Những lợi ích của quá trình thanh trùng (pasteurisation) đối với an toàn vi sinh và kéo dài thời hạn sử dụng của nước ép trái cây và rau củ đã được chứng minh rõ ràng. Mặc dù xử lý nhiệt (thermal processing) đôi khi có thể gây ra những ảnh hưởng không mong muốn đến chất lượng sản phẩm như tổn thất dinh dưỡng, thay đổi màu sắc, hương vị và cấu trúc, một nghiên cứu gần đây cho thấy thanh trùng có thể cải thiện khả năng tiêu hoá. Do đó, đặt ra câu hỏi liệu đã đến lúc cần xem xét lại việc lựa chọn phương pháp thanh trùng tối ưu cho nước ép và sinh tố hay chưa.
Hiện nay, người tiêu dùng trên toàn thế giới ngày càng nhận thức rõ lợi ích của việc sử dụng trái cây và rau củ tươi. Trong hai thập kỷ qua, nước ép và sinh tố đã trở thành giải pháp tiện lợi và hấp dẫn nhằm tăng cường lượng tiêu thụ các sản phẩm này.
Trên phạm vi toàn cầu, nước ép là nhóm đồ uống có tỷ lệ thâm nhập mua hàng cao nhất trong ngành nước giải khát, với 57% người tiêu dùng đã mua nước ép, đồ uống từ nước ép hoặc sinh tố trong năm vừa qua. Các sản phẩm và thương hiệu mới liên tục được phát triển bởi các tập đoàn đa quốc gia cũng như các nhà sản xuất chuyên biệt địa phương, trong đó nổi bật là các sản phẩm có tuyên bố chức năng (functional claims) và shot dinh dưỡng. Theo Mordor Intelligence, thị trường sinh tố toàn cầu dự kiến đạt 25,21 tỷ USD vào năm 2031 (so với 16,65 tỷ USD hiện nay).
Trong thị trường này, sinh tố từ trái cây chiếm 55,72% thị phần, nhờ tận dụng chuỗi cung ứng sẵn có và sự quen thuộc của người tiêu dùng. Sinh tố có nguồn gốc thực vật (plant-based) đang tăng trưởng nhanh với CAGR dự kiến 9,65% đến năm 2031, trong khi sinh tố từ rau củ mở ra cơ hội khác biệt hoá thông qua định vị chức năng và hương vị độc đáo.
Hạn chế của công nghệ HPP
Trong hơn 20 năm qua, xử lý áp suất cao (High Pressure Processing – HPP) đã được một số nhà sản xuất áp dụng nhằm kéo dài thời hạn sử dụng sản phẩm trong khi vẫn duy trì hương vị, màu sắc và giá trị dinh dưỡng, đặc biệt là hàm lượng vitamin C. Tuy nhiên, hiệu quả của phương pháp này phụ thuộc vào từng loại sản phẩm. Ví dụ, một số nghiên cứu cho thấy kỹ thuật này có thể cải thiện cảm quan đối với nước cam, nhưng lại gây ảnh hưởng tiêu cực đối với nước táo.
Mặc dù mục tiêu của cả thanh trùng nhiệt và thanh trùng bằng áp suất đều là giảm số lượng vi sinh vật gây hại và enzyme, các nghiên cứu khác chỉ ra rằng sinh tố xử lý bằng áp suất bị tổn thất nhiều hợp chất sinh học và dưỡng chất (như phenol và carotenoid) trong quá trình bảo quản hơn so với xử lý nhiệt. Không chỉ vậy, một nghiên cứu gần đây còn cho thấy xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao có thể làm tăng khả năng hấp thu polyphenol của hệ vi sinh đường ruột.
Các yếu tố cần cân nhắc đối với nhà sản xuất
Các nhà sản xuất cần tối ưu hiệu suất sản xuất để tối đa hoá lợi nhuận, đồng thời lựa chọn thiết bị có khả năng bảo toàn đặc tính vật lý của sản phẩm nhằm giảm hao hụt.
Nhiều nguyên liệu từ trái cây và rau củ cần được xử lý nhẹ nhàng để tránh hiện tượng nứt vỡ hoặc phá vỡ cấu trúc mô (shear). Bên cạnh đó, kiểm soát nhiệt độ chính xác là cần thiết để ngăn ngừa sự hình thành mùi vị không mong muốn. Quá trình còn phải đảm bảo xử lý được sản phẩm có độ nhớt cao mà không gây bám cặn (fouling), cũng như bảo toàn các hạt rắn (particulates) mà không làm hư hại chúng.
Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống gân (corrugated tube heat exchanger) hoặc thiết bị trao đổi nhiệt bề mặt cạo (scraped surface heat exchanger – SSHE) là giải pháp lý tưởng để thanh trùng nước ép và sinh tố chất lượng cao mà vẫn giữ nguyên cấu trúc sản phẩm.
Đối với các chất lỏng đơn giản, thiết bị trao đổi nhiệt đa ống dạng gân như HRS MI Series và HRS MR Series là phù hợp. Khi nguyên liệu trở nên có độ nhớt cao hoặc phức tạp hơn, có thể sử dụng thiết kế ống lồng ống dạng gân hoặc thiết kế không gian vành khuyên như HRS DTA Series hoặc HRS AS Series. Với các sản phẩm có độ nhớt rất cao hoặc nhạy cảm với lực cắt, thiết bị trao đổi nhiệt bề mặt cạo như HRS R Series hoặc HRS Unicus Series là lựa chọn tối ưu.
Nguồn: HRS Heat Exchangers.
