Nghiên cứu sử dụng một số hợp chất thân thiện với môi trường trong bảo quản quả vải thiều.

Quả vải là một trong các loại quả khó bảo quản, lại mang tính chất mùa vụ thu hoạch trong vòng 10 -15 ngày nên rất dễ bị hư hỏng do sự nâu hóa , do nấm men, nấm mốc trong quá trình vận

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, bên cạnh sự nỗ lực cố gắng của bản thân , tôi đã nhận được sự động viên và giúp đỡ rất lớn của nhiều cá nhân và tập thể Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới T.S Hoàng Thị Lệ Hằng –

Bộ môn Bảo quản chế biến – Viện nghiên cứu rau quả, người đã tận tình giúp đỡ, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi thực hiện và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của Th.S Phạm Thị Tuyết Mai – Giảng viên Bộ môn CNTP – Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên, người đã hướng dẫn và truyền đạt cho tôi những kiến thức bổ ích trong quá trình làm khóa luận cũng như trong suốt thời gian học tập tại trường

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới tập thể các anh chị - Viện nghiên cứu rau quả, các thầy cô giáo trong khoa CNSH – CNTP trường ĐHNL Thái Nguyên cùng gia đình và tất cả bạn bè đã động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thiện đề tài

Thái Nguyên, ngày 30 tháng 5 năm 2015

Sinh viên

Triệu Thị Hường

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Một số tecpen và công thức của chúng 13

Bảng 2.2: Nguồn nguyên liệu chứa Citral 18

Bảng 2.3 Hiệu quả ức chế vi sinh vật của axit sorbic 23

Bảng 4.1: Một số chỉ tiêu cơ lý của quả vải thiều ở các thời điểm thu hái 32

Bảng 4.2: Màu sắc và cảm quan của quả vải thiều ở các thời điểm thu hái 34

Bảng 4.3 Thành phần dinh dưỡng của quả vải thiều ở các thời điểm thu hái 35

Bảng 4.4: Sự biến đổi màu sắc của vỏ quả vải trong quá trình bảo quản so với màu sắc nguyên liệu ban đầu (ΔEab) 36

Bảng 4.5: Sự biến đổi độ cứng của quả vải trong quá trình bảo quản (mm) 37

Bảng 4.6: Sự biến đổi tỉ lệ thối hỏng của quả vải trong quá trình bảo quản( %) 37

Bảng 4.7: Sự biến đổi tỉ lệ hao hụt tự nhiên của quả vải trong quá trình bảo quản (%) 38

Bảng 4.8: Sự biến đổi cường độ hô hấp của quả vải trong quá trình bảo quản (mgCO2/kg.h) 38

Bảng 4.9: Sự biến đổi hàm lượng chất khô hòa tan của quả vải trong quá trình bảo quản (0Bx) 39

Bảng 4.10: Sự biến đổi hàm lượng vitamin C của quả vải trong quá trình bảo quản (mg%) 40

Bảng 4.11: Lượng vi sinh vật tổng số trên bề mặt vỏ quả vải theo thời gian bảo quản (cfu/mg) 40

Bảng 4.12: Lượng nấm men, nấm mốc tổng số trên vỏ quả vải theo thời gian bảo quản (cfu/mg) 41

Bảng 4.13: Điểm cảm quan quả vải theo thời gian bảo quản 42

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Cây sả 16Hình 2.2: Công thức cấu tạo của Citral 17Hình 2.3 : Tinh dầu sả 18

MỤC LỤC

PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích nghiên cứu 2

1.3 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.4 Ý nghĩa của đề tài 2

1.4.1 Ý nghĩa khoa học 2

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn 2

PHẦN 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3

2.1 Giới thiệu chung về cây vải 3

2.1.1 Nguồn gốc, đặc điểm, diện tích trồng vải 3

2.1.2 Tình hình nghiên cứu về bảo quản vải trên thế giới và Việt Nam 4

2.1.3 Tình hình nghiên cứu về bảo quản vải trên thế giới và Việt Nam hiện nay 6

2.2 Những biến đổi sinh lý sinh hóa trong quá trình chín của vải 8

2.2.1 Biến đổi màu sắc 8

2.2.2 Biến đổi trạng thái vật lý 8

2.2.3 Biến đổi mùi,vị 8

2.2.4 Cơ chế sinh tổng hợp etylen và biến đổi sự hô hấp của quả 9

2.3 Một số hiện tượng chính xảy ra trong quá trình bảo quản quả vải 11

2.3.1 Hô hấp 11

2.3.2 Hiện tượng thoát hơi nước 11

2.3.3 Thối hỏng 12

2.3.4 Sự thay đổi các sắc tố 12

2.3.5 Biến đổi hoá học 12

2.4 Giới thiệu một số hợp chất thiên nhiên sử dụng trong nghiên cứu đề tài 13

2.4.1 Tinh dầu 13

2.4.2 Giới thiệu về axit sorbic 20

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 24

3.1.1 Nguyên liệu chính 24

3.1.3 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 24

3.2.Nội dung nghiên cứu 24

3.2.1 Nghiên cứu xác định được độ chín thu hái thích hợp của quả vải thiều 24

3.2.2 Nghiên cứu xác định chế độ xử lý chất kháng nấm, kháng khuẩn thích hợp cho quá trình bảo quản (loại hợp chất, nồng độ, thời gian xử lý) 24

3.2.3 Thiết lập quy trình bảo quản quả vải thiều 24

3.3 Phương pháp nghiên cứu 24

3.3.1.Phương pháp bố trí thí nghiệm 24

3.3.2 Phương pháp phân tích 26

3.3.3 Phương pháp đánh giá cảm quan (theo thang điểm Hedonic) 30

3.3.4 Phương pháp xử lý số liệu 31

PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 32

4.1 Kết quả nghiên cứu xác định thời điểm thu hái thích hợp cho quả vải thiều 32

4.1.1 Sự biến đổi một số chỉ tiêu cơ lý trong quá trình chín của quả vải thiều 32

4.1.2 Sự biến đổi màu sắc và cảm quan trong quá trình chín của quả vải thiều 33

4.1.3 Sự biến đổi thành phần dinh dưỡng trong quá trình chín của quả vải thiều 34

4.2 Kết quả nghiên cứu bảo quản quả vải thiều bằng một số hợp chất thiên nhiên 36 4.2.1 Sự biến đổi một số chỉ tiêu vật lý của quả vải trong quá trình bảo quản 36

4.2.2 Sự biến đổi một số thành phần hóa học của quả vải trong quá trình bảo quả 39

4.2.3 Sự biến đổi một số chỉ tiêu vi sinh của quả vải trong quá trình bảo quản 40

4.2.4 Đánh giá chất lượng cảm quan của quả vải theo thời gian bảo quản 41

4.3 Sơ đồ quy trình bảo quản vải 43

4.3.1 Quy trình bảo quản vải 43

4.3.2 Thuyết minh quy trình 43

PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45

5.1 Kết luận 45

5.2 Kiến nghị 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa, Việt Nam là một trong những nước có nguồn rau quả phong phú và đa dạng nhất trên thế giới Các sản phẩm rau quả của nước ta không chỉ phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước mà còn trở thành mặt hàng xuất khẩu được nhiều nước ưa chuộng Hàng năm nước ta thu về hàng trăm triệu USD từ việc xuất khẩu rau quả Tuy nhiên, việc xuất khẩu vẫn có nhiều hạn chế, mà nguyên nhân chủ yếu là do tổn thất của rau quả sau khi thu hoạch còn rất cao, chiếm tới hơn 20% tổng sản lượng

Cây vải có tên khoa học là Litchi chinensis Sonn, thuộc họ bồ hòn

Sapindaceae Quả vải được coi là một loại đặc sản, được người tiêu dùng rất ưa

chuộng bởi hương thơm, vị ngọt đậm, ngon, rất bổ dưỡng cho cơ thể (quả vải có tác dụng bổ não, khỏe người, khai vị, có thể chữa bệnh đường ruột, là một thực phẩm quý đối với phụ nữ và người già) Hàm lượng chất khô hòa tan đạt 18  200Bx, hàm lượng nước 82%, chất xơ 1,5%, đường 17 - 18%, vitamin C 39mg%, ngoài ra còn chứa một số loại vitanin nhóm B và các chất khoáng vi lượng rất cần thiết cho sức khỏe con người [6] Quả vải là một trong các loại quả khó bảo quản, lại mang tính chất mùa vụ ( thu hoạch trong vòng 10 -15 ngày) nên rất dễ bị hư hỏng do sự nâu hóa , do nấm men, nấm mốc trong quá trình vận chuyển, tồn trữ và tiêu thụ vì vậy cần phải xử lý sau thu hoạch cho quả vải để khi đến tay người tiêu dùng chất lượng quả không bị biến đổi góp phần giảm tổn thất sau thu hoạch, tăng lợi nhuận kinh tế

và đảm bảo sức khỏe người tiêu dùng [17]

