Tổng quan luận án
Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu
Nấm bào ngư (Pleurotus spp.) là nguồn thực phẩm giàu giá trị dinh dưỡng với hàm lượng protein cao, giàu các acid amin thiết yếu (lysine, threonine, methionine), lipid chứa nhiều acid béo chưa no, carbohydrate phức cùng các hợp chất có hoạt tính sinh học như phenolic, flavonoid và $\beta$-glucan. Tại tỉnh An Giang, việc nuôi trồng nấm ăn đã được định hướng phát triển thông qua Quyết định số 318/QĐ-UBND về quy hoạch vùng sản xuất nấm ứng dụng công nghệ cao đến năm 2020 và tầm nhìn 2030, tập trung tại các huyện Thoại Sơn, Châu Thành và Chợ Mới. Tuy nhiên, hoạt động sản xuất nấm bào ngư tại địa phương vẫn mang tính chất nhỏ lẻ, manh mún; việc đánh giá có hệ thống về năng suất, thành phần hóa học và thời điểm thu hoạch tối ưu của các loài nấm bào ngư chưa được thực hiện đầy đủ.
Bên cạnh đó, do hàm ẩm cao (chiếm từ 88,9% đến 91,5%), nấm bào ngư tươi rất dễ bị suy giảm chất lượng và hư hỏng bởi vi sinh vật và các phản ứng sinh hóa sau 24 giờ ở điều kiện môi trường tự nhiên. Mặt khác, các phương pháp sản xuất nước chấm truyền thống trên thị trường còn tồn tại những hạn chế nhất định: phương pháp thủy phân hóa học bằng acid HCl sinh ra các hợp chất độc hại như 3-MCPD (3-monocloropropan-1,2-diol) và 1,3-DCP cùng nguy cơ gây ô nhiễm môi trường; trong khi phương pháp lên men tự nhiên không kiểm soát có nguy cơ nhiễm nấm mốc sinh độc tố aflatoxin. Do đó, nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ thu nhận dịch trích cô đặc bằng enzyme cellulase kết hợp cô đặc chân không và ứng dụng lên men bán rắn bằng chủng Aspergillus oryzae thuần khiết để chế biến nước chấm đậm đặc từ nấm bào ngư là vấn đề có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chung của luận án là kiểm soát chất lượng nguồn nguyên liệu nấm bào ngư tại địa phương và xác định các thông số kỹ thuật tối ưu cho quá trình sản xuất dịch trích cô đặc và nước chấm từ nấm bào ngư, nhằm tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng, hoạt tính sinh học cao và đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm.
Các mục tiêu cụ thể được đánh số theo văn bản bao gồm:
- Xác định nguồn nguyên liệu có thành phần dinh dưỡng thích hợp cho quá trình sản xuất (Mục tiêu i).
- Xác định các thông số kỹ thuật tối ưu cho quá trình trích ly thành phần hóa học và thành phần các chất có hoạt tính sinh học từ nấm bào ngư với sự hỗ trợ của enzyme cellulase và cô đặc dịch trích nấm bào ngư trong điều kiện chân không (Mục tiêu ii).
- Xây dựng quy trình sản xuất nước chấm đậm đặc từ nấm bào ngư và kiểm soát sự ổn định của thành phẩm (Mục tiêu iii).
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: 06 loài/chủng nấm bào ngư được thu thập tại tỉnh An Giang gồm: Nấm bào ngư tím (Pleurotus ostreatus), Nấm bào ngư xám dài ngày (Pleurotus sajor-caju), Nấm bào ngư Nhật trắng (Pleurotus cystidiosus), Nấm bào ngư Nhật xám (Pleurotus abalonus), Nấm bào ngư trắng lục bình (Pleurotus florida), Nấm bào ngư trắng loa kèn (Pleurotus pulmonarius); Chủng nấm mốc Aspergillus oryzae; Chế phẩm enzyme cellulase thương mại; Các dạng bao bì thực phẩm (HDPE, PA, PET, túi giấy); Sản phẩm dịch trích cô đặc và nước chấm lên men.
