Luận văn nghiên cứu sản xuất nước sâm từ cây thuốc dòi kết hợp mật ong

Đề tài khảo sát sản xuất nước sâm từ cây thuốc dòi với mật ong với dữ liệu thực nghiệm, giải pháp cụ thể cho bài toán thực tế chuyên ngành

• Tác giả: Nguyễn Thị Thanh Thanh
• Người hướng dẫn: ThS. Huỳnh Phương Quyên
• Trường học: Đại học Kỹ thuật công nghệ TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu sản xuất nước sâm từ cây thuốc dòi bổ sung mật ong
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Mục đích đề tài
• 1.2. Yêu cầu của đề tài
• 1.3. Giới hạn của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Nguyên liệu chính
• 2.2. Tính chất hoá lý của Mật ong
• 2.3. Công dụng của Mật ong
• 2.4. Một số sản phẩm chế biến từ mật ong trong ngành công nghệ thực phẩm
• 2.5. Bảo quản mật ong
• 2.6. Nguyên liệu phụ
• 2.7. Tổng quan về nước uống pha chế sẵn không cồn
• 2.8. Phân loại nước giải khát pha chế
• 2.9. Theo mức độ tự nhiên
• 2.10. Theo phương pháp bảo quản
• 2.11. Theo dạng sản phẩm
• 2.12. Yêu cầu chất lượng
• 2.13. Một số quá trình chế biến cơ bản
• 2.14. Bài khí
• 2.15. Mục đích quá trình bài khí
• 2.16. Phương pháp bài khí
• 2.17. Cơ sở khoa học
• 2.18. Phân loại các dạng thanh trùng
• 2.19. Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian thanh trùng
• 2.20. Thiết bị thanh trùng
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Thời gian và địa điểm
• 3.2. Vật liệu thí nghiệm
• 3.2.1. Nguyên liệu chính
• 3.2.2. Nguyên liệu phụ
• 3.2.3. Dụng cụ và trang thiết bị
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3.3.1. Thuyết minh quy trình
• 3.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 3.4. Khảo sát thông số hóa lý chính của nguyên liệu
• 3.4.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu: nước trích ly đến chất lượng sản phẩm
• 3.4.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng thời gian trích ly nguyên liệu đến chất lượng sản phẩm
• 3.4.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ đường: mật ong phối chế đến chất lượng sản phẩm
• 3.4.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng thời gian và nhiệt độ thanh trùng đến chất lượng và thời gian bảo quản sản phẩm
• 3.5. Các phương pháp xử lý số liệu và đánh giá cảm quan
• 3.5.1. Phương pháp xử lý số liệu
• 3.5.2. Phương pháp đánh giá cảm quan
• 3.5.3. Phép thử cho điểm chất lượng
• 3.5.4. Phép thử cho điểm thị hiếu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Kết quả khảo sát nguyên liệu
• 4.2. Kết quả khảo sát quá trình trích ly
• 4.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu: nước trong quá trình trích ly đến chất lượng sản phẩm
• 4.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng thời gian trích ly nguyên liệu đến chất lượng sản phẩm
• 4.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ phối chế đến chất lượng sản phẩm
• 4.6. Kết quả khảo sát 4 nghiệm thức C1D1, C1D2, C1D3, C1D4
• 4.7. Kết quả khảo sát 4 nghiệm thức C2D1, C2D2, C2D3, C2D4
• 4.8. Kết quả khảo sát 4 nghiệm thức C3D1, C3D2, C3D3, C3D4
• 4.9. Kết quả khảo sát 3 nghiệm thức C1D3, C2D3, C3D3
• 4.10. Kết quả khảo sát ảnh hưởng chế độ thanh trùng đến chất lượng và thời gian bảo quản của sản phẩm
• 4.11. Đánh giá chất lượng sản phẩm
• 4.12. Kiểm tra chỉ tiêu hóa lý
• 4.13. Kiểm tra chỉ tiêu vi sinh
• 4.14. Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm cuối
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• Tài liệu tham khảo
• Phụ lục A
• Phụ lục B
• Phụ lục C
• Phụ lục D

Tóm tắt

I. Giới thiệu về nước sâm và cây thuốc dòi

Nước sâm là một loại thức uống truyền thống được ưa chuộng tại Việt Nam, đặc biệt trong những ngày nắng nóng. Sản phẩm này không chỉ có tác dụng giải khát mà còn mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe. Cây thuốc dòi, một nguyên liệu chính trong sản xuất nước sâm, được biết đến với nhiều công dụng như giải độc, tiêu thũng, và chữa trị các bệnh liên quan đến đường hô hấp. Việc nghiên cứu và phát triển sản phẩm nước sâm từ cây thuốc dòi không chỉ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng mà còn góp phần bảo tồn và phát triển nguồn tài nguyên thiên nhiên. Theo nghiên cứu, cây thuốc dòi có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ thực phẩm đến dược phẩm, nhấn mạnh giá trị kinh tế và tiềm năng của nó trong ngành công nghiệp thực phẩm.

1.1. Công dụng của cây thuốc dòi

Cây thuốc dòi (Pouzolzia zeylanica) không chỉ được sử dụng trong y học dân gian mà còn có tiềm năng trong ngành thực phẩm. Với vị ngọt nhạt và tính hàn, cây thuốc dòi được dùng để làm nước mát, giúp thanh nhiệt và giải độc. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng cây thuốc dòi có khả năng chữa trị các bệnh như viêm họng, lỵ, và nhiễm trùng đường tiết niệu. Đặc biệt, lá non và ngọn cây có thể ăn sống, cung cấp một nguồn thực phẩm tự nhiên và bổ dưỡng. Điều này cho thấy giá trị của cây thuốc dòi không chỉ dừng lại ở việc làm nước uống mà còn mở rộng ra nhiều ứng dụng khác trong chế biến thực phẩm.

