Nghiên Cứu Xây Dựng Quy Trình Sản Xuất Cốm Dinh Dưỡng Từ Rau Má

• Tác giả: Đàm Thị Thương
• Người hướng dẫn: Th. Nguyễn Văn Bình
• Trường học: Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất cốm dinh dưỡng từ rau má
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thái Nguyên

• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Mục đích của đề tài
• 1.3. Yêu cầu của đề tài
• 1.4. Ý nghĩa của đề tài
• 1.4.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.4.2. Ý nghĩa thực tế
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài
• 2.2. Tổng quan về cốm dinh dưỡng
• 2.2.1. Phân loại cốm dinh dưỡng theo nguồn gốc thực vật
• 2.2.1.1. Cốm rau Vegeplus
• 2.2.1.2. Cốm Chất Xơ Tự Nhiên Ích Nhi
• 2.2.1.3. Cốm dinh dưỡng Upkid
• 2.2.2. Phân loại cốm dinh dưỡng theo nguồn gốc vi sinh vật
• 2.2.2.1. Cốm Bio-acimin New
• 2.2.2.2. Cốm vi sinh Ích Nhi
• 2.2.3. Phân loại cốm dinh dưỡng theo chức năng
• 2.2.3.1. Cốm tăng cân cho người gầy
• 2.2.3.2. Cốm thúc đẩy chiều cao Up2
• 2.2.3.3. Cốm dinh dưỡng Goldbee
• 2.3. Tổng quan về cây rau má
• 2.3.1. Vị trí phân loại và đặc điểm phân bố
• 2.3.2. Đặc điểm hình thái
• 2.3.2.1. Một số loại rau má
• 2.3.2.1.1. Rau má lá sen
• 2.3.2.1.2. Rau má mỡ
• 2.3.2.1.3. Rau má lá to
• 2.3.2.1.4. Rau má lông
• 2.3.3. Thành phần hóa học
• 2.3.4. Thành phần dinh dưỡng của rau má

I. Giới thiệu về cốm dinh dưỡng và rau má

Cốm dinh dưỡng là sản phẩm chế biến từ rau quả tươi hoặc bán chế phẩm, cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết cho trẻ nhỏ. Rau má (Centella Asiatica) là loại cây thân thảo mọc hoang ở các vùng đất ẩm ướt, phổ biến ở các quốc gia nhiệt đới như Việt Nam. Rau má không chỉ là thực phẩm thông dụng mà còn có tác dụng dưỡng âm, thanh nhiệt, và chứa nhiều khoáng chất như canxi và phospho, rất tốt cho sự phát triển của trẻ nhỏ. Nghiên cứu này nhằm xây dựng quy trình sản xuất cốm dinh dưỡng từ rau má để đa dạng hóa sản phẩm từ loại cây này.

1.1. Dinh dưỡng từ rau và lợi ích của rau má

Rau má chứa nhiều vitamin, khoáng chất, và chất chống oxy hóa, giúp cải thiện trí nhớ, làm chậm lão hóa, và hỗ trợ điều trị các bệnh về da. Đặc biệt, rau má có nhóm hoạt chất saponin, được nghiên cứu về đặc tính trị bệnh. Hàm lượng canxi và phospho cao trong rau má rất tốt cho sự phát triển xương và răng của trẻ nhỏ. Việc sử dụng rau má trong thực phẩm không chỉ mang lại giá trị dinh dưỡng mà còn có tiềm năng lớn trong việc phát triển các sản phẩm chức năng.

II. Quy trình sản xuất cốm dinh dưỡng từ rau má

Quy trình sản xuất cốm dinh dưỡng từ rau má bao gồm các bước chính: cô đặc dịch chiết, bổ sung lactose, chọn tá dược, và sấy khô. Nhiệt độ và thời gian cô đặc dịch chiết được xác định để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Tỉ lệ bổ sung lactose và các tá dược được lựa chọn để tăng cường giá trị dinh dưỡng và hương vị của cốm. Nhiệt độ sấy thích hợp cũng được nghiên cứu để đảm bảo độ đồng đều và độ hòa tan của cốm.

