ảnh hưởng của biện pháp tiền xử lý kết hợp với công nghệ cas đến chất lượng vải thiều và xác định điều kiện rã đông thích hợp

Mục đích nghiên cứu Xác định ảnh hưởng của một số biện pháp tiền xử lý kết hợp với công nghệ CAS đến chất lượng vải thiều và nghiên cứu điều kiện rã đông thích hợp để duy trì chất lượng,

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thị Bích Thủy

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Trần Thị Thanh Nga

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi còn

nhận được rất nhiều sự giúp đỡ quý báu từ các cá nhân và tập thể

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Thị Bích Thủy đã tận tình dìu dắt,

chỉ bảo cho tôi về phương pháp khoa học, đồng thời tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành

luận văn tốt nghiệp này

Tôi xin gửi lời cảm ơn TS Hoàng Hải Hà đã giúp đỡ, cho tôi những lời khuyên

hữu ích trong quá trình thực hiện đề tài; Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các anh chị kỹ thuật

viên Khoa Công nghệ thực phẩm, Khoa công nghệ sinh học đã tạo điều kiện cho tôi về

trang thiết bị trong quá trình thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn Viện nghiên cứu và phát triển vùng – Bộ Khoa học

và Công nghệ đã hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong quá trình xử lý và bảo quản mẫu

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, các anh chị em đồng nghiệp Chi cục An

toàn vệ sinh thực phẩm tỉnh Hà Nam đã luôn động viên, tạo điều kiện cho tôi trong suốt

quá trình học tập và thực hiện đề tài tốt nghiệp này

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến bố mẹ, gia đình, những người thân yêu của

tôi và bạn bè đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong

quá trình hoàn thành luận văn

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Trần Thị Thanh Nga

iii

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các từ, cụm từ viết tắt vi

Danh mục các hình vii

Trích yếu luận văn viii

Thesis abstract x

Phần 1 Mở đầu 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Phạm vi nghiên cứu 2

1.4 Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học hoặc thực tiễn 3

Phần 2 Tổng quan tài liệu 3

2.1 Giới thiệu về cây vải và quả vải 3

2.2 Giá trị và công dụng 4

2.2.1 Giá trị dinh dưỡng 4

2.2.2 Giá trị công nghiệp và dược liệu 4

2.2.3 Giá trị kinh tế 4

2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ vải trên thế giới và Việt Nam 5

2.3.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ vải trên thế giới 5

2.3.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ vải tại Việt Nam 5

2.4 Biến đối chất lượng quả vải sau thu hoạch 6

2.4.1 Hô hấp 6

2.4.2 Hiện tượng thoát hơi nước 6

2.4.3 Thối hỏng 6

2.4.4 Sự thay đổi các sắc tố 7

2.4.5 Biến đổi hoá học 7

2.4.6 Hiện tượng nâu hóa vỏ quả 8

2.6 Công nghệ lạnh đông trong bảo quản thực phẩm 11

2.6.1 Quá trình đông lạnh thực phẩm 11

2.6.2 Tình hình nghiên cứu công nghệ lạnh đông rau quả và thực phẩm 12

2.7 Giới thiệu khái quát công nghệ bảo quản lạnh đông CAS 13

2.8 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ cas trong bảo quản 15

2.9 Tình hình nghiên cứu kỹ thuật rã đông thực phẩm 17

Phần 3 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 20

3.1 Địa điểm nghiên cứu 20

3.2 Thời gian nghiên cứu 20

3.3 Đối tượng/vật liệu nghiên cứu 20

3.3.1 Đối tượng nghiên cứu 20

3.3.2 Dụng cụ 20

3.3.3 Hóa chất 21

3.4 Nội dung nghiên cứu 21

3.5 Phương pháp nghiên cứu 21

3.5.1 Bố trí thí nghiệm 21

3.5.2 Các phương pháp phân tích 23

Phần 4 Kết quả và thảo luận 27

4.1 Ảnh hưởng của biện pháp tiền xử lý đến chất lượng quả vải thiều khi lạnh đông CAS 27

4.1.1 Ảnh hưởng của biện pháp tiền xử lý đến tỷ lệ hao hụt khối lượng do chảy dịch của vải thiều 27

4.1.2 Ảnh hưởng của biện pháp tiền xử lý đến sự biến đổi màu sắc vỏ quả 28

4.1.3 Ảnh hưởng của biện pháp xử lý đến sự biến đổi hàm lượng chất rắn hòa tan của vải thiều 30

4.1.4 Ảnh hưởng của biện pháp tiền xử lý kết hợp công nghệ CAS đến sự biến đổi hàm lượng vitamin C của vải thiều 31

4.1.5 Ảnh hưởng của biện pháp tiền xử lý kết hợp công nghệ CAS đến hàm lượng anthocyanin của vỏ quả 32

4.1.6 Ảnh hưởng của biện pháp tiền xử lý kết hợp công nghệ CAS đến hoạt tính enzyme PPO của vỏ quả 34

4.1.7 Ảnh hưởng của công nghệ CAS đến vi cấu trúc ruột quả sau quá trình

lạnh đông – rã đông 36

4.2 Xác định điều kiện rã đông thích hợp cho quả vải thiều 39

4.2.1 Ảnh hưởng của điều kiện rã đông khác nhau đến thời gian rã đông quả vải thiều đông lạnh 39

4.2.2 Ảnh hưởng của điều kiện rã đông đến tỷ lệ hao hụt khối lượng do chảy dịch của vải thiều 40

4.2.3 Ảnh hưởng của điều kiện rã đông đến sự biến đổi màu sắc vỏ quả vải sau rã đông 42

4.2.4 Ảnh hưởng của điều kiện rã đông đến biến đổi hàm lượng vitamin C 43

4.2.5 Ảnh hưởng của điều kiện rã đông đến sự biến đổi hàm lượng anthocyanin vỏ quả 44

Phần 5 Kết luận và kiến nghị 46

5.1 Kết luận 46

5.2 Kiến nghị 46

Tài liệu tham khảo 47

Phụ lục 57

DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT

TSS : Total soluble solids Chất rắn hòa tan tổng số SEM : Scanning Electron Microscopy Kính hiển vi điện tử quét

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Quả vải thiều Lục Ngạn 3

Hình 2.2 Đồ thị biểu diễn các giai đoạn của quá trình đông lạnh 11

Hình 2.3 Mô phỏng quá trình cấp đông CAS 13

Hình 2.4 Hệ thống CAS theo sáng chế US 7810340 14

Hình 4.1 Ảnh hưởng của phương pháp xử lý đến tỷ lệ hao hụt khối lượng do chảy dịch của vải thiều 27

Hình 4.2 Ảnh hưởng của phương pháp xử lý đến sự biến đổi màu sắc vỏ quả vải thiều 29

Hình 4.3 Ảnh hưởng của phương pháp xử lý đến sự biến đổi hàm lượng chất rắn hòa tan của vải thiều 30

Hình 4.4 Ảnh hưởng của phương pháp xử lý đến sự biến đổi hàm lượng vitamin C của vải thiều 32

Hình 4.5 Ảnh hưởng của phương pháp xử lý đến sự biến đổi hàm lượng anthocyanin của vải thiều 33

Hình 4.6 Ảnh hưởng của phương pháp xử lý đến sự biến đổi hoạt tính enzyme PPO của vỏ quả 35

Hình 4.7 Ảnh chụp vi cấu trúc quả vải sau quá trình đông lạnh – rã đông bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) ở các độ phóng đại khác nhau (A1, A2, A3 – Lạnh đông CAS; B1, B2, B3 – Lạnh đông IQF) 38

Hình 4.8 Ảnh hưởng của các điều kiện rã đông khác nhau đến thời gian rã đông của vải thiều 39

Hình 4.9 Ảnh hưởng của các điều kiện rã đông khác nhau đến tỷ lệ hao hụt khối lượng do chảy dich của vải thiều 41

Hình 4.10 Ảnh hưởng của các điều kiện rã đông khác nhau đến sự biến đổi màu sắc vỏ quả sau rã đông 42

Hình 4.11 Ảnh hưởng của các điều kiện rã đông khác nhau đến sự biến đổi hàm lượng vitamin C của vải thiều 43

Hình 4.12 Ảnh hưởng của các điều kiện rã đông khác nhau đến sự biến đổi hàm lượng anthocyanin vỏ quả vải thiều 45

viii

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Tên tác giả: Trần Thị Thanh Nga

Tên luận văn: “Ảnh hưởng của biện pháp tiền xử lý kết hợp với công nghệ CAS đến chất lượng vải thiều và xác định điều kiện rã đông thích hợp”

Ngành: Công nghệ sau thu hoạch Mã số: 60.54.01.04

Cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam

1 Mục đích nghiên cứu

Xác định ảnh hưởng của một số biện pháp tiền xử lý kết hợp với công nghệ CAS đến chất lượng vải thiều và nghiên cứu điều kiện rã đông thích hợp để duy trì chất lượng, kéo dài thời hạn sử dụng và nâng cao giá trị thương mại của quả vải thiều phục

vụ xuất khẩu

2 Đối tượng nghiên cứu

Loại vải được sử dụng nghiên cứu là vải thiều được trồng tại huyện Lục Ngạn, tỉnh Bắc Giang Quả vải được thu hoạch vào tháng 7 năm 2015

3 Phương pháp nghiên cứu

Hao hụt khối lượng do chảy dịch trong quá trình rã đông đã được tính toán theo phương trình của Agnelli and Mascheroni (2002), sử dụng cân phân tích có độ chính xác 0,00001g

