tt luan an nghiên cứu chế tạo màng bao sinh học từ vỏ quả bưởi có tác động hiệu quả trong bảo quản trái cây tươi

Như vậy, việc tận dụng vỏ bưởi để chiết xuất pectin và cao chiết giàu các hợp chất có hoạt tính sinh học đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nguồn phụ phẩm từ vỏ bưởi trong quá trìn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Mã ngành: 9540101

NGUYỄN HỒNG KHÔI NGUYÊN

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG BAO SINH HỌC TỪ VỎ QUẢ BƯỞI

CÓ TÁC ĐỘNG HIỆU QUẢ TRONG BẢO QUẢN TRÁI CÂY TƯƠI

Cần Thơ, 2024

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

Người hướng dẫn chính: PGS TS Trần Thanh Trúc Người hướng dẫn phụ: PGS TS Bạch Long Giang

Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp trường

Họp tại: Phòng bảo vệ Luận án Tiến sĩ, Tầng 2, Nhà Điều hành, Trường Đại học

Cần Thơ

Vào lúc giờ ngày tháng năm

Phản biện 1:

Phản biện 2:

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:

Trung tâm Học liệu, Trường Đại học Cần Thơ

Thư viện Quốc gia Việt Nam

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

1 Nguyen, N.H.K., Tran, M.T., Le, T.D., Nguyen, M.V., Tran, T.T (2022) Chemical properties and biological properties of

four varieties of pomelo (Citrusgrandis (L) Osbeck) in the Mekong Delta of Vietnam, Food Research, 6, 267-272 DOI:

10.26656/fr.2017.6(4).479 Scopus, Q3

2 Nguyễn Hồng Khôi Nguyên, Trần Thanh Trúc, Bạch

Long Giang (2023) Trích ly pectin từ vỏ bưởi năm roi (Citrus

grandis (L.) Osbeck) bằng phương pháp trích ly có hỗ trợ nhiệt Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 59, 66-75

3 Nguyen, N H K., Giang, B L., & Truc, T T (2023) Isolation and Evaluation of the Probiotic Activity of Lactic Acid Bacteria Isolated from Pickled Brassica juncea (L.) Czern et

Coss Foods, 12(20), 3810. DOI: 10.3390/foods12203810 WoS/ SCEI, Q1, IF 4.35

4 Nguyen, N H K., Bach, G L., & Tran, T T (2024) Effects of film-forming components on the viability of probiotics and the application of synbiotic pectin film in preserving Da Xanh pomelo and Thai jackfruit fresh-cut Food Science and

Biotechnology, 1-12 DOI:10.1007/s10068-024-01561-9 WoS/ SCEI, Q2, IF 2.9

5 Nguyen, N H K., Giang, B L., & Truc, T T (2024)

Evaluation the bioactivity and applicability of flavedo extract

in preserving Citrus maxima (Burm.) Merr pomelo Czech J Food

Sci 2024;42(4) DOI:10.17221/22/2024-CJFS, WoS/ SCEI, Q3,

IF 1.2

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của luận án

Bưởi là loại trái cây rất phổ biến và có vai trò kinh tế quan trọng ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), được tiêu thụ trong nước và xuất khẩu Bưởi được trồng rộng rãi ở miền Nam Việt Nam, bao gồm cả ĐBSCL và các tỉnh phía đông như Đồng Nai và Bình Dương, cũng như một số nơi ở miền Trung và miền Bắc Chính phủ đã khuyến khích nghiên cứu về bưởi từ những năm 1990, tập trung vào canh tác và xử

lý sâu bệnh Bưởi chủ yếu được tiêu thụ dưới dạng quả tươi, nhưng sản phẩm chế biến sẵn cũng ngày càng phổ biến, đòi hỏi điều kiện xử lý và bảo quản thích hợp để duy trì chất lượng Nhiều nghiên cứu cho thấy vỏ bưởi chứa các hợp chất sinh học tiềm năng như naringin và neohesperidin Thành phần tinh dầu và pectin từ vỏ bưởi cũng đã được nghiên cứu kỹ lưỡng, cho thấy khả năng chống oxy hóa và kháng khuẩn Các phương pháp chiết xuất pectin và tinh dầu từ vỏ bưởi đã chứng minh hiệu quả cao, cho thấy vỏ bưởi có tiềm năng trong việc thu nhận pectin và các hợp chất sinh học Như vậy, việc tận dụng vỏ bưởi để chiết xuất pectin và cao chiết giàu các hợp chất có hoạt tính sinh học đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nguồn phụ phẩm từ vỏ bưởi trong quá trình chế biến Nghiên cứu này không chỉ tập trung vào việc thu nhận pectin từ nguồn nguyên liệu vỏ bưởi mà còn tối ưu hóa quá trình chiết xuất để tăng hiệu suất thu nhận pectin Bên cạnh đó, việc đánh giá khả năng ứng dụng của màng pectin sinh học bổ sung cao chiết vỏ bưởi và màng pectin bổ sung lợi khuẩn

