TÓM TẮT KHÓA LUẬN Bài nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị cảm quan và chất lượng của sản phẩm nước tăng lực bổ sung whey protein vị dâu tằm.. Hiện
TỔNG QUAN
Tổng quan về sản phẩm nước tăng lực
Nước tăng lực là một loại đồ uống không cồn chứa lượng calo và caffeine cao, kết hợp giữa đường, caffeine, taurine, chiết xuất thảo mộc và vitamin B Nó được cho là có khả năng cung cấp năng lượng, cải thiện sự tập trung, tỉnh táo và năng suất làm việc, do đó, có thể coi là sự pha trộn giữa chất tăng lực và chất kích thích.
Nước tăng lực lần đầu xuất hiện ở châu Âu và châu Á vào những năm 1960, nhằm đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng về một thành phần bổ sung năng lượng qua đường ăn uống Sản phẩm đầu tiên, Lipovitan D, được ra mắt vào năm 1962 bởi công ty dược phẩm Taisho (Nhật Bản) và đã trở thành một trong những thương hiệu nước tăng lực lâu đời nhất, chiếm lĩnh thị trường Nhật Bản cho đến nay.
Vào năm 1987, thương hiệu Red Bull ra đời từ sự hợp tác giữa doanh nhân người Áo Dietrich Mateschitz và Chaleo Yoovidhya, chủ sở hữu sản phẩm nước tăng lực Krating Daeng tại Thái Lan Dietrich Mateschitz đã điều chỉnh một số thành phần của Krating Daeng để phù hợp với khẩu vị khách hàng phương Tây Sự kết hợp này đã mang lại thành công lớn cho cả Red Bull và Krating Daeng trên các thị trường mục tiêu Sự phổ biến của nước tăng lực đã dẫn đến sự ra đời của nhiều thương hiệu khác, làm đa dạng hóa mẫu mã nước tăng lực trên toàn cầu.
2.1.2 Một số thương hiệu nước tăng lực nổi tiếng trên thị trường
Thị trường nước giải khát đang chứng kiến sự bùng nổ của các thương hiệu nước tăng lực, với hơn 100 loại sản phẩm khác nhau hiện diện tại Mỹ Nhiều doanh nghiệp liên tục ra mắt sản phẩm mới hàng năm, trong đó các thương hiệu nổi tiếng như Red Bull GmbH, PepsiCo, Monster Energy, Coca-Cola và National Beverage chiếm ưu thế và được tiêu thụ rộng rãi trên toàn cầu.
Tại Việt Nam, nước tăng lực Red Bull (hay còn gọi là “bò húc”) là sản phẩm phổ biến nhất, nhưng thị trường cũng đang chứng kiến sự xuất hiện của nhiều loại nước tăng lực khác Mặc dù chưa có sản phẩm nào vượt qua Red Bull, nhưng sự đa dạng này đã tạo ra nhiều lựa chọn cho người tiêu dùng, phù hợp với nhu cầu và sở thích của họ Một số loại nước tăng lực phổ biến và thành phần của chúng được liệt kê trong Bảng 2.1.
Bảng 2.1 Giới thiệu một số loại nước tăng lực phổ biến tại thị trường Việt Nam (Nguồn:
Sản phẩm Bao bì Thành phần
Nước, sucrose, citric acid, taurine (1000 mg), choline (50 mg), inositol (50 mg), lysine (50 mg), caffeine (80 mg), vitamin B3 (20 mg), vitamin B5 (5 mg), vitamin B6 (3 mg), vitamin
B12 (4 mcg), chất tạo màu, chất tạo hương
Nước bão hòa CO2 chứa sucrose, glucose, và các chất điều chỉnh độ acid như acid citric và trinatri citrat Sản phẩm còn có hương trái cây tự nhiên, taurine (0.4%), chiết xuất nhân sâm (0.03%), và L-carnitine L-tartrate (0.04%) Ngoài ra, nước còn được bổ sung chất bảo quản như acid sorbic và acid benzoic, caffeine (0.03%), chất tạo màu tự nhiên từ chiết xuất vỏ nho, cùng với các vitamin B3 và B6.
B2, B12), chất tạo ngọt tổng hợp (sucralose), natri clorua, D-glucuronolactone, chiết xuất guarana (0.002%), inositol, maltodextrin
Nước, đường, chất điều chỉnh độ acid (acid citric, trinatri citrat), taurine, inositol, vitamin
PP, màu thực phẩm tartrazin, sunset yellow, chất tạo ngọt tổng hợp aspartame, hương tổng hợp dùng trong thực phẩm
Nước bão hòa CO2, đường HFCS, chất điều chỉnh độ acid (330, 331(iii)), hương dâu giống tự nhiên, hỗn hợp premix (taurine, caffine (145
- 255 mg/l), inositol, vitamin B3, B6, B12), chất chống oxy hóa (452(i), 385), chất bảo quản
(202, 211), màu tổng hợp (allura red AC 129), bột chiết xuất hồng sâm (40 mg/l)
Nước, đường, và các thành phần như chất tạo khí carbonic, chất tạo màu caramen nhóm III tổng hợp, dextrose, hương liệu cà phê và vani tổng hợp, cùng với chất điều chỉnh độ acid và chất bảo quản, tạo nên một sản phẩm độc đáo Ngoài ra, caffeine, muối, taurine, inositol, và các vitamin B3, B6, B12 cũng góp phần vào giá trị dinh dưỡng của sản phẩm này.
Nước, đường, và glucose syrup là các thành phần chính, cùng với chất điều chỉnh độ acid (330, 500ii) và chất tạo khí carbonic (290) Hương liệu bao gồm hương mật hoa tự nhiên và hương cherry tổng hợp Sản phẩm chứa taurine 3 g/l, chất tạo ngọt tổng hợp như acesulfame potassium và sucralose, cùng với caffeine 200 mg/l Cuối cùng, hỗn hợp vitamin bao gồm lysine 60.3 mg/l, inositol 60.3 mg/l, và vitamin B3.
29 mg/l, vitamin B5, vitamin B6 4.7 mg/l, vitamin B12 6.6 g/l), chất bảo quản (211), chất tạo màu Allura red AC tổng hợp
2.1.3 Tình hình tiêu thụ nước tăng lực trong và ngoài nước Đối tượng ban đầu mà nước tăng lực nhắm đến chính là các vận động viên, tuy nhiên, sau khi thị trường của thức uống này tăng trưởng và mở rộng, họ không còn là mục tiêu ban đầu nữa Ngày nay, thanh thiếu niên và người trẻ trong độ tuổi từ 18 đến 34 tuổi mới thực sự là khách hàng mà các doanh nghiệp kinh doanh mặt hàng này tích cực nhắm đến (Lal, 2007) Tới thời điểm hiện tại, riêng tại Mỹ đã có hơn 100 doanh nghiệp sản xuất nước tăng lực, con số này đã lên đến 182 trong năm 2023 (theo trang IBISWorld) Kể từ khi Red Bull được giới thiệu tới thị trường Mỹ vào năm 1997, ngành công nghiệp nước uống tăng lực đạt được sự phát triển chưa từng thấy Theo báo cáo phân tích từ ngành công nghiệp đồ uống trong các năm từ 2004 đến 2009, doanh số mặt hàng này đã tăng đến 240
% tại Mỹ và trong cùng khoảng thời gian đó, sự ra mắt các sản phẩm mới được ghi nhận gia tăng 110 % (Erin Duchan và cộng sự, 2010)
Thị trường nước tăng lực toàn cầu đã có mặt tại hơn 140 quốc gia và đạt giá trị 45.8 tỉ USD vào năm 2020, dự báo sẽ tăng lên 108.4 tỉ USD vào năm 2031 với tỷ lệ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) khoảng 8.2% từ năm 2022 đến 2031 Bắc Mỹ hiện đang thống trị thị trường nước tăng lực, trong khi châu Á - Thái Bình Dương và châu Âu cũng đang gia tăng thị phần Năm 2020, Bắc Mỹ và châu Á - Thái Bình Dương chiếm đến 56.6% thị phần nước tăng lực toàn cầu.
