Nghiên cứu khảo sát hiệu quả bảo quản măng tây bằng một số màng polymer sinh học từ thủy sản

Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó.. Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tạ

GVHD: TS MAI THỊ TUYẾT NGA

NHA TRANG, 06/2014

LỜI CẢM ƠN



Đầu tiên em xin gửi tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm khoa Công nghệ Thực phẩm niềm biết ơn chân thành vì đã tạo điều kiện trong suốt thời gian em học tại trường

Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới cô: TS Mai Thị Tuyết Nga – Phó trưởng khoa Công nghệ Thực phẩm – Trường Đại học Nha Trang đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và động viên em trong suốt quá trình tiến hành đồ án

Xin cảm ơn đến tình cảm và sự giúp đỡ của tập thể cán bộ trong các phòng thí nghiệm – Trung tâm Thí nghiệm Thực hành – Trường Đại học Nha Trang đã giúp đỡ nhiệt tình và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian thực hiện

đồ án

Cuối cùng, xin cảm ơn các bạn bè đã góp ý, động viên, giúp đỡ để em vượt qua mọi khó khăn, hoàn thành đề tài tốt nghiệp

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN I MỤC LỤC II DANH MỤC CÁC BẢNG IV DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ V LỜI MỞ ĐẦU IX

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1.GIỚITHIỆUVỀBẢOQUẢNRAUQUẢ 1

1.2.GIỚITHIỆUVỀMĂNGTÂY 9

1.3.CÁCPHƯƠNGPHÁPBẢOQUẢNRAUQUẢ 16

1.4.POLYMERSINHHỌC 20

CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.1.NGUYÊNLIỆU 33

2.2.PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 36

2.2.1 Phương pháp đánh giá cảm quan 36

2.2.2 Phương pháp xác định khối lượng măng tây 38

2.2.3 Phương pháp phân tích vi sinh 39

2.3.PHƯƠNGPHÁPBỐTRÍTHÍNGHIỆ 40

2.3.1 Bố trí thí nghiệm kiểm tra cảm quan và khối lượng 40

2.3.2 Bố trí thí nghiệm kiểm tra vi sinh 44

2.4.THIẾTBỊ,DỤNGCỤVÀHÓACHẤTSỦDỤNGTRONGNGHIÊN CỨU 46

2.5.XỬLÝSỐLIỆU 46

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 47

3.1.XÁCĐỊNHĐIÊUKIỆNBẢOQUẢNTHÍCHHỢP 47

3.2 XÁC ĐỊNH LOẠI POLYMER THÍCH HỢP TRONG BẢO QUẢN MĂNGTÂY 49

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

PHỤ LỤC 1

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Giá trị dinh dưỡng của măng tây trên 100g 13

Bảng 1.2: Thành phần hóa học của măng tây so sánh với một số loại rau 14

Bảng 1.3: Nhiệt độ và độ ẩm trung bình cả năm ở các vùng tại Việt Nam 16

Bảng 1.4: Các dung môi thường sử dụng để hòa tan chitosan 21

Bảng 1.5: Tính chất của các loại Carrageenan thông dụng 24

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Hình ảnh về măng tây xanh 10

Hình 1.2 Hình ảnh về măng tây trắng 11

Hình 1.3 Hình ảnh về măng tây tím 12

Hình 1.5 Hình ảnh về Agar 27

Hình 1.6: Cấu tạo của Agar 27

Hình 2.1: Hình ảnh về măng tây nguyên liệu 33

Hình 2.2: Hình ảnh Chitosan được sử dụng 34

Hình 2.3 Hình ảnh Carrageenan được sử dụng 34

Hình 2.4 Hình ảnh sản phẩm Agar được sử dụng 35

Hình 2.5 Hình ảnh sản phẩm axit acetid được sử dụng 36

Hình 2.6 Cân điện tử 38

Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định loại polymer sinh học thích hợp bảo quản măng tây qua đánh giá cảm quan và khối lượng 40

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định loại polymer sinh học thích hợp bảo quản măng tây qua đánh giá vi sinh 45

Hình 3.1 Thời hạn bảo quản của các mẫu măng tây xử lý bằng Chitosan1%, Carrageenan 0,4% và Agar 1% ở nhiệt độ thường và nhiệt độ lạnh 47

Hình 3.2 Phần trăm khối lượng còn lại sau 4 ngày bảo quản của các mẫu măng tây 47

Hình 3.3 Măng tây được xử lý Chitosan 0,75% sau 4 ngày bảo quản 48

Hình 3.4 Măng tây được xử lý Chitosan 0,75% sau 4 ngày bảo quản 48

Hình 3.5 Điểm cảm quan về trạng thái của mẫu măng tây được xử lý bằng Chitosan Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 50

Hình 3.6 Điểm cảm quan về màu sắc của mẫu măng tây được xử lý bằng Chitosan Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 50

Hình 3.7 Điểm cảm quan về cấu trúc da của mẫu măng tây đƣợc xử lý bằng

Chitosan Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 51

Hình 3.8 Điểm cảm quan về mức độ thâm của mẫu măng tây đƣợc xử lý bằng

Chitosan Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 51

Hình 3.9 Điểm cảm quan về mức độ úng của mẫu măng tây đƣợc xử lý bằng

Chitosan Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 52

Hình 3.10 Điểm cảm quan về trạng thái của mẫu măng tây đƣợc xử lý bằng

Carrageenan Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 54

Hình 3.11 Điểm cảm quan về màu sắc của mẫu măng tây đƣợc xử lý bằng

Carrageenan Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 55

Hình 3.12 Điểm cảm quan về cấu trúc da của mẫu măng tây đƣợc xử lý bằng

Carrageenan Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 55

Hình 3.13 Điểm cảm quan về mức độ thâm của mẫu măng tây đƣợc xử lý bằng

Carrageenan Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 56

Hình 3.14 Điểm cảm quan về mức độ úng của mẫu măng tây đƣợc xử lý bằng

Carrageenan Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 56

Hình 3.15 Điểm cảm quan về trạng thái của mẫu măng tây đƣợc xử lý bằng

Agar Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 58

Hình 3.16 Điểm cảm quan về màu sắc của mẫu măng tây đƣợc xử lý bằng

Agar Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 58

Hình 3.17 Điểm cảm quan về cấu trúc da của mẫu măng tây đƣợc xử lý bằng

Agar Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 59

Hình 3.18 Điểm cảm quan về mức độ thâm của mẫu măng tây đƣợc xử lý bằng

Agar Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 59

Hình 3.19 Điểm cảm quan về mức độ úng của mẫu măng tây đƣợc xử lý bằng

Agar Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 60

Hình 3.20: Kết quả so sánh trạng thái của măng tây xử lý bằng Chitosan 1%,

Agar 1%, Carrageenan 0,4% và mẫu đối chứng Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 62

Hình 3.21: Kết quả so sánh màu sắc của măng tây xử lý bằng Chitosan 1%,

Agar 1%, Carrageenan 0,4% và mẫu đối chứng Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 62

Hình 3.22: Kết quả so sánh cấu trúc da của măng tây xử lý bằng Chitosan 1%,

Agar 1%, Carrageenan 0,4% và mẫu đối chứng Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 63

Hình 3.23: Kết quả so sánh mức độ thâm của măng tây xử lý bằng Chitosan

1%, Agar 1%, Carrageenan 0,4% và mẫu đối chứng Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 63

