ứng dụng chitosan trong bảo quản chuối

II. ĐẶC ĐIỂM CỦA CHUỐI TRONG BẢO QUẢN 2.1. Tổng quan về cây chuối : Cây chuối có tên khoa học Musa sinensis thuộc họ Musaceae, bộ Scitaminneae. Quả chuối ra thành từng nải, mỗi tầng (gọi là nải) có tới 20 quả, và mỗi buồng có 3–20 nải. Một buồng cân nặng khoảng 1030kg. Một quả trung bình nặng 125g. Chuối là loài thân thảo lớn nhất, hoa chuối thường lưỡng tính, đầu hoa thường ra một hoa đực riêng. Lá mọc xoắn ốc gồm các bẹ lớn ôm lấy nhau tạo thành thân giả, cuống lá dài, phiến lá nguyên. Cụm hoa là một bông có nhiều lá bắc rất to, màu đỏ mọc ở ngọn cây, những hoa ở gốc là hoa cái, phần giữa là hoa lưỡng tính, đầu hoa thường ra một hoa đực riêng, và hoa đực này không sinh sản, được gọi là bắp chuối. Hiện nay, chuối được trồng trên 120 quốc gia được xem là mặt hàng trái cây được sản xuất thứ hai trên thế giới sau cam và nho đứng hạng ba. Ngành công nghiệp xuất khẩu chuối được xem như là nguồn thu nhập quan trọng cho một số quốc gia ở châu Mỹ Latinh, Đông Nam Á và châu Phi (Ludivine Lassois et al, 2010). Ngoài ra theo FAO, vào năm 2010 trên thế giới sản lượng chuối được sản xuất đạt 102 triệu tấn, tăng hơn 50% so với sản lượng 65 triệu tấn ở năm 2000 và hơn gấp đôi sản lượng sản xuất ra năm 1990. Ở nước ta hiện nay, cây chuối là loại cây truyền thống được trồng từ thời xa xưa. Và chuối được trồng với diện tích lớn trên 100000 ha, chiếm khoảng 19% diện tích trồng cây ăn quả của nước ta. Theo thống kê của FAO năm 2010, sản lượng chuối được sản xuất ra ở nước ta đạt khoảng 1,4 triệu tấn. Hiện nay, sản lượng chuối xuất khẩu của nước ta không cao với thị trường hạn hẹp chủ yếu là Trung Quốc, là nguồn thu mua chuối chính của nước ta hiện nay. Do phương pháp bảo quản chuối chưa phát triển nên hư hỏng trong bảo quản rất cao và thiệt hại lớn. 2.2 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng Thành phần Đơn vị Trong 100g chuối Năng lượng kcal 89 Nước g 74.91 Protein g 1.09 Hàm lượng béo g 0.33 Carbohydrate g 22.84 Chất xơ g 2.6 Đường tổng số g 12.23 Calcium, Ca mg 5 Vitamin C mg 8.7 Vitamin A, IU IU 64 Vitamin K (phylloquinone) µg 0.5 Potassium, K mg 358 Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100 g chuối. Lợi ích của việc ăn chuối • Chuối rất giàu kali 358 mg trong 100 g chuối, vì thế những người bị huyết áp cao nên ăn 2 quả chuối mỗi ngày sẽ giúp ích cho cơ thể. • Một nghiên cứu từ trường đại học Tokyo cho biết trong những quả chuối chín có chứa một hợp chất hóa học giúp ngăn ngừa sự phát triển của tế bào ung thư. • Ăn 2 quả chuối mỗi ngày giúp cơ thể thoải mái, giảm căng thằng. • Những cô nàng hơi mũm mĩm thừa cân thì nên ăn chuối thay vì những những chất ngọt khác như kẹo bánh … • Trong chuối có chứa nhiều chất vitamin B6 giúp tế bào thần kinh khỏe mạnh. • Những người dạ dày kém, hay bị nôn, tiêu chảy hoặc táo bón, ăn chuối là biện pháp tích cực giúp dễ tiêu hóa hơn và chữa khỏi những triệu chứng này. • Lượng kali trong một quả chuối có thể giúp bạn tránh khỏi những cơn chuột rút cơ bắp, những ai yêu thích thể thao như chạy bộ, đạp xe … thì nên ăn chuối trước khi chạy bộ, hoặc đạp xe thể dục ... 