Tìm hiểu về màng bao chitosan trong bảo quản rau quả

ĐỀ TÀI:TÌM HIỂU VỀ MÀNG BAO CHITOSAN TRONG BẢO QUẢN RAU QUẢ GVHD : ThS Dương Văn Trường Lớp : ĐHTP6ALT Nhóm SV : Hồng Trung Nghĩa 10325441 Lâm Thị Y Lành 10330771 Lê Đức Minh 10312451 Nguyễn Hoàng Lân 10366921 TP.HCM, ngày 22 tháng năm 2012 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Lời mở đầu Hiện bên cạnh việc thu hoạch loại rau vấn đề cần quan tâm hết để bảo quản chúng, để giữ hoàn toàn chất lượng bên Trong việc bảo quản loại rau tươi khó khăn, với xu hướng người hướng đến sử dụng sản phẩm, chế phẩm tự nhiện, thân thiện với môi trường, an toàn cho người sử dụng Đây điều mà có nhiều nghiên cứu ứng dụng vào thực tế, để tìm phương pháp khác thay cho cách bảo quản nay, để giảm việc người tiếp xúc sử dụng hóa chất, phù hợp với xu hướng tiêu dùng an toàn thực phẩm giới Trong năm gần quan nghiên cứu Khoa học Nông nghiệp nước ta liên tục cho đời nhiều chế phẩm có tác dụng bảo quản rau tươi đưa lại hiệu sử dụng kinh tế cao: Giảm tỉ lệ hư hao, tăng thời gian bảo quản nhằm kéo dài thời gian thu hoạch tiêu thụ Hầu hết chế phẩm có nguồn gốc sinh học, đơn giản, dễ sử dụng, sản phẩm bảo quản chế phẩm hồn tồn khơng độc hại, an toàn cho người sản xuất lẫn người sử dụng Rau nói chung loại sản phẩm thực phẩm có tính thời vụ để đáp ứng cho lưu thông, tàng trữ sử dụng vấn đề quan trọng kéo dài thời gian sử dụng chúng Yêu cầu bảo quản giữ trạng thái tự nhiên cách tốt nhất, tính chất rau không bị biến đổi thời gian bảo quản Rau mơi trường sống mà ln sảy nhiều biến đổi lý, hóa học , sinh học Đã tồn nhiều biện pháp để bảo quản rau quả: biện pháp hóa học, sinh học, vật lý Và việc sử dụng nhiệt độ thấp để bảo quản tỏ chiến ưu Chitossan hợp chất sinh học có tính ưu việt phù hợp cho việc bảo quản rau quả, khả kháng vi sinh vật, chitossan cịn có khả hạn chế q trình hơ hấp hiếu khí tự nhiên rau trái bảo quản lâu trạng thái tự nhiên biến đổi hơn- điều nhiều đề tài chứng minh thực nghiệm Việc kết hợp bảo quản lạnh với sử dụng chitossan để bảo quản trái mang lại hiệu cao thời gian bảo quản dài hơn, đặc tính tự nhiên biến đổi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chitosan cịn có khả kết hợp với chất bảo quản khác (axit benzoic, benzoat ) hiệu bảo quản tăng lên Hiểu vấn đề nhóm tìm hiểu màng bao sinh học Chitosan ứng dụng chúng việc bảo quản rau TP.HCM, ngày 22 tháng năm 2012 Nhóm sinh viên LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC 3.2.thực nghiệm cho bảo quản: .31 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường CHƯƠNG I:TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN: 1.1.Lịch sử phát Chitosan: Chitin Bracannot phát lần vào năm 1811 cặn dịch chiết loại nấm đặt tên “fungine” để ghi nhớ nguồn gốc tìm Năm 1823 Odier phân lập chất từ bọ cánh cứng ông gọi chitin hay “chitine” có nghĩa lớp vỏ Nhưng khơng phát có mặt Nitơ Cuối Bracannot Odier cho cấu trúc chitin giống cấu trúc xenluloza Năm 1929 Karrer đun sôi chitin 24h dung dịch KOH 5% đun tiếp 50 phút 160ºC với kiềm bão hịa ơng thu đựơc sản phẩm có phản ứng màu đặc trưng với thuốc thử, chất Chitosan [1] Việc nghiên cứu dạng tồn tại, cấu trúc, tính chất lý hố ứng dụng chitosan công bố từ năm 30 kỷ XX Những nước thành công lĩnh vực nghiên cứu sản xuất chitosan là: Nhật, Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ, Pháp Nhật Bản nước giới năm 1973 sản xuất 20 tấn/năm Và đến lên tới 700 tấn/năm, Mỹ sản xuất 300 tấn/năm Theo Know năm 1991 thị trường có nhiều triển vọng chitin, chitosan Nhật Bản, Mỹ, Anh, Đức Nhật coi nước dẫn đầu công nghệ sản xuất buôn bán chitin, chitosan Người ta ước tính sản lượng chitosan đạt tới 118000 tấn/năm; Nhật, Mỹ nước sản xuất [2] Ở