II. Mật ong và vai trò trong sản xuất nước sâm

Mật ong là một nguyên liệu quý giá không chỉ trong ẩm thực mà còn trong y học. Với tính chất dinh dưỡng cao và nhiều lợi ích sức khỏe, mật ong được sử dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm. Theo Đông y, mật ong có vị ngọt, mùi thơm, giúp trừ ho, giải độc, và giảm đau. Khi kết hợp với nước sâm từ cây thuốc dòi, mật ong không chỉ tăng cường hương vị mà còn nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Việc bổ sung mật ong vào nước sâm không chỉ giúp cải thiện khẩu vị mà còn mang lại lợi ích cho sức khỏe, như tăng cường hệ miễn dịch và hỗ trợ tiêu hóa. Sự kết hợp này tạo ra một sản phẩm hoàn toàn tự nhiên, an toàn cho người tiêu dùng.

2.1. Lợi ích của mật ong trong nước sâm

Mật ong không chỉ là một chất tạo ngọt tự nhiên mà còn chứa nhiều vitamin và khoáng chất thiết yếu. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng mật ong có khả năng kháng khuẩn, giúp bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân gây bệnh. Khi được kết hợp với nước sâm từ cây thuốc dòi, mật ong không chỉ làm tăng hương vị mà còn mang lại nhiều lợi ích sức khỏe, như giảm ho, cải thiện tiêu hóa và tăng cường sức đề kháng. Việc sử dụng mật ong trong sản xuất nước sâm không chỉ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng mà còn mở ra hướng đi mới trong chế biến thực phẩm, giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng và sức khỏe cho người tiêu dùng.

III. Phương pháp sản xuất nước sâm từ cây thuốc dòi với mật ong

Quy trình sản xuất nước sâm từ cây thuốc dòi với mật ong bao gồm nhiều bước quan trọng, từ việc chọn nguyên liệu đến quy trình chế biến. Đầu tiên, nguyên liệu chính là cây thuốc dòi cần được thu hoạch và xử lý đúng cách để đảm bảo giữ lại các hoạt chất có lợi. Sau đó, cây thuốc dòi được trích ly với nước để thu được dịch chiết. Mật ong sẽ được bổ sung vào dịch chiết này để tạo ra sản phẩm nước sâm hoàn chỉnh. Quy trình này không chỉ đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm mà còn giúp sản phẩm có thời hạn sử dụng lâu hơn. Sự kết hợp giữa cây thuốc dòi và mật ong tạo ra một sản phẩm nước uống tự nhiên, vừa ngon miệng vừa tốt cho sức khỏe.

3.1. Quy trình chế biến nước sâm

Quy trình chế biến nước sâm từ cây thuốc dòi bao gồm các bước chính như thu hoạch, rửa sạch, trích ly và pha chế. Đầu tiên, cây thuốc dòi được thu hoạch vào thời điểm thích hợp để đảm bảo chất lượng. Sau khi rửa sạch, cây thuốc dòi sẽ được trích ly với nước nóng để thu được dịch chiết. Tiếp theo, mật ong sẽ được bổ sung vào dịch chiết này theo tỷ lệ phù hợp để tạo ra nước sâm. Cuối cùng, sản phẩm sẽ được đóng chai và bảo quản đúng cách để đảm bảo chất lượng. Quy trình này không chỉ giúp sản phẩm đạt được chất lượng tốt nhất mà còn đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng.

IV. Đánh giá chất lượng sản phẩm nước sâm

Đánh giá chất lượng sản phẩm nước sâm từ cây thuốc dòi với mật ong được thực hiện thông qua các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý và vi sinh. Các chỉ tiêu cảm quan bao gồm màu sắc, mùi vị, và độ trong của sản phẩm. Các chỉ tiêu hóa lý như pH, độ Brix và hàm lượng chất khô hòa tan cũng được kiểm tra để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng. Ngoài ra, việc kiểm tra chỉ tiêu vi sinh cũng rất quan trọng để đảm bảo sản phẩm an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng. Kết quả đánh giá sẽ giúp cải tiến quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm trong tương lai.

4.1. Các chỉ tiêu đánh giá

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm nước sâm bao gồm cảm quan, hóa lý và vi sinh. Đối với chỉ tiêu cảm quan, sản phẩm cần có màu sắc hấp dẫn, mùi thơm tự nhiên và vị ngọt vừa phải. Chỉ tiêu hóa lý như pH và độ Brix cần được kiểm tra để đảm bảo sản phẩm có độ ổn định và chất lượng. Bên cạnh đó, việc kiểm tra chỉ tiêu vi sinh là rất quan trọng để đảm bảo sản phẩm không có vi khuẩn hay nấm mốc gây hại. Kết quả đánh giá chất lượng sẽ giúp xác định độ an toàn và hiệu quả của sản phẩm, từ đó đưa ra các biện pháp cải tiến quy trình sản xuất.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm đồ uống của người tiêu dùng có sự chuyển dịch rõ rệt từ các loại nước giải khát công nghiệp thông thường sang các dòng sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên và sở hữu giá trị chức năng bảo vệ sức khỏe. Tại Việt Nam, nước sâm là thức uống truyền thống được ưa chuộng nhờ công dụng thanh nhiệt, giải độc và giá thành bình dân. Trong đó, cây thuốc dòi (tên khoa học: Pouzolzia zeylanica (L.) Benn; tên đồng nghĩa: Parietaria cochinchinensis Lour; tên dân gian: cây bọ mắm, rau tía, sát trùng thảo) là một trong những dược liệu chính được sử dụng phổ biến. Đây là loại thực vật mọc hoang dã quanh năm ở khắp các vùng đồng bằng, trung du và miền núi, có nguồn cung dồi dào và chi phí thu mua thấp. Theo y học cổ truyền, cây thuốc dòi có tính hàn, vị ngọt nhạt, có tác dụng tiêu thũng, bài nùng, thanh thấp nhiệt, hỗ trợ điều trị ho cảm, viêm họng, nhiễm trùng đường tiết niệu và kiết lỵ.

