TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU DỨA

Dứa có nguồn gốc từ Tây Ấn, trung Mỹ… hiện được trồng ổ các nước có khí hậu nhiệt đới như : Philippin, đảo Sumatra, Hawai, Srilanca, Nam Mỹ, châu Phi…

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU DỨA 1.1 Tình hình phát triển cây Dứa trên thế giới và trong nước

Dứa có nguồn gốc từ Tây Ấn, trung Mỹ… hiện được trồng ổ các nước có khí hậu nhiệt đới như : Philippin, đảo Sumatra, Hawai, Srilanca, Nam Mỹ, châu Phi… sản lượng Dứa của thế giới năm 1992 là 10 triệu tấn, đứng thứ ba sau chuối

và xoài Trong đó Thái Lan chiếm 1/5 sản lượng Dứa trên thế giới và là nước sản xuất Dứa nhiều nhất Ở Việt Nam Dứa là quả chủ lực trong chế biến đồ hợp xuất khẩu, tuy nhiên sản lượng còn rất ít so với các nước trong vùng, Dứa được trồng chủ yếu ở đồng bằng Sông Hồng và đồng bằng Sông Cửu Long

Có nhiều giống Dứa , được phân thành ba nhóm chính:

- Nhóm Queen (nhóm Hoàng Hậu): Dứa thuộc nhóm này có khối lượng và

độ lớn trung bình, mắt quả lồi, chịu vận chuyển, thịt quả vàng đậm, mùi thơm đặc trưng, vị ngọt Đây là nhóm Dứa có phẩm chất cao nhất đang được trồng phổ biến

ở nước ta và được gọi là Dứa hoa hay Dứa khóm

- Nhóm Caien (Cayene) Loại này có khối lượng lớn quả to có khi đến 3 kg thịt quả màu vàng ngà, nhiều nước, ít thơm và ít ngọt hơn Dứa hoa Giống này được trồng nhiều ở các nước vùng Thái Bình Dương Loại này tuy chất lượng không cao lắm nhưng được trồng nhiều để chế biến do quả to dễ cơ giới hoá, cho hiệu quả kinh tế cao Hiện nay Việt Nam đang có chủ trương phát triển giống Dứa này

- Nhóm Spanish (Tây Ban Nha) Dứa này có kích thước quả lớn hơn Dứa hoa, nhưng nhỏ hơn Dứa Caien Thịt quả vàng nhạt đến trắng, ít thơm, chua, nhiều nước hơn Dứa hoa Dứa mật, Dứa ta trồng ở Việt Nam thuộc nhóm này

Ngoài ba nhóm Dứa chính trên còn có nhóm Xan Migel thịt quả màu vàng thơm ngon

Thời vụ thu hoạch Dứa thường từ tháng 3 đến tháng 8 Dứa trái vụ thu hoạch vào khoảng tháng 11 đến tháng 1, tháng hai năm sau

Dứa trái vụ là kết quả của việc xử lí cây Dứa bằng hoá chất (Acetylen) kích thích sinh trưởng Khi ngọn Dứa có từ 10 lá trở lên người ta cho Acetylen dạng bột hoặc dung dịch vào nõn Dứa Sau 6 tháng chúng sẽ ra hoa Bằng cách này có thể rải vụ Dứa để có thể thu hoạch quanh năm Tuy nhiên chất lượng của Dứa trái vụ của Việt Nam hiện còn kém so với Dứa chính vụ

1.2 Các bệnh thường gặp ở Dứa

1.2.1 Bệnh thối đen: Bệnh do loại nắm Cerastomella paradoxa Loại bệnh

này có thể gặp ở cả trên chuối, trên cây mía Bệnh có thể bắt đầu từ ngoài ruộng, phát triển mạnh trong quá trình vận chuyển, có thể dẫn tới mất mát 25% Điều kiện

để bệnh phát triển tốt nhất là ở nhiệt độ 21-320

C và độ ẩm cao Có thể ngăn ngừa bệnh bằng cách phun lên quả mới hái dung dịch acid Benzoic trong cồn, sau đó đem

đi bảo quản lạnh

1.2.2 Bệnh ủng nước: Loại nấm gây ra bệnh này là Thieliaviopsis

paradoxa Bệnh xuất phát từ khi vận chuyển Chỗ bị bệnh có màu đen xám, ủng

nước Để phòng bệnh có thể sát trùng dụng cụ, bao bì, kho bảo quản bằng dung dịch 2% đến 5% formalin

1.2.3 Bệnh nấm xám: Do nấm Penicillium fusarium phát triển Giai đoạn

đầu tiên của bệnh rất khó phát hiện Thoạt đầu dưới lớp vỏ Dứa xuất hiện những vết bầm có màu xám nhạt đến sẫm Bệnh lan dần ra cả quả

1.2.4 Bệnh thâm lõi: Bệnh xuất hiện chủ yếu là do rối loạn sinh lý sinh hoá

khi bảo quản ở điều kiện không thích hợp, nhất là nhiệt độ quá lạnh (dưới 9-100C đối với Dứa xanh và 4-60C đối với Dứa chín) Dứa hỏng nhanh khi thành phần khí quyển nơi bảo quản thiếu oxy để quá trình hô hấp hiếu khi tiến triển bình thường dẫn tới hô hấp yếm khí

1.3 Các phương pháp bảo quản rau quả tươi

1.3.1 Nguyên lý bảo quản nguyên liệu và sản phẩm thực phẩm

Khi lưu trữ rau quả tươi sau thu hái trong điều kiện môi trường khí quyển bình thường, chất lượng của chúng sẽ giảm dần và tiến tơi hư hỏng hoàn toàn do thối rữa Thời gian từ khi thu hái tới khi rau quả bị hư hỏng dài hay ngắn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: giống, loại rau quả, thời gian thu hái, điều kiện

môi trường… Nguyên nhân trực tiếp cơ bản dẫn tới sự hư hỏng thối rửa rau quả đó

là hiện tượng chín và hiện tượng nhiễm bệnh Chín là một trong những giai đoạn phát triển sinh lý bình thường trong chu

kỳ sinh học của một cơ thể sống Đó là sinh ra-lớn lên-già-chết Rau quả tươi sau khi thu hái vẫn tiếp tục quá trình sống như còn ở trên cây mẹ, tức là vẫn tiếp tục biến đổi theo xu hướng tất yếu của chu kỳ sinh học nói trên Quá trình chín của rau quả phụ thuộc vào cường độ hô hấp, quá trình hô hấp của rau quả sau khi thu hái xãy ra với cường độ càng cao thì hiện tượng chín càng nhanh chóng xảy ra Điều

đó đòng nghĩa với thời hạn bảo quản của rau quả càng bị rút ngắn Thực tế cho thấy quả càng chín bao nhiêu thì càng trở nên mềm, sức chịu đựng tác động cơ học càng kém là do trong quá trình chín enzyme protopecitinaza hoạt động mạnh, phân huỷ protopectin (là chất gắn các tế bào với nhau) thành pectin hoà tan, làm yếu dần mối liên kết giữa các tế bào thậm chí làm cho các tế bào tách hẳn khỏi nhau dẫn đến hiện tượng chảy thành dịch lỏng Vì vậy sức đề kháng bệnh lý của quả chín kém hơn nhiều so với quả chưa chín, đó là cơ hội tốt cho các loại vi sinh vật phát triển gây thối rửa hư hỏng nhanh chóng Như vậy để kéo dài thời hạn bảo quản nguyên liệu rau quả trước hết cần thực theo nguyên tắc là kìm hãm hoạt động sống tức là ức chế cường độ hô hấp, từ đó kìm hãm tốc độ chín và nảy mầm

Sự hư hỏng, thối rửa của rau quả sau khi thu hái xảy ra chủ là do nguyên nhân nhiễm bệnh Trong nhiều trường hợp cho dùng nguyên liệu được hạn chế quá trình chín đến mức tốt nhất, nhưng khi vi sinh vật nhất là nấm mốc có điều kiện hoạt động tốt thì chúng sẽ gây bệnh dẫn đến thối rửa, hư hỏng đáng kể Như vậy nguyên tắc thứ hai, để kéo dài thời hạn bảo quản rau quả là ức chế sự hoạt động, sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật

Như vậy thực chất của các phương pháp bảo quản là sự điều chỉnh các quá trình sinh học xảy ra trong rau quả tươi cũng như trong vi sinh vật Khi thay đổi điều kiện môi trường sẽ tác động đến các yếu tố vật lý, hoá học dẫn tới tiêu diệt hay

