Giới thiệu dự án

Thị trường nước giải khát chức năng (functional beverages) toàn cầu đang chứng kiến sự tăng trưởng vượt bậc với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) đạt trên 8,6% giai đoạn 2021-2026. Người tiêu dùng hiện đại chuyển dịch mạnh mẽ từ các loại nước giải khát có gas, chứa nhiều đường tinh luyện và hương liệu tổng hợp sang các dòng sản phẩm nguồn gốc thực vật giàu hoạt tính sinh học tự nhiên, hỗ trợ chống lão hóa, ổn định huyết áp và thanh lọc cơ thể.

Tuy nhiên, việc thương mại hóa nước ép nguyên chất từ củ dền đỏ (Beta vulgaris L.) gặp phải nhiều rào cản kỹ thuật nghiêm trọng:

  • Mùi nồng hăng đặc trưng của đất do sự hiện diện của hợp chất geosmin và pyrazine.
  • Sắc tố betalain (bao gồm betacyanin đỏ và betaxanthin vàng) rất nhạy cảm với nhiệt độ, ánh sáng và pH, dễ bị thoái hóa mất màu và mất hoạt tính chống oxy hóa trong quá trình chế biến nhiệt.
  • Dịch ép củ dền đơn thuần có vị nhạt, thiếu độ chua hài hòa và dễ bị kết tủa, phân lớp cơ học sau thanh trùng.

Nhằm giải quyết triệt để các hạn chế trên, dự án khóa luận tốt nghiệp ngành Công nghệ Thực phẩm tại Đại học An Giang – Đại học Quốc gia TP.HCM đã triển khai đề tài: "Nghiên cứu chế biến nước uống hỗn hợp từ củ dền (Beta vulgaris L.)".

Dự án xác định các mục tiêu khoa học cụ thể:

  1. Xác định tỷ lệ phối chế tối ưu giữa củ dền với các nguyên liệu bổ trợ gồm cà rốt (Daucus carota L.), táo tây (Malus domestica Borkh), khóm (Ananas comosus) và cam sành (Citrus sinensis L. Osbeck) để cân bằng hương vị và màu sắc.
  2. Ứng dụng enzyme pectinase trong xử lý dịch quả nhằm tăng hiệu suất thu hồi dịch chiết và nâng cao độ bền trạng thái, chống lắng tủa.
  3. Tối ưu hóa chế độ thanh trùng nhiệt (nhiệt độ và thời gian giữ nhiệt) nhằm vô hoạt hoàn toàn vi sinh vật gây hại theo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm, đồng thời bảo tồn tối đa hàm lượng polyphenol, flavonoid, vitamin C, betalain và carotenoid.
  4. Đánh giá chất lượng thành phẩm thông qua hệ thống đo màu quang học CIE $L^*a^b^$, phân tích hóa lý định lượng và khảo sát thị hiếu người tiêu dùng bằng thang điểm Hedonic 9 điểm.

Phạm vi nghiên cứu được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm (Pilot Lab), sử dụng bao bì chai thủy tinh 250 mL chuyên dụng cho đồ uống tiệt trùng, với giới hạn kiểm soát nguyên liệu tuyển chọn từ vùng Đồng bằng sông Cửu Long và Đà Lạt.


Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Nghiên cứu các dòng sản phẩm nước quả phối chế trên thị trường cho thấy sự đánh đổi lớn giữa giá trị cảm quan và độ ổn định sinh học:

Tiêu chí Nước ép củ dền đơn dòng Nước ép hỗn hợp công nghiệp đóng hộp Giải pháp phối chế củ dền đa thành phần (Đề tài)
Giá trị cảm quan Mùi nồng đất khó uống, vị đơn điệu Hương tổng hợp, vị ngọt sắc từ đường sucrose Vị chua ngọt thanh mát tự nhiên, át hoàn toàn mùi đất
Hàm lượng hoạt chất sinh học Rất cao nhưng kém ổn định Thấp do gia nhiệt quá mức (UHT) và chất bảo quản Bảo tồn cao (Betalain >8,9 mg/100g, Polyphenol >56 mg GAE/100g)
Độ bền hóa lý Dễ phân tầng, tủa protein và biến màu Ổn định nhờ chất ổn định tổng hợp Độ trong và bền màu cao nhờ enzyme Pectinase 0,2%
Đường bổ sung Thường phối đường cát (Sucrose) Xi-rô ngô cao fructose (HFCS) Sử dụng đường ăn kiêng Isomalt ($14^\circ\text{Bx}$)

Yêu cầu kỹ thuật đối với sản phẩm theo mô hình phân loại MoSCoW:

  • Must have: Đạt chuẩn vi sinh vật theo TCVN 7041-2002 và QCVN của Bộ Y Tế (Tổng vi khuẩn hiếu khí $< 100\text{ CFU/mL}$, không có E. coli, Coliforms $\le 10\text{ CFU/mL}$); pH ổn định ở $4,0$; tổng chất rắn hòa tan đạt $14^\circ\text{Bx}$.
  • Should have: Tối ưu hóa độ truyền sáng, màu đỏ hồng tự nhiên ($L^* \approx 35,89 - 37,24$; $a^* \approx 0,64 - 0,76$), giữ được trên 70% hàm lượng vitamin C và betalain sau thanh trùng.
  • Could have: Ứng dụng đường năng lượng thấp Isomalt cho đối tượng ăn kiêng và tiểu đường.
  • Won't have: Không sử dụng chất bảo quản hóa học (Benzoate, Sorbate), không dùng chất tạo màu nhân tạo.

Thiết kế hệ thống quy trình công nghệ

Quy trình sản xuất được module hóa thành các công đoạn khép kín theo sơ đồ dòng:

[Nguyên liệu tươi: Củ dền, Cà rốt, Táo, Khóm, Cam]
                   │
                   ▼
       [Rửa sạch & Cắt nhỏ định hình]
                   │
                   ▼
   [Nghiền mịn với tỷ lệ Nước 1:5 (w/v)]
                   │
                   ▼
[Bổ sung Dịch cam sành + Enzyme Pectinase 0.2%]
                   │
                   ▼
     [Ủ thủy phân: 50°C trong 45 phút]
                   │
                   ▼
         [Lọc dịch quả qua vải lọc]
                   │
                   ▼
[Điều vị: Isomalt (14°Bx) + Acid Citric (pH 4.0)]
                   │
                   ▼
[Gia nhiệt sơ bộ 50°C & Chiết rót chai thủy tinh 250mL]
                   │
                   ▼
    [Thanh trùng nhiệt: 90°C trong 15 phút]
                   │
                   ▼
      [Làm nguội cưỡng bức & Thành phẩm]

Technology Stack và thiết bị đo kiểm chuẩn:

  • Thiết bị đo màu quang học: Konica Minolta Chroma Meter CR-400 (Nhật Bản) đo phổ tán xạ phản xạ CIE $L^*a^b^$.
  • Thiết bị quang phổ UV-Vis: SP-1920 Spectrophotometer (Nhật Bản) dải bước sóng $190 - 1100\text{ nm}$.
  • Thiết bị kiểm soát nhiệt: Bể ổn nhiệt kỹ thuật số GPA CC1-181907 (Pháp), sai số $\pm 0,1^\circ\text{C}$.
  • Khúc xạ kế kỹ thuật số: Atago PAL-3 (Nhật Bản), dải đo $0,0 - 93,0^\circ\text{Bx}$.
  • Máy đo pH điện tử: Milwaukee Mi51 (Romania), độ phân giải $0,01\text{ pH}$.
  • Cân phân tích: Ohaus PA2102 (Mỹ), độ chính xác $10^{-4}\text{ g}$.
  • Phần mềm phân tích dữ liệu & thống kê: Statgraphics Centurion XV và Microsoft Excel 2019.