- Phạm vi không gian: Vùng trồng nấm tại các huyện Thoại Sơn, Châu Thành, Chợ Mới (tỉnh An Giang) và hệ thống phòng thí nghiệm thuộc Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Cần Thơ và Trường Đại học An Giang.
- Phạm vi thời gian: Các thí nghiệm nuôi trồng, khảo sát mùa vụ, công nghệ chế biến và theo dõi thời hạn bảo quản được hoàn thành trong giai đoạn 2018–2022.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Các hướng nghiên cứu trước
Tác giả luận án đã hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế liên quan đến các khía cạnh:
- Giá trị dinh dưỡng và hoạt tính sinh học của nấm bào ngư: FAO (2001), Lê Xuân Thám (2010), Galappaththi et al. (2021) phân tích thành phần protein, khoáng và carbohydrate; Sharma & Sharma (2018), Arbaayah & Umi Kalsom (2013) khảo sát hàm lượng các acid amin thiết yếu như lysine, threonine, methionine; Jiskani (2001), Yilmaz et al. (2006) xác định thành phần acid béo không bão hòa (acid oleic chiếm 79,4%, acid linoleic 6,3%); Turkoglu et al. (2007), Barros et al. (2006), Ferreira et al. (2009) làm rõ cấu trúc acid phenolic và flavonoid; Bobek et al. (1998), Brown & Gordon (2003), Jesenak et al. (2013) nghiên cứu tác dụng sinh học và khả năng kháng u của $\beta$-glucan (pleuran).
- Hiện trạng sản xuất nấm: Nguyễn Như Hiến & Phạm Văn Dư (2013) tổng kết tình hình sản xuất nấm ăn tại các tỉnh phía Nam; Nguyễn Lê Vinh & ctv. (2015) khảo sát hiện trạng sản xuất nấm bào ngư tại 11 huyện thị của tỉnh An Giang với 152 hộ nuôi trồng và 630.470 bịch phôi.
- Sinh lý và biến đổi sau thu hoạch: Lê Duy Thắng (2006) phân chia 5 giai đoạn phát triển quả thể nấm bào ngư (san hô, dùi trống, phễu, bán cầu lệch, lá lục bình); Rai & Arumuganathan (2003, 2008), Soler-Rivas et al. (2000), Seo et al. (2003) nghiên cứu cơ chế hóa nâu do enzyme tyrosinase và phản ứng Maillard; Gormley (1975) đề xuất thang đo độ trắng $L^*$ cho nấm; Ambatkar (2012) khảo sát sự suy giảm độ cứng và thoái hóa cấu trúc thành tế bào.
- Công nghệ sản xuất nước chấm: Đặng Hồng Ánh (2011), Lee & Khor (2015) phân tích quy trình công nghệ nước chấm thủy phân bằng acid và nguy cơ tạo dẫn xuất clo như 3-MCPD; Nguyễn Thị Hiền (2006), Nguyễn Đức Lượng (2006), Lương Đức Phẩm (2010) trình bày kỹ thuật lên men koji và moromi bằng nấm mốc Aspergillus oryzae; Diez-Simon et al. (2020), Lertsiri et al. (2001) làm rõ sự hình thành acid amin, acid hữu cơ và hợp chất màu melanoidin.
- Kỹ thuật trích ly và sấy: Miao et al. (2017), Kumar et al. (2018), Puri et al. (2012), Nadar et al. (2018) nghiên cứu cơ chế phân giải của phức hệ enzyme cellulase (endoglucanase, exoglucanase, $\beta$-glucosidase) nhằm phá vỡ vách tế bào thực vật; Đinh Vương Hùng & ctv. (2012), Đặng Minh Nhật (2005) khảo sát thiết bị và mô hình động học sấy nông sản bằng năng lượng mặt trời và sấy đối lưu.