Hiện nay, có rất nhiều phương pháp bảo quản vải khác nhau Trong đó, bảo quản bằng hóa chất là phương pháp được sử dụng rộng dãi và đem lại hiệu quả kinh

tế Tuy nhiên, phạm vi sử dụng các loại hóa chất trong bảo quản đang bị thu hẹp do những tác động tiêu cực đến sức khoẻ con người và những ảnh hưởng xấu đến môi trường do đó nhất thiết phải tìm ra phương pháp bảo quản vừa ổn định được chất

lượng sản phẩm, đem lại hiệu quả kinh tế vừa thân thiện với môi trường và an toàn cho người sử dụng

Xuất phát từ thực tế trên chúng tôi tiến hành khóa luận: “Nghiên cứu sử dụng

một số hợp chất thân thiện với môi trường trong bảo quản quả vải thiều ”

1.2 Mục đích nghiên cứu

Sử dụng một số hợp chất thân thiện với môi trường có tác dụng kháng nấm, kháng khuẩn nhằm ổn định chất lượng cho quả vải thiều trong quá trình bảo quản

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định được độ chín thu hái thích hợp của quả vải thiều

- Xác định được chế độ xử lý chất kháng nấm, kháng khuẩn thích hợp cho

quá trình bảo quản( loại hợp chất, nồng độ, thời gian xử lý)

- Đưa ra quy trình bảo quản quả vải thiều

1.4 Ý nghĩa của đề tài

PHẦN 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

2.1 Giới thiệu chung về cây vải

2.1.1 Nguồn gốc, đặc điểm, diện tích trồng vải

Cây vải có tên khoa học là Litchi chinensis Sonn, thuộc họ bồ hòn

Sapindaceae có nguồn gốc ở giữa miền Nam Trung Quốc, bắc Việt Nam và bán đảo

Malay và được trồng cách đây trên 3.000 năm Cây vải là cây thân gỗ, ưa khí hậu nóng, có chu kỳ sống lâu năm (50  70 năm), lá xanh quanh năm có tác dụng rất tốt đến môi trường sống của con người, che phủ đất, hạn chế sói mòn cho đất (vì cây vải

có tính chịu hạn, chịu úng cao, phát triển tốt trên đất đồi, núi trọc) Hoa vải là nguồn mật và phấn rất quí để phát triển nghề nuôi ong lấy mật Quả thường chín vào cuối tháng 6 đầu tháng 7, khi chín vỏ quả có màu đỏ thẫm, trọng lượng trung bình của quả 15  20g (đối với vải thiều có trọng lượng quả thường cao hơn và đạt 20 

25 g/quả) [12]

Quả vải được coi là một loại đặc sản, được người tiêu dùng rất ưa chuộng bởi hương thơm, vị ngọt đậm, ngon, rất bổ dưỡng cho cơ thể (quả vải có tác dụng bổ não, khỏe người, khai vị, có thể chữa bệnh đường ruột, là một thực phẩm quý đối với phụ nữ và người già) Quả có vỏ mỏng, hạt dài, nhỏ, cùi dày chiếm tỉ lệ 70 

80% so với trọng lượng quả Hàm lượng chất khô hòa tan đạt 18 200Bx; hàm lượng nước 82%; chất xơ 1,5%; đường 17 - 18%; vitamin C 39mg%; ngoài ra còn chứa một số loại vitanin nhóm B và các chất khoáng vi lượng rất cần thiết cho sức khỏe con người ) [12]

Hiện nay trên thế giới có hơn 20 quốc gia trồng vải trong đó Trung Quốc là nước có sản lượng vải lớn nhất chiếm khoảng 65% sản lượng vải của toàn thế giới (1,3 triệu tấn) Ấn Độ là nước đứng thứ hai về sản lượng vải, chiếm khoảng 21,5

% sản lượng vải thế giới (430.000 tấn).Thái Lan trồng vải cách đây 200 năm, sản lượng vải của Thái Lan hiện nay khoảng 80.000 tấn Vải được trồng chủ yếu ở chín tỉnh phía bắc, tập trung ở Chiềng Mai và Chiềng Rai Nepal (14.000 tấn), Bangladesh (13.000 tấn), ngoài ra vải cũng được trồng ở Australia, và một số

nước Châu Phi như: Nam Phi, Madagatxca (35.000 tấn/năm là nước có sản lượng vải cao nhất Châu Phi), Reuyniong và Moritiuyt [21]

Ở Việt Nam, vải là một trong những loại cây trồng đặc sản, được trồng ở hầu khắp các tỉnh thành phía bắc nước ta và đã trở thành cây ăn quả chủ lực Theo Cục trồng trọt, Bộ NN&PTNT, năm 2008, diện tích trồng vải là 86,9 ngàn ha, chiếm 26% tổng diện tích cây ăn quả toàn vùng Các tỉnh có diện tích trồng và thu hoạch quả với sản lượng lớn là: Bắc Giang (Lục Ngạn), Hải Dương (Thanh Hà), Vĩnh Phú (Thanh Hoà), Quảng Ninh (Đông Triều), Hà Tây (Quốc Oai, Chương Mỹ), Bắc Thái (Đồng Hỷ, Phú Lương), Lạng Sơn (Đình Lập, Hữu Lũng), Ban Mê Thuột, Huế Trong đó Lục Ngạn (Bắc Giang) và Thanh Hà (Hải Dương) là hai vùng trồng vải thiều nổi tiếng có diện tích và sản lượng hàng năm lớn nhất cả nước (diện tích trồng vải của hai tỉnh chiếm trên 70% diện tích trồng vải cả nước) Quả vải thiều ở đây có chất lượng rất thơm ngon, tạo được thương hiệu nổi tiếng khắp trong

và ngoài nước Theo số liệu của Tổng cục thống kê, năm 2011(cập nhật số liệu mới), diện tích trồng vải tại Bắc Giang đạt hơn 35 nghìn ha, sản lượng toàn tỉnh đạt hơn 218 nghìn tấn, cao gần gấp đôi so với năm 2010 tập trung tại các huyện Tân Yên, Lục Ngạn, Lục Nam Riêng huyện Lục Ngạn sản lượng đạt khoảng 90 nghìn tấn Tại huyện Thanh Hà (Hải Dương), năm 2011, diện tích trồng vải vảo khoảng 4.950ha với sản lượng đạt khoảng 30 nghìn tấn tập trung tại ba xã Thanh Sơn, Thanh Khê và Thanh Thủy [1]

2.1.2 Tình hình nghiên cứu về bảo quản vải trên thế giới và Việt Nam

Vấn đề khó khăn lớn nhất trong bảo quản vải đó là ở điều kiện thường vỏ quả mất nước rất nhanh và bị nâu hoá do hoạt động của enzym Polyphenol oxydaza,.làm giảm giá trị thương phẩm của vải Vỏ vải trong quá trình bảo quản ở

24oC sẽ mất 7% nước sau 6 giờ và sau 60 giờ sẽ mất 60% nước, lúc này vỏ quả sẽ

bị biến màu [21]

Sau khi thu hoạch và trong quá trình bảo quản, ngoài các biến đổi sinh lý và hóa học, quả vải còn bị biến đổi do vi sinh vật đây là một trong những nguyên nhân chính gây thối hỏng cho quả Sự phát triển của vi sinh vật làm cường độ hô hấp và

tỷ lệ hao hụt tự nhiên tăng cao, sự biến đổi các thành phần hóa học diễn ra mạnh mẽ theo chiều hướng làm giảm chất lượng và tuổi thọ của quả Vì vậy, để kéo dài thời gian bảo quản vải cần có biện pháp xử lý thích hợp

Phương pháp bảo quản vải được dùng phổ biến hiện nay đó là xử lý hoá chất kết hợp với bảo quản ở nhiệt độ thấp Ở nhiệt độ 1-2oC, độ ẩm 85-90% vải có thể bảo quản được 3-4 tuần, còn ở 5oC được 2-3 tuần [21]

Hiện nay ở nước ta, có nhiều cơ quan nghiên cứu khoa học đã và đang tham gia nghiên cứu, thử nghiệm các phương pháp bảo quản vải như Viện Nghiên cứu Rau quả, Viện cơ điện và công nghệ sau thu hoạch, trường Đại học nông nghiệp I , nhưng đều

ở giai đoạn nghiên cứu thử nghiệm qui mô nhỏ, chưa có ứng dụng lớn [2]

Các phương pháp bảo quản chính được dùng hiện nay trong bảo quản vải là:

 Bảo quản bằng hoá chất

Có tác dụng ức chế và diệt vi khuẩn, nấm gây bệnh Các hoá chất phổ biến là Topsin-M, Benlate, Carbendazim và lưu huỳnh [3]