Methodology & Thiết kế thực nghiệm

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp thực nghiệm nhân tố toàn phần (Full Factorial Experimental Design) 3 giai đoạn độc lập:

  1. Giai đoạn 1: Khảo sát 16 nghiệm thức phối trộn hàm lượng Cà rốt ($30, 40, 50, 60%\text{ w/w}$) và Táo tây ($15, 20, 25, 30%\text{ w/w}$) trên nền cố định $200\text{g}$ củ dền.
  2. Giai đoạn 2: Khảo sát 16 nghiệm thức biến thiên hàm lượng Khóm ($25, 30, 35, 40%\text{ w/w}$) và Cam sành ($15, 20, 25, 30%\text{ w/w}$) kết hợp với tỷ lệ tối ưu từ giai đoạn 1.
  3. Giai đoạn 3: Tối ưu hóa 16 chế độ xử lý nhiệt thanh trùng gồm 4 mức nhiệt độ ($80, 85, 90, 95^\circ\text{C}$) và 4 mốc thời gian giữ nhiệt ($5, 10, 15, 20\text{ phút}$).

Dữ liệu thực nghiệm được đo lặp lại 3 lần ($n=3$), phân tích phương sai ANOVA một nhân tố và hai nhân tố kết hợp kiểm định Duncan post-hoc ở mức ý nghĩa $P \le 0,05$ và $P \le 0,01$.


Implementation và kết quả

Thuật toán và mô hình tính toán công nghệ

Xử lý số liệu hóa lý và động học tiêu diệt vi sinh vật được xây dựng trên các thuật toán định lượng tiêu chuẩn:

# Pseudocode: Tính toán giá trị thanh trùng F0 và nồng độ hoạt chất sinh học

def calculate_thermal_lethality(temp_data: list, time_step: float, z_value: float = 10.0, t_ref: float = 121.1) -> float:
    """
    Tính giá trị tiệt trùng F (hoặc PU) tích lũy theo phương pháp tích phân hình thang
    L = 10 ** ((T - T_ref) / z)
    """
    total_f_value = 0.0
    for temp in temp_data:
        lethal_rate = 10 ** ((temp - t_ref) / z_value)
        total_f_value += lethal_rate * time_step
    return total_f_value

def calculate_betalain_content(absorbance_538: float, absorbance_480: float, dilution_factor: int, mw: float = 550, eps: float = 60000) -> dict:
    """
    Định lượng Betacyanin (538nm) và Betaxanthin (480nm) theo công thức quang phổ Lambert-Beer
    """
    # BC: Betacyanin (mg/L), BX: Betaxanthin (mg/L)
    betacyanin = (absorbance_538 * dilution_factor * mw * 1000) / (eps * 1.0)
    betaxanthin = (absorbance_480 * dilution_factor * 339 * 1000) / (48000 * 1.0)
    total_betalain = betacyanin + betaxanthin
    return {
        "betacyanin_mg_L": betacyanin,
        "betaxanthin_mg_L": betaxanthin,
        "total_betalain_mg_100g": total_betalain / 10.0
    }

Phương trình hồi quy đa biến bậc hai dự báo sự biến thiên của tổng hoạt chất Polyphenol ($Y_{\text{TPC}}$) theo hàm lượng Cà rốt ($X_1$) và Táo ($X_2$):

$$Y_{\text{TPC}} = \beta_0 + \beta_1 X_1 + \beta_2 X_2 + \beta_{11} X_1^2 + \beta_{22} X_2^2 + \beta_{12} X_1 X_2$$

Trong đó:

  • $X_1$: Tỷ lệ cà rốt bổ sung ($30 - 60%$).
  • $X_2$: Tỷ lệ táo bổ sung ($15 - 30%$).