2.3. Các yếu tố gây biến đổi của chuối sau thu hoạch. • Nhiệt độ : Nhiệt độ tồn trữ là một yếu tố quan trọng trong việc bảo quản và tồn trữ rau quả sau thu hoạch. Nhiệt độ tồn trữ cao thì quá trình hô hấp và các quá trình biến đổi cơ bản cũng diễn ra nhanh hơn, theo định luật Van’t Hoff , khi tăng 100C thì tốc độ các phản ứng tăng gấp 2 lần, nhiệt độ tăng cao cường độ hô hấp tăng, quá trình tổn thất chất dinh dưỡng tăng dẫn đến sự hư hỏng xảy ra nhanh hơn. Nhưng nếu giảm nhiệt độ quá thấp thì sẽ gây tổn thương lạnh cho chuối. Nhiệt độ thích hợp cho bảo quản chuối là 12 – 14 0C (Nguyễn Minh Thủy, 2010). Và dao động nhiệt độ không quá 0.5 0C để tránh sốc nhiệt. • Độ ẩm : Độ ẩm liên quan mật thiết đến sự thoát hơi nước nên nếu độ ẩm thấp thì gây thoát hơi nước làm giảm khối lượng và giảm tính kinh tế nhưng độ ẩm cao lại tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển gây hư hỏng. Thông thường độ ẩm thích hợp cho rau quả khoảng 80 – 90%, đặc biệt đối với chuối thì độ ẩm khoảng 70 85% (Nguyễn Minh Thủy, 2010). • Thành phần khí : Thành phần không khí thông thường là 78 % là nitơ, 21% là oxy và 0.03% là CO2 , sau khi thu hoạch quả vẫn hô hấp và tiêu thụ O2 ¬nên nếu ta tăng lượng CO2 sẽ hạn chế sự hô hấp xảy ra nhưng dễ xảy ra hô hấp yến khí gây sinh rượu. Do đó, điều chỉnh các thành phần không khí khi tồn trữ cũng là một yếu tố quan trọng. Đối với chuối thì tỉ lê O2 khoảng 2 5% và CO2 2 5%. 2.4 Các biến đổi vật lí của quả chuối : • Sự bay hơi nước : Nông sản tưới thường chứa 65 – 95 % là nước, khi thu hoạch do không được bổ sung thêm lượng nước làm lượng nước mất đi nhanh chóng, ảnh hưởng rất lớn đến trạng thái sinh lý cũng như chất lượng của sản phẩm. Sự mấy nước chủ yếu do khuyeechs tán ra môi trường. Sự thoát hơi nước phụ thuộc trước hết vào đặc điểm của nông sản như mức độ háo nước của hệ keo trong tế bào, thành phần, cấu tạo và trạng thái của mô bảo vệ, cường độ hô hấp của nông sản . Các tổn thương cơ giới và vết thương gây ra bởi sinh vật cũng là yếu tố làm tăng tốc độ thoát hơi nước.  Sự giảm khối lượng tự nhiên : Việc giảm khối lượng chủ yếu do sự bay hơi nước và việc tiêu tốn hàm lượng chất khô cho hô hấp và chuyển hóa. Việc giẩm này là không tránh khỏi nhưng có thể giẩm nếu có môi trường thích hợp. Khối lượng giảm đi trong thời gian bảo quản dài ngày phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại và giống, vùng khí hậu trồng, phương pháp và điều kiện bảo quản trong năm và thời hạn bảo quản, mức độ xây xát của rau quả.  