Nghiên cứu quy trình chế biến ớt dầm dấm có sử dụng một số chế phẩm sinh học

Nghiên cứu xác định độ chín của quả ớt tươi cho mục đích chế biến sản phẩm dầm dấm .... Thí nghiệm 1 cho nội dung 1: Nghiên cứu xác định độ chín thu hái thích hợp của quả ớt cho mục đích

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN

Tên đề tài:

Nghiªn cøu quy tr×nh chÕ biÕn ít dÇm dÊm cã sö dông

mét sè chÕ phÈm sinh häc

KhãA LUËN TèT NGHIÖP §¹I HäC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ Thực phẩm Khoa : CNSH-CNTP

Khoá học : 2010-2014

Thái Nguyên, năm 2014

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN THỊ THU HUYỀN

Tên đề tài:

Nghiªn cøu quy tr×nh chÕ biÕn ít dÇm dÊm cã sö dông

mét sè chÕ phÈm sinh häc

KhãA LUËN TèT NGHIÖP §¹I HäC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ Thực phẩm

Khoa : CNSH-CNTP Khoá học : 2010-2014 Giảng viên hướng dẫn: TS Hoàng Thị Lệ Hằng

Viện Nghiên cứu Rau quả Hà Nội

ThS Phạm Thị Vinh

Khoa CNSH - CNTP, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

Thái Nguyên, năm 2014

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong Khóa luận này là trung thực

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Khóa luận này đã được cám ơn và các thông tin được trích dẫn trong chuyên đề này đã được ghi rõ nguồn gốc

Thái Nguyên, ngày 31 tháng 5 năm 2014 Sinh viên

Nguyễn Thị Thu Huyền

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực hiện đề tài của khóa luận tốt nghiệp, tôi đã nhận được rất nhiều sự động viên giúp đỡ của gia đình, thầy cô, bạn bè cũng như các cán bộ công nhân viên trong và ngoài trường

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Hoàng Thị Lệ Hằng - Trưởng Bộ môn Bảo quản chế biến – Viện Nghiên cứu rau hoa quả và ThS Phạm Thị Vinh – Giảng viên Khoa CNSH – CNTP, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, là những người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài cũng như hoàn thiện bản khoá luận tốt nghiệp này

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô trong Khoa CNSH – CNTP, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, các cán bộ trong Bộ môn Bảo quản chế biến – Viện Nghiên cứu rau hoa quả Trung ương đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, khích lệ và gúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua

Thái Nguyên, ngày 31 tháng 5 năm 2014

Sinh viên

Nguyễn Thị Thu Huyền

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Thành phần hoá học của ớt cay (giá trị dinh dưỡng tính trên 100g) 6

Bảng 4.1: Các chỉ tiêu lý hóa của quả ớt khi thu hái ở các độ chín thu hái khác nhau 39

Bảng 4.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ chần tới một số chỉ tiêu chất lượng của quả ớt 41

Bảng 4.3: Ảnh hưởng của thời gian chần tới một số chỉ tiêu chất lượng chính của quả ớt 43 Bảng 4.4 Ảnh hưởng của nồng độ muối đến khả năng lên men và chất lượng của ớt sau lên men lactic 45

Bảng 4.5 Ảnh hưởng của nồng độ đường đến khả năng lên men và chất lượng của ớt sau lên men 46

Bảng 4.6 Ảnh hưởng của tỷ lệ tiếp giống đến khả năng lên men và chất lượng của ớt sau lên men 48

Bảng 4.7: Ảnh hưởng của nồng độ enzym GOD đến chất lượng sản phẩm 49

Bảng 4.8: Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý enzym GOD đến chất lượng sản phẩm 51

Bảng 4.9: Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzym GOD đến chất lượng sản phẩm 52

Bảng 4.10 Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến chất lượng của sản phẩm 53

Bảng 4.11: Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến các chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm ớt dầm dấm 55

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Giống Streptococcus 16

Hình 2.2 Giống Leuconotoc 16

Hình 2.3 Giống Lactobacillus 17

Hình 2.4 Cấu trúc không gian ba chiều của GOD 24

Hình 4.1 Sơ đồ quy trình chế biến ớt dầm dấm có bổ sung một số chế chế phẩm sinh học 56

MỤC LỤC

Trang

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài 2

1.2.1 Mục đích của đề tài 2

1.2.2 Yêu cầu của đề tài 2

PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Giới thiệu chung về quả ớt 3

2.1.1 Nguồn gốc và phân loại 3

2.1.1.1 Nguồn gốc 3

2.1.1.2 Phân loại 3

2.1.2 Đặc điểm và thành phần hoá học của quả ớt 4

2.1.3 Công dụng của quả ớt 7

2.1.5 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ớt 8

2.1.5.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ớt trên thế giới 8

2.1.5.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ớt ở Việt Nam 10

2.1.6 Tình hình nghiên cứu ớt trên thế giới và ở Việt Nam 10

2.1.6.1 Tình hình nghiên cứu ớt trên thế giới 10

2.1.6.2 Tình hình nghiên cứu ớt ở Việt Nam 13

2.2 Giới thiệu chung về quy trình chung chế biến rau quả dầm dấm 14

2.2.1 Quy trình chế biến: 14

2.2.2 Thuyết minh quy trình 14

2.3 Giới thiệu về vi khuẩn lactic trong chế biến rau quả dầm dấm 15

2.3.1 Đặc điểm hình thái 16

2.3.2 Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic 17

2.3.2.1 Nhu cầu cacbon 17

2.3.2.2 Nhu cầu nitơ 17

2.3.2.3 Nhu cầu vitamin 18

2.3.2.4 Các hợp chất khoáng 18

2.3.3 Quá trình lên men lactic trên rau quả 18

2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men rau quả 20

2.3.4.1 Ảnh hưởng của nồng độ muối 20

2.3.4.2 Ảnh hưởng của nồng độ đường 20

2.2.4.3 Ảnh hưởng của vi sinh vật 20

2.3.4.4 Ảnh hưởng của độ pH 21

2.3.4.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ 21

2.3.4.6 Ảnh hưởng của oxy 21

2.3.5 Các dạng hư hỏng thường xảy ra trong quá trình lên men 22

2.3.5.1 Sản phẩm bị biến màu 22

2.3.5.2 Sản phẩm bị mềm 22

2.3.5.3 Sản phẩm bị nhớt 22

2.3.5.4 Sản phẩm bị nhăn nheo 23

2.3.5.5 Sản phẩm có hương vị lạ 23

2.3.6 Các phương pháp bảo quản rau quả dầm dấm 23

2.3.6.1 Bảo quản lạnh 23

2.3.6.2 Bảo quản bằng cách dùng hoá chất 23

2.3.6.3 Bảo quản bằng cách thanh trùng 23

2.3.6.4 Bảo quản bằng biện pháp kết hợp 23

2.4 Giới thiệu về enzym glucose oxidase 24

2.4.1 Đặc điểm, cấu tạo của enzym GOD 24

2.4.2 Tính chất của enzym GOD 24

2.4.2.1 Tính chất vật lý 24

2.4.2.2 pH tối ưu 25

2.4.2.3 Các chất ức chế 25

2.4.2.4 Điều kiện bảo quản 25

2.4.3 Chỉ tiêu chất lượng của một số chế phẩm GOD 25

2.4.3.1 Hoạt tính riêng 25

2.4.3.2 Mức độ tinh sạch 25

2.4.3.4 Dạng chế phẩm GOD có sẵn 25

2.4.3.5 Độ bền 25

2.4.4 Ứng dụng của enzym glucose oxidase 26

PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 28

3.1 Đối tượng (vật liệu) và phạm vi nghiên cứu 28

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 28

3.1.2 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị 28

3.1.3 Phạm vi nghiên cứu 28

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 28

3.3 Nội dung nghiên cứu 29

1 Nghiên cứu xác định độ chín của quả ớt tươi cho mục đích chế biến sản phẩm

dầm dấm 29

2 Nghiên cứu xác định chế độ xử lý nhiệt thích hợp 29

3 Nghiên cứu điều kiện hoạt hóa chế phẩm vi khuẩn lactic trong quá trình lên men 29

4 Nghiên cứu điều kiện hoạt hóa chế phẩm enzym glucose oxidase nhằm mục đích ổn định màu sắc ớt dầm dấm 29

5 Nghiên cứu xác định chế độ thanh trùng thích hợp cho sản phẩm ớt dầm dấm 29

6 Thiết lập quy trình chế biến ớt dầm dấm có sử dụng một số chế phẩm sinh học 29

3.4 Phương pháp nghiên cứu 29

3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 29

3.4.1.1 Thí nghiệm 1 cho nội dung 1: Nghiên cứu xác định độ chín thu hái thích hợp của quả ớt cho mục đích chế biến sản phẩm dầm dấm 29

3.4.1.2 Các thí nghiệm cho nội dung 2: Nghiên cứu xác định chế độ xử lý nhiệt thích hợp cho quá trình chế biến ớt dầm dấm 30

3.4.1.3 Các thí nghiệm cho nội dung 3: Nghiên cứu điều kiện hoạt hóa chế phẩm vi khuẩn lactic trong quá trình lên men 31

3.4.1.4 Các thí nghiệm cho nội dung 4: Nghiên cứu điều kiện hoạt hóa chế phẩm enzym glucose oxidase bổ sung tránh biến màu ớt dầm dấm 33