Việt Nam, việc nghiên cứu sản xuất chitin, chitosan ứng dụng chúng sản xuất phục vụ đời sống vấn đề tương đối mẻ nước ta Vào năm 1978-1980, trường Đại học Thủy sản Nha Trang cơng bố qui trình sản xuất chitosan tác giả Đỗ Minh Phụng mở đầu bước ngoặt quan trọng việc nghiên cứu, nhiên chưa có ứng dụng thực tế sản xuất [3] 1.2 Nguồn gốc: Chitin xem polymer tự nhiên quan trọng thứ hai giới, có nhiều thứ hai giới (chỉ sau xenlulo) Là polymer động vật tách chiết biến tính từ vỏ lồi giáp xác (tơm, cua, hến, trai, sị, mai mực, đỉa biển…), màng tế bào nấm họ Zygemycetes, sinh khối nấm mốc, số lồi tảo … Chitin có mặt vỏ loài giáp xác, màng tế bào nấm thuộc họ Zygemycetes có sinh khối nấm mốc, vài loại tảo Cịn chitosan sản phẩm biến tính chitin Chitosan có vỏ tơm Ở nước ta, sản phẩm tôm đông lạnh chiếm sản lượng lớn sản phẩm đơng lạnh Chính vậy, vỏ tôm phế liệu nguồn nguyên liệu tự nhiên dồi dào, rẻ tiền, có sẵn quanh năm, nên thuận tiện cho việc cung cấp chitin chitosan ĐHTP06ALT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường Các cơng trình nghiên cứu nhiều nhà khoa học giới chứng minh, vỏ tơm có chứa 27% chất Chitin, từ chất Chitin này, họ chiết tách thành chất Chitosan để ứng dụng cho nhiều ngành kinh tế: hoá dược, mỹ phẩm đặc biệt ngành dược phẩm, chất Chitosan hỗ trợ đắc lực việc bào chế nhiều sản phẩm thuốc chữa nhiều loại bệnh khác nhau.[4] 1.3 Công thức cấu tạo: 1.3.1 Cấu trúc hóa học chitin Chitosan cấu tạo đơn vị glucosamine Chitin có mặt phổ biến động vật bậc thấp, đặc biệt có nhiều giáp xác, tảo Thành phần thường có nhiều bột tơm, làm ảnh hưởng đến độ tiêu hóa thức ăn, đặc biệt độ tiêu hóa protein động vật thủy sinh Chitin polisaccarit mạch thẳng, xem dẫn xuất xenlulozơ, nhóm (-OH) nguyên tử C(2) thay nhóm axetyl amino (-NHCOCH3) (cấu trúc I) Như chitin poli (N-axetyl-2-amino-2-deoxi-β-D-glucopyranozơ) liên kết với liên kết b-(C-1-4) glicozit Trong mắt xích chitin đánh số glucozơ: Hình 1: Cấu trúc hố học chitin Phụ thuộc vào nguồn gốc đặc điểm vùng, chitin xuất với hai loại cấu trúc đặc trưng, gọi dạng α dạng β Sự khác hai dạng nhận biết phương pháp phổ nghiệm phổ hồng ngoại, phổ NMR chụp trạng thái rắn kết hợp với XRD Một dạng thứ ba phổ biến γ-chitin, xuất phát từ số liệu phân tích, người ta cho dạng thứ ba loại khác cấu trúc αchitin α-chitin phổ biến tự nhiên, có mặt vỏ tơm, loài nhuyễn thể thức ăn cá voi, dây chằng (tendon) vỏ tôm hùm cua biểu bì loại trùng … Hiếm dạng β-chitin, tìm protein ĐHTP06ALT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường mực ống [5] α chitin γ chitin β chitin Hình 2: Sắp xếp mạch phân tử chitin 1.3.2 Cấu trúc hoá học chitosan vài dẫn xuất: Chitosan dẫn xuất đề axetyl hố chitin, nhóm (–NH2) thay nhóm (COCH3) vị trí C(2) Chitosan cấu tạo từ mắt xích D-glucozamin liên kết với liên kết b-(1-4)-glicozit, chitosan gọi poly β-(1-4)-2amino-2-deoxi-D-glucozơ poly β-(1-4)-D- glucozamin (cấu trúc III) Hình 3: Cấu trúc chitosan (poly b-(1-4)-D- glucozamin) Cơng thức phân tử: (C6H11O4N)n Phân tử lượng: Mchitosan =(161,07)n Tuy nhiên thực tế thường có mắt xích chitin đan xen mạch cao phân tử chitosan (khoảng 10%) Vì cơng thức xác chitosan thể sau: CH2OH O H H OH H H CH2OH O H H OH H O H NH2 m H O H N HCOCH3 n Hình 4: cơng thức cấu tạo chitosan ĐHTP06ALT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường Trong tỷ lệ m/n phụ thuộc vào mức độ deacetyl hóa chế phẩm cịn có tên PDP: Poly- β - (1 → 4) – D- glucosamin Hay gọi Poly- β- (1- 4) – – amino – 2- desoxy – D- glucosa Dưới công thức cấu tạo dẫn xuất: Dẫn xuất N,O- Cacboxymetylchitin: Hình 5: Dẫn xuất N,O- Cacboxymetylchitin Dẫn xuất N,O-cacbonxymetylchitosan: Hình 6: Dẫn xuất N,O-cacbonxymetylchitosan Dẫn xuất: N,O-axylchitosan: ĐHTP06ALT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường Hình 7: Dẫn xuất: N,O-axylchitosan Dẫn xuất N-metylchitosan: Hình 8: Dẫn xuất N-metylchitosan So sánh cấu trúc chitin, chitosan, xenluloza: Hình 9: Cấu trúc 1:Chitin , 2: Chitosan , 3: Xenluloza 1.3.3.