Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu sử dụng Ozone bảo quản dưa hấu Gitrullus Lanatus tươi cắt miếng trong màng bao

Chúng tôi sử dụng dung dịch ozone như là chất ức chế vi sinh vật và các màng bao polymer để bao gói sản phẩm theo kỹ thuật hiệu chỉnh khí quyển thụ động nhằm kéo dài thời gian bảo quản s

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-o0o -

TRẦN QUỐC HUY ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG OZONE BẢO QUẢN DƯA HẤU

Chuyên ngành: Khoa học và Công nghệ thực phẩm Mã số ngành: 2.11.00

LUẬÂN VĂN THẠC SỸ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2007

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS LÊ VĂN VIỆT MẪN chữ ký:

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS LÊ THỊ PHÚ chữ ký:

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS HOÀNG KIM ANH chữ ký:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2007

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

Tp.HCM, ngày ……… tháng ……… năm 2007

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên học viên: Trần Quốc Huy Phái: Nam Ngày tháng năm sinh: 21 – 09 – 1979 Nơi sinh: Đồng Nai Chuyên ngành: Khoa học và Công nghệ thực phẩm MSHV: 01104287 I - TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG OZONE BẢO QUẢN DƯA

HẤU (Citrullus lanatus) TƯƠI CẮT MIẾNG TRONG MÀNG BAO II – NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

Nhiệm vụ: Nghiên cứu ứng dụng ozone trong bảo quản dưa hấu tươi cắt miếng có màng bao

Nội dung: - Nghiên cứu các phương pháp xử lý dưa hấu cắt miếng bằng ozone: Nhúng miếng dưa hấu vào dung dịch ozone (thời gian nhúng, pH dung dịch) Thổi khí ozone trực tiếp vào bao bì fresh – cut dưa hấu

- Xác định vật liệu màng bao phù hợp cho đối tượng dưa hấu cắt miếng III – NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày ký quyết định giao đề tài):

IV – NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V – HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS LÊ VĂN VIỆT MẪN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn: - Thầy PGS TS Lê Văn Việt Mẫn - Thầy Cô Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Bách Khoa Thành

phố Hồ Chí Minh - Bà Nguyễn Ánh Hồng, Giám đốc điều hành Công ty An Phong - Ban Giám đốc và tập thể nhân viên Công ty TNHH Ba Đông - Các thành viên trong gia đình, em Quảng Sanh Phong và các bạn lớp cao học CNTP K15

Đã tận tình hướng dẫn, quan tâm, hỗ trợ và động viên tôi trong suốt thời gian làm đề tài và khóa học

TRẦN QUỐC HUY

TÓM TẮT Trong những năm gần đây, các sản phẩm rau quả tươi cắt miếng và bao gói (fresh-cut) được bày bán ở các siêu thị và cửa hàng dịch vụ thực phẩm đã trở thành nhu cầu cần thiết cho người tiêu dùng Tiết kiệm thời gian và tiện dụng là ưu điểm vượt trội của các sản phẩm fresh-cut trong điều kiện xã hội nước ta đang từng bước công nghiệp hóa và hội nhập quốc tế

Xuất phát từ nhu cầu trên, chúng tôi tiến hành “nghiên cứu ứng dụng ozone trong bảo quản dưa hấu (Citrullus lanatus) tươi cắt miếng” Chúng tôi sử dụng dung dịch ozone như là chất ức chế vi sinh vật và các màng bao polymer để bao gói sản phẩm theo kỹ thuật hiệu chỉnh khí quyển thụ động nhằm kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm Nội dung nghiên cứu gồm hai vấn đề chính sau:

- Nghiên cứu các phương pháp xử lý dưa hấu cắt miếng bằng ozone: Nhúng miếng dưa hấu vào dung dịch ozone (thay đổi thời gian nhúng, pH dung dịch), thổi khí ozone trực tiếp vào bao bì chứa dưa hấu dạng fresh – cut Kết quả cho thấy phương pháp thổi khí có hiệu quả nhất với hàm lượng ozone trong khí thổi là 4,2 mg/l, nhiệt độ 30 oC, áp suất 1 atm, thời gian thổi là 3 phút

- Nghiên cứu xác định vật liệu màng bao phù hợp cho đối tượng dưa hấu cắt miếng: Chúng tôi sử dụng ba loại màng: PVC, LDPE và PE bao trên các miếng dưa trên khay nhựa PS Kết quả cho thấy màng PE cho kết quả tốt nhất

Từ các kết quả các thí nghiệm, chúng tôi chọn phương pháp thổi khí ozone trực tiếp vào mẫu và vật liệu màng PE để kéo dài thời gian bảo quản dưa hấu tươi cắt miếng

ABSTRACT Nowadays, fruit minimal processing has developped and fresh-cut products have become popular to our consumers

This research focusses on the ozone application in fresh-cut watermelon treatment and preservation The ozone has been used as an antimicrobial agent In addition, passive modified atmosphere packaging has been used for prolonging the product shelf-life This research concerns 2 problem:

- Determination of ozone treatment proceduce for the fresh-cut watermelon - Determination of wrapping material for the fresh-cut product

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

O1 Xử lý bằng ozone thời gian 1 phút O2 Xử lý bằng ozone thời gian 2 phút O3 Xử lý bằng ozone thời gian 3 phút O4 Thổi khí ozone thời gian 4 phút T1 Thổi khí ozone thời gian 1 phút T2 Thổi khí ozone thời gian 2 phút T3 Thổi khí ozone thời gian 3 phút CFU 1 khuẩn lạc (Clonny Form Unit) PVC Màng nhựa PVC (Poly Vinyl Chloride) LDPE Màng nhựa LDPE (Low Density Polyethylene)

FDA Bộ Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (US Food and Drug

Administration) USDA Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (United State Department

Agriculture)

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Các giống dưa được trồng nhiều ở Việt Nam 4

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của ruột dưa hấu 5

Bảng 1.3 Tính chất chung của ozone 6

Bảng 1.4 Sự tồn tại của ozone phụ thuộc vào nhiệt độ 7

Bảng 1.5 Tác dụng của ozone trên một số virus 9

Bảng 1.6 Tác dụng của ozone trên một số vi khuẩn 9

Bảng 1.7 Xử lý ozone trên táo để tiêu diệt nấm men (EPRI, 1998) 12

Bảng 1.8 Quy định giới hạn an toàn ozone của một số tổ chức trên thế giới………14

Bảng 1.9 Một số phương pháp thông dụng để xử lý và bảo quản rau quả 20

Bảng 2.1 Các loại màng bao sử dụng trong đề tài 25

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Hình hoa dưa hấu .3

Hình 1.2 Mô tả phân tử ozone 7

Hình 1.3 Cơ chế diệt khuẩn của ozone .8

Hình 1.4 Sự nảy mầm của một số bào tử nấm mốc sau khi xử lý bằng dung dịch ozone nồng độ 1,5 ppm, tại 20 oC, pH 6,4 10

Hình 2.1 Hình trái dưa hấu .25

Hình 2.2 Ba loại màng bao sử dụng trong đề tài 26

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến fresh-cut dưa hấu 27

Hình 2.4 Hình fresh-cut dưa hấu trong các thí nghiệm của luận văn 28

Hình 2.5 Sơ đồ nghiên cứu .29

Hình 3.1 So sánh tổng số vi khuẩn hiếu khí trong các mẫu dưa đã qua xử lý ozone, nước cất và không xử lý .33