Khoảng trống nghiên cứu luận án lựa chọn giải quyết
Luận án tập trung giải quyết những thiếu hụt cụ thể: (1) Chưa có công trình nào đánh giá toàn diện về năng suất, thành phần hóa học và hoạt tính chống oxy hóa của các loài nấm bào ngư nuôi trồng tại An Giang qua 2 vụ liên tiếp và qua 3 đợt thu hái để xác định thời điểm thu hoạch tối ưu; (2) Thiếu quy trình trích ly có sự hỗ trợ của enzyme cellulase kết hợp cô đặc chân không nhằm thu nhận dịch chiết giàu dinh dưỡng và hoạt chất từ nấm bào ngư; (3) Chưa có nghiên cứu ứng dụng phương pháp lên men vi sinh vật kết hợp phối chế dịch trích cô đặc để sản xuất sản phẩm nước chấm đậm đặc đạt tiêu chuẩn chất lượng và an toàn thực phẩm.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Lý thuyết, khái niệm và khung phân tích
- Sinh lý - sinh hóa nấm thực phẩm: Quá trình chuyển hóa carbohydrate, protein và các hợp chất phenolic, flavonoid, $\beta$-glucan trong suốt chu kỳ phát triển quả thể và các biến đổi hô hấp, hóa nâu do tyrosinase sau thu hoạch.
- Cơ chế thủy phân enzyme cellulase: Sự phối hợp tác động của 3 nhóm enzyme gồm endoglucanase (EC 3.2.1.4), exoglucanase/cellobiohydrolase (EC 3.2.1.91) và $\beta$-glucosidase (EC 3.2.1.21) cắt đứt liên kết $\beta$-1,4 glycosidic, phá vỡ cấu trúc cellulose của vách tế bào nấm để giải phóng các chất nội bào vào dung môi.
- Cơ chế lên men nước chấm truyền thống có kiểm soát: Quá trình sinh tổng hợp hệ enzyme protease và amylase ngoại bào của Aspergillus oryzae trong giai đoạn nuôi koji, tiếp theo là quá trình thủy phân protein thành đạm amin, peptid và thủy phân tinh bột thành đường khử trong giai đoạn lên men dịch thể moromi dưới nồng độ muối cao.
Phương pháp nghiên cứu thực tế
- Thiết kế thí nghiệm và tối ưu hóa: Sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology - RSM) theo mô hình Box-Behnken hoặc Central Composite Design để xây dựng các mô hình hồi quy đa biến bậc hai, tối ưu hóa các thông số công nghệ trích ly, cô đặc, ủ koji và lên men moromi.
- Phương pháp phân tích hóa lý và hóa sinh:
- Xác định độ ẩm, protein thô (phương pháp Kjeldahl), lipid tổng số (Soxhlet), tro, chất xơ theo TCVN.
- Xác định hàm lượng đạm amin bằng phương pháp chuẩn độ Formol; xác định đường khử bằng phương pháp acid dinitrosalicylic (DNS); xác định đường tổng số theo phenol-acid sulfuric.
- Xác định tổng hàm lượng phenolic bằng thuốc thử Folin-Ciocalteu (tính theo đương lượng acid tannic - TAE), tổng hàm lượng flavonoid bằng phương pháp so màu nhôm clorid (tính theo đương lượng quercetin - QE).
- Định lượng $\beta$-glucan bằng phương pháp enzyme; định lượng lysine; xác định hoạt tính chống oxy hóa thông qua khả năng dập tắt gốc tự do DPPH và lực khử sắt FRAP.
- Đo hoạt tính enzyme protease theo phương pháp Anson biến tính và hoạt tính enzyme amylase theo phương pháp Wohlgemuth.
- Đo màu sắc theo hệ màu Hunter $L^, a^, b^*$ và xác định độ cứng bằng thiết bị đo cấu trúc (Texture Analyzer).
- Phương pháp mô hình hóa động học sấy: Thu thập số liệu mất ẩm theo thời gian và tương thích dữ liệu thực nghiệm với mô hình động học Page.
- Phương pháp phân tích vi sinh và kim loại nặng: Kiểm tra tổng số vi sinh vật hiếu khí, Coliforms, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens, Salmonella, nấm men, nấm mốc theo Quyết định số 46/2007/QĐ-BYT; kiểm tra As, Cd, Pb, Hg theo QCVN 8-2:2011/BYT.
