Nghiên Cứu Ứng Dụng Kỹ Thuật Chân Không Trong Chế Biến Cà Chua Bi Đen Sấy Dẻo

Khám phá ứng dụng kỹ thuật chân không trong chế biến cà chua bi đen Solanum lycopersicum cv OG để tạo ra sản phẩm sấy dẻo chất lượng cao.

• Tác giả: ThS. Hồ Thị Ngân Hà
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Minh Thủy
• Trường học: Đại học An Giang
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Kỹ Thuật Chân Không Trong Chế Biến Cà Chua Bi Đen Sấy Dẻo
• Loại tài liệu: báo cáo
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: An Giang

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM TẠ
• LỜI CAM KẾT
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 1.2.1. MỤC TIÊU CHUNG
• 1.2.2. MỤC TIÊU CỤ THỂ
• 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.4. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
• 1.5. ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI
• 1.6. PHƯƠNG THỨC CHUYỂN GIAO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỊA CHỈ ỨNG DỤNG
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU CÀ CHUA
• 2.1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
• 2.1.2. GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG
• 2.1.3. CÀ CHUA BI ĐEN
• 2.2. CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG CÀ CHUA BI ĐEN VÀ NHỮNG BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN, BẢO QUẢN
• 2.3. TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM SẤY VÀ CÁC QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU
• 2.3.1. SẢN PHẨM SẤY
• 2.3.2. QUÁ TRÌNH CHẦN TRONG DUNG DỊCH CaCl2 Ở NHIỆT ĐỘ THẤP
• 2.3.3. QUÁ TRÌNH TÁCH NƯỚC THẨM THẤU CHÂN KHÔNG
• 2.3.4. QUÁ TRÌNH SẤY CHÂN KHÔNG
• 2.4. TỔNG QUAN VỀ BAO BÌ SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU
• 2.4.1. VAI TRÒ CHUNG CỦA BAO BÌ
• 2.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
• 2.5.1. CÁC NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC
• 2.5.2. CÁC NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU
• 3.1.1. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
• 3.1.2. NGUYÊN VẬT LIỆU
• 3.2. PHƯƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM
• 3.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 3.3.1. NỘI DUNG 1: XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CỦA NGUYÊN LIỆU CÀ CHUA BI ĐEN
• 3.3.2. NỘI DUNG 2: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CHẦN CÀ CHUA BI ĐEN TRONG DUNG DỊCH CaCl2 Ở NHIỆT ĐỘ THẤP ĐẾN CẤU TRÚC TRÁI
• 3.3.3. NỘI DUNG 3: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TÁCH NƯỚC THẨM THẤU CHÂN KHÔNG CÀ CHUA BI ĐEN TRONG DUNG DỊCH ĐƯỜNG ĐẾN HIỆU QUẢ TRUYỀN KHỐI VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM
• 3.3.4. NỘI DUNG 4: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ SẤY CHÂN KHÔNG CÀ CHUA BI ĐEN ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM
• 3.3.5. NỘI DUNG 5: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI BAO BÌ ĐẾN KHẢ NĂNG BẢO QUẢN SẢN PHẨM CÀ CHUA BI ĐEN SẤY DẺO
• 3.4. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU
• 3.5. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN
• 3.6. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ VÀ PHÂN TÍCH SỐ LIỆU
• 3.7. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỘNG HỌC SỰ THAY ĐỔI HÀM LƯỢNG ẨM CỦA CÀ CHUA BI ĐEN TRONG QUÁ TRÌNH SẤY CHÂN KHÔNG
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. CÁC CHỈ TIÊU CỦA NGUYÊN LIỆU CÀ CHUA BI ĐEN
• 4.2. ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CHẦN CÀ CHUA BI ĐEN TRONG DUNG DỊCH CaCl2 Ở NHIỆT ĐỘ THẤP ĐẾN CẤU TRÚC TRÁI
• 4.3. ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TÁCH NƯỚC THẨM THẤU CHÂN KHÔNG CÀ CHUA BI ĐEN TRONG DUNG DỊCH ĐƯỜNG ĐẾN HIỆU QUẢ TRUYỀN KHỐI VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM
• 4.4. ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ SẤY CHÂN KHÔNG CÀ CHUA BI ĐEN ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM
• 4.4.1. ĐỘNG HỌC SỰ THAY ĐỔI HÀM LƯỢNG ẨM CỦA CÀ CHUA BI ĐEN TRONG QUÁ TRÌNH SẤY CHÂN KHÔNG
• 4.4.2. CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÝ
• 4.4.3. HÀM LƯỢNG CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC
• 4.4.4. TÍNH CHẤT CẢM QUAN CỦA SẢN PHẨM
• 4.5. ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI BAO BÌ ĐẾN KHẢ NĂNG BẢO QUẢN SẢN PHẨM CÀ CHUA BI ĐEN SẤY DẺO
• 4.5.1. SỰ THAY ĐỔI CHỈ TIÊU VI SINH VẬT
• 4.5.2. SỰ THAY ĐỔI CÁC ĐẶC TÍNH VẬT LÝ
• 4.5.3. SỰ THAY ĐỔI HÀM LƯỢNG CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC
• 4.5.4. SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT CẢM QUAN
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC A: MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG NGHIÊN CỨU
• PHỤ LỤC B: BẢNG ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN
• PHỤ LỤC C: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU
• PHỤ LỤC D: SỐ LIỆU THÔ THÍ NGHIỆM TỐI ƯU HÓA
• PHỤ LỤC E: KẾT QUẢ THỐNG KÊ CÁC THÍ NGHIỆM

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Về Cà Chua Bi Đen Sấy Dẻo

Nghiên cứu tập trung vào việc ứng dụng kỹ thuật chân không trong chế biến cà chua bi đen sấy dẻo (Solanum lycopersicum cv. OG). Cà chua bi đen, một giống cà chua mới nổi tại Việt Nam, đang thu hút sự quan tâm của người tiêu dùng. Đề tài này đánh giá tiềm năng của việc sử dụng chân không để tạo ra sản phẩm cà chua bi đen sấy dẻo chất lượng cao, bảo quản lâu dài, đồng thời giữ lại tối đa giá trị dinh dưỡng. Mục tiêu chính là xác định các thông số tối ưu cho quá trình chế biến, từ đó nâng cao giá trị kinh tế và dinh dưỡng của loại quả này. Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc đa dạng hóa các sản phẩm chế biến từ cà chua, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường về thực phẩm an toàn và bổ dưỡng.