Hình 3.24: Kết quả so sánh mức độ úng của măng tây giữa Chitosan 1%, Agar

1%, Carrageenan 0,4% và mẫu đối chứng Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 64

Hình 3.25 Phần trăm khối lượng còn lại sau các ngày của các mẫu xử lý bằng

Chitosan Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 65

Hình 3.26 Phần trăm khối lượng còn lại sau các ngày của các mẫu xử lý bằng

Carrageenan Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 66

Hình 3.27 Phần trăm khối lượng còn lại sau các ngày của các mẫu xử lý bằng

Agar Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 66

Hình 3.28 Phần trăm khối lượng còn lại sau các ngày bảo quản của các mẫu

Chitosan 1%, Agar 1%, Carrageenan 0,4% và mẫu đối chứng Các mẫu có chữ cái khác nhau tại mỗi ngày bảo quản thể hiện mẫu khác nhau có ý nghĩa tại ngày đó 68

Hình 3.29 Ảnh hưởng của Chitosan 1%, Carrageenan 0,4% và Agar 1% đến

tổng số vi sinh vật hiếu khí trên bề mặt măng tây 70

LỜI MỞ ĐẦU

Măng tây là một loại rau khá xa lạ với người dân Việt Nam vào khoảng 50 năm về trước, nhưng nay nó đã dần trở nên quen thuộc hơn trong những bữa cơm người Việt Để được như vậy phần lớn là nhờ vào giá trị dinh dưỡng của nó Và nó cũng dần trở thành loại rau có giá trị kinh tế cao Tuy nhiên, ngoài hướng tích cực thì việc giàu dinh dưỡng cũng phần nào làm cho măng tây dễ bị hư hỏng Hiện nay người dân chủ yếu bảo quản theo phương pháp là bảo quản ở nhiệt độ thường hoặc nhiệt độ lạnh nên thời gian bảo quản măng tây ngắn

Polymer sinh học là các đại phân tử có nguồn gốc từ sinh vật Bao gồm 4 nhóm: nucleotid, protein, carbohydrate và lipid [8] Ví dụ: Sáp hoặc dầu paraffin, sáp ong, sáp carnauba, dầu thực vật, cellulose, pectin, tinh bột, alginate, agar, chitosan, carrageenan, gelatin, casein… Trong đó, một số đã được dùng phổ biến trong bảo quản thực phẩm như alginate, agar, chitosan, carrageenan, gelatin… nhờ vào khả năng chống oxy hóa; kháng khuẩn; chống thấm khí, thấm nước; hạn chế thoát nước làm khô bề mặt thực phẩm…

Hiện nay, chitosan, carrageenan, agar đã được dùng trong bảo quản một số loại rau quả Kết quả cho thấy chúng an toàn với người sử dụng và có khả năng kéo dài thời gian bảo quản cho rau quả

Từ cở sở trên, được phép của Khoa Công nghệ Thực phẩm và giáo viên

hướng dẫn, em thực hiện đề tài “Nghiên cứu khảo sát hiệu quả bảo quản măng

tây bằng một số màng polymer sinh học từ thủy sản” Mục đích của đề tài là tìm ra

loại polymer sinh học có khả năng bảo quản măng tây tốt nhất

Nội dung của đề tài:

1 Tổng quan về nguyên liệu măng tây, polymer sinh học dùng trong bảo quản rau quả

2 Khảo sát khả năng bảo quản măng tây bằng màng chitosan, carrageenan và agar

Ý nghĩa khoa học của đề tài:

Chitosan, Carrageenan và Agar đã được dùng nhiều trong bảo quản thực phẩm nhưng cho tới hiện tại vẫn chưa được nghiên cứu và ứng dụng trong bảo quản măng tây Nên những kết quả thu được từ nghiên cứu này là hoàn toàn mới về khả năng ứng dụng Chitosan, Carrageenan và Agar trong bảo quản măng tây tươi

Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

Tại các cơ sở kinh doanh măng tây cũng như các hộ gia đình, măng tây chủ yếu được bảo quản ở điều kiện thường hoặc được bảo quản lạnh nên thời gian lưu trữ măng tây sẽ không cao Qua kết quả của đề tài nghiên cứu này sẽ giúp tìm ra được phương thức bảo quản mới giúp thời gian bảo quản măng tây được dài hơn

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 GIỚI THIỆU VỀ BẢO QUẢN RAU QUẢ

1.1.1 Nhu cầu bảo quản rau quả sau thu hoạch

Trong trồng trọt, với các nhà vườn thì mục tiêu kinh tế luôn được đặt lên hàng đầu Tuy nhiên, để tăng năng xuất của rau quả khi còn đang ngoài đồng là khó khăn và tốn nhiều chi phí về lao động, phân bón, thuốc trừ sâu, thiết bị máy móc…

Nhưng nếu ta thận trọng trong quá trình bảo quản thì việc tăng về kinh tế sẽ khả thi hơn

“Rau quả là loại nông sản chứa một hàm lượng nước cao 85-95% Mặt khác, thành phần dinh dưỡng trong rau quả rất phong phú, chủ yếu là đường dễ tiêu (glucose, fructose, saccaose); các polisaccarit (tinh bột, hemixelluose, các pectin); các axit hữu cơ; muối khoáng; các hợp chất chứa nitơ; chất thơm và các vitamin (đặc biệt là vitamin C)… Kết cấu tổ chức tế bào của đa số loại rau quả lỏng lẻo, mềm xốp, dễ bị xây xát, sứt mẻ, bẹp, nát nên vi sinh vật dễ xâm nhập”.[6]

Ngoài ra, ở nước ta sự thiệt hại gây ra trong quá trình bảo quản là một con số đáng kể, tổn thất trung bình của rau quả hàng năm là 10-30% Do vậy, bảo quản rau quả sau thu hoạch là điều cần thiết

1.1.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bảo quản rau quả [19]

a Những biến đổi của rau quả sau thu hoạch

a.1 Những biến đổi sinh lý

a.1.1 Hô hấp

Sự hô hấp diễn ra khi có O2 (hô hấp hiếu khí) hay không có O2 (hô hấp yếm khí hay lên men) Năng lượng tạo ra trong quá trình hô hấp hiếu khí (36 ATP) gấp

nhiều lần so với hô hấp yếm khí (chỉ 2 ATP) Hô hấp yếm khí không có lợi, tạo nhiều sản phẩm trung gian, ảnh hưởng nhiều đến chất lượng rau quả

Trong quá trình bảo quản, hô hấp thường làm biến đổi thành phần hóa sinh của rau quả, tiêu hao chất dự trữ, làm giảm chất lượng dinh dưỡng và cảm quan của rau quả Ngoài ra, hô hấp còn giải phóng nhiệt, hơi nước ra môi trường xung quanh, điều này góp phần thúc đẩy các quá trình hư hỏng diễn ra nhanh hơn

Thời gian bảo quản các loại rau quả phụ thuộc vào cường độ hô hấp Cường

độ hô hấp được xác định chủ yếu bằng lượng O2 hấp thụ hay lượng CO2 tạo ra trên một đơn vị khối lượng rau quả trong một đơn vị thời gian

Đây là đại lượng không ổn định, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loại rau quả, ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, thành phần không khí, tốc độ trao đổi khí (như O2,