Kết quả thực nghiệm và kiểm định chất lượng

1. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn Cà rốt và Táo (Thí nghiệm 1)

Kết quả chỉ ra việc bổ sung $40%$ cà rốt và $25%$ táo mang lại sự cân bằng tối ưu giữa màu sắc và độ hài hòa vị giác:

Tỷ lệ Cà rốt (% w/w) Độ sáng $L^*$ Sắc đỏ $a^*$ Độ lệch màu $\Delta E$ Flavonoid (mg QE/100g) Polyphenol (mg GAE/100g) Betalain (mg/100g) Điểm cảm quan ưa thích (9)
30% $32,83^d$ $0,33^d$ $58,49^a$ $15,31^d$ $36,92^d$ $23,00^d$ $6,12^c$
40% (Tối ưu) $34,43^c$ $0,66^c$ $56,86^b$ $23,06^c$ $60,72^c$ $24,83^c$ $7,03^a$
50% $35,97^b$ $0,99^b$ $55,30^c$ $25,42^b$ $84,10^b$ $25,84^b$ $6,65^b$
60% $37,28^a$ $1,39^a$ $53,95^d$ $34,21^a$ $116,51^a$ $26,07^a$ $6,21^c$

Khi tỷ lệ cà rốt tăng từ $30%$ lên $60%$, độ sáng $L^*$ tăng tuyến tính từ $32,83$ lên $37,28$ do hàm lượng hạt sắc tố Carotenoid phân tán tăng ($2,11 \to 2,43\text{ mg/g}$). Tuy nhiên, ở tỷ lệ $60%$, mùi cà rốt lấn át mùi củ dền khiến điểm cảm quan giảm. Tỷ lệ $40%$ cà rốt kết hợp $25%$ táo tây giúp điểm cảm quan màu sắc đạt $3,80/5$ và điểm ưa thích chung đạt đỉnh $7,03/9$.

2. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn Khóm và Cam sành (Thí nghiệm 2)

Hàm lượng khóm và cam sành đóng vai trò quyết định trong việc cân bằng tỷ lệ đường/acid ($^\circ\text{Bx}/\text{Acid}$) và bổ sung vitamin C:

  • Tỷ lệ tối ưu được xác định: $35%$ Khóm và $20%$ Cam sành.
  • Hiệu quả công nghệ: Acid citric tự nhiên trong cam và khóm hạ pH môi trường xuống khoảng $4,0$, tạo điều kiện đệm bảo vệ vòng nhân betanidin của sắc tố betalain, đồng thời enzyme bromelain tự nhiên trong khóm hỗ trợ làm mềm dịch huyền phù.

3. Đánh giá chế độ xử lý nhiệt thanh trùng (Thí nghiệm 3)

Khảo sát profile nhiệt độ tâm chai và thời gian giữ nhiệt cho thấy chế độ $90^\circ\text{C}$ trong $15\text{ phút}$ là điểm cân bằng hoàn hảo:

Nhiệt độ (°C)
100 ───────────────────────────────────────────── (Ngưỡng phân hủy Betalain > 95°C)
 90 ───────────┌────────────────────────┐──────── (Nhiệt độ tối ưu: 90°C, giữ nhiệt 15 phút)
 80 ─────┌─────┘                        └─────┐── (80°C - Chưa đạt vô hoạt vi sinh F-value)
         │◄──── 10 min ───►│◄── 15 min ──►│
 25 ─────┘ (Giai đoạn nâng)  (Giữ nhiệt)  └────── (Làm nguội cưỡng bức < 40°C)
Thông số theo dõi Trước thanh trùng Sau thanh trùng ($85^\circ\text{C}$, 15 phút) Sau thanh trùng ($90^\circ\text{C}$, 15 phút - Chọn) Sau thanh trùng ($95^\circ\text{C}$, 20 phút)
Polyphenol (mg GAE/100g) $74,56$ $65,12$ $56,64 - 60,83$ $41,20$
Flavonoid (mg QE/100g) $23,52$ $15,80$ $10,85 - 11,24$ $6,45$
Tannin (mg TAE/100g) $89,44$ $63,20$ $49,34 - 48,91$ $32,10$
Betalain (mg/100g) $24,94$ $14,60$ $8,90 - 9,16$ $3,85$
Vitamin C (mg/100g) $18,40$ $14,20$ $9,73 - 11,91$ $4,15$
Tổng VK hiếu khí (CFU/mL) $4,2 \times 10^3$ $1,8 \times 10^2$ (Chưa đạt) $< 10$ (Đạt chuẩn TCVN) $0$ (Vô trùng tuyệt đối)
Điểm cảm quan Mùi vị (9) $6,10$ $6,40$ $6,93$ $5,12$ (Khét caramel nhẹ)

