Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Cây điều (hay còn gọi là đào lộn hột, tên khoa học: Anacardium occidentale) có nguồn gốc từ vùng đông bắc Brazil và lưu vực sông Amazon. Hiện nay, điều được canh tác rộng rãi tại các vùng nhiệt đới châu Á, châu Phi và Mỹ Latinh. Việt Nam giữ vị thế là quốc gia đứng đầu thế giới về sản lượng xuất khẩu và đứng thứ hai thế giới về chế biến hạt điều. Theo số liệu thống kê của Tổng cục Hải quan, trong 6 tháng đầu năm 2017, Việt Nam đã xuất khẩu 151.337 tấn hạt điều với kim ngạch 1,47 tỷ USD; thị trường tiêu thụ lớn nhất là Hoa Kỳ (chiếm 37%), tiếp theo là Hà Lan (15%) và Trung Quốc (12%).

Về mặt giá trị dinh dưỡng, nhân hạt điều là nguồn cung cấp dồi dào protein thực vật (khoảng 18,7 - 20g/100g), lipid (khoảng 47g/100g với hơn 80% là các acid béo chưa bão hòa, tỷ lệ acid béo không no trên acid béo no đạt 4:1), khoáng chất vi lượng hữu cơ (magie 292 mg/100g, phospho 462 mg/100g, kali 660 mg/100g, calci, sắt, kẽm), các vitamin nhóm B (đặc biệt là B1), vitamin E và acid amin thiết yếu (arginin, leucin, valin, lysin). Tại các thị trường Âu - Mỹ, bơ đậu phộng là mặt hàng phết bánh truyền thống rất phổ biến; tuy nhiên, dị ứng đậu phộng (peanut allergy) là một trong những dạng dị ứng thực phẩm nghiêm trọng và phổ biến hàng đầu, đặc biệt ở trẻ em. Do đó, việc nghiên cứu phát triển bơ hạt điều (cashew nut butter) mở ra giải pháp thay thế tối ưu cho bơ đậu phộng, vừa đáp ứng giá trị dinh dưỡng cao, vừa giảm thiểu nguy cơ dị ứng thực phẩm và đa dạng hóa chuỗi sản phẩm chế biến sâu từ hạt điều Việt Nam.

Đề tài xác định các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể như sau:

Mục tiêu nghiên cứu:

  1. Đề xuất quy trình công nghệ chế biến bơ hạt điều đạt tiêu chuẩn chất lượng cảm quan thơm ngon, bổ dưỡng, có khả năng thay thế bơ đậu phộng.
  2. Kiểm soát các chỉ tiêu an toàn và dinh dưỡng: sản phẩm không chứa cholesterol, không chứa acid béo đồng phân trans (Trans-fat), và không sử dụng dầu thực vật hydrogen hóa công nghiệp.
  3. Đảm bảo sản phẩm có mức độ chấp nhận thị hiếu cao từ người tiêu dùng và có tính khả thi trong thương mại hóa.

Nhiệm vụ nghiên cứu:

  1. Thu thập và tổng hợp tài liệu khoa học về đặc tính nguyên liệu hạt điều, các biến đổi hóa sinh và công nghệ chế biến bơ hạt.
  2. Bố trí thực nghiệm khảo sát các thông số công nghệ: chế độ ngâm và sấy bóc vỏ, nhiệt độ và thời gian nướng hạt, chế độ và chu kỳ xay nhuyễn, cùng tỷ lệ phối chế phụ gia (margarine, đường tinh luyện, muối tinh).
  3. Phân tích các chỉ tiêu hóa lý, xác định hàm lượng dinh dưỡng tổng thể để thiết lập bảng thông tin dinh dưỡng (Nutrition Facts) và kiểm nghiệm hàm lượng Trans-fat.
  4. Đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm bằng phương pháp cho điểm thị hiếu và phương pháp cho điểm chất lượng theo TCVN 3215-79.
  5. Hoàn thiện sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất và tính toán sơ bộ giá thành sản phẩm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Nhân hạt điều còn vỏ lụa loại I (độ ẩm ban đầu $\le 5%$, nguyên vẹn, không sâu mọt, không ẩm mốc, không ôi dầu) cùng các phụ gia thực phẩm gồm muối tinh sấy (NaCl $\ge 98%$), đường tinh luyện RS (saccharose $\ge 99,05%$, độ màu $\le 30$ ICUMSA), và Margarine thực vật Tường An (không cholesterol, không trans-fat, chỉ số acid béo tự do FFA $\le 0,4%$).
  • Phạm vi thời gian và không gian: Đề tài được thực hiện từ ngày 15/5/2017 đến ngày 16/7/2017 tại Phòng thí nghiệm thuộc Khoa Công nghệ Sinh học – Thực phẩm – Môi trường, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh (HUTECH).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và cơ sở hóa sinh