Hình 3.2 So sánh tổng số vi khuẩn hiếu khí trong các mẫu dưa đã qua xử lý ozone trong thời gian 1, 2, 3 và 4 phút 34

Hình 3.3 So sánh tổng số nấm men-nấm mốc trong các mẫu dưa đã qua xử lý ozone, nước cất và đối chứng 35

Hình 3.4 So sánh tổng số vi khuẩn hiếu khí trong các mẫu dưa đã qua xử lý ozone trong thời gian 1, 2, 3 và 4 phút 36

Hình 3.5 So sánh sự thay đổi hàm lượng đường tổng số trong các mẫu dưa đã qua xử lý ozone, nước cất và đối chứng 37

Hình 3.6 So sánh sự thay đổi hàm lượng đường tổng số trong các mẫu dưa đã quả xử lý ozone trong thời gian 1, 2, 3 và 4 phút .38

Hình 3.7 So sánh sự thay đổi hàm lượng vitamin-C đã qua xử lý ozone, nước cất và đối chứng 39

Hình 3.8 So sánh sự thay đổi hàm lượng vitamin-C trong các mẫu đã qua xử lý ozone trong thời gian 1, 2, 3 và 4 phút 40

Hình 3.9 So sánh sự thay đổi màu sắc các mẫu dưa đã qua xử lý ozone, nước cất và đối chứng 41

Hình 3.10 So sánh sự thay đổi màu sắc các mẫu dưa đã qua xử lý ozone 1, 2, 3 và

4 phút 42 Hình 3.11 So sánh sự thay đổi pH của các mẫu dưa đã qua xử lý ozone, nước cất

và đối chứng 43 Hình 3.12 So sánh sự thay đổi pH của các mẫu dưa đã qua xử lý ozone 1, 2, 3 và 4

phút 44 Hình 3.13 So sánh tổng số vi khuẩn hiếu khí trong các mẫu dưa đã qua xử lý bằng

dung dịch ozone có pH lần lượt là 2, 3, 4, 5 và 6 46 Hình 3.14 So sánh tổng số nấm men- nấm mốc trong các mẫu dưa đã qua xử lý

bằng dung dịch ozone có pH lần lượt là 2, 3, 4, 5 và 6 47 Hình 3.15 So sánh hàm lượng vitamin-C trong các mẫu dưa đã qua xử lý bằng

dung dịch ozone có pH lần lượt là 2, 3, 4, 5 và 6 48 Hình 3.16 So sánh sự thay đổi màu sắc của các mẫu dưa đã qua xử lý bằng dung

dịch ozone có pH lần lượt là 2, 3, 4, 5 và 6 49 Hình 3.17 So sánh pH ở các mẫu dưa đã qua xử lý bằng dung dịch ozone có pH

lần lượt là 2, 3, 4, 5 và 6 50 Hình 3.18 So sánh sự ảnh hưởng của thời gian thổi khí ozone vào bao bì đến tổng

số vi khuẩn hiếu khí trên fresh-cut dưa hấu 53 Hình 3.19 So sánh sự ảnh hưởng của thời gian thổi khí ozone vào bao bì đến nấm

men-nấm mốc trên fresh-cut dưa hấu 54 Hình 3.20 So sánh sự ảnh hưởng của thời gian thổi khí ozone vào bao bì đến sự

biến đổi hàm lượng vitamin-C trong quá trình bảo quản fresh-cut dưa hấu 55 Hình 3.21 So sánh sự ảnh hưởng của thời gian thổi khí ozone đến sự biến đổi pH

trong quá trình bảo quản fresh-cut dưa hấu 56 Hình 3.22 So sánh sự ảnh hưởng của thời gian thổi khi ozone vào bao bì đến sự

biến đổi các giá trị L*, a* và b* trong thời gian bảo quản của fresh-cut dưa hấu 57 Hình 3.23 So sánh sự ảnh hưởng của chất liệu màng bao đến tổng số vi khuẩn

hiếu khí trong thời gian bảo quản fresh-cut dưa hấu 59 Hình 3.24 So sánh sự ảnh hưởng của chất liệu màng bao đến nấm men-nấm mốc

trong quá trình bảo quản của fresh-cut dưa hấu 60

Hình 3.25 So sánh sự ảnh hưởng của chất liệu màng bao đến hàm lượng đường

trong thời gian bảo quản của fresh-cut dưa hấu 61 Hình 3.26 So sánh sự ảnh hưởng của chất liệu màng bao đến pH trong thời gian

bảo quản của fresh-cut dưa hấu 62 Hình 3.27 So sánh sự ảnh hưởng của màng bao đến tỷ lệ phần trăm hao hụt trọng

lượng của fresh-cut dưa hấu .63

DANH MỤC PHỤ LỤC

Trang Phương pháp sục khí ozone vào nước

Phụ lục 1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí .72

Phụ lục 2 Tổng số nấm men – nấm mốc .73

Phụ lục 3 Hàm lượng vitamin-C 74

Phụ lục 4 Hàm lượng đường tổng số 75

Phụ lục 5 Đo màu hệ L*a*b* 76

Phụ lục 6 Sự biến đổi pH trong quá trình bảo quản 80

Phương pháp sục khí ozone vào nước có thay đổi pH Phụ lục 7 Vi sinh vật hiếu khí tổng số .81

Phụ lục 8 Tổng số nấm men – nấm mốc .82

Phụ lục 9 Hàm lượng vitamin C 83

Phụ lục 10 Đo màu hệ L*a*b* 84

Phụ lục 11 Sự biến đổi pH trong quá trình bảo quản 86

Phương pháp thổi khí ozone trực tiếp vào mẫu Phụ lục 12 Tổng số vi khuẩn hiếu khí .87

Phụ lục 13 Tổng số nấm men – nấm mốc .88

Phụ lục 14 Hàm lượng vitamin C 89

Phụ lục 15 Sự biến đổi pH trong quá trình bảo quản 90

Phụ lục 16 Đo màu hệ L*a*b* .91

Xác định màng bao Phụ lục 17 Tổng số vi khuẩn hiếu khí .93

Phụ lục 18 Tổng số nấm mốc – nấm men .94

Phụ lục 19 Hàm lượng đường tổng số 95

Phụ lục 20 Sự thay đổi pH trong thời gian bảo quản .96

Phụ lục 21 Sự hao hụt trọng lượng trong quá trình bảo quản .97

Phụ lục 22 Hình sản phẩm dưa hấu tươi cắt miếng sau 3 ngày bảo quản 98

Các phương pháp phân tích Phụ lục 23 Kết quả xác định công suất tạo ozone của máy AA – 2Gr 98