1.1. Giá Trị Dinh Dưỡng Hoạt Tính Sinh Học Cà Chua Bi Đen

Cà chua bi đen nổi bật với hàm lượng lycopene cao, một carotenoid có khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ, giúp giảm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính như ung thư tuyến tiền liệt, tim mạch, và Alzheimer. Ngoài ra, cà chua bi đen còn chứa các hợp chất phenolic và ascorbic acid, cũng là những chất chống oxy hóa quan trọng. Đặc biệt, cà chua bi đen chứa anthocyanin, một hợp chất chỉ có ở một số loại cà chua, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe như tăng cường thị lực, giảm nguy cơ ung thư và bệnh tim mạch. Nghiên cứu của Zhang và cộng sự đã chỉ ra rằng hàm lượng lycopene trong cà chua bi đen có thể cao hơn so với một số giống cà chua đỏ.

1.2. Tính Cần Thiết Chế Biến Cà Chua Bi Đen Sấy Dẻo

Mặc dù cà chua bi đen giàu dinh dưỡng, nhưng sản lượng hiện tại có xu hướng giảm do vị chua, ít ngọt không phù hợp với khẩu vị người tiêu dùng. Do đó, cần có giải pháp chế biến để đưa sản phẩm này đến gần hơn với thị trường. Sản phẩm cà chua sấy dẻo vốn đã được ưa chuộng, đặc biệt là đặc sản Đà Lạt. Sấy dẻo giúp tăng thời gian bảo quản, giảm thể tích, tăng giá trị dinh dưỡng. Đồng thời, kỹ thuật sấy chân không hứa hẹn cải thiện chất lượng, bảo toàn hương vị và dưỡng chất so với các phương pháp sấy truyền thống.

II. Thách Thức Trong Chế Biến Cà Chua Bi Đen Sấy Dẻo

Quá trình chế biến cà chua bi đen sấy dẻo đối mặt với nhiều thách thức, từ việc lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp đến tối ưu hóa các thông số kỹ thuật để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng. Một trong những vấn đề quan trọng là làm thế nào để giữ lại tối đa các hợp chất có hoạt tính sinh học như lycopene và anthocyanin trong quá trình sấy. Nhiệt độ cao và thời gian sấy kéo dài có thể làm giảm đáng kể hàm lượng các chất này, ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Việc kiểm soát độ ẩm cũng rất quan trọng để ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật và kéo dài thời gian bảo quản. Ngoài ra, cần lựa chọn loại bao bì phù hợp để bảo vệ sản phẩm khỏi tác động của môi trường bên ngoài.

2.1. Giảm Thiểu Mất Mát Dinh Dưỡng Trong Quá Trình Sấy

Nhiệt độ cao trong quá trình sấy có thể gây phân hủy các hợp chất nhạy cảm với nhiệt như lycopene, anthocyanin và vitamin C. Việc lựa chọn nhiệt độ sấy phù hợp là rất quan trọng để giảm thiểu sự mất mát dinh dưỡng. Nghiên cứu cần tập trung vào việc xác định nhiệt độ tối ưu, kết hợp với kỹ thuật chân không để giảm thời gian sấy và hạn chế tiếp xúc với oxy, từ đó bảo toàn hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học.

2.2. Kiểm Soát Độ Ẩm Ngăn Ngừa Vi Sinh Vật

Độ ẩm cao tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển, gây hư hỏng sản phẩm. Cần kiểm soát độ ẩm của cà chua sấy dẻo để đảm bảo an toàn thực phẩm. Kỹ thuật sấy chân không có thể giúp giảm độ ẩm nhanh chóng ở nhiệt độ thấp hơn, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật. Việc sử dụng bao bì kín khí cũng đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn sự hấp thụ ẩm từ môi trường bên ngoài.

III. Cách Chế Biến Cà Chua Bi Đen Sấy Dẻo Bằng Chân Không

Để khắc phục những thách thức trên, nghiên cứu tập trung vào việc áp dụng kỹ thuật chân không trong các giai đoạn chế biến cà chua bi đen sấy dẻo. Quá trình bao gồm: chần ở nhiệt độ thấp trong dung dịch CaCl2, tách nước thẩm thấu chân không trong dung dịch đường, và sấy chân không. Mục tiêu là tối ưu hóa từng giai đoạn để đạt được sản phẩm có chất lượng cao nhất. Chần ở nhiệt độ thấp giúp cải thiện cấu trúc trái, giảm sự mềm nhũn trong quá trình sấy. Tách nước thẩm thấu chân không giúp loại bỏ nước nhanh chóng, giảm thời gian sấy và bảo toàn chất dinh dưỡng. Sấy chân không cho phép sấy ở nhiệt độ thấp, giảm thiểu sự mất mát các hợp chất có hoạt tính sinh học.

3.1. Chần Cà Chua Nhiệt Độ Thấp Với CaCl2

Quá trình chần trong dung dịch CaCl2 ở nhiệt độ thấp (52-68°C) giúp cải thiện độ cứng của trái cà chua bi đen. CaCl2 tạo liên kết chéo giữa các phân tử pectin, làm tăng độ bền của thành tế bào. Nhiệt độ thấp giúp hạn chế sự phá hủy cấu trúc tế bào. Nghiên cứu sẽ khảo sát ảnh hưởng của nồng độ CaCl2, nhiệt độ và thời gian chần đến độ cứng của trái cà chua sau khi sấy.

3.2. Tách Nước Thẩm Thấu Chân Không Trong Dung Dịch Đường

Tách nước thẩm thấu chân không giúp loại bỏ nước từ cà chua trước khi sấy, giảm thời gian sấy và tiết kiệm năng lượng. Kỹ thuật chân không giúp tăng cường quá trình thẩm thấu bằng cách loại bỏ khí trong tế bào, tạo điều kiện cho đường xâm nhập và nước thoát ra. Nghiên cứu sẽ xác định nồng độ đường, áp suất chân không và thời gian xử lý tối ưu để đạt hiệu quả tách nước cao nhất.

IV. Phương Pháp Sấy Chân Không Cà Chua Bi Đen Hiệu Quả

Quá trình sấy chân không được thực hiện ở nhiệt độ thấp (40-70°C) và áp suất chân không cao (khoảng 700 mmHg) để giảm thiểu sự mất mát các hợp chất có hoạt tính sinh học và bảo toàn hương vị tự nhiên của cà chua bi đen. Độ ẩm sau khi sấy được kiểm soát chặt chẽ (20-35%) để đảm bảo sản phẩm có độ dẻo mong muốn và thời gian bảo quản lâu dài. Nghiên cứu sử dụng mô hình logarit để mô tả động học của quá trình sấy, từ đó dự đoán thời gian sấy cần thiết để đạt được độ ẩm mong muốn.

