Trang 1 TRƢỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA MÀNG SINH HỌC LÊN KHẢ NĂNG BẢ
TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Hiện nay tình trạng tổn thất sau thu hoạch của nông sản tăng cao, làm mất giá trị kinh tế cây trồng Để khắc phục tình trạng trên nên ngày nay có nhiều phương pháp bảo quản đang được sử dụng từ những cách làm thủ công cho đến những công nghệ hiện đại nhƣ chiếu xạ, điều chỉnh không khí, bảo quản lạnh,… Tuy nhiên, việc bảo quản ở quy mô lớn vẫn là thách thức lớn cho các cơ sở kinh doanh Trong đó, việc sử dụng các màng sinh học phủ trên nông sản sau thu hoạch hình thành từ việc nhúng, phun hoặc quét chế phẩm sinh học trên trái sẽ giúp bảo vệ trái tốt hơn, sẽ làm tăng khả năng kháng oxy hóa và một số loại vi khuẩn, thân thiện với môi trường và đảm bảo chất lượng an toàn vệ sinh thực phẩm, góp phần nâng cao giá trị nông sản Màng bao sinh học trong bảo quản nông sản đã đạt đƣợc những kết quả đầy hứa hẹn với ƣu điểm giúp kéo dài quá trình chín, ít ảnh hưởng đến cảm quan, kéo dài sự tươi ngon, hạn chế sự mất nước, an toàn, thân thiện với môi trường,
Dƣa leo hay còn gọi là dƣa chuột (Cucumis sativus L.) là một cây trồng phổ biến trong họ bầu bí (Cucurbitaceae) là loại rau ăn quả thương mại quan trọng, nó đƣợc trồng lâu đời trên thế giới và trở thành thực phẩm của nhiều nước Ở nước ta những năm gần đây, dưa leo đã trở thành cây rau quan trọng trong sản xuất, có ý nghĩa lớn về hiệu quả kinh tế và giải quyết vấn đề về thực phẩm Nhƣng do sự biến đổi khí hậu và các biện pháp chăm sóc của nông dân chưa hợp lý là điều kiện thuận lợi để nấm bệnh bùng phát làm ảnh hướng lớn tới năng suất và chất lượng dưa leo Các bệnh thường xảy ra với trái dưa leo nhƣ: bệnh thối trái non, bệnh thán thƣ, khảm (virus)… Bên cạnh đó, tình trạng thoát hơi nước làm cho trái dưa leo bị héo, nhăn nheo, giảm trọng lượng và dẫn đến chất lƣợng kém ngày càng trở nên phổ biến hơn
Xuất phát từ những thực tế trên, tôi chọn đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của màng sinh học lên khả năng bảo quản của trái dƣa leo” để tìm ra loại màng phù hợp nhằm duy trì chất lƣợng và kéo dài thời gian bảo quản dƣa leo sau thu hoạch.
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Lựa chọn đƣợc loại màng sinh học thích hợp cho bảo quản dƣa leo Đánh giá hiệu quả của việc bổ sung tinh dầu quế lên bảo quản dƣa leo bằng màng sinh học
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Khảo sát ảnh hưởng của màng chitosan, màng protein, màng tinh bột lên khả năng bảo quản của trái dƣa leo
Khảo sát ảnh hưởng của sự bổ sung tinh dầu quế vào màng sinh học được lựa chọn lên khả năng bảo quản của trái dƣa leo
TỔNG QUAN VỀ DƢA LEO
Dƣa leo (Cucumis sativus L.) là một cây trồng phổ biến trong họ bầu bí (Cucurbitaceae) có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới ẩm thuộc nam Châu Á, là loại cây ƣa nhiệt Những năm cuối thế kỉ XX, dƣa leo là cây rau chiếm vị trí quan trọng trong sản xuất rau trên thế giới Những nước dẫn đầu về diện tích gieo trồng và năng suất là: Trung Quốc, Liên Xô, Nhật Bản, Mỹ, Hà Lan, Thổ Nhĩ
Kỳ, Ai Cập, Tây Ban Nha Theo thống kê cho thấy, diện tích, sản lƣợng và năng suất của dƣa leo luôn tăng qua các năm Năm 2010 diện tích trồng dƣa leo là 2.020.216 ha với sản lƣợng 62.415.690 tấn và năng suất đạt 30,9 tấn/ha Năm 2016 diện tích tăng lên 2.144.672 ha với sản lƣợng 80.616.692 tấn và năng suất đạt 37,59 tấn/ha
