).
• Tình hình sản xuất và công nghệ chế biến: Sản lượng dứa toàn cầu đạt 12,6 triệu tấn (FAO, 2000), trong đó Thái Lan dẫn đầu (16%), tiếp theo là Philippines (12%) và Brazil (10%). Việt Nam đạt diện tích 40.000 ha với sản lượng khoảng 500.000 tấn/năm (90% ở phía Nam). Tác giả tổng thuật quy trình các sản phẩm truyền thống từ dứa: mứt dứa nhuyễn, mứt miếng đông, dứa khoanh đóng hộp và rượu vang dứa.

Chương 3: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương này mô tả chi tiết nguồn gốc nguyên vật liệu, thiết bị thực nghiệm và quy trình công nghệ đề xuất:

• Thu nhận nguyên liệu dịch dứa: Xây dựng sơ đồ bóc tách nguyên liệu từ quy trình sản xuất dứa khoanh đóng hộp. Các phần thứ liệu gồm vỏ trong, cùi dứa và thịt dứa vụn được thu gom cơ học để đưa vào máy ép lấy dịch.
• Quy trình công nghệ sản xuất viên sủi bọt dứa: Thiết lập chuỗi công đoạn tuần tự gồm: Dịch nước ép dứa $\rightarrow$ Đun nóng sơ bộ (90 – 95°C) $\rightarrow$ Cô đặc chân không $\rightarrow$ Phối trộn chất trợ sấy (Maltodextrin) $\rightarrow$ Sấy chân không $\rightarrow$ Phối trộn phụ gia khô ($NaHCO_3$, Đường RE, PVP K-30, Vitamin C) $\rightarrow$ Dập viên nén $\rightarrow$ Đóng gói chống ẩm.
• Tiêu chuẩn kiểm nghiệm: Thiết lập các chỉ tiêu kiểm soát bán thành phẩm và thành phẩm gồm độ ẩm bột, hàm lượng đường khử, độ cứng cơ học, độ mài mòn, thời gian rã và phiếu đánh giá cảm quan thị hiếu 5 bậc.

Chương 4: Kết quả nghiên cứu

Chương 4 cung cấp toàn bộ các số liệu thực nghiệm đo đạc được trong quá trình nghiên cứu:

1. Khảo sát tỷ lệ các thành phần cấu trúc của quả dứa giống Queen: Thực nghiệm phân tích trên 3 mẫu quả dứa Queen có khối lượng khác nhau thu được tỷ lệ cấu trúc khi bóc tách chế biến:

Mẫu dứa	Khối lượng quả (g)	Vỏ ngoài (g)	Vỏ ngoài (%)	Vỏ trong + Cùi (g)	Vỏ trong + Cùi (%)	Thịt dứa vụn (g)	Thịt dứa vụn (%)	Tổng thứ liệu khai thác nước dứa (%)	Khoanh dứa thành phẩm (%)
1	525	32	6,09	53	10,10	126	24,00	34,09	59,80
2	708	50	7,06	80	11,30	196	27,68	38,98	53,96
3	712	48	6,74	75	10,53	177	24,86	35,39	57,87
Trung bình	648,3	43,3	6,63	69,3	10,64	166,3	25,51	36,15	57,21

Kết quả khẳng định nguồn thứ liệu khai thác nước dứa (vỏ trong, cùi và thịt vụn) chiếm tỷ lệ đáng kể từ 34,09% đến 38,98% tổng khối lượng quả. Lớp vỏ ngoài có gai (6,09 – 7,06%) bị loại bỏ hoàn toàn do chứa nhiều tạp chất đất cát và hàm lượng đường không đáng kể.

2. Khai thác dịch ép từ phế phụ liệu: Thực hiện ép cơ học phần thứ liệu đã thu gom, thu được hiệu suất trung bình:

• Dịch nước ép dứa thu hồi: 70% khối lượng nguyên liệu đưa vào ép.
• Bã rắn thải bỏ: 30% khối lượng.
• Thành phần hóa học chính của dịch ép dứa: Nước 85%, Hàm lượng chất khô tổng số 15%, Hàm lượng đường tổng 9,26%, Hàm lượng tro khoáng 0,40%.