 Bảo quản trong môi trường khí quyển cải biến (modified atmosphere - MA)

Bằng cách bảo quản trong túi PE kín hoặc đục lỗ, bao bọc trong màng sáp, trong giấy Phương pháp bảo quản này có tác dụng tạo ra bầu khí quyển có thành phần O2, CO2 khác với thành phần của khí quyển bình thường nên có tác dụng ức chế hoạt động của vi sinh vật gây bệnh đồng thời làm giảm hoạt động trao đổi chất của quả, kéo dài thời hạn tồn trữ của vải [23]

 Bảo quản ở nhiệt độ thấp

Đây là phương pháp được dùng phổ biến nhất hiện nay không những cho bảo quản vải mà cho hầu hết các loại rau, quả và thực phẩm Nhiệt độ thấp có tác dụng

ức chế hoạt động của vi sinh vật gây bệnh và làm giảm cường độ hô hấp của quả, chính vì thế mà kéo dài thời hạn bảo quản của vải ở nước ta hiện nay phương pháp bảo quản lạnh chưa được ứng dụng rộng rãi trong bảo quản rau quả do các lý do kinh tế và kỹ thuật [23]

 Các phương pháp bảo quản khác

Bảo quản bằng phương pháp chiếu xạ, bảo quản bằng khí quyển điều chỉnh (controlled atmosphere), bảo quản bằng ô-zôn,

Trong tất cả các phương pháp bảo quản nêu trên, phương pháp bảo quản bằng hoá chất là hiệu quả kinh tế hơn cả, chi phí bảo quản thấp Phương pháp bảo quản này có thể kéo dài thời hạn tồn trữ của vải lên 7-10 ngày ở điều kiện thường

và 20-30 ngày ở nhiệt độ 5oC [23]

2.1.3 Tình hình nghiên cứu về bảo quản vải trên thế giới và Việt Nam hiện nay

Với tổng diện tích hơn 32,3 nghìn ha; trong đó có 8,5 nghìn ha vải thiều sản xuất theo tiêu chuẩn VietGAP, Bắc Giang là vùng nguyên liệu vải thiều lớn và có chất lượng tốt nhất cả nước Trước kia, thị trường xuất khẩu vải thiều tươi chủ yếu của tỉnh vẫn là Trung Quốc, bình quân mỗi vụ khoảng 40% tổng sản lượng Do đó, việc Mỹ mở cửa cho vải và nhãn Việt Nam sẽ giảm sức ép và rủi ro khi chỉ tập trung vào một thị trường xuất khẩu

Theo Viện Nghiên cứu và Phát triển vùng (Bộ Khoa học và Công nghệ), vụ vải thiều năm 2014, đơn vị đã lựa chọn 10 tấn vải thiều Lục Ngạn để xử lý bảo quản bằng công nghệ CAS xuất khẩu sang thị trường Nhật Bản Qua kiểm tra của Công

ty ABI (Nhật Bản), chất lượng quả vải cơ bản đạt tiêu chuẩn để đưa vào thị trường này Giá từ 300 đến 650 yên/10 quả (tương đương từ 60 đến 130 nghìn đồng) Một

số chuyên gia hoa quả Nhật Bản sau khi dùng thử đánh giá chất lượng vải thiều của Việt Nam hơn hẳn so với vải thiều Trung Quốc và Malaysia Ngoài ra, việc ứng dụng công nghệ CAS không những có thể đưa vải thiều tươi sang thị trường Nhật Bản mà còn có thể xuất khẩu sang Tây Âu, Ả rập Xê út [28]

CAS (Cells Alive System) hay "hệ thống tế bào còn sống” là công nghệ lạnh đông nhanh với chức năng CAS CAS được sử dụng để bảo quản hải sản, nông sản

và thực phẩm đạt được tiêu chí "Fresh CAS - tươi như CAS” Nghĩa là các sản phẩm được bảo quản bằng công nghệ CAS sau một thời gian nhất định (từ 1 đến nhiều năm) sau rã đông vẫn giữ được độ tươi nguyên như vừa mới thu hoạch, giữ được cấu trúc mô - tế bào, màu sắc, hương vị, chất lượng sản phẩm [29]

Nguyên lý cơ bản của công nghệ CAS là sự kết hợp giữa quá trình lạnh đông nhanh (-300C đến – 600C) và dao động từ trường (50 Hz đến 5 MHz) Sự khác biệt của công nghệ CAS với các công nghệ lạnh đông thông thường đó là sự cùng tác

động của từ trường và quá trình lạnh đông nhanh đã làm cho nước (nước tự do và nước liên kết) trong tế bào sống đóng băng ở chỉ một số rất ít phân tử, nên không phá vỡ cấu trúc tế bào và cũng không làm biến tính các hợp chất sinh học (như protid, vitamin) [29]

Chính điều đó và một số tác động khác của CAS đối với tế bào sống đã làm cho sản phẩm được bảo quản bằng công nghệ CAS giữ nguyên được chất lượng sau một thời gian dài (ít nhất 1 năm đến nhiều năm, tùy mục đích, như gạo có thể bảo quản được hơn 10 năm)

Vừa qua, Tập đoàn ABI (Nhật Bản) và Bộ KH&CN đã tổ chức hội thảo quốc

tế "Công nghệ CAS và khả năng ứng dụng công nghệ CAS trong bảo quản hải sản

và nông sản Việt Nam" với sự tham gia của các nhà khoa học trong và ngoài nước

Bộ công nghệ CAS là sáng chế độc quyền của Tập đoàn ABI Nhật Bản, được đánh giá là một công nghệ tiên tiến, tích cực nhằm đạt được, khống chế và tối ưu hóa các thông số bảo quản

Kết quả nghiên cứu, thử nghiệm của Bộ KH & CN tại Việt Nam với xoài cho thấy xoài đông lạnh CAS không bị hư hỏng hay giảm chất lượng trong quá trình vận chuyển Hơn nữa lại tiết kiệm được thời gian chế biến, góp phần hạ chi phí sản xuất Dưa vàng cũng được bảo quản với chất lượng hoàn hảo, thành phần nước trong dưa, hương thơm, vị ngọt không hề bị mất đi trong quá trình bảo quản [29]

Ông Nguyễn Đức Kiên, Giám đốc Sở KH&CN cho biết, mùa vải thiều năm 2013,

Sở đã phối hợp với Viện Nghiên cứu và phát triển vùng (Bộ KH&CN) nghiên cứu,

áp dụng công nghệ CAS vào bảo quản quả vải tươi Kết quả ban đầu cho thấy, vải thiều có thể bảo quản được hơn 1 năm với chất lượng tốt Nằm trong chương trình phối hợp của UBND tỉnh với Bộ KH&CN, bước thử nghiệm tiếp tục được thực hiện trong vụ vải thiều năm 2014 Ngày 20-6 vừa qua, 20 tấn vải thiều Lục Ngạn bảo quản bằng CAS thành công đã được xuất sang Nhật Bản [30]

Hiện nay, trung tâm chiếu xạ tại Hà Nội đang được đầu tư nâng cấp để phục vụ công tác chiếu xạ vải xuất khẩu tại khu vực miền Bắc, cùng đó, công nghệ xử lý, bảo quản giữ tươi quả vải 4-6 tuần của Israel đã được tỉnh Bắc Giang tiếp cận

Trong vụ thu hoạch năm sau, 2 công nghệ này sẽ được sử dụng cho vải thiều Lục Ngạn Cùng đó, một số chính sách hỗ trợ doanh nghiệp xuất khẩu cũng được địa phương tính toán [31]

2.2 Những biến đổi sinh lý sinh hóa trong quá trình chín của vải [32]

2.2.1 Biến đổi màu sắc

Khi quả chín có sự biến đổi về màu sắc của quả Quả còn xanh thì vỏ quả chứa nhiều diệp lục và carotenoit Khi bắt đầu chín, có sự biến đổi hàm lượng các sắc tố và gây ra sự biến đổi màu sắc của quả Sự biến đổi này theo hướng phân hủy diệp lục mà không phân hủy carotenoit, trong nhiều loại quả carotenoit lại được tổng hợp trong quá trình chín Trong một số cây có enzym clorofilaza có thể phân hủy được các liên kết este trong clorofil, để giải phóng ra phitol và metanol Enzym này thường được định vị trong các sắc lạp khá bền với nhiệt chỉ được hoạt hóa trong thời gian chín của quả Clorofil cũng có thể bị oxy hóa do oxy và ánh sáng Quá trình biến đổi sắc tố xảy ra khác nhau ở mỗi loại quả nên màu sắc của chúng cũng khác nhau