Hình 2.1 Thị phần nước tăng lực theo vùng năm 2021 (Nguồn: Mordor Intelligence)
Nước tăng lực tại Việt Nam, bên cạnh trà và cà phê, đang trở thành một loại thức uống chứa caffeine phổ biến Thị trường nước tăng lực Việt Nam được dự báo có nhiều tiềm năng phát triển do mức tiêu thụ nước giải khát hàng năm vẫn còn thấp so với trung bình toàn cầu Phân khúc nước tăng lực được xem là có sự tăng trưởng mạnh mẽ nhất, với tỷ lệ tăng trưởng kép hàng năm ước tính đạt 9.8% từ năm 2017 đến 2022, vượt qua cả dòng nước đóng chai với 6.9% (theo VIRAC).
2.1.4 Xu hướng nghiên cứu nước tăng lực thời gian gần đây
Người tiêu dùng ngày càng chú trọng đến thực phẩm có lợi cho sức khỏe, dẫn đến sự ra đời của nhiều sản phẩm mới nhằm phục vụ đa dạng nhóm khách hàng Các doanh nghiệp đang tập trung vào việc cung cấp lợi ích từ caffeine, đồng thời phát triển sản phẩm không đường và ít calo để đáp ứng nhu cầu và thu hút thêm người tiêu dùng Dưới đây là một số ví dụ về xu hướng sản xuất nước tăng lực.
Công ty Machu Picchu Energy đã giới thiệu nhiều loại nước tăng lực với thành phần hữu cơ như chiết xuất cà phê xanh, maca Peru và đường mía hữu cơ, cùng với các hương vị tự nhiên như xoài - dứa, chanh, cam đỏ, việt quất - dứa không đường và đào - gừng không đường, mang đến sự lựa chọn về calo và hương vị cho người tiêu dùng Celsius cũng cung cấp nước tăng lực với “năng lượng lành mạnh”, nổi bật với chiết xuất từ hạt guarana, rễ gừng, lá trà xanh và các vitamin, đồng thời một số sản phẩm có đặc tính sinh nhiệt giúp hỗ trợ trao đổi chất và đốt cháy mỡ Xu hướng bổ sung acid amin chuỗi nhánh (BCAA) vào nước tăng lực đang gia tăng, với nhiều thương hiệu như Celsius, Nocco và Biotech quảng bá lợi ích giảm mệt mỏi cơ bắp và nâng cao hiệu suất tập luyện, với hàm lượng BCAA khác nhau tùy theo nhà sản xuất.
Hình 2.2 Một số loại nước tăng lực bổ sung BCAA trên thị trường (Nguồn: Celcius Live
2.1.5 Sản phẩm nước tăng lực có bổ sung protein
Trong nghiên cứu này, chúng tôi phát triển một loại nước tăng lực mới kết hợp whey protein và hương vị tự nhiên từ quả dâu tằm Sản phẩm này không chỉ mang lại lợi ích sức khỏe như tăng cường hệ miễn dịch và hỗ trợ điều trị ung thư, mà còn giúp kiểm soát cân nặng và phục hồi cơ bắp cho người tập thể hình Việc sử dụng dâu tằm cung cấp nhiều chất chống oxy hóa và vitamin, đồng thời tạo ra màu sắc tự nhiên hấp dẫn Sản phẩm mở ra hướng đi mới cho dòng nước tăng lực, thay vì các hương vị phổ biến, việc khai thác dâu tằm dồi dào và giá rẻ trong nước là một lựa chọn tiềm năng.
Bài viết này giới thiệu thành phần của nước tăng lực bổ sung whey protein vị dâu tằm, bao gồm: nước, đường sucrose, whey protein isolate, caffeine, acid citric, vitamin nhóm B, dịch ép dâu tằm và sodium benzoate Thông tin chi tiết về các thành phần này sẽ được trình bày trong các phần tiếp theo.
Tổng quan về nguyên liệu
Whey protein là một trong hai loại protein chính trong sữa bò, chiếm khoảng 20% tổng lượng protein Nó được tách ra trong quá trình sản xuất phô mai và có hai dạng phổ biến là whey protein concentrate (WPC) và whey protein isolate (WPI) WPC chứa từ 25% đến 80% protein, trong khi WPI có hàm lượng protein cao hơn, đạt ít nhất 90%.
Do tính chất tinh khiết, khả năng hòa tan tốt trong nước và độ trong cao, WPI được ưa chuộng trong các sản phẩm bổ sung dinh dưỡng, thức uống thể thao và đồ uống bổ sung protein.
Hình 2.1 Bột whey protein isolate (Thùy Linh, 2022)
Whey protein isolate có độ ẩm từ 4 - 6% và đặc biệt có hàm lượng lactose và chất béo rất thấp, nhờ vào quy trình sản xuất nhằm thu được protein tinh khiết hơn Hàm lượng trung bình các thành phần trong whey protein isolate được thể hiện trong Bảng 2.2.
Bảng 2.2 Thành phân chính trong whey protein isolate (WPI) (Foegeding và cộng sự,
Thành phần Protein Lactose Chất béo Tro pH Độ ẩm
The main protein components of whey protein include β-lactoglobulin (β-LG), α-lactalbumin (α-LA), immunoglobulin (Ig), bovine serum albumin (BSA), lactoferrin (LF), lactoperoxidase, and glycomacropeptide (GMP) Additionally, whey may contain proteose-peptone and low molecular weight products formed by enzyme degradation during cheese production The protein composition present in whey protein is detailed in Table 2.3.
Bảng 2.3 Thành phần protein chính trong whey protein (Gangurde và Chordiya, 2011)
Thành phần Hàm lượng (%) α-Lactalbumin 11.3 - 16.5
Hoạt động kháng vi sinh vật và kháng virus
Whey protein chứa các thành phần như Ig, LF, và các peptide kháng khuẩn có khả năng chống lại độc tố, vi khuẩn và virus Các thành phần này bao gồm latoferricin, lactoperoxidase, GMP và sphingolipid, được tạo ra từ quá trình phân giải protein trong tiêu hóa LF, α-LA và β-LG đã được nghiên cứu về khả năng ức chế virus HIV, trong đó β-LG có tiềm năng ngăn ngừa lây nhiễm herpesvirus và sự lây lan của HIV LF cũng có khả năng ức chế nhiều loại vi sinh vật, bao gồm vi khuẩn gram dương, gram âm, nấm men và động vật nguyên sinh ký sinh, đồng thời thể hiện hoạt động kháng virus đáng kể đối với HIV và cytomegalovirus.