Độ deaxetyl hóa- DD (Degree of deaxetylation): Là tỷ lệ thay nhóm (-NHCOCH3) nhóm (-NH2) phân tử Chitin ĐHTP06ALT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường Hình 10: Q trình deaxetyl hố Nếu: DD < 50%_ chitin DD ≥ 50%_ chitosan Các phương pháp xác định: Dựa vào phổ cộnh hưởng từ hạt nhân proton (H-NMR) Phổ hồng ngoại IR Chưng cất chitin,chitosan với axit photphoric Phản ứng tạo màu với ninhidrin Xác định theo Nitơ 1.4.Tính chất vật lý chitosan: -Là chất rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, xay nhỏ theo kích cỡ khác -Chitosan có tính kiềm nhẹ Có mầu trắng hay vàng nhạt, không mùi vị, không tan nước, dung dịch kiềm axít đậm đặc tan axít lỗng (Ph=6), tạo dung dịch keo trong, có khả tạo màng tốt ĐHTP06ALT LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường Điều gây ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng sản phẩm hiệu kinh tế Thời gian gần vấn đề nhà vườn quan tâm đặc biệt cơng trình nghiên cứu bảo quản trái sau thu hoạch cho kết khả quan… Vấn đề bảo quản trái xuất khẩu: Sản phẩm trái nước ta, đặc biệt trái tỉnh Đồng Bằng Sơng Cửu Long có nhiều lợi chủng loại, sản lượng chất lượng trái miền nhiệt đới việc bảo quản để xuất vào thị trường lớn Nhật, Mỹ, EU… chưa ngang tầm với sản lượng thu hoạch hàng năm Có nhiều nguyên nhân vấn đề này, việc bảo quản chưa đầu tư công nghệ hệ thống thiết bị bảo quản cách tương xứng với doanh nghiệp có thương hiệu trái xuất Tại thị trường nước từ nhiều năm giá bán trái vào thời điểm thu hoạch rộ thường bấp bênh, sản phẩm chủng loại nhiều vào thời điểm thu hoạch, bình quân khoảng tháng/vụ, làm cho việc điều tiết tiêu thụ sản phẩm gặp nhiều khó khăn, sản phẩm trái tiêu thụ dạng tươi chủ yếu địa phương nước, nên thường gây ứ đọng, sản phẩm thường bị hư hỏng Trong thực tế sản phẩm trái thường thu hoạch chí chưa đến thời điểm thu hoạch, đa số trái thường không qua khâu kiểm tra chất lượng vệ sinh an tồn thực phẩm…Trong số lượng trái tươi đủ tiêu chuẩn phẩm cấp phân loại bảo kho lạnh có nhiệt độ độ ẩm thích hợp cho loại trái Đáng ý, nước ta có kho bảo quản nên chí phí bảo quản khâu thu hái, bao gói vận chuyển lạnh để xuất cao Đây nguyên nhân hạn chế việc ứng dụng tiến kỹ thuật bảo quản sản phẩm trung tâm phát triển ăn nước 2.2.Cơ sở khoa học ứng dụng chitosan bảo quản trái cây, rau quả: 2.2.1 Các trình xảy bảo quản rau tươi: Quá trình biến đổi vật lý: Sự bay nước: Trong rau phần chiếm nhiều nước từ 65-95% tùy thuộc vào loại Sau thu hái rau bị hàm lượng nước suốt trình bảo quản tham gia vào q trình hơ hấp bay vào mơi trường Đây nguyên nhân ĐHTP06ALT 21 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường làm cho rau bị hao hụt khối lượng so với ban đầu Sự nước làm tăng khả nhạy cảm với biến đổi nhiệt độ kết làm tăng cường độ hô hấp Khi rau 5-10% khối lượng chúng bị héo hư hỏng nhanh chóng Do chênh lệch độ ẩm môi trường Tốc độ bay phụ thuộc vào: Cấu tạo hình thái mô che chở: phần vỏ cấu tạo té bào cứng, chắc,nguyên vẹn làm giảm tốc độ nước Điều kiện môi trường: nhiệt độ cao, độ ẩm khơng khí thấp tốc độ bay nước nhanh Tốc độ chuyển động khơng khí: cao nức bay nhiều Sự giảm khối lượng tự nhiên: Nguyên nhân trình bảo quản bị nước chất khô hơ hấp Q trình hóa học: Đường: Bị giảm đáng kể hô hấp, nhiên loại mà thu hái hàm lượng đường chưa cao thời gian bảo quản dường tăng lên tinh bột chuyển hóa thành Tinh bột: Có thể tăng