2.2.2 Biến đổi trạng thái vật lý

Khi quả chín thì có sự biến đổi độ mềm của quả Chất pectat canxi gắn chặt các tế bào với nhau bị phân hủy dưới tác dụng của enzyme pectinase, kết quả là làm giảm cường lực liên kết các tế bào, vỏ tế bào trở lên mỏng, tế bào và quả bị mềm dần Khi bắt đầu chín trong quả thì hàm lượng pectin cao nhất, sau đó bị thủy phân- demetoxin và depolime hóa Khi quả bị thối pectin bị thủy phân sâu hơn nữa

2.2.3 Biến đổi mùi,vị

Khi quả chín thì xuất hiện các hương vị đặc trưng cho từng loại quả Sự chín đã hoạt hóa quá trình tổng hợp các chất tạo mùi thơm đặc trưng có bản chất este, aldehyt hoặc axeton Ðây là quá trình xảy ra có liên quan đến hoạt động của các enzyme đặc trưng cho từng loại quả Cùng với sự biến đổi của mùi vị thì vị chua, vị chát của quả giảm đi và biến mất Các hợp chất như tanin, axit hữu cơ, alcaloit bị phân hủy nhanh chóng, đồng thời các đường đơn xuất hiện ngọt tăng lên Trong quá trình chín quả các phản ứng thủy phân xảy ra rất mạnh tạo thành

đường saccarose Hàm lượng tinh bột giảm để chuyển thành đường đơn, lipit cũng

dễ bị thủy phân để tạo thành đường, protein không bị thủy phân trong quá trình quả chín mà trái lại còn được tổng hợp thêm

2.2.4 Cơ chế sinh tổng hợp etylen và biến đổi sự hô hấp của quả

2.2.4.1 Cơ chế sinh tổng hợp etylen

Theo Yang và cộng sự, etylen là một loại hormone thực vật được tạo thành trong giai đoạn phát triển của cây trồng Quá trình sinh tổng hợp etylen bao gồm những công đoạn chính sau: xuất phát ban đầu từ axít amin Methionine methionine (MET) và Enzyme SMA- synthetaza sản phẩm quan trọng nhất của chu trình này là tạo ra etylen, quá trình này đi qua hai sản phẩm S- adenosyl methionine (SAM) trung gian chính đó là Enzyme ACC-synthetaza S-adenosyl methionine (SAM) và 1- aminocyclopropane 1-aminocyclopropane 1-cacboxylic acid (ACC) 1-cacboxylic axit (ACC) Từ methionine (MET) chuyển hoá Enzyme ACC-oxydaza thành S-adenosyl methionine (SAM) nhờ tác dụng xúc tác etylen của enzym SAM-synthetaza Từ SAM chuyển hóa theo 2 con đường khác nhau: một phần tổ hợp lại axit amin MET để tiếp tục quá trình sinh tổng hợp trong cơ thể sinh vật; một phần chuyển hóa thành 1-aminocyclopropane 1-cacboxylic axit (ACC) nhờ tác dụng xúc tác của enzym ACC-synthetaza Khi quả còn xanh, con đường hình thành trở lại MET xảy ra mạnh và sự hình thành ACC là yếu hơn Quá trình này sẽ diễn ra ngược lại khi quả chín dần Từ ACC chuyển hoá thành etylen (C2H6) nhờ tác dụng xúc tác của enzym ACC-oxydaza

- Sơ đồ tóm tắt :

Methionine ATP SAM ACC- synthase ACC

( S – adenosylmethionine) ( acid 1- aminocyclo

propane -1-carboxylic)

O2 ACC Oxydase Etylen

Những tác dụng kích thích của etylen lên quả là :

+ Phân hủy trực tiếp hay gián tiếp clorofil làm cho quả xanh biến nhanh thành quả có màu đặc trưng

+ Làm cho quá trình hô hấp tăng lên, do đó làm quả chín nhanh

+ Làm tăng độ thẩm thấu của màng tế bào và đẩy nhanh quá trình trao đổi chất của tế bào

2.2.4.2 Sự thay đổi hô hấp ở quả

Trong quá trình chín của quả sự cân bằng hormone giữa etylen và auxin biến đổi theo hướng tăng hàm lượng etylen rất nhanh và giảm hàm lượng auxin trong mô quả Như vậy có sự tổng hợp mạnh mẽ etylen trong mô quả Về cơ chế thì etylen làm tăng tính thấm của tế bào, giải phóng enzyme và cơ chất để xúc tiến cho các phản ứng hô hấp và các biến đổi khác Vì vậy nếu ức chế hô hấp thì ức chế hô hấp bột phát sẽ làm chậm sự chín của quả

2.2.4.3 Sự thay đổi thành phần hoá học

Trong quá trình chín của quả thì hàm lượng chất khô hòa tan tổng số và đường tổng số đều tăng Đường trong quả chủ yếu là sacaroza, fructoza, glucoza Sự khác nhau của các thành phần đường phụ thuộc vào hoạt tính của enzym invectaza, cũng như giai đoạn chín và nơi trồng vải Hàm lượng pectin tổng số và pectin hòa tan cũng đều thấy tăng trong quá trình chín, còn lượng axit pectic lại giảm đi Lượng axít định

phân và axít tổng số (axit malic) xác định đều giảm nhưng pH lại tăng

Thành phần các chất thơm chính của quả vải là: -phenetyl alcohol và các dẫn xuất của nó là tecpennoid Quả chín chứa 77  83% nước, 0,8  0,9% protein, dưới 1% chất béo Các chất khác như: tiamin, riboflavin, canxi, photpho, sắt đều không tìm thấy, nhưng axít ascorbic lại có rất nhiều (0,3  1,0mg/g) Trong quá trình bảo quản, lượng axít ascorbic bị giảm xuống do sự tác động của các tác nhân bảo quản Ngoài ra các nguyên tố K, P, Mg, Ca cũng được tích tụ dần trong quá trình phát triển của quả

Chlorophyll (diệp lục) trong vỏ quả giảm ngay khi bắt đầu sự phát triển của quả Sự tổng hợp của flavonoid, anthocyanin hòa tan tăng nhanh và được

xác định theo màu đỏ của vỏ quả khi chín Hàm lượng anthocyanin cũng tăng nhanh trong thời gian bảo quản (từ 1,68  2,06 mg/l)

2.3 Một số hiện tƣợng chính xảy ra trong quá trình bảo quản quả vải [32]

Rau quả sau khi thu hái, rời khỏi cây mẹ vẫn là những thực thể sống có nghĩa là vẫn diễn ra các biến đổi sinh lý, sinh hóa như khi còn trên cây Tuy nhiên, khi rời khỏi cây mẹ các quá trình này diễn ra làm tiêu hao năng lượng và không được bù lại như khi còn trên cây mẹ nên làm tổn thất các thành phần trong rau quả Ngoài ra, chúng còn bị các vi sinh vật bên ngoài xâm nhập và làm hư hỏng trong quá trình tồn trữ Vì vậy, cần có các biện pháp tối ưu nhằm làm giảm quá trình sinh lý, sinh hóa cũng như thối hỏng của rau quả trong thời gian bảo quản

2.3.1 Hô hấp

Trong quá trình bảo quản, hoạt động hô hấp thường làm biến đổi thành phần hoá sinh của quả, tiêu hao vật chất dự trữ, làm giảm chất lượng dinh dưỡng và cảm quan cũng như rút ngắn tuổi thọ của quả Quả vải là loại quả hô hấp không đột biến, không có thời gian chín sau thu hoạch Tuy nhiên, trong giai đoạn phát triển của quả cường độ hô hấp giảm nhưng khi chín và thu hoạch cường độ hô hấp tăng lên rất mạnh Đây chính là một trong những nguyên nhân gây khó khăn cho việc bảo quản vải tươi

2.3.2 Hiện tượng thoát hơi nước

Hiện tượng thoát hơi nước của rau quả trong quá trình bảo quản là một trong những kết quả của quá trình hô hấp Và hiện tượng này gây cho sản phẩm bị mất độ tươi, quả héo, giảm khả năng đề kháng dẫn đến bị vi sinh vật tấn công gây hư hỏng Đối với quả vải, hiện tượng thoát hơi nước gắn liền với sự nâu hoá bề mặt vỏ quả, làm cho quả nhanh khô, cứng hơn và quả lúc này mất đi độ đàn hồi vốn có của vỏ quả làm tăng độ cứng của quả Để hạn chế sự thoát hơi nước trên quả vải người ta tiến hành bao gói Đặc biệt những nghiên cứu của Kader và Edna Peris và cộng sự, đều thống nhất nhận định rằng phương pháp MAP đối với quả vải giữ cho quả tránh được sự thoát hơi nước trên bề mặt quả và hạn chế sự biến màu nâu trên vỏ quả