Sự sinh nhiệt : Sự sinh nhiệt của quả trong bảo quản chủ yếu do hô hấp, 23 được khếch tán ra môi trường còn 13 được dùng cho các phản ứng sinh hóa. Lượng nhiệt sinh ra có thể tính theo lượng CO2 sinh ra trong quá trình hô hấp. C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 686 Kcal 2.5 Các quá trình sinh hóa : • Carbohydrates: Tinh bột chiếm khoảng 20 – 25% trọng lượng phần thịt quả xanh. Trong quá trình chín tinh bột sẽ bị chuyển hóa nhanh chóng thành các loại đường sucrose, glucose và fructose và một ít maltose. Đường có trong các quả xanh rất ít, trung bình chỉ chiếm khoảng 1 – 2%. Khi quả chín hàm lượng đường có thể tăng đến 15 – 20%. Lượng đường tăng đồng thời với quá trình hô hấp đột phát. Tinh bột giảm dần từ 20 – 25% còn khoảng 1 – 2% từ lúc quả xanh đến lúc quả chín. Lượng tinh bột còn lại trong quả thuần thục (6%) cao hơn so với quả chín tới. Sucrose là loại đường chủ yếu có trong phần thịt quả, chiếm tỉ lệ thấp lúc bắt đầu chín và được hình thành trước lúc tích lũy glucose fructose. Các mô vỏ chứa khoảng 3% tinh bột, quá trình chuyển hóa của phần tinh bột này cũng tương tự như tinh bột ở phần thịt quả khi quả chín. Hình thái của quá trình chuyển hóa carbonhydrate có thể thay đổi theo điều kiện môi trường nhất định như tiếp xúc với nhiệt độ cao trong quá trình chín. • Sắc tố, màu sắc: Hàm lượng chất diệp lục giảm từ khoảng 50 – 100µg trên mỗi gram trọng lượng quả tươi đến khoảng gần bằng 0 khi quả chín, trong khi đó hàm lượng carotenoid (xanthophylls và carotene) vẫn không đổi ở khoảng 8µg trên mỗi gram trọng lượng. Có sự sụt giảm tổng hàm lượng carotenoid trong vỏ quả trong suốt giai đoạn đầu quá trình chín và sau đó là quá trình sinh tổng hợp carotenoid ở giai đoạn vàng – xanh đến vàng – chín. • Acid hữu cơ: pH và tổng lượng acid chuẩn độ là các yếu tố rất quan trọng trong việc đánh giá chất lượng quả chín sau thu hoạch. Khi quả được thu hoạch tại giai đoạn thuần thục pH cao và giảm dần trong quá trình chín của quả. Như vậy, pH của quả có thể được sử dụng như là chỉ số chín. Phần vỏ quả cũng có xu hướng biến đổi tương tự nhưng hơi chậm hơn so với phần thịt quả, điều này cho thấy thực tế là quả bắt đầu chín từ bên trong ra phía ngoài vỏ. Các thống kê khác nhau cho thấy pH của phần thịt quả xanh trong phạm vi từ 5 – 5,8 và 4,2 – 4,8 đối với quả ở giai đoạn hô hấp đột phát. • Biến đổi thành tế bào: Sự mềm hóa của quả có liên quan chặt chẽ với những thay đổi trong cấu trúc hình thành tế bào của quả. Đối với chuối, những thay đổi trong kết cấu của quá trình chín là kết quả của thay đổi trong cả hai cấu trúc vách tế bào và sự suy thoái của tinh bột Hemicellulose và pectin là những thành phần cấu tạo nên vách tế bào và hàm lượng của chúng thay đổi trong quá trình chín cũng tương tự như tinh bột, giảm từ 7 – 8% trong quả xanh còn khoảng 1% khi quả chín. Có dấu hiệu về sự biến đổi qua lại giữa tinh bột và hemicellulose trong giai đoạn

