TRANG THÔNG TIN VỀ LUẬN ÁN
Tên luận án: Xác định độ tuổi thu hoạch và ứng dụng kỹ thuật chân không trong bảo quản và chế biến cà chua bi đen (Solanum lycopersicum cv. OG)
Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm Mã ngành: 9540101
Họ tên nghiên cứu sinh: Hồ Thị Ngân Hà
Người hướng dẫn khoa học: GS. TS. Nguyễn Minh Thủy
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Cần Thơ
1. Tóm tắt nội dung luận án
Cà chua bi đen (Solanum lycopersicum cv. OG) là nguồn nguyên liệu giàu các hợp chất có hoạt tính sinh học, đặc biệt là anthocyanin. Tuy nhiên, cho đến nay loại trái này vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ về kỹ thuật trồng, thu hoạch, xử lý, bảo quản và chế biến. Bên cạnh đó, kỹ thuật chân không từ lâu đã được ứng dụng rộng rãi trên thế giới để cải thiện chất lượng sản phẩm rau quả nhưng việc ứng dụng kỹ thuật này ở Việt Nam vẫn còn hạn chế. Từ đó, ba nội dung nghiên cứu chủ yếu đã được thực hiện trong luận án.
Ở nội dung thứ nhất, nghiên cứu tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến kỹ thuật sau thu hoạch cà chua bi đen. Kết quả cho thấy giống cà chua bi đen Mỹ OG chứa hàm lượng cao các hợp chất có hoạt tính sinh học, đặc biệt là anthocyanin tập trung ở phần vỏ và cả lớp mô bên ngoài. Có 6 hợp phần anthocyanin được tìm thấy, trong đó 2 anthocyanin chưa được phát hiện trước đây trong cà chua. Kỹ thuật ghép giúp cây phát triển tốt hơn thể hiện qua thời điểm thu hoạch sớm hơn (28 ngày sau khi đậu trái) và trái thu được có hàm lượng anthocyanin, lycopene và vitamin C cao hơn so với trái không ghép. Quá trình xử lý cà chua bi đen trong dung dịch CaCl2 (1,06% w/v) có ứng dụng chân không (độ chân không 626,90 mmHg và thời gian 15,96 phút) giúp làm tăng hàm lượng calci và độ cứng cho trái, do đó, thời gian bảo quản dài hơn so với mẫu xử lý ở điều kiện áp suất khí quyển. Nhiệt độ 10-12oC và bao bì PE cho khả năng bảo quản trái tốt hơn so với nhiệt độ 3-5oC và bao bì PP. Trong điều kiện này, trái được bảo quản tốt trong 30 ngày. Việc chọn được độ tuổi thu hoạch thích hợp và ứng dụng kỹ thuật chân không để xử lý trái trong dung dịch CaCl2 đã giúp thu được trái cà chua bi đen có chất lượng cao và kéo dài được thời gian bảo quản.
Ở nội dung thứ hai, nghiên cứu khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến tiến trình chế biến và chất lượng sản phẩm sốt cà chua bi đen. Kỹ thuật xử lý chân không (độ chân không 620,70 mmHg và thời gian 22,27 phút) đã chứng minh được hiệu quả cải thiện khả năng truyền nhiệt trong quá trình chần. Với điều kiện chần tối ưu (88,71oC trong 80,14 giây), giá trị thấp nhất của hoạt tính peroxidase và hàm lượng cao nhất của pectin cùng các hợp chất có hoạt tính sinh học được thu nhận. Động học quá trình vô hoạt peroxidase và phân hủy anthocyanin tuân theo mô hình bậc nhất. Tỷ lệ gum xanthan và pectin được phối chế tương ứng là 0,2% (w/w) và 0,1% (w/w) giúp cải thiện trạng thái cho sốt cà chua. Sản phẩm được cô đặc ở độ chân không 650 mmHg đến độ Brix 30% có hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học và giá trị cảm quan cao hơn so với cô đặc ở điều kiện khí quyển. Mô hình hàm mũ ba tham số phù hợp hơn để mô tả quá trình cô đặc so với mô hình hai tham số và bốn tham số. Sản phẩm chứa trong chai thủy tinh được thanh trùng ở 95oC trong 1 phút đảm bảo an toàn về vi sinh, duy trì tốt các hợp chất có hoạt tính sinh học và được bảo quản tốt trong 20 tuần ở điều kiện nhiệt độ thường. Kỹ thuật chân không được ứng dụng trong tiến trình chế biến sốt cà chua bi đen đã giúp rút ngắn các quá trình chế biến nhiệt, từ đó hạn chế tối đa sự tổn thất các hợp chất có hoạt tính sinh học, đặc biệt là anthocyanin.