là những nội dung có ý nghĩa khoa học và thực tiễn trong nghiên cứu này Từ đó có thể thấy, nghiên cứu chế tạo màng bao sinh học từ vỏ quả bưởi có tác động hiệu quả trong bảo quản trái cây tươi là giải pháp có tính cấp thiết nhằm giải quyết vấn đề phụ phẩm đồng thời nâng cao chất lượng trái cây trong quá trình bảo quản sau thu hoạch bằng những những giải pháp mà nghiên cứu này hướng đến

1.2 Mục tiêu đề tài

Nghiên cứu nhằm đánh giá tiềm năng của các giống bưởi ở ĐBSCL đến hiệu quả thu nhận pectin và cao chiết giàu hoạt tính sinh học, từ đó ứng dụng tạo màng pectin sinh học kết hợp cao chiết vỏ bưởi trong bảo quản bưởi nguyên quả và màng pectin bổ sung lợi khuẩn trong bảo quản trái cây chế biến giảm thiểu

1.3 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện dựa trên việc xác định giống bưởi và thời điểm thu hoạch phù hợp để thu nhận cao chiết và pectin từ vỏ bưởi Quá trình thu nhận và đánh giá hoạt tính sinh học của cao chiết vỏ bưởi đã được thực hiện, đồng thời thực hiện tối ưu hóa quá trình trích ly pectin cũng như đánh giá tính chất của pectin Tiếp theo, việc lựa chọn thành phần dung dịch tạo màng bảo quản sinh học bổ sung cao chiết

vỏ bưởi được khảo sát, nhằm đánh giá hiệu quả trong việc bảo quản bưởi nguyên trái Bên cạnh đó, nghiên cứu lựa chọn loài lợi khuẩn và khảo sát thành phần dung dịch tạo màng synbiotic thích hợp cho sự phát triển của lợi khuẩn cũng được thực hiện, sau đó đánh giá khả năng ứng dụng màng pectin bổ sung lợi khuẩn trong bảo quản trái cây chế biến giảm thiểu

1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn của luận án

Nghiên cứu này cung cấp dữ liệu về đặc điểm của các giống bưởi phổ biến ở đồng bằng sông Cửu Long, tối ưu hóa quá trình trích ly pectin và cao chiết từ vỏ bưởi,

và đánh giá hoạt tính của cao chiết Nghiên cứu còn xác định các thông số quan trọng trong việc tạo màng pectin kết hợp cao chiết để bảo quản bưởi Da Xanh và Năm Roi, cũng như hiệu quả của màng pectin bổ sung lợi khuẩn trong bảo quản bưởi Da Xanh

và mít Thái chế biến giảm thiểu

Nghiên cứu này giải quyết vấn đề phụ phẩm từ vỏ bưởi bằng cách đánh giá ứng dụng màng sinh học từ pectin và cao chiết vỏ bưởi trong bảo quản bưởi Da Xanh

và Năm Roi Ngoài ra, nghiên cứu còn cung cấp thông tin về màng pectin bổ sung lợi khuẩn trong bảo quản bưởi Da Xanh và mít Thái chế biến giảm thiểu, nhằm cải thiện hiệu quả bảo quản và nâng cao chất lượng trái cây

1.5 Điểm mới của luận án

Nghiên cứu này đã xây dựng cơ sở dữ liệu về đặc điểm hình thái, tính chất hóa

lý và pectin của các giống bưởi Da Xanh, Năm Roi, Lông Cổ Cò, và Thanh Kiều Nghiên cứu đã đưa ra kết quả cho thấy khả năng ứng dụng của màng pectin sinh học

từ pectin được trích ly từ vỏ trắng bưởi Năm Roi kết hợp với alginate, gelatin và cao chiết vỏ bưởi Da Xanh trên đối tượng bảo quản là bưởi Da Xanh, Năm Roi ở các nhiệt độ khác nhau Ngoài ra, nghiên cứu cũng đã xác định công thức màng pectin

bổ sung lợi khuẩn L plantarum và FOS để sự tồn tại của lợi khuẩn tốt nhất, và đánh