4.1. Tối Ưu Hóa Nhiệt Độ Sấy Chân Không

Nhiệt độ sấy ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và thời gian sấy. Nhiệt độ quá cao có thể làm mất màu, biến đổi hương vị và phá hủy các hợp chất có lợi. Nghiên cứu sẽ khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng lycopene, anthocyanin và các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm.

4.2. Mô Hình Hóa Quá Trình Sấy Kiểm Soát Độ Ẩm

Mô hình hóa quá trình sấy giúp dự đoán thời gian sấy cần thiết để đạt được độ ẩm mong muốn. Mô hình logarit được sử dụng để mô tả động học của quá trình sấy. Việc kiểm soát độ ẩm sau khi sấy là rất quan trọng để đảm bảo độ dẻo và thời gian bảo quản của sản phẩm.

V. Bảo Quản Cà Chua Bi Đen Sấy Dẻo Loại Bao Bì Nào Tốt

Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của các loại bao bì khác nhau (PA, nhôm một mặt, nhôm hai mặt) đến khả năng bảo quản cà chua bi đen sấy dẻo ở nhiệt độ thường. Các chỉ tiêu được theo dõi bao gồm: sự thay đổi về vi sinh vật, đặc tính vật lý (độ ẩm, màu sắc), hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học và tính chất cảm quan. Kết quả cho thấy bao bì nhôm hai mặt có khả năng bảo quản sản phẩm tốt nhất, kéo dài thời gian sử dụng lên đến 11 tuần.

5.1. Đánh Giá Chất Lượng Cà Chua Sấy Dẻo Sau Thời Gian Bảo Quản

Theo dõi sự thay đổi của các chỉ tiêu chất lượng trong quá trình bảo quản (vi sinh vật, độ ẩm, màu sắc, hàm lượng dinh dưỡng, cảm quan) giúp đánh giá hiệu quả của các loại bao bì. Các chỉ tiêu này được đo định kỳ để xác định thời gian sử dụng của sản phẩm.

5.2. Lựa Chọn Bao Bì Tối Ưu Cho Cà Chua Sấy Dẻo

So sánh khả năng bảo vệ sản phẩm của các loại bao bì khác nhau (PA, nhôm một mặt, nhôm hai mặt) giúp lựa chọn loại bao bì tối ưu. Bao bì nhôm hai mặt thường có khả năng chống thấm khí và ẩm tốt hơn, giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.

VI. Kết Quả Triển Vọng Nghiên Cứu Cà Chua Bi Đen Sấy Dẻo

Nghiên cứu đã thành công trong việc xác định các thông số tối ưu cho quá trình chế biến cà chua bi đen sấy dẻo bằng kỹ thuật chân không. Việc kết hợp chần trong dung dịch CaCl2 ở nhiệt độ thấp, tách nước thẩm thấu chân không và sấy chân không giúp cải thiện chất lượng sản phẩm. Sản phẩm cà chua bi đen sấy dẻo không chỉ có hương vị thơm ngon mà còn giữ lại được nhiều giá trị dinh dưỡng. Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, tạo ra các sản phẩm có giá trị gia tăng cao.

6.1. Ứng Dụng Thực Tiễn Chuyển Giao Công Nghệ

Kết quả nghiên cứu có thể được chuyển giao cho các doanh nghiệp chế biến thực phẩm để sản xuất cà chua bi đen sấy dẻo trên quy mô công nghiệp. Các thông số công nghệ tối ưu đã được xác định có thể giúp các doanh nghiệp sản xuất sản phẩm chất lượng cao với chi phí hợp lý.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Phát Triển Sản Phẩm

Nghiên cứu có thể được tiếp tục mở rộng để khám phá các phương pháp chế biến mới, chẳng hạn như sử dụng các loại chất bảo quản tự nhiên hoặc kết hợp với các loại gia vị để tạo ra các sản phẩm cà chua bi đen sấy dẻo đa dạng về hương vị và dinh dưỡng.

Nội dung chính

BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC: ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CHÂN KHÔNG TRONG CHẾ BIẾN CÀ CHUA BI ĐEN (Solanum lycopersicum cv. OG) SẤY DẺO

---

Tóm tắt nghiên cứu (Research Summary)

Nghiên cứu "Ứng dụng kỹ thuật chân không trong chế biến cà chua bi đen (Solanum lycopersicum cv. OG) sấy dẻo" do ThS. Hồ Thị Ngân Hà (Trường Đại học An Giang – ĐHQG TP.HCM) làm chủ nhiệm, nhằm giải quyết bài toán: Làm thế nào để tối ưu hóa quy trình công nghệ chế biến sản phẩm cà chua bi đen sấy dẻo đạt giá trị cảm quan cao và bảo toàn tối đa các hợp chất có hoạt tính sinh học nhạy cảm với nhiệt?

Sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology - RSM) với mô hình thiết kế tổ hợp trung tâm (Central Composite Design - CCD), nghiên cứu đã khảo sát và tối ưu hóa 4 công đoạn cốt lõi:

1. Chần nhiệt độ thấp trong dung dịch $\text{CaCl}_2$.
2. Tách nước thẩm thấu chân không gián đoạn trong dung dịch saccharose.
3. Sấy chân không kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm dừng.
4. Đánh giá độ ổn định của sản phẩm trong các loại bao bì bảo quản.

                    QUY TRÌNH TỐI ƯU HÓA CHẾ BIẾN
                                                                   v

Kết quả nghiên cứu xác lập các thông số tối ưu:

• Chế độ chần: $62,05^\circ\text{C}$ trong $23,09\text{ phút}$ với dung dịch $\text{CaCl}_2\ 2,08%\ (\text{w/v})$ giúp kích hoạt enzyme pectin methylesterase (PME), củng cố độ cứng thành tế bào.
• Thẩm thấu chân không: Áp suất chân không $627,22\text{ mmHg}$ gián đoạn $11,61\text{ phút đầu/giờ}$ trong dung dịch saccharose $59,38^\circ\text{Bx}$ tăng cường tốc độ truyền khối tách nước.
• Chế độ sấy chân không: Nhiệt độ sấy $60^\circ\text{C}$ (áp suất $700\text{ mmHg}$) đưa sản phẩm về độ ẩm $25%$ ($a_w \le 0,55$) bảo toàn tối ưu anthocyanin, lycopene, vitamin C và phenolic tổng.
• Bảo quản: Bao bì màng nhôm 2 mặt giúp sản phẩm duy trì chất lượng cảm quan và vi sinh ổn định trong 11 tuần ở nhiệt độ thường.