Tuy nhiên, việc sản xuất và tiêu thụ nước sâm hiện nay chủ yếu dừng lại ở quy mô thủ công, nhỏ lẻ tại các hàng quán ven đường hoặc xe đẩy lưu động. Phương thức chế biến này bộc lộ nhiều hạn chế lớn: công thức pha chế phối trộn không đồng nhất tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu thu gom, điều kiện chế biến dễ bị nhiễm khói bụi từ môi trường giao thông, sản phẩm chỉ sử dụng được trong ngày và không đảm bảo các tiêu chuẩn về vệ sinh an toàn thực phẩm. Bên cạnh đó, mật ong là nguồn nguyên liệu tự nhiên giàu năng lượng, chứa nhiều đường đơn (glucose, fructose), khoáng chất, acid hữu cơ và có hoạt tính chống oxy hóa cao, thường được kết hợp vào các dòng sản phẩm đồ uống thảo mộc nhằm nâng cao hương vị và giá trị dinh dưỡng.

Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài "Nghiên cứu sản xuất nước sâm từ cây thuốc dòi bổ sung mật ong" được thực hiện nhằm giải quyết bài toán chuẩn hóa quy trình công nghệ, chuyển đổi quy trình nấu nước sâm từ phương thức thủ công sang quy mô công nghiệp đóng chai, nâng cao chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản.

Mục đích và mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm:

1. Tạo ra sản phẩm nước sâm từ cây thuốc dòi bổ sung mật ong từ chế biến thủ công sang sản xuất quy mô công nghiệp, có nguồn gốc tự nhiên, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và có thời hạn sử dụng kéo dài.
2. Tận dụng và nâng cao giá trị kinh tế của nguồn nguyên liệu cây thuốc dòi dồi dào, giá rẻ.
3. Đa dạng hóa các dòng sản phẩm nước giải khát thảo mộc đóng chai trên thị trường.

Để đạt được mục đích trên, đề tài xác định 6 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

1. Lựa chọn và khảo sát các thông số hóa lý của nguyên liệu phục vụ nghiên cứu.
2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu : nước trong quá trình trích ly đến chất lượng dịch chiết.
3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian trích ly nguyên liệu đến chất lượng sản phẩm.
4. Khảo sát tỷ lệ phối chế hàm lượng đường saccharose và mật ong thích hợp.
5. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ thanh trùng đến chất lượng và thời gian bảo quản của sản phẩm.
6. Đánh giá chất lượng sản phẩm cuối cùng thông qua các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý và vi sinh vật.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Cây thuốc dòi tươi (Pouzolzia zeylanica), mật ong nguyên chất thương phẩm (Công ty TNHH Mật ong Phương Nam), đường tinh luyện Biên Hòa và nước cấp chế biến.
• Không gian nghiên cứu: Phòng thí nghiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP. Hồ Chí Minh.
• Thời gian thực nghiệm: Từ ngày 01/06/2008 đến ngày 10/08/2008 (thời điểm nghiệm thu đồ án: tháng 8/2010).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đề tài được xây dựng dựa trên các nguyên lý kỹ thuật chế biến đồ uống không cồn, công nghệ trích ly dược liệu và các tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng thực phẩm hiện hành tại Việt Nam:

• Nguyên liệu chính: Phân loại và đặc tính thực vật học của cây thuốc dòi (Pouzolzia zeylanica xanh và tím); thành phần hóa lý và dinh dưỡng của mật ong (độ ẩm 16 - 25%, hàm lượng đường tổng số 70 - 80% với fructose 48% và glucose 40%, saccharose ≤ 5%, năng lượng đạt 3.280 kcal/kg, hàm lượng khoáng 0,06%, vitamin nhóm B và C); các lưu ý vi sinh về khả năng tồn tại của nội bào tử Clostridium botulinum trong mật ong.
• Nguyên liệu phụ và tiêu chuẩn kỹ thuật:
  • Nước cấp sản xuất: Đánh giá theo TCVN 5502:2003 quy định chất lượng nước cấp sinh hoạt (với các ngưỡng giới hạn: pH từ 6,0 - 8,5, độ đục ≤ 5 NTU, hàm lượng chất rắn hòa tan ≤ 1.000 mg/L, Coliform tổng số ≤ 2,2 MPN/100 mL, E. coli bằng 0).
  • Đường saccharose: Đánh giá theo TCVN 6959:2001 và TCVN 1695-87 đối với đường tinh luyện (độ Pol ≥ 99,80 °Z, đường khử ≤ 0,03%, tro dẫn điện ≤ 0,03%, độ ẩm ≤ 0,05%, độ màu ≤ 30 ICUMSA).
• Phân loại sản phẩm: Sản phẩm nghiên cứu thuộc nhóm nước giải khát pha chế không cồn, dạng nước giải khát hỗn hợp pha đường, có xử lý nhiệt và không chứa thịt nguyên liệu.
• Cơ sở các quá trình chế biến: Nguyên lý trích ly chất tan từ mô thực vật bằng dung môi nước; kỹ thuật lọc tách bã (lọc thô qua túi vải) và lọc trong (lọc tinh qua rây 0,0045 mm³ và giấy lọc); nguyên lý bài khí nhiệt (85 °C trong 2 phút) nhằm giảm áp suất trong bao bì, hạn chế phản ứng oxy hóa và ức chế vi sinh vật hiếu khí; nguyên lý thanh trùng nhiệt đối với đồ hộp ít chua và pH > 4,5 bằng thiết bị gia nhiệt áp lực cao nhằm tiêu diệt vi sinh vật gây hại và bào tử chịu nhiệt.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được thiết kế theo mô hình bố trí ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại cho mỗi nghiệm thức:

• Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu cây thuốc dòi : nước trích ly đến hàm lượng chất khô hòa tan (°Brix) và chất lượng cảm quan dịch trích.
• Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian trích ly nguyên liệu đến nồng độ chất khô và tính chất cảm quan.
• Thí nghiệm 3: Khảo sát tỷ lệ phối chế tối ưu giữa nồng độ đường saccharose (khảo sát ở 3 mức: 3%, 5%, 7%) và nồng độ mật ong (khảo sát ở 4 mức: 0%, 0,5%, 1%, 1,5%), tạo thành 12 nghiệm thức (C1D1 đến C3D4) và so sánh chéo các nghiệm thức tốt nhất (C1D3, C2D3, C3D3).
• Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ thanh trùng ở 3 mức nhiệt độ (95 °C, 110 °C, 115 °C) và 4 mức thời gian (5, 10, 15, 20 phút) đến chất lượng cảm quan, độ ổn định hóa lý (°Brix, pH) và thời gian bảo quản sau 7 ngày và 14 ngày.

Phương pháp thu thập và phân tích dữ liệu:

• Đo hàm lượng chất khô hòa tan (°Brix) bằng khúc xạ kế Atago N-1α (thang đo 0 - 32% Brix).
• Đo giá trị pH bằng máy đo điện tử Walklab.
• Thiết bị thanh trùng nhiệt áp lực cao hiệu ALP.
• Phương pháp đánh giá cảm quan: Sử dụng phép thử cho điểm chất lượng và phép thử cho điểm thị hiếu theo tiêu chuẩn cảm quan thị hiếu người tiêu dùng.
• Kiểm tra chỉ tiêu vi sinh vật và hóa lý theo các quy chuẩn thực phẩm.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

Chương này tập trung trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ nhu cầu thực tế về thức uống tự nhiên, có lợi cho sức khỏe và xu hướng chuyển đổi từ sản phẩm thủ công sang sản xuất công nghiệp đóng chai. Tác giả phân tích tiềm năng của cây thuốc dòi tại Việt Nam (giá rẻ, trữ lượng lớn, dược tính thanh nhiệt giải độc) cùng công dụng bồi bổ, tạo hương vị của mật ong. Chương 1 xác định rõ mục đích nghiên cứu, 6 yêu cầu kỹ thuật cụ thể và đưa ra 4 giới hạn của đề tài (chỉ khảo sát cây thuốc dòi tím, chưa khảo sát thị hiếu trên diện rộng, chưa áp dụng công nghệ màng lọc hiện đại và chưa định lượng chi tiết các hợp chất hóa thực vật chuyên biệt trong cây thuốc dòi).

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

Chương tổng quan hệ thống hóa tài liệu khoa học liên quan đến toàn bộ nguyên liệu và công nghệ chế biến:

• Cây thuốc dòi: Mô tả chi tiết hình thái thực vật (Pouzolzia zeylanica cao 40 - 60 cm, thân mềm có lông, lá mỏng hình trứng thon dài 4 - 9 cm, hoa nhỏ nở từ tháng 3 - 9, quả từ tháng 5 - 10), vùng phân bố tại Việt Nam (Lào Cai, Yên Bái, Nghệ An, Thừa Thiên - Huế, Đắk Lắk, Lâm Đồng, Khánh Hòa...) và thế giới (Ấn Độ, Đông Dương, Malaysia, Philippines). Phân tích công dụng y học cổ truyền và liều dùng dân gian (20 - 40 g cây tươi hoặc 10 - 20 g cây khô/ngày).
• Mật ong: Trình bày thành phần dinh dưỡng theo Bảng 2.1 (trong 100 g: năng lượng 327 kcal, carbohydrate 81,3 g, protein 0,4 g, canxi 5 mg, phospho 16 mg, sắt 0,9 mg, vitamin C 4 mg); hàm lượng đường khử (fructose 48%, glucose 40%); phân loại mật ong theo nguồn hoa (tử vân anh, hoa táo, kiều mạch, hoa vải, long nhãn, bách hoa...) và theo màu sắc (trắng nhạt, hổ phách nhạt, hổ phách, sẫm); công dụng hỗ trợ điều hòa thần kinh, chống oxy hóa, hỗ trợ tiêu hóa; các lưu ý an toàn đối với nha bào Clostridium botulinum ở trẻ nhỏ, hiện tượng lên men sinh bọt khí khi độ ẩm > 20% và nguyên tắc bảo quản trong đồ đựng phi kim loại ở nhiệt độ < 30 °C.
• Nguyên liệu phụ: Trình bày tiêu chuẩn nước cấp sinh hoạt theo TCVN 5502:2003 (Bảng 2.3 gồm 34 chỉ tiêu); đặc tính hóa lý của đường saccharose theo TCVN 6959:2001 và TCVN 1695-87 (Bảng 2.4 đến 2.7).
• Tổng quan về nước uống pha chế sẵn không cồn và các quá trình chế biến: Phân loại nước giải khát theo mức độ tự nhiên, phương pháp bảo quản và dạng sản phẩm. Phân tích nguyên lý các quá trình công nghệ: kỹ thuật lọc (lọc thô, lọc trong), mục đích và phương pháp bài khí (bài khí nhiệt 85 °C và bài khí chân không), cơ sở khoa học của quá trình thanh trùng nhiệt, phân loại các dạng thanh trùng (siêu âm, cao tần, áp suất cao, xung điện từ, màng lọc, nhiệt độ), các yếu tố ảnh hưởng đến sự truyền nhiệt và tiêu diệt vi sinh vật, cùng các dạng thiết bị thanh trùng (nồi hở nắp, nồi hấp gián đoạn thẳng đứng/nằm ngang, thiết bị thủy tĩnh, thiết bị bản mỏng).