Bảng 1 : Tình hình sản xuất dƣa leo trên thế giới
Năm Diện tích (ha) Năng xuất (tấn/ha) Sản lƣợng (tấn)
Hiện nay dƣa leo hầu nhƣ đƣợc trồng ở các khu vực trên toàn thế giới Trong đó diện tích trồng lớn nhất là châu Á đạt 1.488.023 ha với sản lƣợng 70.591.456 tấn, châu Phi 372.588 ha với sản lƣợng 1.445.074 tấn và thấp nhất là châu Đại Dương với diện tích 857 ha và sản lượng 20.844 tấn (Faostat,
Theo Bộ NN và PTNT (2012) diện tích trồng rau của nước ta đạt 823.728 ha, đạt kim ngạch xuất khẩu trên 800 triệu USD Việt Nam đã xuất khẩu rau quả sang gần 40 quốc gia và vùng lãnh thổ Các vùng có diện tích trồng rau lớn trên cả nước là đồng bằng sông Cửu Long, đồng bằng sông Hồng, Đông Nam
4 bộ và Bắc Trung bộ Những tỉnh như Lâm Đồng, Hải Dương, Thái Bình, Trà Vinh… có năng suất đạt trên 200 tạ rau/ha Ở nước ta những năm gần đây, dưa leo đã trở thành cây rau quan trọng trong sản xuất, có ý nghĩa lớn về hiệu quả kinh tế và giải quyết vấn đề về thực phẩm (Tạ Thị Thu Cúc, Hồ Hữu An và Nghiêm Thị Bích Hà, 2018)
Hình 1: Dƣa leo (Nguồn: Forza Việt Nam, 2022)
Dƣa chuột (dƣa leo) nếp ta: Nổi tiếng và phổ biến nhất trong tất cả các loại dƣa chuột phải kể đến đó là dƣa chuột nếp ta Dƣa chuột nếp ta là loại cây dây leo có thân chắc khỏe, nhiều nhánh, quả thon dài với chiều dài trung bình khi chín khoảng 20 cm Vỏ quả có màu xanh, thịt dầy, thơm, giòn và ngon Cây có thể chịu lạnh tốt, khả năng chống chọi sâu bệnh cao và sinh trưởng nhanh mà không cần điều kiện chăm sóc quá khắt khe Tại nước ta, dưa chuột nếp ta phân bố chủ yếu ở các tỉnh phía Bắc thuộc Đồng bằng sông Hồng (Fman,
Dƣa leo trắng: Là một loại dƣa chuột độc đáo với phần vỏ màu trắng khác xa với các loại dƣa chuột còn lại Hiện nay, dƣa chuột trắng là một trong những giống dƣa chuột đang đƣợc quan tâm, nghiên cứu và phát triển Dƣa chuột trắng có đặc điểm khi còn non sẽ có màu xanh nhƣng đến khi chín sẽ ngả sang màu trắng Chiều dài trung bình của quả từ 4 – 6 cm, vỏ mỏng, có hương vị ngọt thanh, tươi mát Sau khi trồng từ 40 – 50 ngày là có thể thu hoạch Cây có thể sinh trưởng trong điều kiện khắc nghiệt và tương đối dễ trồng (Fman,
Dưa leo chùm gai: Dưa chuột chùm gai có xuất xứ từ nước Nga, là giống cây tự thụ phấn, cho năng suất cao và rất dễ trồng, mỗi chùm sẽ cho ra từ 7 – 8 quả sau thời gian từ 30 - 45 ngày gieo hạt Đặc điểm của quả dƣa chuột chùm gai rất dễ nhận diện chính là phần vỏ màu xanh thẫm, trên thân có chi chít các gai nhỏ bao bọc xung quanh trái Khi ăn sẽ thấy thịt dƣa rất giòn và ngọt Cây rất phù hợp với khí hậu Việt Nam nên có thể trồng ở nhiều khu vực và không có nơi phân bố cụ thể (Fman, 2017)
Dưa leo kiếm: Xuất hiện ở nước ta chỉ vài năm trở lại đây nhưng giống dưa chuột này được rất nhiều người quan tâm và trồng thử Đặc điểm của dưa chuột kiếm là vỏ ngoài màu xanh đậm, xung quanh có nhiều gai bao bọc và hơn hết là kích thước siêu to của nó, với chiều dài trung bình từ 30 – 50 cm
Phần thịt bên trong đặc ruột, hầu nhƣ không có hạt, thịt rất ngọt và mọng nước Nhờ đặc điểm phát triển nhanh, sản lượng nhiều, chống chịu với sâu bệnh tốt và không yêu cầu kỹ thuật trồng quá cao nên chúng đƣợc trồng rộng rãi ở Việt Nam (Fman, 2017)
