Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự chuyển dịch trong hành vi tiêu dùng thực phẩm hiện đại phản ánh nhu cầu ngày càng cao đối với các dòng sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, mang nhãn sạch (clean label) và bổ sung giá trị dinh dưỡng. Trong ẩm thực Việt Nam, nước chấm và gia vị đóng vai trò thiết yếu trong việc định hình hương vị bữa ăn. Theo thống kê của Statista năm 2020, mức tiêu thụ nước mắm và nước chấm bình quân hàng tháng tại Việt Nam đạt mức 0,3 lít/người. Cùng với sự phát triển của lối sống bận rộn và thức ăn nhanh, thị trường đòi hỏi các dòng nước chấm tiện lợi nhưng vẫn đáp ứng tiêu chí lành mạnh.

Đề tài "Phát triển sản phẩm thực phẩm: Nước chấm thanh trà" được thực hiện bởi nhóm tác giả Lê Thị Hoàng Thơ, Kim Thị Yến, Nguyễn Thị Như Ý dưới sự hướng dẫn của ThS. Đặng Thanh Thủy tại Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành (tháng 6 năm 2022). Nghiên cứu giải quyết bài toán đa dạng hóa sản phẩm gia vị chế biến từ nguồn nông sản nhiệt đới bản địa, cụ thể là khai thác quả thanh trà (Bouea macrophylla Griffith) – một loại quả có vị chua tự nhiên và giàu hoạt chất sinh học nhưng còn ít sản phẩm thương mại hóa trên thị trường chế biến sâu.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được triển khai theo các trọng tâm:

  1. Điều tra, khảo sát thị hiếu và thói quen của người tiêu dùng đối với các dòng nước chấm/nước sốt hiện có trên thị trường.
  2. Tổng hợp cơ sở khoa học về đặc tính thực vật học, thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của quả thanh trà cùng các nguyên liệu phụ trợ.
  3. Thiết kế, thử nghiệm và sàng lọc các công thức phối chế sản phẩm nước chấm thanh trà (khảo sát các công thức khác nhau về tỷ lệ gia vị và phụ gia).
  4. Xây dựng quy trình công nghệ chế biến hoàn chỉnh ở quy mô phòng thí nghiệm từ khâu chuẩn bị nguyên liệu đến thanh trùng, đóng chai.
  5. Tiến hành đánh giá cảm quan thị hiếu người tiêu dùng bằng phương pháp cho điểm và thiết lập danh mục chỉ tiêu chất lượng (cảm quan, hóa học, vi sinh, kim loại nặng, độc tố vi nấm) dựa trên các Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN) và Quy định của Bộ Y tế.

Đối tượng nghiên cứu là quả thanh trà (Bouea macrophylla Griffith) kết hợp các nguyên liệu phụ gồm ớt tươi (Capsicum), muối ăn, đường tinh luyện, bột ngọt (monosodium glutamate), pectin và acid citric (E330). Phạm vi không gian của nghiên cứu khảo sát và thực nghiệm được tiến hành tại Thành phố Hồ Chí Minh, trong khuôn khổ phòng thí nghiệm Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành. Phạm vi thời gian hoàn thành đồ án vào tháng 6 năm 2022.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết của đồ án được xây dựng trên nền tảng phân loại học thực vật, hóa học thực phẩm và kỹ thuật chế biến:

  • Đặc điểm sinh học và thành phần hóa học của thanh trà: Quả thanh trà (Bouea macrophylla Griffith, đồng danh B. gandaria Blume ex Miq., thuộc họ Đào lộn hột Anacardiaceae). Cây thân gỗ cao đến 27 m, hạt có hai lá mầm màu tím. Theo số liệu tổng hợp từ Dechsupa và cộng sự (2019b) cùng Rajan và Bhat (2017), thịt quả thanh trà chưa chín có hàm lượng tro 1,70 g/100g, năng lượng 176,77 kCal/100g, giàu hydrocacbon terpenic (32,89%), acid hữu cơ (29,72%), α-cadinol (4,94%), deltacadines (4,80%). Quả chín chứa phốt pho 78,20 mg/100g, kẽm 5,78 mg/kg, hydrocacbon terpenic (29,28%), xeton (27,27%), este (20,73%), acetophenone (12,31%) và acetylvaleryl (10,99%).
  • Hoạt tính dược lý: Nhóm tác giả tổng hợp các bằng chứng thực nghiệm cho thấy dịch chiết thanh trà có hoạt tính chống oxy hóa cao (hàm lượng phenolic dao động từ 530,85 đến 701,03 mg axit gallic/g chiết xuất); hoạt tính kháng khuẩn với đường kính vòng ức chế đối với Escherichia coli đạt 21 mm (quả chưa chín) và 19 mm (quả chín), nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) từ 39,0 đến 625,0 μg/mL đối với 15 chủng vi khuẩn chỉ thị; ức chế enzyme glucosidase với giá trị IC50 = 57,62 μg/mL; các hợp chất gallotanin, ethyl gallate, pentagalloyl glucoside (PGG) trong hạt có hoạt tính chống ung thư và apoptosis.
  • Nguyên liệu phụ và phụ gia thực phẩm: Pectin (polysaccharide cấu tạo từ acid D-galacturonic liên kết 1,4-glucoside) đóng vai trò chất tạo gel, ổn định cấu trúc nhũ tương; acid citric (C6H8O7) làm chất điều vị chua, ổn định hệ nhũ và kéo dài thời gian bảo quản; ớt bổ sung vitamin C, tạo vị cay và hỗ trợ tạo màu; muối và đường cân bằng áp suất thẩm thấu, điều vị và ức chế hoạt độ của nước.
  • Cơ sở các quá trình công nghệ: Đồ án phân tích bản chất cơ học và nhiệt động học của quá trình phối chế (cường độ khuấy, hòa tan ở nhiệt độ 40 °C để tránh vón cục pectin) và quá trình gia nhiệt (xử lý ở 80 - 90 °C nhằm làm chín nguyên liệu, vô hoạt enzyme polyphenoloxidase - PPO và ức chế vi sinh vật).

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa định lượng xã hội học và thực nghiệm công nghệ thực phẩm:

  • Phương pháp khảo sát thị hiếu: Điều tra trực tuyến và trực tiếp thông qua phiếu khảo sát gồm 29 câu hỏi, bao quát các nhóm thông tin nhân khẩu học, thói quen sử dụng nước sốt và quan điểm đối với sản phẩm nước sốt thanh trà.
  • Phương pháp thực nghiệm công nghệ: Bố trí các mẻ phối chế thử nghiệm để tinh chỉnh tỷ lệ các cấu tử thanh trà, đường, muối, bột ngọt, ớt, pectin và acid citric.
  • Phương pháp đánh giá cảm quan: Sử dụng phép thử cho điểm thị hiếu (thang điểm Hedonic 9 bậc, từ 1 = Cực kỳ không thích đến 9 = Cực kỳ thích). Mẫu thử được mã hóa ngẫu nhiên (117, 118, 120), hội đồng thử gồm sinh viên chuyên ngành thực phẩm và giảng viên chuyên môn.
  • Phương pháp xây dựng chỉ tiêu chất lượng: Tra cứu và đối chiếu các ngưỡng giới hạn theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7397:2004, TCVN 4829:2005 và Quyết định 46/2007/QĐ-BYT của Bộ Y tế.

Nội dung chính theo từng chương

Tình hình tiêu thụ, xu hướng phát triển và giới thiệu nguyên liệu (Chương 1)

Chương 1 tập trung phân tích bối cảnh tiêu thụ gia vị dạng sốt chấm trên phạm vi toàn cầu và tại thị trường Việt Nam. Tác giả dẫn chứng số liệu mức tiêu thụ nước chấm bình quân đạt 0,3 lít/người/tháng vào tháng 6 năm 2020, đồng thời chỉ ra sự biến chuyển của thị trường sau dịch COVID-19 khi người tiêu dùng chú trọng sản phẩm tăng cường đề kháng và nguồn gốc thiên nhiên.