Sự thay đổi màu sắc trên vỏ quả được xác định bằng máy đo màu cầm tay Nippon Denshoku NR 3000 (Nhật Bản) dựa trên 3 thông số L, a, b

Hàm lượng chất rắn hoà tan tổng số được xác định chiết quang kế kỹ thuật số ATAGO (Atago Co., Ltd, Tokyo, Nhật Bản)

Hàm lượng vitamin C được xác định bằng phương pháp chuẩn độ với 2,6 –Diclorophenol indophenol – DPIP

Xác định hàm lượng Anthocyanin bằng phương pháp pH vi sai

Hoạt tính enzyme PPO được xác định theo phương pháp của Sun và cộng sự (2011) với một vài thay đổi

Vi cấu trúc ruột quả được chụp bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM – Scanning Electron Microscopy) (S4800-NIHE, Hitachi, Nhật Bản)

Số liệu thí nghiệm được xử lý bằng Excel 2007 và phân tích thống kê bằng ANOVA đơn yếu tố qua chương trình IRISTAT 4.0

4 Kết quả chính và kết luận chủ yếu

Đã xác định được ảnh hưởng của biện pháp tiền xử lý kết hợp công nghệ CAS đến chất lượng quả vải thiều

Ứng dụng công nghệ lạnh đông CAS làm chậm sự suy giảm chất lượng Kết hợp tiền xử lý với nước nóng (55oC, 12 phút) sau đó là axit oxalic (2%, 5 phút) cho kết quả tốt nhất, kéo dài thời gian sử dụng, làm chậm sự biến đổi chất lượng và duy trì màu sắc

3 giờ sau rã đông, ức chế hoạt tính enzyme polyphenol oxydase

Xác định được điều kiện rã đông thích hợp cho quả vải thiều

Chế độ rã đông khác nhau ảnh hưởng đáng kể đến sự biến đổi màu sắc và chất lượng dinh dưỡng quả vải thiều Ứng dụng lò vi sóng có thể làm chậm sự biến đổi màu sắc, vitamin C, hao hụt khối lượng ít hơn

THESIS ABSTRACT

The writer: Tran Thi Thanh Nga

The master thesis: “The effects of some pre-treatment solutions using the CAS technology on the quality of Thieu litchi and The study has found out the adequate defrosting conditions”

Major in: Postharvest technology Code: 60.54.01.04

Training facility: Vietnam National University of Agriculture

1 The aim of the study:

The study aims to identify the effects of some pre-treatment solutions using the CAS technology on the quality of Thieu litchi and investigate the adequate defrosting conditions to maintain the quality, lengthen the usage expiry, and improve the trading value of thieu litchi in exporting

2 The subject of the study:

The subject of the study is Thieu litchi which is grown in Luc Ngan district, Bac Giang province The litchi is harvested in July 2015

3 The methodology

- The reduction of quantity due to leaking liquid during defrosting is evaluated with Agnelli and Mascheroni (2002) equation, using the analyzing scale at the exactitude of 0,00001g

- The color change on the peel is identified with hand-held color measuring machine Nippon Denshoku NR 3000 (Japan) based on three parameters L, a, b

- The amount of solid totally dissolved is identified with using digital refractometer ATAGO (Atago Co., Ltd, Tokyo, Japan)

- The vitamin C content was determined by visual titration using Dichloroindophenol sodium (DCIP)

2,6 Determination of anthocyanin pigment content by the pH differential method

- Active enzyme PPO is identified with the method by Sun et al (2011) with some modifications

- The micro structure of the litchi’s core is photographed with Scanning Electron Microscopy (SEM) - (S4800-NIHE, Hitachi, Japan)

- The experimental data is treated in Excel 2007 and analysed statistically in ANOVA mono-factor via the program IRISTAT 4.0

4 The results and recommendation

The study has identified the effects of some pre-treatment solutions using the CAS technology on the quality of Thieu litchi

The usage of CAS technology has lowered the reduction of quality The combination of pre-treatment using hot water (55oC, 12 minutes) followed by oxalic acid (2%, 5 minutes) shows the best result which lengthens the usage expiry, lowers the quality reduction and maintains the color three hours after being defrosted, restricts active enzyme polyphenol oxydase

The study has found out the adequate defrosting conditions for Thieu litchi Different methods of defrosting considerably affect the changes in the color and nutritious quality of Thieu litchi The use of microwave oven might lower the changes

in color, vitamin C and lessen the reduction of quantity

1

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Vải thiều (Litchi chinensis Sonn.) là một loại quả nhiệt đới đặc sản của Việt Nam với hương vị thơm ngon và màu sắc hấp dẫn Tuy nhiên, quả vải có thời gian thu hoạch ngắn, rất dễ bị hư hỏng đặc biệt vỏ quả mất màu đỏ tươi và chuyển sang màu nâu trong vòng 24 đến 48 giờ sau khi thu hoạch (Zheng and Tian, 2006; Đào Thị Vân Anh và Nguyễn Thị Bích Thủy, 2011) làm giảm giá trị thương phẩm và được xem là trở ngại lớn nhất trong việc thương mại hóa sản phẩm (Kumar et al., 2011)

Một số biện pháp xử lý và bảo quản đã được nghiên cứu để giảm sự nâu hóa trong thời gian bảo quản vải ở Việt Nam và trên thế giới (Saengnil et al., (2006); Zheng and Tian (2006); Đào Thị Vân Anh và Nguyễn Thị Bích Thủy (2011); Marboh et al., (2012); Trần Thị Định và cs., (2015) Tuy nhiên thời gian bảo quản cũng chỉ kéo dài 20-30 ngày (Guimaraes et al., 2013) Lạnh đông là một trong những phương pháp thành công nhất để bảo quản lâu dài các sản phẩm thực phẩm dễ hư hỏng Phương pháp này cũng có khả năng duy trì các tính chất cảm quan ban đầu của thực phẩm Tuy nhiên, các tinh thể nước đá lớn hình thành trong quá trình lạnh đông gây ra những tổn thương cơ học ảnh hưởng đến màu sắc, kết cấu và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm (Fermandez et al., 2006; Koushki et al., 2013) Do đó, chất lượng của thực phẩm đông lạnh phần lớn phụ thuộc vào thời gian và tốc độ làm lạnh (Petzold and Aguilera, 2009) Vì vậy, một

số nghiên cứu đã được thực hiện để rút ngắn thời gian lạnh đông, tăng tốc độ làm lạnh và giảm kích thước của các tinh thể đá trong các sản phẩm lạnh đông như siêu âm hỗ trợ lạnh đông thực phẩm (Comandini et al., 2013), lạnh đông cao áp (Norton and Sun, 2008 ), protein chống đông (Li and Sun, 2002), công nghệ siêu lạnh (Magnussen et al., 2008 ), công nghệ lạnh đông kết hợp điện trường và từ trường (Mok et al., 2015)

Gần đây, công nghệ CAS (Cells Alive System) - kết hợp công nghệ lạnh đông nhanh và năng lượng sóng từ trường là công nghệ hiện đại của tập đoàn ABI (Chiba, Nhật Bản) có thể làm lạnh đông các sản phẩm thịt, thủy sản và rau quả với việc làm giảm kích thước tinh thế đá (Kobayashi et al., 2014) Công nghệ CAS đã được đưa vào ứng dụng và nhanh chóng phổ biến để bảo quản nông sản, thực phẩm như cá ngừ (Mỹ), quả thanh quất (Canada), xoài, bơ (Mexico), măng,

2

nấm (Trung Quốc) Chưa có công bố nghiên cứu bảo quản vải bằng công nghệ CAS, và hiện tượng vỏ quả chuyển màu nâu nhanh chóng sau rã đông vẫn còn là một vấn đề lớn

Ngoài ra, tác động tích cực của việc kết hợp tối ưu công nghệ lạnh đông và

kỹ thuật rã đông (Phothiset and Charoenrein, 2014) đến chất lượng của các loại thực phẩm đông lạnh đã được công nhận rộng rãi ( Hergenreder et al., 2013; Tironi et al., 2007) Vì vậy, việc ứng dụng công nghệ CAS với kỹ thuật rã đông thích hợp là yêu cầu cấp thiết hiện nay để duy trì tối đa chất lượng vải thiều

Chính vì những yêu cầu của thực tiễn chúng tôi tiến hành nghiên cứu

“Ảnh hưởng của biện pháp tiền xử lý kết hợp với công nghệ CAS đến chất lượng vải thiều và xác định điều kiện rã đông thích hợp”

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Xác định ảnh hưởng của một số biện pháp tiền xử lý kết hợp với công nghệ CAS đến chất lượng vải thiều và nghiên cứu điều kiện rã đông thích hợp để duy trì chất lượng, kéo dài thời hạn sử dụng và nâng cao giá trị thương mại của quả vải thiều phục vụ xuất khẩu

1.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC HOẶC THỰC TIỄN

* Ý nghĩa khoa học của đề tài: Nhằm cung cấp thêm những kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của công nghệ lạnh đông CAS đến những biến đổi chất lượng của vải thiều sau rã đông

* Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: Góp phần xác định hiệu quả, khả năng ứng dụng của công nghệ CAS để bảo quản quả vải thiều đông lạnh phục vụ xuất khẩu