2.3.3 Thối hỏng

Quả vải rất dễ bị lây nhiễm bệnh sau thu hoạch một số nghiên cứu cho thấy

sự nảy mầm của bào tử Colletotrichum spp tạo ra vòi nhiễm bệnh có thể xuyên

thủng lớp biểu bì mặt khác lại có ý kiến cho rằng sự phát triển của Penicillium spp

phụ thuộc vào vết thương vỏ quả nhiều hơn và làm cho biến màu vỏ quả Bảo quản

ở nhiệt độ thấp có ý nghĩa thành công trong việc giảm sự phát triển bệnh

Tuy nhiên trong quá trình bảo quản, sự lây nhiễm cũng không ngừng phát triển, đặc biệt nấm bệnh gặp được môi trường có lợi và sự phát triển tỷ lệ với sự thối hỏng

2.3.4 Sự thay đổi các sắc tố

Đối với quả vải sự thay đổi màu sắc rõ nhất trong quá trình bảo quản chính là sự biến nâu vỏ quả (browning) Thông thường, quả vải khi chín có màu đỏ rất hấp dẫn, tuy nhiên sau khi thu hoạch vỏ quả bị biến đổi rất nhanh và chuyển sang màu nâu sẫm thường gọi là hiện tượng “browning” Ở điều kiện thường quá trình này có thể diễn ra trong vòng 48 giờ Vải có hàm lượng tanin trong vỏ cao, do đó khi bảo quản ở độ ẩm thấp, có đủ oxy, dưới tác dụng của enzyme polyphenol oxidase (PPO) các hợp chất polyphenol, các chất màu anthocyanin bị phân huỷ tạo ra các sản phẩm phụ có màu nâu làm cho vỏ quả bị nâu hoá (browning) rất nhanh Đây là vấn đề tồn tại lớn nhất trong bảo quản vải, cho đến nay chưa có biện pháp giải quyết triệt để

2.3.5 Biến đổi hoá học

Trong quá trình bảo quản, hầu hết các thành phần hoá học của quả đều bị biến đổi do tham gia hô hấp hoặc do hoạt động của enzyme

Đường trong quá trình bảo quản quả, các loại đường đã dần dần bị thuỷ phân thành đường đơn giản Sau đó, các đường đơn này tham gia vào quá trình hô hấp để tạo năng lượng duy trì sự sống của quả.Thông thường khi quả chín, nồng độ đường saccharose và fructose tăng

Ngoài ra, các chất hữu cơ khác như acid, vitamin đều giảm trong quá trình bảo quản; nồng độ acid ascobic, phenol, đường và acid hữu cơ giảm trong suốt quá trình bảo quản

2.4 Giới thiệu một số hợp chất thiên nhiên sử dụng trong nghiên cứu đề tài

2.4.1 Tinh dầu

2.4.1.1 Giới thiệu chung về tinh dầu

Tinh dầu (EOS) là chất lỏng dầu (liquid dầu) thu được từ nguyên liệu của các cây hương liệu (hoa, chồi, hạt, lá, cành cây, vỏ cây, thảo mộc, gỗ, trái cây và rễ)

Tinh dầu hoặc các thành phần trong tinh dầu từ lâu đã được công nhận là có đặc tính kháng khuẩn Nhiều loại tinh dầu đã được thử nghiệm có hiệu quả chống lại vi khuẩn, nấm và virus Thêm vào đó, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống bảo vệ của các sản phẩm tươi sống chống lại sự phân hủy của các vi sinh vật Tổn thất sau thu hoạch vẫn tiếp tục diễn ra tương đối lớn do nấm, vi khuẩn và vi rút gây bệnh sau thu hoạch và các hóa chất tổng hợp đã được sử dụng lâu đời trên thế giới trong việc kiểm soát các vi sinh vật gây bệnh này Việc tăng mối quan tâm

về sự có mặt của dư lượng hóa chất trong các sản phẩm thực phẩm đã dẫn đến một nhu cầu đang nổi lên là cần có các phương pháp thay thế thân thiện với môi trường và không

có hại đối với sức khỏe con người trong khi vẫn có hiệu quả trong việc kiểm soát tác nhân gây bệnh sau thu hoạch [11]

2.4.1.2 Sự sinh tổng hợp và các thuộc tính chung của tinh dầu

Các thành phần hóa học trong tinh dầu được chia thành hai nhóm: tecpen và phenylpropanes Tecpen là nhóm lớn nhất, với khoảng 1.000 monoterpenes và 3000 sesquiterpene đã được xác định cho đến nay Trong khi số lượng của phenylpropanes là nhỏ hơn nhiều, khoảng 50 Trong cây hương liệu, tecpen được tổng hợp qua đường mevalonic Tương tự như vậy, phenylpropanes là một sản phẩm của con đường shikimic

Bảng 2.1: Một số tecpen và công thức của chúng

Monototerpenes bao gồm hai đơn vị isoprene: 3 sesquiterpene và 4 diterpenes Chúng là những phân tử tương đối nhỏ và bay hơi một cách nhanh chóng Monoterpenes nói chung không hòa tan trong nước Là các phân tử lớn hơn, sesquiterpene ít biến động, nhưng có mùi mạnh hơn (chúng là những monoterpenes chống viêm nhiễm và do đó, thể hiện đặc tính kháng khuẩn) Khác với tecpen, sự phức hợp cũng làm cho các tinh dầu cũng có thể bao gồm các tỷ lệ khác nhau của rượu, andehit, xeton, phenol, este, ete Chỉ có 4 phenol phổ biến được tìm thấy ở tinh dầu: thymol, carvacrol, eugenol và chavicol [11]

Tinh dầu được lưu trữ trong các bộ phận cụ thể của cây Theo sự đa dạng của thực vật, những bộ phận đó có thể là hoa (Rose), lá (bạch đàn, Lemongrass), berry (Juniper), gỗ (Sandalwood), nhựa (Nhựa thơm), các loại cây thảo dược (Rosemary),

vỏ quả (Mandarin) Đôi khi tinh dầu cũng được tìm thấy trong các phần khác nhau của cùng một cây như rễ và hạt (Angelica), vỏ cây và lá (Quế), lá và chồi (Đinh hương), lá và quả (chanh, cam và cam bergamot) hoặc lá và thân cây (hoa oải hương, húng quế, kinh giới [11]

2.4.1.3 Tác dụng kháng nấm của tinh dầu

Các Tecpen, rượu, phenol, andehit, xeton, este và ete tìm thấy trong tinh dầu đều đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc chống lại các loại nấm gây bệnh sau thu hoạch Hầu hết các phenol có đặc tính kháng sinh rất mạnh Carvacrol là một hợp chất phenolic tìm thấy trong các loại rau thơm như rau oregano với hoạt tính kháng khuẩn đã được chứng minh là chống lại vi khuẩn, nấm và nấm men, từ

đó cho thấy một tiềm năng cao để nâng cao tuổi thọ và việc bảo quản của các loại thực phẩm dễ bị hư hỏng Khả năng kháng nấm mạnh mẽ của các tinh dầu trong rau như của rau oregano, húng tây và cây đinh hương còn liên quan đến việc các tinh dầu này chứa hàm lượng hợp chất phenol cao Ngoài ra, tinh dầu còn có hiệu quả trong việc kiểm soát thối nâu ở rễ của quả mơ khi cấy với M fructicola và khử trùng với thymol [26]

Các Aldehyt bao gồm citral trong chanh balm (Melissa officinalis), citronellal trong sả (Cymbopogon citratus), geranial trong chanh eucalyptus (Eucalyptus

citriodora), và neral trong chanh verbena (Triphylla Aloysia) cũng là các chất có tính khử

trùng mạnh và có đặc tính kháng sinh Chất bay hơi từ thực vật đã được đánh giá là có hiệu quả trong việc phát triển rau và quả, đồng thời gây ức chế vi sinh vật trong ống nghiệm Các nghiên cứu cho thấy aldehyt, benzaldehyde, acetaldehyde và cinnamaldehyde các chất ức chế mạnh sự phát triển nấm và gây tử vong cho bào tử nấm

và sợi nấm và các tế bào vi khuẩn so với rượu, xeton, este Citral và đồng phân của nó geranial và neral, và các hợp chất liên quan đến citral đã được kiểm tra tác dụng của chúng trên các loại nấm chủ yếu ảnh hưởng đến sự hư hỏng sau thu hoạch của cây có

múi như: Penicillium digitatum, Penicillium italicum và Geotrichum candidum… Một số

este cũng có tính kháng nấm, chẳng hạn như ethyl formate, có hiệu quả trong kiểm soát của P digitatu Lazar và Jobling (2009) đã xem xét tiềm năng của một số thành phần trong tinh dầu trong việc kiểm soát các tác nhân gây bệnh nấm sau thu hoạch như carvacrol, decanol, cinnamaldehyde, eugenol và citral, terpinene-4-ol, linalool và α-terpinol, cuminaldehyde, perillaldehyde, cinnamaldehyde, salicylaldehyde và benzaldehyde, thymol, methyleugenol, capillarin, Laval-1 và Laval-2, anethole và anisaldehyde [26]