II ĐẶC ĐIỂM CỦA CHUỐI TRONG BẢO QUẢN

2.1. Tổng quan về cây chuối :

Cây chuối có tên khoa học Musa sinensis thuộc họ Musaceae, bộ

Scitaminneae Quả chuối ra thành từng nải, mỗi tầng (gọi là nải) có tới 20 quả, và mỗi buồng có 3–20 nải Một buồng cân nặng khoảng 10-30kg Một quả trung bình nặng 125g Chuối là loài thân thảo lớn nhất, hoa chuối thường lưỡng tính, đầu hoa thường ra một hoa đực riêng Lá mọc xoắn ốc gồm các bẹ lớn ôm lấy nhau tạo thành thân giả, cuống lá dài, phiến lá nguyên Cụm hoa là một bông có nhiều lá bắc rất to, màu đỏ mọc ở ngọn cây, những hoa ở gốc là hoa cái, phần giữa là hoa lưỡng tính, đầu hoa thường ra một hoa đực riêng, và hoa đực này không sinh sản, được gọi là bắp chuối

Hiện nay, chuối được trồng trên 120 quốc gia được xem là mặt hàng trái cây được sản xuất thứ hai trên thế giới sau cam và nho đứng hạng ba Ngành công nghiệp xuất khẩu chuối được xem như là nguồn thu nhập quan trọng cho một số quốc gia ở châu Mỹ Latinh, Đông Nam Á và châu Phi (Ludivine

Lassois et al, 2010) Ngoài ra theo FAO, vào năm 2010 trên thế giới sản lượng chuối được sản xuất đạt 102 triệu tấn, tăng hơn 50% so với sản lượng 65 triệu tấn ở năm 2000 và hơn gấp đôi sản lượng sản xuất ra năm 1990

Ở nước ta hiện nay, cây chuối là loại cây truyền thống được trồng từ thời

xa xưa Và chuối được trồng với diện tích lớn trên 100000 ha, chiếm khoảng 19% diện tích trồng cây ăn quả của nước ta Theo thống kê của FAO năm

2010, sản lượng chuối được sản xuất ra ở nước ta đạt khoảng 1,4 triệu tấn Hiện nay, sản lượng chuối xuất khẩu của nước ta không cao với thị trường hạn hẹp chủ yếu là Trung Quốc, là nguồn thu mua chuối chính của nước ta hiện nay

Do phương pháp bảo quản chuối chưa phát triển nên hư hỏng trong bảo quản rất cao và thiệt hại lớn

II.2 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng

Thành phần Đơn vị Trong 100g chuối

Hàm lượng béo g 0.33

Vitamin K (phylloquinone) µg 0.5

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100 g chuối.

Lợi ích của việc ăn chuối

• Chuối rất giàu kali 358 mg trong 100 g chuối, vì thế những người bị huyết áp cao nên ăn 2 quả chuối mỗi ngày sẽ giúp ích cho cơ thể

• Một nghiên cứu từ trường đại học Tokyo cho biết trong những quả chuối chín có chứa một hợp chất hóa học giúp ngăn ngừa sự phát triển của tế bào ung thư

• Ăn 2 quả chuối mỗi ngày giúp cơ thể thoải mái, giảm căng thằng

• Những cô nàng hơi mũm mĩm thừa cân thì nên ăn chuối thay vì những những chất ngọt khác như kẹo bánh …

• Trong chuối có chứa nhiều chất vitamin B6 giúp tế bào thần kinh khỏe mạnh

• Những người dạ dày kém, hay bị nôn, tiêu chảy hoặc táo bón, ăn chuối là biện pháp tích cực giúp dễ tiêu hóa hơn và chữa khỏi những triệu chứng này

• Lượng kali trong một quả chuối có thể giúp bạn tránh khỏi những cơn chuột rút cơ bắp, những ai yêu thích thể thao như chạy bộ, đạp xe … thì nên ăn chuối trước khi chạy bộ, hoặc đạp xe thể dục

2.3. Các yếu tố gây biến đổi của chuối sau thu hoạch.

• Nhiệt độ : Nhiệt độ tồn trữ là một yếu tố quan trọng trong việc bảo quản

và tồn trữ rau quả sau thu hoạch Nhiệt độ tồn trữ cao thì quá trình hô hấp

và các quá trình biến đổi cơ bản cũng diễn ra nhanh hơn, theo định luật Van’t Hoff , khi tăng 100C thì tốc độ các phản ứng tăng gấp 2 lần, nhiệt độ tăng cao cường độ hô hấp tăng, quá trình tổn thất chất dinh dưỡng tăng dẫn đến sự hư hỏng xảy ra nhanh hơn Nhưng nếu giảm nhiệt độ quá thấp thì sẽ gây tổn thương lạnh cho chuối