- Phương pháp đánh giá cảm quan: Đánh giá điểm thị hiếu và các thuộc tính màu sắc, mùi vị, trạng thái bằng phương pháp cho điểm thị hiếu 9 bậc và mô tả cảm quan.
Nguồn tư liệu và dữ liệu
Dữ liệu sơ cấp được thu thập từ các lô nấm bào ngư trồng tại các cơ sở hợp tác ở Thoại Sơn, Châu Thành, Chợ Mới (tỉnh An Giang) và các chuỗi thí nghiệm phân tích độc lập thực hiện tại phòng thí nghiệm chuyên ngành thuộc Trường Đại học Cần Thơ.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Giới thiệu
Chương này nêu rõ cơ sở khoa học, bối cảnh thực tiễn của đề tài, đặt vấn đề về sự cấp thiết trong việc nâng cao giá trị chuỗi sản xuất nấm bào ngư tại An Giang. Tác giả xác định rõ mục tiêu tổng quát, 3 mục tiêu cụ thể, phân kỳ 5 nội dung nghiên cứu thực nghiệm, luận giải ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn và trình bày tóm tắt các điểm mới của luận án.
Chương 2: Tổng quan tài liệu
Tác giả tổng hợp hệ thống cơ sở lý thuyết bao gồm:
- Đặc điểm phân loại học, chu kỳ phát triển 5 giai đoạn của chi Pleurotus, tình hình sản xuất nấm tại Việt Nam và tỉnh An Giang.
- Thành phần hóa học và giá trị dược lý của các hợp chất phenolic, flavonoid, $\beta$-glucan trong nấm.
- Cơ chế các biến đổi vật lý (thoát hơi nước, biến dạng cấu trúc) và hóa học (biến tính protein, oxy hóa lipid, phản ứng sậm màu) sau thu hoạch.
- Tổng quan công nghệ sản xuất nước chấm (so sánh phương pháp lên men vi sinh vật, phương pháp thủy phân hóa học bằng acid HCl và phương pháp dùng enzyme).
- Đặc tính sinh học và điều kiện sinh trưởng của nấm mốc Aspergillus oryzae, cơ chế tác động của hệ enzyme cellulase, nguyên lý kỹ thuật sấy năng lượng mặt trời, trích ly, cô đặc chân không, lọc và thanh trùng.
Chương 3: Phương tiện và phương pháp nghiên cứu
Chương này mô tả chi tiết phương tiện nghiên cứu, nguyên vật liệu, hóa chất, thiết bị và phương pháp bố trí cho 5 nội dung thí nghiệm chính:
- Nội dung 1: Khảo sát 06 loài nấm bào ngư, theo dõi năng suất và hàm lượng dinh dưỡng qua 2 mùa vụ và 3 đợt thu hái; đánh giá sự biến đổi lý hóa qua các giai đoạn phát triển quả thể.
- Nội dung 2: Khảo sát ảnh hưởng của dung dịch ngâm rửa, phương pháp sấy (sấy đối lưu ở các mức nhiệt độ, sấy năng lượng mặt trời, phơi nắng) và thử nghiệm các loại bao bì (HDPE, PA hút chân không, PET, túi giấy) ở nhiệt độ phòng (28–30°C) và nhiệt độ lạnh (3–5°C).
- Nội dung 3: Khảo sát quá trình trích ly hỗ trợ bởi enzyme cellulase (tỷ lệ nước/bột nấm, tỷ lệ enzyme, pH, nhiệt độ, thời gian) và quá trình cô đặc chân không (nhiệt độ nước cấp, độ chân không, thời gian cô quay).
- Nội dung 4: Tối ưu hóa quá trình ủ koji (nhiệt độ hấp, thời gian hấp, tỷ lệ bột mì, pH, nhiệt độ ủ, tỷ lệ giống mốc, thời gian ủ) và quá trình lên men moromi (nồng độ muối, tỷ lệ nước muối, thời gian lên men), lựa chọn vật liệu lọc và tỷ lệ phụ gia (CMC, caramel).