3. Thông số kỹ thuật của các công đoạn chế biến:

• Công đoạn cô đặc chân không: Dịch nước dứa được nâng nhiệt sơ bộ lên 90 – 95°C, đưa vào thiết bị cô đặc chân không quay ở nhiệt độ 80°C, áp suất chân không 405 mmHg, tốc độ quay cánh khuấy 80 vòng/phút, thời gian cô đặc 2 giờ 30 phút. Nồng độ chất khô của dịch dứa sau cô đặc đạt 70%.
• Công đoạn sấy chân không: Dịch dứa cô đặc (240 ml) được phối trộn đồng nhất với chất trợ sấy Maltodextrin (600 g) theo tỷ lệ phối trộn chất khô tương đương 7 : 3. Hỗn hợp được sấy trong thiết bị sấy chân không ở nhiệt độ 80°C, áp suất 405 mmHg trong thời gian 3 giờ (có tiến hành đảo trộn định kỳ). Bột dứa sau sấy đạt độ ẩm 20%.
• Công đoạn phối trộn và ép viên: Bột dứa sau sấy được phối trộn với phụ gia tạo khí $NaHCO_3$ tỷ lệ 15%, đường tinh luyện RE tỷ lệ 35%, và phụ gia hạn chế hút ẩm PVP K-30 tỷ lệ 1%. Hỗn hợp bột được dập thành viên nén hình trụ có đường kính 20 mm, chiều cao 15 mm và khối lượng tịnh 2 g/viên.

4. Kết quả đánh giá cảm quan thành phẩm: Dung dịch sản phẩm hoàn nguyên ở nồng độ 4% chất khô được thẩm định bởi hội đồng 7 thành viên:

STT	Chỉ tiêu cảm quan	Hệ số quan trọng (HSQT)	Điểm trung bình chưa có HSQT	Điểm trung bình có HSQT	Xếp loại chất lượng
1	Độ trong	1,2	4,43	5,31	Tốt
2	Màu sắc	0,8	3,71	3,71	Khá
3	Mùi	1,0	3,14	3,14	Khá
4	Vị	1,0	3,14	3,14	Khá

Dung dịch viên sủi bọt dứa được đánh giá đạt mức chất lượng từ Khá đến Tốt, trong đó chỉ tiêu độ trong đạt mức cao nhất (5,31 điểm), các chỉ tiêu màu sắc, mùi và vị đạt mức Khá (từ 3,14 đến 3,71 điểm).

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

Nghiên cứu đã xây dựng thành công quy trình công nghệ hoàn chỉnh để sản xuất sản phẩm viên nén hòa tan và sủi bọt từ nguồn dịch ép phụ phẩm trái dứa với các thông số công nghệ cụ thể được tổng hợp:

Công đoạn công nghệ	Thông số kỹ thuật và Tỷ lệ phối trộn	Chỉ tiêu đạt được
Khai thác dịch ép	Ép cơ học vỏ trong, cùi và thịt vụn dứa Queen	Hiệu suất thu dịch 70%; dịch chứa 15% chất khô, 9,26% đường
Cô đặc chân không	Nhiệt độ 80°C, áp suất 405 mmHg, tốc độ khuấy 80 rpm, 2,5 giờ	Dịch cô đặc đạt 70% chất khô
Phối trộn trợ sấy & Sấy	240 ml dịch cô đặc + 600 g Maltodextrin (tỷ lệ 7:3); Sấy 80°C, 405 mmHg, 3 giờ	Bột bán thành phẩm đạt độ ẩm 20%
Phối trộn dập viên	Bột dứa sấy + 15% $NaHCO_3$ + 35% Sucrose + 1% PVP K-30	Khối lượng 2 g/viên, đường kính 20 mm, cao 15 mm
Chất lượng cảm quan	Đánh giá dung dịch 4% chất khô (hội đồng 7 người)	Độ trong: 5,31 (Tốt); Màu: 3,71; Mùi: 3,14; Vị: 3,14 (Khá)