Công trình cung cấp cơ sở khoa học và quy trình thực nghiệm sẵn sàng chuyển giao công nghệ cho các cơ sở chế biến nông sản, góp phần đa dạng hóa chuỗi giá trị cà chua bi đen.

---

Bối cảnh và tầm quan trọng (Context & Significance)

Cà chua bi đen (Solanum lycopersicum cv. OG) là giống cây trồng công nghệ cao đang được nhân rộng tại Đà Lạt, Vĩnh Long và An Giang. Điểm vượt trội của cà chua bi đen so với các giống cà chua đỏ truyền thống là sự tích tụ hàm lượng sắc tố anthocyanin dồi dào ở lớp vỏ và mô ngoài quả – một flavonoid chống oxy hóa cực mạnh có khả năng kháng viêm, hỗ trợ ngăn ngừa các bệnh thoái hóa thần kinh, tim mạch và ung thư. Bên cạnh đó, quả còn chứa hàm lượng phong phú lycopene, $\beta$-carotene, acid ascorbic (vitamin C) và hợp chất phenolic.

HỢP CHẤT HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG CÀ CHUA BI ĐEN

Tuy giàu giá trị sinh học, quả cà chua bi đen tươi có đặc tính vị chua gắt, ít ngọt, thịt quả mềm mọng nước, khiến việc tiêu thụ tươi số lượng lớn gặp nhiều hạn chế. Sản phẩm sấy dẻo là hướng đi tiềm năng để nâng cao giá trị thương phẩm. Tuy nhiên, các kỹ thuật chế biến nhiệt truyền thống bộc lộ những rào cản kỹ thuật lớn:

• Thoái hóa nhiệt và oxy hóa: Anthocyanin và vitamin C rất kém bền dưới tác động của nhiệt độ cao và oxy không khí, dễ bị phân hủy thành các hợp chất màu nâu sẫm, làm mất màu tự nhiên và giảm sút hoạt tính sinh học.
• Hiện tượng nhũn mô hoặc chai cứng cấu trúc: Xử lý nhiệt không đúng cách làm đứt gãy mạch pectin, phá hủy màng tế bào, dẫn đến quả bị xẹp nát hoặc teo tóp mất giá trị cảm quan.
• Thời gian sấy kéo dài: Lực cản truyền khối của lớp biểu bì quả gây tiêu tốn nhiều năng lượng trong quá trình sấy đối lưu thông thường.

Việc ứng dụng kỹ thuật chân không – bao gồm tách nước thẩm thấu chân không (Vacuum Osmotic Dehydration - VOD) và sấy chân không (Vacuum Drying) – là một hướng tiếp cận đột phá. Cơ chế thủy động lực học (Hydrodynamic Mechanism - HDM) trong môi trường áp suất âm giúp đẩy các túi khí gian bào ra ngoài, hạ điểm sôi của nước, tạo điều kiện khuếch tán ẩm ở nhiệt độ thấp mà không cần tiếp xúc với oxy khí quyển.

Nghiên cứu này có tính thời sự cao, vừa lấp đầy khoảng trống dữ liệu thực nghiệm về động học sấy chân không trên quả mọng giàu anthocyanin tại Việt Nam, vừa đóng góp giải pháp công nghệ nâng cao giá trị nông sản địa phương.

---

Phương pháp tiếp cận và thực nghiệm (Methodology & Approach)

Nghiên cứu được thiết kế theo quy trình thực nghiệm khoa học, chặt chẽ, kết hợp giữa mô hình hóa thống kê đa biến và các kỹ thuật phân tích hóa lý, sinh học hiện đại.

                      SƠ ĐỒ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM
                      
             [ Cà chua bi đen thu hoạch (30-32 ngày) ]
                   [ Sục rửa Ozone 80,4 mg/h ]

1. Thiết kế thực nghiệm và xử lý số liệu

• Thiết kế tổ hợp trung tâm (CCD): Ứng dụng mô hình $2^3 + \text{star}$ với 6 điểm trung tâm ($N = 20$ đơn vị thí nghiệm) cho các công đoạn chần và thẩm thấu chân không.
• Tối ưu hóa đa biến: Sử dụng phần mềm Statgraphics Centurion XV để phân tích bề mặt đáp ứng (RSM), thiết lập phương trình hồi quy bậc 2, phân tích phương sai (ANOVA) ở mức ý nghĩa $P < 0,05$.
• Động học sấy: Mô phỏng sự biến đổi tỷ lệ ẩm ($MR$) theo thời gian thông qua các mô hình toán học thực nghiệm (Logarithmic, Page, Henderson & Pabis, Lewis, v.v.), đánh giá độ tương thích qua hệ số xác định ($R^2$), $\chi^2$ và căn sai số bình phương trung bình ($RMSE$).

2. Dụng cụ và kỹ thuật phân tích

• Chỉ tiêu hóa lý & hoạt chất sinh học:
  • Độ hoạt động của nước ($a_w$): Thiết bị đo Aqualab Series 4TEV ($\pm 0,003$).
  • Đo màu sắc: Máy so màu Konica Minolta CR400 theo hệ tọa độ không gian màu CIE $L^*a^b^$.
  • Độ cứng cấu trúc: Máy đo cấu trúc Rheo Tex SD-700 DP (Sun Scientific, Nhật Bản).
  • Định lượng Anthocyanin tổng: Phương pháp vi sai pH đo quang phổ UV-Vis.
  • Lycopene & $\beta$-Caroten: Phương pháp chiết tách dung môi hữu cơ phân cực và đo quang phổ UV-Vis.
  • Hợp chất Phenolic tổng: Phương pháp Folin-Ciocalteu (biểu thị qua đương lượng Gallic Acid - GAE).
  • Vitamin C (Acid Ascorbic): Chuẩn độ oxy hóa khử với Iodate kali ($\text{KIO}_3$).
  • Khả năng quét gốc tự do: Thử nghiệm DPPH xác định giá trị $IC_{50}$.
• Chỉ tiêu vi sinh: Đếm khuẩn lạc tổng số vi sinh vật hiếu khí (PCA), nấm men và nấm mốc (SDA) theo tiêu chuẩn TCVN.
• Đánh giá cảm quan: Kết hợp phương pháp phân tích mô tả định lượng (QDA) và kỹ thuật Check-All-That-Apply (CATA).