3.4.1.5 Thí nghiệm 10 cho nội dung 5: Nghiên cứu xác định chế độ thanh trùng thích hợp cho sản phẩm ớt dầm dấm 34

3.4.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu nghiên cứu 34

3.4.2.1 Phương pháp xác định các chỉ tiêu vật lý 34

3.4.2.2 Phương pháp xác đinh các chỉ tiêu hóa học 35

3.4.2.3 Phương pháp xác định các chỉ tiêu vi sinh 37

3.5 Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm 38

3.6 Phương pháp xử lý số liệu 38

PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39

4.1 Nghiên cứu xác định độ chín của quả ớt cho mục đích chế biến sản phẩm ớt dầm dấm 39

4.2 Nghiên cứu chế độ xử lý nhiệt thích hợp cho mục đích chế biến sản phẩm ớt dầm dấm 40

4.2.1 Nghiên cứu xác định nhiệt độ chần phù hợp 41

4.2.2 Nghiên cứu xác định thời gian chần thích hợp 42

4.3 Nghiên cứu điều kiện hoạt hóa chế phẩm vi khuẩn lactic trong công đoạn lên

men ớt 44

4.3.1 Nghiên cứu xác định nồng độ muối thích hợp 44

4.3.2 Nghiên cứu xác định nồng độ đường thích hợp 46

4.3.3 Nghiên cứu xác định tỷ lệ tiếp giống thích hợp 48

4.4 Nghiên cứu điều kiện hoạt hóa chế phẩm enzym glucose oxidase nhằm mục đích ổn định màu sắc ớt dầm dấm 49

4.4.1 Xác định nồng độ enzym glucose oxidase thích hợp 49

4.4.2 Xác định nhiệt độ xử lý enzym glucose oxidase 50

4.4.3 Xác định thời gian thích hợp cho hoạt động enzym glucose oxidase 52

4.5 Nghiên cứu xác định được chế độ thanh trùng thích hợp cho sản phẩm ớt dầm dấm 53

4.6 Thiết lập được quy trình chế biến ớt dầm dấm có sử dụng một số chế phẩm sinh học 56

PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 58

5.1 Kết luận 58

5.2 Đề nghị 58

PHẦN 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 PHỤ LỤC

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Sản phẩm rau quả lên men lactic là món ăn truyền thống, có mặt hầu hết ở các vùng trên thế giới Sự chuyển hóa sinh học trong quá trình sản xuất đã tạo ra sự hấp dẫn cho người tiêu dùng Bên cạnh đó, các sản phẩm rau quả lên men có chứa nhiều vitamin, các chất chống oxy hóa, các axit béo giúp tăng cường hệ miễn dịch của cơ thể, giúp tiêu hóa, phòng chống ung thư Chính sự phong phú, đa dạng về loại rau quả

và về hệ vi sinh vật cũng như cách thức lên men mà nhiều sản phẩm rau quả lên men truyền thống đã trở thành một trong những sản phẩm đặc trưng của vùng và đã trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn

Hiện nay, trong quá trình sản xuất các sản phẩm rau quả dầm dấm thường sử dụng những vi sinh vật có sẵn trên nguyên liệu để lên men tự nhiên Tuy nhiên, với phương pháp truyền thống này chất lượng của sản phẩm không đồng đều, tỷ lệ hư hỏng cao và đặc biệt các chỉ tiêu an toàn thực phẩm rất thấp do sự nhiễm tạp của các vi sinh vật gây bệnh trong quá trình lên men tự nhiên Vì vậy, để tăng chất lượng sản phẩm và điều chỉnh được quá trình lên men (nhiệt độ, thời gian, ) tạo ra sản phẩm có chất lượng ổn định, đảm bảo an toàn thực phẩm và có thể sản xuất ở quy mô công nghiệp người ta sử dụng các chủng vi sinh vật lên men lactic thuần khiết có khả năng lên men tốt, ức chế ngay từ đầu sự sinh trưởng và phát triển của các vi sinh vật nhiễm tạp gây hư hỏng cho sản phẩm

Có nhiều loại sản phẩm rau quả lên men lactic, trong đó ớt dầm dấm là gia vị truyền thống của người Việt Nam Ớt dầm dấm được làm từ nguyên liệu ớt tươi, ngoài mục đích sử dụng như một loại gia vị trong bữa ăn hàng ngày của người dân Việt nam

mà nó còn có tác dụng phòng và hỗ trợ điều trị một số bệnh thông thường của con người Sản phẩm ớt dầm dấm không những là sản phẩm truyền thống của nhân dân ta

mà còn là một trong những mặt hàng xuất khẩu có giá trị Tuy nhiên, trong quá trình chế biến, bảo quản, lưu thông và phân phối thường xảy ra sự biến màu (nâu hoá) do đó làm ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan của sản phẩm Nguyên nhân chính là do trong thành phần của sản phẩm ớt dầm dấm có chứa các hợp chất polyphenol nên khi có mặt

của oxi sẽ xảy ra phản ứng biến màu do hệ enzym peroxydase có sẵn trong nguyên liệu

gây ra

Để giải quyết hiện tượng biến màu đối với các sản phẩm rau quả nói chung đã có rất nhiều biện pháp được sử dụng, nhưng việc sử dụng các chế phẩm sinh học nhằm tạo

ra sản phẩm có chất lượng ổn định đồng thời đảm bảo được các chỉ tiêu an toàn thực phẩm cho sản phẩm đang là phương pháp được ưu tiên sử dụng

Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên

cứu quy trình chế biến ớt dầm dấm có sử dụng một số chế phẩm sinh học”

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài

1.2.1 Mục đích của đề tài

Nghiên cứu xác định các thông số công nghệ trong quá trình sử dụng chế phẩm

vi khuẩn lactic và enzym glucose oxidase với mục đích nâng cao chất lượng sản phẩm

ớt dầm dấm Từ đó thiết lập quy trình công nghệ chế biến ớt dầm dấm nhằm tạo ra sản

phẩm có chất lượng ổn định

1.2.2 Yêu cầu của đề tài

- Xác định được độ chín thích hợp của quả ớt tươi cho mục đích chế biến sản phẩm dầm dấm

- Xác định được chế độ xử lý nhiệt thích hợp cho quá trình chế biến ớt dầm dấm

- Xác định được điều kiện hoạt hóa chế phẩm vi khuẩn lactic bổ sung tăng khả

năng lên men tốt đối với sản phẩm ớt dầm dấm

- Xác định được các điều kiện hoạt hóa tối ưu của enzym glucose oxidase với

mục đích ổn định màu sắc ớt dầm dấm

- Xác định được chế độ thanh trùng thích hợp cho sản phẩm ớt dầm dấm

- Thiết lập được quy trình chế biến ớt dầm dấm có sử dụng một số chế phẩm sinh học

PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu chung về quả ớt

2.1.1 Nguồn gốc và phân loại

Cây ớt có mặt ở nước ta, được du nhập từ Trung Quốc, Ấn Độ Diện tích phân bố khá rộng rãi, tập trung ở miền Bắc và miền Trung, ở miền Nam diện tích trồng ớt còn phân tán

Ở Việt Nam cây ớt ngọt là do người Pháp đưa sang [23] Hiện nay, nguồn giống ớt ở Việt Nam trồng chủ yếu là giống từ Đài Loan, Hàn Quốc Tập đoàn giống rau quốc tế East-West Seed Group (EWSG), 12 năm qua đã cung cấp nhiều sản phẩm cho Việt Nam trong

đó có giống ớt hiểm 207 EWSG đã công bố tiếp tục đầu tư 10 triệu USD để tiến hành những hoạt động nghiên cứu nhằm đẩy mạnh việc cung cấp hạt giống các loại rau, củ, quả thương hiệu East West International cho thị trường Việt Nam

Sản phẩm của EWSG có mặt ở hầu hết các nước nông nghiệp hàng đầu châu Á như Indonesia, Philippines, Thái Lan, Ấn Độ, Trung Quốc và Việt Nam

2.1.1.2 Phân loại

Theo các tài liệu về phân loại học thực vật thì ớt thuộc hệ thống phân loại sau [5], [16]:

- Ngành thực vật hạt kín (Magnoliophyta), bộ hoa mõm sói (Scrophulariales), họ

cà (Solanaceae), chi capsicum Chi capsicum bao gồm 20 – 30 loài, trong đó có 5 loài trồng trọt chính là:

+ Capsicum annuum L.Capsicum frutescens L.Capsicum chinenes Jacquin, Capsicum pendulum Willdenow, Capsicum pubescens Ruiz & Pavon Nhưng theo

Eshbaugh thì Capsicum pendulum và Capsicum microcarpum có liên quan chặt chẽ với nhau nên gộp chúng vào loài Capsicum baccatum Sau này dựa vào dạng quả, Linnaeus đã phân các giống quả to của chi Capsicum pendulum Willd thành Capsicum baccatum L var pendulum (Willd.) Eshbaugh và dạng dại quả nhỏ hơn chi Capsicum microcarpum Cav thành Capsicum baccatum L var Baccatum

+ Năm loài trồng trọt chính này thuộc 3 trung tâm khởi nguyên khác nhau: Mêhicô là trung tâm đầu tiên của C.annuum, còn Guatẹmaia là trung tâm thứ hai Amazôn là trung tâm khởi nguyên của C.chinenes và C.frutescens; C.pendulum và C.pubescens thuộc về Pêru và Bôlivia [1]

Ở Việt Nam, theo Phạm Hoàng Hộ thì ớt có 3 loài sau: Capsicum frutescens L.Capsicum annuum L.Capsicum baccatum L Trong đó hai loài Capsicum annuum L.Capsicum baccatum L có nguồn gốc từ Brazil, đồng thời ông cũng đưa ra cách phân loại của Bailey thì chi Capsicum chỉ có một loài, Capsicum frutescens thuộc hai nhóm: nhóm có quả mọc thõng xuống và nhóm có quả mọc đứng thẳng, với nhiều thứ khác nhau [9]

2.1.2 Đặc điểm và thành phần hoá học của quả ớt

Ớt là cây hàng niên ở dạng hoang dại (trái rất nhỏ) có thể sống và cho trái liên tục trong nhiều năm, là cây ưu nhiệt Nhiệt độ thích hợp cho sinh trưởng, phát triển của

(đất và không khí) đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành khối lượng và chất lượng trái Độ ẩm đất thấp (dưới 70%) trái bị cong và vỏ trái không mịn, nếu độ ẩm đất trên 80% làm bộ rễ kém phát triển, cây còi cọc [12]

Trồng giống ớt chỉ thiên lai F1 thuận lợi là ít bị sâu bệnh, chịu hạn tốt, cho năng suất cao, trung bình 3 – 3,5 tấn/công Trong điều kiện ngày ngắn, các giống ớt cay phát triển tốt và cho năng suất cao Ớt chịu đựng được điều kiện che rợp đến 45%, nhưng che rợp nhiều hơn ớt chậm trổ hoa và rụng nụ [17]

Các bộ phận của cây ớt gồm:

- Rễ: ban đầu ớt có rễ cọc phát triển mạnh với rất nhiều rễ phụ Do việc cấy chuyển, rễ cọc chính đứt, một số hệ rễ chùm khỏe phát triển, vì thế nhiều khi lầm tưởng ớt có hệ rễ chùm

- Thân: Ớt là cây bụi thân gỗ 2 lá mầm, thân thường mọc thẳng, đôi khi có dạng thân bò khi cây già phần gốc thân chính hóa gỗ, dọc theo chiều dài thân có 4 – 5 cạnh