Giải pháp và khuyến nghị kỹ thuật

Tác giả đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm ổn định chất lượng viên sủi:

• Kiểm soát nhiệt độ cô đặc và sấy không vượt quá 80°C trong môi trường chân không cao (405 mmHg) nhằm hạn chế sự tổn thất vitamin C, tránh hiện tượng caramel hóa đường và biến tính sẫm màu sản phẩm.
• Bổ sung PVP K-30 với tỷ lệ 1% đóng vai trò cốt lõi trong việc ức chế tính hút ẩm mạnh của đường và bột dứa sấy, giúp duy trì độ cứng cơ học và độ bền cấu trúc của viên nén.
• Khuyến nghị sử dụng vật liệu bao bì chuyên dụng có khả năng cản ẩm cao để đóng gói và bảo quản sản phẩm ngay sau khi dập viên.

Đóng góp của đề tài

• Xác lập cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc tận dụng nguồn phế phụ liệu chiếm tới 34 – 39% khối lượng trái dứa từ công nghiệp đồ hộp để chế biến thành sản phẩm có giá trị gia tăng cao.
• Tiên phong thử nghiệm thành công dạng thức nước giải khát trái cây tự nhiên dạng viên nén sủi bọt, kết hợp các giải pháp công nghệ cô đặc chân không, sấy chân không với chất mang Maltodextrin và phối chế phụ gia tạo sủi bọt thích hợp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

Theo tự nhận định của tác giả trong văn bản, do giới hạn về mặt thời gian và điều kiện trang thiết bị thực nghiệm còn thiếu thốn, nghiên cứu vẫn tồn tại một số điểm hạn chế:

• Công đoạn ép thu hồi dịch dứa từ phế phụ liệu mới chỉ thực hiện bằng thiết bị ép cơ học thủ công, chưa có dụng cụ chuẩn hóa và kiểm soát chính xác lực ép.
• Các khảo sát công nghệ mới chỉ dừng lại ở quy mô thử nghiệm phòng thí nghiệm bước đầu, chưa đi sâu khảo sát biến thiên nhiều dải thông số công nghệ khác nhau.

Hướng phát triển tiếp theo

• Nghiên cứu tối ưu hóa cơ cấu bao bì đóng gói chống ẩm và theo dõi sự biến đổi các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh, hàm lượng vitamin C và hoạt tính enzyme bromelin theo thời gian bảo quản thực tế.
• Khảo sát nâng cao quy mô thực nghiệm trên hệ thống thiết bị sấy phun hoặc sấy thăng hoa công nghiệp nhằm nâng cao chất lượng cảm quan và giảm độ ẩm bột dứa sau sấy.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho:

• Sinh viên và học viên ngành Công nghệ Thực phẩm, Công nghệ Sau thu hoạch: Tham khảo phương pháp luận bóc tách nguyên liệu, tính toán cân bằng vật chất, kỹ thuật cô đặc chân không quay và sấy chân không dịch quả có bổ sung chất mang Maltodextrin.
• Kỹ sư và nhà nghiên cứu công nghệ đồ uống: Ứng dụng các thông số kỹ thuật thực nghiệm về tỷ lệ phối trộn $NaHCO_3$, PVP K-30 và đường Sucrose trong công nghệ sản xuất viên nén sủi bọt từ dịch chiết tự nhiên.
• Doanh nghiệp chế biến rau quả: Tham khảo giải pháp kỹ thuật nhằm tận dụng thứ liệu từ dây chuyền đồ hộp dứa khoanh, góp phần hạ giá thành sản xuất và bảo vệ môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Nguồn nguyên liệu chính sử dụng để khai thác nước dứa trong nghiên cứu gồm những bộ phận nào?
Nước dứa được khai thác hoàn toàn từ nguồn phế phụ liệu thải ra trong quá trình chế biến dứa khoanh đóng hộp, bao gồm lớp vỏ trong, cùi (lõi) dứa và các mảnh thịt vụn phát sinh khi gọt cắt. Lớp vỏ ngoài có gai bị loại bỏ do chứa tạp chất đất cát và ít đường.