2.1. Công nghệ sản xuất cốm và các yếu tố ảnh hưởng

Công nghệ sản xuất cốm đòi hỏi sự chính xác trong việc kiểm soát nhiệt độ và thời gian cô đặc. Các yếu tố như tỉ lệ lactose, tá dược, và nhiệt độ sấy ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Việc lựa chọn các nguyên liệu phụ gia cần đảm bảo an toàn và phù hợp với tiêu chuẩn dinh dưỡng. Kết quả nghiên cứu cho thấy, quy trình sản xuất cốm từ rau má có tiềm năng lớn trong việc tạo ra sản phẩm dinh dưỡng chất lượng cao.

III. Nghiên cứu dinh dưỡng và ứng dụng của cốm từ rau

Nghiên cứu dinh dưỡng về cốm từ rau má cho thấy sản phẩm này có giá trị dinh dưỡng cao, đặc biệt là hàm lượng canxi và phospho. Cốm dinh dưỡng từ rau má không chỉ cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết mà còn hỗ trợ hệ tiêu hóa và tăng cường miễn dịch. Việc ứng dụng rau má trong thực phẩm mở ra hướng phát triển mới cho các sản phẩm chức năng, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.

3.1. Phân tích dinh dưỡng và giá trị thực tiễn

Phân tích dinh dưỡng cho thấy cốm dinh dưỡng tự nhiên từ rau má có hàm lượng protein, vitamin, và khoáng chất cân đối. Sản phẩm này không chỉ tốt cho trẻ nhỏ mà còn phù hợp với người lớn, đặc biệt là những người cần bổ sung dinh dưỡng. Kết quả nghiên cứu góp phần bổ sung cơ sở khoa học và thực tiễn trong việc tạo ra sản phẩm mới, đa dạng hóa nguồn thực phẩm chức năng từ rau má.

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là quốc gia nông nghiệp với điều kiện khí hậu thuận lợi cho phát triển rau màu, trong đó rau má (Centella Asiatica) là một loại cây thân thảo mọc hoang phổ biến ở nhiều vùng đất ẩm ướt. Rau má không chỉ được sử dụng như một loại rau ăn thông thường mà còn có giá trị dược liệu cao với nhiều hoạt chất sinh học như saponins, vitamin, khoáng chất và các chất chống oxy hóa. Theo phân tích, rau má chứa khoảng 82,5% nước, 2,25% protein, 6,3 g/l tanin và 0,041% vitamin C trên chất khô, cho thấy tiềm năng dinh dưỡng đáng kể.

Trong bối cảnh nhu cầu thực phẩm chức năng và sản phẩm dinh dưỡng ngày càng tăng, việc phát triển sản phẩm cốm dinh dưỡng từ rau má nhằm đa dạng hóa sản phẩm và tận dụng nguồn nguyên liệu tự nhiên là rất cần thiết. Cốm dinh dưỡng là dạng thực phẩm rắn, dễ sử dụng, cung cấp các dưỡng chất thiết yếu, đặc biệt phù hợp cho trẻ nhỏ. Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng quy trình sản xuất cốm dinh dưỡng từ rau má, xác định các thông số kỹ thuật như nhiệt độ cô đặc, tỷ lệ bổ sung lactose và tá dược, cũng như nhiệt độ sấy phù hợp để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Phạm vi nghiên cứu được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Khoa Công nghệ Sinh học – Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, trong khoảng thời gian từ tháng 12/2014 đến tháng 6/2015. Kết quả nghiên cứu góp phần bổ sung cơ sở khoa học cho việc phát triển sản phẩm mới từ rau má, đồng thời hỗ trợ nâng cao giá trị kinh tế cho ngành nông nghiệp và thực phẩm chức năng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết dinh dưỡng thực phẩm chức năng: Tập trung vào vai trò của các thành phần dinh dưỡng như protein, vitamin, khoáng chất và các hợp chất sinh học trong việc cải thiện sức khỏe và hỗ trợ điều trị bệnh.
• Mô hình công nghệ chế biến thực phẩm dạng cốm: Bao gồm các bước xử lý nguyên liệu, chiết xuất, cô đặc, phối trộn với các tá dược và sấy khô để tạo thành sản phẩm cốm có chất lượng ổn định.
• Khái niệm về tá dược trong công nghệ thực phẩm: Tá dược không có hoạt tính sinh học nhưng ảnh hưởng đến tính chất vật lý, cảm quan và khả năng hấp thu của sản phẩm.