Lactoperoxidase có khả năng ức chế vi sinh vật gây viêm nướu và kích ứng miệng, đồng thời thúc đẩy quá trình chữa lành vết thương do chảy máu nướu và chống hôi miệng (Tnevuo và cộng sự, 2002) Glutathione bảo vệ tế bào khỏi gốc tự do trong quá trình tập luyện và giảm tình trạng lây nhiễm ở trẻ em nhiễm HIV (Middleton và cộng sự, 2004) Bổ sung whey protein có thể kích thích tổng hợp glutathione ở trẻ em nhiễm HIV (Moreno và cộng sự, 2006).
Các sản phẩm chứa whey và các thành phần của nó đã được chứng minh là hỗ trợ hệ thống miễn dịch của con người Whey chứa các hoạt chất sinh học có khả năng bảo vệ chống nhiễm trùng, virus và một số bệnh ung thư Các thành phần như α-LA, β-LG và LF có tác dụng tăng cường hệ miễn dịch thông qua việc gia tăng sản xuất glutathione Ngoài ra, các yếu tố tăng trưởng IgF-I và IgF-II cũng góp phần thúc đẩy sức khỏe đường ruột và hỗ trợ quá trình chữa lành vết thương.
Tính chất chống ung thư
Whey protein là lựa chọn lý tưởng cho bệnh nhân ung thư nhờ vào khả năng tiêu hóa dễ dàng và nhẹ nhàng với hệ tiêu hóa Nó có thể bảo vệ chống lại một số loại ung thư, nhờ vào hàm lượng acid amin lưu huỳnh như cysteine và methionine Nghiên cứu cho thấy whey protein từ sữa giúp bảo vệ chống lại các khối u do đường ruột gây ra, và chế độ ăn kiêng có whey đã được chứng minh là hiệu quả trong việc giảm nguy cơ ung thư ruột, vú và ruột kết Hơn nữa, whey protein cung cấp tiền chất cysteine cần thiết cho việc tổng hợp glutathione (GSH), một tripeptide có vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa và điều trị ung thư.
Hiệu suất tập luyện thể chất
Whey protein là nguồn BCAA phong phú nhất, rất quan trọng cho vận động viên vì chúng được chuyển hóa trực tiếp vào mô cơ, giúp sửa chữa và xây dựng lại cơ bắp BCAA cung cấp năng lượng trong quá trình tập luyện sức bền, cho phép vận động viên duy trì cường độ cao hơn lâu hơn Whey protein cũng chứa leucine, acid amin thiết yếu thúc đẩy tổng hợp protein và tăng trưởng cơ bắp, dễ tiêu hóa và cung cấp dinh dưỡng nhanh chóng cho cơ bắp Điều này làm cho whey protein hiệu quả hơn trong việc sửa chữa tổn thương cơ và xây dựng cơ bắp khỏe mạnh Ngoài ra, arginine và lysine có thể kích thích giải phóng hormone tăng trưởng, hỗ trợ tăng trưởng cơ bắp Việc bổ sung whey protein kết hợp với tập luyện thường xuyên mang lại lợi ích đáng kể cho cơ bắp, khiến nó trở thành sản phẩm ưa chuộng trong giới thể hình.
Whey protein là lựa chọn lý tưởng cho bệnh nhân tiểu đường và những người cần quản lý lượng thức ăn Nó hỗ trợ kiểm soát sự thèm ăn và trọng lượng cơ thể, đặc biệt có ích cho người béo phì và các bệnh kèm theo như tăng huyết áp và tiểu đường type 2 Nghiên cứu cho thấy whey protein hiệu quả hơn thịt đỏ trong việc giảm trọng lượng cơ thể và tăng độ nhạy insulin Ngoài ra, whey protein còn giúp kiểm soát lượng đường trong máu, rất phù hợp cho bệnh nhân tiểu đường type 2.
2 Ngoài ra, một bữa ăn có α-lactalbumin sẽ duy trì quá trình oxy hóa lipid, cung cấp acid amin một cách nhanh chóng để cơ thể sử dụng trong quá trình tập luyện để giảm mỡ (Bouthegourd và cộng sự, 2002)
Khối lượng phân tử: 194.19 g/mol
Caffeine (1,3,7-trimethylxanthine) là một alkaloid có mặt trong nhiều loại thực phẩm và đồ uống mà con người tiêu thụ hàng ngày Ở nhiệt độ phòng, caffeine tinh khiết tồn tại dưới dạng bột màu trắng hoặc tinh thể hình lăng trụ dài, có vị đắng, không mùi và pH từ 6 đến 9 Caffeine xuất hiện tự nhiên trong lá, hạt và quả của 63 loài thực vật khác nhau, trong đó cà phê, cacao, lá chè và hạt cola là những nguồn cung cấp chủ yếu trong hàng trăm năm qua.
Hình 2.3 Cấu trúc của caffeine (1,3,7-trimethylxanthine) (Belay, 2011)
Hình 2.4 Bột caffeine tinh khiết (Nguồn: Oxford Vitality)
Cơ chế hoạt động và tác dụng
Caffeine tác động chủ yếu qua bốn cơ chế: khóa thụ thể adenosine, ức chế phosphodiesterases, khóa thụ thể GABAA và dịch chuyển canxi nội bào Trong đó, việc khóa thụ thể adenosine là yếu tố chính, giúp chống lại sự kích hoạt của thụ thể adenosine, đặc biệt là thụ thể A1 và A2A (Fredholm và cộng sự, 1999).
Caffeine có cấu trúc tương tự adenosine, cho phép nó gắn vào thụ thể adenosine và hoạt động như một chất ức chế thụ thể này trong não Khi adenosine bị chặn, cảm giác buồn ngủ và mệt mỏi giảm đi, dẫn đến việc tế bào thần kinh hoạt động mạnh mẽ hơn Ngoài ra, caffeine còn kích thích tiết epinephrine, gây ra nhiều thay đổi trong trao đổi chất và cải thiện hoạt động thể chất lẫn tinh thần Nó cũng ảnh hưởng đến nhiều chất dẫn truyền thần kinh quan trọng như noradrenaline, acetylcholine, dopamine, serotonin, glutamate và GABA.
Caffeine hoạt động trong cơ thể bằng cách tăng cường sự tập trung và có thể gây ra những ảnh hưởng sinh lý và tâm lý khi tiêu thụ với lượng lớn Nó có tác dụng làm giãn phế quản, kích thích hệ thống thần kinh trung ương, tăng cường bài tiết gastric acid và tăng bài niệu Thói quen ngủ, hiệu suất làm việc và khả năng tập trung của con người có thể được điều chỉnh nhờ vào caffeine (Yunusa và Ahmad, 2011).