CO2, etylen…) Tỷ lệ CO2/O2 của môi trường bảo quản có tác dụng quyết định đến

hô hấp của rau quả Giảm nồng độ O2 và tăng CO2 trong môi trường bảo quản là biện pháp tốt để giảm cường độ hô hấp Tích lũy ethylen trong môi trường bảo quản cũng thường làm tăng cường độ hô hấp và rút ngắn tuổi thọ rau quả Độ ẩm cao, hay trong môi trường có điều kiện chiếu sáng mạnh cũng làm tăng cường độ hô hấp của rau quả

a.1.2 Sự thoát hơi nước

Sự mất nước của các loại rau quả có ảnh hưởng lớn đến trạng thái sinh lý cũng như chất lượng cảm quan của sản phẩm Sự thoát hơi nước sau thu hoạch làm cho rau quả bị héo, giảm sức đề kháng Nếu mất nước nhiều sẽ không còn giá trị thương phẩm

Ở rau quả non, tế bào có lớp cutin mỏng, chứa ít protein nên khả năng giữ nước kém Rau ăn lá có nhiều khí khổng trên bề mặt nên thoát hơi nước nhiều hơn các loại rau khác Lớp vỏ cà rốt có ít sáp trên bề mặt nên thoát hơi nước nhiều hơn

lê và táo

Trong bảo quản, để hạn chế sự thoát hơi nước, người ta thường: hạ nhiệt độ, tăng độ ẩm, giảm tốc độ chuyển động của không khí trong bảo quản, hay bao gói sản phẩm bằng vật liệu phù hợp để có thể giảm thiểu sự mất nước của rau quả

a.2 Những biến đổi sinh hóa:

a.2.1 Nước:

Hàm lượng nước trong rau quả cao hay thấp có ảnh hưởng lớn đến khả năng bảo quản Ở những rau quả có hàm lượng nước cao, quá trình sinh lý xảy ra mãnh liệt, cường độ hô hấp tăng làm tiêu tốn nhiều chất dinh dưỡng dự trữ và sinh nhiệt Việc bảo quản cũng khó khăn do đây là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật hoạt động

Đối với rau quả là những sản phẩm tươi, có xu hướng thoát hơi nước nhiều, lượng nước có trong rau quả hầu như phụ thuộc vào thời điểm thu hoạch Nên thu hoạch lúc rau quả chứa nhiều nước nhất, thường là vào sáng sớm, trời mát Khi bảo quản rau quả cần duy trì độ ẩm môi trường cao (80-95%) để tránh hiện tượng thoát hơi nước

a.2.2 Glucid:

a.2.2.1 Đường:

Đường trong rau quả quyết định chất lượng cảm quan của chúng như tạo mùi (khi kết hợp với axit hữu cơ tạo este), vị (cân bằng đường-axit), màu sắc (dẫn xuất của anthocyanin) và độ mịn (kết hợp với polysaccharide với tỷ lệ thích hợp)

Đường trong rau quả chủ yếu tồn tại dưới dạng glucose, fructose và sucrose

Hàm lượng đường cao nhất ở các loại quả nhiệt đới, thấp nhất ở các loại rau

Trong quá trình bảo quản, các loại đường đa dần bị thủy phân thành đường đơn Sau đó, các đường đơn này tham gia vào quá trình hô hấp để tạo năng lượng duy trì sự sống của rau quả Vì thế, đường bị tiêu hao rất nhiều trong quá trình bảo quản

a.2.2.2 Tinh bột:

Trong rau quả, hàm lượng tinh bột thường thấp, chỉ khoảng 1% (trừ chuối chứa khoảng 15-20%) Sự biến đổi của tinh bột theo hướng sinh tổng hợp hay thủy phân có ý nghĩa đến chất lượng rau quả sau thu hoạch Đối với một số loại quả như chuối, sự chuyển hóa tinh bột thành đường diễn ra trong quá trình chín của quả chín của quả mang đến vị ngọt và góp phần tạo hương thơm đặc trưng cho quả Dưới tác dụng của một số enzyme, tinh bột sẽ bị thủy phân tạo thành đường

a.2.2.3 Cellulose và hemicelluloses:

Trong các loại quả, cellulose chiếm khoảng 0,5-2,7% (dứa 0,8%, bưởi 1,4%, hồng 2,5%); trong rau cellulose chiếm khoảng 0,2-2,8% (cải bắp 1,5%, măng 3%) Trong các loại quả hạch có vỏ cứng, cellulose có thể chiếm tới 15%

Do hàm lượng enzyme cellulase tương đối thấp trong các sản phẩm sau thu hoạch nên có rất ít sự biến đổi về cấu trúc của cellulose trong quả chín trong rau quả bảo quản

Hàm lượng hemicellulose trong rau từ 0,2-3,1%, trong quả là 0,3-2,7% Đây cũng là thành phần cấu trúc chính của thành tế bào, các thành phần cấu tạo của hemicelluloses gồm glucose, galactose, xylose và arabinose

a.2.2.4 Pectin:

Trong bảo quản, quả có xu hướng chuyển sang trạng thái mềm Sự thay đổi trạng thái này là do sự thủy phân protopectin thành các pectin hòa tan hay sự phá vỡ liên kết giữa hợp chất pectin với các thành phần khác của thành tế bào

a.2.3 Axit amin và protein:

Protein trong các loại quả chứa khoảng 1%; trong rau khoảng 2%; trong các loại đậu đỗ khoảng 5% Với các sản phẩm rau quả, các protein đóng vai trò chức năng chứ không dự trữ trong các loại hạt

Sự già hóa và sự chín của rau quả sau thu hoạch dẫn đến sự biến đổi về hàm lượng và thành phần của protein và axit amin Trong khi phần lớn các enzyme giảm

xuống thì enzyme protease lại tăng nồng độ trong giai đoạn chín của rau quả Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu cho thấy rằng hàm lượng axit amin có xu hướng giảm khi quả chín Điều này có thể lý giải là do sự kết hợp của chúng tạo thành protein cho quá trình tổng hợp enzyme chín Hàm lượng axit amin thấp có thể coi như là sự biểu thị độ chín tăng lên tương đối

Trong khi dó, sự tăng quá trình tổng hợp protein trong giai đoạn đầu của quá trình chín có thể đo được ở nhiều loại quả Ở giai đoạn này, sự tổng hợp protein được thúc đẩy và đạt đến giá trị đỉnh, đến khi quả chín hoàn toàn thì tốc độ tổng hợp giảm dần Những protein mới tổng hợp này rất quan trọng cho quá trình chín của quả

a.2.4 Lipid:

Ở rau quả, lipid chủ yếu là dạng cấu tử tham gia vào thành phần cấu trúc màng, hay lớp vỏ sáp bảo vệ Hàm lượng thường thấp hơn 1%, trừ quả bơ và ôliu chứa trên 15% dưới dạng hạt nhỏ trong tế bào thịt quả

Trong bảo quản rau quả, lipid ít ảnh hưởng do hàm lượng của nó trong rau quả khá thấp và nó không phải là nguồn cơ chất sử dụng trong quá trình hô hấp của quả

a.2.5 Sắc tố:

Ở giai đoạn trước và sau thu hoạch, rau quả hầu hết đều có sự thay đổi về sắc

tố Khi quả chín, có sự giảm sút lượng cholorophyll và sự tổng hợp sắc tố mới như anthocyanin hay carotenoid Anthocyanin tập trung trong không bào, được tổng hợp

từ các hợp chất flavoid và một phần từ axit amin phenylalanin Còn carotenoid được tổng hợp trong mô của cây xanh thường là β-caroten, tuy nhiên, trong nhiều loại quả, β-caroten và lycopen được tổng hợp trong quá trình chín (trong đó lycolen đóng vai trò báo trước sự xuất hiện của β-caroten)