[9] Thân có lông hoặc không lông, cây cao 35 – 65 cm, có giống cao 125 – 135 cm

Ớt phân tán mạnh, kích thước tán thay đổi tùy theo điều kiện canh tác và giống [17]

- Lá: Ớt thường có lá đơn mọc xoắn trên thân chính [1] đôi khi mọc chùm thành hình hoa thị, lá nguyên có hình trứng đến bầu dục, phiến lá nhọn ở đầu, lá màu xanh nhạt hoặc đậm, có lông hoặc không

- Hoa: Ớt thường có hoa lưỡng tính, mọc đơn hoặc thành chùm 2 – 3 hoa Hoa nhỏ, dài, lá đài nhỏ, hẹp và nhọn Tràng hoa có 6 – 7 cánh màu trắng hoặc tím Số nhị đực bằng số cánh hoa và mọc quanh nhụy cái Phần trong cánh hoa có lỗ tiết mật Hoa

ớt có thể tự thụ phấn hay thụ phấn chéo do côn trùng, thụ phấn chéo có ý nghĩa lớn ở

ớt cay, tỉ lệ thụ phấn chéo từ 10 – 40% tùy giống

- Quả: quả có 4 thùy, hình dạng rất thay đổi từ hình cầu đến hình nón, bề mặt quả

có thể phẳng, gợn sóng, có khía hay nhẵn; khi chín có màu đỏ, đen, vàng, da cam; không cay hay rất cay [17]

Bảng 2.1: Thành phần hoá học của ớt cay (giá trị dinh dưỡng tính trên 100g)

Chất Giá trị dinh dưỡng Tỷ lệ (% RDA)

2.1.3 Công dụng của quả ớt

Ớt chứa một danh sách ấn tượng các hợp chất hóa học được biết đến là có tính chất phòng bệnh và tăng cường sức khỏe

Ớt chứa một hỗn hợp alkaloid có ích cho sức khỏe, capsaicin mang lại vị cay hăng mạnh mẽ Các nghiên cứu thí nghiệm trước đây trên các động vật có vú thử nghiệm cho thấy capsaicin có các tính chất kháng khuẩn, chống ung thư, giảm đau và chống tiểu đường Nó còn được phát hiện là làm giảm mức LDL cholesterol ở các cá thể béo phì

Ớt tươi, đỏ hay xanh, đều là một nguồn vitamin C phong phú 100g ớt tươi cung cấp khoảng 143,7 mg hoặc khoảng 240% RDA Vitamin C là một chất chống ôxi hóa

có thể hòa tan trong nước Nó cần thiết cho sự tổng hợp collagen trong cơ thể Collagen là cấu trúc protein chủ yếu trong cơ thể cần thiết để duy trì sự toàn vẹn của các tế bào máu, da, nội tạng, và xương Việc sử dụng thường xuyên các thực phẩm giàu vitamin C giúp bảo vệ cơ thể khỏi bệnh scobut; tăng sức đề kháng đối với các tác nhân lây nhiễm (tăng cường miễn dịch) và thanh lọc các yếu tố có hại, gây viêm nhiễm khỏi cơ thể; giúp loại bỏ các chất có hại khỏi cơ thể

Chúng còn có các chất chống ôxi hóa khác như vitamin A và các chất flavonoid như: sắc tố vàng beta, alpha, lutein, zeaxanthin và cryptoxanthin Các chất chống ôxi hóa trong ớt giúp bảo vệ cơ thể khỏi các tác động gây tổn thương của các nguyên tố tự

do nẩy sinh trong các điều kiện stress, bệnh tật

Ớt tiêu chứa một lượng phong phú khoáng chất như kali, mangan, sắt và magiê Kali là một thành phần quan trọng của tế bào và dịch cơ thể giúp kiểm soát nhịp tim và huyết áp Mangan được sử dụng bởi cơ thể như một đồng nhân tố cho enzym chống ôxi hóa superoxide dismutase

Ớt còn có một nhóm Vitamin B phức hợp phong phú chẳng hạn như niacin, pyridoxine (vitamin B6), riboflavin và thiamin (vitamin B1) Các vitamin này đặc biệt quan trọng nên cơ thể cần chúng từ các nguồn bên ngoài để bổ sung

Ớt có những vitamin và khoáng chất ở mức cao đáng kinh ngạc Chỉ 100 g cung cấp (% của liều lượng nên dùng hàng ngày – RDA) 240% vitamin C (ascorbic

axit), 39% vitamin B6 (pyridoxine), 32% vitamin A, 13% sắt, 14% đồng, 7% kali, nhưng không có cholesterol

2.1.5 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ớt

2.1.5.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ớt trên thế giới

Xuất phát từ giá trị dinh dưỡng, hiệu quả kinh tế cao, cây ớt ngày càng được trồng phổ biến và ưa chuộng Trong họ cà (solonaceae), ớt có tầm quan trọng thứ hai, chỉ sau cà chua Ngày nay, ớt được trồng rộng rãi trên toàn thế giới, đặc biệt nhiều ở các nước châu Mỹ và một số nước châu Á như: Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan, Hàn Quốc, Inđônêsia, Việt Nam, Malaysia [13]

Hiện nay ớt trồng có hai loại:

- Ớt ngọt (Sweet pepper): được trồng nhiều ở châu Âu, châu Mỹ, một vài nước châu Á và được dùng như một loại rau xanh hoặc dùng để chế biến

- Ớt cay (hot pepper) được trồng phổ biến ở Ấn Độ, châu Phi và các nước nhiệt đới khác Ở Hàn Quốc, ớt là cây rau chủ lực Diện tích trồng cả hai loại trên toàn thế giới (1992) là 1.057.000 ha, đứng thứ năm trong các loại rau trồng [2]

Bên cạnh hình thức sử dụng ớt là loại gia vị, trên thế giới theo tập quán từng vùng, việc dùng ớt rất đa dạng như: ớt được dùng như một loại rau xanh hoặc để trộn salat, lá ớt dùng nấu canh… Có rất nhiều loại thuốc chữa nôn mửa, sốt, khản cổ, được chế biến từ ớt Ớt còn được dùng để chế biến thuốc xua đuổi côn trùng Ớt đã được thương mại hóa trên toàn thế giới, công ty Mellhenry ở Lousiana (Mỹ) xuất khẩu mỗi năm trên 100 triệu lọ ớt cay đến hơn 100 quốc gia Nước Mỹ có diện tích trồng ớt là

24000 ha, năng suất trung bình 12,5 tấn nhưng hàng năm vẫn phải nhập khẩu 25 – 30 ngàn tấn ớt

Hàn Quốc với món ăn truyền thống “Kim Chi” ớt là thành phần không thể thiếu được Ớt là loại rau chủ lực của nước này, chiếm 60% diện tích trồng rau và 40% tổng sản lượng [4] Tuy trồng ớt đòi hỏi nhiều công lao động, nhưng vẫn là cây mang lại hiệu quả kinh tế cao cho nông dân Khu vực Đông Nam Á, Inđônêsia có sản lượng ớt

là 440.000 tấn trên diện tích 13.700 ha, Malaysia là 21.000 tấn trên diện tích là 1.685

ha, Philippine 3.625 tấn với diện tích 1.450 ha Thái Lan: 328.000 tấn với diện tích 121.000 ha Mặc dù,Thái Lan là nước sản xuất ớt cay lớn nhưng lượng xuất khẩu vẫn nhỏ hơn nhập khẩu [13] Malaysia xuất khẩu lượng ớt tươi lớn sang Singapore nhưng lại nhập khẩu ớt khô từ Trung Quốc, Ấn Độ, Hàn Quốc… Indonêsia tuy có diện tích trồng ớt lớn nhưng năng suất thấp do đó vẫn phải nhập khẩu ớt [15]

Trong khu vực Nam Á: Ấn Độ là nước có diện tích trồng ớt lớn nhất thế giới nên cũng có sản lượng lớn nhất thế giới (1.060.000 tấn) Ngoài ra, Ấn Độ cũng là nước tiêu thụ và xuất khẩu ớt đỏ, ớt khô lớn nhất thế giới Xuất khẩu ớt hàng năm của Ấn Độ vào khoảng 80.000 đến 100.000 tấn dưới nhiều hình thức khác nhau như: ớt nguyên quả, ớt tươi, ớt khô, bột ớt, dầu ớt, nhựa dầu ớt… Năm 2004 – 2005, Ấn Độ đã xuất khẩu kỷ lục 138.000 tấn ớt, trị giá 4.999 triệu Rupi, so với 86.575 tấn trị giá 3.668,8 triệu Rupi năm trước Ngoài ra, việc ớt và sản phẩm ớt được đưa vào giao dịch trên Sở Giao dịch Gia vị đã làm tăng lòng tin khách hàng quốc tế vào ớt Ấn Độ Những thị trường chính tiêu thụ ớt Ấn Độ là Mỹ, Sri Lanka, Bănglađét, các nước Tây Á và Viễn Đông Á

Vào năm 2003, kim ngạch nhập khẩu rau tươi của các nước EU đến gần 9,2 tỷ Euro/10,4 triệu tấn Đáng chú ý nhất là một số lượng ớt khá lớn được nhập vào EU, mặc

dù chỉ có khoảng 5% giá trị nhập khẩu này được cung cấp bởi các nước đang phát triển Nhập khẩu ớt của các nước EU lên tới hơn 1,3 tỷ EU/865 ngàn tấn vào năm 2003 Các nước Nam Âu có truyền thống sử dụng ớt hơn ở các nước Bắc Âu Tuy nhiên, từ đầu những năm 1980, ớt cũng được sử dụng rộng rãi trong bữa ăn của các gia đình Bắc Âu Đức là quốc gia EU nhập khẩu nhiều ớt nhất, chiếm 34% kim ngạch nhập khẩu ớt của

EU năm 2003, tiếp theo là Anh (16%), Pháp (11%) và Hà Lan (8%) [23]

Tại Hội thảo Gia vị Thế giới ở New Delhi, các báo cáo cho thấy sản lượng ớt ở những nước sản xuất lớn như Ấn Độ, Trung Quốc, Pêru, Bănglađét, Hungari và những nước khác đang tăng lên, với tốc độ tăng khoảng 5,2%

Mậu dịch ớt thế giới vào khoảng 400.000 tấn Sản lượng của Ấn Độ hàng năm từ 50% đến 60% tổng sản lượng toàn cầu Sản lượng của Trung Quốc và Pêru tăng nhanh, trong khi sản lượng của Hungari giảm Trung Quốc và Pêru đang thống trị mậu dịch ớt ngọt thế giới, còn Ấn Độ chỉ cung cấp ớt cay