---

Phát hiện chính (Key Findings)

Công đoạn công nghệ	Thông số tối ưu	Hiệu quả kỹ thuật đạt được
1. Chần nhiệt độ thấp	$\text{CaCl}_2\ 2,08%$, $62,05^\circ\text{C}$, $23,09\text{ phút}$	Kích hoạt tối đa enzyme PME, hình thành cầu nối calci-pectate ("hộp trứng"), bảo vệ cấu trúc mô không bị nhũn khi chần nhiệt độ cao ($90^\circ\text{C}$).
2. Thẩm thấu chân không	$59,38^\circ\text{Bx}$, $627,22\text{ mmHg}$, $11,61\text{ phút/giờ}$	Tăng cường cơ chế truyền khối HDM, tối ưu lượng nước tách ra, rút ngắn thời gian xử lý so với áp suất thường.
3. Sấy chân không	$60^\circ\text{C}$, độ ẩm dừng $25%$, $700\text{ mmHg}$	Đạt $a_w \le 0,55$, bảo toàn tối đa anthocyanin, lycopene và vitamin C. Động học sấy khớp hoàn hảo với mô hình Logarit.
4. Đóng gói & Bảo quản	Màng nhôm 2 mặt, nhiệt độ thường	Ngăn cản tuyệt đối ánh sáng, oxy và ẩm; duy trì chất lượng cảm quan và ức chế hoàn toàn vi sinh trong 11 tuần.

                       CƠ CHẾ CẢI THIỆN CẤU TRÚC
       Enzyme PME                               + Ca2+ (dung dịch chần)
(Vách tế bào)     (Tạo nhóm carboxyl tự do)                             (Tăng độ cứng & đàn hồi)

1. Tối ưu hóa phản ứng tạo liên kết chéo Pectin – Calci

Quá trình chần ở nhiệt độ thấp ($62,05^\circ\text{C}$ trong $23,09\text{ phút}$) kích thích tối đa enzyme pectin methylesterase (PME) nội sinh thủy phân liên kết ester của chuỗi pectin, giải phóng các nhóm carboxyl tự do ($-\text{COO}^-$). Cùng lúc đó, ion $\text{Ca}^{2+}$ từ dung dịch thẩm thấu vào ma trận thành tế bào, tạo phức chelate liên kết chéo giữa các chuỗi polygalacturonic acid theo mô hình "hộp trứng" (egg-box structure). Cấu trúc này làm tăng đáng kể độ cứng của quả, ngăn chặn sự depolymer hóa chuỗi pectin khi tiếp tục xử lý nhiệt độ cao ($90^\circ\text{C}$) nhằm vô hoạt enzyme.

2. Thúc đẩy hiệu quả truyền khối qua cơ chế thủy động lực học (HDM)

Việc áp dụng độ chân không $627,22\text{ mmHg}$ lặp lại gián đoạn $11,61\text{ phút}$ ở đầu mỗi giờ thẩm thấu trong syrup đường $59,38^\circ\text{Bx}$ tạo ra sự chênh lệch áp suất đáng kể giữa bên trong cấu trúc mao quản và môi trường ngoài.

• Giai đoạn hút chân không: Các bọt khí giam hãm trong gian bào giãn nở và thoát ra ngoài.
• Giai đoạn hồi áp: Dung dịch đường ưu trương tràn ngập vào các khoảng trống rỗng dưới áp lực thủy động học, đẩy nhanh dòng nước di chuyển ra ngoài và dòng đường di chuyển vào trong mà không gây phá vỡ cấu trúc mô tế bào.

3. Bảo toàn hoạt tính sinh học và xác lập mô hình động học sấy chân không

Khi sấy trong điều kiện chân không ($700\text{ mmHg}$) ở $60^\circ\text{C}$ đến độ ẩm dừng $25%$, tốc độ bốc hơi nước diễn ra nhanh ở nhiệt độ sôi thấp, hạn chế tối đa các phản ứng oxy hóa phá hủy sắc tố.

• So với sấy đối lưu khí quyển, hàm lượng anthocyanin, lycopene, vitamin C và polyphenol được bảo tồn cao hơn rõ rệt ($P < 0,05$).
• Sản phẩm sau sấy đạt hoạt độ nước $a_w = 0,55$ (nằm dưới ngưỡng phát triển $0,60$ của nấm men, nấm mốc), đáp ứng tiêu chuẩn an toàn vi sinh.
• Phân tích động học chỉ ra rằng mô hình Logarithmic mô tả chính xác nhất tiến trình sấy chân không của cà chua bi đen ($R^2 > 0,999$; sai số $RMSE$ nhỏ nhất), phản ánh chính xác hệ số khuếch tán ẩm hữu hiệu qua các giai đoạn sấy giảm tốc.

4. Hiệu quả ngăn cản ánh sáng và khí của bao bì nhôm hai mặt

Thử nghiệm bảo quản 11 tuần ở nhiệt độ phòng ($28 \pm 2^\circ\text{C}$) chỉ ra:

• Mẫu đóng gói trong bao bì PA trong suốt bị suy giảm nhanh hàm lượng anthocyanin do hiện tượng quang phân hủy bởi ánh sáng nhìn thấy.
• Bao bì màng nhôm 2 mặt thể hiện tính cản ẩm, cản khí $\text{O}_2$ và chắn sáng tuyệt đối; chỉ số vi sinh vật (khuẩn lạc, nấm men, nấm mốc) đều nằm trong giới hạn cho phép; cấu trúc dẻo mềm và màu sắc tím đỏ đặc trưng của sản phẩm được giữ vững trọn vẹn suốt 11 tuần.

---

Đóng góp khoa học (Academic & Practical Contributions)

                            ĐÓNG GÓP CỦA CÔNG TRÌNH

Đóng góp về mặt lý thuyết và học thuật

• Làm sáng tỏ cơ chế sinh hóa kết cấu: Chứng minh định lượng vai trò kích hoạt có điều kiện của enzyme PME nội sinh kết hợp ion $\text{Ca}^{2+}$ ngoại sinh trong việc duy trì độ cứng mô thực vật đối với dòng quả mọng vỏ mỏng.
• Bổ sung dữ liệu động học sấy chân không: Xác lập mô hình toán học giải thích hành vi truyền khối ẩm và hệ số khuếch tán ẩm hiệu dụng của quả mọng trong điều kiện áp suất giảm.
• Cơ chế ổn định hoạt chất chống oxy hóa: Đóng góp thêm các bằng chứng thực nghiệm về động học suy giảm anthocyanin và lycopene dưới tác động phối hợp của nhiệt độ, áp suất âm và rào cản ánh sáng từ bao bì.