- Nội dung 5: Nghiên cứu phối chế nước chấm với dịch trích cô đặc, xác định chế độ thanh trùng nhiệt (giá trị PU), kiểm tra chất lượng theo TCVN 1763:1986 và theo dõi độ ổn định của sản phẩm trong 6 tháng bảo quản.
Chương 4: Kết quả và thảo luận
Khảo sát loài nấm và thời điểm thu hoạch
Kết quả khảo sát 06 loài nấm bào ngư trồng tại An Giang cho thấy loài nấm bào ngư xám dài ngày (Pleurotus sajor-caju) thể hiện ưu thế vượt trội về năng suất sinh học, hàm lượng protein, phenolic, flavonoid và $\beta$-glucan so với các loài còn lại. Qua 2 vụ nuôi trồng liên tiếp và 3 đợt thu hoạch trên cùng một đợt bịch phôi, Pleurotus sajor-caju giữ vững độ ổn định về năng suất và phẩm chất dinh dưỡng. Nghiên cứu xác định giai đoạn bán cầu lệch là thời điểm thu hoạch tối ưu nhất, khi nấm đạt sự cân bằng cao nhất giữa khối lượng tươi và mật độ dưỡng chất.
Xử lý sau thu hoạch, sấy và bảo quản
- Quá trình sấy nấm được mô hình hóa thành công theo phương trình động học Page ở 60°C, cho độ tương thích cao giữa dữ liệu thực nghiệm và tính toán lý thuyết.
- Nấm bào ngư tươi sau sơ chế được bao gói trong bao bì HDPE duy trì phẩm chất tốt trong 3–4 ngày ở 28–30°C và đạt 18–24 ngày ở 3–5°C.
- Nấm bào ngư sau khi sấy trong nhà sấy năng lượng mặt trời đạt độ ẩm an toàn, được nghiền thành bột, đóng gói trong túi PA hút chân không và bảo quản ở 3–5°C duy trì độ ổn định thành phần dinh dưỡng và hoạt chất sinh học trong thời gian 6 tháng.
Quá trình trích ly enzyme và cô đặc chân không
Ứng dụng enzyme cellulase giúp phá vỡ liên kết vách tế bào, gia tăng hiệu suất thu hồi dưỡng chất và các hợp chất có hoạt tính sinh học từ bột nấm bào ngư.
| Thông số công nghệ |
Giá trị tối ưu xác lập |
| Tỷ lệ dung môi nước / bột nấm |
20 / 1 (v/w) |
| Tỷ lệ enzyme cellulase bổ sung |
4,0% (w/w) |
| Giá trị pH môi trường trích ly |
5,5 |
| Nhiệt độ trích ly |
50°C |
| Thời gian trích ly |
8 giờ |
| Nhiệt độ nước cấp cô đặc chân không |
80°C |
| Độ chân không |
600 mmHg |
| Thời gian cô quay chân không |
60 phút |
| Hiệu suất thu hồi dịch cô đặc |
52,10% |
Tối ưu hóa quy trình lên men koji và moromi
Quá trình tạo chế phẩm koji và lên men moromi bằng nấm mốc Aspergillus oryzae được tối ưu hóa qua các phương trình hồi quy đa biến:
| Công đoạn công nghệ |
Thông số kỹ thuật tối ưu |
Mục tiêu chất lượng đạt được |
| Hấp nguyên liệu nấm tươi |
Nhiệt độ 90°C, thời gian 8,7 phút, bổ sung 9,7% bột mì |
Làm chín cơ chất, tạo cấu trúc xốp thuận lợi cho mốc phát triển |
| Nuôi ủ mốc Koji |
Điều chỉnh pH 6,0; cấy 0,03% bào tử A. oryzae; ủ ở 30°C trong 30 giờ |
Hoạt tính protease và amylase ngoại bào đạt mức cực đại |
| Lên men Moromi |
Bổ sung 190% nước muối (nồng độ NaCl 20% so với khối koji); lên men 60 ngày |
Hàm lượng đạm amin và đường khử sinh ra đạt tối đa |
| Lọc và phối chế |