giả tùy thuộc vào loại rau Nếu tinh bột đạt tới hạn trình bảo quản hàm lượng tinh bột giảm (ví dụ: chuối xanh) cịn chua cao bảo quản lại tăng tinh bột tổng hợp (ví dụ: đậu non) Protopectin: Có thể bị phân giải thành pectin hòa tan làm yếu liên kết bị mềm Các axit hữu cơ: Hàm lượng axit hữu giảm dần làm độ chua rau giảm Các vitamin: Giảm nhanh tác động emzim nội bào oxi hóa Các chất màu: (clorofil, carotenoit,flavonoit) tác dụng oxi không khí bị chuyển hóa làm biến đổi màu sắc tự nhiên quả, số chất màu tổng hợp Lượng chlorophill bị thay vào tăng lên cấu tử mang màu khác carotenoid (tạo cho có màu vàng, da cam màu đỏ) Các q trình có tham gia enzim Các hợp chất phenon: polyphenon bị oxi hóa men PPO tạo thành flobafin có màu nâu làm màu sắc tươi bảo quản Q trình hơ hấp ĐHTP06ALT 22 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường Trong trình sinh trưởng phát triển ln ln xảy q trình đồng hóa dị hóa: bắt đầu phát triển chủ yếu xảy trình đồng hóa chủ yếu, q trình tổng hợp chất hữu cho tinh bột, đường, chất khoáng….quả ngày phát triển đầy đủ chín: kích thước tăng lên, màu sắc thay đổi rõ ràng… Khi thu hái xảy trình sống rau lúc rau chủ yếu xảy trình dị hóa: q trình sử dụng chất hữu có sẵn để trì sống Trong nhiều biến đổi xảy sau thu hái rau hơ hấp chủ yếu Hô hấp sử dụng tinh bột đường hợp chất khác Dưới tác dụng oxi không khí, mạch hidrocacbon bị bẻ gãy sản phẩm thu CO2 nước Phản ứng tỏa lượng dạng nhiệt Khi lượng oxi khơng khí cung cấp đầy đủ q trình xảy mạnh mẽ biến thiên theo thời kỳ bảo quản Và kết trình rau ngày bị biến đổi sâu sắc hỏng hẳn Cũng q trình có phản ứng làm tăng chất lượng rau chuyển thành đường tinh bột… Q trình hơ hấp hiếu khí: có tham gia oxi khơng khí, sản phẩm trình CO2, H2O nhiệt Tiêu biểu phản ứng: C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 673 KCal Khi oxi môi trường giảm xuống khoản thấp % trình lên men thay cho q trình hơ hấp hiếu khí Q trình hơ hấp yếm khí tạo lượng lớn chất trung gian đáng kể trình biến đổi đường thành rượu khí cacbonic Chính sản phẩm trung gian làm trình hư hỏng xảy nhanh việc làm biến đổi màu sắc, mùi vị trạng thái sâu sắc.Tiêu biểu phản ứng: C6H12O6 → 2C2H5OH +2CO2 +28 Kcal Như thơng khí bảo quản làm tăng nồng độ khí CO2 , nhiệt độ xung quanh tạo môi trường thuận lợi cho hô hấp yếm khí vi sinh vật phát triển, kết quả bị hư hong nhanh chóng Vì việc đảm bảo thơng khí thích hợp tránh hơ hấp yếm khí đảm bảo hơ hấp hiếu khí xảy thích hợp quan trọng có ý nghĩa định đến chất lượng trình bảo quản ĐHTP06ALT 23 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường Những loại có q trình hơ hấp tăng lên nhanh chóng sau lại giảm xuống gọi hơ hấp đột biến (Climacteric), ví dụ cà chua xồi Cịn loại mà suốt q trình bảo quản hơ hấp ln giảm cường độ hơ hấp khơng có điểm đột biến (non-climacteric) táo, nho… Khí etylen tạo suốt q trình hơ hấp nguyên nhân quan trọng thúc đẩy trình chín Etylen hormone thực vật tự nhiên liên quan đến trình sinh trưởng, phát triển, chín lão hóa thực vật Người ta cho phytohormone thúc đẩy q trình chín nhiều loài như: chuối, dứa, cà chua, xoài, dưa hấu đu đủ Nó tạo nhiều nồng độ khác phụ thuộc vào nhiều loại Nhưng nồng độ ethylene đạt từ 0,1 đến 1,0 ppm (phần triệu) bắt đầu xảy trình chín vùng nhiệt đới Sản phẩm ethylene tín hiệu cho hoạt động nhiều loại enzyme khác dẫn đến thay đổi sinh lý như: có thay đổi màu sắc từ xanh sang đỏ, trạng thái chuyển sang mềm có mùi vị khác Như q trìng bảo quản cần phải hạn chế hô hấp để tránh tổn thất chất khô đồng thời phải tuyệt đối tránh hơ hấp yếm khí Đây tốn tối ưu quan trọng định lớn tới chất lượng bảo quản 2.2.2.Sự hư hỏng trình bảo quản: - Do vi sinh vật: Vi sinh vật thâm nhập