giá hiệu quả bảo quản bưởi Da Xanh và mít Thái chế biến giảm thiểu

1.6 Kết cấu của luận án

Luận án bao gồm 5 chương với trang: Chương 1 - Giới thiệu 4 trang (từ trang 1-4); Chương 2 - Tổng quan tài liệu 26 trang (từ trang 5-30); Chương 3 - Phương pháp nghiên cứu 33 trang (từ trang 31-62 với 12 thí nghiệm); Chương 4 - Kết quả

và thảo luận 91 trang (từ trang 63-154 ); Chương 5 - Kết luận và đề xuất (trang 155 - 156) Trong nội dung chính có 41 bảng và 43 hình Bài viết sử dụng 480 tài liệu tham khảo, bao gồm 451 tài liệu tham khảo tiếng Anh và 29 tài liệu tiếng Việt

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Một số giống bưởi ở ĐBSCL

Bưởi Da Xanh, trồng đầu tiên tại Bến Tre, chịu mặn tốt hơn bưởi Năm Roi,

có trái hình cầu, màu xanh đến xanh hơi vàng, nặng trung bình 1,2-2,5 kg, đường kính 150-160 mm, vỏ dày 15-21 mm, tỷ lệ thịt quả 50-60%, múi màu hồng nhạt,

ít hạt, độ Brix 11,47 °Brix, độ chua 0,46% và vitamin C 79,46 mg/100mL Đây

là giống bưởi nổi tiếng của Bến Tre và được cấp Giấy chứng nhận chỉ dẫn địa lý

số 00062 theo Quyết định số 297/QĐ-SHTT ngày 26/01/2018 Vĩnh Long có vùng sản xuất bưởi Năm Roi lớn ở ĐBSCL, với thị xã Bình Minh, đặc biệt là xã

Mỹ Hòa và Đông Thành, có diện tích trồng bưởi lớn nhất Bưởi Năm Roi ở xã

Mỹ Hòa đạt sản lượng 32.000 tấn mỗi năm (Nguyễn Quốc Nghi và ctv., 2020),

có hình dáng quả lê, dễ tách vỏ, múi, ít hạt, hương vị thơm ngon, giòn và ngọt thanh (Nguyễn Hồng Đức và ctv., 2003)

Bưởi Lông Cổ Cò, đặc sản của huyện Cái Bè, Tiền Giang, hiện được trồng phổ biến ở Bến Tre, Tiền Giang và Vĩnh Long Quả có hình dạng trái lê, lớp lông trắng mịn rụng dần theo thời gian, vỏ xanh vàng khi chín, thịt quả vàng đỏ, dễ lột, độ Brix 10-11%, thơm, mỗi quả có 5-30 hột, nặng 0,9-2 kg Bưởi cho quả quanh năm, năng suất 20-30 tấn/ha, được mở rộng trồng, riêng Cái Bè có 1.700 ha, sản lượng trên 30.000 tấn/năm Bưởi Thanh Kiều xuất hiện ở phường Thới An, quận

Ô Môn, thành phố Cần Thơ, có hình dáng tròn hoặc chỏm, thịt màu hồng, vị hơi the lúc mới chín và ngọt thanh khi chín vàng Nếu chăm sóc đúng cách, cây trưởng thành vào năm thứ 5 và mỗi cây có thể thu hoạch 200-300 kg quả mỗi năm Quả bưởi này to, trung bình nặng 3-4 kg, có quả nặng đến 5 kg

2.1.1 Thành phần hóa học trong vỏ và thịt bưởi

2.1.1.1 Vỏ bưởi

Vỏ bưởi chứa các hợp chất sinh học và chất chống oxy hóa như vitamin, flavonoid, phenolic acid, limonoid, carotenoid, giúp ngăn ngừa oxy hóa và bệnh mãn tính Trong 100g vỏ khô có 0,64 mg alkaloid, 0,26 mg flavonoid, 0,03 mg tannin, 0,08

mg phenol, và 0,21 mg saponin (Okwu & Emenike, 2006) Những hợp chất này mang lại lợi ích dinh dưỡng và kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm

Hàm lượng carotenoid trong bưởi hồng cao hơn bưởi trắng, tạo màu vàng, cam, đỏ cho trái cây và rau củ, và có thể thay thế chất tạo màu hóa học trong thực phẩm Flavonoid trong vỏ bưởi, gồm hesperidin, naringenin và rutin, gây vị đắng và có lợi cho sức khỏe, với gần 24 mg/g flavanone Vỏ bưởi chứa ít protein (dưới 0,021%), lipid cao nhất ở vỏ xanh (1,71-1,93%), tiếp đến là vỏ trắng (1,58-1,60%) và thịt quả (1,44-1,47%), gồm triglyceride, phospholipid, acid béo, và tinh dầu Tinh dầu bưởi chứa γ-terpinene, α-pinene, α- và β-phellandrene, giúp kích thích, giảm ho, hỗ trợ tiêu hóa, giảm đau, và làm đẹp Limonene chiếm 35,7-95,4% trong tinh dầu vỏ bưởi, cùng các hợp chất như β-myrcene, nootkatone, β-pinene, β-phellandrene và α-pinene

Chất xơ không hòa tan chiếm 70% trong vỏ quả có múi, gồm cellulose và hemicellulose (50-60%) Vỏ bưởi có 10,8% cellulose, 12% hemicellulose, 19,3% pectin và 6,6% lignin, chiếm hơn 40% khối lượng quả và chứa nhiều pectin được chiết xuất bằng nhiều phương pháp

2.2 Mít Thái

Mít có nguồn gốc từ Tây Nam Ấn Độ, trồng rộng rãi ở nhiều quốc gia, cao 8-25

m Thịt mít chứa nhiều dưỡng chất như potassium (191,0-407,0 mg) và vitamin C 10,0 mg) trong 100 g Màu múi mít thay đổi từ trắng đến cam do hàm lượng carotenoid

(7,0-Quả mít thường được xẻ nhỏ và bảo quản lạnh để kéo dài thời gian Màng bao synbiotic kết hợp bảo quản lạnh giúp kéo dài thời gian và cung cấp lợi khuẩn

2.3 Nguyên nhân trái cây hư hỏng sau thu hoạch và biện pháp khắc phục 2.3.1 Nguyên nhân gây hư hỏng sau thu hoạch

Hư hỏng sau thu hoạch trong nông nghiệp chủ yếu do bệnh lý và mất ổn định trao đổi chất, gây tổn thất năng suất 30-50% (Strano et al., 2022) Trái cây và rau quả sau thu hoạch dễ hư hỏng do lão hóa, mất nước, tổn thương vật lý và vi sinh vật (Wu, 2010) Tổn thương cơ học như va đập hay côn trùng tấn công làm tăng hô hấp, sản xuất ethylene, mất nước và vi sinh vật xâm nhập (Yahia, 2011) Hô hấp mạnh tỉ lệ nghịch với thời gian bảo quản; tốc độ hô hấp tăng từ 2 đến 2,5 lần ở nhiệt độ 5℃ đến 25℃ (Wu, 2010) Ngoài ra, bảo quản gây thay đổi sinh lý, làm tăng lão hóa, suy giảm hương vị, thay đổi màu sắc, mất khối lượng và thối rữa (Sun et al., 2012) Trái cây mất khoảng 5% lượng nước sau thu hoạch, ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng (Wu, 2010) Thêm vào đó, rối loạn trao đổi chất do môi trường sau thu hoạch, đặc biệt là nhiệt độ không phù hợp, dẫn đến tổn thương tế bào và chín không đồng đều (Wu,

2010) Hư hỏng do vi sinh vật, gồm nấm mốc và vi khuẩn như Penicillium,

Phytophthora, Alternaria, Botrytis, Aspergillus, Pseudomonas, Erwinia, Bacillus, Clostridium, gây hại khoảng 36% rau củ (Rawat, 2015)

2.3.2 Một số biện pháp xử lý để khắc phục hư hỏng

2.3.2.1 Sử dụng màng hoặc lớp phủ ăn được

Màng ăn được hay lớp phủ ăn được là màng sinh học, làm từ polymer sinh học, giúp tăng thời gian bảo quản trái cây bằng cách hạn chế mất độ ẩm và tiếp xúc với oxy Lớp phủ này chứa chất chống oxy hóa và kháng khuẩn, duy trì độ tươi ngon và chất lượng trái cây (Oyom et al., 2022) Màng sinh học không độc, chống vi khuẩn, phân hủy sinh học, và cung cấp chất chống oxy hóa, hạn chế ánh sáng và oxy Chúng được làm từ polysaccharide như chitosan, pectin, alginate, protein, lipid, và có thể bổ sung tinh dầu, chiết xuất thực vật (Jung, 2014, trích dẫn bởi Hoàng Quang Bình và ctv., 2022) Màng sinh học đã được sử dụng từ lâu

để kéo dài thời gian bảo quản và duy trì chất lượng trái cây (Mohammed Fayaz

et al., 2009), và ngày càng được quan tâm phát triển do tính thân thiện môi trường (Swathi et al., 2017)