Ở nội dung thứ ba, nghiên cứu tập trung vào các yếu tố ảnh hưởng đến tiến trình chế biến và chất lượng sản phẩm cà chua bi đen sấy dẻo. Kết quả cho thấy quá trình chần ở nhiệt độ thấp (62,05oC trong 23,09 phút) trong dung dịch CaCl2 (2,08% w/v) giúp cải thiện độ cứng của trái sau khi tiếp tục chần ở nhiệt độ cao. Việc xử lý ở độ chân không 627,22 mmHg gián đoạn cứ 11,61 phút đầu tiên của mỗi giờ thẩm thấu trong dung dịch đường saccharose 59,38oBx đã giúp tăng hiệu quả tách nước và giảm thời gian thẩm thấu. Mô hình khuếch tán thể hiện sự tương thích tốt với dữ liệu thực nghiệm của lượng nước mất và lượng chất khô tăng. Khi ứng dụng kỹ thuật sấy ở điều kiện chân không với độ chân không 700 mmHg và nhiệt độ 60oC để làm khô đến độ ẩm 25% (w/w), sản phẩm đạt giá trị aw an toàn cho bảo quản, duy trì hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học và giá trị cảm quan tốt hơn so với sấy ở điều kiện khí quyển. Mô hình logarit được chọn để mô tả động học tiến trình sấy cà chua bi đen. Sản phẩm được bảo quản tốt (11 tuần) ở điều kiện nhiệt độ thường trong bao bì nhôm 2 mặt. Việc kết hợp chần trong dung dịch CaCl2 ở nhiệt độ thấp với ứng dụng chân không trong tiến trình tách nước thẩm thấu và sấy đã giúp cải thiện chất lượng sản phẩm cà chua bi đen sấy dẻo.
2. Những kết quả mới của luận án
Nghiên cứu đầu tiên công bố về thành phần hóa học và hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học và bước đầu xác định các hợp phần chất màu anthocyanin hiện diện trong trái cà chua bi đen trồng ở Việt Nam; Nghiên cứu đầu tiên công bố về ảnh hưởng của kỹ thuật không ghép và ghép trên gốc cà tím đến thời điểm thu hoạch cũng như các chỉ tiêu lý hóa và hàm lượng hợp chất có hoạt tính sinh học trong trái cà chua bi đen; Xác định độ tuổi thu hoạch tối ưu cho một loại nguyên liệu mới được trồng ở Việt Nam để thu được trái cà chua bi đen thích hợp cho quá trình bảo quản và chế biến; Ứng dụng công nghệ chân không cho quá trình xử lý trái cà chua bi đen trong dung dịch CaCl2 nhằm cải thiện cấu trúc và kéo dài thời gian tồn trữ trái; Ứng dụng công nghệ chân không xử lý trái cà chua bi đen trước khi thực hiện quá trình chần nhằm nâng cao hiệu quả chần và giảm sự tổn thất các hợp chất có hoạt tính sinh học khi chế biến sốt cà chua; Ứng dụng công nghệ chân không cho quá trình tách nước thẩm thấu trái cà chua bi đen trong dung dịch đường saccharose khi chế biến cà chua sấy dẻo nhằm tăng tốc độ truyền khối và cải thiện chất lượng sản phẩm.
3. Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu
Kết quả thu nhận đã khẳng định sự hiện diện của anthocyanin trong trái cà chua bi đen (cv. OG) cùng với một lượng lớn các hợp chất có hoạt tính sinh học khác, từ đó giúp người tiêu dùng nhận thấy được giá trị của loại trái này. Kết quả còn định hướng cho nhà vườn chọn kỹ thuật trồng ghép giúp rút ngắn thời gian thu hoạch và thu nhận nguồn nguyên liệu giàu dinh dưỡng. Các kết quả đạt được cũng đã chứng minh hiệu quả của việc ứng dụng kỹ thuật chân không giúp rút ngắn thời gian và cải thiện chất lượng của cà chua bi đen trong quá trình bảo quản và chế biến. Dựa trên những mô hình được chọn có thể dự đoán được sự thay đổi các chỉ tiêu trong quá trình chế biến và từ đó có thể kiểm soát quá trình tốt hơn.
Tuy nhiên, để đạt được các kết quả tổng quan và hoàn thiện hơn về giống cà chua bi đen này, các nghiên cứu sâu hơn cần tiếp tục thực hiện, bao gồm nghiên cứu ảnh hưởng của việc trồng ghép đến khả năng chống chịu bệnh héo xanh vi khuẩn của cây cà chua bi đen để hiểu rõ hơn tầm quan trọng của kỹ thuật này; ứng dụng kỹ thuật cô đặc chân không và sấy chân không tiên tiến hơn để nâng cao hơn nữa chất lượng sản phẩm; nghiên cứu kéo dài hơn nữa thời gian bảo quản hai sản phẩm sốt và sấy dẻo và áp dụng phương pháp ủ gia tốc để đánh giá thời gian bảo quản hệ thống hơn. Ngoài ra cũng cần có những nghiên cứu tái sử dụng lượng dung dịch đường đã sử dụng sau quá trình tách nước thẩm thấu, ứng dụng sản xuất sản phẩm ở qui mô pilot và tính toán hiệu quả kinh tế để có thể chuyển giao công nghệ.