Năng suất ớt ở Ấn Độ tăng rất khả quan, từ 1.544 kg/hécta năm 2005 lên 1.550 kg/hécta năm 2009 Trong những năm 2007 và 2008, năng suất đạt lần lượt 1.685 và 1.611 kg/hécta, nhờ sử dụng các giống ớt lai Diện tích trồng năm 2005 là 737.000 hécta, năm 2006 giảm xuống 654.000 hécta, nhưng năm 2007 tăng lên 737.000 hécta Năm 2008 diện tích trồng là 805.000 hécta, và năm 2009 là 750.000 hécta

Sản lượng ớt Ấn Độ năm 2005 đạt 1185.000 tấn, năm 2006 đạt 1.014.000 tấn, năm

2007 tăng 1.242.000 tấn, năm 2008 ở mức 1297 tấn và năm 2009 đạt 1.167.000 tấn Hiện nay, Ấn Độ là nước sản xuất ớt lớn nhất thế giới với khoảng 1 triệu tấn mỗi năm, chỉ riêng chợ Guntur (lớn nhất châu Á) có 1 triệu bao ớt [21]

2.1.5.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ớt ở Việt Nam

Ở nước ta, cây ớt đã được trồng từ lâu đời nhưng chủ yếu tập trung ở các tỉnh miền Trung (Bình-Trị-Thiên), vùng ven đô, khu vực đông dân cư (Hà Nội, Hải Dương, Thái Bình, Vĩnh Phúc…) Vùng chuyên canh ớt đã được hình thành ở Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế Tuy nhiên, diện tích trồng ớt có thể mở rộng ra ở vùng đồng bằng Bắc Bộ, đồng bằng sông Cửu Long và miền Tây Nam Bộ Việt Nam đang nổi lên như một nước xuất khẩu ớt lớn [22] Giá trị của ớt góp phần đưa kim ngạch xuất khẩu rau quả của Việt Nam tháng 1/2010 tăng 27,8% [19]

nhiệt đới gió mùa, thích hợp cho cây ớt phát triển quanh năm Tuy nhiên, để đảm bảo năng suất cao, tăng hệ số sử dụng đất, cây ớt thường được gieo trồng vào ba vụ chính

là [1], [4], [6]:

- Vụ Đông – Xuân: gieo hạt từ tháng 10 – 11, trồng tháng 11 – 12, thu hoạch vào tháng 4-5

- Vụ Hè – Thu: gieo hạt tháng 6 – 7, trồng tháng 8 – 9, thu hoạch tháng 1 – 2

- Vụ Xuân – Hè: gieo hạt tháng 2 – 3, trồng tháng 3 – 4, thu hoạch tháng 7 – 8 Hiện nay diện tích trồng ớt tại nước ta đang được mở rộng trên nhiều tỉnh thành như Thái Bình, Quảng Ngãi, Bình Định, Hưng Yên,… Theo thống kê của ngành Nông nghiệp tỉnh Bình Định, toàn tỉnh hiện có trên 500 ha ớt Hầu hết các giống ớt truyền thống trước đây đó được thay bằng giống ớt cao sản, tập trung tại các huyện: An Nhơn, Tây Sơn, Phú Mỹ,… Ở xă Nam Cường, Nam Đàn, Nghệ An diện tích trồng ớt của toàn xã cũng lên tới 25,3 ha, năng suất khá cao bfình quân 1,2 – 1,5 tấn/sào Ở 3 xã

ớt cũng lên tới 22,5 ha do Công ty cổ phần lương thực Hồng Hà (Tổng công ty lương thực Miền Bắc) có hợp đồng bao tiêu sản phẩm, hỗ trợ nông dân giống, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật

Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngày càng có nhiều giống ớt có năng suất cao, chống chịu tốt được đưa vào sản xuất đem lại thu nhập cao cho người nông dân

2.1.6 Tình hình nghiên cứu ớt trên thế giới và ở Việt Nam

2.1.6.1 Tình hình nghiên cứu ớt trên thế giới

Ớt là loại rau ăn quả gia vị không thể thiếu được trong bữa ăn hàng ngày, đặc biệt vùng Đông Nam Á và nhiều nước nhiệt đới khác Ớt được chế biến dưới nhiều dạng và

đã trở thành mặt hàng nông sản xuất khẩu quan trọng Bởi thế cây ớt là một đối tượng nghiên cứu khá rộng rãi về mọi mặt: nguồn gốc, phân loại, giống, sâu bệnh hại, tác

động các biện pháp kỹ thuật thâm canh nhằm tăng năng suất, đến công nghệ chế biến sau thu hoạch, đặc biệt là kỹ thuật làm tương ớt xuất khẩu cũng như dùng trong nội địa

và cả những nghiên cứu trong lĩnh vực y học ngày càng được đẩy mạnh Để đáp ứng nhu cầu của sản xuất như năng suất cao, phẩm chất tốt, chống chịu tốt với điều kiện ngoại cảnh bất lợi (chịu nóng, hạn hán, rét), chống sâu bệnh (do vi khuẩn, vi rút), các nhà khoa học, Viện nghiên cứu rau quả đã chú ý nhiều về nguồn gen ớt, vì nguồn gen dùng làm vật liệu khởi đầu để chọn lọc hoặc lai tạo cho giống ớt thích hợp với điều kiện sinh thái mỗi vùng [28]

Nghiên cứu vấn đề sản xuất và bảo quản hạt giống ớt, Vũ Thị Tình 1996 cho biết:

“Người ta đã thí nghiệm trên 5 giống ớt trong 2 năm với 2 điều kiện khác nhau (điều kiện lý tưởng cho giao phấn và điều kiện không lý tưởng cho giao phấn), kết quả cho thấy: Ớt là cây tự giao (autogamous) nhưng tỉ lệ lai tạp tự nhiên có thể chiếm 1-46% tùy thuộc vào điều kiện môi trường (ong, bướm, gió, nhiệt độ…) Trong điều kiện giao phấn lý tưởng, tỷ lệ giao phấn biến động từ 15 – 46%, không lý tưởng là 1 – 14% Điều này cho thấy điều kiện khác nhau, giống khác nhau thì tỉ lệ giao phấn khác nhau”…Vì vậy trong công tác thuần giống, phải chú ý cách ly giữa các dòng, giống,

để đảm bảo độ thuần cao Nói chung tần số lai tự nhiên và tự thụ phấn cũng khó đánh giá và so sánh được ở điều kiện môi trường khác nhau sẽ biểu hiện khác nhau, trong một số trường hợp không quan sát thấy có sự giao phấn.Vấn đề bảo quản hạt giống ớt cũng được đặt ra: bảo quản như thế nào để chất lượng hạt giống và thời gian sử dụng hạt giống kéo dài Thông thường khi hạt giống được đưa vào bảo quản phải đạt độ khô

– 10 ngày), chất lượng hạt bảo quản tốt hay xấu phụ thuộc vào điều kiện bảo quản Thí

sẽ chết hoàn toàn sau 6 tháng cũng bảo quản ở nhiệt độ trên Thí nghiệm cũng thấy rằng, ẩm độ của môi trường ảnh hưởng tới hàm lượng nước trong hạt, do đó ảnh

ẩm độ 70% hạt sẽ chết hoàn toàn sau 5 tháng Biết rõ vấn đề này trong công tác bảo quản hạt giống ớt chúng ta sẽ đạt những kết quả tốt hơn [28]

Về sự nảy mầm của hạt, Desai V.G.P.; Patil M.M và Aniarkar M.V (Ấn Độ),

1987 đã nghiên cứu ảnh hưởng của các chất điều hòa sinh trưởng đến sự nảy mầm của hạt giống ớt ngọt (C annuum var grossum) Với giống ớt Braha, hạt giống đã được ngâm 24 giờ trong các dung dịch α -NAA 10-20ppm Sự nảy mầm đã được tăng nhanh

ở điều kiện ngoài đồng và trong phòng thí nghiệm Số liệu đã được xếp thành bảng, với những hạt giống được thí nghiệm α -NAA ở nồng độ 10ppm cho kết quả tốt: α-NAA đã tăng tỉ lệ nảy mầm 95% [26]

Ở Ấn Độ Desai V.G.P.; Patil M.M và Aniarkar M.V., 1987 nghiên cứu sự rụng hoa ớt bằng chất điều hòa sinh trưởng Kết quả cho thấy: tùy theo mùa vụ, tỉ lệ rụng hoa ớt nằm trong khoảng 50 – 95% [26]

Trong y học có nhiều nghiên cứu về tác dụng chữa bệnh của ớt Theo các nhà nghiên cứu Australia, sử dụng ớt trong những bữa ăn có thể giảm nguy cơ rối loạn insilin liên quan đến bệnh tiểu đường Người ta đã tiến hành nghiên cứu ngẫu nhiên ở

36 người ở độ tuổi từ 22 – 70 có chế độ sử dụng ớt trong vòng 4 tuần với 3 kiểu, gồm một bữa ăn nhạt không sử dụng gia vị, một bữa ăn ớt sau khi ăn một bữa nhạt, một bữa

ăn ớt trước và sau bữa ăn Kết quả cho thấy hàm lượng insulin cần để kiểm soát sự gia tăng hàm lượng glucozo trong máu sau khi ăn sẽ giảm nếu bữa ăn có sử dụng ớt Tác giả đã đưa ra kết luận ăn ớt có thể giảm nguy cơ mắc bệnh tiểu đường do ăn uống Nghiên cứu mới của các nhà khoa học Anh, thường xuyên ăn ớt có tác dụng rất tốt trong việc làm chậm quá trình xơ cứng động mạch và quá trình oxy hóa protêin trong huyết dịch Theo đó, ớt có tác dụng khống chế quá trình bài tiết trong dạ dày, kích thích bài tiết chất nhờn mang tính kiềm, có tác dụng phòng trừ và trị liệu viêm loét dạ dày

Các nhà khoa học thuộc Trung tâm nghiên cứu y khoa Cedars-sinai (Mỹ) tiến hành thử nghiệm trên chuột như sau: trên cơ thể chuột tiến hành cấy tế bào ung thư của người đồng thời cho chuột uống dung dịch chứa tinh chất ớt 3 lần trên một tuần Sau