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nguyên liệu
Loại đường được sử dụng là đường tinh luyện của Công ty Cổ phần Đường Biên Hòa, Đồng Nai
Hình 3.1 Đường tinh luyện Biên Hòa (Nguồn: Vietfood Market)
Nước được sử dụng trong nghiên cứu là nước đã trải qua quá trình chưng cất tại phòng thí nghiệm của khoa Công nghệ hóa học và Thực phẩm, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh.
Nghiên cứu này sử dụng whey protein isolate không vị của thương hiệu NutraBio, xuất xứ từ Mỹ Loại whey này có độ tinh khiết cao, hàm lượng cholesterol rất thấp và đã loại bỏ hoàn toàn đường lactose Thành phần dinh dưỡng của sản phẩm được trình bày trong Bảng 3.1 theo thông tin từ nhà sản xuất.
Hình 3.2 Whey protein isolate NutraBio (loại không vị) (Nguồn: NutraBio) Bảng 3.1 Thành phần dinh dưỡng trong 28,74 g whey protein isolate NutraBio (Nguồn:
Thành phần dinh dưỡng Hàm lượng
Bài nghiên cứu sử dụng caffeine anhydrous, thuộc hãng hóa chất Himedia (Ấn Độ)
Dâu tằm tươi từ Đà Lạt (Lâm Đồng) được chọn lựa kỹ lưỡng, đảm bảo không bị úng hay dập nát, với màu sắc từ tím sẫm đến đen để thu được nước dâu chất lượng cao nhất Sau khi thu hoạch, dâu tằm được bảo quản ở nhiệt độ 4°C nếu sử dụng ngay, hoặc đông lạnh ở -18°C Quy trình ép dịch từ dâu tằm được minh họa trong Hình 3.4.
Quả hư, dập, chưa chín
Hình 3.5 Dâu tằm nguyên liệu và dịch ép thu được
Nghiên cứu này sử dụng acid citric dạng monohydrate thuộc hãng hóa chất Xilong (Trung Quốc)
Hình 3.6 Citric acid Monohydrate (Nguồn: SBC Scientific)
Bài nghiên cứu sử dụng sodium benzoate thuộc hãng hóa chất Xilong (Trung Quốc)
Hình 3.7 Sodium benzoate (Nguồn: SBC Scientific)
Sodium benzoate (E211) là muối của acid benzoic, có công thức hóa học NaC6H5CO2, hòa tan tốt trong nước và không có vị, không mùi Với đặc tính kháng vi sinh vật, sodium benzoate được sử dụng làm chất bảo quản thực phẩm với liều lượng nghiêm ngặt Nó ức chế sự phát triển của vi khuẩn, nấm men và nấm mốc (Davidson và cộng sự, 2021) và đã được FDA phê duyệt là chất bảo quản thực phẩm đầu tiên Giới hạn tiêu thụ an toàn của sodium benzoate là 0 - 5 mg/kg trọng lượng cơ thể, và nồng độ tối đa trong thực phẩm được quy định là 0.1% theo trọng lượng.
Hoạt tính kháng khuẩn của sodium benzoate phụ thuộc vào độ pH, với hiệu quả tối ưu xảy ra ở mức pH thấp (Stanojevic và cộng sự, 2009).
Nghiên cứu này sử dụng vitamin 3B (B1, B6, B12), một sản phẩm của Công ty Cổ phần Hoá - Dược phẩm Mekophar
Hình 3.8 Vitamin 3B (B 1 , B 6 , B 12 ) (Nguồn: Nhà thuốc An Khang)
Phương pháp nghiên cứu
3.2.1 Quy trình sản xuất dự kiến
Sơ đồ quy trình công nghệ
Gia nhiệt hỗn hợp nước đường giúp đồng nhất, tăng hàm lượng chất khô, cải thiện độ ngọt và độ trong Quá trình này cũng ức chế và tiêu diệt một phần vi sinh vật.
Hình 3.9 Quy trình sản xuất nước tăng lực bổ sung protein (dự kiến)
Rót chai và đóng nắp
Cách tiến hành: Gia nhiệt hỗn hợp nước, đường trên bếp ở nhiệt độ khoảng 90 o C Tiến hành đo độ Brix và kết thúc quá trình nấu
Mục đích của việc chuẩn bị cho công đoạn phối chế là để tăng khả năng hòa tan của whey protein và giảm thất thoát dinh dưỡng khi trộn các thành phần vào dịch syrup, nhờ vào việc sử dụng nhiệt độ thấp.
Cách tiến hành: Sử dụng nhiệt kế để đo nhiệt độ dung dịch đến khi giảm xuống khoảng 25 - 30 o C
Mục đích: Hòa tan các thành phần cấu tử, acid điều vị vào dịch syrup
Để tiến hành, đầu tiên trộn bột whey protein và caffeine vào syrup đường để tạo ra một dung dịch đồng nhất Sau đó, thêm dịch chiết trái cây vào hỗn hợp Tiếp theo, bổ sung acid citric cho đến khi đạt được độ pH mong muốn và khuấy đều trước khi đồng hóa.
Mục đích: Làm giảm kích thước các hạt thuộc pha phân tán, giúp giảm tình trạng tách pha trong sản phẩm
Cách tiến hành: Sử dụng máy đồng hóa mẫu, đồng hóa ở tốc độ 5000 vòng/phút
Mục đích: Hoàn thiện sản phẩm, giúp bảo quản, thuận tiện trong vận chuyển, mua bán và sử dụng sản phẩm
Để tiến hành, chai thủy tinh và nắp cần được khử trùng bằng cách rửa sạch và sấy ở nhiệt độ 105 °C trong 1 giờ, sau đó làm nguội đến khoảng 40 °C Tiến hành chiết rót và đậy nắp chặt chẽ, đồng thời hạn chế sự tạo bọt trên bề mặt nước.
Mục đích của quy trình này là tiêu diệt và ức chế vi sinh vật, từ đó kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm Để thực hiện, cần sử dụng bể điều nhiệt, lựa chọn nhiệt độ phù hợp, làm nóng sản phẩm đến mức đã chọn và duy trì trong một khoảng thời gian nhất định.
Mục đích của việc này là ổn định và giảm thiểu sự thất thoát dinh dưỡng trong sản phẩm, đồng thời gây sốc nhiệt cho vi sinh vật, ngăn chặn quá trình thích nghi của chúng với nhiệt độ bên ngoài.