Nhiệt độ thích hợp cho bảo quản chuối là 12 – 14 0C (Nguyễn Minh Thủy, 2010) Và dao động nhiệt độ không quá 0.5 0C để tránh sốc nhiệt

• Độ ẩm : Độ ẩm liên quan mật thiết đến sự thoát hơi nước nên nếu độ ẩm thấp thì gây thoát hơi nước làm giảm khối lượng và giảm tính kinh tế nhưng độ ẩm cao lại tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển gây

hư hỏng

Thông thường độ ẩm thích hợp cho rau quả khoảng 80 – 90%, đặc biệt đối với chuối thì độ ẩm khoảng 70- 85% (Nguyễn Minh Thủy, 2010)

• Thành phần khí : Thành phần không khí thông thường là 78 % là nitơ, 21% là oxy và 0.03% là CO2 , sau khi thu hoạch quả vẫn hô hấp và tiêu thụ O2 nên nếu ta tăng lượng CO2 sẽ hạn chế sự hô hấp xảy ra nhưng dễ xảy ra hô hấp yến khí gây sinh rượu

Do đó, điều chỉnh các thành phần không khí khi tồn trữ cũng là một yếu tố quan trọng Đối với chuối thì tỉ lê O2 khoảng 2 - 5% và CO2 2 - 5%

II.4 Các biến đổi vật lí của quả chuối :

• Sự bay hơi nước : Nông sản tưới thường chứa 65 – 95 % là nước, khi thu hoạch do không được bổ sung thêm lượng nước làm lượng nước mất đi nhanh chóng, ảnh hưởng rất lớn đến trạng thái sinh lý cũng như chất

lượng của sản phẩm Sự mấy nước chủ yếu do khuyeechs tán ra môi

trường Sự thoát hơi nước phụ thuộc trước hết vào đặc điểm của nông sản như mức độ háo nước của hệ keo trong tế bào, thành phần, cấu tạo và trạng thái của mô bảo vệ, cường độ hô hấp của nông sản Các tổn thương

cơ giới và vết thương gây ra bởi sinh vật cũng là yếu tố làm tăng tốc độ thoát hơi nước

 Sự giảm khối lượng tự nhiên : Việc giảm khối lượng chủ yếu do sự bay hơi nước và việc tiêu tốn hàm lượng chất khô cho hô hấp và chuyển hóa

Việc giẩm này là không tránh khỏi nhưng có thể giẩm nếu có môi trường thích hợp Khối lượng giảm đi trong thời gian bảo quản dài ngày phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại và giống, vùng khí hậu trồng, phương pháp và điều kiện bảo quản trong năm và thời hạn bảo quản, mức độ xây xát của rau quả

 Sự sinh nhiệt : Sự sinh nhiệt của quả trong bảo quản chủ yếu do hô hấp, 2/3 được khếch tán ra môi trường còn 1/3 được dùng cho các phản ứng sinh hóa Lượng nhiệt sinh ra có thể tính theo lượng CO2 sinh ra trong quá trình hô hấp

C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 686 Kcal

II.5 Các quá trình sinh hóa :

• Carbohydrates: Tinh bột chiếm khoảng 20 – 25% trọng lượng phần thịt quả xanh Trong quá trình chín tinh bột sẽ bị chuyển hóa nhanh chóng thành các loại đường sucrose, glucose và fructose và một ít maltose

Đường có trong các quả xanh rất ít, trung bình chỉ chiếm khoảng 1 – 2% Khi quả chín hàm lượng đường có thể tăng đến 15 – 20% Lượng đường tăng đồng thời với quá trình hô hấp đột phát Tinh bột giảm dần từ 20 – 25% còn khoảng 1 – 2% từ lúc quả xanh đến lúc quả chín Lượng tinh bột còn lại trong quả thuần thục (6%) cao hơn so với quả chín tới Sucrose là loại đường chủ yếu có trong phần thịt quả, chiếm tỉ lệ thấp lúc bắt đầu chín và được hình thành trước lúc tích lũy glucose & fructose Các mô vỏ chứa khoảng 3% tinh bột, quá trình chuyển hóa của phần tinh bột này cũng tương tự như tinh bột ở phần thịt quả khi quả chín Hình thái của quá trình chuyển hóa carbonhydrate có thể thay đổi theo điều kiện môi trường nhất định như tiếp xúc với nhiệt độ cao trong quá trình chín