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương 3 trình bày các điều kiện thực nghiệm, mô tả sơ đồ công nghệ và phương pháp bố trí các thí nghiệm:

• Địa điểm và thời gian: Phòng thí nghiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm, Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP.HCM, từ 01/06/2008 đến 10/08/2008.
• Tiêu chuẩn nguyên liệu đầu vào:
  • Cây thuốc dòi: Chọn cây thuốc dòi tím thu mua tại chợ Bà Chiểu (quận Bình Thạnh, TP.HCM, giá 15.000 đ/kg) do dịch chiết có màu nâu đỏ đặc trưng, cây tươi mới cắt, thân đỏ đều, không úa dập.
  • Mật ong: Mật ong Phương Nam nguyên chất (Bảng 3.1: đường saccharose ≤ 5%, đường khử ≥ 70%, độ ẩm ≤ 22%).
  • Đường tinh luyện Biên Hòa (Bảng 3.2: saccharose ≥ 99,8%, đường khử ≤ 0,03%, độ ẩm ≤ 0,05%, tro ≤ 0,03%, độ màu ≤ 20 ICUMSA).
• Thuyết minh quy trình công nghệ chuẩn:
  1. Lựa chọn và xử lý nguyên liệu: Rửa sạch bằng nước nhiều lần để loại bỏ đất cát, bụi bẩn và vi sinh vật; dùng kéo cắt nhỏ thân và lá cây về kích thước khoảng 1 cm để tăng diện tích tiếp xúc với dung môi.
  2. Trích ly: Nấu trích ly nguyên liệu với nước trong nồi inox theo các thông số thời gian và tỷ lệ dung môi khảo sát.
  3. Lọc: Thực hiện lọc ép thủ công qua túi vải để tách phần bã rắn, sau đó lọc tinh qua rây có kích thước lỗ 0,0045 mm³ và giấy lọc để loại bỏ triệt để cặn lơ lửng.
  4. Phối chế: Bổ sung đường saccharose và mật ong theo tỷ lệ xác định, gia nhiệt hòa tan đồng nhất.
  5. Bài khí: Đun nóng hỗn hợp dịch trong nồi hở ở nhiệt độ 85 °C trong 2 phút để đuổi khí hòa tan.
  6. Rót chai và đóng nắp: Rót nóng vào chai thủy tinh đã được rửa sạch, sấy khô tiệt trùng và tiến hành đóng nắp kín ngay lập tức.
  7. Thanh trùng và làm nguội: Thanh trùng bằng thiết bị ALP ở các chế độ nhiệt độ - thời gian khảo sát; sau đó để nguội tự nhiên trong không khí đến 65 - 70 °C rồi làm nguội nhanh bằng nước lạnh để gây sốc nhiệt vi sinh vật.
  8. Bảo ôn và thành phẩm: Bảo ôn ở nhiệt độ thường trong 14 ngày để kiểm tra độ ổn định, phát hiện biến đổi màu sắc, hiện tượng lắng cặn hoặc hư hỏng vi sinh vật.
• Bố trí 4 thí nghiệm: Thiết kế các bước thực nghiệm tuần tự nhằm xác định dãy thông số tối ưu của công đoạn trước làm cơ sở cố định cho công đoạn sau; xây dựng phương pháp đánh giá cảm quan (cho điểm chất lượng và thị hiếu).

Bước công nghệ	Thông số kỹ thuật / Thao tác thực hiện	Mục đích công nghệ
Xử lý nguyên liệu	Cắt nhỏ thân, lá cây thuốc dòi tím về kích thước ~1 cm	Tăng diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi
Trích ly	Nấu trích ly trong nồi inox với dung môi nước	Thu nhận tối đa chất hòa tan vào dịch trích
Lọc ép & Lọc tinh	Túi vải lọc ép; rây lỗ 0,0045 mm³ và giấy lọc	Tách bỏ hoàn toàn bã thô và cặn lơ lửng
Phối chế	Bổ sung đường Biên Hòa và mật ong Phương Nam	Tạo vị ngọt hài hòa và hương thơm đặc trưng
Bài khí	Gia nhiệt trong nồi hở ở 85 °C trong 2 phút	Đuổi oxy hòa tan, giảm áp suất khi thanh trùng
Rót chai, ghép nắp	Rót nóng vào chai thủy tinh sấy vô trùng, đóng nắp kín	Cách ly sản phẩm với vi sinh vật và không khí
Thanh trùng	Thiết bị hấp tiệt trùng ALP (khảo sát 95 - 115 °C)	Tiêu diệt vi sinh vật gây hại và bào tử chịu nhiệt
Làm nguội	Hạ nhiệt về 65 - 70 °C, làm nguội nhanh bằng nước lạnh	Gây sốc nhiệt vi sinh vật, ổn định chất lượng
Bảo ôn	Theo dõi ở nhiệt độ thường trong 14 ngày (2 tuần)	Kiểm tra độ ổn định hóa lý, cảm quan và vi sinh

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Chương 4 phân tích các dữ liệu thực nghiệm thu được qua các giai đoạn khảo sát:

• Khảo sát nguyên liệu: Ghi nhận các chỉ tiêu hóa lý ban đầu của cây thuốc dòi tím (Bảng 4.1).
• Khảo sát quá trình trích ly:
  • Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu : nước trích ly đến hàm lượng chất khô hòa tan (°Brix) và điểm cảm quan (Bảng 4.2, 4.3; Hình 4.1, 4.2, 4.3).
  • Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hàm lượng chất khô và cảm quan sản phẩm (Bảng 4.4, 4.5; Hình 4.4, 4.5, 4.6).
• Khảo sát tỷ lệ phối chế:
  • Đánh giá cảm quan 12 nghiệm thức phối chế tại các mức đường 3%, 5%, 7% kết hợp với mật ong 0%, 0,5%, 1%, 1,5% (Bảng 4.6 đến 4.8; Hình 4.7 đến 4.12).
  • So sánh đối chứng 3 nghiệm thức có điểm số cao nhất gồm C1D3, C2D3, C3D3 (Bảng 4.9, Hình 4.13) để lựa chọn tỷ lệ phối chế tối ưu nhất cho sản phẩm.
• Khảo sát chế độ thanh trùng và bảo quản:
  • Đánh giá sự biến đổi độ Brix và giá trị pH của sản phẩm sau 7 ngày và 14 ngày bảo quản dưới tác động của các chế độ nhiệt độ (95 °C, 110 °C, 115 °C) và thời gian thanh trùng (5, 10, 15, 20 phút) (Bảng 4.10, 4.11, 4.12, 4.13; Hình 4.14 đến 4.21).
  • Đánh giá biến đổi cảm quan, độ trong và hiện tượng lắng cặn của các mẫu sản phẩm sau 1 tuần và 2 tuần bảo ôn (Bảng 4.14; Hình 4.22 đến 4.31).
• Đánh giá chất lượng sản phẩm cuối cùng:
  • Kiểm tra các chỉ tiêu hóa lý (Bảng 4.15).
  • Kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh vật (Bảng 4.16).
  • Đánh giá điểm thị hiếu của người tiêu dùng đối với thành phẩm nước sâm cây thuốc dòi bổ sung mật ong (Bảng 4.17, Hình 4.32).

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Tổng kết toàn bộ các thông số công nghệ tối ưu đã đạt được từ thực nghiệm và đề xuất các giải pháp kỹ thuật cần tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã xác lập thành công các thông số công nghệ cho từng công đoạn trong quy trình sản xuất nước sâm từ cây thuốc dòi tím bổ sung mật ong:

• Nguyên liệu: Xác định cây thuốc dòi tím là nguyên liệu thích hợp hơn cây thuốc dòi xanh nhờ dịch trích có màu nâu đỏ sáng tự nhiên, đạt yêu cầu cảm quan của sản phẩm nước sâm.
• Quá trình trích ly và lọc: Xác lập điều kiện chuẩn bị nguyên liệu (rửa sạch, cắt nhỏ ~1 cm); xác định chế độ trích ly và quy trình lọc hai giai đoạn (lọc ép qua túi vải và lọc tinh qua rây 0,0045 mm³ kết hợp giấy lọc) đảm bảo thu nhận dịch chiết có độ trong cao và lượng chất khô hòa tan tối ưu.
• Công đoạn bài khí: Xác lập chế độ bài khí nhiệt ở nhiệt độ 85 °C trong thời gian 2 phút trước khi ghép kín bao bì.
• Công đoạn phối chế: Xác định được tỷ lệ phối hợp tối ưu giữa đường saccharose và mật ong nguyên chất trong các dải nồng độ khảo sát (đường 3% - 7%, mật ong 0% - 1,5%), tạo ra sản phẩm có vị ngọt thanh, hài hòa và giữ được mùi thơm đặc trưng của thảo mộc.
• Chế độ thanh trùng và bảo ôn: Đánh giá toàn diện sự thay đổi của độ Brix, pH và độ trong sau 7 và 14 ngày bảo ôn ở các chế độ nhiệt độ (95 °C, 110 °C, 115 °C) và thời gian (5, 10, 15, 20 phút). Xác lập được chế độ thanh trùng vừa đảm bảo tiêu diệt vi sinh vật gây hỏng, vừa giữ ổn định các chỉ tiêu cảm quan và hóa lý của sản phẩm đóng chai thủy tinh.
• Chất lượng thành phẩm: Sản phẩm cuối cùng có dạng lỏng trong suốt, màu nâu đỏ sáng, mùi vị hài hòa, đạt các tiêu chuẩn kiểm nghiệm về an toàn vi sinh và chỉ tiêu hóa lý theo quy định hiện hành.

Đóng góp của đề tài:

• Xây dựng một quy trình công nghệ hoàn chỉnh có khả năng ứng dụng ở quy mô bán công nghiệp hoặc công nghiệp, thay thế cho phương thức nấu nước sâm thủ công truyền thống vốn tiềm ẩn nhiều rủi ro mất vệ sinh an toàn thực phẩm và thời gian bảo quản ngắn.
• Góp phần nâng cao giá trị sử dụng và giá trị thương phẩm của nguồn dược liệu cây thuốc dòi bản địa sẵn có tại Việt Nam.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Các hạn chế được chính tác giả xác định trong đồ án bao gồm:

• Đề tài mới chỉ tập trung nghiên cứu trên một loại nguyên liệu duy nhất là cây thuốc dòi tím, chưa tiến hành so sánh mở rộng trên các nguồn thu hái khác nhau hoặc kết hợp với các loại thảo mộc truyền thống khác.
• Sản phẩm mới chỉ được đánh giá cảm quan thị hiếu trong phạm vi hẹp tại phòng thí nghiệm, chưa tiến hành điều tra, đánh giá thị hiếu trên quy mô thị trường rộng lớn.
• Công đoạn lọc mới chỉ sử dụng phương pháp lọc ép và lọc qua rây kết hợp giấy lọc thông thường, chưa áp dụng các công nghệ màng lọc hiện đại (như vi lọc microfiltration hoặc siêu lọc ultrafiltration) để nâng cao triệt để độ trong và độ bền hóa lý chống lắng cặn trong thời gian dài.
• Chưa tiến hành phân tích định tính và định lượng chuyên sâu các hoạt chất sinh học, hợp chất chống oxy hóa hoặc hoạt chất dược lý đặc thù có trong dịch chiết cây thuốc dòi.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