2. Tỷ lệ các thành phần cấu trúc của quả dứa giống Queen khi chế biến dứa khoanh là bao nhiêu?
Qua phân tích thực nghiệm trên các mẫu dứa Queen, tỷ lệ trung bình các thành phần gồm: Lớp vỏ ngoài chiếm 6,09 – 7,06%; Lớp vỏ trong và cùi chiếm 10,10 – 11,30%; Các mảnh vụn thịt dứa chiếm 24,00 – 27,68%; Phần thịt dứa đạt chuẩn làm khoanh đóng hộp chiếm 53,96 – 59,80%.

3. Các thông số kỹ thuật tối ưu của quá trình cô đặc chân không và sấy chân không dịch dứa là gì?

• Cô đặc chân không: Nhiệt độ 80°C, áp suất 405 mmHg, tốc độ khuấy 80 vòng/phút, thời gian 2,5 giờ, nâng độ khô từ 15% lên 70%.
• Sấy chân không: Phối trộn 240 ml dịch cô đặc với 600 g Maltodextrin (tỷ lệ chất khô 7:3), sấy ở 80°C, áp suất 405 mmHg trong 3 giờ (có đảo trộn), đưa độ ẩm về mức 20%.

4. Công thức phối trộn tối ưu để dập viên nén sủi bọt dứa được xác định như thế nào?
Hỗn hợp trước khi dập viên gồm: Bột dứa sau sấy phối trộn với 15% Sodium bicarbonate ($NaHCO_3$), 35% Đường tinh luyện RE và 1% chất hạn chế hút ẩm Polyvinyl pyrrolidone K-30 (PVP K-30). Khối lượng viên sau dập là 2 g/viên với kích thước đường kính 20 mm và chiều cao 15 mm.

5. Kết quả đánh giá cảm quan dung dịch viên dứa sủi bọt hoàn nguyên đạt mức nào?
Dung dịch sản phẩm pha ở nồng độ 4% chất khô được hội đồng 7 người thử cho điểm trung bình có trọng số: Độ trong đạt 5,31 điểm (mức Tốt); Màu sắc đạt 3,71 điểm (mức Khá); Mùi đạt 3,14 điểm (mức Khá); Vị đạt 3,14 điểm (mức Khá).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của tác giả Phạm Thị Thanh Giang đã nghiên cứu thành công quy trình công nghệ sản xuất viên nén hòa tan và sủi bọt từ nguồn nước ép phế phụ liệu trái dứa giống Queen. Bằng việc kết hợp công nghệ cô đặc chân không, sấy chân không có bổ sung chất trợ sấy Maltodextrin cùng công thức phối trộn phụ gia $NaHCO_3$, Sucrose và PVP K-30 tối ưu, sản phẩm tạo thành có khả năng sủi bọt nhanh, đạt các chỉ tiêu cơ lý và cảm quan ở mức khá đến tốt. Kết quả này mang lại ý nghĩa thực tiễn quan trọng trong việc nâng cao giá trị sử dụng của phụ phẩm nông sản và mở ra hướng phát triển các sản phẩm giải khát tiện lợi có nguồn gốc tự nhiên.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Luận văn tốt nghiệp Trái dứa thường được sử dụng để ăn tươi. Khi có sản lượng đủ lớn, chúng được chế biến công nghiệp thành các mặt hàng: dứa khoanh, dứa miếng, mứt dứa… đóng hộp và chủ yếu dành cho xuất khẩu. Khi sản xuất những sản phẩm trên, luôn có sản phẩm đi kèm là nước dứa đóng hộp. Nước dứa nguyên liệu dùng đóng hộp được khai thác từ các phế liệu: các mảnh thịt dứa vụn, lõi (cùi) trái, lớp Hình 1.3: Phần khoanh dứa sử dụng sau khi vỏ trong khi gọt trái dứa… tức là các thứ liệu gọt vỏ và đột lõi thải ra khi xử lí, chế biến trái dứa.