Sự phân hủy hay tổng hợp sắc tố mới đều diễn ra theo hai chiều hướng, có lợi hay không có lợi Ví dụ màu đỏ ở cà chua là điều được mong muốn trong khi sự tổng hợp carotenoid ở mướp đắng lại không có lợi Hay sự thủy phân chlorophyll làm cho sắc tố có sẵn được thể hiện (ở quả chuối), nhưng cũng có sự phân hủy chlorophyll làm súp lơ xanh chuyển thành màu vàng, làm giảm chất lượng rau quả

a.2.6 Các hợp chất bay hơi:

Mặc dù hương thơm trong quả phụ thuộc vào sự tương tác giữa các đường, axit hữu cơ, phenol và các chất bay hơi nhưng hương thơm của từng loại rau quả là

do chất mùi bay hơi đặc trưng Chúng bao gồm các este, alcohol, acid, aldehyd, ketone… Những chất này có trọng lượng phân tử nhỏ và có hàm lượng không đáng

kể nhưng lại có ý nghĩa lớn trong việc tạo ra mùi và hương thơm đặc trưng cho rau quả

Do tầm quan trọng của các hợp chất bay hơi trong việc tạo ra chất lượng cảm quan của rau quả, nên cần hạn chế sự thay đổi theo chiều hướng xấu về mùi ở rau quả sau thu hoạch Điều kiện và thời gian bảo quản cũng có ảnh hưởng nhiều đến sự tổng hợp các chất thơm sau khi đưa rau quả ra khỏi kho bảo quản

a.2.7 Acid hữu cơ

Acid hữu cơ đóng vai trò quan trọng trong hoạt động trao đổi chất của rau quả, một số acid hữu cơ là thành phần không thể thiếu của chu trình hô hấp Acid hữu cơ còn tạo nên mùi vị đặc trưng cho rau quả Một số quả sau thu hoạch có chứa lượng acid hữu cơ cao như: chanh (6-8%), mơ (1,3%),…

Nhiều nghiên cứu cho thấy, khi quả chín, hàm lượng acid hữu cơ có xu hướng giảm do nó là nguyên liệu của quá trình hô hấp, nó có thể giảm tới 50% trong suốt thời gian tồn taị của quả Phương pháp bảo quản trong khí quyển kiểm soát có ảnh hưởng đến sự biến đổi của acid trong quả

a.2.8 Vitamin:

- Vitamin C:

Rau quả là nguồn cung cấp đến 90% lượng vitamin C Vitamin C có nhiều trong ổi (300 mg/100 g), đu đủ, cam, quýt…và một số rau xanh như cải, củ cải (120 mg/100 g) Hàm lượng vitamin C giảm mạnh trong quá trình bảo quản, nhất là khi ở nhiệt độ cao và thời gian bảo quản dài Trong quá trình chín, hàm lượng vitamin C giảm nhiều là do acid ascorbic đóng vai trò là enzyme oxidase cuối cùng trong sự cạnh tranh với enzyme cytochrom oxidase trong hệ thống vận chuyển điện tử

- Vitamin A:

Chỉ có khoảng 10% carotenoid trong rau quả là các tiền vitamin A, có nhiều trong một số rau quả như cà rốt, bầu, cà chua, ớt… Carotenoid thường tổn thất nhiều trong quá trình chế biến và một phần trong bảo quản

b Những yếu tố bên ngoài:

b.1 Những yếu tố vật lý:

b.1.1 Ánh sáng:

Trong bảo quản thực phẩm, ánh sáng gây ra nhiều bất lợi như:

- Tia UV làm phá hủy vitamin, lipid

- Ánh sáng làm nhạt màu rau quả

- Gây thoát hơi nước và làm rau quả bị khô héo trong khi bảo quản

- Ở khoai tây, ánh sáng làm tăng sự tích lũy solanin-một chất độc ở mầm khoai tây

- Làm tăng hoạt động của các loài côn trùng

b.1.2 Nhiệt độ:

Nhiệt độ cao (trên 30 0C) làm hoạt động của enzyme, vi sinh vật và côn trùng được tăng cường Khi rau quả tươi, ảnh hưởng của nhiệt độ còn mạnh hơn

Điều này cho thấy ảnh hưởng rất lớn của nhiệt độ đến rau quả, làm sản phẩm mau chóng hư hỏng trong bảo quản

Trong thời gian bảo quản, phải chọn nhiệt độ thích hợp với từng loại rau quả Thời gian bảo quản càng dài thì càng cần nhiệt độ thấp (ở 3 0C có thể tồn trữ vải thiều trong 30 ngày và 7 0C để tồn trữ được trong 15 ngày) Ngoài ra, đối với những rau quả có xuất xứ từ vùng ôn đới thì nhiệt độ bảo quản cũng phải thấp hơn nhiều so với rau quả từ nhiệt đới

b.1.3 Độ ẩm:

Nước trong rau quả tồn tại ở hai dạng là tự do và liên kết Trong đó, nước tự

do trực tiếp tham gia vào hoạt động trao đổi chất của rau quả Để bảo quản rau quả

ta phải làm giảm hoạt độ nước tự do bằng cách làm khô rau quả đến độ ẩm mà tại

đó hoạt động trao đổi chất của rau quả là thấp nhất

b.1.4 Các yếu tố khác:

Gió, áp suất không khí… cũng có thể ảnh hưởng gián tiếp đến việc bảo quản Gió có thể làm héo rau quả Áp suất không khí thấp, hoạt động trao đổi chất và hoạt động của vi sinh vật giảm nên có tác dụng tốt cho bảo quản

b.2 Các yếu tố sinh học:

b.2.1 Vi sinh vật gây hại:

Vi sinh vật gây hại gồm virus, một số vi khuẩn nhưng chủ yếu là các loài nấm, đặc biệt là nấm hoại sinh hay kí sinh không bắt buộc Chúng có thể xâm nhập vào từ nơi trồng hay sau thu hoạch và trong bảo quản

Rau quả bị nhiễm vi sinh vật làm giảm nghiêm trọng chất lượng Chúng sẽ bị giảm chất khoáng, vitamin Vi sinh vật làm mất đi mùi thơm và vị đặc trưng của rau

quả, đồng thời tiết ra các sản phẩm trung gian của quá trình trao đổi chất như các axit hữu cơ, alcohol, xeton, axit béo…, gây ra các mùi hôi, mốc, chua Ngoài ra, các

vi sinh vật này có thể tiết ra độc tố cho sản phẩm rau quả

Dấu hiệu đầu tiên có thể quan sát bằng mắt thường sự gây hại của vi sinh vật

là hiện tương thay đổi màu sắc Rau quả khi bị nhiễm bệnh có thể bị biến màu một phần hay toàn bộ bề mặt, làm cho rau quả xuất hiện chấm đen, hay xám Các vết biến màu này thông thường sẽ phát triển lan rộng tạo ra các khoảng thâm, trũng, thối nhũn Những biến đổi bên ngoài làm giảm giá trị cảm quan của rau quả

b.2.2 Côn trùng gây hại:

Rau quả có thể bị nhiễm côn trùng gây hại khi mới thu hoạch về hay trong quá trình bảo quản tại kho