• Nghiên cứu ứng dụng công nghệ lọc màng tiên tiến nhằm cải thiện độ trong và độ ổn định keo của dung dịch nước sâm.
• Phân tích chi tiết thành phần hóa thực vật và định lượng các hoạt chất có hoạt tính sinh học trong sản phẩm sau thanh trùng.
• Thử nghiệm mở rộng quy mô sản xuất dạng pilot và thực hiện khảo sát thị hiếu người tiêu dùng trên quy mô lớn.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn đối với:

• Sinh viên, học viên ngành Công nghệ Thực phẩm, Đồ uống và Kỹ thuật Sau thu hoạch: Tham khảo phương pháp bố trí thí nghiệm thực phẩm đơn yếu tố và đa yếu tố; quy trình công nghệ chế biến nước giải khát thảo mộc đóng chai; phương pháp theo dõi biến đổi hóa lý (°Brix, pH) và vi sinh trong quá trình bảo ôn đồ hộp thực phẩm.
• Kỹ sư R&D tại các cơ sở chế biến đồ uống: Cung cấp thông số công nghệ cụ thể về tỷ lệ trích ly, thời gian bài khí, tỷ lệ phối chế mật ong - đường và chế độ thanh trùng cho dòng sản phẩm nước sâm thảo mộc đóng chai thủy tinh.
• Nghiên cứu sinh ngành Dược học cổ truyền, Hóa hợp chất thiên nhiên: Tham khảo nguồn số liệu cơ sở về đặc tính thực vật học, công dụng dân gian và kỹ thuật trích ly dịch chiết cây thuốc dòi tím (Pouzolzia zeylanica).

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao tác giả lựa chọn cây thuốc dòi tím thay vì cây thuốc dòi xanh làm nguyên liệu chính cho đề tài?
Trả lời: Trong tự nhiên, cây thuốc dòi có hai dạng chính là thân xanh và thân tím. Kết quả khảo sát sơ bộ cho thấy khi trích ly bằng nước, cây thuốc dòi xanh cho dịch chiết màu vàng xanh nhợt nhạt, không tạo được cảm quan hấp dẫn; trong khi cây thuốc dòi tím cho dịch trích ly màu nâu đỏ sáng, phù hợp với màu sắc đặc trưng của nước sâm truyền thống. Do đó, tác giả đã chọn cây thuốc dòi tím thu mua tại chợ Bà Chiểu để tiến hành toàn bộ các thí nghiệm.

2. Mục đích và thông số kỹ thuật của công đoạn bài khí được áp dụng trong quy trình là gì?
Trả lời: Quá trình bài khí nhằm loại bỏ không khí hòa tan trong dịch trích và khoảng không đỉnh chai, giúp giảm áp suất bên trong chai khi thanh trùng nhiệt độ cao, hạn chế quá trình oxy hóa các chất dinh dưỡng, ức chế sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí và nâng nhiệt độ dịch lên gần nhiệt độ thanh trùng. Tác giả thực hiện bài khí bằng phương pháp nhiệt trong nồi hở ở 85 °C trong thời gian 2 phút trước khi rót chai và đóng nắp kín.

3. Nghiên cứu đã khảo sát những yếu tố nào trong công đoạn phối chế và chế độ thanh trùng?
Trả lời:

• Ở công đoạn phối chế, tác giả khảo sát 12 nghiệm thức kết hợp giữa 3 mức nồng độ đường saccharose (3%, 5%, 7%) và 4 mức nồng độ mật ong (0%, 0,5%, 1%, 1,5%), sau đó chọn ra 3 nghiệm thức tốt nhất (C1D3, C2D3, C3D3) để so sánh lựa chọn tỷ lệ tối ưu theo điểm cảm quan.
• Ở công đoạn thanh trùng, tác giả sử dụng thiết bị hấp ALP khảo sát ở 3 mức nhiệt độ (95 °C, 110 °C, 115 °C) kết hợp 4 mức thời gian (5, 10, 15, 20 phút) và theo dõi biến đổi của độ Brix, pH, độ lắng cặn sau 7 ngày và 14 ngày bảo quản.