Phụ lục 24 Phương pháp xác định hàm lượng ozone 99

Phụ lục 25 Xác định tổng số vi khuẩn hiếu khí .101

Phụ lục 26 Xác định đường tổng số .104

Phụ lục 27 Xác định vitamin C bằng sắc ký lỏng cao áp 107

Phụ lục 28 Đo màu .114

Phụ lục 29 Độ hao hụt trọng lượng .117

Phụ lục 30 Phân tích cảm quan - Phép thử tam giác 117

Phụ lục 31 Phân tích dữ liệu khoa học bằng MS-EXCEL 129

MỤC LỤC

Trang

Mở đầu 1

1.1 Giới thiệu về dưa hấu 2

1.1.1 Phân loại dưa hấu 2

1.1.2 Lịch sử về dưa hấu 3

1.1.3 Thành phần hóa học của dưa hấu 5

1.2 Giới thiệu về ozone 6

1.2.1 Các tính chất lý-hóa của ozone 6

1.2.2 Tính sát khuẩn của ozone 8

1.3 Ứng dụng ozone trong công nghệ thực phẩm 10

1.4 Các đặc tính của fresh – cut 14

1.4.1 Những nguyên nhân chính gây hư hỏng fresh – cut 14

1.4.2 Những biến đổi của fresh – cut trong quá trình bảo quản 14

1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của fresh – cut 18

1.4.4 Một số phương pháp xử lý và bảo quản fresh-cut thông dụng 19

2.1 Nguyên liệu nghiên cứu 25

2.2 Phương pháp nghiên cứu 27

2.2.1 Quy trình chế biến fresh – cut dưa hấu 27

2.2.2 Thuyết minh quy trình 28

2.2.3 Sơ đồ nghiên cứu 29

2.3 Các phương pháp phân tích 30

2.3.1 Xác định hàm lượng ozone (Phụ lục 24) 30

2.3.2 Xác định tổng số vi khuẩn hiếu khí (Phụ lục 25) 30

2.3.3 Xác định đường tổng số (Phụ lục 26) 30

2.3.4 Xác định vitamin C bằng sắc ký lỏng cao áp (High Performance Liquid Chromatography HPLC) (Phụ lục 27) 30

2.3.5 Xác định độ màu của sản phẩm (Phụ lục 28) 30

2.3.6 Xác định độ hao hụt trọng lượng của sản phẩm (Phụ lục 29) 30

2.3.7 Đánh giá cảm quan – Phương pháp tam giác (Phụ lục 30) 30

2.3.8 Xử lý số liệu thực nghiệm – Phương pháp phân tích dữ liệu khoa học bằng MS-Excel (Phụ lục 31) 30

3.1 Khảo sát chọn phương pháp xử lý dưa hấu tươi cắt miếng bằng ozone để kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm 31

3.1.1 Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian nhúng fresh-cut dưa hấu vào dung dịch ozone đến các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm trong quá trình bảo quản 31

3.1.1.1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí 32

3.1.1.2 Tổng số nấm men – nấm mốc 35

3.1.1.3 Đường tổng số 36

3.1.2.1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí 46

3.1.2.2 Tổng số nấm men - nấm mốc 47

3.1.3 Phương pháp thổi khí ozone trực tiếp vào bao bì chứa fresh-cut 51

3.1.3.1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí 52

3.1.3.2 Nấm men – nấm mốc 53

3.1.3.3 Vitamin-C 54

3.1.3.4 pH 55

3.1.3.5 Xác định độ màu của sản phẩm 56

3.1.3.6 Kết luận về phương pháp thổi khí ozone trực tiếp vào bao bì chứa fresh-cut dưa hấu 57

3.2 Khảo sát sự ảnh hưởng của các loại màng bao fresh-cut dưa hấu đến các

chỉ tiêu chất lượng của nó trong quá trình bảo quản 58

3.2.1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí 58

3.2.2 Nấm men – nấm mốc 59

3.2.3 Đường tổng số 60

3.2.4 pH 61

3.2.5 Độ hao hụt trọng lượng 62

3.2.6 Kết luận về vật liệu màng bao 64

3.3 Thí ngiệm cảm quan – Phương pháp tam giác 64

3.3.1 Fresh-cut sau 3 ngày bảo quản 64

3.3.2 Fresh-cut sau 4 ngày bảo quản 65

Mở đầu Trong những năm gần đây, các sản phẩm rau quả tươi cắt miếng và bao gói (fresh-cut) được bày bán ở các siêu thị và cửa hàng dịch vụ thực phẩm đã trở thành nhu cầu cần thiết cho người tiêu dùng Tiết kiệm thời gian và tiện dụng là ưu điểm vượt trội của các sản phẩm fresh-cut trong điều kiện xã hội nước ta đang từng bước công nghiệp hóa và hội nhập quốc tế

Theo định nghĩa của USDA và FDA: Fresh – cut là những sản phẩm rau quả tươi đã qua sơ chế như rửa, cắt miếng, bao gói và bảo quản lạnh Sau quá trình sơ chế, các sản phẩm fresh – cut vẫn giữ nguyên hương vị ban đầu Còn theo hiệp hội Fresh – cut Quốc tế (International Fresh – cut Produce Association) thì Fresh – cut là những dạng rau hay quả được cắt tỉa hay gọt vỏ và được bao gói đem tiêu thụ, chúng có giá trị dinh dưỡng cao, tiện dụng và hương vị như còn tươi sống

Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn hiện nay, chúng tôi tiến hành “nghiên cứu ứng dụng ozone trong bảo quản dưa hấu tươi cắt miếng” Chúng tôi sử dụng dung dịch ozone như là tác nhân ức chế vi sinh vật và các màng bao polymer để bao gói sản phẩm theo kỹ thuật hiệu chỉnh khí quyển thụ động nhằm kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm Nội dung của luận văn gồm có những phần chính sau:

- Nghiên cứu các phương pháp xử lý dưa hấu tươi cắt miếng bằng ozone: Nhúng miếng dưa hấu vào dung dịch ozone (thay đổi thời gian nhúng, pH dung dịch), thổi khí ozone trực tiếp vào bao bì chứa dưa hấu dạng fresh – cut

- Xác định vật liệu màng bao phù hợp cho đối tượng dưa hấu cắt miếng Hy vọng những kết quả thu được của chúng tôi sẽ góp một phần nhỏ trong việc phát triển ngành công nghiệp chế biến rau quả tươi dạng cắt miếng tại Việt Nam

1.1 Giới thiệu về dưa hấu [8] Dưa hấu (tiếng Anh là watermelon, tiếng Pháp melon d'eau ) là một loại thân thảo dạng dây leo có nguồn gốc từ Nam Phi

1.1.1 Phân loại dưa hấu Phân loại khoa học (theo Wiki Pedia):

Giới (Kingdom) : Plantae Ngành (Division) : Magnoliophyta Lớp (Class) : Magnoliopsida Bộ (Order) : Cucurbitales Họ (Family) : Cucurbitaceae Giống (Genus) : Citrullus (Schrad 1836) Loài (Species) : Citrullus lanatus (Matsum & Nakai 1959) Mô tả đặc điểm cây dưa:

Rễ: hệ thống rễ phát triển mạnh, rễ chính có khả năng ăn sâu 50 – 100 cm Rễ phụ ăn lan trên mặt đất trong phạm vi 50 – 60 cm cách gốc Vì vậy, dưa có khả năng chịu hạn khá Rễ dưa không có khả năng phục hồi khi bị đứt

Thân: thân thảo là loại cây một năm dài 1,5 – 5 m, thân mềm có góc cạnh và mang nhiều lông trắng Thân có nhiều mắt, mỗi mắt có một lá, một chồi nách và một tua cuốn Chồi nách có khả năng phát triển thành dây nhánh như thân chính Sự phát triển của chồi nách chịu sự ức chế của ngọn thân chính (ưu thế ngọn), nên chồi càng xa ngọn phát triển càng tốt

Lá: lá mầm hình trứng, có ý nghĩa quan trọng cho sự phát triển của cây con trong giai đoạn đầu Lá thật là lá đơn, mọc xen, hình trứng, xẻ thùy Các lá đầu tiên không xẻ thùy sâu Trong điều kiện tăng trưởng tốt, các lá dưa kể cả lá mầm vẫn giữ xanh trên cây cho đến khi trái chín