Cách tiến hành: Làm nguội nhanh về nhiệt độ phòng bằng cách xả trực tiếp dưới vòi nước lạnh trong vòng 5 - 7 phút
Mục đích: Ổn định trạng thái sản phẩm và phát hiện, loại bỏ những sản phẩm có dấu hiệu hư hỏng
Cách tiến hành: Sản phẩm được bảo ôn ở nhiệt độ phòng, nơi khô ráo, thông thoáng tránh ánh nắng trực tiếp trong vòng 10 - 15 ngày
Xác định một số chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu
Kiểm tra độ ẩm, hàm lượng protein trong whey protein
Kiểm tra pH, độ Brix của dịch ép dâu tằm
Khảo sát độ ưa thích sản phẩm tại các hàm lượng whey protein khác nhau
Khảo sát tại các hàm lượng whey protein: 0.5, 1, 1.5, 2 và 2.5 %
Khảo sát độ ưa thích sản phẩm tại các hàm lượng đường khác nhau
Khảo sát tại các độ brix của sản phẩm: 9, 12,
Khảo sát độ ưa thích sản phẩm tại các giá trị pH và tỉ hàm lượng dịch dâu tằm khác nhau
Khảo sát tại các giá trị pH 2.8 và 3.2 và hàm lượng dịch chiết 0.5, 1, 1.5, 2 và 2.5 %
Thanh trùng sản phẩm tại: 70, 75, 80, 85 và
Kiểm tra tổng vi khuẩn hiếu khí, đo độ hấp thu, quan sát trạng thái sản phẩm
Khảo sát lựa chọn nhiệt độ thanh trùng thích hợp cho sản phẩm
Khảo sát hiệu quả của việc bổ sung 0.02 % sodium benzoate vào sản phẩm
Kiểm tra tổng vi khuẩn hiếu khí
Phân tích các thành phần dinh dưỡng của sản phẩm
Phân tích các thành phần dinh dưỡng của sản phẩm được lựa chọn cuối cùng
Thí nghiệm xác định hàm lượng bột whey protein
Mục tiêu của nghiên cứu là xác định hàm lượng bột whey protein tối ưu để bổ sung vào sản phẩm, nhằm đạt được trạng thái, màu sắc và hương vị với các đánh giá cảm quan tốt nhất.
Để tiến hành thí nghiệm, trước tiên cần chuẩn bị nguyên liệu và thực hiện thí nghiệm với các mẫu sản phẩm có 5 hàm lượng whey khác nhau Sau đó, tiến hành đánh giá cảm quan nhằm xác định hàm lượng whey phù hợp nhất cho sản phẩm.
Bảng 3.2 Bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng whey protein
Mẫu Hàm lượng whey protein Thông số cố định Chỉ tiêu theo dõi
Syrup đường: 13 o Bx Dịch ép dâu tằm: 1.5 % Caffeine: 200 mg/L Vitamin B (B1, B6, B12): 18 mg/L Độ pH: 3 Thanh trùng: 80 o C/15 phút
Thí nghiệm xác định độ ngọt syrup đường
Mục đích: Tìm ra hàm lượng đường thích hợp của syrup đường, tạo nên sản phẩm có tính chất cảm quan tốt nhất
Cách tiến hành: Chuẩn bị nguyên liệu, tiến hành thí nghiệm với 4 mẫu sản phẩm với
4 độ Brix khác nhau Sau đó, tiến hành đánh giá cảm quan để tìm ra hàm lượng đường thích hợp cho sản phẩm
Bảng 3.3 Bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng đường
Mẫu Độ Brix sản phẩm
Hàm lượng đường bổ sung trong syrup ban đầu
Thông số cố định Chỉ tiêu theo dõi
Caffeine: 200 mg/L Vitamin B (B1, B6, B12): 18 mg/L Độ pH: 3 Thanh trùng: 80 o C/15 phút
Thí nghiệm xác định hàm lượng dịch ép dâu tằm và độ pH
Mục đích của nghiên cứu là xác định hàm lượng dịch ép dâu tằm và độ pH tối ưu để bổ sung vào sản phẩm, nhằm tạo ra màu sắc và mùi vị hấp dẫn, mang lại trải nghiệm cảm quan tốt nhất cho người tiêu dùng.
Để tiến hành thí nghiệm, cần chuẩn bị nguyên liệu và thực hiện thử nghiệm với các mẫu sản phẩm ở hai giá trị pH cùng năm tỉ lệ dịch ép dâu tằm khác nhau Cuối cùng, tiến hành đánh giá cảm quan nhằm xác định hàm lượng phù hợp cho sản phẩm.
Bảng 3.4 Bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng dịch ép dâu tằm và độ pH sản phẩm
Mẫu Giá trị pH Tỉ lệ dịch ép Thông số cố định Chỉ tiêu theo dõi T1
Syrup đường: 13 o Bx Whey protein: 1.5 % Caffeine: 200 mg/L Vitamin B (B1, B6, B12): 18 mg/L Thanh trùng: 80 o C/15 phút
Thí nghiệm xác định nhiệt độ thanh trùng
Mục đích của nghiên cứu là xác định nhiệt độ thanh trùng tối ưu cho sản phẩm, nhằm kéo dài thời hạn sử dụng và đánh giá sự biến đổi màu sắc của sản phẩm.
Để tiến hành thí nghiệm, cần chuẩn bị nguyên liệu và thực hiện thử nghiệm các mẫu sản phẩm ở 5 nhiệt độ thanh trùng khác nhau trong 15 phút Sau 7 ngày, lấy mẫu để đo mật độ tổng vi khuẩn hiếu khí bằng phương pháp đổ đĩa và sử dụng máy quang phổ UV-Vis để đánh giá sự thay đổi màu sắc Thí nghiệm được lặp lại 6 lần với chu kỳ 7 ngày nhằm đánh giá chất lượng sản phẩm, đồng thời quan sát sự thay đổi trạng thái của sản phẩm trong suốt quá trình thực hiện.
Bảng 3.5 Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thanh trùng
Mẫu Nhiệt độ thanh trùng Thông số cố định Chỉ tiêu theo dõi
Whey protein: 1.5 % Dịch ép dâu tằm: 1.5 % Caffeine: 200 mg/L Vitamin B (B1, B6, B12): 18 mg/L Độ pH: 2.8 Thời gian thanh trùng: 15 phút
Tổng số vi khuẩn hiếu khí
Thí nghiệm đánh giá chất lượng sản phẩm khi bổ sung chất bảo quản
Mục đích của nghiên cứu này là so sánh hiệu quả giữa việc không bổ sung và bổ sung chất bảo quản trong quá trình bảo quản sản phẩm Từ đó, chúng tôi sẽ đánh giá xem việc sử dụng phụ gia cho sản phẩm có thực sự cần thiết hay không.
Để tiến hành thí nghiệm, cần chuẩn bị nguyên liệu và thực hiện các mẫu sản phẩm với hàm lượng sodium benzoate theo quy định của Bộ Y tế (Thông tư số 24/2019/TT-BYT) cho đồ uống năng lượng, tối đa 250 mg/kg Sau 7 ngày, tiến hành lấy mẫu để đo tổng vi khuẩn hiếu khí bằng phương pháp đổ đĩa Thí nghiệm sẽ được thực hiện 5 lần với chu kỳ 7 ngày để so sánh với sản phẩm không bổ sung phụ gia.
Bảng 3.6 Bố trí thí nghiệm so sánh hiệu quả của mẫu có và không có sodium benzoate
Mẫu Thông số cố định Chỉ tiêu theo dõi
Mẫu bổ sung 0.02% sodium benzoate
Syrup: 13 o Bx Whey protein: 1.5 % Dịch ép dâu tằm: 1.5 % Caffeine: 200 mg/L Vitamin B (B1, B6, B12): 18 mg/L Độ pH: 2.8 Thời gian thanh trùng: 15 phút
Tổng số vi khuẩn hiếu khí
Mẫu không bổ sung sodium benzoate
3.2.4.1 Các phương pháp phân tích
Xác định độ ẩm whey protein
Bột whey protein được xác định độ ẩm thông qua phương pháp sấy đến khi đạt khối lượng không đổi Đầu tiên, cần sấy khô đĩa petri và để nguội trong bình hút ẩm trước khi tiến hành thí nghiệm Sau đó, cân 5 g bột whey protein vào đĩa petri và đặt vào tủ sấy ở nhiệt độ 105 °C cho đến khi khối lượng không thay đổi Cuối cùng, đĩa petri chứa mẫu được đưa vào bình hút ẩm để nguội trước khi cân lại.