Giá trị dinh dƣỡng trong 100 g dƣa leo: Đạm 0,6 g, chất béo 0,1 g, năng lƣợng
10 kcal, 95 g nước, đường 1,2 g, 0,8g protit, 3g glucit, 0,7g xenlulo, tương đương với nhiều loại rau tươi khác như cải sen, cải cúc, cải xoong, cải thìa…
Ngoài ra trong dƣa leo còn có nhiều loại vitamin và muối khoáng cần thiết cho cơ thể nhƣ caroten 0,3 mg trong 100 g, vitamin B1 0,03 mg, vitamin B2 0,04 mg, vitamin PP 0,1 mg, can xi 23 mg, photpho 27 mg, sắt 1 mg, kali (150 mg/100 g), phốt pho (23 mg/100 g), canxi (19 mg/100 g), natri (13 mg/100 g), sắt (1 mg/100 g), vitamin B, C, tiền vitamin A (có trong vỏ dƣa), vitamin E (có trong vỏ dƣa)…Là một trong những loại rau rất ít calo, 100 g dƣa leo chỉ cung cấp 15 calo Dƣa chuột không chứa chất béo no hoặc cholesterol
Dưa leo baby chứa đến 90% là nước Bên cạnh đó cũng sẽ không thể thiêu những khoáng chất, vitamin cần thiết cho cơ thể nhƣ chất xơ, vitamin C, vitamin B1, B2, B5, B6 cùng các khoáng chất nhƣ canxi, sắt, kẽm,… Dƣa leo chứa ít calo nhƣng lại chứa nhiều vitamin và khoáng chất quan trọng
Một quả dƣa leo sống, chƣa gọt vỏ, nặng 11 ounce (300 gram) chứa những chất sau:
(Cơ sở dữ liệu Dinh dƣỡng Quốc gia Mỹ USA, 2011)
Một khẩu phần ăn thông thường chỉ bằng một phần ba quả dưa leo Vì vậy ăn một phần tiêu chuẩn sẽ cung cấp khoảng một phần ba chất dinh dƣỡng ở trên Bên cạnh đó, dưa leo có hàm lượng nước cao (khoảng 96% là nước) Để tối đa hóa hàm lƣợng chất dinh dƣỡng của chúng, dƣa leo nên đƣợc ăn cả vỏ Bóc vỏ chúng làm giảm lƣợng chất xơ, cũng nhƣ một số vitamin và khoáng chất
Dưa leo chứa hầu hết là nước và chúng cũng chứa các chất điện giải quan trọng Chúng có thể giúp ngăn ngừa tình trạng mất nước trong thời tiết nóng bức hoặc sau khi tập luyện Đối với những người không thích uống nước, thêm dưa leo và bạc hà có thể làm cho nó hấp dẫn hơn Cung cấp đủ nước là điều cần thiết để duy trì đường ruột khỏe mạnh, ngăn ngừa táo bón, tránh sỏi thận, (Thanh Huyền, 2021)
Vitamin K giúp đông máu và nó có thể hỗ trợ sức khỏe của xương Dưa leo cũng chứa 19,9 mg canxi
Người lớn cần 1.000 – 1.200 mg canxi mỗi ngày, tùy thuộc vào giới tính và độ tuổi Vitamin K giúp cải thiện khả năng hấp thụ canxi Kết hợp với nhau, những chất dinh dưỡng này có thể góp phần giúp xương khỏe mạnh (Thanh Huyền, 2021)
NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA DƢA LEO TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN
Sự thoát hơi nước: Trong quá trình bảo quản, sự thoát hơi nước là hiện tượng thường xuyên xảy ra đối với sản phẩm Hiện tượng này làm cho rau quả bị héo, nhăn nheo, giảm trọng lƣợng và dẫn đến phẩm chất lƣợng kém Sự mất nước gây rối loạn sinh lí, giảm khả năng kháng khuẩn và kết quả là rau quả nhanh chóng bị hư hỏng (Hương Lăng, 2021)
Hao hụt khối lƣợng: Nguyên nhân của sự giảm trọng lƣợng tự nhiên là do sự thoát hơi nước và tổn thất chất khô trong quá trình hô hấp
Sự chuyển hóa của nước: Hàm lượng nước trong rau quả cao hay thấp có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và khả năng bảo quản của chúng (Hương Lăng,