Nghiên cứu dựa trên các cơ sở lý thuyết về thành phần hóa học thực phẩm, cơ chế phản ứng nhiệt hóa và động học trích ly chất béo thực vật:

  • Thành phần kháng dinh dưỡng: Nhân hạt điều chứa một số hợp chất ức chế enzyme tiêu hóa, tannin và acid phytic (phytates). Acid phytic có khả năng tạo phức không tan với các cation khoáng ($Ca^{2+}, Mg^{2+}, Fe^{2+}, Zn^{2+}$) gây cản trở hấp thu qua đường tiêu hóa. Quá trình ngâm trong môi trường nước muối ấm giúp hoạt hóa hệ enzyme nội tại (như phytase) và vi sinh vật có lợi, cắt đứt liên kết của acid phytic và đào thải tannin.
  • Phản ứng Maillard trong quá trình nướng: Quá trình gia nhiệt tạo màu và mùi đặc trưng cho hạt điều qua 3 giai đoạn: ngưng tụ nhóm amin (Lysine 928 mg/100g) với đường khử (Saccharose bị thủy phân ở $50 - 60^\circ\text{C}$) tạo hợp chất N-glycoside; chuyển vị Amadori tạo ketosamine; thoái hóa Strecker và ngưng tụ aldol tạo thành các hợp chất bay hơi (amin, aldehyde) cùng hợp chất màu polyme melanoidin. Nhiệt độ nướng trên $145^\circ\text{C}$ kéo dài trên $50 - 60$ phút sẽ hình thành melanoidin đậm màu có vị đắng và mùi khét.
  • Hiện tượng vón cục khối hạt khi xay: Dưới tác động cơ học ma sát cao, lipid trong nhân điều thoát ra khỏi tế bào. Nếu nhiệt độ khối paste vượt ngưỡng $70^\circ\text{C}$, protein bị biến tính nhiệt kết hợp với chất béo làm khối bơ bị tách pha, kết tụ đóng vón cục và mất tính lưu động.
Thành phần dinh dưỡng Hàm lượng trong 100g nhân hạt điều
Năng lượng 605 Kcal
Nước 3,6 g
Protein 18,7 g
Lipid tổng số Khoảng 47 g
Acid béo no (chủ yếu Stearic C18:0) 7,05 g
Acid béo không no 1 nối đôi (Oleic, Palmitoleic) 23,24 g
Acid béo không no nhiều nối đôi (Linoleic C18:2) 7,50 g
Carbohydrat tổng số Khoảng 20 g (Đường tổng số: 5,91 g; Fructose: 0,81 g)
Khoáng chất chính Mg: 292 mg; P: 462 mg; K: 660 mg; Ca: 28 mg; Fe: 3,4 mg; Zn: 5,4 mg
Vitamin tiêu biểu Vitamin E: 0,5 mg; Vitamin B1: 0,18 mg; Vitamin PP: 2,174 mg; Vitamin C: 1,0 mg

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Nghiên cứu áp dụng phương pháp bố trí thực nghiệm biến đổi từng yếu tố để xác định thông số tối ưu qua các công đoạn:

  • Thí nghiệm 1 - Xác định chế độ nướng: Khảo sát 4 mức nhiệt độ ($100^\circ\text{C}, 115^\circ\text{C}, 130^\circ\text{C}, 145^\circ\text{C}$) kết hợp 4 mức thời gian ($30, 40, 50, 60$ phút) đối với nhân điều đã sấy bóc vỏ.
  • Thí nghiệm 2 - Xác định chế độ xay nhuyễn: Khảo sát xay cách đoạn 4 lần với thời gian mỗi lần xay ($30, 35, 40, 45$ giây), thời gian nghỉ 15 phút giữa các lần để kiểm soát nhiệt độ khối hạt $<70^\circ\text{C}$.
  • Thí nghiệm 3 - Xác định tỷ lệ Margarine: Khảo sát 4 mức phối chế Margarine ($0%, 4%, 5%, 6%$ tính theo khối lượng nhân điều) đến độ chảy và cảm quan.
  • Thí nghiệm 4 - Xác định công thức phối chế đường và muối: Đánh giá thị hiếu đối với 4 công thức phối trộn (với hàm lượng Margarine cố định $5%$, đường biến thiên từ $2,9% - 3,22%$, muối biến thiên từ $0,6% - 0,71%$).

Phương pháp phân tích và tiêu chuẩn áp dụng

  • Độ ẩm: Phương pháp sấy đến khối lượng không đổi theo tiêu chuẩn TCVN 1867:2001.
  • Hàm lượng Lipid: Phương pháp trích ly Soxhlet (Ref AOAC 996.06, 2002).
  • Hàm lượng Carbohydrat: Phương pháp chuẩn độ đường khử (FAO, Food and Nutrition Paper, trang 77, 2013).
  • Hàm lượng Protein: Phương pháp công phá và định phân đạm Kjeldahl (Ref AOAC 991.20, 2002).
  • Hàm lượng Trans-fat: Phương pháp sắc ký khí GC (Ref AOAC 996.06, 2002, giới hạn phát hiện LOD = 200 mg/kg).
  • Độ chảy của bơ: Đo chiều dài dòng chảy của một lượng bơ xác định trên mâm inox nghiêng $45^\circ$ đặt trong buồng ổn nhiệt.
  • Độ mịn: Quan sát cấu trúc bề mặt sau khi tráng mỏng một thìa bơ trên mặt phẳng inox.
  • Đánh giá cảm quan: Phương pháp cho điểm thị hiếu Hedonic và đánh giá chất lượng sản phẩm theo tiêu chuẩn TCVN 3215-79.

Nội dung chính theo từng chương

Phần Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ tiềm năng nguồn nguyên liệu điều dồi dào tại Việt Nam và xu hướng tiêu dùng thực phẩm bảo vệ sức khỏe. Đặt vấn đề về nhu cầu sản phẩm thay thế bơ đậu phộng nhằm hạn chế rủi ro dị ứng thực phẩm. Xác định rõ mục tiêu chế biến bơ hạt điều không chứa cholesterol, không trans-fat, không dầu hydrogen hóa và xây dựng 5 nội dung nghiên cứu thực nghiệm cụ thể.

Chương 1 – Tổng quan

Tổng hợp hệ thống tài liệu về nguồn gốc phân loại thực vật, vùng trồng và mùa vụ thu hoạch điều tại Việt Nam cũng như trên thế giới. Trình bày chi tiết bảng thành phần hóa học của nhân hạt điều so sánh với đậu nành, đậu phộng và đậu Hà Lan. Phân tích các nghiên cứu y dược học chứng minh lợi ích của hạt điều đối với sức khỏe: hỗ trợ ngăn ngừa bệnh tiểu đường (cải thiện đáp ứng insulin theo nghiên cứu Đại học Montreal và Đại học de Yaoundé), giảm 37% nguy cơ tim mạch khi dùng 1 - 4 lần/tuần (Tạp chí Dinh dưỡng Anh Quốc), ngăn ngừa sỏi mật (nghiên cứu 80.000 phụ nữ của Trung tâm Nurse), hỗ trợ kiểm soát cân nặng và bảo vệ cấu trúc xương khớp nhờ giàu magie, đồng. Tổng kết quy trình sơ bộ và phân tích cơ chế hóa học của phản ứng Maillard cùng sự biến tính nhiệt của protein, lipid, glucid và hệ vitamin trong quá trình nướng.