Hoa: hoa đơn phái cùng cây, đôi khi có hoa lưỡng tính Hoa kích thước nhỏ, mọc đơn ở nách lá với 5 lá đài xanh và 5 cánh dính màu vàng Hoa thụ phấn nhờ côn trùng Hoa đực thường xuất hiện sớm, sau đó cách vài hoa đực mọc một hoa cái Hoa đực có 3 – 5 tiểu nhị, chỉ ngắn, bao phấn hợp thành khối Hoa có vòi nhuỵ ngắn, nướm xẻ 3 thùy, bầu noãn hạ

Trái: trái to và chứa nhiều nước Trái có hình dạng thay đổi từ hình cầu, hình trứng đến hình bầu dục, nặng từ 1,5 – 30 kg tùy theo giống Vỏ trái cứng, láng, có nhiều gân và văn hoa, màu sắc thay đổi từ đen đến xanh đậm, xanh nhạt, vàng hay có sọc Thịt trái có màu đỏ hay vàng Mỗi trái chứa 200 – 900 hạt

1.1.2 Lịch sử về dưa hấu (theo Wiki Pedia) Trong khi thám hiểm Châu Phi, David Livingstone đã phát hiện dưa hấu có nhiều ở sa mạc Kalahar Đó chính là tổ tiên của loài dưa hoang dại Tsamma melon (Citrullus lanatus var citroides) Lá nó có gân mạng hình lông chim và cây rất sai quả, có hơn 100 quả trên một thân leo Dưa hấu là nguồn nước, thực phẩm cho cả người lẫn vật nuôi của dân bản địa

Hình 1.1 Hình hoa dưa hấu

Các bức vẽ tượng hình đã mô tả dưa hấu là một trong những thực vật đầu tiên được trồng ở triều đại Ai Cập cách đây 5000 năm Loại trái cây này cũng thường được để trong các lăng mộ của các vị vua Pharaoh như là sự nuôi dưỡng ở thế giới bên kia

Hiện nay, trên thị trường nước ta có nhiều giống phổ biến như: Bảng 1.1 Các giống dưa được trồng nhiều ở Việt Nam [3] Giống dưa

Thời gian sinh sinh trưởng (Ngày)

Năng suất (tấn/ha) Sugarbaby

Cho trái tròn, nặng 3–7 kg, ruột đỏ, dễ bọng ruột, vỏ mỏng đen, chịu đựng chuyên chở xa

65 - 75

Tùy thuộc vào điều kiện môi

trường An Tiêm

Dễ ra hoa, đậu trái cho năng suất cao, trái tròn, phẩm chất ngon

An Tiêm 94

Trái tròn, nặng từ 6 - 8 kg, vỏ sọc xanh đậm, ruột đỏ thịt chắc, rất ngọt và trái giữ được lâu sau thu hoạch

An Tiêm 95

Trái tròn nạêng từ 7 đến 9 kg, vỏ đen có sọc mờ, ruột đỏ đậm, thịt chắc, ngon ngọt và trái lâu hư sau thu hoạch

An Tiêm 98

Trái tròn nặng 7 – 9 kg, vỏ sọc xanh, ruột đỏ ngon ngọt, chống chịu bệnh “thán thư” tốt

An tiêm 100

Trái tròn nặng 2 – 3 kg, vỏ sọc

Hồng lương

Trái tròn, vỏ xanh nhạt với sọc

Hắc Mỹ Nhân

Trái dài, vỏ xanh sọc đen, ruột

Ở nước ta, dưa hấu được biết đến từ thời vua Hùng Vương thứ 18 Cho đến nay, dưa hấu là một loại trái cây phổ biến và không thể thiếu vào những ngày Tết cổ truyền của dân tộc

1.1.3 Thành phần hóa học của dưa hấu [42]

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của ruột dưa hấu (bỏ vỏ, bỏ hạt)

Thành phần Đơn vị

Giá trị /100 gram

Thành phần Đơn vị

Giá trị /100 gram

Sodium (Na) mg 1,00 Tyrosine g 0,012

Vitamin C (tổng số acid

Bảng 1.3 Các tính chất chung của ozone [18]

Bảng 1.4 Sự tồn tại của ozone phụ thuộc vào nhiệt độ [18] TRONG KHÔNG KHÍ

Nhiệt độ (oC) Thời gian bán

oxi thành ozone Ozone nhân tạo được tạo ra bằng máy, thường có hai loại máy tạo ra khí ozone dựa trên hai nguyên tắc của tự nhiên:

Máy tạo ra ozone bằng cách phóng ra tia lửa điện (giống sấm chớp)

Máy tạo ra khí ozone bằng đèn UV (giống UV mặt trời) Nhưng loại máy này có công suất tạo ra ozone yếu hơn loại máy phóng tia lửa điện

1.2.2 Tính sát khuẩn của ozone Ozone lần đầu tiên được phát hiện vào năm 1840 (Schonbein) và bắt đầu được ứng dụng để khử trùng các dạng nước uống ở Pháp từ năm 1900 Ozone oxi hóa mạnh hơn chlorine 52% và có phổ kháng khuẩn rộng hơn Điều tuyệt vời hơn, ozone không giống như những loại chất diệt khuẩn khác là không để lại dư lượng hóa chất trong sản phẩm sau quá trình xử lý Ozone có thời gian tồn tại ngắn và có khả năng tiêu diệt vi sinh vật bằng cách oxi hóa màng tế bào ở hầu hết các vi khuẩn gây bệnh và vi khuẩn trên thực phẩm Trong quá trình chế biến thực phẩm thì bề mặt của sản phẩm dễ bị nhiễm khuẩn nghiêm trọng nhất

Hình 1.3 Cơ chế diệt khuẩn của ozone

1- Hình thái ban đầu của vi khuẩn 2-Phân tử ozone tiến gần đến màng tế bào vi khuẩn 3-Ozone tấn công vào màng và tạo lỗ thủng ở màng tế bào vi khuẩn 4-Ảnh gần của lỗ thủng

5-Ảnh tế bào vi khuẩn sau khi bị một số phân tử ozone tấn công vào 6-Tế bào bị phá vỡ

Sau đây là kết quả nghiên cứu của một số nhà khoa học về tác dụng trên virus, vi khuẩn và nấm mốc

Bảng 1.5 Tác dụng của ozone trên một số virus [31][38] hích:

Vi virus

Nồng độ ozone (ppm)

Thời gian xử lý (giây)

Tỷ lệ số virus sống

(%)

Tài liệu tham khảo

Rotavirus SA-11 0,25 10 0,001 Vaughn và cộng sự, 1987

Bảng 1.6 Tác dụng của ozone trên một số vi khuẩn [31][38]

Vi khuẩn

Nồng độ Ozone

(ppm)

Thời gian xử lý (giây)

Tỷ lệ tế bào sống

(%)

Tài liệu tham khảo

S typhimurium 0,36 36 0,0002 Faroog và cộng sự, 1983

Hình 1.4 Sự nảy mầm của một số bào tử nấm mốc sau khi xử lý bằng dung

dịch ozone nồng độ 1,5 ppm, tại 20 oC, pH 6,4 [31] Các số liệu thực nghiệm trên đây cho thấy ozone có khả năng diệt và ức chế hiệu quả các loài vi sinh vật khác nhau