Lọc qua túi lọc PE (lỗ lọc 1 µm) kết hợp diatomite; phối chế 1,0% CMC và 0,6% caramel |
Dịch nước chấm trong, màu nâu đặc trưng, không lắng cặn, độ nhớt ổn định |
Sản xuất nước chấm đậm đặc và kiểm soát chất lượng
Dịch nước chấm sau lên men được phối chế với dịch trích cô đặc nấm bào ngư theo tỷ lệ thể tích 85/15 (85% nước chấm lên men : 15% dịch trích cô đặc). Chế độ thanh trùng sản phẩm được xác định ở 90°C trong 10 phút, đảm bảo tiêu diệt vi sinh vật gây hại, an toàn tuyệt đối theo Quyết định số 46/2007/QĐ-BYT và QCVN 8-2:2011/BYT. Nước chấm lên men thông thường đạt tiêu chuẩn hạng 2, sau khi phối chế với 15% dịch trích cô đặc đã nâng cao các chỉ tiêu dinh dưỡng và đạt tiêu chuẩn nước chấm hạng 1 theo TCVN 1763:1986. Thời gian tồn trữ đề nghị cho sản phẩm dịch trích cô đặc và nước chấm thành phẩm là 3 tháng.
Chương 5: Kết luận và kiến nghị
Chương này tổng kết toàn bộ các kết quả đạt được từ 5 nội dung nghiên cứu, khẳng định việc hoàn thành các mục tiêu khoa học đề ra và đưa ra các kiến nghị kỹ thuật nhằm hoàn thiện quy trình ở quy mô sản xuất lớn hơn.
Kết quả và những đóng góp mới
Đóng góp mới về mặt khoa học
- Cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học toàn diện và có hệ thống về thành phần hóa lý (protein, lipid, đường tổng số), các hợp chất có hoạt tính sinh học (phenolic, flavonoid, $\beta$-glucan, lysine) và hoạt tính chống oxy hóa của các loài nấm bào ngư trồng tại tỉnh An Giang.
- Xác định được quy luật biến đổi chất lượng dinh dưỡng qua các giai đoạn phát triển hình thái quả thể và qua các đợt thu hái liên tiếp, làm sáng tỏ thời điểm thu hoạch tối ưu tại giai đoạn bán cầu lệch.
- Thiết lập các mô hình toán học hồi quy phi tuyến tính và đa biến mô tả chính xác động học quá trình sấy, quá trình trích ly có enzyme cellulase hỗ trợ, quá trình cô đặc chân không, hoạt lực sinh tổng hợp enzyme amylase/protease trong nuôi cấy koji và động học tích lũy đạm amin/đường khử trong lên men moromi.
Đóng góp mới về mặt thực tiễn
- Xây dựng thành công quy trình công nghệ bảo quản nấm tươi trong bao bì HDPE (giữ tươi 18–24 ngày ở 3–5°C) và nấm khô dạng bột trong bao bì PA hút chân không (bảo quản 6 tháng ở 3–5°C).
- Hoàn thiện quy trình sản xuất dịch trích cô đặc từ bột nấm bào ngư với hiệu suất thu hồi 52,10%, lưu giữ tối đa các hợp chất sinh học có ích.
- Thiết lập hoàn chỉnh quy trình công nghệ sản xuất nước chấm lên men sử dụng Aspergillus oryzae và công nghệ phối chế nước chấm đậm đặc (tỷ lệ 85/15) đạt tiêu chuẩn nước chấm hạng 1 theo TCVN 1763:1986, loại trừ hoàn toàn nguy cơ sinh độc tố 3-MCPD và aflatoxin.
Kiến nghị và giải pháp đề xuất
- Đề xuất mở rộng vùng trồng tập trung giống nấm bào ngư xám dài ngày (Pleurotus sajor-caju) tại các vùng nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao của tỉnh An Giang.