2.3.3 Công nghệ chế biến giảm thiểu

Thuật ngữ "chế biến giảm thiểu" áp dụng các phương pháp để chuyển đổi thực phẩm tươi thành sản phẩm ăn liền, duy trì chất lượng ban đầu (Velderrain-Rodríguez et al., 2019) Công nghệ này bao gồm xử lý, chuẩn bị, đóng gói và phân phối nông sản tươi, như bóc vỏ, cắt, gọt (Amin et al., 2017) Ưu điểm chính

là cải thiện tình trạng rau quả khó tiếp cận thị trường, giảm mất chất dinh dưỡng

và biến đổi tiêu cực về cấu trúc, màu sắc và hương vị (De Corato, 2020) Công nghệ này tăng doanh số và mở rộng thị trường (Velderrain-Rodríguez et al., 2019) Tuy nhiên, sản phẩm chế biến giảm thiểu dễ bị hỏng nhanh hơn do tổn thương từ cắt, gọt, tạo điều kiện cho vi sinh vật xâm nhập, tăng hô hấp và trao đổi chất (Artes & Allende, 2014; Sinigaglia et al., 1999) Điều này làm giảm thời gian

sử dụng và gây biến màu trái cây tươi Các nghiên cứu hiện nay tập trung vào kết hợp nhiều phương pháp hoặc phương pháp mới để bảo quản hiệu quả hơn, như nhiệt nhẹ, giảm hoạt tính nước, chất bảo quản sinh học, thay đổi khí quyển, tăng tính acid, chiếu xạ, làm mát sơ bộ, MAP (bảo quản khí điều chỉnh), màng bao ăn được, áp suất cao, ozone, siêu âm, plasma, điện trường xung và kiểm soát sinh học (Amin et al., 2017)

2.4 Màng bảo quản sinh học

Màng bảo quản sinh học, làm từ nguyên liệu thiên nhiên như polysaccharide, protein, lipid, có khả năng tự phân hủy và giảm tác động môi trường (Dahll, 2013; Hoàng Quang Bình và ctv., 2022) Màng ăn được là một dạng màng sinh học, giúp kéo dài thời gian sử dụng thực phẩm mà không cần loại

bỏ khi dùng (Embuscado & Huber, 2009) Màng ăn được tạo thành từ các thành phần ăn được như stearic acid, pullulan, protein đậu nành tinh chế, có thể làm chậm quá trình hư hỏng và cải thiện các đặc tính cảm quan của thực phẩm (Dhaka

& Upadhyay, 2018; Xu et al., 2001; Eshghi et al., 2021) Ví dụ, màng ăn được giúp tăng thời gian sử dụng quả kiwi lên gấp 3 lần và ngăn ngừa quá trình hóa nâu của nho Màng ăn được cũng có thể chứa chất kháng khuẩn để giảm nhiễm

vi sinh vật (Quintavalla & Vicini, 2002) Kết hợp màng alginate với dầu tỏi cho thấy hiệu quả kháng khuẩn chống lại Staphylococcus aureus và B cereus trong thịt (Pranoto et al., 2005) Màng còn hạn chế khí oxy, carbon dioxide, ethylene, trì hoãn sự thay đổi màu sắc, mùi vị, kết cấu sản phẩm, và bảo vệ thực phẩm khỏi

hư hỏng cơ học (Guilbert et al., 1996; Cuq et al., 1995) Nghiên cứu cho thấy màng ăn được từ agar và glycerol có đặc tính cơ lý thay đổi theo nồng độ các chất này, giúp tùy chỉnh độ bền và độ hòa tan của màng (Arham et al., 2016) Màng

ăn được an toàn, có thể tự phân hủy sinh học, và làm từ các thành phần đa dạng như protein, polysaccharide, lipid, kết hợp chất hóa dẻo, cao chiết, hoặc lợi khuẩn

2.5 Lợi khuẩn

Lợi khuẩn, như các loại Lactobacillus và Bifidobacterium, đóng vai trò

quan trọng trong cải thiện sức khỏe bằng cách ức chế vi khuẩn gây hại, cân bằng

hệ vi sinh vật đường ruột, sản xuất acid béo chuỗi ngắn và tạo lớp màng bảo vệ Chúng cũng có khả năng điều chỉnh hoạt động enzyme, cạnh tranh với mầm bệnh

và điều chỉnh hệ miễn dịch, giúp ngăn chặn tiêu chảy, dị ứng, và các vấn đề viêm ruột, đồng thời tăng cường sức đề kháng và sức khỏe nói chung