Cách xử lý kết quả: Độ ẩm được xác định theo công thức 3.1
W = m 1 − m 2 m 1 100 (3.1) Trong đó: W (%) - độ ẩm của mẫu m1 (g) - khối lượng mẫu trước khi sấy m2 (g) - khối lượng mẫu sau khi sấy
Xác định độ pH pH của dịch ép dâu tằm và sản phẩm được xác định bằng cách sử dụng bút đo pH cầm tay Hanna HI98103
Xác định nồng độ chất rắn hòa tan
Nồng độ chất rắn hòa tan của dịch ép dâu tằm và sản phẩm được xác định bằng cách sử dụng khúc xạ kế ATAGO (020%)
Xác định tổng số vi khuẩn hiếu khí
Tổng số vi khuẩn hiếu khí trong các mẫu sản phẩm được xác định bằng kỹ thuật đổ đĩa theo tiêu chuẩn TCVN 4884-1:2015
Xác định hàm lượng protein
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Một số chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu
Để đánh giá nguyên liệu chính, các chỉ tiêu hóa lý của whey protein và dịch ép dâu tằm đã được khảo sát và trình bày trong Bảng 4.1.
Bảng 4.1 Một số chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu (whey protein isolate, dịch dâu tằm)
Chỉ tiêu Kết quả Độ ẩm của whey protein isolate (%) 5.76 0.016
Hàm lượng protein trong whey protein isolate (%) 86.99
Nồng độ chất khô hòa tan của dịch dâu tằm ( o Bx) 5.54 0.053 pH của dịch dâu tằm 3.7 0.076
Kết quả từ Bảng 4.1 chỉ ra rằng whey protein isolate (WPI) có độ ẩm 5.76 %, phù hợp với nghiên cứu của Foegeding và cộng sự (2011) với độ ẩm trung bình 4 - 6 % Hàm lượng protein trong WPI đạt 86.99 %, cho thấy nguyên liệu có độ tinh khiết cao, đáp ứng yêu cầu của nghiên cứu.
Kết quả kiểm tra nồng độ chất khô hòa tan và pH trung bình của dịch dâu tằm từ ba đợt mua nguyên liệu lần lượt là 5.54 ( 0.053) o Bx và 3.7 ( 0.076) Điều này cho thấy nguồn nguyên liệu dâu tằm có chất lượng tương đối ổn định, với không có sự chênh lệch đáng kể giữa các mẫu dịch quả trong quá trình nghiên cứu.
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng whey protein đến giá trị cảm quan sản phẩm nước tăng lực
Hàm lượng protein có tác động đến màu sắc và vị của sản phẩm, làm tăng độ đục của nước Do đó, các mẫu với hàm lượng protein từ 0,5% đến 2,5% đã được khảo sát (Hình 4.1) Kết quả phân tích điểm cảm quan về màu sắc và mùi vị được trình bày trong Bảng 4.2.
Hình 4.1 Các mẫu sản phẩm với hàm lượng whey protein 0.5 %, 1 %, 1.5 %, 2 % và 2.5 %
(theo thứ tự từ trái sang) Bảng 4.2 Điểm cảm quan của các sản phẩm với hàm lượng whey protein khác nhau
Ghi chú: Các số liệu trong cùng một cột có chữ cái khác nhau thể hiện khác nhau có nghĩa ở mức ý nghĩa 5 %
Kết quả phân tích cho thấy có sự khác biệt rõ rệt về mức độ ưa thích giữa các tỷ lệ whey protein khác nhau Các mẫu với tỷ lệ whey protein 0.5 %, 1 % và 1.5 % đều đạt điểm cao hơn so với hai mẫu 2 % và 2.5 % Điều này cho thấy hàm lượng whey protein ảnh hưởng lớn đến màu sắc và mùi vị; màu sắc và vị của dâu tằm bị lấn át bởi bột whey Khi hàm lượng whey tăng, độ đục của nước cũng tăng, làm giảm khả năng cảm nhận vị dâu tằm, dẫn đến sự giảm sút độ ưa thích đối với các mẫu có 2 % và 2.5 % whey.
Khảo sát này nhằm xác định hàm lượng whey protein tối ưu để duy trì giá trị cảm quan cho sản phẩm Kết quả cho thấy hàm lượng whey protein 1.5% là lựa chọn phù hợp cho các thí nghiệm tiếp theo.
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường đến giá trị cảm quan sản phẩm nước tăng lực
Hàm lượng đường ảnh hưởng trực tiếp đến độ ngọt và sự ưa thích của người tiêu dùng đối với nước tăng lực Các mẫu với hàm lượng đường khác nhau đã được khảo sát (Hình 4.2), và điểm cảm quan về mùi vị của sản phẩm được thể hiện trong Bảng 4.3.
Hình 4.2 trình bày các mẫu sản phẩm với độ Brix lần lượt là 9 °Bx, 12 °Bx, 15 °Bx và 18 °Bx từ trái sang phải Bảng 4.3 thể hiện điểm cảm quan của các sản phẩm dựa trên hàm lượng đường khác nhau.
Mẫu Hàm lượng đường trong syrup ban đầu Điểm cảm quan (mùi vị)
Ghi chú: Các số liệu trong cùng một cột có chữ cái khác nhau thể hiện khác nhau có nghĩa ở mức ý nghĩa 5 %
Dựa vào kết quả tính toán thống kê ở Bảng 4.3, có sự khác biệt có ý nghĩa giữa bốn mẫu với độ brix khác nhau Mẫu 15 o Bx đạt điểm cảm quan cao nhất.
7.47 và mẫu 18 o Bx có số điểm thấp nhất là 5.63 Điều này cho thấy hàm lượng đường bổ sung vào syrup đường ở mức 16 % khiến sản phẩm có độ ngọt cao, từ đó làm giảm độ ưa thích khi sử dụng Hàm lượng đường 13 % được xem là mang lại vị ngọt vừa phải, phù hợp với dòng sản phẩm nước tăng lực Do đó, nó được lựa chọn trong nghiên cứu này và được sử dụng cho các thí nghiệm sau đó.
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng dịch ép dâu tằm và độ pH đến giá trị cảm
Độ pH và hàm lượng dịch ép dâu tằm ảnh hưởng đáng kể đến màu sắc của nước tăng lực Vì vậy, các mẫu với hàm lượng dịch ép dâu tằm ở các giá trị pH khác nhau đã được khảo sát (Hình 4.3 và 4.4).