3

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÂY VẢI VÀ QUẢ VẢI

Hình 2.1 Quả vải thiều Lục Ngạn Quả vải (Litchi chinensis Sonn.), thuộc họ bồ hòn Sapindaceae 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, có nguồn gốc từ miền Nam Trung Quốc 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 ở Phú Hộ

có trọng lượng quả thường cao hơn và đạt 25  27 g/quả) (Trần Thế Tục và Ngô Hồng Bình, 2002) Cây vải được di thực sang các nước Đông Nam Á như Việt Nam, Malaysia và Myanma Cuối thế kỉ 17, cây vải có mặt tại Myanma và Ấn Độ; ở các nước Đông Ấn vào thế kỷ 18 và ở Australia, Nam Phi, Hawai vào cuối thế kỷ 19

Cây vải được trồng ở Việt Nam cách đây 2000 năm Điều đó cho thấy rằng, vải là loại cây sớm đã được thuần hóa và là một sản vật quý của nước ta Hiện nay, vùng trồng vải chủ yếu của Việt Nam là vùng trung du miền núi Bắc

Bộ và vùng đồng bằng sông Hồng, trong đó nổi tiếng là Lục Ngạn (Bắc Giang)

và Thanh Hà (Hải Dương), ngoài ra còn có các tỉnh khác như Thanh Hóa, Nghệ

An, Hòa Bình, Quảng Ninh… Vải mang lại giá trị kinh tế khá cao so với một số loại cây ăn quả khác như chuối, cam nên ngày càng được quan tâm phát triển và

mở rộng diện tích

4

Phân theo mùa vụ thu hoạch có vải chín sớm, vải chính vụ và chín muộn Phân theo đặc điểm sinh trường và phẩm chất của quả vải thì có: vải chua, vải nhỡ và vải thiều (Trần Thế Tục, 2004)

2.2 GIÁ TRỊ VÀ CÔNG DỤNG

2.2.1 Giá trị dinh dưỡng

Vải là loại quả có giá trị dinh dưỡng cao Quả vải khi ăn có vị ngọt, có hương thơm đặc trưng Vải là một nguồn giàu vitamin C, có số lượng hợp lý của phốt pho, canxi, sắt, vitamin A và B (Anonymous, 2011)

Theo kết quả phân tích quả vải cho thấy: Trong 100g phần ăn có 77,69g nước; 335kJ năng lượng; 0,94g protein; 0,29g lipid; 20,77g hydratcacbon; 0,16g chất xơ; 0,37g chất tro Ngoài ra còn có các chất khoáng: 4mg Ca; 0,37mg Fe; 16mg Mg; 35mg P; 225mg K; 7mg Na Các loại vitamin: vitamin C 40,2mg; vitamin B1 0,035mg; vitamin B2 0,084mg; vitamin PP 1,91mg (Trần Thế Tục, 2004)

2.2.2 Giá trị công nghiệp và dược liệu

Quả vải ngoài ăn tươi còn được chế biến thành nhiều sản phẩm công nghiệp như sấy khô, làm đồ hộp,… Với một số doanh nghiệp kinh doanh trong lĩnh vực chế biến rau quả hiện nay thì các sản phẩm vải đông lạnh như cùi vải đông lạnh, vải đông lạnh nguyên quả… đang là một sản phẩm chủ lực cho xuất khẩu Ngoài

ra, vỏ và hạt vải cũng được một số doanh nghiệp xuất khẩu sang Pháp, Ấn Độ

Quả vải là loại quả ngon, có hương vị đậm đà, không chỉ là một loại quả ngon mà còn có tác dụng chữa bệnh, ví dụ như: ngăn ngừa quá trình phát triển các tế bào ung thư, giúp tuần hoàn máu, giảm đau… Tuy nhiên, không nên ăn quá nhiều một lúc, có thể gây nóng, rối loạn chuyển hóa đường trong cơ thể, gây hiện tượng dị ứng

2.2.3 Giá trị kinh tế

Ở nước ta hiện nay, cây vải đem lại thu nhập khá cao cho các gia đình trồng vải, đặc biệt là vải thiều Cây vải cho hiệu quả kinh tế cao gấp 10-12 lần so với trồng lúa, cá biệt gấp 40 lần, tùy vào từng thời điềm thu hoạch và địa bàn khác nhau

Vỏ và thân cây có nhiều tanin nên được dùng làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp Hoa vải là nguồn mật có chất lượng cao Cây vải có tán lá xum xuê có thể là bóng mát, cây cảnh, phủ đất trống đồi trọc, chống xói mòn…

5

2.3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ VẢI TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

2.3.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ vải trên thế giới

Hiện nay trên thế giới có trên 20 nước trồng vải với sản lượng trên 2 triệu tấn hàng năm, tập trung chủ yếu ở khu vực châu Á Thái Bình Dương Vải được trồng như một loại cây trồng thương mại tại Trung Quốc, Hàn Quốc, Châu Phi, Israel, Madagascar, Mauritius, Réunion, Hoa Kỳ (Hawaii và Florida), Úc, cận nhiệt đới Ấn Độ, Pakistan, Philippines, Thái Lan, Đài Loan, Indonesia, Việt Nam

và Brazil Trung Quốc là nước hàng đầu sản xuất vải trên thế giới với 1,3 triệu tấn Trung Quốc và Đài Loan xuất khẩu khoảng 12.000-15.000 tấn của vải để các thị trường quốc tế lớn, Hồng Kông và Singapore Các thị trường châu Âu nhập khẩu xấp xỉ 20.000 tấn vải thiều, trong đó có Pháp nhập khẩu 50% và phần còn lại được nhập khẩu chủ yếu của Đức và Anh Các nước cung cấp vải cho châu Âu chủ yếu là Madagascar và Nam Phi (Mitra, 2006)

2.3.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ vải tại Việt Nam

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 Sở Công thương Bắc Giang, năm 2015 với tổng diện tích trồng vải trên 31.000ha, sản lượng đạt 195.000 tấn quả tươi, tiêu thụ nội địa năm 2015 đạt khoảng 107.000 tấn (chiếm 55% tổng sản lượng), (năm 2014 chiếm 48%), sản lượng xuất khẩu chiếm 45% ( năm 2014 chiếm 52%) Lần đầu tiên, Vải thiều tươi của Bắc Giang được xuất khẩu sang thị trường Mỹ, Úc, Pháp, Anh, Malaysia… Tuy nhiên, sản

6

lượng lượng vải thiều tươi xuất khẩu được sang các thị trường này chưa cao (khoảng 250 tấn), mang tính chất thăm dò, thử nghiệm, chủ yếu vẫn tập trung thị trường Trung Quốc

Theo Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Hải Dương, sản lượng vải thiều năm 2014 đạt gần 48 nghìn tấn, cao hơn năm 2013 hơn 2.000 tấn Huyện Thanh Hà đạt sản lượng 28 nghìn tấn (tập trung tại ba xã Thanh Sơn, Thanh Khê

và Thanh Thủy), thị xã Chí Linh đạt 13.500 tấn, còn lại là các huyện khác

2.4 BIẾN ĐỐI CHẤT LƯỢNG QUẢ VẢI SAU THU HOẠCH

2.4.1 Hô hấp

Sau khi thu hoạch quả tiếp tục hô hấp để duy trì sự sống, nhưng các chất hữu cơ đã tiêu hao không được bù đắp lại như khi còn ở trên cây nên chúng sẽ tồn tại cho đến khi nguồn dự trữ cạn kiệt 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 đáng kể chất lượng dinh dưỡng và cảm quan cũng như rút ngắn tuổi thọ của quả Quả vải là loại quả hô hấp đột biến, không có thời gian chín sau thu hoạch (Joubert, 1986) Akamineand (1973) cho rằng 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

2.4.2 Hiện tượng thoát hơi nước

Là hiện tượng bất lợi cho sản phẩm là hoa quả tươi, vì khi quả héo vi sinh vật dễ dàng tấn công hơn 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, độ cứng của quả tăng Để hạn chế sự thoát hơi nước trên quả vải người ta tiến hành bao gói Đặc biệt những nghiên cứu của Kader và cộng sự 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 2.4.3 Thối hỏng

Quả vải rất dễ bị lây nhiễm bệnh sau thu hoạch Kết quả nghiên cứu của Coastes and Gowanlock (1993) cho thấy sự nảy mầm của bào tử Colletotrichum spp tạo ra vòi nhiễm bệnh có thể xuyên thủng lớp biểu bì trong khi Johnson và

7

Sanchote 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 thối hỏng

do sự tăng hô hấp tại những mô bệnh đã bị bệnh, tại đây hàm lượng ethylen được sản sinh nhiều hơn Burchill và Maude cho rằng một số nấm bệnh tự nó cũng sản sinh ra ethylen và ảnh hưởng lên mô tế bào khoẻ sau đó lan ra trên cả quả

2.4.4 Sự thay đổi các sắc tố

Sắc tố màu sẽ bị biến mất trong quá trình bảo quản, đặc biệt là sự biến nâu trên vỏ quả vải Lưu huỳnh và acid hay là sự kết hợp cả hai được sử dụng để duy trì màu đỏ trên quả vải, đó là kết quả nghiên cứu của Tongdee và cộng sự Cả hai cách xử lý này đều làm gia tăng tính thấm của tế bào và acid hoá chất sáp, nhưng lưu huỳnh cũng tạo ra hợp chất sunfit gây biến màu Do vậy xử lý lưu huỳnh có phần nào đó liên quan đến sự tẩy trắng, trong khi xử lý acid thì màu đỏ ở vỏ quả được cải thiện Tuy vậy, hiện nay phương pháp xử lý lưu huỳnh được hạn chế sử dụng trên thế giới nhằm đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm

2.4.5 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 enzym

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 Những nghiên cứu của Chen

và cộng sự ; Paull và cộng sự chỉ ra rằng 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 Kết quả nghiên cứu của Holcroft và Mitcham; Chen và cộng sự cho thấy nồng độ acid ascobic, phenol, đường và acid hữu cơ giảm trong suốt quá trình bảo quản (Chen et al., 2011)

8

2.4.6 Hiện tượng nâu hóa vỏ quả

Các rối loạn sau thu hoạch quan trọng nhất của quả vải là hiện tượng vỏ quả chuyển màu nâu Mặc dù vỏ quả màu nâu không ảnh hưởng đến chất lượng dinh dưỡng nhưng nó ảnh hưởng đến thị hiếu người dùng Nghiên cứu chuyên sâu đã được tiến hành để tìm ra các quá trình sinh hóa chuyển màu vỏ quả

Theo Underhill (1992), cho rằng hiện tượng nâu hóa của quả vải có liên quan chủ yếu đến sự oxi hóa polyphenol, trong đó có chất màu anthocyanin dưới

sự xúc tác của enzyme polyphenol oxidase (PPO) Hoạt tính của enzyme PPO thường chịu tác động của một số yếu tố như pH, nhiệt độ, sự tổn thương cơ học hoặc sự mất nước của vỏ quả

Theo Scott et al (1982) vỏ quả màu nâu có liên quan đến sự mất nước hoặc khô từ vỏ quả Trong khi Fitzell and Coates (1995) cho rằng tổn thương lạnh và quá trình lão hóa có thể dẫn đến màu nâu của vỏ quả Hiện tượng nâu hóa

từ từ xuất hiện trên vỏ quả và sau đó mở rộng trên toàn bộ bề mặt vỏ quả, cho đến khi toàn bộ vỏ quả trở nên khô và dễ gãy (Underhill and Critchley, 1995)

Sự ổn định của các anthocyanin trong vỏ quả vải phụ thuộc vào cấu trúc của chúng và chính cấu trúc này lại phụ thuộc vào pH môi trường (Pufferl and Cullrere, 1974) Sự ổn định của anthocyanin được duy trì ở pH dưới 3 Trong khi

đó, pH của quả vải có xu hướng tăng dần trong quá trình bảo quản, vì thế nên cấu trúc của anthocyanin cũng thay đổi và ảnh hưởng đến sự ổn định của màu sắc quả vải (Toogdee et al., 1982)

Underhill and Critchley (1994) chỉ ra rằng độ pH của vỏ quả đóng một vai trò quan trọng trong cơ chế biến màu Tình trạng khô hoặc mất nước từ vỏ quả có

xu hướng gia tăng pH vỏ quả (4,15- 4,52 sau 48 giờ ở 25°C và 60% RH); Anthocyanin trong không bào của các tế bào vỏ quả quyết định màu sắc của vải và bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi pH Ở pH cao hơn (> 4), anthocyanin được chuyển đổi sang một hình thức không màu

Các cơ chế khác của sự biến màu vơ quả chủ yếu là do quá trình oxy hóa của phenol và sự xuống cấp của anthocyanin (sắc tố đỏ) của enzymes polyphenol oxidase (PPO) hoặc peroxidase (POD) (Huang et al.,1990; Zauberman et al., 1991; Underhill (1992); Zhang and Quantick (1997))

Jiang and Fu (1999) đã tìm ra tỷ lệ mất nước tương quan với tính thấm của màng, tỷ lệ biến nâu, hoạt động oxi hóa polyphenol và pH mô tế bào, tương quan

9

một cách vô hiệu hóa với lượng sắc tố anthocyanin Cũng có các yếu tố khác tạo

ra sự biến màu của vỏ quả như các loại vết thương cơ giới, hay sự tấn công của vi sinh vật và côn trùng gây hại

Zhaoqi Zhang et al (2001) đã nghiên cứu vai trò của anthocyanin đối với

sự nâu hóa vỏ quả vải sau thu hoạch Chỉ số nâu hóa tăng trong khi hàm lượng anthocyanin lại giảm Đồng thời, thí nghiệm này ông cũng chỉ ra rằng sự nâu hóa

vỏ quả vải có thể được giải quyết bằng các cách sau: Hạn chế sự oxi hóa các hợp chất phenol và anthocyanin bởi enzyme PPO để tạo ra ortho quinones, sự thủy phân sắc tố anthocyanin bởi enzyme anthocyanase

Zheng and Tian (2006) nghiên cứu ảnh hưởng của axit oxalic đến quá trình nâu hóa quả vải sau thu hoạch khi xử lý bằng 2 và 4 mM axit oxalic và bảo quản ở nhiệt độ phòng Kết quả cho thấy các chỉ số màu nâu thấp hơn đáng kể so với đối chứng do tăng toàn vẹn màng, ức chế sự suy thoái anthocyanin, giảm quá trình oxy hóa, giảm hoạt động của peroxidase Như vậy, axit oxalic có hiệu quả

để kiểm soát màu nâu vỏ quả vải trong quá trình bảo quản sau thu hoạch

Saengnil et al (2006) nghiên cứu biện pháp hạn chế hoạt động của enzyme nâu hoá vỏ quả vải sau thu hoạch bằng nước nóng và acid oxalic Trong thí nghiệm này tác giả xử lý chống nâu hoá vỏ quả vải bằng nước nóng ở 98oC trong thời gian 30 giây, sau đó nhúng trong dung dịch acid oxalic ở các nồng độ 15% bảo quản ở nhiệt độ thường (25±1) có thể duy trì màu sắc vỏ quả vải sau 5 ngày Đồng thời trong thí nghiệm này ông đưa ra kết luận sự oxi hoá hợp chất polyphenol là nguyên nhân chính gây hiện tượng nâu hoá vỏ quả vải

Sự xuống cấp của anthocyanins và/hoặc quá trình oxy hóa của phenol do polyphenol oxidase (PPO) là kết quả phản ứng hóa nâu do enzyme của rau quả PPO không trực tiếp oxy hoá anthocyanins PPO vải trực tiếp oxy hóa epicatechin; sau đó các sản phẩm oxy hóa của epicatechin lần lượt xúc tác anthocyanin và cuối cùng dẫn đến các phản ứng hóa nâu (Ruenroengklin, 2008)

Mizobutsi et al (2010) nghiên cứu hưởng của pH và nhiệt độ đối với hoạt động peroxidase và polyphenol oxidase vỏ quả vải thấy rằng các hoạt động của peroxidase và polyphenoloxidase là tối đa tương ứng ở pH 6.5 và 7.0 và bất hoạt

ở pH 2.5 và 9.5 Hoạt động peroxidase là cao nhất ở 70ºC và vẫn còn hoạt động trong thời gian 120 phút ở 70 và 80ºC Peroxidase trở nên hoàn toàn không hoạt động khi duy trì ở 90ºC trong 10 phút hoặc 1 phút ở 100ºC Hoạt động Polyphenoloxidase là cao nhất ở 20ºC và vẫn còn hoạt động trong thời gian 120 phút ở 40 và 50ºC và được khử hoạt tính sau 10 phút ở 60ºC

10

Khi nghiên cứu trên quả vải thiều của Việt Nam, Đào Thị Vân Anh và Nguyễn Thị Bích Thủy (2011) đã tìm hiểu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi màu sắc vỏ quả vải sau thu hoạch Kết quả cho thấy, vải bảo quản ở điều kiện thường biến màu rất nhanh chóng chỉ sau 1 - 2 ngày Điều kiện bảo quản với nhiệt độ thấp (4oC) và độ ẩm cao (90%) đã hạn chế đáng kể sự thoát hơi nước, duy trì pH trong tế bào vỏ, hạn chế hoạt động của enzyme PPO khiến cho quá trình oxi hóa polyphenol, trong đó có chất màu anthocyanin, được kiểm soát tốt hơn, do vậy màu sắc vỏ quả được duy trì trong thời gian bảo quản

2.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG AXIT CITRIC, AXIT OXALIC, NƯỚC NÓNG TRONG BẢO QUẢN RAU QUẢ

Axit citric và axit oxalic là tác nhân chống nâu hóa giống tự nhiên và thường được công nhận là an toàn Hiệu quả về phòng màu nâu chủ yếu phụ thuộc vào loại sản phẩm và giống cây trồng, và nồng độ của các tác nhân chống nâu Sự xuất hiện của isozyme PPO và nhiều chất phenolic khác nhau trong các loại sản phẩm khác nhau và giống cây trồng có thể dẫn đến những phản ứng khác nhau của PPO cho các tác nhân chống nâu Mặt khác tác dụng làm chậm sự biến đổi màu có thể được tăng cường bằng cách kết hợp các tác nhân với nhau với các

cơ chế ức chế khác nhau hoặc tạo ra sự ổn định cao

Marboh et al (2012) đã nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý nước nóng và axit oxalic đến chất lượng và sự biến đổi màu sắc vỏ quả vải Kết quả cho thấy vải được

xử lý nước nóng (55oC, 12 phút) kết hợp với axit oxalic (10%,15 phút) bao gói trong túi nilon đục lỗ 2% bảo quản trong điều kiện lạnh (5°C và 85 ± 5% RH) duy trì tối