Sự biến đổi sắc tố: Sự đa dạng về màu sắc rau quả làm tăng tính hấp dẫn trong khẩu phần ăn và mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe người tiêu dùng Trong quá trình bảo quản và chế biến màu sắc diệp lục dễ bị thay đổi dưới tác dụng của nhiệt độ, trong môi trường axit ion H + dễ thay thế ion Mg 2+ trong phân tử diệp lục làm nó mất màu xanh Sự thay đổi màu sắc rau quả là một tiêu chí hết sức quan trọng để đánh giá chất lượng (Hương Lăng, 2021)
Sự chuyển hóa chất khô: Chất khô bao gồm các thành phần hóa học trong rau củ chủ yếu là đường, các axit hữu cơ và các chất khác không kể nước Sau thu hoạch, rau quả vẫn tiếp tục diễn ra quá trình hô hấp cung cấp năng lƣợng cho các hoạt động sinh lí sinh hóa diễn ra bên trong rau quả Hô hấp làm tiêu hao lƣợng chất khô có trong rau củ Do đó, cần có các biện pháp làm chậm quá trình hô hấp và duy trì chất lượng của dưa leo sau thu hoạch (Hương Lăng,
BỆNH HẠI TRÊN DƢA LEO
Hình 2: Bệnh thán thƣ là bệnh gây hại nghệm trọng trên dƣa leo
Thán thư (Colletotrichum spp.): Mầm bệnh có thể lưu tồn trong đất, xác bả thực vật hay bám trên bề mặt hạt giống, trái Bệnh thường xảy ra vào những tháng có mƣa nhiều, bào tử nấm lây lan chủ yếu do mƣa Ký chủ: Tác nhân
9 gây bệnh này có thể tấn công tất cả các cây họ bầu bí dƣa, nhƣng nghiêm trọng nhất là dưa leo và dưa hấu Trái có thể bị nhiễm bệnh khi bắt đầu trưởng thành, vết bệnh hình tròn, màu nâu vàng, lõm vào vỏ trái, giữa vết bệnh nứt ra và mầm bệnh tạo ra bào tử trên trái bị nhiễm bệnh nên xuất hiện lớp mốc hồng, ƣớt nơi vết bệnh Bệnh nặng, các vết bệnh liên kết thành mảng lớn gây thối trái, nhũn nước Trái bị nhiễm bệnh có thể có vị đắng, bị ảnh hưởng nhanh chóng khi bị xâm nhập gây hại bởi các sinh vật thứ cấp khác gây thối, mềm
Hình 3: Bệnh thối trái non (Nguồn: Mạnh Cường, 2022)
Bệnh thối trái non: Do nấm Choanephora cucurbitarum gây nên Bệnh thông thường gây bệnh nặng trong thời điểm mùa mưa hoặc gặp khi trời ẩm có nhiệt độ tương đối cao Ruộng trồng dày, úng nước trong thời điểm mùa mưa Nhiệt độ và độ ẩm không khí cao cũng là điều kiện phù hợp cho bệnh tiến triển và gây bệnh nặng cho cây trồng (Mai Thanh, 2020)
Hình 4: Bệnh khảm (Nguồn: Mạnh Cường, 2022)
Bệnh khảm: Do virus Cucumber Mosaic gây ra Bệnh này do con bù lạch Thrips palmi (có người còn gọi là bọ trĩ hay rầy lửa) là môi giới truyền bệnh.
TỔNG QUAN VỀ MÀNG SINH HỌC
Chitosan là một polysaccharide mạch thẳng Nó có nguồn gốc từ các thành phần cấu trúc vỏ các loài giáp xác nhƣ tôm, cua,… Hợp chất này có khả năng hòa hợp sinh học và tự phân hủy cao (Richardson và cs., 1999).
Chitosan là một polyme hữu cơ có cấu trúc tuyến tính từ các đơn vị B – D glucosamin liên kết với nhau bàng liên kết B – 1,4 Glucozit Chitosan là sản phẩm đƣợc sản xuất từ chitin sau khi xử lý chitin trong kiếm đặc nóng (quá trình deacetyl hóa chitin) (Lê Thanh Phước, 2021)
Các loại nguyên vật liệu sản xuất chitin và chitosan chính:
Chitin và chitosan có thể đƣợc chiết rút từ nhiều nguồn nguyên liệu nhƣ từ vỏ tôm của, tảo, nấm, vi khuẩn và sâu bọ Nguồn phế thải tôm, cua, ghẹ, năng mực trong quá trình chế biến thủy sản là nguồn nguyên liệu sản có, nhiều, chứa hàm lượng chitin, chitosan cao (Lê Thanh Phước, 2021)