Đóng góp về mặt thực tiễn và công nghệ

• Quy trình công nghệ hoàn chỉnh: Cung cấp bộ thông số kỹ thuật chuẩn xác từng bước từ tiền xử lý, chần, thẩm thấu, sấy đến bao gói, có khả năng ứng dụng trực tiếp tại các nhà máy chế biến nông sản.
• Giải pháp tiết kiệm năng lượng: Việc rút ngắn thời gian sấy nhờ tiền xử lý thẩm thấu chân không gián đoạn giúp cắt giảm chi phí năng lượng vận hành thiết bị sấy.
• Gia tăng giá trị nông sản: Biến nguồn nguyên liệu cà chua bi đen có vị chua khó tiêu thụ tươi thành sản phẩm snack sấy dẻo dinh dưỡng cao, mở rộng chuỗi giá trị nông nghiệp công nghệ cao tại An Giang, Vĩnh Long và các tỉnh ĐBSCL.

---

Đối tượng quan tâm và Giá trị ứng dụng

1. Cộng đồng Nghiên cứu & Giảng viên Công nghệ Thực phẩm:
   • Nguồn tài liệu tham khảo giá trị về ứng dụng mô hình RSM trong tối ưu hóa công nghệ sau thu hoạch, các cơ chế bảo toàn hợp chất có hoạt tính sinh học trong thực vật.
2. Doanh nghiệp & Hợp tác xã chế biến thực phẩm:
   • Tiếp nhận quy trình sản xuất cà chua bi đen sấy dẻo cao cấp, đa dạng hóa danh mục sản phẩm sấy khô/sấy dẻo, nâng cao năng lực cạnh tranh trên thị trường thực phẩm dinh dưỡng.
3. Cơ quan quản lý & Khuyến nông (Sở NN&PTNT, Sở Công thương):
   • Căn cứ thực tiễn để quy hoạch và thúc đẩy các chuỗi liên kết sản xuất – chế biến – tiêu thụ nông sản ứng dụng công nghệ cao tại địa phương.
4. Người tiêu dùng hiện đại:
   • Lựa chọn dòng sản phẩm tiện dụng, vị chua ngọt hài hòa, giữ trọn vẹn các chất chống oxy hóa tự nhiên giúp bảo vệ sức khỏe tim mạch, ngăn ngừa lão hóa.

---

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Điểm cốt lõi giúp cà chua bi đen sấy dẻo giữ được màu tím đen đẹp mắt và không bị mềm nhũn là gì?

Đó là sự phối hợp giữa hai giải pháp: (1) Tiền xử lý chần ở nhiệt độ thấp ($62,05^\circ\text{C}$) với $\text{CaCl}_2\ 2,08%$ nhằm kích hoạt enzyme PME tạo mạng lưới calci pectate bền vững giữ khung cấu trúc mô quả; và (2) Sấy chân không ở nhiệt độ vừa phải ($60^\circ\text{C}$) trong môi trường yếm khí giúp triệt tiêu phản ứng oxy hóa và phân hủy nhiệt của hợp chất màu anthocyanin.

2. Tại sao lại áp dụng kỹ thuật chân không gián đoạn trong quá trình thẩm thấu đường?

Xử lý chân không gián đoạn ($11,61\text{ phút}$ đầu mỗi giờ) giúp giải phóng khí trong gian bào theo cơ chế thủy động lực học (HDM). Khi khôi phục áp suất, dung dịch đường tràn vào thế chỗ khí rỗng, thúc đẩy tốc độ tách nước nhanh gấp nhiều lần mà không tiêu tốn năng lượng duy trì bơm chân không liên tục suốt tiến trình ngâm.

3. Sản phẩm có đảm bảo an toàn vi sinh khi bảo quản ở nhiệt độ phòng không?

Hoàn toàn đảm bảo. Quá trình sấy chân không đưa độ ẩm về mức $25%$ tương ứng với hoạt độ nước $a_w = 0,55$ (dưới ngưỡng tối thiểu $0,61$ để nấm men, nấm mốc phát triển). Khi kết hợp hàn kín trong bao bì màng nhôm 2 mặt, sản phẩm an toàn vi sinh và cảm quan ít nhất 11 tuần ở nhiệt độ phòng.

4. Kết quả nghiên cứu này có thể áp dụng cho các loại nông sản khác không?

Có. Nguyên lý chần nhiệt độ thấp kích hoạt enzyme PME và cơ chế tách nước thẩm thấu chân không (VOD) hoàn toàn có thể hiệu chỉnh thông số để áp dụng hiệu quả cho các loại quả mọng và trái cây có múi khác như dâu tây, mận, ổi, xoài, đu đủ.

5. Nghiên cứu tiếp theo cần mở rộng những khía cạnh nào?

Cần mở rộng khảo sát thử nghiệm nâng quy mô pilot (bán công nghiệp), đánh giá hiệu quả kinh tế - năng lượng chi tiết, và ứng dụng phương pháp bao gói khí biến đổi (MAP - Modified Atmosphere Packaging) để kéo dài hạn sử dụng lên trên 6–12 tháng.

---

Kết luận (Conclusion)

Đề tài "Ứng dụng kỹ thuật chân không trong chế biến cà chua bi đen sấy dẻo" do ThS. Hồ Thị Ngân Hà thực hiện là một công trình nghiên cứu ứng dụng mẫu mực, kết hợp hài hòa giữa cơ sở lý thuyết hóa sinh thực phẩm và kỹ thuật công nghệ tiên tiến. Việc thiết lập thành công chuỗi thông số tối ưu – từ chần nhiệt độ thấp kích hoạt PME, thẩm thấu chân không gián đoạn, đến sấy chân không $60^\circ\text{C}$ và đóng gói bao bì nhôm – đã tạo ra sản phẩm cà chua sấy dẻo chất lượng cao, giữ trọn vẹn hoạt tính sinh học quý giá (anthocyanin, lycopene, vitamin C).

Công trình không chỉ đóng góp quan trọng vào kho tàng tài liệu khoa học công nghệ thực phẩm sau thu hoạch mà còn mở ra hướng đi đầy triển vọng cho việc thương mại hóa nông sản công nghệ cao, nâng cao thu nhập cho người nông dân và thúc đẩy ngành công nghiệp chế biến sâu tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cà chua bi đen (Solanum lycopersicum L.) là loại cà chua có vỏ màu tím đen (Mes và cs., 2008) mới xuất hiện ở Việt Nam trong những năm gần đây và đang rất đƣợc ngƣời tiêu dùng quan tâm. Ở nƣớc ta, cà chua bi đen đƣợc trồng nhiều ở Đà Lạt cho năng suất cao và chất lƣợng tốt. Hiện nay, cây cà chua bi đen còn đƣợc mở rộng trồng với kỹ thuật công nghệ cao ở các địa phƣơng khác nhƣ Châu Đốc và Vĩnh Long. Lycopene là loại carotenoid dồi dào nhất và có khả năng chống oxy hóa cao nhất trong cà chua (Alda và cs.