Các loài côn trùng thường cắn phá lớp vỏ bảo vệ, làm rau quả dễ dàng bị nhiễm các loại nấm gây hại, gây thối hỏng nhanh chóng Chúng cũng là trung gian truyền bệnh cho người, gây giảm giá trị của rau quả

1.2 GIỚI THIỆU VỀ MĂNG TÂY:

1.2.1.Nguồn gốc và lịch sử của măng tây: [1]

Măng tây có tên tiếng Anh: Asparagus Tên khoa học: Officinalis L

Thuộc loại thực vật một lá mầm, thuộc bộ loa kèn, có thân rễ sống dai Măng tây được chia thành nhiều nhóm, tùy vào màu sắc của chồi măng mà có các loại: măng tây xanh, trắng, tím…

Măng tây là loại rau cao cấp có thành phần dinh dưỡng cao, rất được ưa chuộng ở phương Tây cũng như phương Đông Ở các nước Tây Âu nơi có nhu cầu dùng măng tây nhiều nhưng khí hậu lạnh, mỗi năm chỉ trồng được vào mùa xuân và năng suất không cao

Riêng ở Việt Nam, đặc biệt là Đà Lạt, Lâm Đồng nơi có khí hậu ôn đới thích hợp cho việc trồng và thu hái măng tây quanh năm đem lại nguồn kinh tế cho người

trồng Từ năm 1960-1970, nhiều vùng trong nước đã trồng măng tây để chế biến xuất khẩu như Đông Anh (Hà Nội), Kiến An (Hải Phòng) và Long Xuyên (An Giang) Hiện nay măng tây được trồng rất nhiều ở Ninh Thuận

Thị trường nhập khẩu măng tây chủ yếu là các nước Tây Âu, lên đến hàng trăm ngàn tấn Các nhà hàng trong nước hiện cũng có nhu cầu tiêu thụ sản phẩm này

Đặc điểm sinh lý: [9]

Măng tây là loại cây trồng lâu năm, dạng bụi thân thảo, được trồng trong các vùng có nhiệt độ trung bình khoảng 25 oC Tuy nhiên, ngày nay, do tiến bộ trong việc chọn giống nên đã tạo được những dòng măng tây xanh, sinh trưởng và phát triển tốt trong những vùng nhiệt đới có nhiệt độ trung bình trong năm cao Bộ phận thu hoạch của măng tây là măng Trước khi nhú khỏi mặt đất, măng có màu trắng, mềm, khi mọc cao lên chúng biến thành màu xanh và phát sinh cành, cây có thể cao

từ 1,5 – 2 m

Các loại măng tây: [5]

- Măng xanh (tên khoa học là asparagus officinalis Linn), giống F1

California 500, loại này cho năng suất cao, dễ trồng, dễ thu hoạch nhưng giá trị thương phẩm không cao

Hình 1.1 Hình ảnh về măng tây xanh [21]

- Măng trắng: Đại diện giống F1 Mary Washington là giống trồng phổ biến cho năng suất và chất lượng cao Măng tây trắng thực ra là một dạng của măng tây xanh được trồng ở Úc Sự khác nhau là măng tây trắng được trồng trong bóng tối Khi măng tây tiếp xúc với ánh sáng mặt trời đầu tiên chúng sẽ chuyển sang hồng và sau đó là màu xanh Lý do chính làm cho giá của măng tây trắng cao hơn nhiều so với măng tây xanh là măng tây trắng có một nguồn cung hạn chế và các chi phí sản xuất cao

Hình 1.2 Hình ảnh về măng tây trắng [22]

- Măng tím: Măng tây tím là một dạng khác của măng tây xanh và măng tây trắng Màu tím của nó xuất phát từ mức độ cao của anthocyanin (chất chống oxy hóa mạnh) trong các đọt Nó có hàm lượng chất xơ thấp hơn so với măng tây trắng

và măng tây xanh, làm cho nó mềm hơn và toàn bộ đọt có thể ăn từ gốc cho đến ngọn Măng tây tím ngọt, đọt dày hơn so với măng tây xanh và măng tây trắng Măng tây tím thường có ở Úc vào tháng 10 và giữa tháng 12

Hình 1.3 Hình ảnh về măng tây tím [23]

1.2.2 Thành phần dinh dƣỡng:

Sản phẩm của cây măng tây là đoạn thân non, có hàm lƣợng dinh dƣỡng khá cao Trong măng tây có các thành phần nhƣ protein, gluxit, xenlulose, canxi, kali…Ngoài ra, nó còn chứa rất nhiều loại vitamin cần thiết nhƣ vitamin C, E, K, thiamine (vitamin B1), riboflavin (vitamin B2), niacin (vitamin B3), axit pantothenic (vitamin B5), pyridoxine (vitamin B6), folate (vitamin B9), …

Bảng 1.1: Giá trị dinh dưỡng của măng tây trên 100g

Thành phần

Giá trị dinh dưỡng

Tỷ lệ phần trăm của ADR

Lutein-710mg

(Nguồn:

www.nutrition-and-you.com) Măng tây thuộc loại rau xanh có khả năng sinh nhiệt tương tự các loại rau thường dùng nhưng được ưa chuộng là do độ dòn và vị ngọt đặc trưng của nó

Bảng 1.2: Thành phần hóa học của măng tây so sánh với một số

loại rau [1]

Nước

(%)

Đường (%)

Protein (%)

Cellulose (%)

Tro (%)

Ca (mg/%)

VitaminC (mg/%)

1.2.3 Lợi ích của măng tây:

Măng tây có thể dùng để chế biến thành nhiều món ăn ngon như: salad măng tây, măng tây xào với thịt bò, gà, tôm, hay các món nướng, hầm, súp, nộm Các món ăn từ măng tây có vị giòn mát của các loại rau củ hòa cùng vị ngọt tự nhiên của đạm động vật tạo nên một món ăn bổ dưỡng và hấp dẫn

Măng tây không chỉ giàu dinh dưỡng, mà nó còn chứa các chất có hoạt tính sinh học và đã được chứng minh có tác dụng tích cực đến sức khỏe với các công dụng sau: [5]

+ Măng tây giàu hợp chất chống viêm

Măng tây có chứa một nhóm các chất có khả năng chống viêm bao gồm các saponin măng tây (asparanin, sarsasapogenin, protodioscin, và diosgenin) và flavonoid quercetin, rutin, kaempferol và isorhamnetin Các hợp chất chống viêm này là một trong những tác nhân tốt nhất giúp phòng chống các bệnh mãn tính như tiểu đường type 2, bệnh tim và bệnh ung thư

+ Nguồn chất chống oxy hóa

Măng tây còn là nguồn dồi dào các chất chống oxy hóa bao gồm vitamin C, beta-carotene và các khoáng chất kẽm, selen, mangan Đặc biệt, glutathione (GSH) – một tripeptide trong măng tây có tác dụng chống oxy hóa mạnh Theo báo cáo của Viện Ung thư Quốc gia Hoa Kỳ, măng tây có chứa lượng glutathione cao nhất trong

số các thực phẩm được thử nghiệm Các chất chống oxy hóa trong măng tây cũng góp phần không nhỏ trong việc giảm nguy cơ mắc các bệnh tim mạch, tiểu đường

và bệnh ung thư

+ Măng tây giàu chất xơ giúp hỗ trợ tiêu hóa, có lợi cho tim mạch

Măng tây có chứa một lượng lớn chất xơ và chất xơ hòa tan – có tác dụng làm giảm huyết áp, hạn chế quá trình xơ vữa động mạch, tạo sự lưu thông tốt cho hệ tuần hoàn máu giúp tim khỏe mạnh, là cách hiệu quả giảm lượng chất béo (cholesterol) trong chế độ ăn