• Sắc tố, màu sắc: Hàm lượng chất diệp lục giảm từ khoảng 50 – 100µg trên mỗi gram trọng lượng quả tươi đến khoảng gần bằng 0 khi quả chín, trong khi đó hàm lượng carotenoid (xanthophylls và carotene) vẫn không đổi ở khoảng 8µg trên mỗi gram trọng lượng Có sự sụt giảm tổng hàm lượng carotenoid trong vỏ quả trong suốt giai đoạn đầu quá trình chín và sau đó

là quá trình sinh tổng hợp carotenoid ở giai đoạn vàng – xanh đến vàng – chín

• Acid hữu cơ: pH và tổng lượng acid chuẩn độ là các yếu tố rất quan trọng trong việc đánh giá chất lượng quả chín sau thu hoạch Khi quả được thu hoạch tại giai đoạn thuần thục pH cao và giảm dần trong quá trình chín của quả Như vậy, pH của quả có thể được sử dụng như là chỉ số chín Phần vỏ quả cũng có xu hướng biến đổi tương tự nhưng hơi chậm hơn so với phần thịt quả, điều này cho thấy thực tế là quả bắt đầu chín từ bên trong ra phía ngoài vỏ Các thống kê khác nhau cho thấy pH của phần thịt quả xanh trong phạm vi từ 5 – 5,8 và 4,2 – 4,8 đối với quả ở giai đoạn hô hấp đột phát

• Biến đổi thành tế bào: Sự mềm hóa của quả có liên quan chặt chẽ với những thay đổi trong cấu trúc hình thành tế bào của quả Đối với chuối, những thay đổi trong kết cấu của quá trình chín là kết quả của thay đổi trong cả hai cấu trúc vách tế bào và sự suy thoái của tinh bột

Hemicellulose và pectin là những thành phần cấu tạo nên vách tế bào và hàm lượng của chúng thay đổi trong quá trình chín cũng tương tự như tinh bột, giảm từ 7 – 8% trong quả xanh còn khoảng 1% khi quả chín Có dấu hiệu về sự biến đổi qua lại giữa tinh bột và hemicellulose trong giai đoạn đầu của quá trình tồn trữ quả xanh Tuy nhiên có sự khác biệt quan trọng

so với tinh bột, hemicellulose biến mất dù quả chín hoặc không chín bình thường Khi trái cây được giữ trong kho lạnh dài ngày, hàm lượng tinh bột giảm một cách chậm chạp đến khi quả chín tới, do đó hàm lượng tinh bột cao là đặc trưng của quả ướp lạnh Sự biến mất hemicellulose tại điều kiện bảo quản bình thường vẫn chưa được giải thích rõ và có thể được lí giải được do sự mất chất khô của quả, sự mất mát đó có thể được giải thích bởi

sự hô hấp

• Các chất tạo mùi và vị: trong quả xanh thường chứa nhiều tanin làm cho quả có vị chát Khi quả chín, tanin biến đổi thành đường glucose rồi giảm dần và mất hẳn làm cho quả có vị ngọt và mất vị chát Các chất thơm

được tạo ra và tăng lên trong quá trình chín sau thu hoạch như ete, rượu, aldehyt,… với hàm lượng rất nhỏ nhưng tạo cho quả có mùi thơm riêng

• Sự biến đổi vitamin: Nhóm vitamin tan trong nước (vitamin C, vitamin B1, vitamin B2, vitamin B3, vitamin B6, vitamin B9, vitamin B12,

vitamin B7, và vitamin B5) nhạy cảm hơn với sự biến đổi so với các loại vitamin tan trong dầu (vitamin A, D, E, K) Vitamin C nhạy cảm nhất so với các loại vitamin khác, vì vậy nó được sử dụng như một chỉ số để đo lường sự ổn định của các chất dinh dưỡng khác (Kader, A.A 1988) Ngoài

ra ở giai đoạn này còn tạo thành một số vitamin khác như như: B15, P , K, tiền vitamin A,…

