ĐẶT VẤN ĐỀ Rau quả tươi là nguồn thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Tuy nhiên, do nước ta có khí hậu nhiệt đới ẩm nên việc bảo quản rau quả tươi gặp rất nhiều khó khăn, rau quả dễ bị thối, hỏng khi thu hoạch, vận chuyển và bảo quản làm giảm phẩm chất ban đầu (Gunasekera et al. Do đó, bên cạnh việc bảo quản rau quả tươi thì việc chế biến cũng có ý nghĩa hết sức quan trọng nhằm nâng cao giá trị sử dụng và đáp ứng nhu cầu, thị hiếu của người tiêu dùng, đồng thời tạo ra ngành sản xuất mới góp phần tạo việc làm ổn định và tăng thu nhập cho người dân. Từ lâu chúng ta đã biết chế biến rau quả bằng nhiều phương pháp để tạo ra các sản phẩm hấp dẫn nhưng vẫn giữ được giá trị dinh dưỡng và cung cấp năng lượng cho con người như: sản phẩm sấy, mứt, nước ép, rượu vang.
Đặc biệt, nước rau quả lên men có độ cồn thấp là một sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, mang lại lợi ích cho sức khỏe, kích thích tiêu hóa và phù hợp với nhiều lứa tuổi (Trần Thị Ngọc Mai, 2020). Bên cạnh đó, cà chua (Solanum lycopersicum) là loại rau quả phổ biến ở các nước nhiệt đới, trong đó có Việt Nam. Diện tích các vùng trồng cà chua tại Việt Nam ngày càng mở rộng và nhiều giống cà chua lai ghép chất lượng tốt đã được phát triển mạnh (Bộ Khoa học và Công nghệ, 2020). Cà chua là nguồn cung cấp dồi dào các chất dinh dưỡng và các hợp chất có hoạt tính sinh học như lycopene, K, Fe, folate và vitamin C.
Ngoài ra, cà chua còn cung cấp các chất chống oxy hóa quan trọng khác như β-carotene và các phenolic bao gồm flavonoid, acid hydroxycinnamic, acid chlorogenic, acid homovanillic, acid ferulic (Bhowmik et al., 2012; Toor et al., 2005; Borguini et al. Nhờ đó, cà chua đã mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe như chống ung thư, giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch, bảo vệ thần kinh, bảo vệ chống lại bệnh viêm da dị ứng, điều chỉnh hệ thống miễn dịch và giảm nguy cơ vô sinh (Collins et al. Với giá trị dinh dưỡng và giá trị sinh học cao nên đã có nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước về một số sản phẩm chế biến từ cà chua. Tuy nhiên, sản phẩm nước cà chua lên men vẫn còn khá mới mẻ.
Từ đó, đề tài “nghiên cứu chế biến sản phẩm nước cà chua lên men” được thực hiện nhằm góp phần tận dụng nguồn nguyên liệu rẻ tiền và có giá trị dinh dưỡng cao cũng như đa dạng hóa các sản phẩm lên men. Nước giải khát lên men từ cà chua là một sản phẩm hoàn toàn mang tính tự nhiên, sử dụng nấm men Saccharomyces cevevisiae để lên men dịch cà chua tạo rượu etylic và CO2. Sản phẩm đem lại nguồn giá trị dinh dưỡng cao cho người tiêu dùng, đặc biệt là các hợp chất có hoạt tính sinh học. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Xác định được các thông số tối ưu cho quy trình sản xuất nước cà chua lên men ở quy mô phòng thí nghiệm đạt chất lượng về dinh dưỡng và cảm quan, có hương vị mới lạ, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng hiện nay.
Thành công của đề tài sẽ góp phần nâng cao giá trị kinh tế cho trái cà chua đồng thời đa dạng hóa các loại sản phẩm nước giải khát lên men trên thị trường. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước pha loãng đến chất lượng sản phẩm. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của độ Brix và pH sau khi phối chế đến quá trình lên men và chất lượng sản phẩm. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men Saccharomyces cerevisiae đến quá trình lên men và chất lượng sản phẩm.
Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ agar bổ sung đến độ trong sản phẩm. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến khả năng bảo quản và chất lượng sản phẩm. TÍNH MỚI CỦA NGHIÊN CỨU Bên cạnh một số loại nước lên men từ rau quả đã có trên thị trường như nước táo lên men, nước dâu lên men, nước nho lên men, nước việt quất lên men,… thì nhiều nghiên cứu chế biến nước rau quả lên men với các loại nguyên liệu khác nhau cũng đã được thực hiện như nước sơri lên men, nước chùm ruột lên men, nước mãng cầu lên men, nước dâu tây lên men,… Từ đó, đề tài “nghiên cứu chế biến sản phẩm nước cà chua lên men” được thực hiện sẽ góp phần tạo nên một sản phẩm nước giải khát lên men mới có hương vị thơm ngon, giàu dinh dưỡng và có lợi cho sức khỏe phù hợp cho nhiều đối tượng khác nhau từ một loại nguyên liệu phong phú, rẻ tiền nhưng lại chứa hàm lượng cao các hợp chất có hoạt tính sinh học. 2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.
TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU CÀ CHUA 2. Nguồn gốc và phân loại Cây cà chua có tên khoa học là Lycopesium esculentum Mill, danh pháp là Solanum lycopersicum L., tên Tiếng Anh là Tomato, là loại rau ăn quả họ cà (Solanaceae), chi Lycopersicon (Tạ Thu Cúc, 2004). Cà chua có nguồn gốc ở bán đảo Galapagos thuộc Peru, Bolivia, Equado (Châu Mỹ). Trước khi Christophe Colombo phát hiện ra Châu Mỹ thì ở Peru và Mehico đã trồng cà chua, ở đó nó đã được người dân bản xứ thuần hóa và cải tiến, sau đó nó được du nhập sang các nước khác trên thế giới.
Những loại cà chua hoang dại gần gũi với loại cà chua trồng trọt ngày nay vẫn được tìm thấy ở dọc theo dãy núi Andes (Peru), Eequado và Boolivia, đảo Galapagos (Tạ Thu Cúc, 2004). Ở Việt Nam, một số nhà nghiên cứu cho rằng cà chua được du nhập vào nước ta từ thời Pháp thuộc và được người dân trồng trọt phổ biến. Ở Việt Nam, cà chua là loại rau ăn quả chủ lực, được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn ưu tiên phát triển với diện tích trồng trong những năm gần đây dao động trong khoảng 23-25 ngàn hecta, trước đây chỉ tập trung ở vùng đồng bằng và trung du Bắc Bộ nhưng nay mở rộng đến các tỉnh miền Trung, Tây Nguyên, và Nam Bộ do áp dụng những giống mới, có khả năng thích nghi với điều kiện thổ nhưỡng và khí hậu đa dạng (Bộ Khoa học và Công nghệ, 2020). Chi Lycopersicon được chia thành 2 chi phụ dựa vào màu sắc quả: Eriopersicon, Eulycopersicon (Tạ Thu Cúc, 2004).
- Chi phụ Eriopersicon: dạng cây 1 năm hoặc nhiều năm, quả của chi phụ này có màu xanh, trên quả có sọc tía, có lông, hạt nhỏ. Chi phụ này gồm 5 loại hoang dại: Lycopersicon cheesmanii, Lycopersicon chilense, Lycopersicon glandulosum, Lycopersicon hirsutum, Lycopersicon peruvianum. - Chi phụ Eulycopersicon: là dạng cây 1 năm, quả của chi phụ này có màu đỏ hoặc màu đỏ vàng, hoa to. Chi phụ này có một loài là Lycopersicon esculentum (cà chua thông thường), Lycopersicon pimpinellifolium (cà chua nho).
Một số giống cà chua Một số giống cà chua trồng phổ biến hiện nay được thể hiện ở Hình 1 đến Hình 6. 3 Hình 1: Cà chua chịu nhiệt (Smile) Hình 2: Cà chua đen (Black Krim) Hình 3: Cà chua cỡ đại Hình 4: Cà chua bi (Pruden’s Purple) (Cherry) Hình 5: Cà chua vàng Hình 6: Cà chua bi đen (Jaune Flame) (Black Cherry) “Nguồn: worldtomatosociety” 2. Đặc điểm hình thái Quả cà chua có một lớp vỏ bao gồm một lớp mỏng bên ngoài và hai lớp thịt vỏ bên trong (Hình 7). Lớp vỏ bên ngoài của quả là một lớp biểu bì mỏng không có lỗ khí, hàm lượng phenolic trong đó tăng lên trong quá trình phát triển của quả.