2.6 Fructooligosaccharides

Fructooligosaccharides (FOS) là loại carbohydrate không tiêu hóa, đại

diện cho bifidogenic oligosaccharide chính, được sản xuất thương mại bởi công

ty Meiji Seika Kaisha Co., Tokyo, Nhật Bản từ năm 1984 FOS có ba loại khác nhau với cấu trúc và tính chất riêng biệt FOS có nhiều lợi ích như tăng cường hấp thu khoáng chất, kiểm soát béo phì và tiểu đường, giảm nguy cơ ung thư đại trực tràng và cải thiện tình trạng táo bón FOS cũng có tác dụng tích cực đối với lợi khuẩn đường ruột và hệ miễn dịch Tuy nhiên, việc sử dụng quá mức FOS có thể gây ra một số tác dụng phụ như tiêu chảy và khó chịu đường ruột

2.7 Tổng quan tình hình nghiên cứu

2.7.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Nghiên cứu liên quan đến quá trình trích ly pectin: Nhiều nghiên cứu đã tập trung vào việc chiết xuất pectin từ các nguồn thực vật khác nhau Các nghiên cứu này tập trung vào việc tối ưu hóa điều kiện chiết xuất để đạt hiệu suất tốt nhất Ví dụ, Bùi Anh Võ và đồng nghiệp (2010) đã trích ly pectin từ vỏ cà phê với hiệu suất 12,22% Nguyên tắc tương tự đã được áp dụng cho vỏ chuối, vỏ thanh long, cùi quả bưởi, vỏ quả dưa hấu và các nguồn thực vật khác bởi các nhà nghiên cứu khác Những nghiên cứu này không chỉ tìm ra các điều kiện tối ưu mà còn mở ra tiềm năng khai thác các nguồn nguyên liệu mới và phát triển các phương pháp chiết xuất pectin hiệu quả cho ngành công nghiệp

Lưu Thái Quản và ctv., (2022) nghiên cứu quy trình chiết xuất và bào chế cao khô vỏ bưởi để chống oxy hóa, đạt được kết quả ổn định với các điều kiện chiết xuất cụ thể

Nghiên cứu về màng bảo quản sinh học cho trái cây đã được thực hiện bởi nhiều nhóm tác giả Các nghiên cứu tập trung vào sử dụng màng chitosan, nano-chitosan, và màng pectin cho các loại trái cây như xoài, thanh long, bơ, chuối, mận, chanh dây và bưởi Phúc Trạch Định hướng chung là kết hợp nhiều thành phần đồng tạo màng, bổ sung các hợp chất có hoạt tính sinh học, kháng khuẩn và kháng oxy hóa

để bảo quản trái cây

2.7.2 Tình hình nghiên cứu thế giới

Các loại màng bảo quản ăn được đã được nghiên cứu và ứng dụng để bảo quản trái cây, cho thấy hiệu quả trong việc duy trì chất lượng và kéo dài thời hạn

sử dụng González-Estrada et al., (2017) đã sử dụng màng protein đậu nành để bảo quản chanh ta Xu et al., (2018) phát hiện màng chitosan và chitosan/ montmorillonite hiệu quả trong việc ức chế thối rữa của quả quýt Martiñon et al., (2014) đã sử dụng màng pectin để bảo quản dưa lưới cắt miếng, trong khi Oms-Oliu et al., (2008) kết hợp pectin với N-acetylcysteine và glutathione để bảo quản

lê chế biến Wei chỉ ra rằng bảo quản trong môi trường có kiểm soát giúp duy trì

độ ngọt và giảm độ chua của bưởi Guanxi Maftoonazad & Ramaswamy phát hiện quả chanh tươi nhúng màng pectin kéo dài thời gian bảo quản lên đến 32 ngày ở 10°C Các nghiên cứu gần đây đã tìm hiểu về màng ăn được kết hợp với probiotics và prebiotics trong bảo quản trái cây Một số tác giả như Tapia et al., Temiz & Ayhan, Alvarez et al., Campaniello et al., Orozco-Parra et al., Elabd et al., và Bambace et al., đã thực hiện các nghiên cứu về màng synbiotic và màng probiotic để bảo quản trái cây cắt miếng Các kết quả cho thấy việc sử dụng màng này không chỉ kéo dài thời hạn sử dụng mà còn cung cấp lợi khuẩn cho người tiêu dùng, duy trì pH và chất lượng cảm quan của trái cây trong thời gian lâu hơn Những nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kết hợp các yếu tố sinh học vào màng bảo quản để kéo dài thời hạn sử dụng và duy trì chất lượng của các sản phẩm trái cây