Hình 4.3 Các mẫu sản phẩm tại pH 2.8 với hàm lượng dịch dâu tằm 0.5 %, 1 %, 1.5 %; 2
% và 2.5 % (theo thứ tự từ trái sang)
Hình 4.4 Các mẫu sản phẩm tại pH 3.2 với hàm lượng dịch dâu tằm 0.5 %, 1 %, 1.5 %, 2
% và 2.5 % (theo thứ tự từ trái sang)
Kết quả nghiên cứu cho thấy pH 2.8 và 3.2 có ảnh hưởng khác nhau đến màu sắc của các mẫu dịch dâu tằm Cụ thể, mẫu ở pH 2.8 có màu sắc thiên về đỏ hơn so với mẫu ở pH 3.2 Sự biến đổi màu sắc này xảy ra do pH ảnh hưởng đến thành phần anthocyanin trong dịch dâu tằm Dịch ép dâu tằm ban đầu có pH 3.7 và màu tím đen, nhưng khi hòa tan vào nước, màu sắc chuyển sang tím nhạt và có xu hướng trở nên đỏ hơn khi pH giảm.
Kết quả điểm cảm quan của sản phẩm về 2 yếu tố màu sắc và mùi vị được thể hiện ở Bảng 4.4
Bảng 4.4 trình bày điểm cảm quan của sản phẩm dựa trên các giá trị pH và hàm lượng dịch ép dâu tằm khác nhau Các yếu tố pH và hàm lượng dịch ép dâu tằm ảnh hưởng đến điểm cảm quan của sản phẩm.
Ghi chú: Các số liệu trong cùng một cột có chữ cái khác nhau thể hiện khác nhau có nghĩa ở mức ý nghĩa 5 %
Kết quả phân tích cho thấy sự chênh lệch rõ rệt về độ ưa thích của các mẫu ở pH 2.8 và 3.2, với hai mẫu 1.5 % và 2 % dịch dâu tằm tại pH 2.8 đạt điểm cao nhất về màu sắc (7.70 và 7.73) và mùi vị (7.27 và 7.03) Tuy nhiên, không có sự khác biệt rõ ràng về độ ưa thích mùi vị giữa năm mẫu, cho thấy hàm lượng dịch dâu tằm từ 0.5 % đến 2.5 % không ảnh hưởng lớn đến vị sản phẩm Do đó, yếu tố màu sắc được sử dụng để xác định hàm lượng dịch dâu tằm và độ pH tối ưu, với sản phẩm 1.5 % dịch ép dâu tằm tại pH 2.8 được ưu tiên trong nghiên cứu này cho các thí nghiệm tiếp theo.
Kết quả khảo sát nhiệt độ thanh trùng sản phẩm nước tăng lực
Hàm lượng vi sinh vật là yếu tố quyết định trong nghiên cứu sản phẩm thực phẩm, và sản phẩm chỉ được phép lưu hành khi đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng vi sinh vật Mật độ vi khuẩn hiếu khí là chỉ tiêu quan trọng đối với nước tăng lực Do đó, các mẫu được thanh trùng ở nhiệt độ khác nhau để xác định tổng vi khuẩn hiếu khí bằng phương pháp đổ đĩa, với kết quả kiểm tra qua 6 tuần được trình bày trong Bảng 4.5.
Bảng 4.5 Mật độ tổng số vi khuẩn hiếu khí qua 6 tuần bảo quản (CFU/mL)
1 tuần 2 tuần 3 tuần 4 tuần 5 tuần 6 tuần
80 o C KPH KPH KPH KPH KPH KPH
85 o C KPH KPH KPH KPH KPH KPH
90 o C KPH KPH KPH KPH KPH KPH
Ghi chú: KPH: không phát hiện
Kết quả từ Bảng 4.5 cho thấy sự thay đổi mật độ vi khuẩn hiếu khí trong 6 tuần bảo quản, với mật độ thấp ở tất cả các mẫu, điều này thường xảy ra với thực phẩm có pH thấp (3.7 - 4.5) Các mẫu được thanh trùng ở nhiệt độ 80 o C, 85 o C và 90 o C không có sự xuất hiện của vi sinh vật hiếu khí trong suốt thời gian bảo quản Mẫu thanh trùng ở 75 o C bắt đầu có vi sinh vật từ tuần thứ 4, trong khi mẫu ở 70 o C xuất hiện từ tuần thứ 3 và có mật độ vi sinh cao nhất Hình 4.5 và 4.6 minh họa màu sắc của các mẫu tại thời điểm bắt đầu bảo quản và sau đó.
Sau 4 tuần bảo quản, kết quả cho thấy màu sắc của các mẫu có sự thay đổi rõ rệt Tất cả 5 mẫu đều bị nhạt màu so với lúc ban đầu Mẫu thanh trùng ở 70 o C giữ được màu sắc tốt nhất, trong khi mẫu xử lý ở 90 o C mất màu nghiêm trọng, khác biệt rõ rệt so với thời điểm bắt đầu bảo quản.
Hình 4.5 Các mẫu sản phẩm thanh trùng ở 70 o C, 75 o C, 80 o C, 85 o C và 90 o C tại thời điểm bắt đầu được bảo quản (theo thứ tự từ trái sang)
Các mẫu sản phẩm thanh trùng ở các nhiệt độ 70 o C, 75 o C, 80 o C, 85 o C và 90 o C đã được theo dõi trong 4 tuần bảo quản Độ hấp thu của các mẫu liên quan đến sự thay đổi màu sắc theo thời gian Để đánh giá, độ hấp thu được đo tại 4 thời điểm cách nhau 7 ngày kể từ khi hoàn thành sản phẩm Kết quả đo độ hấp thu tại các bước sóng tối đa của từng mẫu với các nhiệt độ thanh trùng khác nhau được trình bày trong Bảng 4.6.
Bảng 4.6 Độ hấp thu của các mẫu sản phẩm thanh trùng ở 70 o C, 75 o C, 80 o C,
85 o C và 90 o C qua 3 tuần bảo quản
Nhiệt độ thanh trùng Độ hấp thu
Ban đầu 1 tuần 2 tuần 3 tuần
Kết quả đo hấp thu tại các bước sóng tối đa cho thấy sự thay đổi về độ hấp thu ở cả 5 mẫu trong 3 tuần bảo quản, với giá trị độ hấp thu giảm dần theo thời gian Mẫu thanh trùng ở 90 oC có độ chênh lệch độ hấp thu cao nhất là 0.577, trong khi mẫu 70 oC chỉ là 0.141, thấp hơn rõ rệt Sự thay đổi màu sắc của các mẫu theo thời gian bảo quản cho thấy mẫu 90 oC mất màu nhanh chóng do hàm lượng anthocyanin giảm, ngược lại mẫu 70 oC có mức độ sụt giảm chất màu thấp nhất Điều này phù hợp với nghiên cứu của Qin và cộng sự (2010), cho thấy độ hấp thu của chất màu trong dâu tằm giảm theo thời gian khi tốc độ mất màu tăng Nghiên cứu khảo sát sự thay đổi độ hấp thu ở các nhiệt độ khác nhau (20 oC đến 100 oC) cho thấy độ hấp thu giảm nhanh hơn ở nhiệt độ cao.