từ môi trường - Do hô hấp - Do bay nước - Do hoạy động enzym - Do tự biến đổi chất - Do tác động học - Do tác động hóa chất bảo vệ thực vật 2.3.Yêu cầu bao bì sinh học: Bao bì sinh học sản phẩm từ nguyên liệu tự nhiên.Bao bì từ vật liệu sinh học phải đáp ứng tiêu chuẩn như: - Tính chống thấm - Đặc quang sinh học - Tính co giãn - Có thể đóng dấu in ấn dễ dàng ĐHTP06ALT 24 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường - Kháng nhiệt hóa chất - Ổn định, thân thiện với mơi trường có giá thành cạnhn tranh bao bì phải phù hợp với quy định bao bì thực phẩm, tương tác bao bì thực phẩm, đảm bảo an tồn vệ sinh chất lượng an toàn thực phẩm 2.4.Ưu điểm màng chitosan: Dễ phân huỷ sinh học Vỏ tôm phế liệu nguồn nguyên liệu tự nhiên dồi dào, rẻ tiền, có sẵn quanh năm, nên thuận tiện cho việc cung cấp chitin chitosan Tận dụng phế thải chế biến thủy sản để bảo quản thực phẩm nước ta Thành cơng cịn góp phần lớn việc giải tình trạng ô nhiễm môi trường chất thải từ vỏ tôm gây 2.4.1.Ưu điển chitosan bảo quản trái cây: - Có khả tạo màng dẻo, dai: Ở nồng độ thích hợp chitosan có khả tạo màng dai, khó xé rách, có độ bền tương đương với số chất dẻo dùng làm bao gói - Có khả kháng nấm, kháng khuẩn cao - Tránh ẩm bảo quản lạnh - Hạn chế oxi cung cấp, giảm hô hấp hiếu khí tránh yếm khí - Làm chậm lại trình bị thâm rau quả: Rau sau thu hoạch bị thâm, làm giảm chất lượng giá trị Rau bị thâm q trình oxi hố tạo sản phẩm polyme hóa orthoquinon Nhờ bao gói màng chitosan mà ức chế hoạt tính oxy hóa polyphenol, làm thành phần anthocyamin, flavonoid tổng lượng hợp chất phenol biến đổi, giữ cho rau tươi lâu - Có khả kết hợp với chất bảo quản khác (axit benzoic…) - Dễ phân hủy sinh học thân thiện với môi trường - Có khả hấp phụ màu mà khơng hấp phụ mùi, hấp phụ số kim loại nặng -Chitosan có khả tạo màng, giữ ẩm, kháng khuẩn, kháng nấm, tránh yếm khí, giảm hơ hấp hư hỏng tự nhiên -Có khả kết hợp với hóa chất bảo quản khác ĐHTP06ALT 25 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường - Có thể sử dụng chitosan với nồng độ 1,5-2% để bảo quản giữ tươi số loại quả, nhiên cần nghiên cứu kết hợp với phụ gia điều kiện bao gói dể hiệu bảo quản cao -Kết hợp với bảo quản lạnh để tăng thời gian bảo quản giữ tính chất -Chitosan có khả làm tăng thời gian bảo quản mà không ảnh hưởng nhiều tới chất lượng sản phẩm Phân huỷ sinh học dễ chitin Chitosan dẫn xuất chúng có tính kháng khuẩn, ức chế hoạt động số loại vi khuẩn E.Coli, diệt số loại nấm hại dâu tây, cà rốt, đậu có tác dụng tốt bảo quản loại rau có vỏ cứng bên Khi dùng màng chitosan, dễ dàng điều chỉnh độ ẩm, độ thống khơng khí cho thực phẩm (Nếu dùng bao gói PE mức cung cấp oxy bị hạn chế, nước bị ngưng đọng tạo môi trường cho nấm mốc phát triển) Màng chitosan dai, khó xé rách, có độ bền tương đương với số chất dẻo dùng làm bao gói Màng chitosan làm chậm lại trình bị thâm rau Rau sau thu hoạch bị thâm, làm giảm chất lượng giá trị Rau bị thâm trình lên men tạo sản phẩm polyme hóa oquinon Nhờ bao gói màng chitosan mà ức chế hoạt tính oxy hóa polyphenol, làm thành phần anthocyamin, flavonoid tổng lượng hợp chất phenol biến đổi, giữ cho rau tươi lâu ĐHTP06ALT 26 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường Hình15.Hình Chuối mau bị mốc bảo quản cách thông thường (trái) Chuối tươi lâu nhờ sử dụng chế phẩm sinh học chitosan để bảo quản(phải) 2.5.Cách tạo màng bọc chitosan: Chitosan nghiền nhỏ máy để gia tăng bề mặt tiếp xúc Pha dung dịch chitosan 3% dung dịch axit axetic 1,5% Sau bổ sung chất phụ gia PEG - EG 10% (tỷ lệ 1:1) vào trộn đều, để yên lúc để loại bọt khí Sau đem hỗn hợp thu quét lên ống inox nung nóng nhiệt độ 64-65oC (ống inox nâng nhiệt nước) Để khơ màng vịng 35 phút tách màng Lúc người ta thu vỏ bóng có mầu vàng ngà, khơng mùi vị, lớp màng chitosan có tính ưu việt ĐHTP06ALT 27 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả Trường GVHD:Th.s Dương Văn CHƯƠNG III: MỘT SỐ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM KHÁC VỀ MÀNG BAO CHITOSAN TRONG VIỆC BẢO QUẢN 3.1.Các nghiên cứu đạt được: Đã có nhiều nghiên cứu việc ứng dụng chitosan để bảo quản trái cây, số nghiên cứu thu thành công định Sau số nghiên cứu tiêu biểu: 3.1.1.Các nghiên cứu nước: Qui trình nghiên cứu bảo quản xồi Sở Khoa học Cơng nghệ TP Cần Thơ nghiệm thu đầu năm 2007 Nông trường Sơng Hậu – nơi nghiên cứu có 150.000 xồi cát Hịa Lộc, trung bình, hộ có 80-100 Với sản lượng hàng năm lên đến hàng nghìn xồi sản phẩm Xồi Cát Hịa Lộc có vỏ mỏng nên khó bảo quản lâu vận chuyển xa, gây khó khăn cho việc xuất Tiến sĩ Toàn cộng nghiên cứu khắc phục hạn chế cách xử lý chần nước nóng để ngăn bệnh thán thư ruồi đục trái Biện pháp giúp đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng theo yêu cầu kiểm dịch thực vật cho ăn trái Sau đó, trái nhúng vào dung dịch Chitosan, tạo nên lớp màng bao phủ mỏng có tác dụng chống ẩm, giảm hao hụt trọng lượng kéo dài thời gian tồn trữ Qua thí nghiệm, xoài tồn trữ tốt nhiệt độ lạnh từ 10-12 0C Kết luận: “Qua trình xử lý tồn trữ, trái xoài bảo quản tốt tuần, chí có khả kéo dài tuần, vận chuyển phân phối xa” Qua nhiều nghiên cứu nhà khoa học đưa qui trình bảo quản trái quýt đường với thời gian tồn trữ đến tuần Đó bảo quản trái cách bao màng Chitosan nồng độ 0,25% kết hợp với bao Polyethylene (PE) đục lỗ với đường kính lỗ mm ghép mí lại máy ép Sau đó, bảo quản nhiệt độ12 ○C Với phương pháp này, phẩm chất bên trái như: hàm lượng đường, hàm lượng vitamin C ổn định, tỷ lệ hao hụt trọng lượng thấp, màu sắc vỏ trái đồng đẹp ĐHTP06ALT 28 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả Trường GVHD:Th.s Dương Văn Đề tài: “Nghiên cứu sử dụng hoạt chất sinh học biển để thay chất độc hại bảo quản nông thủy sản sau thu hoạch chế biến thực phẩm” PGS TS Trần thị Luyến Khoa Chế Biến, Trường Đại Học Nha Trang đưa số kết luận sau: Lần dầu tiên dẫn liệu khoa học đưa sở nghiên cứu cách chi tiết đầy đủ khả bảo quản nông thủy sản chitosan, COS (chitosanolygosacharide) đối tượng cá ồ, cam, quýt, cà chua, hành tím dứa quả, thịt heo, thịt bị, cá ngân, xúc xích Qua nghiên cứu Châu Văn Minh cộng thuộc Viện Hoá học hợp chất tự nhiên, Trung tâm Khoa học Tự nhiên Công nghệ Quốc gia điều chế chế phẩm BQ-1 với ngun liệu chitosan có tác dụng bảo quản tươi (cà chua, nho vải, chuối,…) tốt Chế phẩm có tác dụng chống mốc, chống phá huỷ số nấm men, vi sinh vật gram âm loại hoa Mới nhất, Đại học Thủy sản Nha Trang, kết nghiên cứu nhà khoa học Trần Thị Luyến, Nguyễn Trọng Bách cho thấy chitosan kết hợp với phụ liệu tinh bột hồ hóa, sorbitol PVA (polyvinyl acetate) để tạo màng bao có đặc tính lý tốt (mềm dẻo độ bền đứt cao) có khả đáp ứng yêu cầu bao gói thực phẩm Đồng thời sử dụng màng bao chitosan tạo thành để bao gói thịt bị tươi, kết cho thấy màng bao chitosan làm giảm đáng kể nồng độ vi sinh vật tổng số bề mặt thịt bò bảo quản nhiệt độ 0-5ºC [3] Tại trường Đai hoc Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh có thử nghiệm bảo quản trứng gà Chitosan.bằng cách khảo sát màu sắc trứng sau thời gian bảo quản hao hụt trọng lượng Và kết luận sau: ngày đầu bảo quản độ hao hụt khối lượng trứng có tạo màng (nồng độ chitosan 1%; 1,5% 2%) khơng có khác biệt lớn với trứng không tạo màng chitosan Nồng độ chitosan tạo màng không ảnh hưởng lớn đến độ hao hụt khối lượng trứng khoảng thời gian Điều giải thích: thời gian đầu, màng bao tự nhiên vỏ trứng chưa bị phân hủy nên khả kháng vi sinh vật, hạn chế trao đổi khí nước với mơi ĐHTP06ALT 29 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả Trường GVHD:Th.s Dương Văn trường bảo quản Tuy nhiên, thời gian bảo quản dài ảnh hưởng màng bao đến hao hụt khối lượng trứng rõ nét Sau 30 ngày, trứng bảo quản màng chitosan nồng độ 1,5% hao hụt 5,312%, mẫu đối chứng lên tới 10,911% Qua trình khảo sát với nồng độ chitosan 1%; 1,5% 2% chitosan nhóm nồng độ 1,5% chitosan tối ưu để bảo quản cho chất lượng trứng tốt nhất.