Dưa hấu có tên khoa học Citrullus lanatus, thuộc họ bầu bí Cucurbitaceae. Ở Việt Nam, theo số liệu của Cục Trồng trọt - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, vài năm gần đây sản lượng dưa hấu khoảng 1,5 triệu tấn. Diện tích trồng dưa hấu không ổn định, xấp xỉ 54.000 ha/năm. Mặc dù sản lượng lớn nhưng dưa hấu trong nước luôn bị lâm vào tình trạng được mùa mất giá do dưa hấu chỉ để ăn tươi mà chưa có công nghệ chế biến nhằm tạo ra các sản phẩm có giá trị gia tăng. Xét về kênh tiêu thụ, đến nay 80% lượng dưa hấu được bán ở thị trường trong nước, phần còn lại là xuất khẩu, trong đó chủ yếu xuất sang Trung Quốc (chiếm 90% sản lượng dưa hấu xuất khẩu), Lào, Campuchia.

Trong khi hiện cả nước có khoảng 60 nhà máy chế biến bảo quản rau quả ở quy mô công nghiệp và hàng chục ngàn cơ sở chế biến quy mô nhỏ, đã đa dạng hóa các sản phẩm thực phẩm và đồ uống từ nguồn nguyên liệu rau quả như lạc tiên, vải, xoài, dứa, mít, cà chua,... tuy vậy còn thiếu sản phẩm chế biến từ quả dưa hấu. Trước kia, chỉ có cà chua và các sản phẩm chế biến từ cà chua mới được coi là nguồn lycopene tiềm năng nhưng hiện nay nhiều công trình nghiên cứu đã chứng minh rằng dưa hấu cũng là một nguồn giàu lycopene. Các công bố trên thế giới cho thấy hàm lượng lycopene trong dưa hấu ruột đỏ từ 32,5 - 120,5 mg/kg, ruột trắng < 0,1 mg/kg, ruột vàng < 0,7 mg/kg và ruột cam từ 0,5 - 5,5 mg/. Lycopene có hoạt tính chống oxy hóa cao nhất trong số các carotenoid. Tỷ lệ lycopene/carotene trong dưa hấu là 1:12, cao hơn đáng kể các chất chống oxy hóa khác. Lycopene có tác dụng phòng chống một số bệnh như ung thư ruột già, ung thư phổi, dạ dày, ung thư tuyến tiền liệt, ung thư tử cung, ung thư vú, vòm miệng, tụy và ung thư thực quản. Ngoài ra, nó còn có tác dụng hạ mỡ máu, giúp ngăn ngừa bệnh tim mạch. Lycopene làm giảm căng thẳng ở phụ nữ sau mãn kinh, giảm nguy cơ loãng xương. Do vậy, thực phẩm giàu lycopene được coi là thực phẩm bảo vệ sức khỏe. Trên thế giới, sản phẩm chính chế biến từ quả dưa hấu là nước ép dưa hấu, nước dưa hấu cô đặc và bột dưa hấu. Công ty Milne của Mỹ đã thương mại sản phẩm nước dưa hấu cô đặc từ năm 2004, ngoài ra còn có một số công ty khác như Madam Sun của Malaysia; Dole International và Minute Maid (Mỹ); Neel Beverages và Perennial Lifescience (Ấn Độ); Xi’an (Trung Quốc), Bio Port (Hàn Quốc)...Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm khác nhau theo từng hãng, 100% được sản xuất từ nguyên liệu quả tươi, sản phẩm có hương vị đặc trưng dưa hấu, không phụ gia, hàm lượng chất khô hòa tan tổng số từ 40 - 650Bx, pH từ 3,3 - 5,5...An toàn thực phẩm theo quy định của từng nước. Chỉ có công ty Milne (Mỹ) công 2 bố hàm lượng lycopene trong sản phẩm là 240 mg/kg. Bảo quản -180C trong 1 - 2 năm.

Xuất phát từ cơ sở khoa học và tính cấp thiết, ThS. Nguyễn Thị Hương Trà cùng các cộng sự tại Viện cơ điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu công nghệ và hoàn thiện thiết bị chế biến một số sản phẩm có giá trị gia tăng từ quả dưa hấu”.

