[1] Hầu hết các sản phẩm nước ép trên thị trường đều được sản xuất từ nước trái cây cô đặc. Tại sao các nhà sản xuất lại lựa chọn phương pháp có vẻ “ít nguyên chất” như vậy? Hàng loạt ưu điểm của công nghệ cô đặc thực phẩm chính là đáp án: “Việc cô đặc thực phẩm không chỉ giúp kéo dài thời gian bảo quản mà còn làm giảm bớt chi phí vận chuyển và lưu trữ, đồng thời tăng nồng độ một số chất dinh dưỡng”, TS. Huỳnh Tiến Đạt ở Khoa Công nghệ hóa học và thực phẩm, trường ĐH Nông Lâm TP.HCM giải thích.
[2] Kể từ khi bằng sáng chế đầu tiên về nước trái cây cô đặc được cấp tại Hoa Kỳ từ những năm 40 đến nay, các sản phẩm từ nước trái cây cô đặc đã phổ biến trên toàn thế giới nhờ tính tiện lợi và kinh tế. Tuy nhiên, cả hai phương pháp cô đặc thực phẩm phổ biến hiện nay, bao gồm công nghệ cô đặc bằng phương pháp gia nhiệt bốc hơi và công nghệ cô đặc bằng màng lọc vẫn còn những hạn chế dẫn đến thất thoát hương vị hoặc chất dinh dưỡng có trong thực phẩm.
[3] Trong quá trình tìm kiếm một phương pháp cô đặc thực phẩm tối ưu hơn, TS. Đạt đã chú ý đến công nghệ cô đặc lạnh. Về bản chất, công nghệ này sẽ làm đông lạnh một phần nước trong dung dịch thực phẩm, tạo thành các tinh thể đá, sau đó, tách các tinh thể này ra khỏi dung dịch, nhờ đó làm tăng nồng độ chất tan trong dung dịch thực phẩm cô đặc. “Công nghệ này dựa trên sự khác biệt về nhiệt độ đông đặc của chất tan và nước trong thực phẩm. Khi nhiệt độ xuống 0 ^oC, nước tinh khiết sẽ đông đặc, nhưng các thành phần chất tan thì không. Khi chúng ta đông lạnh cả khối thực phẩm, sau đó rã đông, phần chất tan sẽ tan trước, phần nước đá còn nguyên. Ví dụ rã đông từ -100C dần xuống 0^oC, các thành phần chất tan sẽ tan trước còn thành phần nước phải lớn hơn 0^oC mới bắt đầu tan. Do đó, chúng ta có thể loại bỏ được nước trong dung dịch mà không cần phải gia nhiệt cao như phương pháp gia nhiệt bốc hơi.
[4] Khi nghe TS. Đạt giới thiệu, điểm đầu tiên khiến nhiều người chú ý là các thiết bị cần dùng trong công nghệ cô đặc lạnh có vẻ khá đơn giản. Dựa trên nguyên lý cô đặc lạnh, một hệ thống chỉ cần ba thành phần chính là thiết bị làm lạnh, thiết bị làm tăng kích cỡ tinh thể và thiết bị tách tinh thể. “Thiết bị làm lạnh sẽ có chức năng tạo tinh thể đá, có thể làm lạnh theo kiểu trực tiếp, có bể môi chất làm lạnh, dịch cần cô đặc lưu chuyển trong ống, khi thành ống tiếp xúc với môi chất làm lạnh, phần tiếp xúc sẽ bị đông đá, phần còn lại không bị đông đá sẽ được thu hồi. Sau khi làm lạnh tạo tinh thể đá có kích cỡ dưới 50 micron, chúng ta sẽ chuyển sang thiết bị làm tăng kích cỡ tinh thể, về nguyên lý, dịch chứa tinh thể đá nhỏ sẽ được làm lạnh chậm để phát triển thành tinh thể nước đá lớn hơn, dễ dàng tách ra khỏi dịch cô đặc. Thiết bị tách tinh thể có thể dùng dạng ly tâm hoặc cột rửa”, TS. Huỳnh Tiến Đạt cho biết.
[5] Việc chế tạo các thiết bị như vậy ở quy mô phòng thí nghiệm không phải là vấn đề lớn. Tuy nhiên, ứng dụng ở quy mô công nghiệp là câu chuyện hoàn toàn khác. Đây là lý do khiến công nghệ cô đặc lạnh vẫn còn lép vế so với công nghệ cô đặc bằng phương pháp gia nhiệt bốc hơi và công nghệ màng lọc. “Kỹ thuật cô đặc lạnh đã phát triển vài thập kỷ nay song ứng dụng vẫn còn hạn chế, do chi phí đầu tư khá cao”. Nhưng với xu hướng ngày càng quan tâm đến sức khỏe của người tiêu dùng, “chúng ta vẫn có thể cân nhắc ứng dụng công nghệ này để nâng cao chất lượng sản phẩm, tạo ra những sản phẩm có giá trị cao, tốt cho sức khỏe”. Những kết quả nghiên cứu về khả năng bảo tồn các chất dinh dưỡng của phương pháp cô đặc lạnh đã phần nào khẳng định tiềm năng của hướng đi này.
[6] Với nhiều ưu điểm, phương pháp cô đặc lạnh đã được ứng dụng trong sản xuất nước trái cây, rau quả, cà phê, bia rượu, thức uống lên men… Nhóm nghiên cứu của TS. Huỳnh Tiến Đạt cũng ứng dụng công nghệ này để sản xuất bột chanh sấy phun từ dịch chanh cô đặc có hàm lượng 45% chanh, cao hơn nhiều so với các sản phẩm trên thị trường (chỉ có khoảng 10%).
[7] “Ngoài ưu điểm bảo tồn hương vị và màu sắc thực phẩm, bảo tồn các thành phần nhạy với nhiệt, công nghệ cô đặc lạnh còn tiêu hao năng lượng thấp hơn so với phương pháp bốc hơi gia nhiệt, thiết bị dễ vệ sinh và chi phí bảo trì thấp, hệ thống đa năng có thể ứng dụng cho nhiều loại thực phẩm khác nhau”, TS. Đạt cho biết. “Tuy có một số nhược điểm như chi phí đầu tư cao, hệ số cô đặc còn hạn chế, có thể mất chất tan vào tinh thể đá, song nếu chúng ta có quy trình tận dụng lại dịch sau cô đặc thì cũng không bị lãng phí”.