Đổi mới và đóng góp

  1. Hiệp đồng dinh dưỡng và khử mùi triệt để bằng ma trận thực vật: Khắc phục nhược điểm mùi ngái đất của củ dền bằng sự kết hợp tỷ lệ vàng ($40%$ Cà rốt, $25%$ Táo, $35%$ Khóm, $20%$ Cam sành), tạo hương vị thơm mát tự nhiên mà không cần đến phụ gia tạo hương tổng hợp.
  2. Kỹ thuật ổn định sắc tố Betalain và phức hợp chống oxy hóa: Ứng dụng thành công nhiệt độ thanh trùng $90^\circ\text{C}$ trong $15\text{ phút}$ kết hợp điều chỉnh $\text{pH} = 4,0$, bảo tồn được $8,90 - 9,16\text{ mg/100g}$ Betalain và $56,64 - 60,83\text{ mg GAE/100g}$ Polyphenol, duy trì hoạt tính dập tắt gốc tự do DPPH và lực khử Fe³⁺ (FRAP) vượt trội.
  3. So sánh với các công trình nghiên cứu tiền nhiệm:
    • So với nghiên cứu Nước ép dứa – bí đao (Vũ Kim Dung và cs., 2020: $90^\circ\text{C}$, 15 phút, $18^\circ\text{Bx}$ dùng đường sucrose), sản phẩm củ dền hỗn hợp đạt độ ổn định màu đỏ tự nhiên tốt hơn ($\Delta E = 51,17 - 52,52$) và sử dụng đường Isomalt ($14^\circ\text{Bx}$) thân thiện với sức khỏe tim mạch.
    • So với nghiên cứu Nước bắp cải tím (Nguyễn Duy Tân & Đống Thị Anh Đào, 2012: $90^\circ\text{C}$, 20 phút), quy trình này rút ngắn $25%$ thời gian giữ nhiệt, giảm thiểu tỷ lệ thất thoát vitamin C ($9,73 - 11,91\text{ mg/100g}$).
    • So với nghiên cứu Nước quả chanh dây – sơ ri – gấc (Hà Mỹ Phương, 2009: $75 - 80^\circ\text{C}$, 10 phút), quy trình đạt độ an toàn vi sinh ổn định hơn đối với bao bì chai thủy tinh hẹp miệng.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản sản xuất và tính khả thi thương mại

Quy trình công nghệ được thiết kế tương thích với các dây chuyền chiết rót đóng chai bán tự động và tự động hiện có tại các cơ sở chế biến thực phẩm vừa và nhỏ (SMEs):

  • Use Case 1 - Đồ uống thể thao & Functional Food: Phục vụ người tập luyện thể thao cường độ cao nhờ hàm lượng nitrat tự nhiên trong củ dền giúp tăng tuần hoàn máu não và cải thiện sức bền cơ bắp.
  • Use Case 2 - Dinh dưỡng lâm sàng cho bệnh nhân cao huyết áp: Hỗ trợ giãn mạch, bổ sung chất chống oxy hóa bảo vệ thành mạch và ngăn ngừa biến chứng tim mạch.

Phân tích hiệu quả kinh tế (Cost-Benefit & Scalability)

  • Ước tính giá thành nguyên liệu (Batch 100 L):
    • Củ dền tươi: $12\text{ kg} \times 15.000\text{ VNĐ} = 180.000\text{ VNĐ}$
    • Cà rốt, táo, khóm, cam sành: $420.000\text{ VNĐ}$
    • Đường Isomalt & Enzyme Pectinase: $150.000\text{ VNĐ}$
    • Chi phí bao bì chai thủy tinh 250 mL ($400\text{ chai}$): $800.000\text{ VNĐ}$
    • Điện nước & Khấu hao: $250.000\text{ VNĐ}$
    • Tổng chi phí: $\approx 1.800.000\text{ VNĐ}/100\text{ L}$ ($\approx 4.500\text{ VNĐ/chai 250 mL}$).
  • Biên lợi nhuận dự kiến: Với giá bán lẻ thị trường cho dòng nước ép organic từ $20.000 - 25.000\text{ VNĐ/chai}$, tỷ suất lợi nhuận gộp đạt trên $65%$, thời gian hoàn vốn (ROI) ước tính $14 - 18\text{ tháng}$ cho quy mô công suất $2.000\text{ chai/ngày}$.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