Mặc dù đã được công nhận từ lâu về đặc tính kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus, diệt côn trùng và chất chống oxy hóa, tuy nhiên việc nghiên cứu các hình thức về hoạt tính kháng nấm của tinh dầu chống lại tác nhân nấm gây bệnh sau thu hoạch vẫn còn ở giai đoạn đầu Khi xem xét số lượng lớn của các nhóm khác nhau của các hợp chất hóa học có trong tinh dầu, thấy rằng có thể có một vài tác nhân trong thành phần liên quan đến hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu Các tecpen là không hòa tan trong nước Đặc tính không hòa tan trong nước là một đặc tính quan trọng của tinh dầu trong việc kháng khuẩn [8]

Theo một số ý kiến gần đây, các giả thuyết trong đó việc không tan trong nước của các tinh dầu đã tạo thành một phân vùng trong màng cytoplasmatic của các vi khuẩn Nói cách khác, các tinh dầu làm xáo trộn cấu trúc tế bào của vi sinh vật và làm cho chúng thẩm thấu hơn để tăng rò rỉ của các ion và tế bào Sự mất mát của tế bào tăng, khi đó kết hợp với sự hiện diện của các phân tử và các ion có hại sẽ dẫn

đến vi khuẩn bị tiêu diệt Ngoài ra, các thành phần trong các loại dầu có khả năng

có thể tác động với các phospholipid bilayer, làm giảm một loạt các hệ thống enzyme (HMG-reductase, ví dụ, giảm tổng hợp ATP, giảm tổng hợp các thành phần cấu trúc) hoặc tiêu diệt hoặc vô hiệu hóa vật liệu khởi đầu Kết quả là, sự hiện diện của các tinh dầu có thể gây ra sự gián đoạn trong quá trình sửa đổi các cấu trúc tế bào của vi sinh vật và đây dường như là cơ chế kháng nấm của tinh dầu [8]

2.4.1.4 Tinh dầu sả

 Giới thiệu chung

Tinh dầu sả là loại tinh dầu được chiết suất chủ yếu từ lá cây sả (lemongrass) có tác

dụng kháng nấm, kháng khuẩn được sử dụng trong nghiên cứu của đề tài

Hình 2.1: Cây sả

Lá và tinh dầu sả là vị thuốc có tác dụng kích thích, sát trùng nên được dùng làm thuốc giải cảm, chữa đau bụng, đau dạ dầy, đau nhức đầu, ho, eczema và các bệnh đau nhức xương

Trong y học dân gian và Trung Quốc cũng như Ấn Độ sả được coi là cây thuốc

đa dạng và được dùng để chữa trị khá nhiều bệnh [24]

 Đặc tính của tinh dầu sả

Hoạt chất có tác dụng kháng nấm, kháng khuẩn của tinh dầu sả là Citral Citral có tên hóa học là 3,7-dimethyl-2,6-octadienal, chất lỏng, màu vàng nhạt, không tan trong nước, tan trong glicerin hoặc benzyl hoặc benzoat

Citral có công thức phân tử: C10H16O

Công thức cấu tạo: [(CH3)2C=CH(CH2)2C(CH3)=CHCHO]Citral có 2 đồng phân gồm đồng phân trans,thường gọi là Geranial hay citral A và đồng phân cis,còn gọi là neral hay citral B

Hình 2.2: Công thức cấu tạo của Citral

Citral có tác dụng kháng khuẩn mạnh và có tác dụng lên côn trùng,được ứng dụng chủ yếu để tạo ra geraniol-este hương hoa hồng,tạo ra Pseudo Ionone tổng hợp vitamin A [25]

- CPPT: C10H16O

- Phân tử gam: 152,24g/mol

- Tỷ trọng: 0,893g/cm3

- Điểm sôi: 2290C

• Nguồn nguyên liệu khai thác

Citral có trong 1 số tinh dầu thực vật

Bảng 2.2: Nguồn nguyên liệu chứa Citral

 Các dẫn xuất của citral

Từ citral có thể điều chế ra nhiều dẫn xuất có nhiều ứng dụng trong đời sống: + Citronellol: được sử dụng trong nước hoa

+ Ionon: là thành phần quan trọng của nhiều hương liệu và có trong thành phần cấu tạo của carotene

+ Vitamin A: là vitamin không thể thiếu trong cơ thể

+ Geraniol: là chất lỏng không màu, có mùi hoa hồng, được sử dụng rộng rải trong mỹ phẩm, nước hoa, thời gian bảo quản rất lâu [25]

- Hoạt tính kháng khuẩn của Citral

Citral có hoạt tính kháng khuẩn rất mạnh có thể tiêu diệt được cả vi khuẩn hiếu khí và kị khí như Staphyloccus aureus, Salmonella paratyphi, Shigella flexnerii, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Bacillus subtilis và Pseudomonas aeruginosa Ngoài ra, citral còn có khả năng tiêu một số loại nấm mốc như nấm Stolonifer rhizopus, Penicillium italicum,

Citral khi áp dụng bên ngoài đã được tìm thấy tác dụng chống viêm, chống nhiễm khuẩn, chống bệnh thấp khớp, chất khử mùi, chống viêm, thuốc lợi tiểu, an thần Không chỉ kháng khuẩn, citral còn có tác dụng điều trị ung thư Các nhà nghiên cứu đã kiểm chứng tác dụng của citral lên tế bào ung thư bẳng cách cho thêm chất này vào các tế bào ung thư và tế bào lành mạnh cấy trong một đĩa thử nghiệm Lượng citral sử dụng tương đương với lượng citral có trong một ly bình thường trong đó 1 gram sả đươc chế trong nước sôi Kết quả cho thấy là citral đã làm chết các tế bào ung thư nhưng không làm hại tới các tế bào lành mạnh Theo bác sĩ Ofir thì chất citral có khả năng đẩy được các tế bào ung thư vào chỗ “ tự huỷ diệt” nhờ vào một cơ chế gọi là apoptosis (một cơ chế đã được chương trình hoá sẵn theo đó các tế bào sẽ tự động tìm cái chết) [25]

Tinh dầu thường được triết xuất từ cả cây, bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước, trích ly phân đoạn

Các thành phần hóa học chính của tinh dầu sả là geraniol và citronellol có tác dụng sát trùng Nó chứa 65-85% thành phần citral và hoạt động như myrcene, có tác dụng kháng khuẩn Tinh dầu có mùi thơm dễ chịu, mùi thơm đặc trưng của citral, tinh dầu thương phẩm là chất lỏng, sánh, có màu vàng nhạt

 Tác dụng của tinh dầu sả

Tinh dầu sả có nhiều ứng dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày và trong y học, thực phẩm, hóa mỹ phẩm, dược phẩm, tinh dầu có tính sát khuẩn mạnh và có nhiều tính năng, công dụng:

- Dùng cho các món ăn hằng ngày

- Tinh dầu sả dùng như hóa chất công nghiệp

+ Tinh dầu sả dùng như thuốc bảo vệ thực vật

Ở các nước Đông Nam Á, dầu sả (Lemongrass oil) được sử dụng như là một loại thuốc trừ sâu và một chất bảo quản Nghiên cứu cho thấy rằng sả dầu

có đặc tính xua đuổi côn trùng

Các thành phần hóa học chính của dầu sả là geraniol và citronellol có tác dụng sát trùng, do đó tinh dầu sả được sử dụng trong xà phòng, nến và nhang muỗi

để xua đuổi côn trùng như dán, kiến, ruồi, muỗi, rận, rệp…

+ Tinh dầu sả dùng trong công nghiệp

Tinh dầu sả được khai thác trong công nghiệp ngày càng phổ biến, chúng được dùng trong các sản phẩm dầu thơm y học, dầu thơm mỹ phẩm, sà phòng y tế, hương liệu thực phẩm…[24]

2.4.2 Giới thiệu về axit sorbic

2.4.2.1 Axit sorbic

Axit sorbic hay axit 2,4-hexadienoic là hợp chất hữu cơ tự nhiên tồn tại trong một số loại trái cây, nhất là trong cây lê đá, đồng thời ở đó cũng có mặt axít parasorbic được dùng làm chất bảo quản thực phẩm Chất này có công thức hóa học

là C6H8O2 Đây là chất rắn không màu ít tan trong nước và dễ thăng hoa, nó được

phân tách lần đầu từ quả cây lê đá còn xanh (Sorbus aucuparia L.), đó cũng là

nguồn gốc tên hợp chất này Thành phần hoá học của nó được xác định trong khoảng từ năm 1870 đến năm 1890, Doebner đã tổng hợp nó bằng phương pháp ngưng tụ andehyt crotonic và axit malic