đa màu sắc vỏ quả và các thuộc tính cảm quan, hàm lượng TSS và độ axit

Le et al (2014) nghiên cứu tác động của axit oxalic và hỗn hợp sáp ong - carnauba (MW) đến sự nâu hóa và thời gian bảo quản của quả nhãn Việt Nam Quả nhãn được ngâm trong 5 và 7,5% axit oxalic trong 5 phút Sau khi để khô tiếp tục bọc trong 6% MW trong 30 giây, và bảo quản ở 5 ± 1ºC cho 30 ngày Kết quả cho thấy 7,5% axit oxalic kết hợp với 6% MW có thể trì hoãn sự biến màu vỏ quả đến 25 ngày lưu trữ Hơn nữa, có thể duy trì pH vỏ quả thấp, tổng vi khuẩn hiếu khí thấp, giảm hao hụt khối lượng tự nhiên và TSS của quả nhãn cho thấy không có sự khác biệt đáng kể

Trần Thị Định và cs (2015) nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp xử lý sau thu hoạch đến sự biến đổi chất lượng của vải thiều trong quá trình bảo quản Kết quả cho thấy quả vải thiều sau khi được xử lý với dung dịch carbendazim

2.6 CÔNG NGHỆ LẠNH ĐÔNG TRONG BẢO QUẢN THỰC PHẨM 2.6.1 Quá trình đông lạnh thực phẩm

Đông lạnh được coi là một trong những công nghệ bảo quản quan trọng nhất để bảo quản thực phẩm Làm lạnh đông thực phẩm là quá trình hạ nhiệt độ xuống dưới nhiệt độ đóng băng của dịch bào Quá trình đóng băng của thực phẩm có thể được chia thành năm giai đoạn như thể hiện trên hình 2.2

Hình 2.2 Đồ thị biểu diễn các giai đoạn của quá trình đông lạnh

Nguồn: James and James (2014)

12

1 Giai đoạn làm mát ban đầu, không có sự chuyển pha

2 Giai đoạn siêu lạnh, nhiệt độ sản phẩm giảm xuống dưới nhiệt độ kết tinh nhung không làm chuyển pha do năng lượng hoạt hóa cao để tạo mầm tinh thể

3 Giai đoạn chuyển pha, bắt đầu khi mầm tinh thể hình thành ở bề mặt ngoài sản phẩm sau đó dần tiến vào sản phẩm, cho đến khi nó đạt đến trung tâm sản phẩm và toàn bộ sản phẩm được đóng băng

4 Đóng băng kết thúc, nhiệt lượng được giải phóng, quá trình đóng băng đạt được đối với toàn bộ sản phẩm

5 Giai đoạn cân bằng, khi nhiệt độ thực phẩm tiến đến nhiệt độ của tác nhân truyền nhiệt

2.6.2 Tình hình nghiên cứu công nghệ lạnh đông rau quả và thực phẩm

Trong đông lạnh thực phẩm sự hiện diện của các tinh thể nước đá lớn là một nhược điểm nghiêm trọng đối với chất lượng cuối cùng của sản phẩm Để nghiên cứu sự phân bố của các tinh thể, một khối lượng thịt lợn đã được đóng băng bởi nitơ lỏng Một mô hình toán học để mô phỏng giá trị khác nhau ở bề mặt của sản phẩm bằng cách sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn Mô hình này được áp dụng đã tìm thấy tốc độ đóng băng nhanh dẫn đến một sản phẩm chất lượng tốt, liên quan đến sự phân bố tối ưu của các tinh thể nước đá nhỏ nằm bên trong và bên ngoài các sợi mô (Sanz et al., 1999)

Jiang et al (2004) kiểm tra tác động của axit hydrochloric (HCl) đến khả năng ức chế màu nâu của vỏ quả vải đông lạnh bằng cách ngâm trong 0,5%, 1%

và 2% HCl cho 2-10 phút thấy rằng xử lý bằng 1% HCl trong 6 phút giữ màu đỏ tốt nhất và giảm hoạt tính polyphenol oxidase và duy trì hàm lượng anthocyanin cao Vải được xử lý bằng 1% HCl và lưu trữ tại - 18°C trong 12 tháng đã có thể kéo dài thời gian sử dụng 12 giờ ở nhiệt độ môi trường xung quanh, với màu sắc

và chất lượng chấp nhận được Sử dụng 1% HCl có thể được xem xét áp dụng thương mại trong việc mở rộng thời hạn sử dụng và duy trì chất lượng quả vải đông lạnh sau lưu trữ và trong quá trình tiếp thị

Atinut et al (2006) nghiên cứu ảnh hưởng của việc nhúng quả vải trong axit oxalic, axit tartaric, axit malic đối với màu sắc quả vải 'Hồng Huay' đông lanh Quả vải được nhúng vào nước nóng (98 ± 1 C) trong 30 giây và sau đó ngâm trong mỗi dung dịch axit ở nồng độ khác nhau từ 0, 2,5, 5 và 10% trong 15

Atinut et al (2007) nghiên cứu tác dụng của axit oxalic đối với sự biến đổi màu sắc quả vải sau khi rã đông Quả vải được xử lý nước nóng (98 ± 1 C) trong 30 giây và sau đó ngâm trong dung dịch axit oxalic ở các nồng độ khác nhau từ 0, 5 và 10% trong 15 phút, làm mát và cấp đông đến -18 C Sau quá trình lưu trữ 6 tháng, vải được rã đông và đặt ở nhiệt độ phòng (28 C): 0, 1, 3 và

12 giờ Xử lý bằng nước nóng, sau đó nhúng axit oxalic 10%, dẫn đến việc lưu giữ màu sắc vỏ quả và ức chế màu nâu tốt nhất lên đến 12 giờ sau khi rã đông bằng cách giảm hoạt động của PPO và POD

Marsellés-Fontanet and Martín-Belloso (2007) nghiên cứu hiệu quả của công nghệ bảo quản nước nho bằng xung điện trường (PEF) sử dụng các phương pháp bề mặt đáp ứng như một công cụ để có được thông tin chính xác và cung cấp những dự đoán của sự suy giảm enzym PPO và POD trên các loại thực phẩm được đánh giá Kết quả cho thấy sự suy giảm hoạt động là phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố đánh giá, chủ yếu là thời gian xử lý PEF

2.7 GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN LẠNH ĐÔNG CAS

CAS (Cells Alive System) hay “hệ thống tế bào sống” là công nghệ lạnh đông nhanh hỗ trợ sử dụng năng lượng sóng từ trường ở giai đoạn cấp đông

Hình 2.3 Mô phỏng quá trình cấp đông CAS

Nguồn: http://www.cesti.gov.vn

1 2 3 4

(3) Khi dừng nguồn sóng từ nước trong sản phẩm chuyển pha cùng một thời điểm, tạo ra các tinh thể đá rất nhỏ không gây ra hiện thượng phá vỡ màng tế bào

(4) Khi rã đông, nước trong sản phẩm được phân bố đều không làm ảnh hưởng đến mô tế bào do đó sản phẩm vẫn giữ được cấu trúc ban đầu

Hình 2.4 Hệ thống CAS theo sáng chế US 7810340 gồm: kho đông lạnh có

bộ điều chỉnh áp suất khí (60), quạt thổi không khí lạnh (31) vào sản phẩm đặt bên trong với tốc độ gió 1-5 m/giây và thiết bị phát từ trường (21), thiết

bị phát sóng âm thanh (41), thiết bị tạo điện trường (51)

Nguồn: wipsglobal

15

Như vậy, bản chất của công nghệ CAS: thực chất là công nghệ lạnh đông truyền thống, điểm khác biệt là có sự “hỗ trợ năng lượng sóng từ trường (< 1 mT)

ở giai đoạn cấp đông”, còn giai đoạn bảo quản đông lạnh không có gì khác biệt

so với công nghệ lạnh đông truyền thống

2.8 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CAS TRONG BẢO QUẢN

Bảo quản lạnh đông đóng một vai trò thiết yếu trong việc bảo đảm sự an toàn của thực phẩm và duy trì chất lượng của các loại thực phẩm cần dài ngày Tuy nhiên, ảnh hưởng của quá trình đông lạnh và rã đông vẫn là một vấn

đề quan trọng về chất lượng thực phẩm Trong quá trình làm lạnh, sự hình thành tinh thể đá thường làm hư hỏng cấu trúc đến mức không thể phục hồi như phá vỡ cấu trúc tế bào, thay đổi áp suất thẩm thấu do quá trình tan băng ngoại bào (Mazur, 1984 ) Nó cũng thay đổi các tính chất cảm quan thực phẩm Vì vậy, điều quan trọng là kiểm soát kích thước và vị trí của các tinh thể đá trong thực phẩm dưới điều kiện lạnh đông thích hợp

Trong những năm gần đây, công ty ABI đã đưa ra thị trường hệ thiết bị lạnh đông CAS, sử dụng để làm lạnh đông các sản phẩm thịt, thủy sản và rau quả với sự giảm thiểu sự tăng kích thước tinh thế đá (Kobayashi et al., 2014) Công

ty ABI đã chứng minh công nghệ CAS có thể giữ được cấu trúc và hương vị sản phẩm bằng cách dùng công nghệ lạnh đông kết hợp với từ trường nhằm hạ điểm đóng băng của sản phẩm xuống thấp (khoảng - 8oC) hơn so với công nghệ lạnh đông thông thường Với công nghệ CAS có thể giữ cho nông sản, thủy sản, thực phẩm tươi ngon đến 99,7% tuy nhiên các tủ cấp đông CAS đã được lập trình sẵn các thông số tần số dao động điện từ (ABI, 2010)