Lycopene giúp giảm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính, đặc biệt là ung thƣ tuyến tiền liệt (Ford & Erdman, 2012), ngăn ngừa bệnh tim mạch (Mordente và cs., 2011), giúp giảm nguy cơ tử vong do bệnh Alzheimer (Min & Min, 2014), có lợi trong điều trị bệnh Parkinson và các bất thƣờng về thần kinh khác (Kaur và cs. Bên cạnh carotenoid, các chất chống oxy hóa khác có trong cà chua nhƣ phenolic và ascorbic acid cũng có khả năng ức chế các loại oxy hoạt động gây ra nhiều bệnh nguy hiểm (Ilahy và cs. Đáng chú ý là hàm lƣợng các hợp chất phenolic và sắc tố carotenoid, đặc biệt là lycopene trong cà chua bi đen đƣợc tìm thấy còn cao hơn so với một số giống cà chua đỏ (Zhang và cs. Ngoài các hợp chất thông thƣờng đã đƣợc biết thì cà chua bi đen còn chứa thành phần độc đáo là anthocyanin tập trung chủ yếu ở vỏ và phần mô bên ngoài mà các loại cà chua khác không có (Li và cs.

Anthocyanin đã đƣợc chứng minh là có liên quan đến rất nhiều lợi ích về sức khỏe, giúp tăng cƣờng thị lực, giảm sự tăng sinh tế bào ung thƣ và ức chế sự hình thành khối u, bảo vệ khỏi bệnh tim mạch, hỗ trợ phòng ngừa béo phì và tiểu đƣờng, giúp tăng cƣờng trí nhớ và ngăn ngừa sự suy giảm liên quan đến tuổi tác trong chức năng thần kinh cũng nhƣ giảm tình trạng viêm (Lila, 2004). Các tác dụng sinh học của anthocyanin cũng do hoạt động chống oxy hóa (Pietta, 2000). Mặc dù chứa nhiều các hợp chất có hoạt tính sinh học cao nhƣng sau một thời gian ngắn đƣợc trồng thử nghiệm ở nhiều vùng nhƣ Đà Lạt, Châu Đốc và Vĩnh Long thì hiện nay sản lƣợng cà chua bi đen có khuynh hƣớng giảm xuống do trái có vị chua nhiều, ít ngọt nên không phù hợp với khẩu vị của ngƣời tiêu dùng. Từ đó đặt ra nhu cầu cần phải chế biến để đƣa nguyên liệu có lợi cho sức khỏe này đến gần với ngƣời tiêu dùng.

Bên cạnh đó, cà chua bi sấy dẻo là một đặc sản của Đà Lạt rất đƣợc ngƣời tiêu dùng ƣa thích. Hơn nữa, sản phẩm sấy dẻo còn có nhiều ƣu điểm nhƣ sự tiện dụng, khả năng bảo quản lâu, khối lƣợng và thể tích giảm nhƣng giá trị dinh dƣỡng tăng (Corrêa và cs. Mặt khác, kỹ thuật chân không đƣợc áp dụng trong chế biến rau quả với mục đích cải thiện chất lƣợng sản phẩm (Radziejewska-Kubzdela và cs. Trong quá trình tách nƣớc thẩm thấu, việc ứng dụng kỹ thuật chân không trong suốt quá trình hoặc chỉ trong thời gian đầu hoặc theo chu kỳ trong các dung dịch ƣu trƣơng giúp đẩy các khí bị nhốt bên trong ra ngoài và tạo điều kiện cho sự xâm nhập của dung dịch ƣu trƣơng vào 1 trong thực phẩm, nhờ đó cải thiện hiệu quả truyền khối (Giraldo và cs., 2003; Moreno và cs., 2004; Chiralt & Talens, 2005; Corrêa và cs.

Kỹ thuật chân không còn đƣợc ứng dụng trong quá trình sấy. Khi sấy trong điều kiện chân không, nhiệt độ sấy thấp hơn và môi trƣờng ít oxy hơn dẫn đến chất lƣợng của sản phẩm giữ đƣợc tốt hơn (Thorat và cs. Mặc dù trên thế giới kỹ thuật chân không đã đƣợc sử dụng rộng rãi từ rất lâu, tuy nhiên, cho đến nay việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật này ở nƣớc ta vẫn còn rất hạn chế. Từ các lý do đã nêu, nghiên cứu thực hiện chế biến ra sản phẩm sấy dẻo có giá trị cảm quan tốt và chứa hàm lƣợng cao các hợp chất có hoạt tính sinh học bằng cách ứng dụng kỹ thuật chân không trên giống cà chua bi đen cv.

OG có giá trị dinh dƣỡng cao. Đây là sản phẩm quen thuộc với ngƣời tiêu dùng, góp phần giải quyết đầu ra cho nguồn nguyên liệu, tăng thu nhập cho ngƣời trồng. Đồng thời với sản phẩm thông dụng chứa nhiều các hợp chất có hoạt tính sinh học sẽ giúp cải thiện sức khỏe con ngƣời.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.1 Mục tiêu chung Chế biến thành công sản phẩm cà chua bi đen sấy dẻo có giá trị cảm quan và giá trị sinh học cao bằng cách ứng dụng kỹ thuật chân không.2 Mục tiêu cụ thể Xác định đƣợc nồng độ dung dịch CaCl2, nhiệt độ và thời gian chần tối ƣu giúp cải thiện cấu trúc của trái cà chua bi đen khi thực hiện quá trình xử lý ở nhiệt độ cao tiếp theo. Xác định đƣợc các thông số tối ƣu về nồng độ dung dịch đƣờng, độ chân không và thời gian xử lý chân không nhằm thúc đẩy nhanh quá trình truyền khối, giúp loại bớt một phần nƣớc, từ đó rút ngắn thời gian sấy cũng nhƣ hạn chế sự tổn thất các hợp chất có hoạt tính sinh học khi sấy.