Nội dung trọng tâm của chương là nghiên cứu hệ thống về quả thanh trà: nguồn gốc Đông Nam Á, hình thái thực vật, bảng phân loại khoa học (chi Bouea, họ Anacardiaceae). Số liệu thành phần hóa học được tác giả trích dẫn chi tiết từ các công bố quốc tế: hàm lượng tro, năng lượng, khoáng chất (P, Zn), các nhóm hợp chất hữu cơ bay hơi và polyphenol trong các giai đoạn phát triển của quả. Tác giả cũng tổng hợp cơ chế dược lý của các hợp chất gallotanin, ethyl gallate, PGG trong việc ức chế tín hiệu ung thư (STAT3, AKT, ERK), làm biến tính protein màng tế bào vi khuẩn gây bệnh và hoạt tính hạ đường huyết thông qua ức chế alpha-glucosidase (IC50 = 57,62 μg/mL). Ngoài ra, chương 1 phân tích kỹ thuật các nguyên liệu phụ (ớt, muối, bột ngọt, đường, pectin, acid citric, nước) và cơ sở lý thuyết của hai quá trình công nghệ cốt lõi: phối chế (ở 40 °C) và gia nhiệt cô đặc (ở 80 - 90 °C).

Kế hoạch thực hiện, thu thập ý kiến người tiêu dùng và đánh giá cảm quan (Chương 2)

Chương 2 trình bày chi tiết phương pháp luận thu thập dữ liệu thị trường và kiểm nghiệm cảm quan. Phiếu khảo sát gồm 29 câu hỏi được thiết kế bao gồm: thông tin cá nhân (giới tính, độ tuổi, thu nhập), hành vi tiêu dùng nước chấm (tần suất, loại thực phẩm ăn kèm, tiêu chí chọn mua, độ chua ngọt mong muốn) và phản ứng đối với ý tưởng sản phẩm nước sốt thanh trà.

Về phương pháp cảm quan, nhóm tác giả thiết lập quy trình đánh giá thị hiếu sử dụng thang đo Hedonic 9 mức độ. Mẫu thử nghiệm được chuẩn bị thành 3 công thức phát triển và được đặt trong mối tương quan so sánh với 1 mẫu thương mại đang lưu hành trên thị trường (tương ớt chua cay Cholimex). Chương này đưa ra phiếu hướng dẫn đánh giá mã hóa, yêu cầu người thử thanh vị bằng nước lọc giữa các lần nếm, đồng thời xác lập tiêu chí người thử ưu tiên sinh viên và giảng viên ngành công nghệ thực phẩm nhằm thu được nhận xét chuyên môn về cấu trúc, màu sắc, mùi và vị.

Kết quả khảo sát, phát triển sản phẩm và quy trình công nghệ hoàn chỉnh (Chương 3)

Chương 3 công bố toàn bộ dữ liệu thực nghiệm và kết quả phân tích thống kê. Kết quả khảo sát người tiêu dùng chỉ ra các đặc điểm cấu trúc, thể tích, mức giá và hương vị tối ưu mà thị trường mong muốn. Dựa trên dữ liệu khảo sát, tác giả tiến hành sàng lọc ý tưởng từ 8 sản phẩm tiềm năng, chọn lọc ra định hướng phát triển dòng nước chấm thanh trà vị chua cay và chua ngọt.

Chương này ghi nhận tiến trình thực hiện 3 mẫu sản phẩm phát triển qua các lần thử nghiệm:

  • Công thức 1: Thanh trà, pectin, ớt, bột ngọt, muối, đường, nước lọc. Quy trình: hòa tan pectin và đường trong nước ấm (~40 °C), bổ sung gia vị, gia nhiệt đến khi tan hoàn toàn, sau đó cho thịt quả thanh trà vào gia nhiệt ở 80 - 90 °C. Thành phẩm có vị ngọt và chua, ít cay, trạng thái nhũ tương đồng đều, không tách lớp, mùi thanh trà hiện rõ.
  • Công thức 2: Thành phần tương tự Công thức 1 nhưng được bổ sung thêm phụ gia acid citric. Thành phẩm thiên về vị chua cay đậm hơn, độ chua tăng rõ rệt, nhũ tương bền.
  • Công thức 3: Tương tự Công thức 1 nhưng hiệu chỉnh tỷ lệ các gia vị đường, muối, bột ngọt để làm hài hòa vị chua ngọt thanh dịu, mùi thơm tự nhiên nổi bật.