Axit sorbic và các muối sorbate đều có tính kháng khuẩn Cũng như vậy, trừ những chỉ định ngược lại, nếu như trong nghiên cứu chỉ đề cập đến axit thì cần phải hiểu ngầm kết quả thu được áp dụng cho cả muối sorbate

Hơn hết axit sorbic có khả năng chống lại nấm mốc và nấm men, ở đó nó kìm hãm hoặc làm chậm lại quá trình tăng trưởng Trên thực tế, nó cũng có hiệu quả trong kháng khuẩn theo cùng một cơ chế [27]

2.4.2.2 Hiệu quả của axit sorbic trong việc kiểm soát tác nhân gây bệnh đối với rau quả

Axit sorbic có thể hạn chế hiệu quả hoạt động của nấm mốc, men và vi khuẩn Aerophile Cản trở việc tăng trưởng và sinh sản của các vi sinh vật độc hại như Pseudomonas Axit Sorbic kéo dài thời gian lưu trữ thực phẩm mà vẫn lưu giữ được hương vị ban đầu

Axit sorbic và các muối của nó, chẳng hạn như sorbat natri, kali sorbat, calcium sorbat, là các tác nhân kháng khuẩn thường được sử dụng như là chất bảo quản trong thực phẩm và thức uống để ngăn chặn sự phát triển của nấm mốc, nấm men và nấm Hoạt tính chống vi sinh vật thể hiện mạnh nhất khi hợp chất ở trạng thái không phân ly và pH tối ưu cho hoạt động kháng khuẩn thấp hơn pH = 6,5 Sorbates thường được sử dụng ở nồng độ 0,025% đến 0,10% Thêm muối sorbate thực phẩm, tuy nhiên, nâng cao độ pH của thực phẩm một chút để độ pH có thể cần phải được điều chỉnh để đảm bảo an toàn Nó được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm khác, chẳng hạn như pho mát và bánh mì [27]

LD 50 giá trị của axit sorbic được ước tính từ 10-7,4 g / kg Hợp chất này là tương đối không ổn định và nhanh chóng bị phân hủy trong đất, do đó nó thường được coi là thân thiện với môi trường [27]

Trong số các nghiên cứu cũ nhất mà người ta có thể kể ra sau đây [27]: Tompkin và Al (1974) Tác động của muối Kali sorbate đối với các vi khuẩn

salmonelles, Staphylococcus aureus, Clostridium perfingens và Clostridium

botulinum có trong xúc xích nấu chín không có muối

Sofos và Al (1979 đến 1981) Tác động của axit sorbic hoặc muối kali sorbate được thay thế một phần bởi natri nitrit (bị nghi ngờ là tiền chất tiềm năng của nitrosamin chất sinh ung thư) có lẫn trong muối

Ivey (1978) Tác động lên sự tăng trưởng của Clostridium botulinum và quá

trình sản xuất độc tố của nó có trong thịt heo được bảo quản và thịt muối

Cunningham (1979 và 1981) Tác động lên các sản phẩm có thành phần cơ bản là thịt gia cầm

Từ khoảng gần 10 năm nay, việc phát triển những thực phẩm ẩm trung gian, trong số đó biểu thị “ăn kiêng” của thực phẩm thông thường, đã mở ra những phương hướng mới cho việc ứng dụng axit sorbic bởi lẽ thông thường nếu trong các sản phẩm mà hoạt độ của nước (AW) quá thấp đối với sự phát triển của vi khuẩn, thì trái lại nó sẽ rất phù hợp với giai đoạn tăng trưởng của nấm men và nấm mốc

Tuỳ theo danh pháp của chất phụ gia được thiết lập bởi EEC, axit sorbic và các muối sorbate là thành viên của nhóm chất bảo quản và mang các số như sau:

- E 200 đối với axit sorbic

- E 201 đối với natri sorbate

- E 202 đối với kali sorbate

- E 203 đối với canxi sorbate Axit sorbic là một axit béo trans-trans có mạch thẳng chứa 6 nguyên tử cacbon với 2 nối đôi Sau đây là công thức hoá học:

CH3 – CH = CH – CH = CH – COOH

Đây là axit hữu cơ duy nhất không no được sử dụng bình thường giống như một tác nhân bảo quản

Các muối sorbate tương ứng có công thức như sau:

CH3 – CH = CH - CH = CH – COONa với natri sorbate

CH3 – CH = CH - CH = CH – COOK với kali sorbate (CH3 – CH = CH - CH = CH – COO)2Ca với canxi sorbate Khối lượng phân tử là: 112,12 gam đối với axit sorbic và 134,14 gam đối với natri sorbate

Axit thuộc vào họ axit yếu, nó cải thiện khả năng bảo quản cho thực phẩm

mà không làm cho chúng bị axit hoá quá Các axit yếu phân ly không hoàn toàn trong điều kiện sử dụng bình thường Người ta đo khả năng phân ly của nó bằng chỉ

số pK phụ thuộc vào pH như sau:

- Sơ đồ phản ứng : HA ↔ H+ + A-

- Tại điểm cân bằng các nồng độ được xác định theo tỉ số sau:

{H+}{A-}/{HA} = K

K là hằng số phân ly riêng của từng axit

- Theo định nghĩa, pH = - log{H+} và pK = - logK

4,80 đối với axit sorbic 4,87 đối với axit propionic 4,75 đối với axit acetic 4,20 đối với axit benzoic 3,10 đối với axit lactic

Điểm nóng cháy của axit sorbic, muối kali sorbate và canxi sorbate trong khoảng 130 đến 1350C Điểm bốc cháy của axit sorbic là 126,660

C

Axit sorbic rất ít tan trong nước (chỉ khoảng 0,16% ở 200C), tan nhiều hơn một chút trong mỡ và dầu (0,52% trong dầu thực vật ở 200C) cũng như là trong dung dịch axit acetic (1% trong dung dịch 37,5 % axít acetic) hoặc dung dịch etanol (0,3% trong dung dịch 20% etanol ở 200C), tan rất nhiều trong dung dịch etanol anhydrit (14,5% ở 200C) hoặc trong acetic anhydrit (13% ở 200C) Sự có mặt của natri clorua hoặc của đường sacaroza làm giảm tính tan [8]

Bảng 2.3 Hiệu quả ức chế vi sinh vật của axit sorbic

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1.1 Nguyên liệu chính

Sử dụng quả vải thiều được trồng ở Lục Ngạn, Bắc Giang Nguyên liệu được thu hái đúng độ chín

3.1.2 Vật liệu nghiên cứu

- Hóa chất xử lý: + Tinh dầu sả (Autralia) có độ tinh khiết 100%

+ Axit sorbic có độ tinh khiết > 90%

- Hóa chất phân tích: K3Fe(CN)6, NaOH, HCl, Iot, KOH, tinh bột, xanh metylen, phenolphtalein

3.1.3 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

3.1.3.1 Địa điểm nghiên cứu

Đề tài được thực hiện tại Bộ môn bảo quản và chế biến - Viện Nghiên cứu Rau quả - Trâu Quỳ - Gia Lâm - Hà Nội

3.1.3.2 Thời gian nghiên cứu dự kiến

Từ tháng 6 năm 2014 tới tháng 5 năm 2015

3.2.Nội dung nghiên cứu

3.2.1 Nghiên cứu xác định được độ chín thu hái thích hợp của quả vải thiều 3.2.2 Nghiên cứu xác định chế độ xử lý chất kháng nấm, kháng khuẩn thích hợp

cho quá trình bảo quản( loại hợp chất, nồng độ, thời gian xử lý)

3.2.3 Thiết lập quy trình bảo quản quả vải thiều

3.3 Phương pháp nghiên cứu

lượng nguyên liệu cho mục đích tiêu thụ tươi và bảo quản Thí nghiệm được tiến hành sau khi đã tìm ra được biện pháp chăm sóc xử lý nhằm nâng cao chất lượng tối ưu nhất trong giai đoạn trước và cận thu hoạch

Bố trí thí nghiệm:

Thí nghiệm được bố trí trên các cây vải thiều có độ tuổi 9-10 năm tuổi với 5

cây/lần nhắc lại, 3 lần nhắc lại/công thức

- Tần suất lấy mẫu: 5 ngày/ lần vào các ngày thứ 75, 80, 85, 90, 95 tính từ khi

đậu quả

- Các chỉ tiêu theo dõi

Kích thước quả, khối lượng quả, độ cứng quả, màu sắc vỏ quả, hàm lượng chất khô hòa tan, hàm lượng axit, hàm lượng đường, đánh giá cảm quản

3.3.1.2 Nghiên cứu xác định chế độ xử lý chất kháng nấm, kháng khuẩn thích hợp cho quá trình bảo quản ( loại hóa chất, nồng độ, thời gian xử lý )