1.3 Ứng dụng ozone trong công nghệ thực phẩm [13][19][41] Theo những báo cáo gần đây trên các phương tiện thông tin đại chúng, sự có mặt của các vi sinh vật gây bệnh như Escherichia coli, Salmonella enteriditis, Listeria monocytogenes… cùng với dư lượng thuốc và hóa chất trong thực phẩm đang là mối lo ngại lớn trên toàn cầu Do vậy, cần thiết phải tìm ra phương pháp tốt hơn, hữu hiệu hơn để bảo đảm an toàn thực phẩm

Theo FDA, trong thời gian gần đây, việc sử dụng ozone trong các quy trình chế biến thực phẩm ở các nhà máy ngày càng trở nên phổ biến vì các lý do sau: (1) Việc sử dụng chlorine trong thực phẩm đã để lại dư lượng độc tố trong các sản phẩm và trong nước thải từ khâu vệ sinh nguyên liệu chế biến

(2) Ozone được chứng minh là có khả năng diệt khuẩn tốt hơn chlorine hay các chất sát trùng khác

(3) Nguồn nước bề mặt (nước ao, hồ, sông ) trên thế giới hiện nay bị nhiễm chlorine… chủ yếu là do các quá trình xử lý nguyên liệu Cơ quan bảo vệ môi trường (the Environmental Protection Agency – EPA) khuyến khích các nhà sản xuất tìm kiếm công nghệ thay thế có tính an toàn hơn

(4) Sự phát triển của công nghệ chế tạo thiết bị sản xuất ozone và các ứng dụng thành công ozone trong một số quy trình sản xuất để thay thế các phương pháp xử lý truyền thống

Viện nghiên cứu Năng Lượng Điện Hoa Kỳ (Electric Power Research Institute – EPRI) đã nghiên cứu và kết luận việc ứng dụng ozone trong công nghệ thực phẩm là hiệu quả và an toàn

Năm 2000, FDA và USDA đã phê chuẩn cho phép sử dụng ozone trong công nghiệp thực phẩm

Hiện nay, việc ứng dụng ozone trong công nghiệp thực phẩm được cho phép và chấp nhận ở Mỹ, Nhật, Úc, Pháp và nhiều nước khác trên thế giới Ở Việt Nam, trong những năm gần đây việc áp dụng ozone trong xử lý nước tinh khiết rất phổ biến và ozone cũng đang được nghiên cứu ứng dụng trong xử lý rau quả sau thu hoạch

Dưới đây là một số ứng dụng của ozone trong công nghiệp thực phẩm:

Bảo quản rau – quả Một trong những công bố sớm nhất về ứng dụng ozone trong ngành công nghiệp rau quả là xử lý chuối bằng ozone nhằm kéo dài thời gian bảo quản quả tươi (Gane – 1933, 1934, 1935, 1936) Sau đó, xuất hiệt nhiều công trình nhiều công trình nghiên cứu trên các loại rau và quả khác như: cà rốt, bông cải, táo, lê, đào Kết quả cho thấy ozone có tác dụng kéo dài thời gian bảo quản và làm giảm đáng kể mật độ vi sinh vật gây bệnh có trong sản phẩm

Bảng 1.7 Xử lý ozone trên táo để tiêu diệt nấm men (EPRI, 1998)

Tổng số nấm men (CFU/g) Chế độ xử lý

Táo “Jonathan” Táo “Empire”

Thời gian xử lý Nhúng táo vào nước có nấm men S

Sau khi nhúng táo vào nước có nấm men S cerevisiae Rửa lại trong dung dịch ozone 0,1 ppm

Sau khi nhúng táo vào nước có nấm men S cerevisiae và rửa dung dịch ozon Sau đó xịt lên táo dung dịch ozone 0,1 ppm

phút Bảo quản thực phẩm trữ kho:

Theo nghiên cứu của Gabriel’yants’ (1980) phô mát dự trữ trong kho có thổi khí ozone định kỳ bảo quản được 4 tháng mà nấm mốc vẫn không phát triển, trong khi đó phô mát bảo quản trong kho hiệu chỉnh khí quyển thì nấm mốc phát triển chỉ sau một tháng

Tuy nhiên trong quá trình sử dụng, các nhà máy phải lưu ý hai vấn đề:
Các nhà máy phải bảo vệ người công nhân sơ xuất với ozone ở nồng độ cao
Tránh sử dụng quá lượng ozone làm tổn thương sản phẩm

Bảng 1.8 Quy định giới hạn an toàn ozone của một số tổ chức trên thế giới

Tổ chức Giới hạn ozone an

toàn nơi làm việc Thời gian OSHA (the Occupational Safety and

Health Administration) 0,1 ppm 1 ca làm việc 8 giờ NIOSH (the National Institute for

Occupational Safety and Health) 0,1 ppm

Không giới hạn thời

gian ACGIH (the American Conference of

Governmental Industrial Hygienists) 0,2 ppm 1 ca làm việc 8 giờ EPA (the Environmental Protection

Không giới hạn thời

gian

1.4 Các đặc tính của fresh – cut [8][29][33][38][40][42] 1.4.1 Những nguyên nhân chính gây hư hỏng fresh – cut

Khi cắt miếng, một số mô quả bị tổn thương Phần mô thịt của quả vẫn tiếp tục hô hấp, đường và các chất dinh dưỡng trong mô quả bị biến đổi, quá trình lão hóa diễn tiếp nhanh chóng hơn

Chất lượng trái cây giảm sau khi cắt có các nguyên nhân chính: - Quá trình hô hấp bị thúc đẩy nhanh chóng làm thay đổi thành phần hóa học của fresh-cut

- Hiện tượng mất nước làm biến đổi cấu trúc của fresh-cut - Các enzyme sẽ tiếp xúc được với cơ chất làm biến đổi màu sắc của bề mặt lát cắt

- Vi sinh vật sinh trưởng trên môi trường giàu dinh dưỡng của mô quả làm biến đổi thành phần hóa học, cấu trúc (mềm, chảy nước…), gây mùi…

- Trái cây dùng làm fresh-cut phải đạt độ chín kỹ thuật Trong giai đoạn chín của các loại trái có đỉnh hô hấp thường sinh ra đáng kể lượng CO2 và ethylene (C2H4) Đối với loại trái không có đỉnh hô hấp thì không tạo nhiều ethylene Tuy nhiên, nếu mô trái bị tổn thương nặng (trong quá trình sơ chế) thì sẽ có dấu hiệu stress là tạo ra CO2 và ethylene (Abeles và cộng sự, 1992; Brecht, 1995)

Những nguyên nhân trên làm cho fresh-cut bị mất mùi, biến đổi màu, hay mất màu bề mặt lát cắt, hư thối, hóa mềm một cách nhanh chóng, teo lại, giảm hàm lượng vitamin và các chất dinh dưỡng khác dẫn đến rút ngắn thời gian bảo quản 1.4.2 Những biến đổi của fresh – cut trong quá trình bảo quản

Chất lượng của trái cây sau thu hoạch và sau khi cắt không có ranh giới rõ ràng (John Beaulieu & Jame R Gorny, 2005) Chất lượng sau thu hoạch được đánh giá là tốt nhất khi trái cây được bảo quản trong điều kiện thuận lợi Ở nước ta, trái cây được đánh giá chất lượng chủ yếu là dựa vào phương pháp đánh giá cảm quan Đối với các nước tiên tiến, trái cây được đánh giá chất lượng và phân loại bằng bằng phương pháp phân tích công cụ như sử dụng thiết bị để xác định độ chín, độ cứng , màu sắc…

Trong quá trình bảo quản fresh-cut, các chỉ tiêu hóa lý, cảm quan và vi sinh vật của sản phẩm sẽ bị biến đổi