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Phương tiện và phương pháp nghiên cứu

3.1.1 Nguyên liệu

Nghiên cứu này sử dụng các giống bưởi như: Da Xanh, Năm Roi, Lông Cổ

Cò, và Thanh Kiều, được thu hái tại các vùng trồng phổ biến và tuân thủ các tiêu chuẩn về độ chín và vận chuyển Địa chỉ thu hoạch cụ thể bao gồm huyện Châu Thành (Bến Tre), thị xã Bình Minh (Vĩnh Long), xã An Thái Đông (Tiền Giang),

và phường Thới An (Cần Thơ) Ngoài ra, mít Thái cũng được sử dụng trong nghiên cứu và được thu mua tại vườn ở Long Thành (Đồng Nai)

QE/g chất khô) Phương pháp quang phổ do hình thành của phức hợp nhôm-flavonoid (Zhan et al., 2016)

3 Khả năng kháng oxy hóa DPPH

(% hoặc mg VCE/g chất khô) Phương pháp quang phổ với gốc tự do DPPH (Shahidi & Zhong, 2015)

4 Khả năng kháng oxy hóa ABTS

(% hoặc mg VCE/g chất khô) Phương pháp quang phổ với gốc tự do ABTS (Shah & Modi, 2015)

5 Khả năng khử sắt FRAP (mg

VCE/g chất khô) Phương pháp quang phổ với FRAP làm thuốc thử (Antolovich et al., 2002)

6 Hàm lượng đường khử (%) Phương pháp quang phổ dựa trên thuốc thử

DNS (Hu et al., 2008)

7 Hàm lượng đường tổng (% hoặc

mg/L) Phương pháp quang phổ dựa trên Phenol-sulfuric acid (Ismail, 2017)

8 Hàm lượng vitamin C (mg%

hoặc mg/100g) AOAC967.21

9 Hàm lượng protein tổng số (%) AOAC 2001.11

10 Hàm lượng tro (%) AOAC 942.05

11 Hiệu suất trích ly pectin (%) Phương pháp của Girma & Worku (2016)

12 Chỉ số ester hóa (DE) (%) Dựa trên phương pháp của Hosseini et al

(2019)

13 Chỉ số methoxyl (MI hoặc DM)

(%) Phương pháp của Dhushane & Mahendran (2020)

14 Độ tinh khiết của pectin (%) Nguyễn Văn Mùi, 2020

15 Độ dày màng (mm) Được xác định bằng thước (Mitutoyo,

Tokyo, Nhật Bản) theo phương pháp của (Shahrampour et al., 2020)

16 Định tính carbohydrate Phương pháp kết tủa bằng Fehling’s test

(Shaikh & Patil, 2020)

17 Định tính flavonoid Phương pháp quang phổ sử dụng dung

dịch ammonium loãng (Ayoola et al., 2008)

STT Chỉ tiêu Phương pháp

18 Định tính phenol Phương pháp quang phổ dựa trên Ferric

chloride (Ayoola et al., 2008)

19 Định tính coumarin Phương pháp quang phổ (Roghini &

Vijayalakshmi, 2018)

20 Định tính protein Phương pháp kết tủa dựa trên phản ứng

Cu 2+ (Martina & Vojtech, 2015)

21 Định tính alkaloid Phương pháp Dragendorff’s với phản ứng kết

tủa (Elisabetsky & Costa-Campos, 2006)

22 Định tính anthraquinone Phương pháp quang phổ dựa trên thuốc thử

amoniac (Shaikh & Patil, 2020)

23 Định tính saponin Phương pháp dựa trên xuất hiện bọt (Lucky

& Jonathan, 2017)

24 Định tính steroid Phương pháp dựa trên phản ứng tạo màu

xanh lá cây (Lucky & Jonathan, 2017)

25 Định tính terpenoid Phương pháp dựa trên phản ứng tạo thành 2

pha có màu đỏ hoặc vàng (Ishtiaq et al., 2014)

26 Định tính cardiac glycoside Phương pháp quang phổ (Roghini &

Vijayalakshmi, 2018)

27 Đường kính vòng kháng khuẩn

(mm) Phương pháp khuếch tán đĩa thạch (Mostafa et al., 2018)

28 Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC)

mg/mL và nồng độ tiêu diệt tối

thiểu (MBC) mg/mL của vi khuẩn

Phương pháp nồng độ ức chế tối thiểu bằng phương pháp khuếch tán đĩa giấy (Elshikh

et al., 2016)

29 Đường kính vòng kháng nấm

(mm) Phương pháp khuếch tán đĩa thạch (Hu et al., 2019)