II.6 Các quá trình sinh lý

• Sự hô hấp

Hô hấp là là quá trình duy trì sự sống quan trọng Về bản chất, hô hấp là quá trình phân giải oxy hóa các vật chất của tế bào (tinh bột, đường, lipid, protein, acid hữu cơ v.v…) thành các chất có cấu tạo phân tử đơn giản hơn, đồng thời giải phóng năng lượng và các phân tử vật chất cần thiết cho các phản ứng tổng hợp của tế bào Tuy nhiên hoạt động hô hấp tiêu hao một lượng lớn các chất hữu cơ dự trữ và sinh ra nhiệt lượng làm giảm nhanh khối lượng và nhanh hư hỏng Sự hô hấp của nông sản có thể diễn

ra với sự có mặt của oxy (hô hâp hiếu khí) hoặc thiếu oxy (hô hấp yếm khí)

• Sự chín và già hóa

Quá trình chín đánh dấu sự kết thúc pha phát triển quả và bắt đầu quá trình già hoá Quá trình chín là hệ quả của một phức hợp các thay đổi nhưng hoạt động sinh lý cơ bản của quá trình chín là sự thay đổi về cường

độ hô hấp và sản sinh ethylene

Các thay đổi có thể xuất hiện trong quá trình chín của quả:

- Thay đổi màu sắc

- Thay đổi về cường độ hô hấp

- Thay đổi về cường độ sản sinh ethylene

- Thay đổi về thành phần các hợp chất hydratcarbon

- Thay đổi các acid hữu cơ

- Thay đổi các protein

- Sản sinh các hợp chất tạo mùi thơm

Sự già hoá bắt đầu khi quá trình chín kết thúc Lúc này nông sản đã tiêu hao hết năng lượng dự trữ, các nông sản như rau, quả, thành phần xơ chiếm ưu thế, sắc tố suy giảm, nông sản khô héo, nhăn nheo không còn giá trị dinh dưỡng và thường phẩm

• Rối loạn sinh lý

* Rối loạn dinh dưỡng: Rối loạn thường bắt đầu từ thiếu dinh dưỡng từ cây mẹ như dư đạm hay thiếu đam sẽ gây cây còi cọc, chậm lớn, quả nhỏ Thiếu kali làm cây ít ra quả, phát triển không bình thường Khắc phục bằng chăm sóc đầy đủ từ cây mẹ

* Rối loạn hô hấp: Thành phần và nồng độ chất khí trong môi trường bảo quản không thích hợp sẽ dẫn đến rối loạn hô hấp của nông sản Hô hấp yếm khí sẽ gây triệu chứng thối Hàm lượng CO quá cao sẽ gây tổn thương cho một số loại rau trong bảo quản

* Tổn thương nhiệt: Tổn thương nhiệt thường xảy ra với những nông sản phải trải qua một giai đoạn trong môi trường nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp Tổn thương nóng hay tổn thương lạnh đều có thể gây ra hiện tượng trương nước, rối loạn hô hấp, vô hiệu hoá quá trình chín của quả, tạo ra các vết lõm trên vỏ nông sản, các mảng nâu, đen trên vỏ hoặc phía bên trong nông sản Sau đó các nông sản rất nhanh chóng bị hư hỏng

III ƯU ĐIỂM CỦA MÀNG BỌC CHITOSAN TRONG BẢO QUẢN

CHUỐI

1 Chitosan không độc, dùng an toàn cho người sử dụng Chúng có tính hòa hợp sinh học cao với cơ thể :

Chitosan cấu tạo bởi các đơn vị glucosamine Chitin có mặt rất phổ biến ở động vật bậc thấp, đặc biệt có nhiều ở giáp xác, tảo Thành phần này thường có nhiều trong bột tôm nên rất an toàn với cơ thể con người và động vật nên không