Chỉ tiêu hóa lý Hàm lượng các chất hòa tan: Trong số các hợp chất hòa tan có trong fresh-cut đường là một trong những tính chất quan trọng nhất Trong quá trình bảo quản fresh-cut, hàm lượng đường trong sản phẩm thường bị giảm đi do quá trình hô hấp của quả Thí nghiệm bảo quản trên 17 giống dưa đỏ của vùng Tây Nam Mỹ ở dạng cắt miếng ở 0 oC, trong môi trường không khí Cho thấy, tổng lượng chất hòa tan và đường tổng số giảm lần lượt trung bình 5% và 8% sau 12 ngày bảo quản (Cantwell và Postella, 1997) Lange (1998) cũng đã thực hiện thí nghiệm bảo quản 4 loại dưa đỏ cắt miếng bảo quản ở 0 oC, trong thời gian 8 ngày Kết quả cho thấy, tổng lượng chất hòa tan giảm đến 9,7% so với giá trị ban đầu

Độ chua: là hàm lượng acid có trong quả, thường được biểu diễn bằng đơn vị số gram acid có trong 1 kg quả Trong quá trình bảo quản fresh-cut, độ chua của sản phẩm có thể gia tăng do quá trình hô hấp của quả và sự lên men của hệ vi sinh vật nhiễm Thí nghiệm bảo quản dưa đỏ cắt miếng ở 20 oC, trong thời gian 2 ngày cho thấy giá trị pH của sản phẩm giảm 2 đơn vị –lg[H+] (Lamikanra và cộng sự,

2000) Tương tự, thí nghiệm trên cam cắt miếng bảo quản ở 4 oC, trong thời gian 8 ngày thì độ chua tăng đến 36% so với ban đầu (Rocha và cộng sự, 1995)

Chỉ tiêu cảm quan Các sản phẩm fresh-cut sẽ mau chóng mất chất lượng khi mô hóa mềm và mất đi độ cứng Độ cứng thể hiện tính chất quan trọng hàng đầu, có thể bị ảnh hưởng bởi các enzyme hóa mềm hiện diện trên mô thịt trái (Varoquax và cộng sự, 1990) và sự biến đổi cấu trúc bởi quá trình mất nước

Người ta cũng có thể duy trì độ cứng của mô thịt quả của các sản phẩm cut bằng cách xử lý với các hợp chất calcium Nhúng fresh-cut trong dung dịch calcium chloride 0,5 – 1,0 % sẽ duy trì độ cứng của của sản phẩm (Ponting và cộng sự, 1971 và 1972) Xử lý calcium chloride trên fresh-cut táo bảo quản ở 2oC có thể duy trì độ cứng được 7 ngày, nhưng sau đó độ cứng giảm xuống nhanh chóng (Kim và cộng sự, 1993) Tuy nhiên, nếu xử lý nhiệt độ ấm trên quả táo nguyên trái trước khi cắt và kết hợp với xử lý calcium chloride sau khi cắt thì có thể duy trì độ cứng trong suốt 12 bảo quản (Kim và cộng sự, 1994) Màu sắc trên bề mặt của lát cắt

fresh-Sau khi cắt, màu sắc trên bề mặt fresh-cut dễ bị hóa hồng, đỏ, đen hay hóa nâu tùy thuộc vào loại sản phẩm Sự hóa nâu thường gây ra bởi enzyme polyphenol oxidase (PPO) khi có sự hiện diện của oxi làm cho các hợp chất phenol trong rau quả chuyển thành sắc tố đen Giải pháp cho vấn đề này là hạn chế sự tiếp xúc của sản phẩm với oxi hoặc làm giảm sự hoạt động của PPO trên bề mặt lát cắt

Hạn chế sự sự tiếp xúc của sản phẩm với oxi: PPO cần oxi trong quá trình oxi hóa polyphenol Có thể giảm oxi bằng cách hút chân không trong màng bao hay thổi khí N2 hoặc CO2 vào bao bì Tùy theo loại sản phẩm và điều kiện bảo quản mà

ta lưu ý tới tỷ lệ thành phần các khí trong bao bì Nếu quá ít oxi sẽ gây ra hiện tượng lên men yếm khí của mô tế bào thịt quả làm giảm chất lượng fresh-cut

Ức chế PPO: - Điều chỉnh pH: Hầu hết các PPO xúc tác phản ứng làm biến đổi màu trên bề mặt lát cắt tại pH gần 7 Sự hóa nâu có thể giảm khi ta nhúng fresh-cut trong dung dịch acid nhẹ (acid ascorbic, citric, tartaric, fumaric hay acid phosphoric) Tuy nhiên, các acid này cũng có thể làm mềm cấu trúc và mất đi hương vị của sản phẩm

- Sử dụng acid ascorbic và erythorbate (một isomer của acid ascorbic): là hai hợp chất tiêu biểu dùng trong ngành công nghệ thực phẩm để làm giảm sự hóa nâu của PPO Acid ascorbic là chất cạnh tranh oxi với PPO và nó sẽ bị oxi hóa bởi oxi trước làm mất đi lượng oxi mà PPO cần cho sự hóa nâu Erythorbate có tác dụng chuyển dạng quinone (biến đổi polyphenol thành phenolic bởi sự xúc tác của PPO) ngăn cản PPO xúc tác các hợp chất polyphenol tạo sắc tố đen, đồng thời nó cũng làm cho pH bề mặt của lát cắt giảm xuống, làm chậm quá trình hóa nâu Phương pháp xử lý được thực hiện bằng cách nhúng fresh-cut vào dung dịch acid ascorbic hay erythorbate 1%

Chỉ tiêu vi sinh vật Vi sinh vật là nguyên nhân chính làm hư hỏng các sản phẩm rau quả tươi cắt miếng (Brackett, 1994) Chúng sử dụng đường trong fresh-cut để phát triển sinh khối Tuy nhiên, acid trong mô thịt quả phần nào cũng ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn, nấm men, nấm mốc và kéo dài thời gian bảo quản (John Beaulieu & Jame R Gorny, 2005)

Các dạng trái cây tươi cắt miếng có pH acid dễ bị hư hỏng bởi nấm men và nấm mốc Các fresh-cut trái cây có pH trung tính như dưa đỏ (cantaloup), vi khuẩn là nguyên nhân chính gây hư hỏng (Lamikanra và cộng sự, 2000)

Một số nghiên cứu gần đây cho thấy vi sinh vật gây bệnh có thể phát triển trên các fresh-cut trái cây tổng hợp độc tố Conway và cộng sự (2000) đã tìm thấy sự phát triển Listeria monocytogenes trên fresh-cut táo bảo quản ở 10 hay 20 oC trong môi trường không khí hay trong môi trường hiệu chỉnh khí quyển (0,5% O2 + 15% CO2 ) Tuy nhiên, vi sinh vật này lại không phát triển ở 5 oC trong điều kiện tương tự Khi cấy các chủng thuộc loài Clostridium butolinum lên fresh-cut dưa đỏ và dưa gang, sau 21 ngày bảo quản ở 7 oC người ta vẫn không phát hiện được độc tố butolin trong sản phẩm Tuy nhiên, độc tố này lại được phát hiện trên dưa gang sau 9 ngày bảo quản ở 15 oC trong điều kiện bao kín (Larson và Johnson, 1999) 1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của fresh – cut