ức chế, hoặc bảo toàn quá trình sống của rau quả

1.3.2.Các phương pháp bảo quản rau quả

Dựa trên những nguyên lý sinh học, giáo sư Nikitin chia các phương pháp bảo quản thành ba nhóm :

- Nhóm thứ nhất bao gồm các phương pháp dựa trên nguyên lý bảo toàn sự sống – Bioza (Biosis) Thời gian bảo quản rau quả bằng phương pháp này phụ thuộc vào khả năng tự đề kháng bệnh lý và độ bền của từng loại quả khi quá trình sống của chúng được duy trì bình thường Với phương pháp bảo quản theo nguyên lý này, rau quả được giữ nguyên trạng thái sống bình thường không cần tác động bất

cứ giải pháp xử lý nào, ngoài một vài tác động hạn chế cường độ sống nhằm giảm mức phân huỷ thành phần dinh dưỡng do hô hấp và giảm tổn hao khối lượng tự nhiên do bay hơi nước

- Nhóm thứ hai gồm các phương pháp dựa trên nguyên lý tìm Anabioza – tức là làm chậm, ức chế hoạt động sống của nguyên liệu và vi sinh vật Nhờ đó, làm chậm thời gian hư hỏng thối rửa của rau quả Trong thực tế, để

sinh-ức chế hoạt động sống của nguyên liệu cũng như của vi sinh vật, cần có sự can thiệp của một số yếu tố vật lý và hoá học Đó là các biện pháp bảo quản ở nhiệt

độ lạnh, lạnh đông, cô đặc, sấy, điều chỉnh thành phần khí quyển, muối chua giầm dấm, vv… đặc điểm chung của các phương pháp nay là tạo ra môi trường không thuận lợi cho hoạt động của nguyên liệu và vi sinh vật, nhờ vậy kìm hãm được cường độ của các quá trình xảy ra trong nguyên liệu cũng như trong vi sinh vật

- Nhóm thứ ba là nhóm cac phương pháp dựa trên nguyên lý phi tiềm sinh- Abioza Đó là phương pháp loại bỏ sự sống trong nguyên liệu cũng như trong vi sinh vật Đình chỉ sự sống trong nguyên liệu tức là ngăn chặn mọi tác động dẫn đến phân giải thành các thành phần hoá học do các hoạt động của quá trình sinh học xảy

ra trong tế bào sống Khi không còn hoạt động (đã chế biến thành sản phẩm), nguyên liệu mất hoàn toàn tính khang khuẩn và trở thành môi trường phát triển tốt cho vi sinh vật Trong trường hợp này, muốn giữ sản phẩm khỏi hư hỏng thì phải tiêu diệt hoàn toàn hoặc ức chế tối đa hoạt động sống của vi sinh vật có trong sản phẩm Những phương pháp bảo quản thuộc nhóm này là gồm: thanh trùng nhiệt, thanh trùng bằng dòng điện cao tần, các phương pháp bảo quản bằng hoá chất hoặc bằng kháng sinh, dùng tia phóng xa, tia cực tím, v.v…

1 Bảo quản ở nhiệt độ thường

“Điều kiện thường” được hiểu là điều kiện nhiệt độ và độ ẩm bình thường của tự nhiên Nhiệt độ và độ ẩm tự nhiên hoàn toàn phụ thuộc vào sự biến động khí hậu và thời tiết

Nhìn chung nhiệt độ và độ ẩm ở Việt Nam là rất cao (miền Bắc nhiệt độ trung bình 23,30C, độ ẩm trung bình la 83,5%; ở miền Trung nhiệt độ trung bình là 25,10C, độ ẩm trung bình 88,5%; ở miền Nam nhiệt độ trung bình 270C, độ ẩm trung bình là 82%) thích hợp cho sự phát triển của đa số loại vi sinh vật, nhất là nấm mốc Hơn nữa điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cũng rất thuận lợi cho quá trình hố hấp của rau quả Nói cách khác thì khí hậu Việt Nam hoàn toàn bất lợi cho việc lưu giữ rau quả sau khi thu hái Với điều kiện này rau quả sẽ chóng chín và chóng hỏng Tuy nhiên trong thực tế khi cần thiết chúng ta vẫn phải giữ nguyên liệu rau quả ở điều kiện bình thường không thuận lợi như vậy Đó là khi cần tập trung rau quả trước lúc phân phối hoặc trước khi chế biến công nghiệp

Bảo quản ở điều kiện bình thường hoàn toàn dựa vào nguyên lý bảo tồn sự sống (Bioza) Thời hạn bảo quản phụ thuộc vào đặc tính sinh học của từng loại rau quả Rau quản có kỳ ngủ tĩnh càng dài và độ bền càng cao thì thời hạn bảo quản càng lâu Phần lớn các loại rau quả chỉ bảo quản được ở điều kiện thường trong khoảng vài ngày

Một trong những yếu tố quan trọng giữ chất lượng của rau quả khi bảo quản

ở nhiệt độ thường là thông gió Thông gió nhằm tạo ra môi trường khí quyển xung quanh nguyên liệu cũng thoáng như không gian tự do, tức là có nhiệt độ, độ ẩm, thành phần khí quyển trong khối nguyên liệu không khác với tự nhiên Ngoài ra rau quả cũng được che chắn khỏi tác động trực tiếp của ánh sáng để hạn chế nguyên nhân làm tăng cường độ hô hấp

Để đảm bảo chế độ thông gió tự nhiên cũng như cưỡng bức, khối nguyên liệu cần được xếp sao cho có những kẽ hở để không khí có thể luồn qua Rau quả được đựng trong sọt thưa xếp trên sàn thành lô có chiều cao 4-5m sàn kho cần kê cao tạo rãnh hút gió có chiều rộng khoảng 2cm

2 Bảo quản lạnh

Thực phẩm nói chung, rau quả nói riêng được bảo quản ở môi trường có nhiệt độ từ 20-240C (giới hạn nóng lạnh) đến nhiệt độ gần điểm đóng băng của dịch bào trong nguyên liệu gọi là bảo quản lạnh

Nhiệt độ môi trường bảo quản càng thấp thì càng có tác dụng ức chế cường độ của các quá trình sinh lý sinh hóa xảy ra trong rau quả cũng như trong vi sinh vật Điều đó đảm bảo kéo dài thời han bảo quản rau quả tươi Như vậy bảo quản lạnh là dựa vào nguyên lý tiềm sinh Phương pháp bảo quản lạnh được dùng phổ biến trên thế giới hiện nay, vì đây là phương pháp chắc chắn nhất, ít ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm nhất và có thể kết hợp với các phương pháp bảo quản khác

Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là hao tốn năng lượng, tốn chi phí ban đầu để xây kho

3 Bảo quản trong môi trường thay đổi thành phần khí quyển

a Bảo quản CA (Controled Atmosphere)

Đó là phương pháp bảo quản rau quả tươi trong môi trường khí quyển mà thành phần không khí như O2, CO2 được điều chỉnh (hay được kiểm soát) khác với khí quyển bình thường Từ đó được gọi là phương pháp bảo quản trong khí quyển

có kiểm soát – Controled Atmosphere(CA)

Như đã biết, khí O2 và CO2 có tác dụng trực tiếp lên quá trình sinh lý, sinh hóa của rau quả và từ đó ảnh hưởng đến thời hạn bảo quản của chúng Mặt khác ta cũng biết rằng trong khí quyển bình thường có chứa 21% O2, 0.03% CO2, còn lại gần 79% N2 và các khí khác

Khi bảo quản ở điều kiện thường với hàm lượng O2 và CO2 như trên thì chắc chắn cường độ hiếu khí sẽ rất cao, đến mức rau quả sẽ chín chỉ vài ngày sau thu hái Người ta đã thử bảo quản rau quả tươi trong điều kiện hạ thấp nồng độ O2xuống dưới 21% và tăng hàm lượng CO2 kết quả cho thấy thời hạn bảo quản tăng