So sánh với mẫu thương mại Cholimex (sử dụng 12% ớt, dấm, tỏi, gừng cùng các phụ gia tổng hợp gồm chất ổn định 1422, chất bảo quản 211 natri benzoat và phẩm màu 110 Sunset Yellow FCF), các mẫu phát triển từ thanh trà không sử dụng chất bảo quản hay phẩm màu tổng hợp, màu sắc cam vàng hoàn toàn tạo thành từ thịt quả thanh trà và ớt tự nhiên. Cuối chương 3, tác giả thuyết minh chi tiết quy trình công nghệ hoàn chỉnh gồm các công đoạn: phân loại, làm sạch, chần ớt, xay nhuyễn thịt quả, phối chế gia vị ở 40 °C, gia nhiệt ở 80 - 90 °C, rót bao bì và dán nhãn; đồng thời xây dựng bảng tính toán giá thành và hệ thống các bảng chỉ tiêu chất lượng sản phẩm.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đạt được các kết quả định lượng cụ thể từ khảo sát xã hội học và thử nghiệm công nghệ:

Hạng mục thông số Dữ liệu định lượng trích xuất từ văn bản
Quy mô mẫu khảo sát 81 người tham gia
Cơ cấu giới tính khảo sát 60,5% nữ, 33% nam (còn lại thuộc nhóm khác)
Phân bố độ tuổi khảo sát 82,7% nằm trong độ tuổi 18 - 25
Mức thu nhập khảo sát 48,1% có mức thu nhập dưới 2 triệu đồng/tháng
Tỷ lệ ưa thích vị chua ngọt 53,1% người khảo sát lựa chọn (43/81 người)
Màu sắc mong muốn ở sản phẩm Màu cam và vàng chiếm tỷ lệ cao nhất (51,9%)
Tiêu chí chọn nước chấm Hương vị (35,8%), tính tiện dụng (21%), dinh dưỡng (17,3%), an toàn (14,8%)
Mức độ nhận biết quả thanh trà 3,7% biết đến nước chấm thanh trà; 22,2% từng thử sản phẩm từ thanh trà
Đánh giá nước chấm hiện có Mức độ hài lòng bình quân đạt 4/5 điểm
Chế độ nhiệt phối chế pectin Hòa tan đường và pectin trong nước ở khoảng 40 °C
Chế độ nhiệt gia nhiệt kết thúc Gia nhiệt hoàn thiện hệ nhũ tương ở 80 - 90 °C

Về giải pháp và quy trình kỹ thuật, đồ án đề xuất:

  • Giải pháp công nghệ thay thế chất màu và chất bảo quản tổng hợp: Tận dụng màu sắc tự nhiên từ carotenoid của thịt quả thanh trà kết hợp với ớt tươi, cấu trúc tạo gel ổn định nhờ mạng lưới pectin phối trộn ở 40 °C, thay thế chất bảo quản hóa học (như natri benzoat 211) bằng cơ chế ức chế vi sinh vật từ pH tự nhiên, nồng độ chất khô và gia nhiệt 80 - 90 °C.
  • Quy trình công nghệ chế biến hoàn chỉnh gồm 6 bước: Phân loại nguyên liệu quả $\rightarrow$ Làm sạch $\rightarrow$ Chần ớt (làm mềm mô tế bào hỗ trợ xay nhuyễn) $\rightarrow$ Tách vỏ, bỏ hạt, xay nhuyễn thịt quả $\rightarrow$ Phối chế gia nhiệt hòa tan cấu tử ở 40 °C $\rightarrow$ Gia nhiệt sản phẩm đạt 80 - 90 °C và hoàn thiện đóng lọ.
  • Thiết lập hệ thống kiểm soát chất lượng chuẩn hóa theo các tiêu chuẩn quy định: TCVN 7397:2004, TCVN 4829:2005 (chỉ tiêu cảm quan, hóa học, giới hạn kim loại nặng, vi sinh vật gây bệnh) và Quyết định 46/2007/QĐ-BYT (chỉ tiêu độc tố vi nấm).