Xác định đƣợc các thông số tối ƣu về nhiệt độ và độ ẩm sau khi sấy chân không nhằm tạo ra sản phẩm an toàn cho bảo quản, có cấu trúc dẻo, màu sáng đẹp, mùi vị thơm ngon đồng thời duy trì đƣợc tối đa hàm lƣợng các hợp chất có hoạt tính sinh học. Xác định đƣợc loại bao bì thích hợp giúp duy trì chất lƣợng sản phẩm cà chua bi đen sấy dẻo trong quá trình bảo quản.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nội dung 1: Xác định các chỉ tiêu của nguyên liệu cà chua bi đen. Nội dung 2: Khảo sát ảnh hƣởng của chế độ chần cà chua bi đen trong dung dịch CaCl2 ở nhiệt độ thấp đến cấu trúc trái. Nội dung 3: Khảo sát ảnh hƣởng của chế độ tách nƣớc thẩm thấu chân không cà chua bi đen trong dung dịch đƣờng đến hiệu quả truyền khối và chất lƣợng sản phẩm.

2 Nội dung 4: Khảo sát ảnh hƣởng của chế độ sấy chân không cà chua bi đen đến chất lƣợng sản phẩm. Nội dung 5: Khảo sát ảnh hƣởng của loại bao bì đến khả năng bảo quản sản phẩm cà chua bi đen sấy dẻo.4 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu (i) vừa mang ý nghĩa khoa học khi ứng dụng công nghệ trong chế biến sản phẩm, (ii) vừa mang tính cấp thiết là sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu giàu các hợp chất có hoạt tính sinh học, (iii) vừa mang tính thực tiễn là đa dạng hóa sản phẩm từ trái cà chua bi đen, thỏa mãn yêu cầu của ngƣời tiêu dùng với sản phẩm thực phẩm lành và có thể phòng chống bệnh tật trong một xã hội phát triển.5 ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI Ứng dụng công nghệ chân không cho quá trình tách nƣớc thẩm thấu trái cà chua bi đen trong dung dịch đƣờng nhằm tăng tốc độ truyền khối và cải thiện chất lƣợng sản phẩm. Ứng dụng công nghệ sấy chân không cho sản phẩm cà chua bi đen sấy dẻo nhằm tạo ra sản phẩm đạt chất lƣợng về cảm quan và có hoạt tính sinh học cao.6 PHƢƠNG THỨC CHUYỂN GIAO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỊA CHỈ ỨNG DỤNG Sản phẩm nghiên cứu có thể đƣợc chuyển giao đến các cơ sở chế biến rau quả trên địa bàn tỉnh An Giang và các vùng lân cận, đặc biệt là ở những vùng trồng nguyên liệu. Đơn vị phối hợp, hỗ trợ: Sở Công thƣơng Tỉnh An Giang (Số 10, Lê Triệu Kiết, Phƣờng Mỹ Bình, Thành phố Long Xuyên, Tỉnh An Giang).

3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU CÀ CHUA 2.1 Giới thiệu chung Cà chua là một trong những cây rau đƣợc trồng và tiêu thụ rộng rãi nhất trên thế giới. Theo số liệu từ Tổ chức Lƣơng thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO, 2021), sản lƣợng cà chua trên toàn cầu tăng liên tục từ 153 triệu tấn (2010) đến 181 triệu tấn (2019).2 Giá trị dinh dƣỡng Thành phần dinh dƣỡng trong 100 g phần ăn đƣợc của cà chua đƣợc thể hiện ở Bảng 1. Bảng 1 Thành phần dinh dƣỡng trong 100 g phần ăn đƣợc của cà chua Thành phần dinh dƣỡng Đơn vị Hàm lƣợng Nƣớc g 94 Năng lƣợng kcal 20 Protein g 0,6 Lipid g 0,2 Glucid g 4,0 Cellulose g 0,8 Tro g 0,4 Đƣờng tổng số g 2,62 - Fructose g 1,37 - Glucose g 1,25 Calci mg 12 Sắt mg 1,4 Magie mg 15 Phospho mg 26 Kali mg 275 Natri mg 12 Vitamin C mg 40 Vitamin PP mg 0,5 Vitamin E mg 0,54 β-carotene mg 393 α-carotene μg 112 Lycopene μg 3025 Lutein + Zeaxanthin μg 130 (Nguồn: Bộ Y Tế, Viện Dinh Dƣỡng, 2007) 4 Hai loại carotenoid chính trong cà chua là lycopene (chiếm 80-90% tổng lƣợng carotenoid) tạo nên màu đỏ cho quả và β-carotene (chiếm 7-10%) (Frusciante và cs. Ngoài ra, cà chua còn là nguồn dồi dào vitamin C, α-tocopherol và các hợp chất phenolic (Raffo và cs.

Hàm lƣợng phenolic tổng trong 5 giống cà chua dao động từ 4,43 đến 28,84 mgGAE/100g (GAE, gallic acid equivalent - đƣơng lƣợng gallic acid) (Minoggio và cs. Trong một nghiên cứu khác trên trái cà chua bi thì hàm lƣợng phenolic tổng đạt đƣợc cao hơn (73,51±2,03 mgGAE/100g) (Fu và cs. Cà chua chứa nhiều loại flavonoid trong mô, chúng tích lũy một lƣợng nhỏ naringenin chalcone và một số flavonol, nhƣ quercetin và kaempferol glycoside tập trung ở vỏ nhƣng không tổng hợp đƣợc anthocyanin (Torres và cs., 2005; Mes và cs. Bên cạnh đó, cà chua cũng là nguồn chất xơ tan và không tan, bao gồm pectin, hemicellulose và cellulose với hàm lƣợng từ 0,8 đến 1,3 g/100g và chứa 1-3 g/100g acid hữu cơ, trong đó chủ yếu là citric acid (Frusciante và cs.3 Cà chua bi đen Trái cà chua đen (hay cà chua tím) thƣờng đƣợc mô tả ở một số giống là do đột biến làm ảnh hƣởng đến sự phân hủy diệp lục tố và tổng hợp carotenoid mà không liên quan đến việc hình thành anthocyanin (Mes và cs.

Ngƣợc lại, Butelli và cs. Hình 1 Cà chua biến đổi gen Del/Ros1N (Nguồn: Butelli và cs., 2008) Tuy nhiên, thực phẩm biến đổi gen vẫn còn đối mặt với sự kháng cự mạnh mẽ của ngƣời tiêu dùng ở hầu hết các quốc gia vì những lo ngại về an toàn (Bruening & Lyons, 2000). Bên cạnh đó, một số loài gần gũi với cà chua lại có chứa anthocyanin nhƣ Lycopersicon chilense, Lycopersicon hirsutum, Lycopersicon cheesmaniae, Solanum lycopersicoides (Jones và cs.