Đó là sự kết hợp hai loại khí trên cùng với điều kiện nhiệt độ

Anh hưởng của O2 và CO2 lên các quá trình sinh lý của rau quả Anh hưởng của O2: Khí O2 tác dụng hóa học với các thành phần có trong nguyên liệu và đóng vai trò quan trọng nhất đối với quá trình hô hấp Anh hưởng của nồng độ O2 đến thời hạn bảo quản là rất rõ rệt Kết quả nghiên cứu cho thấy khi bảo quản táo giống Wiliam ở nhiệt độ 00C trong môi trường khí quyển bình thường

thì thời hạn bảo quản đạt 170 ngày, trong khi đó với điều kiện nhiệt độ như vậy, nhưng trong khí chứa 3% O2, 0% CO2 thời hạn bảo quản đạt 240 ngày

Khi giảm nồng độ O2 xuống dưới 21% cường độ hô hấp cũng giảm dần, nhưng khi giảm đến mức độ nào đó sẽ xảy ra quá trình hô hấp yếm khí Đối với phần lớn các loại rau quả khi nồng độ O2 giảm dưới 2-3% thì hô hấp yếm khí bắt đầu xảy ra

Hàm lượng O2 giảm quá mức cũng có thể làm cho hàm lượng Vitamin giảm Các loại nấm bệnh phát triển chậm khi giảm hàm lượng O2 đến 3% và không có

CO2

- Anh hưởng của CO2: nhiều tác giả đã nghiên cứu ảnh hưởng của CO2 đến cường độ hô hấp nói riêng, thời hạn bảo quản rau quả tươi nói chung Nghiên cứu trên táo giống Kok Orange Reneta bảo quản trong môi trường khí quyển chứa 3% O2

và từ 0-5% CO2 cho thấy cường độ hô hấp hầu như không đổi Nhưng nếu nồng độ

CO2 là 7%, nhiệt độ bảo quản là 12oC thì cường độ hô hấp bị ức chế đáng kể Có tác giả còn cho thấy rằng, nếu nồng độ CO2 quá cao thì cường độ hô hấp chẳng những không giảm mà còn có thể tăng Có hiện tượng đó là do khi nồng độ CO2 cao độ chua của rau quả tăng vì CO2 có thể cố định ở bên trong tế bào rau quả tạo thành axit hữu

cơ và làm rối loạn trong một số phản ứng trao đổi chất

Phương pháp điều chỉnh nồng độ O2 và CO2 trong môi trường bảo quản: để tạo nồng độ O2 và CO2 thích hợp có thể thực hiện theo hai phương pháp tự nhiên và nhân tạo

- Phương pháp tự nhiên dựa vào quá trình hô hấp tiêu thụ O2 và nhả ra CO

-2 phương pháp này được thực hiện khi phương án điều chỉnh mà tổng nồng độ O2

và CO2 vẫn đảm bảo như điều kiện thường Nồng độ O2 sẽ giảm dần và CO2 tăng dần Phương pháp này đơn giản rẻ tiền, dễ ứng dụng nhưng quá trình điều chỉnh kéo dài

- Điều chỉnh khí quyển bằng phương pháp nhân tạo tức là dùng khí nitơ cho vào phòng hoặc cho không khí đã được rút bớt khí O2 đến nồng độ cho phép bằng cách cho tiếp xúc với Mêtan hoặc Propan Phương pháp này cho phép đưa nhanh nồng dộ O2 đến mức mong muốn

Nói chung phương pháp bảo quản trong môi trường có kiểm soát thành phần khí quyển cho hiệu quả tốt, thời hạn bảo quản dài (từ 6-9 tháng với táo) Trong thời gian bảo quản, chất lượng rau quả hầu như không đổi Nhưng nhượt điểm lớn là phức tạp, đòi hỏi sự chú ý đăc biệt trong đầu tư xây dựng cũng như trong vận hành kho bảo quản Tính ổn định của chế độ bảo quản không cao, phụ thuộc không những vào giống mà còn vào thời vụ, điều kiện và địa bàn phát triển của nguyên liệu rau quả

b Bảo quản rau quả tươi trong môi trưòng khí quyển cải biến MAP (Modified Atmosphere Packaging)

Đây là phương pháp bảo quản mà rau quả được đựng trong túi màng mỏng Polyetylen có tính thẩm thấu chọn lọc, mỗi túi nặng từ 1-3kg hoặc đựng trong sọt 25-35kg có lót màng Polyetylen Thậm chí rau quả còn đựng trong container sức chứa 300-1000 kg, được lót bằng vật liệu tổng hợp có tính thẩm thấu chọn lọc đối với các loại khí

Mức độ thẩm thấu của các loại màng rất khác nhau phụ thuộc vào loại, độ dầy của vật liệu là màng Nếu độ thẩm thấu của màng cao thì rau quả co xu hướng

hô hấp mạnh dẫn đến mau chín, mau hư hỏng còn nếu màng có dộ thấm kém thì O2khó đi vào và CO2 khó đi ra dẫn đến nồng độ O2 giảm, nồng độ CO2 tăng làm cho rau quả hô hấp yếm khí, rau quả mau hư hỏng

Trong quá trình bảo quản do quá trình hô hấp hàm lượng O2 giảm, CO2 tăng, hơi nước tăng và do chêch lệch hàm lượng các chất này với môi trường bên ngoài nên CO2 và hơi nước di chuyển ra còn O2 di chuyển vào Khi đạt cân bằng nồng độ

O2 đi vào bằng nồng độ O2 cần cho quá trình hô hấp, nồng độ CO2 đi ra bằng nồng

độ CO2 thải ra do quá trình hô hấp

Các dạng MAP:

- MAP thụ động : cho rau quả vào túi chất dẻo sau đó hàn kín lại Túi chất dẻo sẽ hạn chế sự xâm nhập của O2 từ bên ngoài vào và CO2 từ bên trong ra Sau một thời gian thì hỗn hợp không khí bên trong đạt điểm cân bằng

- MAP chủ động: Hút không khí bên trong túi hoặc màng chất dẻo ra sau đó bơm vào hỗn hợp khí có nồng độ CO2 và O2 thích hợp

- Hút chân không: hút 1 phần lượng không khí bên trong sau một thời gian không khí bên trong sẽ đạt đến điểm cân bằng

Phương pháp MAP ngoài để bảo quản rau quả còn bảo quản thịt, cá, phomát

Do các thực phẩm này không có quá trình hô hấp nên không cần O2, hạn chế Oxy hóa các chất dinh dưỡng

Một số phương pháp xử lý: Để thời hạn bảo quản dài hơn, trước khi bảo quản rau quả có thể được xử lý bằng nhiệt, bằng dung dịch CaCl2 hoặc tạo màng sáp

- Xử lý nhiệt: dùng nước nóng, dùng hơi nước nóng hoặc dùng hơi nóng Phương pháp dùng hơi nước nóng hoặc hơi nóng: xử lý ở nhiệt độ không cao nhưng thời gian xử lý dài ví dụ: nhiệt độ là 43oC, thời gian giữ là 8 giờ Phương pháp dùng nước nóng : xử lý ở nhiệt độ cao (500C) và thời gian xử lý là 15 đến 30 phút

Ưu điểm : ức chế vi sinh vật, loại bỏ bớt một số loại côn trùng, sâu hoặc dòi, hạn chế Enzyme oxy hóa như Polyphenoloxydaza, hạn chế quá thrình trao đổi chất của rau quả, quá trình sinh lý, sinh hóa bên trong rau quả, hạn chế sự sinh Etylen Phương pháp này áp dụng đối với nhãn, vải, bông cải xanh

- Xử lí bằng dung dịch CaCl2: Nhúng rau quả vào dung dịch CaCl2 có nồng

độ từ 2 -8% Dung dịch này cí tác dụng hạn chế quá trình phân hủy Clorofil, ức chế được vi sinh vật, ức chế quá trình trao đổi chất bên trong rau quả, hạn chế sự mềm của rau quả

- Tạo màng sáp: tạo lớp màng sáp bao xung quanh rau quả bằng một số loại chế phẩm như Waxol, CMC, Protexan Tác dụng của lớp màng sáp là hạn chế sự mất nước, tạo ra mức độ thấm khí CO2 và O2 phù hợp và trộn một số chất kháng vi sinh vật để sau khi tạo màng có tác dụng ức chế vi sinh vật

Cách dùng: Hòa chế phẩm chất tạo màng vào nước rồi nhúng rau quả vào dung dịch, đem để khô rồi bảo quản