Sau một thời gian thực hiện, đề tài thu được các kết quả như sau:

1. Tổng quan về dưa hấu

- Đề tài đã xây dựng báo cáo tổng quan về các vấn đề liên quan tới nội dung nghiên cứu; đã phân tích chỉ tiêu cơ lý và thành phần hóa học của 6 giống dưa hấu trồng tại Việt Nam; đã xây dựng tiêu chuẩn chất lượng nguyên liệu quả dưa hấu cho chế biến nước dưa hấu cô đặc giàu lycopene.

2. Nghiên cứu công nghệ sản xuất nước dưa hấu cô đặc giàu lycopene quy mô thí nghiệm và quy mô 100 kg nguyên liệu/mẻ

- Dưa hấu trước khi đưa vào chế biến cần qua công đoạn rửa. Dưa hấu được rửa sạch bằng dung dịch chlorine B 150 ppm trong 2 - 4 phút.

- Bổ sung chế phẩm enzym Pectinex® Ultra SP-L với tỷ lệ 0,04%, pH 4 - 5,5, thời gian 30 phút, nhiệt độ 30 - 350C nhằm tăng hiệu suất thu hồi dịch quả và lycopene.

- Thu hồi dịch quả và lycopene bằng phương pháp chà với kích thước lỗ lưới chà 0,5 mm. Bán thành phẩm sau chà được cô đặc chân không tại 650C đến hàm lượng chất khô hòa tan tổng số 580Bx.

- Đã sử dụng axit ascorbic 500 - 2000 ppm, axit citric 100 - 500 ppm nhằm ổn định màu sắc sản phẩm, tuy nhiên mức độ giảm nâu hóa không đáng kể, màu sắc không có sự khác biệt so với đối chứng sau 18 tháng bảo quản tại -180C. Vì vậy, trong sản xuất nước dưa hấu cô đặc không cần bổ sung chất chống biến màu.

- Lựa chọn bao bì 3 lớp PE/AL/PE cho bảo quản nước dưa hấu cô dặc. Bảo quản tại nhiệt độ thường 25 - 300C trong 6 ngày, tại 2 - 8 0C trong 3 tháng và tại - 180C trên 18 tháng (đang tiếp tục theo dõi bảo quản sản phẩm tại -180C).

3. Nghiên cứu chế biến một số sản phẩm có giá trị dinh dưỡng từ nước ép dưa hấu cô đặc quy mô phòng thí nghiệm và quy mô pilot

- Đã tuyển chọn được 01 chủng vi khuẩn probiotic L. casei DH2 cho sản xuất yogurt dưa hấu bổ sung probiotic.

- Đã xác định được công nghệ sản xuất chế phẩm probiotic L. casei DH2 dạng bột với các thông số chính: môi trường nhân nuôi MRS, 370C, tỷ lệ giống bổ sung 6%, thời gian 22 giờ. Sinh khối được trộn với chất mang sữa gầy 10%; sacharose 0,3%; vitamin C 0,1%; mononatri glutamat 0,2% và sấy đông khô. Chế phẩm probiotic L. casei DH2 có mật độ ≥ 1011 CFU/g, độ ẩm < 6%. Chế phẩm lactic khởi động được đóng gói trong bao bì PE/Al/PE, bảo quản 4 0C 4 tháng hoặc -200C trong 6 tháng.

- Thành phần nguyên liệu bổ sung cho lên men phụ phẩm dưa hấu: rỉ đường 2%, NaCl 0,5%, cám gạo 3%, chế phẩm vi sinh vật khởi động 0,02%.

5. Nghiên cứu hoàn thiện thiết bị trong dây chuyền sản xuất nước ép dưa hấu cô đặc, quy mô 1.000 lít dịch ép/giờ Chế tạo 01 thiết bị xử lý enzym: thể tích 6.500 lít, điều khiển nhiệt độ 30- 500C, tốc độ khuấy từ 5-60 vòng/phút. Đã lựa chọn và kết nối thiết bị này với dây chuyền thiết bị sản xuất nước quả cô đặc có sẵn của DOVECO.

6. Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ, thiết bị chế biến dưa hấu và xây dựng mô hình ứng dụng quy mô công nghiệp - Đã hoàn thiện quy trình công nghệ và xây dựng mô hình sản xuất nước dưa hấu cô đặc quy mô 1.000 lít dịch ép/giờ. Sản xuất được 6.452 kg nước dưa hấu cô đặc (5.467 lít) với các chỉ tiêu chất lượng chủ yếu: hàm lượng chất khô hòa tan tổng số 58±10Bx, hàm lượng lycopene 476 - 703 mg/kg (40,3 - 59,6 mg/100ml), hàm lượng đường tổng số 51 - 60 %, hàm lượng axit 0,3 - 0,8 %, pH 4,6 - 5,5. An toàn thực phẩm phù hợp với QCVN 6-2:2010/BYT. Sản phẩm được sản xuất 100% tự nhiên, không bổ sung phụ gia. Màu sắc, hương vị đặc trưng dưa hấu. Sản phẩm đồng nhất, mịn, không có chấm đen, chấm trắng.

- Đã hoàn thiện quy trình công nghệ và xây dựng mô hình sản xuất yogurt probiotic dưa hấu với số lượng sản phẩm 3.070 lít. Sản phẩm có hàm lượng chất khô 17 - 19%, pH 4,2 - 4,3, độ axit 115 - 121o Th, mật độ vi khuẩn probiotic đạt khoảng 2x109 CFU/ml và hàm lượng lycopene 31 - 32 mg/kg. Sản phẩm có hàm lượng protein, chất béo, cacbohydrat là: 1,4%; 0,65 - 0,85%, 10,5 - 13,5%, theo thứ tự. An toàn thực phẩm phù hợp với QCVN 5-5:2010/BYT.

- Đã hoàn thiện quy trình công nghệ và xây dựng mô hình sản xuất thạch dưa hấu với số lượng sản phẩm 1.019 kg. Sản phẩm có hàm lượng chất khô hòa tan tổng số 14,6 - 15,30Bx; hàm lượng đường tổng số 13,7 - 14,2 g/100g; hàm lượng protein 0,26 - 0,31 g/100g; lipit 0,01 - 0,02 g/100g. An toàn thực phẩm phù hợp với QCVN 8-2:2011/BYT và quyết định 46/2007/QĐ-BYT.

- Đã hoàn thiện quy trình công nghệ và sản xuất được 15 tấn phụ phẩm dưa hấu ủ chua với chỉ tiêu chất lượng: pH 4,1 - 4,3, mật độ vi khuẩn lactic 4,5-6,0 x 108 CFU/g, axit lactic 3,0 - 3,5%, axit acetic 0,5 - 0,8%, không phát hiện axit butyric, độ ẩm < 80%, hàm lượng protein thô chiếm 10 - 12 %/VCK, hàm lượng xơ thô đạt 20 - 22 %/VCK và tro thô là 11 - 13 %/VCK. Bảo quản trên 6 tháng.

- Đã bước đầu thử nghiệm phụ phẩm dưa hấu ủ chua trong chăn nuôi bò lai F1 (BBB x Lai Sind). Ở mức thay thế 40 - 50% cỏ voi tươi bằng phụ phẩm dưa hấu ủ chua, chi phí thức ăn/ kg tăng trọng giảm 1.000 - 1.080 đ/kg so với đối chứng.

- Đã xây dựng bộ tiêu chuẩn cơ sở cho sản phẩm nước dưa hấu cô đặc, yogurt probiotic dưa hấu, thạch dưa hấu và thức ăn ủ chua từ phụ phẩm dưa hấu.

Như vậy, đề tài đã đạt được mục tiêu xây dựng được quy trình công nghệ và hoàn thiện thiết bị chế biến một số sản phẩm có giá trị gia tăng từ quả dưa hấu (nước dưa hấu cô đặc, yogurtprobiotic dưa hấu dạng uống, thạch dưa hấu và thức ăn ủ chua từ phế phụ phẩm của quá trình chế biến dưa hấu), đảm bảo chất lượng thương mại, dinh dưỡng, cảm quan, an toàn thực phẩm. Từ đó ứng dụng có hiệu quả các sản phẩm tại doanh nghiệp chế biến thực phẩm và đồ uống để giải quyết đầu ra cho sản phẩm dưa hấu.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 20652/2022) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)