Các sản phẩm dứa đóng hộp dành để xuất khẩu, người Việt Nam thích ăn dứa tươi hơn. Viên dứa sủi bọt được sản xuất từ nước dứa, qua cô đặc, sấy khô sẽ nhận được bột dứa và bổ sung NaHCO3 trước khi đóng viên. Sản phẩm dứa khoanh, dứa miếng đóng hộp, sử dụng phần thịt, tức là phần tốt nhất của trái dứa. Nước dứa được khai thác từ các phế liệu khi xử lý, chế biến trái dứa để nhận dứa khoanh, dứa miếng… Như vậy, có thể xem nước dứa đóng hộp, hoặc “VIÊN DỨA SỦI BỌT” là những “SẢN PHẨM TẬN DỤNG” khi chế biến trái dứa.

Nó có ý nghĩa lớn về kinh tế và kỹ thuật. Do thời gian có hạn và phương tiện, thiết bị thiếu thốn, nên kết quả nhận được từ các nghiên cứu, thử nghiệm của chúng tôi được trình bày trong bài luận văn này mới chỉ là những bước đầu, chưa hoàn chỉnh. 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2. Nguồn gốc cây dứa (thơm, khóm) [15] Cây dứa thuộc họ Bromeliaceae (lớp Đơn tử diệp).

Các giống dứa hiện được trồng đa số thuộc loài Ananas Comosus có nguồn gốc từ Nam Mỹ. Ở nước ta hiện chỉ có Ananas Comosa. Từ lâu người ta cho rằng cây dứa (thơm, khóm) có nguồn gốc ở Châu Mỹ nhiệt đới, tại đây cây dứa được dùng làm thực phẩm cho dân da đỏ. Năm 1493 Christophe Colombus đổ bộ lên hòn đảo Guadeloup, ông và các thủy thủ được coi là người cựu lục địa đầu tiên được ăn quả dứa.

Tới năm 1535 Gonzalo Fernandez xuất bản cuốn “Historia general y natural de las Indian” trong đó có nói về cây dứa với nhiều hình vẽ. Năm 1939 hai nhà thực vật K.C Collin đã khảo sát Nam Mỹ và đã kết luận quê hương của cây dứa là môt vùng tứ giác rộng lớn bao gồm chủ yếu miền Nam Brazin, miền Bắc Argentina và Paraguay. Theo chân các nhà buôn, các nhà hàng hải người Bồ Đào Nha và Tây Ban Nha, cây dứa đã được đem đi trồng ở nhiều nơi. Tới thế kỉ XVII hầu hết các nước nhiệt đới đều có trồng dứa, cuối thế kỉ XIX với tiến bộ kỹ thuật đóng hộp và trữ lạnh, cây dứa ở một số nơi được xem là cây công nghiệp.

4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN Luận văn tốt nghiệp 2. Phân loại dứa theo họ và chi [2,3,15] a. Họ dứa Phân loại khoa học Giới : Plantae Ngành : Magnoliophyta Lớp : Liliopsida Bộ : Poales Họ : Bromeliaceace Phân họ Bromelioideae Pitcairnioideae Tillandsioideae Họ dứa có danh pháp khoa học là Bromeliaceae, là một họ lớn của thực vật có hoa có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới và các khu vực có khí hậu nóng của Tân Thế Giới. họ này bao gồm cả các loài thực vật biểu sinh, chẳng hạn loài rêu Tây Ban Nha (Tillandsia usneoides) cũng như các loài thực vật tự dưỡng sống trên đất như dứa (Ananas comosus).

Nhiều loại trong họ này có khả năng lưu trữ nước trong quả được tạo ra nhờ sự chồng lên nhau khá chặt của các gốc lá.