[12] 3.1.2.Các nghiên cứu nước ngồi: Nhóm nghiên cứu B Ratanachinakorn, W KumsiriBuchsapawanich, J Singto xây dựng chế độ bảo quản trái chitosan, theo nghiên cứu nồng độ chitosan phù hợp 1-2% - Nhóm tác giả: Nurrachman, Purwoko, B S., Susanto, S., Sutrisno thuộc Department of Agronomy, Bogor Agricultural University, Darmaga, Bogor 16680, Indonesia nghiên cứu ứng dụng chitosan bảo quản táo đưa kết luận: sử dụng chitosan với nồng độ 0.5, 1.0 1.5% bảo quản nhiệt độ phòng làm giảm 1,5% hao hụt khối lượng so với mẫu khơng dùng chitosan - Nhóm nghiên cứu: Yoshii Fumiko, Kume Tamikazu, Nhật Bản nghiên cứu bảo quản xoài chitosan rằng: sau 15 ngày bảo quản nhiệt độ thường xoài giữ màu sắc tự nhiên, tươi 10% khối lượng - Các tác giả S Bautista-Baños M Hernández-López, E Bosquez-Molina C L Wilson từ Mexico nghiên cứu tác dụng kháng nấm chitosan: nồng độ 1.5%-3% chitosan có khả kháng nấm C gloeosporioides có táo mà không ảnh hưởng tới nồng độ chất rắn tổng số hao hụt khối lượng suốt trình bảo quản - Svetlana Zivanovic, John R Mount, Frances A Draughon, Carl E Sams đến từ khoa công nghệ thực phẩm trường đại học Tennessee nghiên cứu ứng dụng chitosan chitosan có bổ xung tinh dầu làm màng bao bảo quản dâu tây nho: tác giả dùng chitosan 1% ,chitosan 1% kết hợp với 4% tinh dầu làm màng bao bảo quản nhiệt độ 4ºC, đánh giá phát triển nấm mốc phương pháp ĐHTP06ALT 30 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả Trường GVHD:Th.s Dương Văn nuôi cấy canh tường thạch Rose Bengal agar ngày Nghiên cứu đưa số kết luận sau: sau ngày bảo quản số tế bào nấm mốc đếm là: 4.40, 2.90,và cfu/mL ứng với mẫu khơng dùng chitosan, có dùng chitosan chitosan kết hợp với tinh dầu phát triển nấm mốc dâu tây sau 18 ngày bảo quản 3.87 cfu/mL giảm nhiều so với 4,33 cfu/mL khơng dùng chitosan Khi phân tích hàm lượng khí etylen q trình bảo quản thu kết sau: Lượng khí ethylen giảm từ 0.187 μL/kg.h xuống 0.028 and 0.012 μL/kg.h bảo quản chitosan chitosan có kết hợp tinh dầu Như chitosan có khả làm giảm ức chế phát triển nấm mốc, trình sinh lý giảm xuống làm bảo quản lâu hơn, chitosan có khả dùng kết hợp với hóa chất bảo quản khác để tăng hiệu bảo quản - Năm 1996 tác giả Lee SH, No HK, Jeong YH công bố kết bước đầu nghiên cứu sử dụng dung dịch chitosan bảo quản trứng Ngồi cịn có nhiều nghiên cứu khác thực loại hoa khác nhau, đối chứng nhiệt độ khác đưa điều kiện bảo quản tối ưu sử dụng chitosan 3.2.thực nghiệm cho bảo quản: - với bưởi, dùng màng bao chitosan bưởi bảo quản tháng, khơng có thay đổi nhiểu ảnh hưởng đến chất lượng bưởi.Thực nghiệm nhóm sinh viên trường Đại Học Nông Lâm nghiên cứu chứng minh [12] - Với xoài, tác giả khuyến cáo nên xử lý trái sau rửa qua nước nóng 48-500C 5-10 phút để ngăn ngừa bệnh thán thư ruồi đục trái, sau nhúng GVHD ThS Nguyễn Thị Trâm Châu Trần Thanh Hồng Phạm Văn Quyền Vỏ Trọng Tường vào dung dịch Chitosan bảo quản nhiệt độ lạnh 10-120C lưu Nhóm giữSVTH tuần, chí tới tuần để vận chuyển xa an tồn ĐHTP06ALT 31 Đồ thị 3.1: Biểu diển hao hụt khối lượng trứng theo thời gian LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả Trường GVHD:Th.s Dương Văn - Với cam quýt, đặc biệt trái quít đường Lai Vung ( Đồng