4. Vì sao mật ong được lựa chọn để bổ sung vào nước sâm và cần lưu ý gì về mặt an toàn vi sinh đối với nguyên liệu này?
Trả lời: Mật ong được bổ sung nhằm tăng giá trị dinh dưỡng, cung cấp đường đơn dễ hấp thu, tạo vị ngọt thanh dịu và bổ sung hương vị tự nhiên cho nước sâm. Tuy nhiên, về mặt an toàn vi sinh, văn bản lưu ý mật ong có thể chứa các nội bào tử của vi khuẩn Clostridium botulinum. Mặc dù không phát triển trong mật ong nguyên chất do hoạt tính nước thấp, các bào tử này có thể nảy mầm và sinh độc tố trong ruột của trẻ nhỏ, do đó cần kiểm soát nghiêm ngặt quy trình chế biến và xử lý nhiệt thanh trùng.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu sản xuất nước sâm từ cây thuốc dòi bổ sung mật ong" của tác giả Nguyễn Thị Thanh Thanh đã xây dựng thành công quy trình công nghệ chế biến nước sâm đóng chai tiệt trùng ở quy mô bán công nghiệp, giải quyết triệt để vấn đề thời gian bảo quản ngắn và nguy cơ mất vệ sinh an toàn thực phẩm của phương thức chế biến thủ công truyền thống. Thông qua chuỗi thí nghiệm thực nghiệm có hệ thống, đề tài đã xác lập được các thông số kỹ thuật tối ưu từ công đoạn xử lý nguyên liệu, trích ly, lọc, bài khí nhiệt, phối chế tỷ lệ đường - mật ong cho đến chế độ thanh trùng nhiệt ổn định. Kết quả nghiên cứu không chỉ góp phần gia tăng giá trị kinh tế cho nguồn dược liệu cây thuốc dòi bản địa mà còn cung cấp cơ sở dữ liệu kỹ thuật tin cậy cho việc phát triển các dòng sản phẩm nước giải khát thảo mộc tự nhiên đóng chai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Giới thiệu GVHD: Huỳnh Phương Quyên 1. Giới hạn của đề tài  Do thời gian có hạn, đồng thời tôi muốn tìm hiểu sâu về cây thuốc dòi nên chỉ nghiên cứu chế biến nước sâm quy mô công nghiệp từ một nguyên liệu duy nhất là cây thuốc dòi.  Sản phẩm chưa được tiến hành đánh giá thị hiếu rộng rãi.  Chưa tiến hành khảo sát quá trình lọc bằng các phương pháp hiện đại để nâng cao tính chất cảm quan về độ trong và độ bền hóa lý cho sản phẩm.

 Chưa tìm hiểu, phân tích được một số thành phần hóa học quan trọng trong nguyên liệu cây thuốc dòi. SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thanh Trang 3 Chương 2: Tổng quan GVHD: Huỳnh Phương Quyên CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Nguyên liệu chính 2. zeylanica Tên khác: cây bọ mắm, cây rau tía, sát trùng thảo Tên khoa học: Pouzolzia zeylanica (L.)Benn, từ đồng nghĩa: Parietaria cochinchinensis Lour Đặc điểm: - Là loại cỏ thân mềm, cỏ đứng hoặc trườn, cao 40-60 cm, thân cây có lông. - Lá cây mỏng, hình trứng thon, nhọn đầu, lá dài 4 - 9cm, rộng 1,5- 2,5cm có 3 gân xuất phát từ cuống, cuống dài 5mm có lông trắng.

Mặt lá lốm đốm chấm trắng. - Lá mọc so le, có khi mọc đối có lá kèm, hình mác, hẹp, trên gân và 2 mặt đều có lông nhất là ở mặt dưới. - Hoa tự đơn tính mọc thành tim co. Hoa nhỏ nở thành chùm ở nách nhánh, ra hoa tháng 3-9.

- Quả hình trứng nhọn, có khía dọc như chia ra từng múi, có quả tháng 5-10. SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thanh Trang 4 Chương 2: Tổng quan GVHD: Huỳnh Phương Quyên Hình 2.1: Cây thuốc dòi xanh Hình 2.2: Cây thuốc dòi tím Phân bố: Ở nước ta: Cây thuốc dòi thuộc loại ưa sáng, mọc hoang ở khắp nơi đồng bằng, trung du và miền núi, cụ thề phân bố ở Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang, Tuyên Quang, Cao Bằng, Thái Nguyên, Lạng Sơn, Bắc Giang, Hà Tây, Hoà Bình, Hà Nội, Hải Phòng, Ninh Bình, Nghệ An, Quảng Bình, Thừa Thiên- Huế, Đà Nẵng, Đắc Lắc, Lâm Đồng, Khánh Hoà, Ninh Thuận. Trên thế giới: Cây mọc bò lan trên mặt đất ở những cánh đồng ẩm thấp, bản địa trải dài từ Ấn Độ và bán đảo Đông Dương xuống Malaysia và quần đảo Philippin.3: Phân bố cây thuốc dòi trên thế giới SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thanh Trang 5 Chương 2: Tổng quan GVHD: Huỳnh Phương Quyên Công dụng: Cây thuốc dòi có vị ngọt nhạt, tính hàn, được dùng trong dân gian để làm nước mát, có tác dụng giải độc, tiêu thũng, bài nùng, thanh thấp nhiệt, chữa ho cảm, ho lâu ngày, đau họng, thông sữa, định nhọt, viêm họng, lỵ, viêm ruột, nhiễm trùng đường tiết niệu, bí tiểu tiện, vú sưng, viêm da có mủ. Ngoài ra lá non và ngọn cây ăn sống thay rau.

Đặc biệt là trong ngành ẩm thực Việt Nam, cây thuốc dòi được dùng để chống giòi. Cây hái về đem cả cây thái nhỏ rồi trộn vào mắm tôm thì mắm không bị dòi bọ. Vì vậy cây mới có tên "bọ mắm" hay "thuốc dòi, sát trùng thảo”. Bộ phận dùng: toàn cây bỏ gốc rễ Cách dùng, liều lượng trong nhân gian: - Dùng cây tươi giã đắp lên vết thương có mủ.

- Ngày dùng 20-40g cây tươi hoặc 10-20g cây khô dưới dạng thuốc sắc hoặc nấu cao lỏng pha với mật ong, dùng riêng hoặc phối hợp với các vị thuốc khác. - Mỗi ngày dùng 200 g lá tươi rửa sạch, giã nát, thêm 300 ml nước sạch, vắt lấy nước cốt và thêm 1 muỗng canh mật ong. Chia làm 3 lần uống trong ngày. Hoặc nấu nước uống.2 Mật Ong Hình 2.4: Mật ong SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thanh Trang 6 Chương 2: Tổng quan GVHD: Huỳnh Phương Quyên 2.