Các khái niệm chính bao gồm: chiết xuất dịch rau má, cô đặc dịch chiết, bổ sung lactose và tá dược (cam thảo, vanilin, đường), sấy hạt cốm, đánh giá chất lượng cảm quan và phân tích thành phần dinh dưỡng.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Rau má tươi được thu mua tại các chợ thành phố Thái Nguyên, đảm bảo tươi, non, không sâu bệnh. Các hóa chất và dụng cụ thí nghiệm chuẩn được sử dụng để phân tích thành phần hóa học và thực hiện quy trình sản xuất.
• Phương pháp phân tích: Xác định hàm lượng protein tổng số bằng phương pháp Kjeldahl, vitamin C bằng phương pháp chuẩn độ iot, tanin bằng chuẩn độ KMnO4, đường khử bằng phương pháp Bertrand, độ ẩm bằng phương pháp sấy khô, chất tro bằng phương pháp nung sulfat, và định tính saponins qua hiện tượng tạo bọt.
• Phương pháp sản xuất cốm: Rau má được xử lý sơ bộ, xay nhuyễn, chiết xuất dịch, cô đặc ở các nhiệt độ khác nhau (40°C, 50°C, 60°C), phối trộn với lactose và các tá dược (cam thảo, vanilin, đường) theo tỷ lệ khác nhau, tạo hạt và sấy ở nhiệt độ cố định (50°C) trong 3 giờ.
• Đánh giá chất lượng: Sử dụng thang điểm Hedonic (1-9) để đánh giá cảm quan về màu sắc, mùi, vị và cấu trúc sản phẩm bởi hội đồng cảm quan gồm 5-9 người.
• Timeline nghiên cứu: Từ tháng 12/2014 đến tháng 6/2015, gồm các giai đoạn thu mua nguyên liệu, phân tích thành phần, thử nghiệm các thông số kỹ thuật, đánh giá cảm quan và xử lý số liệu bằng phần mềm SPSS.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thành phần dinh dưỡng của rau má: Rau má chứa 82,5% nước, 2,25% protein tổng số, 6,3 g/l tanin, 0,041% vitamin C trên chất khô, cho thấy giá trị dinh dưỡng cao và cân đối. Saponins được xác định có mặt trong nguyên liệu, góp phần vào tác dụng sinh học của sản phẩm.

2. Ảnh hưởng của nhiệt độ cô đặc đến thời gian và chất lượng dịch cô đặc: Nhiệt độ cô đặc tăng từ 40°C lên 60°C làm giảm thời gian cô đặc từ 68 phút xuống còn 37 phút. Tuy nhiên, hàm lượng vitamin C giảm nhẹ từ 0,028% xuống 0,023%, tanin giảm từ 4,76 g/l xuống 4,62 g/l. Đánh giá cảm quan cho thấy nhiệt độ 50°C là tối ưu với điểm chất lượng cảm quan cao nhất (12,4 điểm), cân bằng giữa giữ dinh dưỡng và mùi vị.

3. Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung lactose đến chất lượng cốm: Tỷ lệ lactose 1:1 (dịch cô đặc: lactose) cho điểm cảm quan cao nhất (15,2 điểm), với màu sắc, mùi vị và cấu trúc cân đối. Tỷ lệ thấp hoặc cao hơn đều làm giảm chất lượng cảm quan, ví dụ tỷ lệ 200:0 không tạo được hạt cốm tốt dù mùi vị tốt.

4. Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung tá dược cam thảo: Tỷ lệ bổ sung 2 ml cam thảo cho điểm cảm quan mùi và vị tốt nhất (14,08 điểm), trong khi tỷ lệ thấp hoặc cao hơn làm giảm chất lượng cảm quan. Cam thảo giúp tăng độ ngọt và hoạt tính sinh học của sản phẩm mà không ảnh hưởng đáng kể đến khối lượng bột.

5. Nhiệt độ sấy cốm: Nhiệt độ sấy 50°C trong 3 giờ được lựa chọn để đảm bảo chất lượng dinh dưỡng và cảm quan tốt nhất, tránh mất mùi vị và màu sắc do nhiệt độ quá cao.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy việc lựa chọn nhiệt độ cô đặc và tỷ lệ bổ sung lactose, tá dược ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng dinh dưỡng và cảm quan của cốm dinh dưỡng rau má. Nhiệt độ cô đặc 50°C là điểm cân bằng giữa giữ được vitamin C và tanin, đồng thời giảm thời gian sản xuất, phù hợp với yêu cầu công nghiệp. Tỷ lệ lactose 1:1 giúp tạo cấu trúc hạt cốm ổn định, đồng thời hỗ trợ quá trình tiêu hóa nhờ vai trò của lactose trong chuyển hóa glucose và galactose.

Việc bổ sung cam thảo không chỉ tăng vị ngọt tự nhiên mà còn bổ sung các hoạt chất hỗ trợ sức khỏe, phù hợp với mục tiêu sản phẩm chức năng. Nhiệt độ sấy 50°C giúp giữ nguyên mùi vị và màu sắc, tránh hiện tượng biến đổi do nhiệt cao.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế về cốm dinh dưỡng từ tảo Spirulina và các sản phẩm cốm chức năng khác, quy trình này tận dụng nguồn nguyên liệu tự nhiên, giá thành thấp và phù hợp với điều kiện sản xuất trong nước. Các biểu đồ thể hiện sự thay đổi hàm lượng vitamin C và tanin theo nhiệt độ cô đặc, cũng như điểm cảm quan theo tỷ lệ lactose và cam thảo, sẽ minh họa rõ nét các xu hướng này.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng quy trình sản xuất cốm dinh dưỡng rau má với nhiệt độ cô đặc 50°C và thời gian 51 phút nhằm tối ưu giữ chất lượng dinh dưỡng và rút ngắn thời gian sản xuất. Chủ thể thực hiện: các doanh nghiệp chế biến thực phẩm chức năng. Thời gian áp dụng: ngay sau khi hoàn thiện quy trình.

2. Bổ sung lactose với tỷ lệ 1:1 (dịch cô đặc: lactose) để tạo cấu trúc hạt cốm ổn định, tăng khả năng tiêu hóa và hấp thu dưỡng chất. Chủ thể thực hiện: bộ phận nghiên cứu và phát triển sản phẩm. Thời gian: trong giai đoạn phối trộn nguyên liệu.

3. Sử dụng cam thảo với tỷ lệ bổ sung 2 ml trên khối bột cốm để tăng hương vị và giá trị sinh học của sản phẩm. Chủ thể thực hiện: bộ phận sản xuất và kiểm soát chất lượng. Thời gian: trong giai đoạn phối trộn.

4. Sấy cốm ở nhiệt độ 50°C trong 3 giờ để đảm bảo giữ nguyên mùi vị và màu sắc, tránh biến đổi do nhiệt độ cao. Chủ thể thực hiện: bộ phận sản xuất. Thời gian: giai đoạn hoàn thiện sản phẩm.