Chitosan và các dẫn xuất của chúng đều có tính kháng khuẩn, nhƣ ức chế hoạt động của một số loại vi khuẩn nhƣ E coli, diệt đƣợc một số loại nấm hại dâu tây, cà rốt, đậu và có tác dụng tốt trong bảo quản các loại rau quả có vỏ cứng bên ngoài Khi dùng màng chitosan, dễ dàng điều chỉnh độ ẩm, độ thoáng không khí cho thực phẩm (Nếu dùng bao gói bằng PE thì mức cung cấp oxy bị hạn chế, nước sẽ bị ngưng đọng tạo môi trường cho nấm mốc phát triển) (Lê Thanh Phước, 2021)
Màng chitosan cũng khá dai, khó xé rách, có độ bền tương đương với một số chất dẻo vẫn đƣợc dùng làm bao gói Màng chitosan làm chậm lại quá trình bị thâm của rau quả Rau quả sau khi thu hoạch sẽ dần dần bị thâm, làm giảm chất lượng và giá trị (Lê Thanh Phước, 2021)
Rau quả bị thâm là do quá trình lên men tạo ra các sản phẩm polyme hóa của oquinon Nhờ bao gói bằng màng chitosan mà ức chế đƣợc hoạt tính oxy hóa của các polyphenol, làm thành phần của anthocyanine, flavonoide và tổng lượng các hợp chất phenol ít biến đổi, giữ cho rau quả tươi lâu hơn Hạn chế quá trình chín, Hạn chế quá trình hô hấp và thoát hơi nước, Đảm bảo cấu trúc và màu sắc sản phẩm màng chitosan (Lê Thanh Phước, 2021)
2.4.2 Màng tinh bột a Nguyên tắc
Giống nhƣ các chất cao phân tử khác, tinh bột có khả năng tạo màng tốt Để tạo màng các phân tử tinh bột Amiloza và Amilopectin sẽ dàn phẳng ra, sắp xếp lại và tương tác trực tiếp với nhau bằng liên kết hydro và giản tiếp qua phân tử nước Có thể thu được màng từ dung dịch phân tán trong nước Màng thu được từ thể phân tán trong nước thường dễ dàng tan ra trong nước (Đống Thị Anh Đào, 2013) b Phương pháp
Màng sinh học đƣợc tổng hợp bằng cách trộn tinh bột năng với glycerol Quá trình bộ hội tinh bột đƣợc thực hiện ở nhiệt độ 70 o C, băng cách đun cách thủy trong thời gian 20 phút Sản phẩm sau đó đƣợc đổ ra khuôn inox (20 x 30 cm) và để X khô tự nhiên trong 72 giờ, sau đó sảy ở 50 o C trong 1 giờ (Đống Thị Anh Đào, 2013)
Sản phẩm đƣợc bảo quản trong bình hút ẩm và dùng để phân tích các thông số cơ học của vật liệu bao gồm độ bền kéo, độ dãn dài: đặc điểm FTIR, độ hấp thụ nước và khả năng phân huy sinh học (Đống Thị Anh Đào, 2013)
Màng bảo quản ăn đƣợc có thể đƣợc làm từ nhiều nguồn protein kháu nhau Protein để làm thành màng thực phẩm có thể tách chiết từ ngô (zein), lúa mỳ (gluten), đỗ tương, colagen (gelatin), hoặc từ sữa (casein) Cũng như polysaccharit, protein không có khả năng chống mất nước cao như màng lipid, nhƣng sự trao đổi khí lại rất thuận lợi cho việc làm chậm quá trình chín và kéo dài thời gian bảo quản mà không gây ra hiện tƣợng hô hấp yếm khí Màng protein giúp tăng độ láng bóng bề mặt, chống lại sự oxi hóa và sự phát triển của mùi không mong muốn (Nguyễn Quốc Khánh, 2015)
Hiện nay, màng bán thấm từ protein thuần túy không đƣợc sử dụng do khả năng chống mất nước của chúng bị hạn chế Do vậy người ta thường dùng kết hợp các thành phần nhựa với protein hay polysaccharit (Nguyễn Quốc Khánh, 2015) b Phương pháp:
Cho CMC vào nước hòa tan đều vào nước ở nhiệt độ 45 o C, bổ sung sữa đánh tan trong dung dịch trên
Nâng nhiệt lên 50 – 60 o C, sau đó cho lòng trắng trứng hoặc protein đậu tương hòa tan tránh kết tủa ở 80 o C sau đó nâng nhiệt lên 85 o C lắc 30 phút, để ở nhiệt độ phòng 15 – 20 phút, bổ sung lipit và glycerol lắc 30 phút
Công thức có bổ sung sáp ong: CMC 5 g, Whey protein 3 g, glycerol 15 g, acid lactic 5 g, dầu ăn 4 g, lòng trắng trứng gà 19 g, sáp ong 4 g, nước trao đổi ion 550 ml (Nguyễn Quốc Khánh, 2015).