đó thấy tế bào ung thư tuyến tiền liệt dần dần bị hủy hoại [24] Bên cạnh đó các nhà khoa học của Viện đại học Pittburg (Mỹ) đã thử nghiêm thành công khả năng chống lại ung thư tuyến tụy của chất cay capsaicin trong ớt Điều này mở ra triển vọng nghiên cứu thuốc trị ung thư tuyến tụy từ ớt trong tương lai Capsaicin lần đầu tiên được tổng hợp vào năm 1930 bởi E Spath và SF Darling Năm 1961, các chất tương

tự được phân lập từ ớt do nhà hóa học Nhật Bản S Kosuge và Y Inagaki, người đã đặt tên chúng capsaicinoid Capsaicin lần đầu tiên được đăng ký sử dụng tại Hoa Kỳ năm

1962 Capsaicin được sử dụng trong thực phẩm ở nhiều nơi trên thế giới bao gồm Hoa

Kỳ [4] Năm 1816 và 1817, Braconnot và Bucholz trích những gì mà họ tin là các thành phần hoạt động, và gọi nó là capsicin

Một nghiên cứu khác cũng về khả năng giết chết tế bào ung thư của hoạt chất cay capsaicin Nghiên cứu này được thực hiện bởi bác sĩ Timothy Bates và các cộng sự tại

trường đại học Nottingham (Anh Quốc) Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm capsaicin trên các tế bào ung thư phổi trong phòng thí nghiệm và tế bào ung thư tuyến tụy đã thu được kết quả đáng kinh ngạc Theo ông “Bằng chứng tấn công protein của bộ phận cung cấp năng lượng cho tế bào ung thư, một liều capsaicin sẽ gây ra cái chết tự nhiên cho tế bào ung thư mà không gây nguy hại cho các tế bào lành mạnh ở xung quanh” Điều này mở ra hi vọng mới trong phòng chống ung thư Capsaicin gây nên cái chết tế bào ung thư bằng cách tấn công ty thể.Các nhà khoa học Anh vừa xác định chất capsaicin trong ớt có khả năng giết chết tế bào ung thư Theo bác sĩ Bates, capsaicin và những chất khác mà nhóm của ông đã thử nghiệm có vai trò quan trọng trong việc sản xuất thuốc chống ung thư Ông nói thêm rằng:

“Phát hiện này thật là đáng phấn khởi và góp phần giải thích vì sao các nước như Mexico và Ấn Độ, nơi mà người dân có truyền thống ăn rất cay, lại có tỉ lệ thấp về nhiều loại bệnh ung thư so với các nước phương Tây” [15]

Ở Mỹ người ta tiến hành nghiên cứu tác dụng gây tê của capsaicin trên chuột Các nhà nghiên cứu đã tiến hành tiêm liều thuốc chứa capsaicin và QX-314 (một dẫn xuất của chất gây tê lidocaine) Khi được kết hợp, capsaicin và QX-314 ức chế hoạt động của những tế bào thần kinh cảm nhận đau Capsaicin có khả năng làm hở các lỗ nhỏ chỉ có ở màng tế bào thần kinh cảm nhận đau Qua những chỗ hở do capsaicin mở

ra, QX-314 sẽ thâm nhập vào màng tế bào và làm vô hiệu các tế bào thần kinh cảm nhận đau

2.1.6.2 Tình hình nghiên cứu ớt ở Việt Nam

Nghiên cứu về cây ớt ở Việt Nam còn rất nhiều mới mẻ, chủ yếu là Viện Nghiên cứu Rau Quả, Viện Dinh dưỡng học, Viện Khoa học Nông nghiệp và các trường đại học Nông nghiệp I, đại học Nông Lâm Huế…về một số khía cạnh của cây ớt nhằm phục vụ sản xuất

Tiềm năng phát triển cây ớt ở nước ta rất to lớn, đặc biệt ở các tỉnh Miền Trung

có dải cát ven biển chạy dài trên 30.000 ha đất cát biển đều có khả năng trồng ớt Do ứng dụng các tiến bộ khoa học về giống, các biện pháp kỹ thuật thâm canh nên khối lượng ớt trái vụ được sản xuất ngày càng nhiều hơn [22]

Về giống, có hai nhóm giống được trồng là nhóm ớt cay và ớt ngọt Đã có công trình nghiên cứu chọn tạo giống 01 của Nguyễn Thị Thuận, có nguồn gốc từ giống ớt nhỏ quả Thái Lan cho năng suất 7 – 10 tấn/ha, có tỷ lệ chất khô cao (trên 20%)

Công ty Syngenta Việt Nam đã cung ứng hai giống ớt big hot P34 và P22 cho người dân vùng Trung Bộ, vùng đồng bằng Sông Hồng Qua nghiên cứu thực nghiệm thì người ta thấy hai giống ớt này thích hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam Chúng

sinh trưởng mạnh, khả năng phân cành cao, ra hoa tập trung, tỉ lệ đậu quả cao Trọng lượng quả 20 g/quả, chiều dài trung bình 16 – 18 cm, đường kính 2 – 2,5 cm, vỏ dày, kháng sâu bệnh và thích ứng với điều kiện bất lợi tốt

Công ty TNHH Việt Nông chuyên nghiên cứu, sản xuất và kinh doanh hạt giống rau màu chất lượng cao mang thương hiệu VINO, là nhà phân phối độc quyền các sản phẩm của tập đoàn hạt giống rau màu lớn nhất Đông Nam Á – East-West Seed International – tại Việt Nam Nhà phân phối độc quyền của tập đoàn Hai Mũi Tên Đỏ quốc tế (East West Seed International) với những sản phẩm chất lượng hàng đầu Đông Nam Á như hạt giống ớt hiểm lai F1 207, Bí đỏ tròn lai F1 Arjuna

Những nghiên cứu về phân vi lượng cho ớt bước đầu đã được chú ý qua việc sản xuất và sử dụng các chế phẩm tăng năng suất, phân bón lá: Công ty hóa Nông Nghiệp

và thương mại Thiên Sinh, xí nghiệp sản xuất phân bón lá Sài Gòn nghiên cứu sản xuất các chế phẫm tăng năng suất rau, đậu, ớt và đã triển khai phun cho ớt trên nhiều địa bàn trồng ớt có kết quả tốt Một số nghiên cứu cho thấy, các loại ớt vỏ xanh, trái nhỏ có hàm lượng capsaicin cao hơn

2.2 Giới thiệu chung về quy trình chung chế biến rau quả dầm dấm

2.2.1 Quy trình chế biến:

Theo Lê Mỹ Hồng (2002) và nhiều tác giả khác, cách chế biến rau quả muối chua và các thông số cần quan tâm được thể hiện ở quy trình và thuyết minh quy trình dưới đây:

Nguyên liệu Rửa Xử lý Lên men Xếp bao bì Rót dung dịch BẢo

* Xử lý:

Việc xử lý cần được tiến hành phù hợp với từng loại nguyên liệu Có thể tiến hành xử lý nhiệt (chần hoặc hấp) trước khi muối hoặc có thể kết hợp sử dụng các hóa

loại nguyên liệu

* Lên men:

Dung dịch để muối chua bao gồm: Đường, muối sử dụng theo một tỷ lệ nhất định tuỳ thuộc vào tính chất của nguyên liệu và khẩu vị của người tiêu dựng Thông thường tỷ lệ muối là 5 – 10%, đường là 1 – 1.5% so với lượng nguyên liệu

Trong quá trình lên men cần nén vỉ để cho nguyên liệu luôn ngập trong nước tránh sự nhiễm tạp của vi sinh vật (mốc, vi khuẩn, mem) gây thối hỏng, đồng thời phải đậy kín để tạo môi trường yếm khí hoàn toàn

* Xếp bao bì:

Sản phẩm dầm dấm thường được đóng trong các loại bao bì khác nhau (hộp thủy tinh, PE ) Vì vậy, nguyên liệu sau khi lên men và đạt đến một giá trị pH nhất định (tùy thuộc vào loại sản phẩm) cần được tiến hành xếp vào bao bì (sau khi đã được rửa lại bằng nước sạch)

* Rót dung dịch:

Để tạo ra sản phẩm có hương vị và trạng thái phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng thì nguyên liệu sau lên men phải được bảo quản trong một dung dịch nhất định –được gọi là dung dịch rót Dung dịch rót có các thành phần chính là đường, muối và có thể là một lượng nhỏ axit thực phẩm cùng các gia vị khác với các tỷ lệ tùy thuộc vào loại nguyên liệu đưa vào chế biến và khẩu vị của người tiêu dùng

* Bảo quản:

Để kéo dài thời gian sử dụng phục vụ cho quá trình lưu thông phân phối sản phẩm cần được bảo quản bằng các phương pháp sau:

Bảo quản lạnh: Sau khi được rót dung dịch (đảm bảo rót ngập nguyên liệu)

được làm kín bao bì và bảo quản ở 0 – 2o

C

Bảo quản bằng phương pháp sử dụng hóa chất: Các loại hóa chất thường sử

dùng như: Axit sorbic, benzoate natri, sorbat kali, sorbat natri ở các nồng độ nhất định

Bảo quản bằng phương pháp thanh trùng: Bao bì được xếp đầy nguyên liệu đã

được l ên men được ghép kín, thanh trùng ở nhiệt độ 90 – 100oC Thời gian tuỳ thuộc vào loại sản phẩm và bao bì

Bảo quản bằng biện pháp kết hợp: Có thể kết hợp các biện pháp bảo quản để sản

phẩm được giữ lâu hơn Ví dụ: Kết hợp biện pháp bảo quản lạnh với sử dụng hóa chất

2.3 Giới thiệu về vi khuẩn lactic trong chế biến rau quả dầm dấm

Lên men lactic là một trong những quá trình sinh hóa phát triển nhất trong thiên nhiên, đó là quá trình chuyển hóa các chất glucid thành axit lactic nhờ hoạt động sống trực tiếp của vi sinh vật

Các vi khuẩn lactic được xếp chung vào họ Lactobacteriaccae, chúng đều

có những đặc điểm chung: là vi khuẩn Gram dương, không chuyển động, không tạo bào tử, hô hấp yếm khí hoặc yếm khí tuỳ tiện Vi khuẩn lactic lên men đường

để tạo ra năng lượng cần thiết cho sự phát triển của chúng Nhờ quá trình lên men đường được chuyển hoá thành axit lactic, etanol, axit acetic và dioxytcacbon

trong trường hợp lên men dị hình [7]