Quả vải sau khi thu hái đúng độ chín kỹ thuật cho mục đích bảo quản được xử

lý chống thối hỏng, để ráo và bao gói bằng túi LDPE có đục lỗ, buộc kín miệng túi, xếp vào các rổ nhựa và đưa vào bảo quản lạnh ở 4 ± 10C để theo dõi

- Số công thức thí nghiệm:

+ Công thức đối chứng (ĐC): Không xử lý

+ Công thức 1 (CT1): Xử lý tinh dầu sả nồng độ 0,2% thời gian 3 giờ

+ Công thức 2 (CT2): Xử lý axít sorbic nồng độ 0,05% thời gian 2,5 phút + Công thức 3 (CT3): Nhúng axit sorbic nồng độ 0,05% trong 2,5 phút, sau

đó xông tinh dầu sả trong 3 giờ

- Cách xông tinh dầu sả: Các bó vải được xếp trên dàn trong buồng kín có

thể tích xác định Tinh dầu sả được đổ ra khay có bề mặt rộng được đặt giữa buồng kín bên dưới dàn vải, trong đó đặt quạt nhỏ có tốc độ quay chậm nhằm tạo ra đối lưu để khuyếch tán tinh dầu

- Các chỉ tiêu theo dõi: Độ cứng quả, màu sắc vỏ quả, hàm lượng chất khô hòa

tan, tỉ lệ thối hỏng do nấm men, nấm mốc, đánh giá cảm quan

Tỉ lệ thu hồi = trọng lượng thịt quả (gam)/trọng lượng quả (gam)

 Đường kính quả

Đường kính quả được đo ở giữa quả và đo theo vòng lớn nhất của quả Đo trên 10 quả lấy ngẫu nhiên sau đó tính trung bình Đo bằng thước kẹp hiện số Digital Caliper (Úc) từ 0 - 200mm, độ chính xác 0,1mm

 Chiều cao quả

Chiều cao quả được đo ở giữa quả và đo từ cuống quả đến đáy quả Đo trên

10 quả lấy ngẫu nhiên sau đó tính trung bình Đo bằng thước kẹp hiện số Digital Caliper (Úc) từ 0 - 200mm

 Trọng lượng quả

Lấy ngẫu nhiên 10 quả sau đó cân trên cân kỹ thuật có độ chính xác 0,01g

và tính số liệu trung bình quả

Xác định hao hụt khối lượng tự nhiên

- Tiến hành: Tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên ở mỗi công thức được xác

định bằng phương pháp cân khối lượng mẫu vải của mỗi công thức đó sau mỗi kỳ theo dõi

- Kết quả: Tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên được tính theo công thức:

Trong đó:

HHTN: Tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên sau mỗi kỳ theo dõi (%)

M0: Khối lượng quả vải ban đầu (g)

M1: Khối lượng quả vải mỗi kỳ theo dõi (g)

Xác định tỉ lệ thối hỏng của vải

- Tiến hành: Tỷ lệ vải bị thối hỏng ở mỗi công thức được xác định bằng

phương pháp cân khối lượng vải bị thối hỏng và tổng khối lượng vải của mỗi công thức đó sau mỗi kỳ theo dõi

- Kết quả: Tỷ lệ vải bị thối hỏng được tính theo công thức:

Trong đó:

M: Tỷ lệ vải bị thối hỏng sau mỗi kỳ theo dõi (%)

M2: Khối lượng vải bị khô đầu sau mỗi kỳ theo dõi (g)

M1: Tổng khối lượng vải sau mỗi kỳ theo dõi (g)

Xác định độ cứng của quả

Được xác định bằng máy đo độ cứng Mitutoyo Lấy 10 quả ngẫu nhiên đo độ

lún của đầu đo khi chịu cùng một lực 200g tác dụng lên quả Tính trung bình số liệu

đo được (mm)

Xác định màu sắc vỏ quả

- Nguyên lý : xác định sắc vỏ quả bằng máy đo màu Minolta dựa trên sự phản xạ

ánh sáng từ bề mặt nguyên liệu tới bộ phận quang phổ của máy

Màu sắc của mẫu được biểu hiện qua 3 chỉ số : L, a, b

Trong đó : L biểu thị từ tối đến sáng ( 0 – 100)

a biểu thị từ xanh lá cây đến đỏ ( -60 đến +60)

b biểu thị từ xanh da trời đến vàng ( -60 đến +60)

Xác định hàm lượng chất khô hòa tan

Xác định hàm lượng chất khô hòa tan bằng chiết quang kế hiện số Digital

Refractometer PR-101 của hãng Atago (Nhật Bản) có dải giới hạn (0-45)0Bx, độ

chính xác 0,1 (theo TCVN 4414-87)

 Xác định hàm lượng axit tổng số

Xác định hàm lượng axit bằng phương pháp trung hoà bằng NaOH 0,1N đến

pH = 8,2 dùng thiết bị chuẩn độ điện thế tự động 702SM Titrino của hãng Metrohm

(Thuỵ Sỹ) (theo TCVN 5483-91)

Xác định hàm lượng nước

Hàm lượng chất khô được xác định bằng phương pháp sấy đến trọng lượng không đổi ở nhiệt độ 1050C, bằng cân sấy ẩm tự động Boeco của Germany

Xác định hàm lượng đường đường tổng số

Xác định hàm lượng đường tổng số bằng phương pháp Graxianop

- Nguyên tắc: Khi cho ferrycyanure K3Fe(CN)6 phản ứng với đường khử, sản phẩm thu được là ferrocyanure Dựa vào phản ứng này, ta có thể suy ra lượng đường khử

có mặt trong dung dịch cần xác định Việc chuẩn độ được tiến hành trong môi trường kiềm NaOH, khi đun nóng với chỉ thị xanh metylen (methylen blue)

- Phương trình phản ứng:

2K3Fe(CN)6 + 2KOH + CH2OH(CHOH)4CHO

2K2Fe(CN)6 + 2H2O + COOH(CHOH)4COOH

Xác định cường độ hô hấp

Mẫu được đậy kín trong hộp có thể tích nhất định có nút cao su để lấy mẫu ra Mẫu được cân trọng lượng, đo thể tích tự do của hộp và được đậy tại nhiệt độ bảo quản trong thời gian 2-3 giờ sau đó dùng xy lanh hút khí ra và bơm vào thiết bị đo

Nấm men và nấm mốc là những vi sinh vật có rất nhiều trong tự nhiên và rất

dễ nhiễm vào các sản phẩm lương thực, thực phẩm làm hỏng hoặc biến đổi chất lượng sản phẩm Xác định số lượng nấm men, nấm mốc có trong sản phẩm thực phẩm để đánh giá chất lượng, tình trạng vệ sinh, các điều kiện bảo quản thực phẩm

và dự đoán khả năng hư hỏng của thực phẩm

a Nguyên tắc

Môi trường dinh dưỡng phải chứa chất ức chế sự phát triển của vi sinh vật (chất kháng sinh như Oxytetracyclin hoặc Chloramphenicol)

Cấy lên bề mặt thạch của môi trường Yeast Glucose Chloramphenicol một lượng mẫu đã pha loãng nhất định và nuôi cấy ở nhiệt độ 30±10C trong điều kiện hiếu khí, thời gian 48-72 giờ Đếm tất cả số khuẩn lạc mọc trên đó từ đó suy ra lượng nấm men, nấm mốc có trong mẫu phân tích

b Môi trường

Môi trường YGC ( Yeast Glucose Chloramphenicol): glucoza 20g; cao nấm men 5g; thạch 15g; chloramphenicol hoặc Tetracyclin) 0,1g; nước cho đủ 1000ml Môi trường hấp khử trùng ở nhiệt độ 1210

C trong thời gian là 20 phút

c Cách tiến hành

Pha loãng mẫu phân tích tới nồng độ thích hợp để dễ dàng cho việc đếm khuẩn lạc (mỗi đĩa chỉ nên 30-300 khuẩn lạc) Lấy lượng mẫu nhất định đã được pha loãng cho vào đĩa Petri đã chứa môi trường thạch dinh dưỡng, trang đều trên mặt thạch Lật ngược đĩa, đặt vào tủ ấm để ở nhiệt độ 30±10

C trong thời gian 48-72 giờ

Xác định tổng số vi sinh vật có trong sản phẩm thực phẩm để đánh giá mức

độ ô nhiễm tạp của nguyên liệu và sản phẩm, từ đó đánh giá tình trạng vệ sinh và các điều kiện bảo quản sản phẩm, dự đoán khả năng hư hỏng của thực phẩm

a Nguyên tắc

Nuôi cấy một lượng mẫu nhất định hoặc đã pha loãng lên môi trường thạch dinh dưỡng ở nhiệt độ 30±10C trong điều kiện hiếu khí, thời gian 48-72 giờ Đếm tất cả số khuẩn lạc mọc trên đó Từ số khuẩn lạc đếm được sẽ suy ra số lượng tế bào sống có trong mẫu phân tích