Khi quan sát các mẫu sau 6 tuần bảo quản, có sự biến đổi rõ rệt ở các mẫu thanh trùng ở nhiệt độ 90 o C, 85 o C, 80 o C và 75 o C, với sự xuất hiện của cặn lơ lửng trong nước, trong khi mẫu ở 70 o C không gặp hiện tượng này Sự thay đổi này có thể do sự suy giảm độ ổn định của protein, đặc biệt ở các mẫu xử lý nhiệt độ cao, dẫn đến biến tính và kết tụ protein Nhiệt độ cao từ 75 o C đến 90 o C làm protein whey bị biến tính một phần, tạo ra cặn lơ lửng lớn, ảnh hưởng tiêu cực đến giá trị cảm quan và dinh dưỡng của sản phẩm.
Hình 4.7 Trạng thái của các mẫu thanh trùng ở 85 o C, 80 o C, 75 o C, 70 o C sau 6 tuần bảo quản
Qua các kiểm tra về mật độ tổng vi sinh vật hiếu khí và sự thay đổi màu sắc, trạng thái của các mẫu sau 6 tuần bảo quản, mẫu được thanh trùng ở 70 o C đạt yêu cầu về cảm quan và vi sinh Vì vậy, nhiệt độ thanh trùng này được chọn cho nghiên cứu và các thí nghiệm tiếp theo.
Kết quả khảo sát hiệu quả của việc bổ sung chất bảo quản vào sản phẩm nước tăng lực
Chất bảo quản, như sodium benzoate, thường được sử dụng trong nước tăng lực để kéo dài thời hạn sử dụng Nghiên cứu đã tiến hành khảo sát chỉ tiêu vi sinh vật của mẫu có bổ sung sodium benzoate (0.02%) và mẫu không có chất bảo quản sau 6 tuần Kết quả kiểm tra vi sinh vật hiếu khí của hai mẫu được thanh trùng ở 70 oC được trình bày trong Bảng 4.7.
Bảng 4.7 Mật độ tổng số vi khuẩn hiếu khí qua 6 tuần bảo quản (CFU/mL) của hai mẫu có bổ sung và không bổ sung sodium benzoate
1 tuần 2 tuần 3 tuần 4 tuần 5 tuần 6 tuần
Không bổ sung sodium benzoate
KPH KPH KPH KPH KPH KPH
Kết quả thí nghiệm cho thấy việc bổ sung 0.02% sodium benzoate vào sản phẩm nước tăng lực có hiệu quả rõ rệt trong việc ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn hiếu khí Trong suốt 6 tuần bảo quản, lượng vi khuẩn hiếu khí không được phát hiện, chứng tỏ chất bảo quản này giúp duy trì chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm Do đó, việc kết hợp chất bảo quản với chế độ thanh trùng ở 70°C mang lại hiệu quả bảo quản tốt cho nước tăng lực trong nghiên cứu này.
Đề xuất quy trình sản xuất nước tăng lực bổ sung whey protein vị dâu tằm
Sau khi xác định các thông số tối ưu cho sản phẩm nước tăng lực bổ sung whey protein vị dâu tằm, hàm lượng dinh dưỡng của một số thành phần trong sản phẩm đã được kiểm tra và được trình bày trong Bảng 4.8.
Bảng 4.8 Giá trị dinh dưỡng trung bình trong 100 mL sản phẩm
Thành phần dinh dưỡng Hàm lượng
Hình ảnh nước tăng lực bổ sung whey protein vị dâu tằm được giới thiệu trong Hình 4.9, cùng với các đặc tính cảm quan của sản phẩm được đánh giá trong Bảng 4.9 Công thức phối trộn cho sản phẩm được trình bày chi tiết trong Bảng 4.10.
Hình 4.8 Sản phẩm nước tăng lực bổ sung whey protein vị dâu tằm
Bảng 4.9 Giá trị cảm quan của sản phẩm nước tăng lực
Chỉ tiêu Đặc tính cảm quan
Màu sắc Màu đỏ tự nhiên, hài hòa, không quá đậm hay quá nhạt
Mùi, vị Vị ngọt vừa phải, đặc trưng cho nước tăng lực; thoang thoảng vị dâu tằm
Trạng thái Dạng lỏng đồng đều, độ trong vừa phải do có thành phần whey protein trong sản phẩm
Bảng 4.10 Công thức phối trộn nước tăng lực bổ sung whey protein vị dâu tằm
Thành phần Tỷ lệ Thông số cố định
Nước 83 % Độ brix sản phẩm: 15 o Bx Độ pH: 2.8 Thanh trùng: 70 o C/15 phút Đường 12.5 %
Acid citric 1.4 % Đề xuất quy trình
Hình 4.9 thể hiện quy trình sản xuất nước tăng lực bổ sung whey protein vị dâu tằm được đề xuất thông qua kết quả của nghiên cứu
Hình 4.9 Quy trình sản xuất nước tăng lực bổ sung whey protein vị dâu tằm (đề xuất)
Rót chai và đóng nắp
Các bước của quy trình được thực hiện nhằm đạt được mục tiêu tương tự như quy trình dự kiến ban đầu Do đó, phần thuyết minh của quy trình đề xuất chỉ tập trung vào cách thức thực hiện.
Cách tiến hành: Hỗn hợp đường sucrose và nước được gia nhiệt trên bếp điện ở nhiệt độ khoảng 90 o C, kết thúc quá trình nấu khi syrup đường đạt 13 o Bx
Cách tiến hành: Syrup đường sau khi nấu được để nguội tới nhiệt độ khoảng 25 -
30 o C Sử dụng nhiệt kế để đo nhiệt độ trong suốt quá trình làm nguội
Để tiến hành, bạn cần bổ sung các thành phần nguyên liệu vào syrup đường đã nguội Bắt đầu bằng cách thêm whey protein và caffeine vào syrup, khuấy đều cho đến khi tan hoàn toàn Sau đó, thêm dịch ép dâu tằm và acid citric để đạt độ pH 2.8, cuối cùng là chất bảo quản, khuấy đều để đảm bảo syrup thành phẩm đồng nhất.
Để tiến hành chiết rót, đầu tiên, bao bì chai thủy tinh cần được rửa sạch và làm khô Sau đó, chai được khử trùng bằng cách sấy ở nhiệt độ 105 °C trong 1 giờ và để nguội đến khoảng 40 °C Tiếp theo, chiết rót bán thành phẩm vào chai, đảm bảo mực nước cách miệng chai khoảng 2 - 3 cm, rót cẩn thận để tránh tạo bọt, và cuối cùng, đóng nắp chai thật chặt.
Cách tiến hành: Các chai được thanh trùng trong bể điều nhiệt ở nhiệt độ 70 o C trong thời gian 15 phút
Sau khi thanh trùng, các chai cần được làm nguội nhanh chóng về nhiệt độ phòng bằng cách xả trực tiếp dưới vòi nước lạnh trong khoảng thời gian từ 5 đến 7 phút.
Cách tiến hành: Sản phẩm được bảo ôn ở nhiệt độ phòng tại nơi khô ráo, thông thoáng, tránh ánh nắng trực tiếp trong thời gian 10 - 15 ngày.