- Giống Streptococcus có tế bào hình tròn hoặc hình ovan, đường kính khoảng

0,5 – 1µm, sắp xếp riêng biệt, cặp đôi hoặc thành chuỗi dài Tuy nhiên, một số chủng thuộc loài này có thể có dạng hơi giống trực khuẩn vì có kích thước chiều dài lớn hơn

chiều rộng, chẳng hạn như Streptococcus lactis

Hình 2.2 Giống Leuconotoc

- Giống Leuconotoc có hình dạng hơi dài hoặc hình ovan, đường kính từ 0,5 –

0,8µm và chiều dài khoảng 1,6µm Đôi khi chúng có dạng hơi tròn, chiều dài khoảng 1 – 3µm sắp xếp thành chuỗi và không tạo thành một đám tập trung

Hình 2.3 Giống Lactobacillus

- Giống Lactobacillus có dạng hình que Đây là loại vi khuẩn lactic phổ biến

nhất Hình dạng của chúng thay đổi từ hình cầu méo ngắn cho đến hình que dài

Hình dạng và kích thước của tế bào vi khuẩn lactic thay đổi tuỳ theo giống, môi

trường, điều kiện nuôi cấy, sự có mặt của oxy và tuổi tế bào [27]

Lactobacillus plantarum: Là một vi khuẩn Gram dương, thuộc chi Lactobacillus

chúng tồn tại trong nhiều môi trừơng khác nhau, trong một số loại thực phẩm và đường

tiêu hóa của con người L plantarum có hình que, đầu tròn, có hệ gen lớn nhất trong số các vi khuẩn lactic L plantarum có thể phát triển trong môi trường có hoặc không có

mặt của oxy không khí Trong môi trường có oxy, nó chuyển đổi thành hydrogen peoxide Mặt khác, khi không có oxy, nó phải trải qua quá trình lên men và biến đổi đường thành axit lactic hoặc rượu

2.3.2 Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic

Vi khuẩn lactic có nhu cầu về chất sinh trưởng khá phức tạp Không một đại diện nào thuộc nhóm này có thể phát triển trên môi trường muối khoáng thuần khiết chứa glucose và NH4+ Đa số trong chúng cần hàng loạt các axit amin, vitamin, lipit Vì thế

trong môi trường nuôi cấy cần bổ sung các chất này [7]

2.3.2.1 Nhu cầu cacbon

Vi khuẩn lactic có thể sử dụng rất nhiều loại hydratcacbon Nguồn thức ăn quan trọng nhất cho vi khuẩn lactic là monosaccarit và disaccarit như glucose, lactose, maltase, saccarose Các nguồn cacbon này được dùng để cung cấp năng lượng, xây dựng cấu trúc tế bào và sinh ra các axit hữu cơ như axit malic, pyruvic, fumaric, acetic

Các loài vi khuẩn khác nhau thì đòi hỏi nguồn cacbon khác nhau

2.3.2.2 Nhu cầu nitơ

Vi khuẩn lactic đòi hỏi rất nhiều loại axit amin khác nhau Một số lớn các vi khuẩn lactic không thể sinh tổng hợp được các chất hữu cơ phức tạp có chứa nitơ Vì vậy chúng cần môi trường có sẵn nguồn nitơ để đảm bảo cho sự phát triển của mình

Axit amin có thể được đồng hoá dưới dạng peptit nhờ vào tác dụng của enzym protease và peptidase ngoại hay nội bào Vi khuẩn lactic cũng có thể đồng hoá được các axit amin cần thiết cho sự phát triển của chúng từ nguồn nitơ phức tạp như: dịch chiết nấm men, dịch chiết thịt, pepton Đây cũng chính là nguồn nitơ thường được sử dụng để chuẩn bị môi trường nuôi cấy

Tuy nhiên ở quy mô công nghiệp thì khó có thể sử dụng nguồn nitơ này do chi phí tốn kém [25]

2.3.2.3 Nhu cầu vitamin

Vi khuẩn lactic không có khả năng sinh tổng hợp vitamin Vì vậy cần bổ sung vào môi trường nuôi cấy các chất có chứa vitamin như : nước khoai tây, ngô, cà rốt, dịch chiết nấm men và nhiều chất khác Các vitamin đóng vai trò Co-enzym trong quá trình trao đổi chất của tế bào Đây là một vai trò quan trọng không thể thiếu được

Hiện nay, có rất nhiều nghiên cứu khác nhau về nhu cầu vitamin của vi khuẩn lactic, họ đều có quan điểm chung rằng nhóm vitamin B rất cần thiết để kích thích sự phát triển của vi khuẩn lactic [25]

Nhu cầu về vitamin còn bị ảnh hưởng bởi thành phần môi trường, điều kiện

2.3.2.4 Các hợp chất khoáng

Để đảm bảo quá trình sinh trưởng phát triển đầy đủ, vi khuẩn lactic cần nhiều các hợp chất khoáng như: mangan, natri, kali, phospho, lưu huỳnh , đặc biệt là mangan Mangan có vai trò ngăn cản sự tự phân của tế bào, tham gia vào cấu trúc tế bào và đảm bảo chức năng hoạt động của enzym, giải độc các tế bào khỏi sự có mặt của oxy Mặt

quá trình lên men lactic bằng cách giúp vi khuẩn sử dụng tốt hơn các loại đường [11]

Từ các đặc điểm về nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn latic và đặc điểm thành phần dinh dưỡng của ớt chúng tôi nhận thấy: ớt tuy không có giá trị dinh dưỡng cao nhưng có khá đầy đủ các thành phần dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của vi khuẩn lactic Do đó ớt là nguyên liệu thích hợp cho quá trình muối chua

2.3.3 Quá trình lên men lactic trên rau quả

Trong nguyên liệu thường có sẵn các vi khuẩn lactic và những tạp khuẩn gây hỏng quá trình muối chua (vi khuẩn acetic, vi khuẩn butyric, vi khuẩn hoại sinh và

nấm mốc) [20]

Quá trình lên men lactic có thể chia làm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn đầu:

+ Vi khuẩn lactic phát triển cùng với tạp khuẩn Muối dùng trong muối dưa vào khoảng 3 - 4%, ở nồng độ này chưa đủ để diệt các vi khuẩn hoại sinh [7] Do muối gây

áp suất thẩm thấu lớn nên đường và các chất dinh dưỡng khác có trong nguyên liệu khuyếch tán vào dung dịch nước muối Khi đó bắt đầu có sự hoạt động của vi khuẩn

lactic và một số vi sinh vật khác: nấm men saccharomyces cereviceae chuyển một

phần đường thành rượu etylic và khí CO2 Khí CO2 bay lên do đó trên bề măt nước muối thấy xuất hiện những bọt khí Những bọt khí này cũng được tạo ra bởi một số vi sinh vật có khả năng sinh khí và vi khuẩn lactic

+ Chủng vi khuẩn lactic hoạt động chủ yếu trong thời kỳ này là Leuconostoc

Mesenteroides Đó là loại cầu khuẩn có khả năng sinh khí và sinh axit lactic yếu

Chúng chuyển hoá đường thành axit lactic, axit acetic

+ Trong giai đoạn này axit lactic dần dần được tích tụ và ức chế các vi khuẩn hoại sinh Chất lượng sản phẩm phụ thuộc nhiều vào mức độ hoạt động của vi khuẩn

lactic và tốc độ hình thành axit lactic nhanh hay chậm [14]

- Giai đoạn hai: lên men chính:

+ Vi khuẩn lactic và các loại nấm men có thể lên men được chiếm ưu thế Vi khuẩn lactic phát triển mạnh mẽ và axit lactic được tích tụ nhiều Trong giai đoạn này phần lớn các

vi khuẩn gây thối bị ức chế vì độ pH của môi trường giảm xuống tới 3 – 3,5

+ Chủng vi khuẩn lactic phát triển chủ yếu trong thời kỳ này là Lactobacillus

cucumeris, Bacterium brassicae fermentati, L.plantarum và một số chủng khác

+ Thời kỳ này là thời kỳ rất quan trọng của quá trình lên men lactic vì trong thời kỳ này sản phẩm tích tụ được lượng axit cao và hương vị đặc trưng của sản phẩm [18], [10]

+ Hàm lượng axit lactic trong nước dưa chua thường vào khoảng 0,8 – 2% Mùi

vị dưa tốt nhất khi nồng độ axit đạt 0,8 –1,2% [14]

- Giai đoạn ba: kết thúc quá trình lên men:

+ Khi axit lactic đã tích tụ với lượng khá cao thì các vi khuẩn lactic cũng bị ức chế Các vi khuẩn này không tạo axit nữa Khi ấy các nấm men và nấm mốc có khả năng phát triển mạnh sẽ phát triển làm giảm chất lượng sản phẩm vì chúng có khả năng phân huỷ axit lactic mạnh

+ Trong sản xuất rau muối chua theo phương pháp công nghiệp cần kết thúc trước hoặc lúc axit lactic đạt cực đại và cho đi bảo quản ở nhiệt độ thấp (2 – 4oC) hoặc đem đi bảo trong điều kiện yếm khí, bảo quản bằng các chất sát trùng (axit sobic, natri benzoat) [18]

+ Thời gian muối chua ở nhiệt độ 20oC khoảng 10 – 12 ngày [14]

2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men rau quả

2.3.4.1 Ảnh hưởng của nồng độ muối

Vai trò của muối rất quan trọng, không những nồng độ muối quyết định quá trình lên men tốt xấu mà còn ảnh hưởng đến hương vị của dưa chua Muối có tác dụng làm tăng hương vị của sản phẩm, hạn chế hoạt động của vi sinh vật gây thối, tăng cường hoạt động của vi khuẩn lactic, làm cho nước trong tế bào rau thoát ra ngoài Đường từ tế bào rau cùng với nước đi vào môi trường cung cấp cho vi khuẩn lactic

Thường các vi khuẩn gây thối không chịu được áp suất thẩm thấu cao Nếu dung dịch muối có nồng độ cao sẽ làm ngưng sự phát triển của các loại vi sinh vật kể

cả vi khuẩn lactic Nhưng vi khuẩn latic chịu được tác dụng muối cao hơn vi sinh vật khác Vì vậy, khi muối chua rau quả phải tạo điều kiện để đảm bảo sự phát triển của vi khuẩn lactic và ức chế hoạt động của các loại vi sinh vật không có lợi trong quá trình lên men chua