TỔNG QUAN VỀ TINH DẦU QUẾ
Tinh dầu quế đƣợc sản xuất từ vỏ cành và lá của cây quế Hàm lƣợng tinh dầu trong vỏ quế khá cao (1 – 2,5%), còn trong lá và cành non thường thấp hơn (0,2 – 0,5%) Tinh dầu từ vỏ có màu vàng nâu nhạt, sánh, vị cay, thơm, ngọt, nóng Tinh dầu từ lá quế thường có màu nâu đậm Thành phần trong tinh dầu quế có cinnamaldehyde, eugenol, safrol, furfurol trong đó thành phần chính là cinnamaldehyde (70 – 80%), là thành phần quyết định đặc tính kháng lại các vi sinh vật của tinh dầu quế Ngoài ra, eugenol cũng là một thành phần có khả năng kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn và nấm sợi (Lâm Thị Mỹ Dung,
Hình 5: Tinh dầu quế (Nguồn: Mai Anh, 2022)
Tinh dầu thực vật có nhiều ƣu điểm nhƣ an toàn, phổ kháng khuẩn rộng, ức chế sự tạo độc tố, khả năng tạo chủng nấm mốc kháng tinh dầu thấp, nguồn nguyên liệu sẵn có Trong đó, tinh dầu quế có khả năng kháng Campylobacter jejuni và Listeria innocua trong bảo quản thịt gà tươi sống, kháng Escherichia coli trong bảo quản thịt lợn, (Kiều Anh, 2021)
Trong khi đó, màng bao ăn sinh học có ƣu điểm giúp kéo dài quá trình chín, ít ảnh hưởng đến cảm quan, kéo dài sự tươi ngon, hạn chế sự mất nước, an toàn, thân thiện với môi trường, Tuy nhiên, màng sinh học không có khả năng
13 kháng khuẩn, thời gian bảo quản ngắn Do vậy, việc kết hợp giữa tinh dầu thực vật với màng bao giúp mang lại hiệu quả kép nhờ tác động bổ trợ cho nhau (tinh dầu có tác dụng ức chế sự phát triển của nấm mốc và sự hình thành các độc tố do nấm mốc gây ra, màng bao giúp bảo quản thực phẩm, nông sản tươi lâu, kéo dài hiệu quả kháng khuẩn của tinh dầu) (Kiều Anh, 2021)
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
2.6.1 Tình hình nghiên cứu trong nước
Dưa leo là loại quả hô hấp đột biến, có hàm lượng nước cao và dễ hư hỏng trong quá trình sản xuất, vận chuyển và bảo quản, do đó cần có công nghệ bảo quản phù hợp Bên cạnh những phương pháp bảo quản truyền thống thường được ứng dụng thì ngày nay có một số phương pháp bảo quản mới cũng được ứng dụng trong bảo quản dƣa leo Chitosan có khối lƣợng phân tử (10,4 kDa) cho kết quả tốt nhất, hao hụt khối lƣợng tự nhiên thấp nhất, chất khô hòa tan tổng số, axit tổng số hàm lƣợng vitamin C giảm ít nhất, tỉ lệ thối hỏng thấp nhất Sau 35 ngày bảo quản chất lƣợng cảm quan của dƣa leo đƣợc đánh giá là tốt nhất Tuy nhiên ở nước ta chưa có nhiều nghiên cứu bảo quản dưa leo nói chung theo nghiên cứu ảnh hưởng của chitosan tới chất lượng và thời gian bảo quản dưa leo trong nước (Phạm Thị Phương, 2018)
2.6.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Không có nhiều nghiên cứu quốc tế về ảnh hưởng của màng tinh bột và protein lên bảo quản dƣa leo Một số nghiên cứu đƣợc báo cáo có liên quan đến sử dụng màng chitosan trong bảo quản loại quả này Ảnh hưởng của màng chitosan đối với khả năng bảo quản của dƣa leo đƣợc xác định bằng cách theo dõi sự giảm khối lƣợng, hô hấp và chất lƣợng Màng chitosan làm giảm rõ rệt sự hao hụt khối lƣợng dƣa leo Việc tăng nồng độ chitosan từ 1,0 lên 1,5% dẫn đến khả năng giữ trọng lƣợng lớn hơn đáng kể Ngoài ra, phủ chitosan lên dƣa leo làm giảm tốc độ hô hấp, giảm màu sắc; héo và nhiễm nấm Cơ chế mà màng chitosan làm chậm quá trình lão hóa ở dƣa leo rất có thể là do khả năng giảm bớt áp lực về nước của nó (Ghaouth và cs.,1991)
Các ảnh hưởng về chất lượng và các enzyme chống oxy trên dưa leo cũng đã được nghiên cứu Dưa leo được ngâm trong nước khử ion, dung dịch chitosan và dung dịch chứa hỗn hợp nanocellulose/chitosan trong thời gian bảo quản 14 ngày ở 4 °C Kết thúc bảo quản, tỷ lệ hao hụt khối lƣợng dƣa leo khi xử lý với hỗn hợp nanocellulose/chitosan giảm còn 8,4%, độ cứng giảm 20,3% Sự thoái hóa chất diệp lục tố có liên quan đến hình thức bên ngoài và thành phần này giảm 25,5%, không có sự thay đổi rõ rệt về hàm lƣợng axit ascorbic Các hoạt động của enzyme chịu trách nhiệm về hiện tƣợng làm mềm bao gồm hoạt động của catalase và peroxidase đã giảm lần lƣợt là 25,6% và 16,1% Sự thay đổi rõ ràng hơn ở dưa leo được ngâm trong nước khử ion Kết quả khẳng định rằng việc sử dụng hỗn hợp nanocellulose/chitosan có thể duy trì chất lƣợng và kéo dài thời gian bảo quản dƣa leo (Ghaouth và cs.,1991)
THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
Thời gian nghiên cứu: từ tháng 3 đến tháng 5 năm 2023 Địa điểm nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm trường đại học An Giang
3.2 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU a Mẫu nghiên cứu (Dƣa leo)
Dƣa leo đƣợc thu mua tại chợ Long Xuyên, dƣa leo có khối lƣợng và kích cỡ đồng đều nhau, sau đó chuyển về phòng thí nghiệm Mẫu đƣợc tuyển chọn và để nơi thoáng mát b Dụng cụ và thiết bị:
Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm trong phòng:
Máy đo ph, Đĩa petri,
Bình tam giác 250 ml, Ống falcon 50 ml, Ống eppendort và một số dụng cụ thí nghiệm khác c Môi trường:
Tất cả các polysaccharides đƣợc sử dụng trong nghiên cứu này là cấp thực phẩm Các vật liệu cụ thể bao gồm tinh bột Crisp Coat 868 (Tinh bột Quốc gia, Đức), với hàm lƣợng amylose khoảng 30%, k–carrageenan DX5253 (FMC, Bỉ), bột chitosan với 90% deacetylation (Aqua Premier Co., Thái Lan), sorbitol 97%, polyethylene glycolMW 200 và Tween 80 (Acros Organics, Bỉ), glycerol 87% (Panreac, Tây Ban Nha), NaOH 99%, axit citric và canxi clorua (Merck, Đức), HCl 37% (Riedel deHaen, Đức)
BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM
3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của các loại màng sinh học lên khả năng bảo quản dƣa leo
Mục đích: Lựa chọn đƣợc loại màng sinh học thích hợp cho bảo quản dƣa leo
Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm đƣợc bố trí với 1 nhân tố và 12 nghiệm thức
Các nghiệm thức đƣợc bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với 12 đơn vị nghiệm thức, với 4 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức với 3 lần lặp lại
Tổng số đơn vị nghiệm thức: 4 × 3 = 12 (đơn vị nghiệm thức)
Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Hình 6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1
Tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm đƣợc tiến hành theo Trần Thị Hồng Cẩm và cs (2020) Chọn dưa leo với độ cứng tương đồng, kích thước đồng đều, khối lượng đồng đều, sau đó rửa sạch để ráo nước Tiến hành bao màng với 3 loại màng khác nhau nhƣ màng chitosan, màng tinh bột, màng protein với công thức tạo màng tại mục 3.4.1 Mẫu đối chứng không bao màng Sau đó làm khô tự nhiên dưới nhiệt độ phòng trong 11 ngày Thí nghiệm được thực hiện với 4 nghiệm thức, 3 lần lặp lại Tiến hành phân tích sự hao hụt khối lƣợng, mật số nấm trên bề mặt sau 11 ngày bảo quản
Bảo quản ở nhiệt độ phòng 11 ngày
Làm khô tự nhiên Màng Chitosan Màng tinh bột Màng protein
Sự hao hụt khối lƣợng tự nhiên của dƣa leo
Sự biến đổi màu sắc của dƣa leo
Tổng số men mốc trên bề mặt
3.2.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của dịch chiết lên khả năng ức chế nấm bệnh của dƣa leo
Mục đích: Đánh giá hiệu quả của việc bổ sung tinh dầu quế lên bảo quản dƣa leo bằng màng sinh học
Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm đƣợc bố trí với 1 nhân tố và 12 nghiệm thức
Các nghiệm thức đƣợc bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với 12 đơn vị nghiệm thức, với 4 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức với 3 lần lặp lại
Tổng số đơn vị thí nghiệm: 4 × 3 = 12 (đơn vị nghiệm thức)
Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Hình 7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2
Phân tích chỉ tiêu Làm khô
Nồng độ 1 % Nồng độ 2 % Nồng độ 3 %
Tổng mật số nấm Bảo quản ở nhiệt độ phòng 11 ngày
Tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm tiến hành theo Ngô Nguyễn Nhật Hà và cs (2020) Từ kết quả của thí nghiệm 1 lựa chọn đƣợc loại màng thích hợp Trong quá trình tạo màng bổ sung thêm tinh dầu quế với các nồng độ 1%, 2%, 3%
Dưa leo sau khi được rửa sạch thì để ráo nước rồi tiến hành nhúng màng, mẫu đối chứng không nhúng màng Sau đó làm khô tự nhiên và đƣợc bảo quản ở nhiệt độ phòng trong 11 ngày Thí nghiệm đƣợc thực hiện với 4 nghiệm thức 3 lần lặp lại Phân tích sự hao hụt khối lƣợng, mật số nấm trên bề mặt sau 11 ngày bảo quản
Sự hao hụt khối lƣợng tự nhiên của dƣa leo
Sự biến đổi màu sắc của vỏ dƣa leo
Tổng số men mốc trên bề mặt.