4 Bảo quản bằng hóa chất

Hiện nay trong thực tế bảo quản và chế biến thực phẩm nói chung, bảo quản rau quả tươi nói riêng người ta vẫn thường xuyên sử dụng một số loại hóa chất ở những liều lượng khác nhau nhằm kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm Đối với rau quả tươi, một số loại hóa chất có khả năng ức chế sinh trưởng, tức là làm chậm

quá trình phát triển sinh lý, cụ thể là quá trình nảy mầm của rau quả Loại hóa chất khác lại có khả năng thẩm thấu sâu vào màng tế bào của vi sinh vật, tác dụng với protein của chất nguyên sinh, làm tê liệt hoạt động sống của tế bào, và do đó vi sinh vật ngừng hoạt động Để kéo dài thời hạn bảo quản rau quả tươi chủ yếu là khả năng tiêu diệt các loại vi sinh vật của các loại hóa chất

Thực tế cho thấy, khi sử dụng hóa chất phù hợp, rau quả có thể bảo quản được dài ngày ngay cả ở nhiệt độ bình thường Tuy nhiên nếu kết hợp xử lý hóa chất với bảo quản lạnh thì hiệu tăng lên nhiều

Nhược điểm của việc sử dụng hóa chất như là chất bảo quản là ở chỗ có thể làm biến đổi phần nào chất lượng của rau quả, tạo mùi vị không tốt Quan trọng hơn, có thể gây hại cho sức khỏe con người Tác hại của hóa chất đối với sức khỏe

có thể xảy ra tức khắc hoặc lâu dài Tức là có thể gây ngộ độc ngay sau khi cơ thể nhận một lượng hóa chất vượt quá mức chịu đựng của con người Tác hại lâu dài là khi cơ thể tích lũy dần dần một chất nào đó có khả năng trở thành nhân tố sinh ra một số bệnh nguy hiểm Như vậy chúng ta cần thận trọng khi quyết định dùng hóa chất để xử lý bảo quản rau quả tươi

Hóa chất được sử dụng để bảo quản thực phẩm nói chung, rau quả tươi nói riêng cần phải đáp ứng những yêu cầu sau: diệt được vi sinh vật ở liều lượng thấp dưới mức nguy hiểm cho con người; không tác dụng với các thành phần trong thực phẩm để dẫn tới biến đổi màu sắc, mùi vị làm giảm chất lượng sản phẩm Không tác dụng với vật liệu làm bao bì hoặc dụng cụ thiết bị công nghệ; dễ tách khỏi sản phẩm khi cần sử dụng

Tuy nhiên ít khi có loại hóa chất nào lại có thể thõa mãn tất cả những yêu cầu trên, cho nên khi sử dụng cần tìm hiểu dầy đủ tính chất hóa học, lý học, mức độ độc hại, tác dụng của từng loại hóa chất để lựa chọn cho từng đối tượng cụ thể, nhằm đảm bảo đồng thời chất lượng bảo quản và an toàn thực phẩm

Hóa chất dùng để bảo quản rau quả gồm hai nhóm:

+ Nhóm thứ nhất gồm các loại hóa chất co khả năng chống nảy mầm hoặc tiệt mầm Đại diện của nhóm này là M-1, MH4O, rượu nonilic, v.v…

M-1 thực chất là este của axit α-Naptylaxetic và rượu metylic Nó tồn tại ở dạng tinh khiết không tan trong nước, tan trong este, benzen, rượu và một số dung môi hữu cơ khác Trong thực tế M-1 có thể dùng ở dạng bột mịn 3,5% trong bột đất

sét Hỗn hợp bột M-1 thường dược rắc lên khoai tây để ngăn chặn nảy mầm Dùng M-1 dạng bột co ưu điểm so với dạng hòa tan là tránh được ảnh hưởng xấu của dung môi đến bề mặt của rau quả tươi Mặt khác dung môi đắt hơn nhiều lần so với bột đất sét

Khả năng kháng nấm, kháng khuẩn của M-1 yếu, không có khả năng diệt mầm

MH4O là hydrazit của axit malic Loại thuốc này có tác dụng hạn chế sinh trưởng của các loại rau quả như khoai tây, cà rốt, hành và một số rau quả khác Thường dùng ở dạng dung dịch muối natri 0,25% Người ta phun dung dịch MH4O lên cây ở ngoài đồng trước khi thu hái 3 đến 4 tuần với liều lượng 1000 lít cho một hecta

Rượu Nonilic (Nonanol) được dùng để diệt mầm khoai tây Khi khoai tây nảy mầm cần dùng loại hóa chất này phun vào là mầm héo Nonanol tồn tại ở dạng hơi nên rất chóng bay hơi Vì thế, để có hiệu quả cần phun thuốc nhiều lần

+ Nhóm thứ hai gồm các loại hóa chất có khả năng diệt vi sinh vật

Các loại vi sinh vật gây bệnh có thể bị tiêu diệt bởi các hóa chất sau:

- Pentaclonitrobenzen (KP2) được phun lên bắp cải trước khi bảo quản để diệt nấm Loại này có tính độc cao nên cần cẩn thận khi thao tác cũng như khi sử dụng sản phẩm Để an toàn, trước khi sử dụng phải bóc lớp vỏ ngoài tránh ngộ độc

- Topxin M (Tiophanatmetyl-C12H24N4O4S2) là loại chế phẩm có dạng bột màu đất sét, khó tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ như: Axeton, Clorofooc, Metanol,… Topxin M dược sản xuất ở Nhật nhưng nay được sử dụng rộng rãi khắp toàn thế giới Chất này có tác dụng diệt nấm mạnh ngay cả ở nồng độ thấp; thời gian tác dụng nhanh, kéo dài; có thể diệt được nhiều loại nấm; không độc hại

Cách dùng: hòa dung dịch 0,1% sau đó đem nhúng cam hay chuối vào để tạo một lớp bên ngoài rồi lấy ra

Ngoài các loại hóa chất đã nêu, gần đây trên thị trường thế giới con xuất hiện nhiều chế phẩm mới có tác dụng chống nấm như: Mertect 90, Benlat, NF44, MAO7, v.v… Mỗi chất có tác dụng riêng từng loại quả

5 Bảo quản rau quả bằng màng Chitosan (C 6 H 13 NO 5 )

Chitosan có cấu trúc tự nhiên của vỏ tôm, mai cua …, chitin- sau khi sau khi tách chiết được deacetyl hóa với kiềm đặc sẽ cho chitosan Chitosan là một polyme sinh học có hoạt tính cao, đa dạng dễ hòa hợp với cơ thể sinh học, có tính kháng nấm và khả năng tự phân hủy; khi tạo màng mỏng có tinh bán thấm, chống nấm … nên được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực kinh tế, kỹ thuật khác nhau như: y học (dùng để chữa bỏng, chăm sóc vết thương, chữa bệnh béo phì…) công nghiệp dệt, giấy, mỹ phẩm, bảo vệ môi trường, v.v… trong kỹ nghệ bảo quản rau quả tươi, nhiều tác giả đã thành công trong việc sử dụng Chitosan để bảo quản dưa chuột, dâu tây, hồ tiêu, cà chua …

Cách sử dụng Chitosan để bảo quản một số loại quả tươi: Trước tiên người

ta tạo ra dung dịch Chitosan bằng cách hòa tan chitosan nguyên liệu trong môi trường acit acetic loãng Có thể bổ sung một số chất phụ gia để tăng tính kháng nấm hoặc để tăng cường tính tạo màng của dung dịch Chitosan

Quả tươi sau khi thu hái được phân loại, làm sạch rồi nhúng vào dung dịch Chitosan đã chuẩn bị sẵn trong thời gian thích hợp, sau đó được vớt ra làm khô để tạo màng Chitosan Màng mỏng Chitosan đã tạo thành trên bề mặt quả có tác dụng

ức chế hô hấp, giữ lại khí cacbonic, giảm thiểu lượng ethylen (vốn có tác dụng kích thích quá trình chín trong quả) và kìm hãm quá trình biến màu của quả trong khi bảo quản, vận chuyển đi tiêu thụ, giữ cho chỉ tiêu cảm quan của quả chín được bảo quản tốt hơn

6 Bảo quản bằng phương pháp chiếu xạ

Nguyên lý của phương pháp bảo quản bằng chiếu xạ là: khi chiếu bức xạ vào sản phẩm thì một mặt vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt, mặt khác – đối với rau quả tươi – quá trình sinh lý, sinh hóa có thể bị ức chế làm chậm quá trình chín của rau quả và hạn chế hiện tượng nảy mầm Ngoài ra nó còn tiêu diệt côn trùng hay động vật gây hại có ở rau quả tươi, nhờ vậy kéo dài thời hạn bảo quản