sợ khi tồn dư hay sót lại

2 Chitosan có khả năng chống vi sinh vật và nấm mốc mạnh mà có thể kiểm soát sự phân hủy của trái cây một cách hiệu quả.

Cơ chế ức chế vi khuẩn của chitosan là do liên kết giữa chuỗi polymer của chitosan với các ion kim loại trên bề mặt vi khuẩn làm thay đổi tính thấm của màng tế bào Khi bổ sung chitosan vào môi trường, tế bào vi khuẩn sẽ chuyển từ tích điện âm sang tích điện dương rằng chitosan không trực tiếp hoạt động ức chế vi khuẩn E.coli do mà là do sự kết lại của các tế bào và sự tích điện dương ở màng của vi khuẩn Chitosan N-carboxybutyl, một polycation tự nhiên,

có thể tương tác và hình thành polyelectrolyte với polymer acid tính có trên bề mặt vi khuẩn, do đó làm dính kết một lượng vi khuẩn với nhau

Chitosan có thể làm yếu đi chức năng bảo vệ của thành tế bào nhiều vi khuẩn Khi sử dụng chitosan, thì một lượng lớn các ion K+ với ATP bị rò rỉ ở vi khuẩn Staphylococcus aureus và nấm Candida albicans

Nhìn chung, chitosan ở nồng độ 0.1% có ảnh huởng mạnh hơn đến vi khuân Gram duơng nhu Listeria monocytogenes, Bacillus megaterium, B.cereus, Staphylococcus aureus, lactobacillus plantarum, L brevis và L bulgaris hơn là

vi khuẩn Gram âm nhu E coli, Psedomonas fluorescens, Salmonella typmurium

và Vibrio parahaemolyticus

Nghiên cứu trên vật thí nghiệm cho thấy chitin và chitosan có hoạt động

ức chế vi khuẩn và nấm Một trong các đồng phân của chitosan là N- carboxybutyl chitosan có tác dụng kìm hãm và tiêu diệt 298 loài vi sinh vật gây bệnh Khi có chitosan và chitin trên bề mặt các tác nhân gây bệnh ở thực vật, chúng ức chế sự phát triển của những loài này ở nồng độ 0.1% và pH 5.6 chúng kháng các loại nấm: Fusarium, Altemaria, Rhizopus Và hoạt động kháng này

sẽ giảm ở những vi sinh vật mà trên thành tế bào có chứa chitin, chitosan hoặc chitin-J3-glucan

Escherichia coli lOOppm Vibrio sp 100 ppm

Staphylococcus sp 50 ppm Salmonella sp 2000 ppm

Bacillus sp 50 ppm Saccharomyces

sp

100 ppm Pseudomonas sp 100 ppm

3 Làm giảm tốc độ hô hấp và chuyển hóa của rau quả.

Màng chitosan vừa đủ kín để hạn chết lưu thông không khí làm giảm lượng O2

nên hạn chế quá trình hô hấp và và chuyển hóa làm chuối ít hao hụt và mất chất dinh dưỡng nhưng màng lại không kín như PE để làm đọng nước gây hư hỏng cho rau quả

4 Màng chitosan cũng khá dai, khó xé rách, có độ bền tương đương với một số chất dẻo vẫn được dùng làm bao gói.

5 Màng chitosan làm chậm lại quá trình bị thâm của rau quả

Nhờ bao gói bằng màng chitosan mà ức chế được hoạt tính oxy hóa của các polyphenol,làm thành phần của anthocyamin, flavonoid và tổng lượng các hợp chất phenol ít biến đổi, giữ cho rau quả tươi lâu hơn

6 Phân huỷ sinh học

7 Vỏ tôm phế liệu là nguồn nguyên liệu tự nhiên rất dồi dào, rẻ tiền, có

sẵn quanh năm, nên rất thuận tiện cho việc cung cấp chitin và chitosan

Kết quả : Mẫu chuối bảo quản bằng chitosan 1% có thời gian bảo quản lên tới

20 ngày so với 10 ngày của mẫu chuối không được bảo quản bằng chitosan Các tính chất cảm quan và vệ sinh được đảm bảo theo tiêu chuẩn TCVN 3215-79