Chương 2 – Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Mô tả chi tiết nguồn gốc và tiêu chuẩn chất lượng của nguyên liệu nhân điều loại I, muối tinh sấy khô, đường tinh luyện RS xay mịn và Margarine Tường An. Thiết lập quy trình công nghệ thăm dò gồm các bước: nhân điều $\rightarrow$ ngâm nước muối 1% (6 giờ, tỷ lệ 1:2 w/w, thay nước 2 giờ/lần) $\rightarrow$ rửa xối nước lạnh 2 lần (30 giây/lần) và để ráo 10 phút $\rightarrow$ sấy khay ở $65^\circ\text{C}$ trong 28 giờ (ẩm $<3%$) $\rightarrow$ bóc vỏ lụa thủ công $\rightarrow$ nướng ở nhiệt độ và thời gian khảo sát $\rightarrow$ làm nguội không khí $\rightarrow$ xay 4 lần cách đoạn $\rightarrow$ làm nguội về $40^\circ\text{C} \rightarrow$ phối chế phụ gia $\rightarrow$ rót lọ thủy tinh, đậy kín nắp. Chi tiết hóa sơ đồ bố trí thí nghiệm đơn yếu tố và quy trình vận hành các phép thử phân tích hóa lý, sắc ký khí và cảm quan.

Chương 3 – Kết quả và thảo luận

Trình bày toàn bộ số liệu thực nghiệm thu được từ các đợt khảo sát:

  1. Thời gian và nhiệt độ nướng nhân điều: Màu sắc chuyển biến từ trắng ngà ($100^\circ\text{C}$, 30 phút), vàng nâu nhạt ($115^\circ\text{C}$, 50 - 60 phút), vàng nâu đậm ($130^\circ\text{C}$, 50 - 60 phút) đến nâu sậm có hạt cháy xém, khét đắng ($145^\circ\text{C}$, 50 - 60 phút). Hàm ẩm nhân điều giảm nhanh xuống dưới 1% khi nướng ở $115^\circ\text{C}$ từ 40 phút trở đi hoặc ở $130^\circ\text{C}$, thúc đẩy phản ứng Maillard tạo hương thơm đặc trưng. Kết quả phân tích sắc ký khí khẳng định mẫu nướng ở các chế độ không phát hiện Trans-fat (thấp hơn LOD = 200 mg/kg).
  2. Chế độ xay nhân điều: Khảo sát các khoảng thời gian xay 30s, 35s, 40s và 45s mỗi lần. Nhiệt độ khối bơ tăng nhanh theo thời gian ma sát; nếu không làm nguội đủ 15 phút giữa 4 lần xay, nhiệt độ vượt quá $70^\circ\text{C}$ sẽ gây hiện tượng đóng vón cục cứng, tách dầu và mất độ mịn. Chế độ xay 4 lần, mỗi lần 30 - 35 giây cho độ mịn cao và tính đồng nhất tốt nhất.
  3. Công thức phối chế: Tỷ lệ Margarine $5%$ giúp cải thiện độ chảy phù hợp nhất và tạo mùi thơm béo hài hòa. Trong 4 công thức đường - muối khảo sát, công thức bổ sung $5%$ Margarine, $3,22%$ đường tinh luyện xay mịn và $0,71%$ muối tinh sấy đạt điểm đánh giá cảm quan thị hiếu cao nhất.
  4. Đánh giá chất lượng và tính kinh tế: Đánh giá cảm quan toàn diện theo TCVN 3215-79 xếp loại sản phẩm đạt chất lượng tốt. Thiết lập bảng so sánh giá trị dinh dưỡng với sản phẩm bơ hạt điều Ceres thương mại và hạch toán chi phí nguyên liệu sơ bộ cho một hũ thành phẩm 170g.

Chương 4 – Kết luận và kiến nghị

Đúc kết các thông số kỹ thuật tối ưu đã xác lập của quy trình sản xuất bơ hạt điều. Nêu rõ các kiến nghị mở rộng nghiên cứu về giải pháp chống phân tầng tách dầu khi bảo quản dài hạn và thử nghiệm thiết bị xay trộn quy mô công nghiệp.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật và số liệu thực nghiệm

Đồ án đã xác lập bộ thông số kỹ thuật cho quy trình chế biến bơ hạt điều:

  • Công đoạn xử lý hạt: Ngâm nhân điều trong dung dịch muối ăn nồng độ 1% theo tỷ lệ hạt : nước là 1:2 (w/w) trong 6 giờ (thay nước 2 giờ/lần) giúp loại bỏ chất ức chế enzyme và giảm hàm lượng acid phytic; rửa xối 2 lần nước lạnh (30s/lần); sấy ở $65^\circ\text{C}$ trong 28 giờ để đưa độ ẩm về $<3%$, giúp bóc sạch vỏ lụa dễ dàng.
  • Công đoạn nướng hạt: Chế độ nhiệt nướng tối ưu đạt được ở $130^\circ\text{C}$ trong thời gian 50 phút. Tại thông số này, nhân điều chín giòn đều, màu vàng nâu đậm đồng nhất, độ ẩm giảm xuống $<1%$, phát huy tối đa các hợp chất mùi thơm este/aldehyde của phản ứng Maillard, không xuất hiện vị đắng khét melanoidin.
  • Chỉ tiêu Trans-fat: Kết quả phân tích sắc ký khí (GC) theo Ref AOAC 996.06 xác nhận hàm lượng Trans-fat hoàn toàn không phát hiện (dưới ngưỡng LOD = 200 mg/kg).
  • Công đoạn xay nhuyễn: Áp dụng chế độ xay cách đoạn 4 lần, thời gian mỗi lần xay là 30 giây, thời gian nghỉ giữa các lần xay là 15 phút để đảm bảo nhiệt độ khối bơ luôn $<70^\circ\text{C}$, ngăn chặn hiện tượng protein biến tính vón cục. Khối bơ sau khi xay được làm nguội về $40^\circ\text{C}$ trước khi bổ sung phụ gia.
  • Công thức phối chế tối ưu: Tỷ lệ phối chế tính theo khối lượng nguyên liệu nhân điều gồm: $5%$ Margarine thực vật Tường An, $3,22%$ đường tinh luyện RS (đã xay mịn) và $0,71%$ muối tinh sấy. Hỗn hợp được xay đảo đều trong 30 giây tạo cấu trúc bơ mịn màng, độ chảy đạt chuẩn và điểm cảm quan thị hiếu cao nhất.
Chỉ tiêu cảm quan (TCVN 3215-79) Mô tả đặc tính của sản phẩm bơ hạt điều nghiên cứu
Trạng thái Dạng paste mềm mịn, đồng nhất, không vón cục, dễ phết lên bánh mì
Màu sắc Màu vàng nâu sáng đồng đều, không có đốm đen cháy
Mùi Thơm đậm mùi hạt điều nướng hòa quyện hương bơ nhẹ, không có mùi ôi khét
Vị Bùi béo đặc trưng của điều, vị ngọt mặn hài hòa vừa ăn, không chát

Đóng góp khoa học và thực tiễn

  1. Xây dựng hoàn chỉnh quy trình công nghệ chế biến bơ hạt điều với các thông số nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ phối chế được kiểm chứng bằng thực nghiệm khoa học.
  2. Cung cấp giải pháp kỹ thuật kiểm soát nhiệt độ xay $<70^\circ\text{C}$ bằng phương pháp xay cách đoạn, giải quyết triệt để sự cố tách pha và đóng vón cục khối hạt trong công nghệ chế biến bơ từ hạt có hàm lượng dầu và protein cao.
  3. Tạo ra sản phẩm bơ thực vật an toàn, không chứa cholesterol, không có chất béo chuyển hóa trans-fat, là sản phẩm thay thế cho bơ đậu phộng nhằm bảo vệ đối tượng người tiêu dùng có cơ địa dị ứng lạc.
  4. Góp phần nâng cao chuỗi giá trị gia tăng của nông sản hạt điều Việt Nam thông qua định hướng chế biến sâu thay vì xuất khẩu nhân thô.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án