Các loại tia bức xạ được sử dụng trong bảo quản thực phẩm gồm:

- Tia âm cực và tia β Đây là dòng điện tử có tốc độ lớn, gần bằng tốc độ ánh sáng Các loại tia này có độ xuyên thấu kém hơn tia γ và tia X, nhưng thời gian tiêu diệt vi sinh vật thì ngắn hơn (chỉ cần vài giây đến vài chục giây trong khi các tia khác cần đến vài chục phút)

- Tia Rơngen (X) và tia γ Hai tia này thực chất là sóng điện từ ngắn thu được khi bắn phá điện tử Tia X có độ xuyên thấu cao dễ sử dụng nhưng hệ số có ích thấp – từ 0,1 đến 10%, thời gian diệt vi sinh vật dài từ 10 đến 30 phút

Tia Rơngen (X) và tia γ khác nhau ở chỗ: Tia X thu được bằng phương pháp nhân tạo khi cho điện tử bắn phá vào một vật đối âm cực Còn tia γ thu được do sự phân giai các chất đồng vị phóng xạ

Trong bảo quản thực phẩm thường dùng tia γ vì nó có các ưu điểm: Được thực phẩm hay rau quả hấp thụ một cách dễ dàng; có mức độ xuyên thấu cao; có tính ổn định và rẻ tiền

Trên thực tế tia γ được sinh ra từ nguồn Co60 và Cs137 khi dùng tia γ thì nó

có tính an toàn vì nếu muốn sinh ra phóng xạ cảm ứng thì năng lượng phóng xạ phải lớn hơn 5MeV trong khi đó năng lượng phóng xạ lớn nhất của tia γ thu được từ

Co60 1,3 MeV

Liều lượng chiếu xạ: là năng lượng phóng xạ được hấp thu bởi một kilogam vật chất

Liều lượng phóng xạ được đo bằng Rad hay Gy (Grey), 1Rad=10-2Gy Thực

tế liều lượng chiếu xạ ở mức đơn vị là Mrad hay KGy

+ Anh hưởng của chiếu xạ đến vi sinh vật:

Khả năng tiêu diệt vi sinh vật của tia bức xạ phụ thuộc vào các yếu tố sau:

Số lượng vi sinh vật ban đầu Số lượng vi sinh vật càng nhiều thì liều lượng chiếu xạ phải càng cao

Loại vi sinh vật: Mỗi loại vi sinh vật có khả năng chịu tác động của tia bức

xạ đến một liều lượng giới hạn nào đó Vượt quá giới hạn này chúng sẽ bị tiêu diệt

Loại bền chiếu xạ nhất là vi trùng Koc và nha bào của các chủng Bacillus,

Clostridium, Cl Botulinum chỉ bị tiêu diệt ở liều lượng chiếu xạ 5Mrad khi số

lượng của chúng là 1012 tế bào /cm2 Cấu tạo của vi sinh vật: Loại vi sinh vật có cấu tạo càng đơn giản sức chịu tác động của tia bức xạ càng cao, và ngược lại cấu tạo tế bào tế bào càng phức tạp thì vi sinh vật càng nhạy cảm với tia bức xạ

Dạng tồn tại của vi sinh vật Cùng loại vi sinh vật nhưng vi sinh vật dạng nha bào chịu được liều lượng chiếu xạ lớn gấp 2-3 lần so với dạng mầm

Ngoài những yếu tố nêu trên, yếu tố nhiệt độ, hàm lượng O2, thành phần hóa học của sản phẩm,… cũng ảnh hưởng đáng kể đến tính bền chiếu xạ của vi sinh vật Nhiều nghiên cứu cho thấy sự chết của vi sinh vật và liều lượng chiếu xạ có mối tương quan logarit

Được biểu thị bằng biểu thức

R=D10log (N0/Nn) Trong đó :

R là liều lượng chiếu xạ đo bằng Kgy

N0, Nn là số lượng vi sinh vật trước và sau khi chiếu xạ,

D10 là độ bền chiếu xạ được đặc trưng bằng liều lượng chiếu xạ cần thiết để làm giảm số lượng vi sinh vật xuống 10 lần, 1 chu kỳ logarit

+Anh hưởng đối với thành phần hóa học của rau quả

Gluxit Các chất gluxit nói chung khá bền chiếu xạ Nếu liều lượng chiếu xạ cao thì có sự hình thành nhóm –COOH, biến glucoza từ trạng thái đường sang trạng thái axit

Ở liều lượng 10MRad, xenluloza bị biến đổi, protopectin thủy phân thành pectin hòa tan, tinh bột chuyển thành dextrin và mantoza,… Nói tóm lại khi chiếu

xạ với liều lượng cao các chất thuộc nhóm gluxit có xu hướng phân giải từ dạng phức tạp sang dạng đơn giản hơn, thậm chí có thể xảy ra các phản ứng melanoidin, polyme hóa,… Nhưng ở liều lượng thường sử dụng cho sản phẩm thực phẩm từ 1Mrad đến 8MRad thì những biến đổi trên không nhiều so với gia nhiệt

Các Vitamin Các loại Vitamin là đối tượng khá nhạy cảm với tia bức xạ Mức độ phá hủy Vitamin do chiếu xạ tương tự như trường hợp ta dùng nhiệt hay xử lý nhiệt

Vitamin C có thể bị phân hủy tới 50% Trong dung dịch nước Vitamin C bị oxy hóa thành dạng dehydroascorbic acid, và do đó dễ phục hồi trở lại trạng thái acid ascorbic

Vitamin A không bị phân hủy ở liều lượng 0,85MRad, còn ở liều lượng 11,25MRad sẽ mất khoảng 50%

Vitamin E bị phân hủy đến 60% ơ liều lượng bức xạ 3 MRad Nếu môi trường không có O2 thì nói hầu như không bị phân hủy do vậy người ta cho rau quả vào bao gói hút chân không rồi mới chiếu xạ

Vitamin K có thể không bị phân hủy ở liều lượng bức xạ đến 5 MRad Các loại vitamin trong cùng một hỗn hợp có thể là chất bảo vệ của nhau Ví

dụ khi chiếu xạ hỗn hợp vitamin C, và vitamin PP, vitamin C bị phân hủy íthơn vitamin PP trong khi nếu tồn tại riêng lẻ thì Vitamin C bị phân hủy nhiều hơn Điều này chứng tỏ vitamin PP trở thành chất bảo vệ vitamin C

Các thành phần lipit và protit Tác dụng của chiếu xạ lên lipit và protit có thể làm thay đổi rõ rệt mùi, vị của sản phẩm Nguyên nhân chính là do lipit bị oxy hóa, protein bị phân giải tạo thành các hợp chất có mùi vị khó chịu Tuy nhiên sự biến đổi lipit và protit khi chiếu xạ không lớn hơn khi gia nhiệt

Enzyme Các emzyme tương đối bền với sự chiếu xạ Emzyme peroxydase catalase không bị mất hoạt tính ngay cả khi liều lượng bức xạ đến 8 MRad Nói cách khác là thành phần rất bền chiếu xạ không thể dùng tia bức xạ để vô hoạt chúng trong sản phẩm thực phẩm

Do ảnh hưởng của tia bức xạ đến hầu hết các thành phần hóa học nên dẫn tới

sự biến đổi chung về trạng thái của sản phẩm Rau quả có thể bị mềm do chiếu xạ, liều lượng càng cao thì độ mềm càng tăng, màu sắc của sản phẩm có thể không giữ được trạng thái tự nhiên thậm chí còn bị mất màu Mùi vị của một só loại rau quả như măng tây trở nên chua, khó chịu

Liều lượng chiếu xạ cho các loại rau quả Nhiều nghiên cứu sử dụng chiếu xạ để kéo dài thời hạn bảo quản cho rau quả tươi Sự biến đổi chất lượng và thời hạn bảo quản phụ thuộc vào liều lượng phóng

xạ Cùng trên một loại quả nhưng liều lượng xử lý thấp có thể chẳng những không kéo dài được thời hạn bảo quản, không ngăn chặn được bệnh mà còn biến đổi xấu hơn so với mẫu không xử lý Ngược lại nếu liều lượng quá cao có thể ngăn được vi

sinh vật gây bệnh nhưng lại ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan của sản phẩm: quả

có thể bị mềm, bị mất màu, … vì vậy phải tìm ra một liều lượng chiếu xạ thích hợp sao cho vừa kéo dài được thời hạn bảo quản vừa giữ được chất lượng sản phẩm Liều lượng chiếu xạ dùng cho mỗi loại rau quả một khác, phụ thuộc vào đặc tính của loại đó Không phải tất cả các loại rau quả đều có thể bảo quản được bằng chiếu

xạ Thông thường với loại rau quả có độ pH > 4,5 thì phải chiếu xạ với liều lượng khoảng 45 MRad, còn loại co pH < 4,5 thì dùng liều lượng thấp hơn 13 MRad