  • Nghiên cứu mới dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm (mẻ $200\text{ g} - 2\text{ L}$), cần đánh giá sự phân bố nhiệt độ trong các nồi thanh trùng công nghiệp dung tích lớn ($500 - 1.000\text{ L}$).
  • Chưa khảo sát biến đổi động học chất lượng trong điều kiện bảo quản dài hạn ($> 6\text{ tháng}$) dưới tác động của các bước sóng ánh sáng môi trường.

Hướng nghiên cứu mở rộng

  • Ứng dụng công nghệ chế biến không nhiệt (Non-thermal processing) như Xử lý áp suất cao (High-Pressure Processing - HPP) hoặc Công nghệ xung điện trường (PEF) để bảo toàn $100%$ Betalain và Vitamin C nhạy nhiệt.
  • Nghiên cứu vi bao (Microencapsulation) dịch ép củ dền bằng maltodextrin/gum arabic để sản xuất bột nước uống hòa tan cao cấp.

Đối tượng hưởng lợi

                ┌───────────────────────────────────────────────────────────┐
                │          HỆ SINH THÁI ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI                 │
                └─────────────────────────────┬─────────────────────────────┘
                                              │
         ┌───────────────────┬────────────────┴───────────────────┬───────────────────┐
         ▼                   ▼                                    ▼                   ▼
┌─────────────────┐ ┌───────────────────┐               ┌───────────────────┐ ┌─────────────────┐
│   Sinh viên &   │ │   Kỹ sư R&D &     │               │   Doanh nghiệp    │ │   Nhà khoa học  │
│    Giảng viên   │ │  Food Technologist│               │     Sản xuất      │ │   & Y sinh học  │
├─────────────────┤ ├───────────────────┤               ├───────────────────┤ ├─────────────────┤
│• Giáo trình mẫu │ │• Bộ thông số phối │               │• Quy trình sẵn    │ │• Dữ liệu động   │
│  bố trí thí     │   trộn tối ưu       │               │  sàng chuyển giao │   học phân hủy    │
│  nghiệm chuẩn   │• Kiểm soát màu sắc  │               │• Giá thành sản    │   hoạt chất nhiệt │
│• Phương pháp đo │  bằng CIE L*a*b*    │               │  xuất tối ưu hóa  │• Tiền đề thử      │
│  hoạt chất sinh │• Công thức thanh    │               │• ROI thương mại   │   nghiệm tiền     │
│  học phổ biến   │  trùng an toàn      │               │  hấp dẫn (>65%)   │   lâm sàng        │
└─────────────────┘ └───────────────────┘               └───────────────────┘ └─────────────────┘
  • Sinh viên ngành Công nghệ Thực phẩm & Hóa sinh: Nguồn tài liệu tham khảo thực nghiệm chuẩn mực về phương pháp xác định Polyphenol (Folin-Ciocalteu), Flavonoid ($\text{AlCl}_3$), Tannin (Folin-Denis), Betalain và đánh giá cảm quan theo TCVN 5090-90.
  • Kỹ sư R&D ngành Đồ uống: Nắm vững công thức phối trộn chuẩn xác $40%$ Cà rốt - $25%$ Táo - $35%$ Khóm - $20%$ Cam sành trên nền Củ dền để ứng dụng ngay vào phát triển sản phẩm mới.
  • Doanh nghiệp vừa và nhỏ (SMEs): Nhận chuyển giao quy trình sản xuất chi phí thấp, tận dụng nguồn nông sản dồi dào tại Việt Nam để đa dạng hóa danh mục sản phẩm đồ uống vì sức khỏe.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để triển khai sản xuất quy mô xưởng là gì?