Tháp) tác giả khuyến cáo quy trình bảo quản trái cách bao màng Chitosan nồng độ 0,25% kết hợp với bao Polyethylene (PE) có đục lỗ với đường kính mm ghép mí máy ép bảo quản nhiệt độ lạnh 120C bảo quản tới tuần 3.3.Các kết luận cụ thể: * Với nồng độ chitosan hợp lý từ 1,5 –2 % không ảnh hưởng đến chất lượng cảm quản sau thu hoạch, đồng thời lại có tác dụng làm cho trọng lượng bị hao hụt Từ cho thấy, sử dụng chitosan chitosan kết hợp thêm phụ liệu để bảo quản giữ tuơi loại cho hiệu rõ ràng * Cam tươi đạt độ chín kỹ thuật đem nhúng dung dịch chitosan 1,5 %, hong khô bảo quản đựơc 25 ngày nhiệt độ thường, 36 ngày nhiệt độ lạnh 8-10 0C, đạt độ tươi theo tiêu chuẩn nguyên liệu chế biến * Quýt tươi đem nhúng dung dịch chitosan 1,5 %, hong khô bảo quản đựoc 15 ngày nhiệt độ thường, 32 ngày nhiệt độ lạnh 8-10 0C, đạt độ tươi theo tiêu chuẩn nguyên liệu chế biến * Hành tím nhúng dung dịch chitosan 1,5 %, hong khô bảo quản đựơc 56 ngày nhiệt độ thường, đạt tiêu chuẩn nguyên liệu chế biến * Chitosan có tác dụng làm giảm đáng kể số lượng vi sinh vật tổng số bề mặt thực phẩm Với hàm lượng 1,5 % giảm số lượng vi sinh vật bề mặt cam 93 %, bề mặt quýt 96 %, v.v * Dứa chín kỹ thuật đem nhúng dung dịch chitosan 1,5 % có phụ liệu benzoat natri 0,1 %, hong khô bảo quản 15 ngày nhiệt độ thường 35 ngày nhiệt độ lạnh 8-10 0C, đạt độ tươi theo tiêu chuẩn nguyên liệu chế biến Trường hợp xử lý olygoglucosamin 1% với phụ liệu benzoat natri 0,1 % giữ tươi 12 nhiệt độ thường 40 ngày nhiệt độ 8-10 0C Tài liệu tham khảo ĐHTP06ALT 32 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả Trường GVHD:Th.s Dương Văn [1] http://www.chitosan.com.cn/chitosan/news [2]Production of chitosan oligosaccharide (Sản xuất chitosan oligosaccharide ứng dụng thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm) [3] PGS-TS Trần Thị Luyến; GVC Đỗ Minh Phụng; TS Nguyễn Anh Tuấn Sản xuất chế phẩm kỹ thuật y dược từ phế liệu thủy sản, NXB Nông Nghiệp [4] Lưu Văn Chính Tổng hợp nghiên cứu hoạt tính sinh học số dẫn xuất từ chitin Luận án tiến sĩ [5]Ðặng Văn Luyến, Ðặng Mai Hương Phương pháp sản xuất chitosan, 1992 (Ðề cập công nghệ sản xuất biopolyme, cụ thể đề cập đến phương pháp thu nhận chitin từ vỏ tơm chuyển hóa tiếp thành chitosan) [6]Alvarez, Review: Active food packating Food Sci Tech Page 97-108 [7]Châu Văn Minh: “ sử dụng chitosan làm chất bảo quản tươi” Tạp chí khoa học, trang 34, số 4-1996 [8] http://edu.go.vn/e-tap-chi/tin/9/90/6446/chitosan-tong-quan,-nghien-cuu,-ungdung.html [9]Joint FAO/WHO Food standards Progaramme Codex Alimentarius Commission (1994) [10]http://olympiavn.org/forum/index.php?topic=2589.0 [11]http://www.youtube.com/watch?v=Ia4gwKYAdh4 ĐHTP06ALT 33 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả Trường GVHD:Th.s Dương Văn [12]http://www.cyberchemvn.com/cyberchemvn/index.php? option=com_content&view=article&id=107:chitosan-tng-quan-nghien-cu-ngdng&catid=36:cong-nghe-va-ung-dung&Itemid=37 ĐHTP06ALT 34 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả Trường ĐHTP06ALT GVHD:Th.s Dương Văn 35 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường - Trong thực phẩm: bảo quản rau quả, trái cây, phụ gia thực phẩm - Trong công nghiệp: xử lý nước thải, nước sinh hoạt - Trong. .. : add luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả Trường GVHD:Th.s Dương Văn trường bảo quản Tuy nhiên, thời gian bảo quản dài ảnh hưởng màng bao đến hao hụt khối lượng trứng... luanvanchat@agmail.com Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả Trường GVHD:Th.s Dương Văn CHƯƠNG III: MỘT SỐ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM KHÁC VỀ MÀNG BAO CHITOSAN TRONG VIỆC BẢO QUẢN 3.1.Các nghiên cứu