Ưu điểm của phương pháp chiếu xạ là: đơn giản, nhanh chóng và thuận tiện; không để lại dư lượng nếu dùng liều lượng hợp lý; quá trình chiếu xạ có thể dễ dàng điều khiển theo ý muốn và giá thành thấp

7 Bảo quản rau quả bằng Ozon

Được tạo thành khi có sự phóng điện, là hợp chất không bền dễ bị phân hủy thành O2 va [O] nguyên tử Mức độ tiêu diệt vi sinh vật của Ozon mạnh gấp 1,5 lần

so vớn Clorine đặc biệt Ozon có tác dụng rất mạnh đối với vi khuẩn Ecoli

Ozon có thể khử đi những mùi hôi không mong muốn vì tính oxy hóa khử của nó Ozon còn có tác dụng loại bỏ Etylen

C2H4 + 2O3 = 2CO2 + 2H21.3.3 Phương pháp bảo quả Dứa đang được áp dụng Sau khi thu hái Dứa được lựa chọn theo độ chín, kích thước Loại bỏ những quả bầm dập, sây sát Dứa bảo quản cả hoa, cuống để dài khoảng 2cm

Kho bảo quản cần được sat trùng bằng formalin chứa 36% formaldehyd với liều lượng 0,25 lit/m2 sàn Nhiệt độ lúc phun là 16-180C, độ ẩm 95% đến 97% Phun xong đóng kín kho trong 24 giờ Có thể xông kho bằng lưu huỳnh với liều lượng 10g/m3 Khi xông cũng đóng kín phòng trong 24 giờ

Trước khi bảo quản, Dứa có thể được xông bằng Metilbrom với liều lượng

50 đến 80g/m3 kho trong 30 phút, sau đó xếp vào bao bì và cho vào kho bảo quản Dứa xanh được bảo quản trong phòng lạnh nhiệt độ 10-110C, độ ẩm 85-90% Không bảo quản Dứa xanh ở nhiệt độ thấp hơn 70C vì lõi Dứa dễ bị thâm và mất khả năng chín

Dứa xanh được xử lý bằng hóa chất 2,4DT nồng độ 0,05% và bọc sáp hoặc nhúng Topxin M 0,2% có thể bảo quản ở nhiệt độ 20-250C được hai tuần

Ngoài việc xử lý Dứa bằng hóa chất, người ta con dùng màng PE chuyên dùng để bọc Dứa rồi bảo quản Bằng cách này có thể kéo dài thời gian bảo quản lên gấp đôi

Dứa chín bảo quản ở 4,5-70C, độ ẩm 85-90% Không bảo quản dưới 40C

2.TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN 2.1 Nguồn gốc của chitosan

Chitin phân bố và tồn tại khá phong phú trong tự nhiên, chúng có cả ở động vật và thực vật Song trong động vật thủy sản đặc biệt là trong lớp vỏ của các động vật giáp xác như tôm, cua, ghe… thì hàm lượng chitin chiếm khá cao so với trọng lượng khô

Chitin là một polysaccaride có đạm không độc hại, có khối lượng phân tử lớn Cấu trúc Chitin là một tập hợp các phân tử liên kết với nhau bởi các cầu nối hydrogen và hình thành một mạng các sợi ít nhiều có tổ chức

Chitosan là một dẫn xuất của Chitin, nó là một polymer hữu cơ phổ biến trong tự nhiên sau cellulose và chúng được tạo ra trung bình 20g trong 1năm/m2 bề mặt trái đất

2.2 Cấu trúc phân tử của Chitosan

Chitosan là một polymer hữu cơ có cấu trúc tuyến tính từ các đơn vị β – D- Glucosamin liên kết với nhau bằng liên kết β – 1,4 Glucozit

Công thức cấu tạo của Chitosan:

Công thức phân tử: (C6H11O4N)n Phân tử lượng : MChitosan = (161,07)n

- Chitosan có nguồn gốc tự nhiên, không độc, an toàn cho người khi sử dụng làm thực phẩm, dược phẩm, có tính hòa hợp sinh học cao đối với sơ thể, có khả năng tự phân hủy sinh học

- Chitosan có nhiều tác dụng sinh học đa dạng như: khả năng hút nước giữ

ẩm, kháng nấm, kháng khuẩn với nhiều chủng loại khác nhau, kích thích tăng sinh

tế bào ở người và động vật, có khả năng nuôi dưỡng tế bào trong điều kiện nghèo dinh dưỡng

- Chitosan kết hợp với aldehyt trong điều kiện thích hợp để hình thành gel, đây là cơ sơ để bẫy tế bào, enzyme

- Chitosan phản ứng với acid đặc tạo muối khó tan, cho phản ứng màu tím khi tác dụng với iod và acid sunfuric, do đó có thể dùng phản ứng này để định tinh Chitosan

2.4 Ứng dụng của Chitin-Chitosan

Chitin không có công dụng gì đáng kể khi ở nguyên dạng vì tính tan kém, tuy nhiên khi chuyển sang các dẫn xuất như: glucosamin, chitosan, … thì nó lại được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như:

● Trong nông nghiệp Chitosan được dùng như một thành phần chính trong thuốc phòng trừ nóng bệnh (đạo ôn, khô văn,…), dùng làm thuốc kích thích sinh trưởng cây trồng như: lúa, cây công nghiệp, cây ăn quả, cây cảnh,… Chitosan không độc hại, giữ tác dụng lâu trên lá, cây, làm tăng độ nảy mầm cuả hạt, tăng việc tạo dịp lục trên lá, tăng khả năng đâm rễ, thúc đẩy quá trình ra hoa kết quả và làm tăng năng suất thu hoặc của cây trồng

Dung dịch chitosan có khả năng tạo màng mỏng dùng để bọc các hạt giống nhằm ngăn chặn sự tấn công của nấm, của vi khuẩn Thực tế bộ phận thường bị nấm tấn công nhất là hệ rễ, nếu dùng chitosan bao bọc thì năng suất tăng 20% so với không dùng Chitosan Ngoài ra, Chitosan có tác dụng cố định phân bón, thuốc trừ sâu

Chitosan dược làm thực phẩm tăng trưởng cho gà Khi thêm 10% Chitosan vào thức ăn giúp gà tăng sức đề kháng, phát triển, không độc hại và không để lại hậu quả nào

● Trong công nghiệp nhẹ

* Trong công nghiệm thực phẩm:

Chitosan dược dùng để bảo quản thực phẩm tươi bằng cách nhúng thực phẩm vào dung dịch Chitosan hoặc tạo ra những màng mỏng dùng để bao gói thực phẩm, như táo nếu được bảo quản trong một lớp màng chitosan mỏng thi sau 6 tháng vẫn giữ được vẻ tươi ngon như ban đầu nhờ vào khả năng kháng vi sinh vật của màng Chitosan và hạn chế được quá trình bay hơi nước

Chitosan có tính tẩy màu mà không hấp phụ mùi và các thành phần khác nen người ta ứng dụng vào việc khử màu nứơc uống ở nồng độ 1g Chitosan bột cho 100ml nước uống

Chitosan dùng để lọc trong các loại nước ép hoa quả, rượu bia, nước ngọt và

có thể lọc các nguồn nước thải công nghiệp từ các nhà máy chế biến thực phẩm nhờ khả năng làm đông các thể lơ lửng, rắn giàu protein trong nước thải của quá trình chế biến thịt, rau cải và công nghệ chế biến thủy sản

Dung dịch keo Chitosan có thể bọc hạt Gel Alginat trong việc cố định tế bào nấm men để lên men rượu và dịch quả nhiều lần

Viện Hóa Học các hợp chất thiên nhiên, Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên và Công Nghệ Quốc Gia đã điều chế được chế phẩm chất bảo quản BQ-1 được chế biến từ hỗn hợp dung dịch Chitosan và một số các hợp chất có nguồn gốc từ tự nhiên khác dùng để bảo quản quả tươi như: cà chua, vải, nho, chuối