Lớp vỏ ngoài của cà chua chủ yếu được cấu tạo bởi một polymer lipid được gọi là cutin và các chất sáp. Vỏ thịt quả chứa mô quả nối với trung trụ ở cuống. Giữa các vách ngăn là những khoang chứa hạt. Số lượng hạt trong quả có thể khác nhau làm thay đổi kích thước và hình dạng của quả.
Hạt cà chua được biết là có chứa saponin steroid được gọi là lycoperoside, đặc biệt là lycoperoside H có tác dụng chống viêm (Collin et al. 4 Hình 7: Đặc điểm hình thái quả cà chua (Ramesh et al. Thành phần dinh dưỡng và lợi ích sức khỏe Thành phần dinh dưỡng trong 100 g phần ăn được của cà chua được thể hiện trong Bảng 1. Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng trong 100 g phần ăn được của cà chua Thành phần Hàm lượng Nước (g) 94 Năng lượng (Kcal) 20 Protein (g) 0,6 Lipit (g) 0,2 Gluxit (g) 4,0 Cellulose (g) 0,8 Đường tổng số (g) 2,63 Tro (g) 0,4 Canxi (mg) 12 Sắt (mg) 1,4 Magiê (mg) 15 Phospho (mg) 26 Kali (mg) 275 Vitamin C (mg) 40 Vitamin E (mg) 0,54 Alpha - caroten (µg) 112 Beta - caroten (µg) 393 Lycopen (µg) 3025 Lutein + Zeaxanthin 130 “Nguồn: Bộ Y Tế, Viện dinh dưỡng, 2007” 5 Cà chua là loại rau quả có giá trị dinh dưỡng cao.
Trong quả chín có nhiều chất dinh dưỡng, bao gồm đường, vitamin C và các chất khoáng quan trọng như canxi, sắt, photpho, kali, magie,… Phân tích 100 mẫu giống cà chua ở đồng bằng sông Hồng có thành phần hóa học là: chất khô 4,3-6,4%; đường tổng số 2,6-3,5%; hàm lượng chất tan 3,6- 6,2%; acid tổng số 0,22-0,72%; vitamin C 17,1-38. Cà chua chứa hàm lượng cao carotenoid (đặc biệt là β-carotene và lycopene) (Brezeanu et al., 2020), phenolic và một lượng nhỏ vitamin E (Vinson et al. Cà chua cũng là một nguồn cung cấp các chất chuyển hóa thứ cấp rất quan trọng đối với sức khỏe con người như phospho, kali, flavonoid, chất diệp lục (Wilcox et al. Màu sắc của quả được quyết định bởi hàm lượng sắc tố, lycopene là sắc tố chủ yếu tạo nên màu đỏ của cà chua còn màu vàng da cam thể hiện hàm lượng β-caroten (Tạ Thu Cúc, 2004).
Lycopene và β- carotene hoạt động như chất chống oxy hóa mạnh ở người. Tăng mức độ tiêu thụ lycopene bằng cách sử dụng cà chua tươi và các sản phẩm cà chua đã được khuyến nghị bởi nhiều chuyên gia sức khỏe (Tonucci et al. Tiêu thụ cà chua cho thấy góp phần đáng kể vào sức khỏe con người bằng cách giảm nguy cơ mắc các bệnh như ung thư, loãng xương và tim mạch (Melilli et al. Cà chua cũng có tác dụng tốt với hệ tiêu hóa, tăng cường sự tiết dịch của dạ dày và quá trình lọc máu.
Một số nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học Mỹ cho biết thành phần lycopen có khả năng giúp giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch, có khả năng ngăn ngừa sự hình thành các gốc tự do gây ung thư, đặc biệt là ung thư tuyến tiền liệt (Zuorro and Lavecchia, 2010).