Cơ sở sản xuất cần trang bị:

  • Máy nghiền/ép trục vít công nghiệp bằng thép không gỉ SUS 304/316.
  • Bồn ủ enzyme có cánh khuấy gia nhiệt điều khiển tự động ($50 \pm 1^\circ\text{C}$).
  • Thiết bị lọc khung bản hoặc lọc tinh dạng túi.
  • Dây chuyền chiết rót nóng và nồi thanh trùng áp suất hở/kín có kiểm soát nhiệt độ tâm chai đạt tối thiểu $90^\circ\text{C}$ trong $15\text{ phút}$.

2. Làm thế nào để giải quyết hiện tượng tách lớp và lắng cặn sau thời gian bảo quản?

Giải pháp công nghệ bao gồm:

  • Xử lý dịch quả với enzyme Pectinase $0,2%$ ở $50^\circ\text{C}$ trong $45\text{ phút}$ để cắt mạch pectin hòa tan và làm giảm độ nhớt huyền phù.
  • Bổ sung hydrocolloid thực phẩm như Xanthan gum hoặc Pectin biến tính ($0,05 - 0,1%$) trong giai đoạn điều vị nếu muốn giữ trạng thái đục đồng nhất (cloudy juice).

3. Nước uống củ dền hỗn hợp có thể bảo quản được bao lâu mà không dùng hóa chất bảo quản?

Nhờ chế độ thanh trùng $90^\circ\text{C}/15\text{ phút}$, kết hợp ghép nắp kín trong bao bì chai thủy tinh ở điều kiện vô trùng và kiểm soát $\text{pH} = 4,0$, sản phẩm duy trì chất lượng ổn định từ $8 - 12\text{ tuần}$ ở nhiệt độ phòng ($25 - 28^\circ\text{C}$) và kéo dài $4 - 6\text{ tháng}$ ở nhiệt độ mát ($4 - 8^\circ\text{C}$).

4. Chi phí đầu tư ban đầu cho dây chuyền sản xuất khoảng bao nhiêu?

Với quy mô xưởng khởi nghiệp $500\text{ lít/ngày}$, chi phí thiết bị chế tạo trong nước (máy rửa, máy ép, bồn phối trộn gia nhiệt, máy chiết rót thủ công và nồi thanh trùng) dao động từ $150 - 250\text{ triệu VNĐ}$, phù hợp với các hợp tác xã nông nghiệp và doanh nghiệp đổi mới sáng tạo.


Kết luận

Đồ án khóa luận "Nghiên cứu chế biến nước uống hỗn hợp từ củ dền (Beta vulgaris L.)" đã giải quyết xuất sắc bài toán công nghệ trong việc loại bỏ nhược điểm cảm quan của củ dền và làm chủ chế độ xử lý nhiệt để tạo ra dòng thức uống chức năng giàu hoạt tính sinh học.

Sản phẩm đạt các thông số kỹ thuật tối ưu: phối chế $40%$ cà rốt, $25%$ táo tây, $35%$ khóm và $20%$ cam sành; điều vị về $14^\circ\text{Bx}$ bằng đường Isomalt, $\text{pH} = 4,0$; thanh trùng tại $90^\circ\text{C}$ trong $15\text{ phút}$. Thành phẩm lưu giữ hàm lượng dưỡng chất ấn tượng: $56,64 - 60,83\text{ mg GAE/100g}$ Polyphenol, $10,85 - 11,24\text{ mg QE/100g}$ Flavonoid, $8,90 - 9,16\text{ mg/100g}$ Betalain và $9,73 - 11,91\text{ mg/100g}$ Vitamin C, đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm theo TCVN 7041-2002.

Công trình mở ra tiềm năng thương mại hóa to lớn, gia tăng giá trị kinh tế cho chuỗi nông sản củ dền và các loại cây ăn trái Đồng bằng sông Cửu Long, đáp ứng xu hướng tiêu dùng thực phẩm bảo vệ sức khỏe trong kỷ nguyên mới.