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của fresh-cut là điều kiện và chăm bón trước thu hoạch trồng trọt (Kim và cộng sự, 1993; Romig, 1995); độ chín khi thu hoạch (Gorny và cộng sự, 1998a); tình trạng sinh lý của nguyên liệu (Brecht, 1995); điều kiện vận chuyển và bảo quản nguyên liệu (Hurst, 1995); phương pháp xử lý và bảo quản fresh-cut (Cameron và cộng sự, 1995; Solomos, 1994) Dưới đây là một số yếu tố quan trọng:

Giống, thổ nhưỡng và mùa Chất lượng của trái cũng như fresh-cut trái phụ thuộc vào giống, vùng đất trồng, cách thức chăm sóc, khí hậu, mùa vụ và độ chín khi thu hoạch Ở Việt Nam, chúng ta cần cải thiện chất lượng giống, kỹ thuật trồng trọt, đồng thời cần đổi mới

công nghệ sau thu hoạch để giảm tỷ lệ thất thoát Chất lượng của trái cây sau thu hoạch càng cao thì chất lượng của fresh-cut cũng càng cao

Phương pháp xử lý và bảo quản fresh-cut Trong quá trình xử lý và bảo quản fresh-cut, thường xuất hiện hai dạng tổn thương: cơ học và lạnh

Tổn thương cơ học: Hầu hết các loại trái cây đều dễ bị xuất hiện các vết thâm trên bề mặt do tổn thương cơ học Điều này lại khác so với các loại fresh-cut rau dạng củ, rễ… (ví dụ: cà rốt, củ cải); dạng lá (ví dụ: rau diếp, cải bắp) ít bị các tổn thương cơ học hơn Quá trình cắt miếng làm mất đi lớp cutin trên vỏ trái Đây là hàng rào tự nhiên của lớp vỏ quả, có nhiệm vụ ngăn cản sự thấm khí và sự xâm nhập của vi sinh vật; khi phá vỡ các lớp cutin sự hô hấp được tăng cường và tạo điều kiện cho vi sinh vật xâm nhập làm hư hỏng sản phẩm Các biến đổi trên sẽ góp phần làm giảm thời gian bảo quản fresh-cut thông qua các hiện tượng hóa nâu, mất màu, mềm hóa và hư thối Vì thế, quá trình gọt vỏ, cắt miếng cần phải nhanh, dao phải sắc để giảm tổn thương cơ học cho lớp mô bề mặt của fresh-cut quả

Tổn thương do lạnh: Dấu hiệu fresh-cut bị tổn thương do lạnh là một số tế bào mô thịt quả bị vỡ, có màu sậm, trong hơn Ngoài ra, còn có dạng tổn thương lạnh khác, cấu trúc vẫn bình thường khi được bảo quản ở nhiệt độ lạnh Khi đưa sản phẩm về nhiệt độ phòng sẽ thấy xuất hiện một số vùng trên mô fresh-cut bị biến đổi như có màu sậm, tế bào bị vỡ… hiện tượng này thường gặp ở một số loại trái cây như dứa, dưa đỏ, dưa gang, đào, xuân đào và xoài (Saltveit và Morris, 1990) Nguyên nhân chính của tổn thương lạnh là do bảo quản fresh-cut ở nhiệt độ thấp nhưng không phù hợp

1.4.4 Một số phương pháp xử lý và bảo quản fresh-cut thông dụng

Bảng 1.9 Một số phương pháp thông dụng để xử lý và bảo quản fresh-cut rau quả

Bao gói fresh-cut trong điều kiện hiệu chỉnh khí quyển

Baldwin và cộng sự, 1995, 1996; Howard và Dewi, 1996; Li và Barth, 1998

Chiếu xạ tia gamma Chervin và Boisseau, 1994; Hagenmaier và

Baker, 1997

Xử lý nhiệt và sốc nhiệt Loaiza-Velarde và cộng sự, 1997 Xử lý bằng hóa chất

Poovaiah, 1986; Brecht và cộng sự, 1993, Hurst, 1995; Weller và cộng sự, 1997; Irene Luna-Guzmăn và Diane M Barrett, 1998, 1999

Hấp thụ ethylene Abe và Watada, 1991 Sử dụng vi sinh vật cạnh tranh Breidt và Fleming, 1997, Liao, 1989

Trong luận văn này chúng tôi sẽ giới thiệu sơ lược về hai phương pháp sẽ được áp dụng trong phần nghiên cứu thực nghiệm

Bao gói hiệu chỉnh khí quyển (Modified Atmosphere Packaging, MAP): Kỹ thuật MAP đang được sử dụng rộng rãi trên các loại fresh-cut rau, còn các loại fresh-cut trái cây đang được nghiên cứu Sau khi cắt và bao gói, các mô quả trong màng bao vẫn tồn tại ở trạng thái sống nên chúng vẫn hô hấp, sử dụng O2, các chất dinh dưỡng và các acid hữu cơ để sinh năng lượng, tạo CO2. Mục đích của kỹ thuật MAP là làm giảm sự hô hấp, thoát hơi nước, sinh nhiệt, sinh ethylene, hóa nâu và phân huỷ mô quả Đối với fresh-cut trái cây, người ta ứng dụng hai loại kỹ thuật MAP:

- Bao gói hiệu chỉnh khí quyển chủ động: Khi tiến hành bao gói fresh-cut người ta thổi các khí như CO2, O2, N2 vào bên trong màng bao theo một tỷ lệ thích hợp Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này là làm giảm hô hấp của mô quả trong điều kiện hàm lượng oxi thấp trong màng bao

Trong không khí hàm lượng O2 chiếm 21% Khi hàm lượng oxi giảm từ 10% trở xuống thì sự hô hấp bắt đầu giảm Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng tỷ lệ O2 2–

4% làm giảm sự hô hấp của mô quả hiệu quả nhất Nếu tỷ lệ O2 thấp hơn 2–4% thì sự lên men yếm khí sẽ thay thế sự hô hấp hiếu khí trong mô quả Kết quả là làm giảm hương vị của sản phẩm Trong khí quyển, hàm lượng CO2 chiếm 0,03% Hàm lượng CO2 trong màng bao cũng ảnh hưởng đến sự hô hấp của một số fresh-cut quả Khi tăng hàm lượng CO2 trong màng bao thì sự hô thấp giảm xuống Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy, khi hàm lượng CO2 trong màng bao lớn hơn 10% thì sẽ ức chế sự tăng trưởng của vi khuẩn và nấm mốc (Devon Zagory, 1998)

Mục tiêu của MAP là tạo ra tỷ lệ khí O2 (hàm lượng đủ thấp) và CO2 (hàm lượng đủ cao) trong màng bao để kéo dài thời gian bảo quản fresh-cut Theo Devon Zagory (1998) thì tỷ lệ O2 và CO2 được tính như sau:

Trong đó:

PO2 Mức độ thấm O2 qua màng (ml/m2-ngày-atm) PCO2 Mức độ thấm CO2 qua màng (ml/m2-ngày-atm) RRO2 Lượng O2 tiêu thụ bởi fresh-cut trong quá trình hô hấp (ml/kg-hr) RRCO2 Lượng CO2 tiêu thụ bởi fresh-cut trong quá trình hô hấp (ml/kg-hr) t Độ dầy của màng