Đóng góp của đồ án thể hiện ở việc tiên phong nghiên cứu ứng dụng quả thanh trà trong nhóm sản phẩm gia vị dạng sốt chấm. Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thị hiếu người tiêu dùng trẻ đối với dòng sản phẩm sốt trái cây, đồng thời chứng minh tính khả thi của việc phối chế nước sốt từ thanh trà có cấu trúc nhũ tương đồng nhất, không bị tách lớp, giữ được màu sắc cam vàng tự nhiên và giá trị dinh dưỡng của quả tươi.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án được ghi nhận từ phạm vi và phương pháp thực hiện:

  • Cỡ mẫu khảo sát người tiêu dùng còn nhỏ (n = 81), cơ cấu mẫu có độ lệch lớn khi tập trung chủ yếu vào đối tượng sinh viên (nhóm tuổi 18 - 25 chiếm 82,7%, mức thu nhập dưới 2 triệu đồng chiếm 48,1%), chưa đại diện đầy đủ cho các phân khúc tiêu dùng khác như người nội trợ, gia đình hay nhóm có thu nhập cao.
  • Các thử nghiệm công nghệ mới dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm (mẻ nhỏ), chưa khảo sát động học biến đổi chất lượng và thời hạn sử dụng thực tế (shelf-life) của sản phẩm trong các điều kiện bảo quản nhiệt độ khác nhau.
  • Bảng chỉ tiêu chất lượng (cảm quan, hóa lý, vi sinh, độc tố vi nấm) trong văn bản mới dừng lại ở việc thiết lập khung quy chuẩn tham chiếu theo TCVN và Quyết định của Bộ Y tế, chưa có số liệu phân tích kiểm nghiệm từ phòng kiểm nghiệm độc lập đối với sản phẩm thành phẩm.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được mở rộng trên cơ sở văn bản:

  • Mở rộng quy mô điều tra thị hiếu trên các tập khách hàng đa dạng độ tuổi và vùng miền để chuẩn hóa công thức phù hợp thị trường diện rộng.
  • Tiến hành thực nghiệm xác định hạn sử dụng, khảo sát các biến đổi hóa lý (độ pH, hàm lượng polyphenol, vitamin C, chỉ số màu sắc Lab*) và chỉ tiêu vi sinh vật theo thời gian bảo quản.
  • Nghiên cứu nâng cấp quy trình công nghệ lên quy mô pilot, hoàn thiện thiết kế bao bì và tính toán chi tiết giá thành công nghiệp.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên môn hữu ích cho sinh viên các ngành Công nghệ Thực phẩm, Kỹ thuật Thực phẩm, Quản trị Đảm bảo Chất lượng và Phát triển Sản phẩm (NPD). Tài liệu cung cấp một quy trình bài bản về phương pháp phát triển sản phẩm mới (New Product Development): từ thu thập ý kiến thị trường, sàng lọc ý tưởng, thiết kế công thức thực nghiệm đến tổ chức phép thử cảm quan thị hiếu 9 bậc.

Đối với các cán bộ kỹ thuật R&D trong lĩnh vực gia vị và chế biến rau quả, đồ án mang lại giá trị tham khảo thiết thực về thông số công nghệ phối chế pectin (nhiệt độ hòa tan 40 °C) và chế độ gia nhiệt ổn định hệ nhũ tương (80 - 90 °C), cũng như các dữ liệu tổng quan về thành phần hóa học và hoạt tính kháng khuẩn của quả thanh trà (Bouea macrophylla Griffith).