5. Đào tạo kỹ thuật cho nhân viên sản xuất về quy trình và kiểm soát chất lượng cốm dinh dưỡng rau má nhằm đảm bảo sản phẩm đồng nhất và đạt tiêu chuẩn. Chủ thể thực hiện: phòng nhân sự và đào tạo. Thời gian: trước khi triển khai sản xuất đại trà.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ Thực phẩm: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và quy trình sản xuất sản phẩm mới từ nguyên liệu tự nhiên, giúp mở rộng kiến thức và ứng dụng thực tế.

2. Doanh nghiệp sản xuất thực phẩm chức năng và dinh dưỡng: Tham khảo để phát triển sản phẩm cốm dinh dưỡng từ rau má, tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, nâng cao giá trị sản phẩm và đáp ứng nhu cầu thị trường.

3. Cơ quan quản lý và phát triển nông nghiệp: Sử dụng kết quả nghiên cứu để khuyến khích phát triển vùng nguyên liệu rau má, hỗ trợ nông dân và thúc đẩy đa dạng hóa sản phẩm nông nghiệp.

4. Người tiêu dùng và các chuyên gia dinh dưỡng: Hiểu rõ về giá trị dinh dưỡng và lợi ích sức khỏe của sản phẩm cốm rau má, từ đó lựa chọn sản phẩm phù hợp cho trẻ nhỏ và người cần bổ sung dinh dưỡng.

Câu hỏi thường gặp

1. Cốm dinh dưỡng rau má có thành phần dinh dưỡng chính là gì?
   Cốm chứa protein, vitamin C, tanin và saponins từ rau má, cùng với lactose và tá dược bổ sung giúp tăng giá trị dinh dưỡng và cải thiện cảm quan sản phẩm.

2. Tại sao nhiệt độ cô đặc 50°C được lựa chọn?
   Nhiệt độ này cân bằng giữa giữ được hàm lượng vitamin C, tanin và giảm thời gian cô đặc, đồng thời tạo ra dịch cô đặc có chất lượng cảm quan tốt nhất.

3. Lactose có vai trò gì trong sản phẩm cốm?
   Lactose giúp tạo cấu trúc hạt cốm ổn định, hỗ trợ tiêu hóa nhờ chuyển hóa thành glucose và galactose, đồng thời là cơ chất cho vi khuẩn có lợi trong đường ruột.

4. Cam thảo được bổ sung với mục đích gì?
   Cam thảo tăng vị ngọt tự nhiên, bổ sung hoạt chất sinh học giúp tăng hiệu quả dinh dưỡng và cải thiện mùi vị sản phẩm.

5. Nhiệt độ sấy ảnh hưởng thế nào đến chất lượng cốm?
   Sấy ở 50°C giúp giữ nguyên mùi vị, màu sắc và chất lượng dinh dưỡng, tránh hiện tượng biến đổi do nhiệt độ cao gây ra.

Kết luận

• Rau má là nguyên liệu giàu dinh dưỡng và hoạt chất sinh học, phù hợp để sản xuất cốm dinh dưỡng.
• Nhiệt độ cô đặc 50°C và thời gian 51 phút là điều kiện tối ưu để giữ chất lượng dịch chiết.
• Tỷ lệ bổ sung lactose 1:1 và cam thảo 2 ml trên khối bột giúp cải thiện cấu trúc và cảm quan sản phẩm.
• Nhiệt độ sấy 50°C trong 3 giờ đảm bảo giữ nguyên mùi vị và màu sắc cốm.
• Quy trình nghiên cứu và xây dựng có thể áp dụng để phát triển sản phẩm cốm dinh dưỡng rau má thương mại, góp phần đa dạng hóa sản phẩm thực phẩm chức năng.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu áp dụng quy trình này để sản xuất thử nghiệm và thương mại hóa sản phẩm cốm dinh dưỡng từ rau má, đồng thời tiếp tục nghiên cứu mở rộng về các thành phần tá dược và ứng dụng sản phẩm trong dinh dưỡng trẻ em.