Có rất ít công trình nghiên cứu công nghệ đông lạnh kết hợp sóng từ trường được công bố

Wowk (2012) đã công bố rằng điện trường tĩnh và dao động tương ứng có thể thúc đẩy hoặc ức chế sự hình thành băng trong điều kiện nhất định Với từ trường tĩnh nhỏ hơn 1 mT có thể cải thiện công nghệ bảo quản các sản phẩm bằng lạnh đông

Jin et al (2015) khi nghiên cứu ứng dụng của điện trường và từ trường trong kỹ thuật lạnh đông thấy rằng điều kiện nhiệt độ lạnh đông -20oC kết hợp

từ trường 0,005; 0,01; và 0,15

Tổng công ty ABI sở hữu bằng sáng chế CAS tiết lộ hiệu quả lạnh đông CAS có thể dựa trên tác động của từ trường tĩnh, xen kẽ từ trường, dao động điện trường, và thậm chí cả năng lượng âm thanh (Owada and Saito, 2010; Owada, 2007) Bằng dữ liệu của bằng sáng chế cho thấy việc sử dụng các lĩnh vực tần số vô tuyến điện 150 V/cm kết hợp với từ trường tĩnh của 1 mT (10 Gauss) và 50 Hz dao động 0,5 mT có ảnh hưởng đến quá trình lạnh đông sản phẩm (Owada, 2001)

Để kiểm tra khả năng tồn tại và tái tạo mô của tế bào gốc tủy xương bảo quản dài hạn bằng một tủ đông CAS được lưu trữ sau 3 năm ở nhiệt độ đông sâu -150oC Kết quả cho thấy các tế bào gốc tủy xương đã tồn tại và tăng sinh cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng Những kết quả này gợi ý rằng các tủ đông CAS là thích hợp để bảo quản lâu dài các tế bào gốc cho khả năng tái sinh của các mô khác nhau, bao gồm cả các mô tủy xương (Kojima et al., 2015)

Với những phát hiện của mình, Nishiyama et al (2016) cho rằng CAS là công nghệ hữu ích để bảo quản tế bào thần kinh sử dụng cho lâm sàng và có thể

mở ra một hướng mới cho y học tái sinh tương lai

Trái ngược với các tuyên bố trên, Wowk (2012) đã chỉ ra trong một bài phê bình gần đây rằng các phân tử nước là nghịch từ, và sẽ không có bất kỳ tác dụng nhiễu nhiệt khi tiếp xúc với các dao động điện từ yếu (<10 Gauss hoặc 1 mT) được công bố trong thiết bị CAS Ông cũng lưu ý rằng điện trường được biết đến hoặc ức chế hoặc tăng cường hình thành tinh thể đá ở một mức độ nhất đinh, tùy thuộc vào điều kiện sử dụng, nhưng không phải ở mức độ công bố cho các thiết bị CAS Trong một thử nghiệm trực tiếp trên mô hình của một tủ CAS thương mại đánh giá quá trình đông lạnh khi có và không có một từ trường về chất lượng của khoai lang, rau bina, cá, gel agar và nước Suzuki et al (2007) cho rằng các phương pháp xử lý từ trường dao động đơn lẻ không làm thay đổi đường cong thời gian làm lạnh cho của các mẫu thử nghiệm và không nhìn thấy

17

được ảnh hưởng trên vi cấu trúc tế bào của các mô được quan sát Trong đánh giá

về màu sắc, chất nhờn, mùi, vị umami, vị béo, độ cứng, và cấu trúc không thấy

sự khác biệt đáng kể giữa các mẫu đông lạnh có và không có từ trường Ngoài ra, trong nghiên cứu của James et al (2014b) cho thấy tỏi đông lạnh bằng hệ thống CAS không có ảnh hưởng rõ rệt so với quá trình đông lạnh không có từ trường

Masato et al (2007) tại Đại học Hiroshima, Nhật Bản sử dụng phương pháp bảo quản đông lạnh CAS để bảo quản tế bào gốc dây chằng nha chu cho mục đích cấy ghép Gần đây, Price and Cserepfalvi đã sử dụng thiết bị CAS và tuyên bố tính khả thi trong bảo quản tủy răng và ghép thành công răng đông lạnh Tuy nhiên, các ý kiến khác của Schwartz và Andreasen đề nghị điều trị thêm nội nha sau quá trình cấy ghép Như vậy, tác động của công nghệ CAS vào bảo quản đông lạnh răng, mô tủy, và tế bào gốc dây chằng nha chu vẫn chưa rõ ràng (Temmerman et al., 2006)

Tại Việt Nam, Viện nghiên cứu và phát triển vùng – Bộ Khoa học và công nghệ đã ứng dụng công nghệ CAS trong bảo quản quả vải thiều xuất khẩu Sau 1 năm bảo quản đông lạnh cho thấy vải thiều sau khi được làm đông lạnh nhanh bằng công nghệ CAS và bảo quản bằng tủ giao động điều hòa ở nhiệt độ -25oC cho chất lượng quả vải tốt hơn so với công thức đối chứng bảo quản trong tủ lạnh đông ở nhiệt độ -22oC Quả vải được bảo quản bằng công nghệ CAS sau 1 năm cho thấy các chỉ số màu sắc L và a giảm nhẹ, sự nâu hóa vỏ quả tăng chậm, đặc biệt chất lượng cảm quản vẫn duy trì ở mức độ tốt đạt 80 - 90% so với quả vải tươi ban đầu

2.9 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT RÃ ĐÔNG THỰC PHẨM

Việc lựa chọn các điều kiện rã đông là rất quan trọng để duy trì chất lượng đồng thời giữ lại cấu trúc sinh học của thực phẩm Nhiều nghiên cứu đã được tiến hành để tìm ra các điều kiện rã đông thích hợp cho mỗi loại sản phẩm

Gonzalo-Sanguinetti et al (1985) phân tích anh hưởng của tốc đô rã đông đến lượng dịch chảy cho rằng việc tăng thời gian rã đông (giảm tốc độ rã đông) dẫn đến giảm mất mát do mất dịch chất Các kết quả thu được bằng cách đo khối lượng dịch chảy ra vào những thời điểm khác nhau sau khi rã đông và theo kinh nghiệm mô học cho thấy chảy dịch là một hệ quả của sự tái hấp thu không hoàn toàn của các nước ngoại bào

18

Muftugil and Yigit (1986) nghiên cứu rã đông dâu tây trong các điều kiện khác nhau (rã đông tự nhiên ở nhiệt độ phòng, tan trong không khí lưu thông, rã đông trong tủ lạnh, rã đông dưới dòng nước chảy và rã đông trong một tủ ổn nhiệt đối lưu) Kết quả cho thấy dâu tây rã đông ở nhiệt độ cao hơn hao hụt khối lượng nhiều hơn Khi rã đông trong điều kiện không khí lưu thông, thời gian rã đông giảm khi tăng tốc độ chuyển động không khí

Những ảnh hưởng của sáu mức đóng băng, hai lần lưu trữ và ba mức rã đông đến lượng dịch chảy từ các mẫu thịt lợn đã được nghiên cứu Khi mẫu được cấp đông nhanh, lượng dịch chảy mất không khác biệt đáng kể so với các mẫu tươi Với tốc độ đóng băng chậm, tổn thất do chảy dịch là lớn hơn Sau khi bảo quản trong bốn tuần, lượng dịch chảy lớn hơn đáng kể ở mức đóng băng chậm so với các mẫu không lưu trữ Hơn nữa, mất mát dịch chảy từ các mẫu được lưu trữ không khác biệt đáng kể so với tổn thất của mẫu có tốc độ đóng băng chậm mà không lưu trữ (Ngapo et al., 1999)

Delgado and Rubiolo (2005) nghiên cứu sự thay đổi vi cấu trúc của dâu tây sau khi bảo quản lạnh đông và rã đông bằng phương pháp kết hợp nhiệt độ và vận tốc không khí Kết quả cho thấy các điều kiện lạnh đông và rã đông khác nhau ảnh hưởng đến mức độ hư hỏng của cấu trúc tế bào Cấu trúc được bảo vệ tốt hơn khi tăng tốc độ làm lạnh, tổn thương mô lớn hơn và nghiêm trọng hơn khi

rã đông ở nhiệt độ cao

Rã đông cao áp làm giảm hao hụt khối lượng do chảy dịch sau khi đông lạnh thông thường Có thể giả thuyết rằng trong suốt một quá trình tan chậm, (tương ứng với rã đông trong áp suất khí quyển), tinh thể lớn dần lên có thể xảy

ra dẫn đến tổn thương cơ học của màng tế bào, do đó gia tăng hao hụt khối lượng

do chảy dịch Rã đông cao áp giảm thời gian rã đông và do đó có thể giảm thiểu các hiện tượng bồi tụ tinh thể (Alizadeh et al., 2007b)

Holzwarth et al., (2012) nghiên cứu chất lượng dâu tây đông lạnh bằng phương pháp thông thường ở nhiệt độ (-20oC) và đông lạnh trong nitơ lỏng sau

đó rã đông trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau (+ 4, + 20, và + 37oC) ở điều kiện thường và rã đông trong lò vi sóng ở các nhiệt độ tương ứng Kết quả chỉ ra rằng hàm lượng anthocyanin và axit ascorbic độc lập với công nghệ đông lạnh Điều kiện rã đông khác nhau ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng quả