  • Toàn bộ các mẻ thí nghiệm được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm với khối lượng nguyên liệu nhỏ (mỗi mẻ 70g - 100g), sử dụng cối xay khô gia dụng nên hiệu suất cơ học và mức độ sinh nhiệt chưa phản ánh hoàn toàn điều kiện thiết bị công nghiệp liên tục.
  • Công đoạn bóc vỏ lụa sau khi sấy còn thực hiện bằng phương pháp thủ công, tốn nhiều thời gian và công lao động.
  • Sản phẩm bơ hạt điều tự nhiên chưa bổ sung chất ổn định nhũ hóa chuyên dụng, do đó trong quá trình bảo quản tĩnh, hiện tượng phân lớp trồi dầu tự nhiên lên bề mặt vẫn diễn ra, đòi hỏi người dùng phải khuấy nhẹ trước khi sử dụng.
  • Thời gian khảo sát bảo quản sản phẩm mới dừng lại ở phạm vi bảo quản lạnh trong hũ thủy tinh kín ngắn ngày (khoảng 1 tuần), chưa thực hiện theo dõi thời hạn sử dụng dài hạn (shelf-life testing) cũng như các chỉ tiêu vi sinh vật theo thời gian.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

  • Nghiên cứu bổ sung các chất nhũ hóa hoặc chất ổn định có nguồn gốc tự nhiên nhằm ngăn chặn hiện tượng tách lớp dầu và chất rắn trong thời gian lưu trữ dài ngày.
  • Nghiên cứu cơ giới hóa công đoạn bóc vỏ lụa và ứng dụng thiết bị xay nghiền keo (colloid mill) chuyên dụng trên quy mô pilot và công nghiệp.
  • Khảo sát biến đổi chất lượng hóa lý (chỉ số peroxide, acid tự do FFA), kiểm nghiệm vi sinh vật và xác định hạn sử dụng thực tế của sản phẩm bơ hạt điều trong các điều kiện bao bì và nhiệt độ bảo quản khác nhau.
  • Thử nghiệm đa dạng hóa các dòng sản phẩm phối chế mới như bơ hạt điều vị vani, quế, mật ong, cacao hoặc chocolate để mở rộng thị hiếu người tiêu dùng.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo cho:

  • Sinh viên và học viên ngành Công nghệ Thực phẩm, Công nghệ Sau thu hoạch: Nguồn tài liệu học thuật về phương pháp bố trí thí nghiệm công nghệ thực phẩm, kỹ thuật kiểm soát phản ứng Maillard, quy trình vô hiệu hóa chất kháng dinh dưỡng (phytates, tannin) trong công nghệ chế biến hạt dinh dưỡng.
  • Kỹ sư nghiên cứu và phát triển sản phẩm (R&D) tại các doanh nghiệp thực phẩm: Cung cấp thông số vận hành thực nghiệm về chế độ nướng, công thức phối chế gia vị, giải pháp khống chế nhiệt độ ma sát xay nghiền chống vón cục protein.
  • Các phần nội dung có giá trị tham khảo cao nhất trong đồ án:
    • Chương 2 và Chương 3: Chi tiết các bước xử lý ngâm 6 giờ với nước muối 1% để đào thải acid phytic và chế độ nướng $130^\circ\text{C}$ / 50 phút.
    • Phương pháp xay cách đoạn 4 lần có kiểm soát nhiệt độ khối hạt $<70^\circ\text{C}$ để duy trì trạng thái paste mịn.
    • Hệ thống phương pháp phân tích hóa nghiệm và kiểm tra Trans-fat bằng sắc ký khí GC theo tiêu chuẩn AOAC và TCVN.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao quy trình chế biến bơ hạt điều bắt buộc phải có công đoạn ngâm hạt trong nước muối 1% trong 6 giờ?

Trong nhân hạt điều có chứa các hợp chất kháng dinh dưỡng như tannin, chất ức chế enzyme tiêu hóa và đặc biệt là acid phytic (phytates). Acid phytic liên kết chặt chẽ với các khoáng chất ($Ca, Mg, Fe, Zn$) trong đường ruột làm cản trở quá trình hấp thu vi chất. Quá trình ngâm trong nước muối 1% (tỷ lệ hạt : nước là 1:2 w/w, thay nước 2 giờ/lần) kích hoạt enzyme nội tại thủy phân acid phytic, rửa trôi tannin và các chất ức chế enzyme, đồng thời gia tăng hoạt tính của các vitamin nhóm B giúp hạt dễ tiêu hóa và an toàn hơn cho sức khỏe.