Muối ăn nồng độ 2% sẽ làm giảm hoạt động của nhiều loại vi sinh vật, trong đó

có vi khuẩn butyric và nhóm E.coli Muối ở nồng độ đó ít ảnh hưởng đến hoạt động

của vi khuẩn lactic

Khi muối chua rau quả cần tạo điều kiện cho các vi khuẩn lactic phát triển và ức chế các vi sinh vật lạ Do vậy, cần sử dụng nồng độ muối không quá cao: thường sử dụng muối ăn với nồng độ 4 – 6% hoặc nước muối có nồng độ 6 – 10% và tỉ lệ là 3 – 5% so với nguyên liệu [18]

2.3.4.2 Ảnh hưởng của nồng độ đường

Đường trong quá trình muối chua rau quả là nguồn tạo axit lactic Trong trường hợp đường trong nguyên liệu không đủ thì hàm lượng axit lactic tích tụ trong sản phẩm không đạt mức yêu cầu Khi đó sản phẩm có hương vị kém và dễ hư hỏng trong quá trình bảo quản Vì vậy, khi muối chua cần chọn loại nguyên liệu có hàm lượng đường đạt mức yêu cầu và khi cần phải bổ sung thêm đường [18]

2.2.4.3 Ảnh hưởng của vi sinh vật

Trong quá trình muối chua rau quả ngoài các vi khuẩn lactic còn có vi sinh vật

lạ phát triển Các vi sinh vật lạ đó cũng phân huỷ đường như: vi khuẩn butyric, vi khuẩn acetic và các vi khuẩn gây thối Do đó, hệ vi sinh vật lạ phát triển sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm

Ví dụ: Vi khuẩn butyric chuyển hoá glucid thành axit butyric, làm cho sản phẩm có vị ôi khó chịu Các nấm mốc làm cho axit lactic bị phân huỷ và tạo thành

nhiều chất làm giảm chất lượng hoặc gây hư hỏng sản phẩm Vì vậy, cần thực hiện quá trình muối chua sao cho vi sinh vật lactic hoạt động mạnh và ức chế hoạt động của các

Trong quá trình lên men rau quả muối chua, axit lactic tích tụ với hàm lượng 0,5% cũng đã ức chế hoạt động của nhiều vi sinh vật lạ gây ảnh hưởng xấu đến quá trình lên men Khi tích tụ axit lactic với hàm lượng cao (1 – 2%) thì ngay cả vi khuẩn lactic cũng bị ức chế, do đó quá trình lên men lactic bị kìm hãm Nồng độ axit lactic giới hạn đạt được trong quá trình lên men phụ thuộc vào lượng đường có sẵn trong nguyên liệu, nồng độ muối, nhiệt độ lên men và loại vi khuẩn lactic Tuy nhiên, các

axit lactic không ức chế hoạt động của một số nấm men nấm mốc [18]

2.3.4.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động của vi khuẩn lactic Ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình lên men và chất lượng sản phẩm Điều này có ý nghĩa rất lớn khi sử dụng chúng trong công nghiệp Khoảng nhiệt độ phát triển của vi khuẩn lactic khá rộng Nhiệt độ giới hạn của chúng là 5 – 55oC Ở nhiệt độ 0 – 4oC thì sự lên men lactic không bị đình chỉ mà chỉ diễn ra chậm Nhiệt độ tối ưu cho nhiều loài vi khuẩn lactic

là 35 – 42oC nhưng ở nhiệt độ này cũng kích thích sự phát triển của nhiều loài vi khuẩn lạ [25]

2.3.4.6 Ảnh hưởng của oxy

Vi khuẩn lactic là loài hô hấp tuỳ tiện Nói chung, vi khuẩn lactic chịu được môi trường giàu oxy Nhưng một vài loài là yếm khí nghiêm ngặt Khi có mặt oxy, các loài này không có khả năng phosphoryl hoá, tổng hợp cytochrom, tổng hợp enzym Một số tác giả lại cho rằng nhờ vào fravo-protein oxy hoá hay peroxi hoá, các loài yếm khí nghiêm ngặt cũng có thể thực hiện các quá trình phosphoryl hoá khi có mặt oxy nhưng không quá nhiều

2.3.5 Các dạng hư hỏng thường xảy ra trong quá trình lên men

Trong quá trình lên men rau quả, nếu quá trình lên men không tốt, sản phẩm có chất lượng kém Những khuyết tật phổ biến thường gặp trong các sản phẩm muối chua như là: sản phẩm bị biến màu, có hương vị lạ

2.3.5.1 Sản phẩm bị biến màu

Do hiện tượng oxy hoá bởi oxy không khí, xảy ra khi nước trong nguyên liệu muối chua bị rò chảy và lớp nguyên liệu bên trên không ngập trong nước muối Sự biến màu có thể do hoạt động của các vi sinh vật lạ Điều này xảy ra khi nhiệt độ lên men quá cao hoặc khi muối phân bố trong sản phẩm không đều Hiện tượng sẫm màu còn có thể

do tác dụng giữa tanin trong gỗ đóng thùng với sắt có trong muối ăn hoặc trong nước Hoạt động của các vi sinh vật lạ còn có thể làm cho sản phẩm sinh ra các màu khác nữa Trường hợp có nấm men Torula hoạt động sản phẩm sẽ có màu hồng [18]

Trên bề mặt nước muối nhiều khi có lớp váng Nguyên nhân là do khi bề mặt dung dịch muối tiếp xúc với không khí thì nấm mốc hay nấm men có khả năng phát triển tạo thành các váng trắng trên bề mặt lớp nguyên liệu Những loại vi sinh vật này có khả năng phân giải axit lactic thành CO2 và H2O làm pH trở về trung tính tạo điều kiện cho vi khuẩn gây thối hoạt động làm hỏng sản phẩm

Vì vậy, khi bảo quản sản phẩm phải vớt bỏ váng hoặc bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thấp tránh hiện tượng này

Một biện pháp có hiệu quả để ngăn ngừa hiện tượng tạo váng là phủ lên bề mặt

sản phẩm một lớp dầu thực vật trung tính, dày khoảng 3mm [18]

2.3.5.2 Sản phẩm bị mềm

Xảy ra khi nồng độ muối trong sản phẩm thấp Khi ấy dịch bào trong nguyên liệu tiết ra chậm làm sự lên men lactic chậm lại Ngoài ra nhiệt độ quá cao và mức độ yếm khí kém cũng cản trở sự phát triển bình thường của vi khuẩn lactic, tạo điều kiện cho các vi sinh vật lạ phát triển Chúng sản sinh ra các enzym phân giải pectin chuyển protopectin thành pectin hoà tan Trong giai đoạn đầu của quá trình mềm, sản phẩm muối chua bị nhớt

2.3.5.3 Sản phẩm bị nhớt

Dịch lên men thỉnh thoảng bị nhớt do các chủng sinh nhầy của vi khuẩn lactic phát

triển Hiện tượng này hay gặp khi lên men ở nhiệt độ cao [14]

2.3.5.4 Sản phẩm bị nhăn nheo

Nguyên nhân có thể là do dùng muối với nồng độ quá cao, hiện tượng co

nguyên sinh của tế bào xảy ra nhanh và mạnh làm dưa bị nhăn [14]

2.3.5.5 Sản phẩm có hương vị lạ

Do hoạt động của các loài nấm mốc, nấm men Mycoderma, Debaryomyces,

Hansenula, Pichia và một số vi sinh vật khác làm giảm độ axit của sản phẩm, ảnh

hưởng xấu đến hương vị sản phẩm và có thể làm cho sản phẩm có hương vị lạ [14]

2.3.6 Các phương pháp bảo quản rau quả dầm dấm

2.3.6.1 Bảo quản lạnh

bảo quản được 6 tháng ở nhiệt độ 0 – 2oC và 1 – 3 tháng ở nhiệt độ 10 – 18oC

Khi bảo quản ở nhiệt độ thấp các vi sinh vật ưa lạnh cũng gây hư hỏng sản phẩm khi làm lạnh

2.3.6.2 Bảo quản bằng cách dùng hoá chất

Hóa chất sử dụng chủ yếu với mục đích là tiêu diệt và ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật, đặc biệt là nấm men, nấm mốc Vì chúng là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến hư hỏng của sản phẩm muối chua Để bảo quản rau muối chua có thể sử dụng:

2.3.6.3 Bảo quản bằng cách thanh trùng

Sản phẩm được cho vào bao bì (chủ yếu là bao bì thủy tinh), đem ghép kín, thanh trùng ở nhiệt độ 80 – 100oC Thời gian tùy thuộc vào loại sản phẩm và bao bì

2.3.6.4 Bảo quản bằng biện pháp kết hợp

Ta có thể kết hợp các biện pháp bảo quản để sản phẩm được giữ lâu hơn Ví dụ: Ta

có thể kết hợp biện pháp bảo quản bằng hóa chất và thanh trùng

2.4 Giới thiệu về enzym glucose oxidase

2.4.1 Đặc điểm, cấu tạo của enzym GOD

Glucose oxidase (β-D- glucose: oxygen 1-oxidoreductase, EC 1.1.3.4) là enzim oxy

hóa khử, chỉ tác dụng lên β-D- glucose, oxy hóa glucose thành axit gluconic và H2O2:

Glucose oxidase (GOD) cũng giống như mọi enzim khác có bản chất là protein

Chúng có khối lượng khoảng 160.000 Da Kích thước phân tử protein của glucose oxidase thu nhận từ các nguồn khác nhau là khác nhau

- GOD từ Aspergillus niger có khối lượng phân tử là 186 000 Da

- GOD từ Penicinillium notatum có khối lượng phân tử là 152 000 Da

Glucose oxidase là một flavoprotein (protein phức tạp) trong đó phần protein

liên kết với 2 phân tử coenzym flavinadenindinucleotit (viết tắt là FAD)

GOD thu nhận từ Penicillium notatum có khả năng oxi hoá glucose 0,25; 6-metyl-D-glucose 0,03; 4,6-dimetyl- D-glucose 0,01; D-mannose 0,01; D-xylose 0,01; α-D-glucose 0,006 và trehalose 0,003 Oxi có thể được thay thế bởi các chất nhận hydro, ví dụ 2,6-diclo-phenolindophenol [8]

deoxi-6-fluoro-D-Hình 2.4 Cấu trúc không gian ba chiều của GOD

2.4.2 Tính chất của enzym GOD

2.4.2.1 Tính chất vật lý

Phân tử protein tan dễ dàng trong dung dịch potassium phosphate 0.1M, pH 7,0 cho dung dịch mầu vàng, trong suốt Hệ số phân li của dung dịch GOD 1% (w/v) ở bước sóng 280nm là 13,8 [3]