19

Anthocyanin được giữ lại tốt nhất khi dâu tây được rã đông ở 20°C và trong lò vi sóng Axit ascorbic được giữ lại nhiều nhất khi dâu tây được rã đông trong lò vi sóng (10 phút) Rã đông thông thường ở 4°C (trong 24 giờ) ảnh hưởng đến màu sắc quả và lượng axit ascorbic hao hụt rõ rệt nhất

Liu et al., (2014) nghiên cứu những ảnh hưởng của các phương pháp rã đông khác nhau như: rã đông trong lò vi sóng, rã đông bằng ngâm nước, rã đông băng siêu âm và rã đông trong môi trường không khí tự nhiên về chất lượng đặc điểm của dâu tây đông lạnh Kết quả cho thấy rằng thời gian cần thiết để làm tan dâu tây đông lạnh giảm theo trình tự sau: lò vi sóng, siêu âm, ngâm nước và không khí tự nhiên với một sự khác biệt rất lớn giữa bốn phương pháp Lò vi sóng rã đông là tốt nhất cho việc duy trì màu sắc, chất lương của dâu tây và giảm thiểu sự hao hụt khối lượng, tiếp theo là rã đông bằng siêu âm Hơn nữa, rã đông bằng lò vi sóng có tổng hàm lượng axit, đường và vitamin C cao hơn đáng kể so với rã đông bằng ba phương pháp khác

Wen et al., (2015) nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp rã đông khác nhau (nhiệt độ phòng, rã đông dưới dòng nước chảy, rã đông bằng lò vi sóng tại

300 W, 500 W, 700 W và rã đông cao áp ở 100 MPa, 150 MPa, 200 MPa) về chất lượng (hao hụt khối lượng do chảy dịch, kết cấu, màu sắc, hàm lượng axit ascorbic và chất lượng cảm quan) của dưa vàng đông lạnh Kết quả cho thấy phương pháp rã đông khác nhau hưởng đáng kể đến chất lượng của dưa vàng (P

<0,05) Mẫu rã đông bằng lò vi sóng tại 500 W duy trì tốt nhất axit ascorbic bằng gần một nửa mẫu dưa vàng tươi, hao hụt khối lượng do chảy dịch ít so với phương pháp rã đông khác

20

PHẦN 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

- Bố trí thí nghiệm được thực hiện tại phòng nghiên cứu công nghệ CAS thuộc Viện nghiên cứu và phát triển vùng – Bộ Khoa học Công nghệ;

- Các chỉ tiêu phân tích được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Khoa Công nghệ thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam

- Vi cấu trúc thịt quả được chụp bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) - (S4800-NIHE, Hitachi, Nhật Bản) tại Phòng siêu cấu trúc - Viện Vệ sinh dịch tễ trung ương

3.2 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU

Thời gian tiến hành thí nghiệm từ tháng 8 đến tháng 11 năm 2015

3.3 ĐỐI TƯỢNG/VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

3.3.1 Đối tượng nghiên cứu

Quả vải được thu hoạch vào tháng 8 năm 2015, loại vải được sử dụng nghiên cứu là vải thiều được trồng tại huyện Lục Ngạn, tỉnh Bắc Giang

Thu hái: khi trời không mưa, hết sương Quả thu hái khi có 1/3 – 1/2 diện tích có màu đỏ Vải được thu hoạch bằng tay với sự trợ giúp của kéo, tránh làm cuống bị rụng Vải sau khi thu hái được đặt vào thùng carton có xếp đá lạnh để giữ điều kiện mát

Tại phòng nghiên cứu công nghệ CAS thuộc Viện nghiên cứu và phát triển vùng – Bộ Khoa học Công nghệ, vải sẽ được đưa vào phòng lạnh Sau đó tỉa cành, làm sạch, lựa chọn những quả đồng đều về độ chín và kích thước, cắt cuống bằng kéo sắc với chiều dài cuống 0,5cm

21

- Cân kỹ thuật

- Máy đo pH

- Máy khuấy từ Votex

- Máy ly tâm HETTICH MIKRO 200R

- Máy đo màu OD

3.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp tiền xử lý kết hợp công nghệ CAS đến chất lượng quả vải thiều

- Nghiên cứu điều kiện rã đông thích hợp cho quả vải sau quá trình bảo quản lạnh đông

3.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.5.1 Bố trí thí nghiệm

Các công thức thí nghiệm trong nghiên cứu được bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn với 3 lần nhắc lại Các công thức thí nghiệm được xây dựng và lựa chọn sau quá trình khảo sát trước đó

22

được đóng gói trong túi PE (30 quả/túi; 3 túi/1 mẫu), hút chân không và bảo quản trong một tủ đông duy trì nhiệt độ tại -18oC

- Các công thức thí nghiệm:

CT1: Vải được làm lạnh đông bằng công nghệ CAS

CT2: Vải được xử lý axit citric (3%, 5 phút) sau đó làm lạnh đông bằng công nghệ CAS

CT3: Vải được xử lý nước nóng (98oC, 7 giây), tiếp tục xử lý axit citric (5%, 5 phút) sau đó làm lạnh đông bằng công nghệ CAS

CT4: Vải được xử lý nước nóng (55oC, 12 phút), tiếp tục xử lý axit oxalic (2%, 5 phút) sau đó làm lạnh đông bằng công nghệ CAS

CT5: Vải được làm lạnh đông bằng công nghệ IQF (Individual Quick Frozen)1(*)

- Thời điểm phân tích: phân tích mẫu vải tươi trước khi xử lý, sau 2 tháng lưu trữ mẫu vải đông lạnh được rã đông ở nhiệt độ 27oC (trong bể ổn nhiệt) Quá trình rã đông kết thúc khi nhiệt độ tâm quả đạt 0oC Sau khi rã đông mẫu được để nguyên túi ở 27oC để theo dõi sự biến đổi chất lượng sau các khoảng thời gian:

0 giờ, 1 giờ, 3 giờ

3.5.1.2 Nội dung 2

- Công thức thí nghiệm: Quả vải sau khi lựa chọn, cắt cuống, rửa sạch, để ráo nước 30 phút, sau đó được đem đi làm mát sơ bộ ở một buồng lạnh (4oC) trong 1 giờ trước khi làm lạnh đông CAS (nhiệt độ cấp đông -40oC, quá trình cấp đông kết thúc khi tâm sản phẩm đạt -33oC trong 1 giờ 30 phút)

Sau cấp đông quả vải được đóng gói trong túi PE (30 quả/túi, 3 túi/1 mẫu), hút chân không và bảo quản trong một tủ đông duy trì nhiệt độ tại -18oC Sau 2 tháng lưu trữ, vải được rã đông trong bao bì với các công thức như sau:

CT6: Rã đông ở nhiệt độ 27oC (trong bể ổn nhiệt)

CT7: Rã đông trong lò vi sóng (công suất 200 W)

CT8: Rã đông ở nhiệt độ 4oC trong tủ lạnh

Tam Điệp, Ninh Bình

23

- Thời điểm phân tích: Quá trình rã đông kết thúc khi nhiệt độ tâm quả đạt

0oC Sau khi rã đông mẫu được để nguyên túi ở 27oC để theo dõi sự biến đổi chất lượng sau các khoảng thời gian: 0 giờ, 1 giờ, 3 giờ

3.5.2 Các phương pháp phân tích

3.5.2.1 Xác định hao hụt khối lượng

Hao hụt khối lượng do chảy dịch trong quá trình rã đông đã được tính toán theo phương trình của Agnelli and Mascheroni (2002), sử dụng cân phân tích có độ chính xác 0,00001g

Mẫu vải đông lạnh được đặt trên giấy thấm và rã đông ở môi trường nhiệt

độ thí nghiệm trong điều kiện tĩnh Hao hụt khối lượng do chảy dịch được tính bằng cách định kỳ cân khối lượng giấy thấm cho đến khi đạt được một giá trị không đổi:

Trong đó: Wo là khối lượng của giấy thấm khô (g), Wt là khối lượng của giấy thấm ướt tại thời điểm t (g), và Ws là khối lượng của mẫu vải đông lạnh (g) Mỗi thí nghiệm được lặp lại ba lần

ΔEab: Sự biến đổi màu sắc của các mẫu vải so với màu sắc của quả vải trước khi bảo quản, ΔEab= L2 a2 b2

3.5.2.3 Xác định hàm lượng chất khô hòa tan

Hàm lượng chất rắn hoà tan tổng số được xác định theo TCVN 4417- 87

sử dụng chiết quang kế kỹ thuật số ATAGO (Atago Co., Ltd, Tokyo, Nhật Bản) Lấy 15 quả đã bóc vỏ, đồng hóa và lọc bằng giấy lọc Nhỏ 3 giọt dịch lọc lên lăng kính và đọc kết quả đo Kết quả là giá trị trung bình của 3 lần đo liên tiếp

Wt - Wo

Ws

24

3.5.2.4 Xác định hàm lượng vitamin C

Hàm lượng vitamin C được xác định theo TCVN 6427-2 : 1998 (chuẩn độ với 2,6 –Diclorophenol indophenol - DPIP)

Cân khoảng 5g thịt quả đã được thái nhỏ, chuyển sang cối sứ cùng với 20

mL HCl 1%, chắt lấy dịch ngâm giữ lại trong cốc, đem phần thịt quả nghiền mịn, xong chuyển sang bình định mức 100 mL cùng với dung dịch HCl 1% vừa chiết

ra Rửa cối và tráng dụng cụ ít nhất 3 lần, mỗi lần với một ít acid oxalic 1% và cũng dồn vào bình định mức Dùng acid oxalic để đưa thể tích lên vạch 100 mL Lắc kỹ, chuyển qua cốc khô 100 mL, để yên 15 phút rồi lọc qua giấy lọc khô