- Ứng dụng quy trình sấy năng lượng mặt trời kết hợp nghiền bột và đóng gói chân không tại các hợp tác xã nhằm giải quyết vấn đề hao hụt sau thu hoạch.
- Khuyến nghị chuyển giao quy trình sản xuất dịch trích cô đặc và nước chấm nấm bào ngư cho các doanh nghiệp chế biến thực phẩm để thương mại hóa sản phẩm gia vị có nguồn gốc tự nhiên.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của nghiên cứu
- Các thí nghiệm trích ly có hỗ trợ enzyme, cô đặc chân không và lên men moromi mới dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm và mẻ thử nghiệm bán công nghiệp nhỏ.
- Thời gian khảo sát theo dõi độ ổn định của sản phẩm nước chấm và dịch trích cô đặc thực tế giới hạn trong phạm vi 3–6 tháng.
- Nguồn nguyên liệu nấm bào ngư khảo sát tập trung chủ yếu trên địa bàn 3 huyện của tỉnh An Giang, chưa so sánh mở rộng với các vùng sinh thái trồng nấm khác trong cả nước.
Hướng nghiên cứu tiếp theo
- Nghiên cứu mở rộng quy mô sản xuất nước chấm nấm bào ngư lên quy mô pilot (bán công nghiệp) và quy mô công nghiệp để đánh giá các chỉ số kinh tế - kỹ thuật chính xác hơn.
- Khảo sát sâu hơn về thành phần các hợp chất bay hơi tạo hương thơm đặc trưng hình thành trong quá trình lên men moromi của nấm bào ngư bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS).
- Thử nghiệm kéo dài thời gian theo dõi hạn sử dụng của sản phẩm nước chấm đóng chai ở các điều kiện nhiệt độ bảo quản thực tế trên thị trường.
Giá trị tham khảo
Đối tượng thụ hưởng
- Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên: Thuộc các chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm, Công nghệ Sau thu hoạch, Công nghệ Sinh học và Hóa học các hợp chất thiên nhiên; sử dụng làm tài liệu tham khảo chuyên sâu về tối ưu hóa đa biến, trích ly enzyme và công nghệ lên men thực phẩm truyền thống.
- Các cơ sở sản xuất, hợp tác xã và doanh nghiệp: Các đơn vị nuôi trồng nấm ăn và sản xuất nước chấm, gia vị có thể ứng dụng các thông số kỹ thuật về thu hoạch, bảo quản lạnh, sấy năng lượng mặt trời và quy trình công nghệ phối chế nước chấm an toàn.
- Cơ quan quản lý và hoạch định chính sách nông nghiệp: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh An Giang và các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long có cơ sở dữ liệu thực chứng để triển khai quy hoạch vùng trồng nấm công nghệ cao và phát triển chuỗi giá trị sản phẩm OCOP địa phương.
Các nội dung đáng tham khảo
- Bộ thông số tối ưu hóa bề mặt đáp ứng (RSM) cho quá trình trích ly enzyme cellulase và lên men koji/moromi.
- Quy trình kiểm soát chế độ thanh trùng nhiệt theo giá trị đơn vị thanh trùng PU bảo đảm an toàn vi sinh vật.
- Phương pháp luận kết hợp giữa công nghệ enzyme hiện đại và công nghệ lên men vi sinh vật truyền thống để nâng cấp hạng chất lượng sản phẩm gia vị thực phẩm.
Câu hỏi thường gặp
1. Loài nấm bào ngư nào được lựa chọn trong nghiên cứu và thu hoạch ở giai đoạn nào là tốt nhất?
Luận án xác định loài Nấm bào ngư xám dài ngày (Pleurotus sajor-caju) là đối tượng thích hợp nhất nhờ năng suất ổn định qua các mùa vụ và hàm lượng dưỡng chất cao. Thời điểm thu hoạch tối ưu được xác định là ở giai đoạn bán cầu lệch (khi cuống nấm lớn nhanh một bên và bắt đầu lệch so với tâm mũ nấm), giữ vững năng suất và phẩm chất cho đến đợt thu hoạch thứ 3.