Phòng polyme dược phẩm, Viện Hóa Học, Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên

và Công Nghệ Quốc Gia đã điều chế được chế phẩm PDP là một hỗn dịch trên cơ

sơ chitosan để bảo quản và làm trong nước quả

Có thể chế tạo màng chitosan dùng trong thực phẩm như sau: Hòa tan chitosan trong acid acetic 1,5% tạo thành dung dịch chitosan 6%, đánh đảo đều, lọc dung dịch bỏ cặn và chất không tan Lấy dung dịch vừa lọc pha với hai phần Glycerine và hai phần dung dịch acetat kẽm 20% tạo thành dung dịch loãng, dẻo Đem hỗn hợp vừa trộn đun cách thủy 40-500

C, thời gian 20-30 phút khi nào thấy dung dịch trong suốt là được Dùng hỗn hợp trên tráng thành những màng mỏng Chitosan Màng mong Chitosan này có thể thay thế polyetylen để bao bọc thực phẩm cao cấp

* Trong công nghiệp dệt:

Nhờ vào tính không tan trong nước của Chitosan đã làm cho nó có khả năng

hồ lên vải làm vải chống ẩm, ngoài tính không thắm nước vải sợi sau khi xử lý còn

có khả năng chống bén lửa, cách nhiệt, chịu nắng tốt, chống mục

Chitosan có thể dùng để sản xuất bao bì chống ẩm, dụng cụ bảo hộ lao động trong sản xuất cũng như trong nghiên cứu

Chitosan được dùng để hồ, cố định hình in hoa, ưu điểm là nó có thể thay đổi được hồ tinh bột để làm cho vải hoa, tơ, sợ bền hơn, chịu được sự cọ xát, bề mặt bóng đẹp, chịu được acid và kiềm nhẹ

* Trong công nghiệp giấy:

Chitosan làm tăng độ bền cho giấy, chỉ cần thêm trọng lượng bằng 1% trọng lượng của giấy sẽ làm sức dẻo dai của giấy, giảm thời gian cần thiết để rút nước ra khỏi bột, để làm gia tăng số lượng chất sợi trong giấy Theo ước tính của nhà sản xuất giấy có thể tiết kiệm được 90% năng lượng tiêu thụ vì bây giờ họ không cần đánh bột để rút nước ra nữa Loại giấy được chế tạo bằng Chitin dễ in hơn loại giấy binh thường và khó rách hơn khi bị ướt Với đặc tính này Chitin có thể được dùng trong việc chế tạo tả lót cho trẻ em, khăn giấy và bao giấy gói hàng

* Trong mỹ phẩm:

Dùng chitosan như một chất phụ gia để làm kem thoa mặt, làm thuốc làm mềm da, làm tăng khả năng hòa hợp sinh học giữa da và kem thuốc, chế tạo ra kem lột da mặt vì bản chất Chitosan là cố định dễ dàng trên biểu bì da bởi những nóm

NH4+ thừa, được các nhà hóa học gắn với những tia cực tím hay những chất giữ nước Chitosan trở thành cầu nối giữa hoạt chất của kem và da

● Trong y học Chitosan được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực y tế như: dùng để chữa bỏng, chăm sóc vết thương, dùng làm chỉ khâu, làm da nhân tạo

Chitosan đã được nghiên cứu trong lĩnh vực y học ở Việt Nam làm thuốc polysan 2% để chữa bỏng và vết thương mau lành, không để lại sẹo, không có tác dụng phụ, không gây dị ứng, được bộ y tế diệt và cấp giấy phép lưu hành trong toàn quốc

Từ chitosan sản xuất glucosamincos khả năng thúc tiến thuốc kháng sinh tố

và có thể dùng làm nguyên liệu để nuôi vi trùng và chế thuốc

Trong kỹ nghệ và bào chế dược phẩm, chitosan có thể làm chất phụ gia như làm tá độn, tá dược dính, chất tạo màng viên nang mềm và cứng và chất mang sinh học dẫn thuốc…

Theo nghiên cứu dùng Chitosan làm tá dược dính trong một số công thức viên có dược chất dễ bị tác động bởi các ion kim loại nặng của Nguyễn Thị Ngọc

Tú, Nguyễn Phúc Khuê và Nguyễn Thị Thanh Hải cho kết quả chitosan làm tá dược đính trên Vitamin C tốt ngang PVP (dung dịch cồn polyvinyl pirovidin) và là tác nhân khóa ion kim loại nặng tương tự EDTA_Na2 (Etylen Diamin Tetra Natriacetat) Chitosan có khả năng dùng thay thế hỗn hợp PVP, EDTA_Na2 trong tế bào thuốc viên vì có khả năng tạo màng phim trên viên, thích hợp để bao các viên

có thành phần trung tính hoặc acid nhẹ

Khoa Dược trường Đại Học Y Dược Thành Phố Hồ Chí Minh đã nghiên cứu thuốc chữa viêm loét dạ dày tá tràng từ chế phẩm của Chitosan như: Gel Chiosan, Gel Chitin, Gel Chitosan và Al(OH)3

Chitosan và dẫn xuất của nó dùng làm thuốc chữa bệnh như: thuốc hạ cholesterol trong máu, thuốc chống béo phì với hàm lượng chitosan 2%, chữa các vết thương Ngoài ra người ta con sản xuất được chỉ khâu tự nhiên bằng chitin Một công ty ở Mỹ đã dùng Chitosan để tạo vật dụng hút nước và chỉ khâu tự tiêu Các bác sĩ Mỹ đã khám phá rằng có thể giúp máu đông nhanh hơn và đã chế tạo ra thấu kính tiếp xúc không đặc tính thị lực từ Chitosan giúp quá trình liền sẹo của thị giác

● Ứng dụng trong công nghệ sinh học

* Dùng chitosan trong cố định tế bào Chitin-Chitosan là một chất mang phù hợp cho sự cố định enzyme tế bào Enzyme cố định tế bào là một chất xúc tác sinh học hoạt động trong một không gian linh hoạt Enzyme cố định cho phép mở ra việc sử dụng rộng rãi enzyme trong công nghiệp, trong y học, khoa học phân tích… Enzyme cố định được sử dụng lâu dài, không cần thay đổi chất xúc tác, nhất là trong công nghệ làm sạch nước, làm trong nước quả, sử dụng enzyme cố định rất thuận lợi và đạt hiệu quả cao

Đặc điểm quan trọng của các nguyên liệu được sử dụng làm chất mang enzyme là diện tích bề mặt trên một đơn vị thể tích hay trọng lượng phải rộng, không bị phân giải, không tan, bền vững với các yếu tố hóa học, giá rẻ, dễ kiếm Trong các loại polymer thì chitin và chitosan thõa mãn yêu cầu trên

Phương pháp cố định enzyme bao gồm: Enzyme được dính trên chất mang bằng liên kết hấp phụ hay liên kết tĩnh điện (liên kết ion), hoặc liên kết vùi trong lưới gel, liên kết ngang (GrossDingking) Enzyme được cố định trong Chitosan bằng liên kết hấp phụ hay liên kết ngang qua cầu nối chất trung gian như: Glutaraldehyt hoặc có khi enzyme bị vùi trong lưới gel tạo thành liên kết ngang giữa Chitosan và Glutaraldehyt

Qua nhiều nghiên cứu cho thấy Chitosan có các đặc điểm sau:

- Chitosan là một nguyên liệu dẻo, linh hoạt, nó có thể cố định enzyme bằng các hấp phụ đơn giản, bằng hấp phụ dạng lưới gel hay bằng liên kết ion qua nhân tố chức năng trung gian hoặc ở dạng thể vùi

- Sự liên kết ion NH4+ của chitosan với các ion âm tự do khác trên enzyme,

là nhân tố hình thành liên kết hấp phụ hay ion

- Hiệu suất cố định theo phương pháp hấp phụ có khuynh hướng cao hơn theo liên kết ion, cho phép thực hiện trong điều kiện nhẹ nhàng

- Khi so sánh với các chất mang khác thì Chitosan có khả năng chức đựng lượng protein 10-30mg/gram Chitosan

* Các ứng dụng khác của Chitosan

Chức năng tạo film của chitosan đã được nhiều tác giả nghiên cứu, khả năng này được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau Màng Chitosan đã được ứng dụng trong công nghệ sinh học nuôi nhốt tế bào