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
3.3.1 Phương pháp tạo các loại màng
Màng chitosan: Chitosan ở nồng độ 1% và đƣợc hòa tan từ từ trong dung dịch acid axetic 1% Sau đó, 0,01% kali sorbate đƣợc bổ sung để ức chế sự phát triển của nấm mốc Hỗn hợp đƣợc khuấy cho đến khi chitosan tan hoàn toàn và để yên trong 4 giờ để tạo sự đồng nhất (Trần Thị Hồng Cẩm và cs., 2020). Màng protein: Sử dụng đậu nành thêm glycerol 20% + 0,1 kali sorbate Đƣợc thực hiện bằng cách sử dụng 200 g đậu nành nguyên hạt Ngâm với 400 ml nước Sau khi ngâm thực hiện tính toán khả năng ngậm nước của đậu nành, tiến hành xay nhuyễn đậu nành với nước theo tỷ lệ 1:4 ( 200 g đậu nành với
800 ml nước ), lọc bã Sử dụng 100 ml nước đậu nành đã lọc bã, bổ sung thêm
10 ml glycerol 20% Sau cùng bổ sung thêm 0,1 g kali sorbat nhầm hạn chế khả năng xuất hiện nấm mốc (Nguyễn Quốc Khánh, 2015)
Màng tinh bột: Sử dụng tinh bột năng (3 g cho 50 ml) pha glycerol 10% từ glycerol 60% + kali sorbate 1% Đƣợc thực hiện bằng cách sử dụng 6 g tinh bột năng cho 100 ml nước cất Bổ sung thêm vào hỗn hợp tinh bột năng 10 ml glycerol 60% Tiến hành hồ hóa hỗn hợp tinh bột năng trên nồi cách thủy Sau cùng bổ sung thêm 1 g kali sorbat vào hỗn hợp (Nguyễn Ngọc Anh và cs
3.3.2 Phương pháp xác định sự hao hụt khối lượng tự nhiên
Thí nghiệm được khảo sát lựa chọn phương pháp tạo màng sinh học phù hợp để bảo quản quả cam Cao Phong (Nguyễn Văn Lợi, 2017) Bằng cách cân khối lượng trái ở mỗi nghiệm thức trước khi bảo quản và sau mỗi lần theo dõi lấy chỉ tiêu Đƣợc tính bằng công thức: X = (M1 – M2)/M1*100
Trong đó: X: Sự hao hụt khối lƣợng tự nhiên ở mỗi lần theo dõi (%)
M1: Khối lượng trái trước khi bảo quản (g) M2: Khối lƣợng trái ở các lần lấy chỉ tiêu (g)
3.3.3 Xác định mật số nấm
Xác định mật số nấm trên bề mặt bằng tiêu chuẩn TCVN 11039-8:2015 (Cục an toàn thực phẩm, 2015) Cân 25 g mẫu đã chuẩn bị, sau đó định mức bằng peptone 50ml lắc mẫu trong vòng 1 tiếng Có thể cấy trực tiếp 0,1ml mẫu vào đĩa petri chuẩn bị môi trường và đổ đĩa phương pháp nuôi cấy trên bề mặt thạch Sử dụng phương pháp trãi đĩa trong quá trình nuôi cấy Đặt các đĩa vào tủ ấm, không chồng cao quá 20 đĩa Ủ các đĩa này ở nhiệt độ từ 35 – 37 o C trong 24 – 48 giờ Đếm khuẩn lạc ngay sau khi ủ.
ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI MÀNG SINH HỌC LÊN BẢO QUẢN DƢA LEO
4.1.1 Hao hụt khối lƣợng tự nhiên của dƣa leo
Trong quá trình bảo quản rau quả, sự hao hụt khối lƣợng tự nhiên luôn xảy ra do bay hơi nước, do quá trình hô hấp cũng như các biến đổi sinh lý và sinh hóa Để hạn chế sự hao hụt khối lƣợng tự nhiên, các xử lý khác nhau đã đƣợc thực hiện bao gồm vi bao bằng màng sinh học Do đó, nghiên cứu đã khảo sát vi bao dƣa leo bằng các loại màng khác nhau nhƣ chitosan, protein và tinh bột
Sự hao hụt khối lƣợng (%) đƣợc ghi nhận sau 11 ngày bảo quản Kết quả đƣợc thể hiện ở hình 8
Hình 8: Ảnh hưởng của loại màng sinh học lên sự hao hụt khối lượng dưa leo trong quá trình bảo quản
Ghi chú: Các chữ cái khác nhau trên cột thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p