Măng tây chứa một polysaccaride có tên gọi là inulin (thuộc nhóm chất xơ fructan) có tác dụng hỗ trợ tiêu hóa Inulin không bị tiêu hóa ở ruột non, khi di chuyển đến ruột già, nó sẽ trở thành nguồn thức ăn cho một số loại vi khuẩn có lợi như Bifidobacteria và Lactobacilli, làm tăng khả năng chống lại sự phát triển của các vi khuẩn có hại, giúp cơ thể hấp thu triệt để các chất dinh dưỡng, làm giảm nguy cơ dị ứng, và giảm nguy cơ ung thư ruột kết

+ Và các thành phần có giá trị khác

Ngoài những thành phần có lợi cho sức khỏe kể trên, măng tây còn chứa các

hợp chất được gọi là glycosides steroid (asparagoside) trực tiếp ảnh hưởng đến sản

xuất hormone và đôi khi được sử dụng như một kích thích tình dục do có thể ảnh hưởng đến cảm xúc

Một loại protein đặc biệt trong măng tây có tên gọi histone được cho là chủ động trong việc kiểm soát sự phát triển của tế bào nên có thể kìm hãm sự phát triển của các tế bào ung thư

Măng tây cũng rất giàu axit folic nên là loại thực phẩm tốt đối với phụ nữ mang thai, vì nó bảo vệ chống lại các khuyết tật ống thần kinh ở trẻ và rất cần thiết cho sản xuất ra các tế bào hồng cầu mới

Với đa dạng các thành phần dinh dưỡng cộng với các chất có hoạt tính sinh học có lợi, măng tây được coi là một loại rau hoàng đế, rau của mùa xuân

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN RAU QUẢ: [10]

1.3.1 Bảo quản ở điều kiện 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 Phương pháp bảo quản rau quả ở điều kiện thường ít phù hợp với điều kiện ở Việt Nam vì nhiệt độ và độ ẩm ở Việt Nam là rất cao

Bảng 1.3: Nhiệt độ và độ ẩm trung bình cả năm ở các vùng tại

Tuy nhiên trong thực tế, khi cần thiết chúng ta có thể giữ nguyên rau quả ở điều kiện thường trước lúc phân phối đến người tiêu dùng hoặc trước khi chế biến công nghiệp

Bảo quản rau quả ở điều kiện thường hoàn toàn dựa vào nguyên lý bảo toàn

sự sống (Bioza) Thời hạn bảo quản phụ thuộc vào đặc tính sinh học của từng loại rau quả, 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 điều kiện 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 nó có những kẻ hở để không khí

có thể luồn qua Rau quả được đựng trong sọt thưa xếp trên sàn thành lô có chiều cao 3-4m Sàn kho cần kê cao tạo rãnh hút gió có chiều rộng khoảng 2 cm

1.3.2 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

Bảo quản lạnh có thể kéo dài thời gian bảo quản rau quả vì ở 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 và ức chế sự sinh trưởng phát triển của vi sinh vật

Bảo quản lạnh là dựa vào nguyên lý tiềm sinh, phương pháp này được sử dụng rất phổ biến trên thế giới hiện nay vì đây là phương pháp có độ tin cậy cao, hiệu quả, ít làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và có thể bảo quản rau quả trong thời gian dài đặc biệt là khi 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

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

- Bảo quản rau quả trong môi trường khí quyển được kiểm soát (Controled Atmosphere – CA)

Đây 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

Như đã biết, khí O2, CO2 có tác dụng trực tiếp lên quá trình sinh lý, sinh hóa của rau quả và từ đó làm ảnh hưởng đến thời hạn bảo quản của chúng Mặt khác ta cũng biết rằng trong khí quyển bình thường có chứa 21% O2, 0,33% 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 hô hấp hiếu khí sẽ rất cao đến mức rau quả chín chỉ vài ngày sau thu hái

Người ta bảo quản rau quả tươi trong điều kiện hạ thấp nồng độ O2 xuống dưới 21% Kết quả cho thấy thời hạn bảo quản tăng

- Bảo quản rau quả tươi trong môi trường khí quyển cải biến (Modified Atmosphere – MA) [5]

Đây là phương pháp bảo quản mà rau quả được đựng trong túi màng mỏng polietylen có tính thẩm thấu chon lọc, mỗi túi nặng từ 1-3kg hoặc đựng trong container sức chứa 300-1000kg, 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 màng,

độ dày của lớp màng Nếu độ thấm của màng cao thì rau quả có xu hướng hô hấp mạnh đẫn đến mau chín, mau hư hỏng còn nếu màng có độ thấm kém thì O2 khó 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 chênh 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

1.3.4 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 sử dụng một số loại hóa chất ở những liều lượng khác nhau nhằm kéo dài thời hạn 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 nẩy mầm của rau quả

Loại hóa chất khác 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 chủ yếu

là dựa vào khả năng tiêu diệt vi sinh vật 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 quả tăng lên nhiều

Nhược điểm của việc sử dụng hóa chất như là chất bảo quản là ở chỗ hóa chất 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

1.3.5 Bảo quản bằng tia bức xạ

Đã từ lâu nhiều nhà khoa học trong lĩnh vực thực phẩm đã nghiên cứu sử dụng các tia bức xạ vào việc thanh trùng, sát trùng nhằm kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm chế biến cũng như tươi sống

Nguyên lý của phương pháp bảo quản bằng tia bức xạ (chiếu xạ) là: Khi chiếu 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, nhờ vậy kéo dài được thời hạn bảo quản

1.4 POLYMER SINH HỌC:

1.4.1 Giới thiệu chung về polymer sinh học:

a Lợi ích của việc sử dụng màng polymer sinh học trong bảo quản: [13]

- Bảo vệ chất lượng và an toàn thực phẩm được bảo quản từ thời điểm thu hoạch đến thời điểm nó được sử dụng

- Bảo vệ sản phẩm về các mặt từ vật lý, hóa học hoặc tổn thương sinh học

- Ngăn cản quá trình thoát ẩm, trao đổi khí và sự mất mát các chất tan

b Nguồn gốc của polymer sinh học: [14]

- Lipid:

Những loại polymer sinh học này có thể được làm từ sáp và dầu Ví dụ: Sáp hoặc dầu paraffin, sáp ong, sáp carnauba, dầu thực vật, axit stearic, axit lauric, este sucrose của các axit béo… Nó mang lại hiệu quả trong việc ngăn cản sự thoát ẩm

Chúng được sử dụng rộng rãi trong việc bảo quản rau quả Nhưng chúng có thể gây yếm khí khi ở nhiệt độ cao vì độ thẩm thấu khí thấp

- Polysaccharide:

Gồm các loại như: cellulose, pectin, tinh bột, alginate, chitosan, carragenan

Chúng có tác dụng tốt về hạn chế trao đổi khí và bám chặt trên bề mặt rau quả, nhưng vì bản chất ưa nước đã làm cho chúng hạn chế trong việc ngăn cản thoát

ẩm

- Protein:

Gồm các loại như: gelatin, casein, nước tương, zein, lòng trắng trứng… Chúng là loại thích hợp với các bề mặt ưa nước, nhưng trong nhiều trường hợp, chúng không chống lại được sự khuếch tán hơi nước Các polymer nguồn gốc lipid, protein được làm từ sản phẩm động vật (casein, gelatin, và lòng trắng trứng)

có thể gây một số vấn đề cho các nhóm người tiêu dùng nhất định

1.4.2 Những polymer sinh học thông dụng:

Bảng 1.4: Các dung môi thường sử dụng để hòa tan chitosan [8]

Axit acetic Axit formic Axit lactic Axit propionic Axit HCl Axit citric Axit glutamic Axit ascorbic

1-2 1-2 1-2 1-2 0,25-0,5 5-10 1-3 1-2

Chitosan kết hợp với aldehyt trong điều kiện thích hợp để hình thành gel, đây

là cơ sở để bẫy tế bào, enzyme

Chitosan phản ứng với axit đậm đặc tạo muối khó tan, Chitosan kết hợp với iot trong môi trường H2SO4 cho phản ứng lên màu tím Đây là phản ứng dùng trong phân tích định tính chitosan

Tính chất của chitosan như khả năng hút nước, khả năng hấp phụ chất màu, kim loại, kết dính với chất béo, kháng khuẩn, kháng nấm, mang DNA… phụ thuộc rất lớn vào độ deacetyl hóa Chitosan có độ deacetyl cao thì khả năng hấp phụ chất màu, tạo phức với kim loại tốt hơn Tương tự khả năng kháng khuẩn, kháng nấm của chitosan ở các mẫu chitosan có độ deacetyl cao Cụ thể, khả năng kháng khuẩn tốt đối với chitosan có độ deacetyl trên 90% Tuy nhiên khả năng hút nước của chitosan giảm đi khi tăng độ deacetyl

Ngoài các tính chất nêu trên, chitosan còn có khả năng chống oxy hóa Khả năng chống oxy hóa của chitosan cũng phụ thuộc vào độ deacetyl, phân tử lượng và

độ nhớt của chitosan Chitosan có độ nhớt thấp thì có khả năng chống oxy hóa cao Hơn nữa, chitosan có thể gắn kết tốt với lipid, protein, các chất màu Do chitosan không tan trong nước nên chitosan ổn định hơn trong môi trường nước so với các polymer tan trong nước như alginat, agar Khả năng tạo phức, hấp phụ với lipid, protein và chất màu phụ thuộc nhiều vào phân tử lượng, độ deacetyl hóa, độ rắn và

độ tinh khiết của chitosan Chitosan có độ deacetyl cao thì thường hấp phụ màu tốt

Khả năng kháng khuẩn, kháng nấm của chitosan: [8]

Chitosan có khả năng ức chế nhiều chủng vi sinh vật: vi khuẩn Gram âm, vi khuẩn Gram dương và vi nấm Khả năng ức chế vi sinh vật của chitosan phụ thuộc vào độ deacetyl, phân tử lượng So với chitin, chitosan có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm tốt hơn vì chitosan tích điện dương ở vị trí C thứ 2 ở pH nhỏ hơn 6 Chitosan có độ deacetyl cao trên 85% thì có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm tốt Chitosan có phân tử lượng dưới 2000 Dalton thì khả năng ức chế vi sinh vật kém

Chitosan có phân tử lượng trên 9000 Dalton thì có khả năng ức chế vi sinh vật cao Chitosan được hòa tan trong các dung môi hữu cơ như axit acetic, axit lactic để xử

lý kháng khuẩn, kháng nấm Chitosan có khả năng ức chế Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Rhodorula glutensis, Botrytis cinerea, Rhizopus stolonifer, Aspergillus niger Nồng độ ức chế của chitosan phụ thuộc vào loại chitosan, loài vi sinh vật, điều kiện áp dụng và thường

sử dụng trong khoảng 0,75% đến 1,5%

Khả năng tạo màng của chitosan: [8]

Chitosan có kả năng tạo màng rất tốt Tính chất cơ lí của màng chitosan như

độ chịu kéo, độ rắn, độ ngấm nước, phụ thuộc nhiều vào phân tử lượng và độ deacetyl hóa của chitosan Chitosan độ deacetyl cao có ứng suất kéo và độ giãn dài giới hạn cao hơn Ngoài ra, tính chất của màng chitosan phụ thuộc rất nhiều vào dung môi sử dụng hòa tan chitosan để tạo màng Độ rắn của màng chitosan cũng phụ thuộc vào dung môi sử dụng

b Carrageenan: [8]

Carrageenan là một loại polysaccharide chiết xuất từ các loài rong thuộc ngành rong đỏ, bao gồm một số loài như: Chondrus, Giagartina, Euchuma, Furcellaria, Phyllophora,…

Hình 1.4 Hình ảnh về Carrageenan

Hiện nay người ta ghi nhận được khoảng 15 cấu trúc Carrageenan khác nhau Tuy vậy Carrageenan thương mại bao gồm ba loại chính là iota, kappa và lambda

Bảng 1.5: Tính chất của các loại Carrageenan thông dụng [8]

Iota Gel đàn hồi với muối Gel trong suốt và không bị rỉ nước, ổn định

khi làm đông và tan giá nhiều lần

Kappa Tạo gel chắc, rắn với muối kali Tạo gel dòn với muối canxi Gel

hơi mờ đục, khi thêm đường sẽ trong hơn Gel bị rỉ nước một ít

Lambda Không tạo gel mà cho dung dịch có độ nhớt cao

Một số tính chất chung của Carrageenan: [20]

- Sự trương nở: Carrageenan hút nước mạnh và sự hút nước kèm theo sự trương phồng đáng kể tạo thành gel, theo thời gian khi nó tiếp xúc với dung môi Carrageenan là cao phân tử (polysaccharide) có cực nên trương nở trong dung môi

b.3 Sự tạo gel-sự keo hóa:

Vì có liên kết 3,6-anhydro mà Carrageenan có tính chất vô cùng quan trọng

là có khả năng tạo gel ở nồng độ thấp (<0,5%) Ở dạng gel, các mạch polysaccharide xoắn vòng như lò xo và cũng có thể xoắn với nhau tạo thành khung xương không gian ba chiều vững chắc và có thể chứa nhiều phân tử nước (dung môi) bên trong Từ dạng dung dịch chuyển sang dạng gel là do sự tương tác giữa các phân tử polymer hòa tan với các phân tử dung môi ở bên trong Do có sự tương tác ấy mà gel tạo thành có độ bền cơ học đáng kể Phần xoắn lò xo chính là những mầm tạo gel, chúng lôi kéo các phân tử dung môi và vùng liên kết Quá trình tạo gel của Carrageenan là một quá trình thuận nghịch Khi nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tạo gel thì gel sẽ tan chảy (cân bằng bị phá vỡ) Tuy nhiên, khoảng cách nhiệt từ trạng thái tạo gel đến tan chảy là một giá trị không đổi

b.6 Tính hấp phụ tia hồng ngoại và màu:

Dung dịch Carrageenan là một chất hữu cơ nên có khả năng hấp thụ hồng ngoại có phổ bước sóng trong phạm vi nhất định phụ thuộc vào loại và thành phần Carrageenan Các loại polysaccharide thường cho bước sóng ở vùng hồng ngoại trong khoảng 1000- 1100cm-1 Với các loại Carrageenan tạo gel thì cho đỉnh hấp thụ cực đại (đỉnh hấp thụ trong khoảng rộng) ở 1065 cm-1, không tạo gel ở vùng 1020

cm-1

b.7 Tính thủy phân và sự metyl hóa xác định công thức cấu tạo của Carrageenan:

Dung dịch Carrageenan ít bị thủy phân ở môi trường pH=9 và môi trường pH=7, dung dịch muối Natri Carrageenante bị thoái hóa do phân tử Carrageenan bị đứt liên kết 3,6-anhydro galactose Và từ phản ứng xác định tính thủy phân kiềm của nhóm ester sulphate của Carrageenan đã nói lên cấu trúc của Carrageenan có nhóm ester sulphate gắn ở C4 trong gốc galactose Carrageenan mà đặc biệt là phân đoạn kappa-carrageenan sẽ bị thủy phân bởi enzyme pseudomonas carrageenan hay kappa-carovora Khi kappa-carrageenan, lambda-carrageenan bị thủy phân bởi enzyme này thì độ nhớt của dung dịch giảm rất nhiều và làm tăng khả năng khử, tạo các sản phẩm thuộc dãy đồng đẳng của oligosaccharide sulphate, 3 – 6 – (3,6 anhydro – α,D – galactose pyranose) – D – glactose -4,6 – sulphate (neocarrabiose – 4-o-sulphate)

Carrageenan bị metyl hóa tạo ra các dẫn xuất metyl như 2.3.4.6 – tetra – metyl – D(L) – galactose hoặc 2,4,6 – trimetyl – D(L) – galactose và dựa vào đặc tính này người ta đã xác định thành phần cấu trúc của nó

b.8 Độ nhớt:

Độ nhớt của dung dịch Carrageenan phụ thuộc rất lớn vào dạng, nhiệt độ, trọng lượng phân tử và sự hiện diện của các ion khác trong dung dịch Trong đó, đáng chú ý phải kể đến sự có mặt của các muối trong dung dịch Độ nhớt dung dịch

tỷ lệ thuận với nồng độ dung dịch và tỷ lệ nghịch với nhiệt độ

c Agar: [8]

Agar là một loại keo ưa nước được tách chiết từ một số loài rong biển thuộc ngành rong đỏ Nó không tan trong nước lạnh, tan một ít trong ethanol amine và tan trong nước nóng Agar có khả năng hòa tan với lượng nước 30-50 lần khối lượng, lượng agar trong nước trên 10% sẽ tạo nên hỗn hợp sệt

Hình 1.5 Hình ảnh về Agar

Nó là một polymer galactoza tạo gel chắc được đặc trưng bởi điểm nóng chảy cao hơn nhiều nhiệt độ tạo gel ban đầu Cũng giống như màng carragenan,

màng agar được bổ sung chất kháng khuẩn tan trong nước (như: clo tetraxylin,

oxitetracylin) rất hiệu quả trong việc kéo dài thời gian bảo quản của thịt gia cầm trong điều kiện bảo quản ở 2 0C Thời gian bảo quản của thịt bò ở 5 0C được kéo dài hơn 2 ngày khi sử dụng màng agar được hóa dẻo bằng glixerin và được bổ sung clo tetraxylin Mặc dù tương đối dày nhưng màng agar này không làm giảm lượng ẩm

từ thịt như lớp phủ glyxerit acetyl hóa hoặc màng etyxenlulozo [17]

c.1 Cấu tạo: [16]

- Agar là một sulfat polysacarit được tách ra từ các loài tảo đỏ (Gelidium sp,

Gracilarta)

- Gồm D-galactose và L-galactose

- Liên kết với nhau theo kiểu Beta-1.3-D-galactose và Beta-1.4-L-galactose

Hình 1.6: Cấu tạo của Agar [24]

- Gồm 2 phần:

+ Agarose là thành phần tạo gel chính của agar, có khoảng 1/10 các đơn vị galactose bị ester hóa Hàm lượng agarose đóng vai trò quan trọng đối với điện tích của toàn phân tử và đối với tính chất của gel như: độ bền, độ đàn hồi, nhiệt độ tạo gel, nhiệt độ nóng chảy của gel Là một polysaccharide trung tính, chiếm số lượng nhiều (50-90%) cấu tạo mạch chính: β-D galactopyranose và 3,6-anhydro-α-L-galactopyranose liên kết xen kẽ nhau bằng lien kết β-1,4 và α-1,3 Nó tạo nên tính đông của agar

+ Mạng lưới của agarose gel có chứa xoắn kép hình thành từ tay trái gấp ba xoắn Những xoắn kép được ổn định bởi sự hiện diện của các phân tử nước bị ràng buộc bên trong các khoang xoắn kép

+ Agaropectin là một loại polysaccharide tích điện âm, các phân tử ngắn hơn agarose và số lượng ít hơn Cấu trúc của nó là mạch nhánh và bị sunfat hóa Nó là thành phần không tạo gel, có mức độ este hóa lớn hơn agarose Nếu có một cầu nối giữa 2 sunfat, gel sẽ trong hơn, cầu nối này thường không bền, dễ bị phá hủy nếu tiếp xúc với các hóa chất tạo phức EDTA, ehxametaphotphat, tripolyphotphatnatri…

- Gel agar có thể tồn tại trong một dải rộng của pH từ 5-8

- Agar có độ bền nhiệt cao, cho phép chịu được chế độ thanh trùng trên 100

0

C

- Dung dịch 1,5% agar tạo gel ở nhiệt độ từ 32-43 0C và nóng chảy ở 85 0C Đây là tính chất duy nhất của agar so với các chất tạo gel khác

- Gel agar không có mùi vị lạ và không cần dùng các ion tạo gel có vị gắt như kali, canxi

- Agar có tính tương thích mùi và làm dậy mùi thực phẩm pha vào, do đó có tính cố định mùi của thực phẩm lâu dài trên gel

- Gel agar có tính thuận nghịch rất tốt khi làm đông và đun nóng chảy nhiều lần mà vẫn giữ được tính chất

- Gel agar trong suốt và dễ nhuộm màu do đó dùng làm thực phẩm có nhiều màu rất đẹp

- Gel agar ổn định, không kết tủa khi có mặt các ion dương

c.3 Cấu trúc và sự tạo thành gel:

Gel agar có cấu trúc xoắn được xác định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X

Vì rằng agar chứa 3,6-anhydro-L-galactose, gel có cấu trúc xoắn trái So với gel carragenan, gel agar có bước xoắn nhỏ hơn 26A0 vì chứa ít nhóm sulfate hơn Khi chứa ít nhóm sulfate, vòng xoắn của gel sẽ chặt hơn và gọn hơn

Khi dung dịch nóng, agar ở dạng hòa tan, các phân tử agar nằm ngẫu nhiên trong dung dịch Khi nhiệt độ thấp dần, các phân tử tiến đến gần nhau và bắt đầu cuộn xoắn vào nhau do các liên kết hydro Quá trình tạo gel bắt đầu Các đoạn xoắn diễn ra giữa các phần của chuỗi phân tử khác nhau tạo nên mạng lưới gel ba chiều,

có những vùng xoắn (vùng nối) và vùng ngắt (không xoắn) Do cấu trúc gel như vậy

sẽ tạo thành không gian giữ nước bên trong Quá trình tạo gel sẽ bị ngăn cản nếu ta cho vào các tác nhân bắt giữ proton như urea hay guanidine Khi sấy khô agar, các phân tử đang liên kết hydro ở dạng gel khô và do đó không thể hòa tan vào nước lạnh vì nó vẫn giữ nguyên các liên kết hydro trước khi làm khô