30 Đường kính vòng ức chế nấm

mốc của dung dịch tạo màng

chứa cao chiết (mm)

Phương pháp khuếch tán đĩa thạch (Gakuubi et al., 2017)

31 Số lượng tế bào lợi khuẩn (log

kháng sinh của vi khuẩn (CLSI, 2015)

36 Khả năng kháng vi khuẩn gây

hại NCCLS (National Committee for Clinical Laboratory Standards) (1997)

37 Tỷ lệ hao hụt khối lượng (%) Công thức tính dựa trên phương pháp của

STT Chỉ tiêu Phương pháp

39 Màu sắc quả Đo các giá trị L*, a*, b* được đo bằng máy

đo màu Minolta CIELAB, 1976

40 Đánh giá cảm quan Phương pháp cho điểm thị hiếu dựa trên

thang điểm 7 (Meilgaard et al., 1999)

Các thông số về đặc tính màng: SEM (Theo ASTM E1508-12, 2017), FTIR (Theo ASTM E1252-98, 2013), XRD (Theo ASTM E2920-19) được gửi mẫu tại Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Độ bền kéo (MPa) và độ giãn dài tại điểm đứt (%) được phân tích theo ASTM D882 -18, được gửi mẫu tại trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 3 (QUATEST 3) Trình tự gen của vi khuẩn lactic và nấm mốc được gửi mẫu tại công ty Nam Khoa Biotech Trần Xuân Soạn, quận 7, Hồ Chí Minh

3.1.3 Phương pháp xử lý số liệu

Mỗi thí nghiệm được lặp lại 3 lần Sử dụng phần mềm SPSS version 22 để thực hiện phân tích one-way ANOVA và kiểm định post-hoc (Tukey test) để so sánh sự khác biệt giữa các mẫu Sử dụng phần mềm OriginPro để vẽ sơ đồ cây (dendrogram), thực hiện PCA (Principal Component Analysis) và phân tích tương quan Pearson Tối ưu hóa bằng phương pháp bề mặt đáp ứng được thực hiện trên Design Expert 11

3.1.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Nghiên cứu được thực hiện dựa trên 5 nội dung được thể hiện dựa trên sơ đồ nghiên cứu tổng quát Hình 3.1

3.2 Nội dung nghiên cứu cụ thể

3.2.1 Nội dung 1: Xác định giống bưởi và thời điểm thu hoạch để thu nhận

cao chiết và pectin từ vỏ bưởi, bao gồm 3 thí nghiệm:

Thí nghiệm 1: Đánh giá đặc điểm hình thái, tính chất vật lý của 4 giống

bưởi ở ĐBSCL

Thí nghiệm 2: Đánh giá thành phần hóa học cơ bản và hoạt tính sinh học

của 4 giống bưởi ở ĐBSCL

Thí nghiệm 3: Xác định giống bưởi cho hiệu suất trích ly pectin cao nhất Kết quả đạt được: Cơ sở dữ liệu về đặc điểm hình thái, tính chất vật lý,

thành phần hóa học cơ bản, đặc tính kháng oxy hóa của 4 giống bưởi để lựa chọn giống bưởi và loại vỏ để thu được cao chiết có hàm lượng hoạt chất sinh học cao; cũng như xác định được loại vỏ bưởi cho hiệu suất trích ly pectin đạt cao nhất

3.2.2 Nội dung 2: Nghiên cứu thu nhận và đánh giá hoạt tính của cao chiết

từ vỏ bưởi, bao gồm các thí nghiệm:

Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của phương pháp xử lý và thời gian trích ly đến

hàm lượng hoạt chất sinh học trong cao chiết vỏ bưởi

- Ảnh hưởng của phương pháp xử lý vỏ xanh đến hàm lượng hoạt chất sinh học trong cao chiết vỏ bưởi

- Ảnh hưởng của thời gian ngâm chiết đến hàm lượng hoạt chất sinh học trong cao chiết vỏ bưởi

Thí nghiệm 5: Đánh giá một số tính chất của cao chiết vỏ bưởi

- Định tính và định lượng một số thành phần trong cao chiết vỏ bưởi

- Đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa của cao chiết vỏ bưởi

- Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết vỏ bưởi

- Phân lập nấm mốc trên bề mặt vỏ bưởi Da Xanh và Năm Roi

- Đánh giá hoạt tính kháng nấm mốc của cao chiết vỏ bưởi

Kết quả đạt được: Xác định được điều kiện thu nhận và các tính chất của

cao chiết vỏ bưởi