● Trong một số các ngành công nghiệp khác Công nghệ in: Dùng làm mực in cao cấp

Công nghệ phim ảnh, công nghệ điện tử và bán dẫn: làm màng lọc lót các linh kiện điện tử; hãng kỹ thuật của Matsushita còn dùng Chitosan trong việc chế tạo máy phát thanh

Chitosan còn dùng trong xử lý nước thải công nghiệp, có khả năng tạo phức với kim loại nặng độc hại, dùng để lọc trong nước sạch tiêu dùng, thanh lọc nước nhiễm chất độc hại và chất phóng xạ do Chitosan khóa chặt các ion kim loại như:

- Tác giả Bùi Văn Miên và Nguyễn Anh Trinh (Khoa Công Nghệ Thực Phẩm Trường Đại Học Nông Lâm) đã nghiên cứu dùng Chitosan tạo màng để bao gói thực phẩm Màng Chitosan có tính kháng khuẩn, tính giữ nước nên có thể dùng

để bảo quản các thực phẩm tươi sống giàu đạm như : cá, thịt … Đồng thời, bổ sung các chất phụ gia (Etylen Glycol- EG, Polyethylen Glycol- PEG) để tăng tính dẻo dai

và đàn hồi cho màng Các tác giả đã ứng dụng màng này trong bao gói xúc xích thì thấy rằng ngoài việc giúp cho sản phẩm xúc xích có hình dáng đẹp , màng Chitosan còn có tác dụng đặc biệt là không làm mất màu và mất mùi đặc trưng của xúc xích

- Các tác giả này cũng nghiên cứu dùng vỏ bọc Chitosan bảo quản các loại thủy sản tươi và khô Bảo quản cá tươi bằng Chitosan sẽ hạn chế được hiện tượng

mất nước và tổn thất chất dinh dưỡng của cá khi cấp đông và sau khi rã đông Đặc biệt, khi nấu cá đã được bảo quản bằng Chitosan thì thấy Chitosan không làm thay đổi mùi vị của sản phẩm Đối với thủy sản khô như: cá khô, cá mực,… thì tiến hành pha dung dịch chitosan 2% trong dung dịch acid acetic 1,5% sau đó nhúng cá khô

và mực khô vào dung dịch được pha, làm khô bằng cách sấy ở nhiệt độ 300C có quạt gió Sản phẩm thu được có thể bảo quản tốt ở nhiệt độ bình thường Tùy theo

độ ẩm của cá và mực khô mà sản phẩm có thời gian bảo quản khác nhau, độ ẩm càng thấp thì thời gian bảo quản càng dài Với độ ẩm 26 - 30%, cá khô bảo quản được 83 ngày, mực khô 85 ngày; còn độ ẩm 41- 45% thì cá khô giữ được 17 ngày, mực khô giữ được 19 ngày

-Nguyễn Trọng Bách (Đại Học Thủy Sản) đã nghiên cứu màng bao gói thực phẩm từ dung dịch Chitosan nồng độ 3,5% phối trộn phụ liệu là dung dịch hồ tinh bột nồng độ 3% với tỷ lệ phối trộn Chitosan/ tinh bột là 70/30 Ứng dụng màng này bảo quản thịt bò và cá thu ở nhiệt độ 0 - 50C thì thấy màng này có khả năng kháng khuẩn tốt và có khả năng giữ nước của thực phẩm trong, quá trình bảo quản lạnh thì thấy kết quả là thịt vẫn giữ được màu sắc trong suốt ba ngày bảo quản

- Tác giả Nguyễn Ngọc Tú và các cộng sự đã nghiên cứu dùng màng chitosan để bảo quản hoa quả tươi thì thấy thời gian bảo quản rau quả kéo dài hơn

so với hoa quả chỉ được bảo quản lạnh Kiểm tra số lượng vi sinh vật thì thấy hoa quả bảo quản bằng màng chitosan có khả năng kháng khuẩn tốt

Ngoài những nghiên cứu trên, nhiều tác giả cũng khác cũng có những nghiên cứu dùng màng chitosan để bảo quản trái cây như: sử dụng Chitosan trong bảo quản cam ở Việt Nam của nhóm tác giả Lê Doãn Diên và các cộng sự và với đề tài này

họ có thể bảo quản cam lên đến 42 ngày mà trạng thái của cam vẫn đạt mức thương phẩm; hay đề tài của sinh viên Phạm Hồng Ngọc Thùy bảo quản xoài sau thu hoạch bằng Chitosan và phụ gia đã được đánh giá cao

3.2 Nghiên cứu ngoài nước

Một số nhà khoa học người Nga như Krasavtsev, Maslova, Degtyareva, Bycoda, Noudga đã nghiên cứu ứng dụng màng Chitosan làm bao gói để bảo quản

cá và các sản phẩm từ cá Người ta dùng Chitosan được chiết rút từ các nguồn phế liệu thủy sản khác nhau như tôm, cua, ghẹ lần lượt làm màng mỏng bao gói cá thì

thấy màng Chitosan chiết rút từ vỏ tôm có độ dày, độ bền kéo, đàn hồi cao nhất Màng chitosan giúp cho sản phẩm giữ nước rất tốt và giữ được các đặc tính tự nhiên của sản phẩm

Attaya Kungsuwan, Bodin Ittipong và Suwalee Chandrkrachang đã nghiên cứu sử dụng dung dịch Chitosan (hòa tan 5g chitosan trong 500ml acid acetic 1%) làm màng bao gói bảo quản cá thì thấy thời gian bảo quản kéo dài tới 2 tháng trong khi cá không được bảo quản bằng Chitosan thì thời gian bảo quản chỉ kéo dài tối đa

là 1 tháng trong cùng một điều kiện bảo quản

Một nhóm các nhà khoa học trực thuộc một số trường đại học ở Canada như Blaise Ouattara, Ronal E Simard, Gabriel Piette, Andre Begin, Richard A Holley

đã nghiên cứu dùng màng Chitosan bao gói thịt thì có thể ức chế được sự phát triển của các vi sinh vật gây thối rữa nhằm kéo dài thời gian bảo quản thịt và các sản phẩm từ thịt

Ngoài ra có một số tác giả đã nghiên cứu dùng màng Chitosan để bảo quản trái cây như: Yueming Jiang, Jianrong Li, Weibo Jiang của trường đại học Zhejiang Gongshang ở Trung Quốc đã dùng màng chitosan bảo quản vải; hay đề tài nghiên cứu dùng màng chitosan bảo quản xoài của nhóm tác giả P.C Srinivasa, Revathy Baskaran, M.N Tharanathan của phòng hóa sinh và dinh dưỡng của trung tâm nghiên cứu công nghệ thực phẩm ở An Độ…

4 GIỚI THIỆU VỀ MÀNG CHITOSAN

Màng mỏng chitosan có vai trò hết sức quan trọng, nó được dùng để bảo quản thực phẩm sẽ hạn chế khả năng mất nước cũng như khả năng chống lại sự phát triển của vi sinh vật trong quá trình bảo quản

Chitosan có tác dụng làm bất động các tế bào vi trùng động vật hoặc thực vật hay các enzyme Đó là tính kháng khuẩn, kháng nấm (chitosan bổ sung vào thức ăn gia súc sẽ kích thích sự phát triển của vi khuẩn Bifidobacterium trong ruột, vi khuẩn này tạo ra enzyme lactase cho sự tiêu hóa và cản trở sự sinh trưởng của các vi sinh vật khác) Cơ chế kháng khuẩn của Chitosan vẫn chưa chắc chắn, tuy nhiên một vài suy đoán tin cậy đã đề xuất ý kiến cho rằng:

- Chitosan sẽ lấy đi từ các vi sinh vật này các ion quan trọng như Cu2+ Như vậy vi sinh vật sẽ chết do mất cân bằng các ion quan trọng

- Ngăn chặn phá hoại chức năng của màng tế bào

- Gây ra sự tổng hợp của polyelectrolyte với polyme mang tính chất acid trên

Mặt khác, hiện nay ô nhiễm môi trường là vấn đề bức xúc đang được quan tâm, một trong những nguồn chất thải đó là bao bì làm từ PE, PVC,….mà hàng ngày chúng ta thải ra môi trường Loại chất thải này thời gian phân huỷ rất lâu đồng thời để xử lý nó cũng hết sức phức tạo Chính vì vậy việc nghiên cứu và ứng dụng màng chitosan dùng trong công nghiệp bao gói là hết sức cần thiết và có ý nghĩa vô cùng to lớn