Câu hỏi thường gặp

1. Quả thanh trà có những đặc tính hóa học và hoạt tính sinh học nổi bật nào được nhóm tác giả chứng minh?
Quả thanh trà chứa lượng hydrocacbon terpenic cao (32,89% ở quả xanh và 29,28% ở quả chín), giàu acid hữu cơ và polyphenol (hàm lượng phenolic đạt từ 530,85 đến 701,03 mg GAE/g chiết xuất). Dịch chiết thanh trà thể hiện khả năng kháng khuẩn với đường kính vòng ức chế 21 mm trên E. coli đối với quả chưa chín và 19 mm đối với quả chín; có khả năng ức chế enzyme glucosidase (IC50 = 57,62 μg/mL) hỗ trợ làm chậm hấp thu glucose, cùng các hợp chất gallotanin trong hạt có hoạt tính chống ung thư thông qua cơ chế apoptosis.

2. Khảo sát thị hiếu người tiêu dùng trong đồ án chỉ ra xu hướng lựa chọn hương vị và màu sắc nào chiếm ưu thế?
Trong số 81 người tham gia khảo sát, hương vị chua ngọt được người tiêu dùng ưa thích nhất với tỷ lệ 53,1% (43 người lựa chọn). Về cảm quan màu sắc, màu cam và màu vàng là hai gam màu được người tiêu dùng mong muốn xuất hiện nhiều nhất ở sản phẩm nước sốt thanh trà, chiếm tỷ lệ 51,9%.

3. Ba công thức thử nghiệm nước sốt thanh trà khác nhau ở những điểm nào?
Công thức 1 sử dụng thanh trà, pectin, ớt, bột ngọt, muối, đường, nước lọc, cho thành phẩm có vị ngọt và chua dịu, ít cay. Công thức 2 bổ sung thêm acid citric giúp tăng cường độ chua, tạo vị chua cay rõ rệt. Công thức 3 quay lại thành phần không dùng acid citric như Công thức 1 nhưng điều chỉnh liều lượng gia vị đường và muối để tạo vị chua ngọt đậm đà, hài hòa hơn với thị hiếu. Cả 3 công thức đều duy trì trạng thái nhũ tương đồng đều, không tách lớp sau khi gia nhiệt ở 80 - 90 °C.

4. Điểm khác biệt cơ bản về nguyên liệu và phụ gia giữa sản phẩm đồ án phát triển và mẫu nước sốt Cholimex trên thị trường là gì?
Mẫu nước sốt thương mại Cholimex sử dụng tinh bột biến tính (chất ổn định 1422 Acetylated Distarch Adipate), chất bảo quản hóa học (211 Natri benzoat) và phẩm màu tổng hợp (110 Sunset Yellow FCF). Ngược lại, sản phẩm nước chấm thanh trà phát triển sử dụng phụ gia tạo gel tự nhiên là pectin, không dùng chất bảo quản hóa học và hoàn toàn không dùng phẩm màu tổng hợp, màu sắc cam vàng bắt nguồn từ quả thanh trà và ớt tươi.

5. Các tiêu chuẩn kỹ thuật nào được tác giả viện dẫn để xây dựng chỉ tiêu an toàn và chất lượng cho sản phẩm?
Nhóm tác giả thiết lập khung tiêu chuẩn dựa trên TCVN 7397:2004 và TCVN 4829:2005 để kiểm soát các chỉ tiêu cảm quan, hóa học, hàm lượng kim loại nặng và vi sinh vật gây bệnh; đồng thời áp dụng Quyết định 46/2007/QĐ-BYT của Bộ Y tế để kiểm soát giới hạn độc tố vi nấm trong sản phẩm sốt chấm.

Kết luận

Đồ án "Phát triển sản phẩm thực phẩm: Nước chấm thanh trà" đã giải quyết thành công mục tiêu nghiên cứu thị hiếu người tiêu dùng và thử nghiệm quy trình công nghệ chế biến sốt chấm từ nguồn nguyên liệu quả thanh trà địa phương. Công trình xác lập được công thức phối chế nhũ tương bền vững với pectin ở 40 °C và chế độ gia nhiệt ổn định ở 80 - 90 °C, tạo ra sản phẩm có hương vị chua ngọt hài hòa cùng màu sắc cam vàng tự nhiên không phụ thuộc vào phẩm màu tổng hợp. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu thực nghiệm giá trị, mở ra tiềm năng thương mại hóa và nâng cao chuỗi giá trị chế biến sâu cho cây thanh trà tại Việt Nam.