W Trọng lượng fresh-cut (kg) A Diện tích màng bao (m2) (O2atm - O2pkg) Gradient O2 giữa bên trong và bên ngoài màng bao (CO2pkg - CO2atm) Gradient CO2 giữa bên trong và bên ngoài màng bao Khi sử dụng bao gói hiệu chỉnh khí quyển chủ động, kết quả thí nghiệm trên fresh-cut dưa “Orange Flesh” (Cucumis melo) cho thấy với thành phần khí trong màng bao ban đầu là 10% CO2 và 2% O2, ở 6 oC, thời gian bảo quản fresh-cut sẽ kéo dài được 8 ngày (Monica Elisabeth Torres Prado và cộng sự, 2005)

pkg)Oatm(O*A

W*t*RRP

22

OO

2

W*t*RRP

22

COCO

2

- Bao gói hiệu chỉnh khí quyển thụ động: người ta không chủ động thay đổi thành phần khí khi tiến hành bao gói fresh-cut Theo thời gian bảo quản, do quá trình hô hấp của fresh-cut mà hàm lượng O2 trong màng bao sẽ giảm xuống, hàm lượng CO2 lại tăng lên Các biến đổi này sẽ tạo nên điều kiện không thuận lợi và tự ức chế quá trình hô hấp của fresh-cut Sự thay đổi thành phần không khí trong màng bao phụ thuộc vào tính chất của màng bao cho phép mức độ thẩm thấu của CO2 và O2, đồng thời còn phụ thuộc vào sự hô hấp của từng loại fresh-cut Tại Hoa Kỳ và một số nước Châu Âu, người ta đã sản xuất các loại màng bao có độ thấm khí khác nhau để bảo quản fresh-cut rau-quả Tùy thuộc vào mức độ hô hấp của từng loại fresh-cut quả mà chúng ta cần khảo sát và lựa chọn những loại màng phù hợp Nhiều nhà sản xuất còn tạo ra những lỗ thủng trên các màng để bảo quản fresh-cut (kích thước lỗ có thể lớn hoặc nhỏ tùy từng loại đối tượng) Khi sử dụng phương pháp bao gói hiệu chỉnh khí quyển thụ động, kết quả thí nghiệm trên fresh-cut vải bằng màng PVC cho thấy ở 5oC thời gian bảo quản sản phẩm sẽ kéo dài kéo dài được 3 ngày (P Chaiprasart, 2002)

Chiếu xạ: Chiếu xạ lên các sản phẩm fresh-cut có tác dụng chủ yếu là làm giảm lượng vi sinh vật Theo quy định của FDA ngưỡng chiếu xạ trên sản phẩm tươi sống là 1,0 kGy, nhưng để tiêu diệt nấm men, bào tử nấm mốc thì cường độ chiếu xạ dao động từ 1,5 – 20 kGy (Brackett, 1987) Cần lưu ý là những liều xạ cao có thể phá vỡ cấu trúc mô trái Nhờ khả năng ức chế vi sinh vật nên sử dụng chiếu xạ có thể kéo dài thời gian bảo quản của các sản phẩm fresh-cut Ví dụ như thí nghiệm trên dưa đỏ với liều xạ 1,4 kGr làm giảm được 3,8 log CFU/g vi khuẩn hiếu khí tổng số (M.P Palekar và cộng sự, 2004)

Các phương pháp xử lý hóa học: Phương pháp xử lý hóa học có thể duy trì độ cứng và ngăn ngừa sự hóa nâu của một số fresh-cut trái cây Calcium thường được

sử dụng để duy trì độ cứng của hầu hết các loại trái cây (Poovaiah, 1986) và ổn định cấu trúc fresh-cut trái cây Dưới đây là một số hóa chất và cách xử lý thường được áp dụng:

Calcium chloride: Nhúng fresh-cut dưa đỏ trong dung dịch calcium chloride 2,5% trong 1 phút ở 25 oC, rồi đem bảo quản ở 5 oC Sau 12 ngày, fresh-cut vẫn duy trì độ cứng (Irene Luna-Guzma´n và Diane M Barrett, 1998) Cũng thí nghiệm tương tự trên dưa đỏ được nhúng trong calcium chloride 2,5% trong 1 phút ở 60 oC, rồi đem bảo quản ở 5 oC Khi đó fresh-cut sẽ có độ cứng cao hơn so với mẫu thí nghiệm nhúng fresh-cut trong dung dịch calcium chloride ở 25 oC (Irene Luna-Guzma´n và Diane M Barrett, 1999)

Chlorine: Các loại fresh-cut rau củ thường được xử lý bằng cách nhúng trong dung dịch chlorine ở 0 đến 1oC, pH 7,0 ngay sau khi cắt Xử lý theo phương pháp này có thể kéo dài thời gian bảo quản vì làm giảm mật độ vi sinh vật nhiễm, rửa sạch phần dịch bào bám trên bề mặt lát cắt và ức chế sự hoạt động của các enzyme làm hóa nâu trên một số loại fresh-cut rau củ (Brecht và cộng sự, 1993; Hurst, 1995) Tuy nhiên, không nên sử dụng chlorine để xử lý fresh-cut trái cây Các loại fresh-cut trái cây dễ dàng hấp thụ chlorine để lại dư lượng hóa chất, có hại cho sức khoẻ người tiêu dùng (John C Beaulieu và James R Gorny, 2005)

Hydrogen peroxide (H2O2): là một chất oxi hóa mạnh, thường được xem là tác nhân khử trùng bề mặt H2O2 cũng được nghiên cứu để làm giảm tổng số vi sinh vật trên bề mặt của nhiều loại fresh-cut mà không để lại dư lượng (Bolin và Huxsoll, 1989; Saper và Simmons, 1998) Tuy nhiên, mức độ tiêu diệt vi sinh vật của H2O2không cao (John C Beaulieu và James R Gorny, 2005) Thí nghiệm xử lý H2O22,5% trên dưa đỏ và dưa gang trong thời gian 5 phút thì lượng vi sinh vật chỉ làm giảm 1,6 log CFU /g ở dưa đỏ và giảm 2 log CFU/g ở dưa gang

Ascorbate, isoascorbate, citrate và sodium erythorbate: là những hóa chất phổ biến dùng để hạn chế sự biến đổi màu ở bề mặt lát cắt Ascorbate làm giảm sự hóa nâu tốt hơn erythorbate khi nghiên cứu bảo quản fresh-cut táo “Winesap” và táo “Red Delicous” bảo quản trong 24 giờ ở 5 oC (Saper và Zoilkowski, 1987) Sự mất màu trên bề mặt lát cắt cũng được hạn chế khi bao gói hút chân không fresh-cut quả lý gai (carambola) sau khi xử lý sản phẩm bằng dung dịch 1% citrate và 0,25% ascorbate rồi đem bảo quản ở 4,4oC (Weller và cộng sự, 1997)

2.1 Nguyên liệu nghiên cứu Dưa hấu:

Chúng tôi sử dụng dưa hấu có tên khoa học là Citrullus lanatus được trồng tại Nông trường Trang Nông, tỉnh Long An Dân địa phương ở đây còn gọi dưa hấu này với tên “ Hắc Mỹ Nhân”

Hình 2.1 Hình trái dưa hấu (Citrullus lalatus) Bao bì [2][16][29[34]:

Chúng tôi sử dụng khay nhựa polystyren (PS) có xuất xư từ Công ty Bao Bì Thịnh Khang, Việt Nam

Bảng 2.1 Các loại màng bao sử dụng trong đề tài

Xuất xứ

Công ty TNHH Công nghiệp Kor Hsiangs (Đài Loan)

Công ty TNHH Vân Đạt (Việt Nam)

Công ty TNHH Quảng cáo và Tiếp thị Việt G.A.T.T (nhập khẩu từ Nhật Bản)