2. Các thông số kỹ thuật tối ưu của quá trình trích ly enzyme cellulase và cô đặc chân không là gì?
Quá trình trích ly từ bột nấm bào ngư khô đạt hiệu quả cao nhất ở các điều kiện: tỷ lệ nước/nguyên liệu là 20/1 (v/w), bổ sung 4% enzyme cellulase, điều chỉnh về pH 5,5, trích ly ở nhiệt độ 50°C trong thời gian 8 giờ. Quá trình cô đặc chân không tiếp theo được vận hành ở nhiệt độ nước cấp 80°C, độ chân không 600 mmHg trong 60 phút, đạt hiệu suất thu hồi dịch cô đặc là 52,10%.
3. Quy trình lên men sản xuất nước chấm nấm bào ngư được tối ưu hóa như thế nào?
Quy trình gồm 2 giai đoạn chính:
- Giai đoạn ủ mốc Koji: Nấm bào ngư tươi được hấp ở 90°C trong 8,7 phút, phối trộn 9,7% bột mì, chỉnh pH 6,0, bổ sung 0,03% bào tử mốc Aspergillus oryzae và ủ ở 30°C trong 30 giờ để hoạt tính protease và amylase đạt cực đại.
- Giai đoạn lên men Moromi: Bổ sung 190% lượng nước muối (nồng độ muối 20% so với khối koji) và tiến hành lên men trong 60 ngày để tối ưu hóa hàm lượng đạm amin và đường khử.
4. Tỷ lệ phối chế nước chấm đậm đặc và tiêu chuẩn chất lượng đạt được ra sao?
Dịch nước chấm sau lên men được lọc qua túi lọc PE (lỗ lọc 1 µm) kết hợp diatomite, phối chế 1% CMC và 0,6% caramel, sau đó được phối trộn với dung dịch cô đặc theo tỷ lệ thể tích 85/15 (85% nước chấm lên men : 15% dịch trích cô đặc). Sau khi thanh trùng ở 90°C trong 10 phút, sản phẩm nước chấm đậm đặc từ nấm bào ngư đạt tiêu chuẩn nước chấm hạng 1 theo TCVN 1763:1986 và bảo đảm an toàn vi sinh, kim loại nặng.
5. Điều kiện bao gói và thời hạn bảo quản nấm nguyên liệu và sản phẩm được xác định như thế nào?
- Nấm bào ngư tươi: Bao gói trong túi HDPE, tồn trữ được 3–4 ngày ở 28–30°C và 18–24 ngày ở 3–5°C.
- Nấm bào ngư khô (dạng bột): Sấy trong nhà sấy năng lượng mặt trời, bao gói trong túi PA hút chân không, bảo quản ổn định trong 6 tháng ở 3–5°C.
- Dung dịch cô đặc và nước chấm thành phẩm: Thời gian bảo quản khuyến nghị là 3 tháng.
Kết luận
Luận án đã giải quyết đồng bộ và toàn diện chuỗi kỹ thuật từ tuyển chọn giống nấm bào ngư (Pleurotus sajor-caju), xác định thời điểm thu hoạch ở giai đoạn bán cầu lệch, xử lý bảo quản nấm tươi và nấm khô, đến tối ưu hóa các quá trình trích ly có enzyme cellulase, cô đặc chân không và lên men moromi bằng Aspergillus oryzae. Kết quả nghiên cứu đã xây dựng thành công quy trình sản xuất nước chấm đậm đặc từ nấm bào ngư đạt tiêu chuẩn chất lượng hạng 1 theo TCVN 1763:1986, bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm và không tồn tại nguy cơ tạo độc tố 3-MCPD hay aflatoxin. Công trình cung cấp hệ thống dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác, đóng góp thiết thực cho cơ sở lý luận công nghệ thực phẩm và mở ra giải pháp nâng cao giá trị nguồn nông sản nấm ăn tại tỉnh An Giang.