Enzym thể hiện mức độ chuyên hóa rất cao đối với β-D glucose mặc dầu 2- deoxy-D-glucose, D-mannose và D-fructose cũng bị oxy hóa

Protein của bản thân enzym là có tính axit và có điểm đẳng điện (pI) là 4,2 [3] glucose oxidase

C6H12O6 + O2 + H2O C6H12O7 + H2O2

2.4.2.2 pH tối ưu

pH của môi trường ảnh hưởng rõ rệt đến phản ứng enzym vì nó ảnh hưởng đến mức độ ion hoá cơ chất, enzym và độ bền của protein enzym Đa số các enzym đều bền trong giới hạn pH từ 5 – 9 Độ bền của enzym đối với môi trường cũng có thể tăng lên khi có cơ chất coenzym và ion Ca++ [3]

là khác nhau Giá trị pH không cố định mà phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cơ chất, tính chất dung dịch đệm, nhiệt độ v.v pH thích hợp cho hoạt động của GOD vi sinh vật trong khoảng 4-7, tối ưu nhất là 5,6 [3]

2.4.2.3 Các chất ức chế

Ức chế hoàn toàn bởi: ρ-cloromercuribenzoat

Ức chế một phần bởi: 8-hydroxycholin, semicarbazit

Bị mất hoạt lực bởi: H2O2

CO, HCN, NaF không ảnh hưởng đến hoạt tính của enzym

2.4.2.4 Điều kiện bảo quản

Enzym GOD dạng khô là ổn định trong nhiều năm khi bảo quản ở chỗ mát Các dạng dung dịch tính ổn định phụ thuộc nhiều vào các điều kiện bảo quản

2.4.3 Chỉ tiêu chất lượng của một số chế phẩm GOD

2.4.3.1 Hoạt tính riêng

Dựa vào hoạt tính riêng của GOD mà chia enzym này thành 4 loại [3]:

- Loại I khoảng 210 U/mg

- Loại II khoảng 70 U/mg

- Loại III khoảng 20 U/mg

- Loại IV khoảng 1,5 U/mg

2.4.3.2 Mức độ tinh sạch

Loại I: amylaza, sacaroza – mỗi loại < 0,01%, catalaza <10U/mg

Loại II: amylaza, sacaroza – mỗi loại < 0,1%, catalaza < 250 U/mg

Loại III: amylaza, sacaroza – mỗi loại < 0,1%, catalaza < 260 U/mg

2.4.4 Ứng dụng của enzym glucose oxidase

Theo cơ chế tác dụng của nó, enzym glucose oxidase có thể dùng với hai mục

đích chính: để oxy hóa glucose và để liên kết oxy Phạm vi ứng dụng của nó khá rộng

rãi Có thể dùng chế phẩm glucose oxidase để [8]:

- Ngăn ngừa các sản phẩm thực phẩm khỏi bị oxy hóa (tách oxy của chúng)

- Ngăn ngừa các sản phẩm khỏi bị biến đổi xấu đi bằng cách oxy hóa trước các glucose có trong sản phẩm đó

- Làm thuốc thử trong hóa phân tích

- Sử dụng tính chất kháng sinh của protein của glucose oxidase trong y học

GOD có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất bột trứng Người ta thấy rằng, nếu trong bột trứng có chứa glucose thì trong quá trình chế biến cũng như khi bảo quản, glucose sẽ tương tác với protein và sẽ bị oxy hóa dần dần để tạo nên những phẩm vật có màu sẫm và có mùi khó chịu, làm cho chất lượng thành phẩm bị giảm sút

Trong albumin trứng thường có chứa 3% glucose còn trong lòng đỏ trứng thì có khoảng 0,5% glucose (so với chất khô) Vì vậy trong sản xuất bột trứng và albumin

trứng, người ta phải dùng glucose oxidase để oxy hóa trước các glucose đó, khiến

những quá trình trên không xảy ra, đồng thời cũng tăng được thời gian bảo quản các sản phẩm trứng [8]

GOD cũng được dùng để liên kết các oxy có trong thành phần hoặc trên bề mặt của sản phẩm thực phẩm Trong sản xuất bia, rượu vang, dầu béo, phomat, sữa khô và công nghiệp thịt…, có thể ứng dụng GOD theo phương hướng này

Trong sản xuất bia, người ta dùng GOD để ổn định thành phần Ở nhiệt độ phòng bia chưa được thanh trùng sẽ bị đục sau 10 – 15 ngày bảo quản do nấm mốc và

vi khuẩn phát triển Nếu cho một ít chế phẩm GOD vào bia (1g/200 – 250 l) thì sẽ tách hết oxy có trong chất lỏng cũng như trong cả khoảng không gian tự do, kết quả là tính chất cảm quan của sản phẩm sẽ được bảo đảm từ 50 – 100 ngày [8]

Các kết quả nghiên cứu cho thấy rằng GOD có thể giữ cho đồ uống khỏi bị biến đổi về màu sắc và hương vị trong các trường hợp mà sự biến đổi này xảy ra do sự có mặt của oxi Trong thực tế, GOD được sử dụng để bảo quản rượu vang không thanh trùng Rượu vang táo với hàm lượng rượu 12% thể tích, với sự hỗ trợ của GOD có thể bảo quản được mà không làm giảm chất lượng và không tích tụ axit bay hơi, trong khi mẫu rượu vang đối chứng bị peroxide hoá, làm giảm hương vị và hàm lượng axít cao

Pickering G.J (2000) đã nghiên cứu ứng dụng glucose oxidase trong bảo quản rượu

vang có độ cồn thấp, chống oxy hóa thay thế SO2 [8]

Glucose oxidase là chất bảo quản có nhiều triển vọng trong công nghiệp sản

xuất đồ uống không cồn và nước quả Đặc biệt là đối với nước quả đục, chế phẩm enzym sử dụng phải đảm bảo ổn định hương cho nước quả và không được chứa enzym

cellulaza Năm 1997, Janser đã sử dụng enzym glucose oxidase để bảo quản dịch ép

các loại quả nhiệt đới [8]

Trong công nghệ sản xuất bánh mỳ, sử dụng enzym glucose oxidase SEBake-GO gồm có enzym glucose oxidase đã được Kosher chứng nhận cho phép sử dụng trong giai

đoạn chuẩn bị cho sản xuất bánh mỳ, cho vào bột cùng với axít ascorbic, cải thiện chất lượng khối bột nhào, thích ứng tốt với điều kiện lên men Đặc biệt hơn nữa là làm tăng lượng gluten, làm cho khối bột nhào chắc khoẻ, dẻo dai hơn SEBake-GO có thể dùng thay thế cho các chất oxi hoá và các chất đồng hoá ở những bột nhào thẳng, hệ thống nấu Nó đặc hiệu cho việc tăng độ nở cũng như dinh dưỡng của bánh [8]

Nhờ GOD, có thể bảo vệ được nhiều sản thực phẩm khỏi bị oxy hóa ngoài bề mặt Thịt, cà phê, phomat có thể bảo vệ khỏi bị oxy hóa bằng enzym này Phomat được gói trong một màng đặc biệt có tẩm GOD, sẽ ngăn ngừa được sự xâm nhập của oxy, sự biến đổi do oxy hóa và sự tạo màu sẫm ở lớp bề mặt Còn thịt nếu được bọc trong giấy tráng kim tẩm enzym cũng sẽ bảo vệ được màu sắc tự nhiên của nó [8]

PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng (vật liệu) và phạm vi nghiên cứu

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Ớt : Sử dụng ớt cay tươi có độ chín khác nhau được trồng ở huyện Gia Lâm –

Hà Nội

Vi khuẩn lactic thuần chủng: chủng vi khuẩn lactic Lactobacillus plantarum

+ Máy xay sinh tố của hãng Waring – Mỹ

+ Buồng vô trùng, Thiết bị lên men

+ Máy đo màu Minota

+ Máy đo độ Brix PAL 1, hãng Atago – Nhật Bản

+ Máy đo độ cứng ABSOLUTE Mitutoyo – Nhật Bản

+ Máy đo OD

+ Nhiệt kế, Bếp ga

+ Nồi thanh trùng hở (V=50 lít)

3.1.3 Phạm vi nghiên cứu

Quy mô phòng thí nghiệm

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

Địa điểm: Bộ môn Bảo quản chế biến – Viện Nghiên cứu Rau quả

Địa chỉ: Trâu Quỳ – Gia Lâm – Hà Nội

Thời gian nghiên cứu: Từ 12/2013 đến 6/2014

3.3 Nội dung nghiên cứu

1 Nghiên cứu xác định độ chín của quả ớt tươi cho mục đích chế biến sản phẩm dầm dấm

2 Nghiên cứu xác định chế độ xử lý nhiệt thích hợp

Nghiên cứu xác định nhiệt độ trong quá trình chần

Nghiên cứu xác định thời gian xử lý trong quá trình chần

3 Nghiên cứu điều kiện hoạt hóa chế phẩm vi khuẩn lactic trong quá trình lên men

Nghiên cứu xác định môi trường lên men thích hợp (nồng độ muối, nồng độ đường) Nghiên cứu xác định nồng độ vi khuẩn lactic thích hợp bổ sung vào quá trình lên men ớt

4 Nghiên cứu điều kiện hoạt hóa chế phẩm enzym glucose oxidase nhằm

mục đích ổn định màu sắc ớt dầm dấm

Nghiên cứu xác định nồng độ enzym phù hợp

Nghiên cứu xác định nhiệt độ xử lý enzym

Nghiên cứu xác định thời gian xử lý enzym

5 Nghiên cứu xác định chế độ thanh trùng thích hợp cho sản phẩm ớt dầm dấm

6 Thiết lập quy trình chế biến ớt dầm dấm có sử dụng một số chế phẩm sinh học

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm

3.4.1.1 Thí nghiệm 1 cho nội dung 1: Nghiên cứu xác định độ chín thu hái thích hợp

của quả ớt cho mục đích chế biến sản phẩm dầm dấm

Chúng tôi tiến hành nghiên cứu với ớt cay tươi được thu hái ở các độ chín khác nhau:

- Độ chín 1: Quả có độ già thu hái khoảng 70 – 75% (tương ứng với 35 – 38

ngày kể từ ngày đậu quả) ở thời điểm này quả có màu đỏ chiếm khoảng 2/3 toàn bộ bề mặt quả, trạng thái quả cứng