2. Hiện tượng gì xảy ra nếu nhiệt độ khối bơ vượt quá 70°C trong quá trình xay và tác giả xử lý như thế nào?

Khi lực ma sát của cối xay làm nhiệt độ khối hạt tăng cao vượt quá $70^\circ\text{C}$, protein trong hạt điều sẽ bị biến tính nhiệt kết hợp với lượng lipid tự do tiết ra dẫn đến hiện tượng bơ bị đóng vón cục cứng, tách pha dầu và mất độ mịn dẻo. Tác giả đã xử lý bằng giải pháp xay cách đoạn 4 lần, mỗi lần xay từ 30 đến 35 giây và bắt buộc để máy nghỉ, chờ khối hạt nguội trong 15 phút giữa mỗi lần xay nhằm duy trì nhiệt độ khối bơ luôn dưới $70^\circ\text{C}$.

3. Mối quan hệ giữa độ ẩm nguyên liệu và phản ứng tạo màu Maillard trong quá trình nướng nhân điều là gì?

Thực nghiệm cho thấy ở giai đoạn đầu, khi độ ẩm hạt còn cao ($>1 - 2%$), phản ứng Maillard diễn ra rất chậm và màu sắc hạt ít biến đổi. Khi nhiệt độ nướng đạt từ $115^\circ\text{C}$ đến $130^\circ\text{C}$, độ ẩm của nhân điều thoát nhanh xuống mức $<1%$, nồng độ các chất phản ứng (đường khử và acid amin) tăng cao trong môi trường khô, thúc đẩy phản ứng ngưng tụ Amadori và thoái hóa Strecker diễn ra mạnh mẽ, nhanh chóng chuyển màu hạt từ trắng ngà sang vàng nâu đậm và giải phóng các hợp chất aldehyde, amin tạo mùi thơm đặc trưng.

4. Sản phẩm bơ hạt điều trong nghiên cứu có chứa chất béo chuyển hóa (Trans-fat) hay không và được kiểm nghiệm bằng phương pháp nào?

Sản phẩm bơ hạt điều không chứa Trans-fat. Hàm lượng Trans-fat trong các mẫu nhân điều sau nướng được kiểm nghiệm tại phòng thí nghiệm bằng phương pháp sắc ký khí (GC) theo tiêu chuẩn quốc tế Ref AOAC 996.06. Kết quả thực nghiệm cho thấy hàm lượng Trans-fat hoàn toàn không phát hiện (thấp hơn giới hạn phát hiện LOD = 200 mg/kg của thiết bị).

5. Công thức phối chế tối ưu được lựa chọn cho sản phẩm bơ hạt điều gồm những thành phần nào?

Sau khi khảo sát các công thức phối trộn và đánh giá cảm quan thị hiếu người tiêu dùng, công thức tối ưu được xác định (tính theo tỷ lệ % khối lượng nhân hạt điều nguyên liệu) gồm: $5%$ Margarine thực vật Tường An, $3,22%$ đường tinh luyện RS (được xay mịn trước khi trộn) và $0,71%$ muối tinh sấy khô. Hỗn hợp được phối chế khi bơ hạt điều đã làm nguội về $40^\circ\text{C}$ và xay đảo 30 giây để đạt độ đồng nhất tối đa.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu đề xuất quy trình sản xuất bơ hạt điều" của sinh viên Nguyễn Thị Thanh Nhi đã nghiên cứu và hoàn thiện thành công quy trình công nghệ chế biến bơ hạt điều ở quy mô thực nghiệm. Đề tài đã giải quyết được các bài toán công nghệ then chốt gồm: loại bỏ chất kháng dinh dưỡng bằng phương pháp ngâm nước muối 1% trong 6 giờ, xác lập chế độ nướng tối ưu ở $130^\circ\text{C}$ trong 50 phút, kiểm soát nhiệt độ xay $<70^\circ\text{C}$ bằng kỹ thuật xay cách đoạn chống vón cục, và hoàn thiện công thức phối chế ($5%$ margarine, $3,22%$ đường, $0,71%$ muối). Sản phẩm tạo thành có giá trị cảm quan tốt, giàu dinh dưỡng tự nhiên, không chứa cholesterol, không có trans-fat và mở ra tiềm năng ứng dụng thực tiễn cao nhằm thay thế bơ đậu phộng và nâng cao giá trị thương phẩm cho ngành điều Việt Nam.