- Tiến hành định phân mẫu đối chứng: Lấy 8 mL acid oxalic 1% 2 mL HCl 1% cho vào bình tam giác dung tích 100 mL, dùng microburet với DIP 0,001N để chuẩn độ đến lúc xuất hiện màu hồng bền sau ba mươi giây

- Chuẩn độ mẫu thật: Dùng pipet lấy 10 mL dịch lọc chứa vitamin C cho vào bình tam giác dung tích 100 mL, tiến hành chuẩn độ như mẫu đối chứng

- Tính kết quả:

Số mg vitamin C trong 100g mẫu được tính như sau:

a: Số mL trung bình khi định chuẩn mẫu;

b: Số mL trung bình khi định chuẩn mẫu đối chứng;

0,088: số mg acid ascorbic tương đương với 1 mL dung dịch chuẩn DIP 0,001N;

đã được định chuẩn bằng acid ascorbic chuẩn;

V: Thể tích dịch chiết ban đầu (ở đây là 100 mL);

v: Thể tích dung dịch chiết lấy để định chuẩn (10 mL);

m: Trọng lượng mẫu cân lúc đầu (tính bằng gam)

l: đường đi của ánh sáng (cm) l= 1cm

ɛ: 26900 (L/mol.cm) cho cyanidin-3-glucosid

1000: hệ số chuyển từ g sang mg

3.5.2.6 Xác định hoạt tính PPO

Hoạt tính enzyme PPO được xác định theo phương pháp của Sun và cộng

sự (2011) với một vài thay đổi

Cho khoảng 5 g vỏ vải vào cối sứ nghiền nhỏ bằng cách sử dụng nitơ lỏng Cân 0,1 g vỏ vải đã nghiền nhỏ cho vào ống effendort 2,0 ml Tiến hành nghiền bi Trộn bột nghiền mịn với 1,5 ml đệm phosphate 0,05 M (pH 6,8) và 0,1% (w/v) polyvinyl pyrrolidone (PVP) trong 20 phút Sau đó tiến hành ly tâm 13000 vòng/phút ở 4oC trong 20 phút Gạn thu được dịch chiết enzyme thô (Trong quá trình thực hiện mẫu được bảo quản trong một bình tích lạnh chứa nước đá)

Lấy 0,2 ml dịch enzyme thêm vào 2,8 ml dung dịch catechol (0,1 mol/L)

đã được hòa tan bằng 0,01 mol/L sodium phosphate đệm (pH 6.8) Độ hấp thụ quang ở 410 nm trong ba phút được ghi nhận ở 25oC sử dụng máy quang phổ tử ngoại vùng khả kiến

A x MW x DF x 1000

ɛ x l

26

Một đơn vị hoạt động PPO (U) được định nghĩa là lượng enzyme làm thay đổi 0.001 độ hấp thụ trong một phút ở điều kiện nhiệt độ 25oC Cuối cùng, hoạt tính enzyme PPO của vỏ quả vải được tính bằng phương trình sau đây:

(1)

Trong đó: ΔA410nm là sự thay đổi độ hấp thụ ở 410 nm trong thời gian phản ứng T; Vt là tổng khối lượng chiết enzyme (4 ml); W là khối lượng của mẫu; Vs là lượng dịch enzym tham gia trong phản ứng

3.5.2.7 Vi cấu trúc

Quan sát vi cấu trúc được thực hiện bằng cách sử dụng kính hiển vi điện

tử quét (SEM – Scanning Electron Microscopy) (S4800-NIHE, Hitachi, Nhật Bản) Các mẫu được chuẩn bị theo phương pháp của Cevriye Mert (2012) với một số thay đổi Cách chuẩn bị mẫu như sau:

Hai mẫu quả vải CAS và IQF (mỗi mẫu 10 quả) được rã đông trong lò vi sóng (công suất 200 W; thời gian 10 phút) Vải sau rã đông được bóc vỏ và cố định mẫu trong dung dịch FAA (Formalin 37%: acid acetic 100% : etanol 96o =

2 : 2 : 8) trong thời gian 24 giờ Các mẫu sau cố định được loại nước bằng dung dịch etano l 96o 3 lần, mỗi lần 1 giờ Sấy đông khô để loại hết nước

Trong phòng thí nghiệm mẫu được phủ vàng (tạo sự dẫn điện cho mẫu, vì SEM chỉ có thể chụp được ảnh các mẫu dẫn điện) và chụp vi cấu trúc tại hiệu điện thế 10,0 kV ở các độ phóng đại khác nhau

3.5.2.8 Phương pháp xử lý số liệu

Các công thức thí nghiệm đều được lặp lại 3 lần So sánh giá trị trung bình bằng phương pháp kiểm định LSD (α = 0,05) Số liệu thí nghiệm được xử lý bằng Excel 2007 và phân tích thống kê bằng ANOVA đơn yếu tố qua chương trình IRISTAT 4.0

ΔA410nm × Vt PPO (U • g-1 FW • min-1) =

W × Vs × 0.001 × T

27

PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA BIỆN PHÁP TIỀN XỬ LÝ ĐẾN CHẤT LƯỢNG QUẢ VẢI THIỀU KHI LẠNH ĐÔNG CAS

4.1.1 Ảnh hưởng của biện pháp tiền xử lý đến tỷ lệ hao hụt khối lượng do chảy dịch của vải thiều

Hao hụt khối lượng do chảy dịch xảy ra ở hầu hết các loại rau quả sau rã đông như táo (Chassagne-Berces et al., 2009), dưa simand (Simandjuntak et al., 1996), dứa (Ramallo and Mascheroni, 2010), dâu tây (Delgado and Rubiolo, 2005), nấm (Nahidul Islam et al., 2014) Những thành phần dinh dưỡng bị tổn thất bao gồm một

số loại chất rắn hòa tan thuộc nhóm polysaccharides, protein và một lượng nhỏ các vitamin tan trong nước và khoáng chất Trong nghiên cứu này chúng tôi đánh giá sự hao hụt khối lượng do chảy dịch ở quả vải bảo quản bằng công nghệ CAS (có hoặc không xử lý trước khi làm đông lạnh) và công nghệ IQF Kết quả đánh giá tỷ lệ hao hụt khối lượng do chảy dịch của quả vải sau rã đông được trình bày trong hình 4.1

Hình 4.1 Ảnh hưởng của phương pháp xử lý đến tỷ lệ hao hụt khối lượng do

chảy dịch của vải thiều

Ghi chú: Số liệu ở các CT biểu thị giá trị trung bình và độ lệch chuẩn Trên mỗi cột, các chữ cái khác

nhau là khác nhau có ý nghĩa ở độ tin cậy 95% với phương pháp kiểm định LSD

: lạnh đông CAS : axit citric (3%, 5 phút) + CAS

: lạnh đông nhanh IQF

28

Kết quả hình 4.1 cho thấy ứng dụng công nghệ lạnh đông CAS để bảo quản vải thiều làm giảm đáng kể hao hụt khối lượng do chảy dịch sau rã đông Mức hao hụt khối lượng của quả vải ở các CT làm đông lạnh theo công nghệ CAS dao động từ 6,96% đến 7,45%, thấp hơn so với vải được làm lạnh đông IQF (10,97%) Tỷ lệ hao hụt khối lượng ở các công thức bảo quản đông lạnh bằng công nghệ CAS, cho dù có hoặc không xử lý trước bảo quản, không cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (α = 0,05), nhưng lại sai khác rõ rệt với vải lạnh đông IQF Kết quả này có liên quan đến kích thước các tinh thể đá hình thành trong quá trình cấp đông Hầu hết các sản phẩm rau quả có hàm lượng nước cao

do đó nhạy cảm hơn với sự hình thành của các tinh thể nước đá lớn, làm tổn thương cấu trúc tế bào Trong thời gian rã đông, nước từ các tế bào bị hư hỏng thoát ra dẫn đến hiện tượng chảy dịch (Sanz et al., 1999; Ferna'ndez et al., 2006).Hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ CAS trong bảo quản vải thiều đông lạnh

là do sự hình thành các tinh thể nước đá nhỏ hơn vì vậy làm giảm hao hụt khối lượng do chảy dịch

4.1.2 Ảnh hưởng của biện pháp tiền xử lý đến sự biến đổi màu sắc vỏ quả

Màu sắc vỏ quả là một trong những yếu tố liên quan đến chất lượng và ảnh hưởng trực tiếp đến sự chấp nhận của người tiêu dùng Vải là một trong những loại quả có tốc độ nâu hóa khá nhanh sau thu hoạch Đặc biệt, sau khi bảo quản trong điều kiện đông lạnh, vỏ quả có xu hướng nâu hóa khi rã đông dẫn đến khả năng thương mại của quả bị suy giảm nghiêm trọng Trong thí nghiệm này, chúng tôi đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của biện pháp xử lý nhiệt và nước nóng đến sự biến đổi màu sắc của vỏ quả vải thiều sau rã đông Theo dõi sự biến đổi màu sắc vỏ quả trong thời gian bảo quản bằng chỉ số màu sắc (∆E).Kết quả được trình bày ở hình 4.2

Có thể nhận thấy màu sắc vỏ quả biến đổi nhanh chóng sau thời gian rã đông Mức độ biến đổi màu sắc sau rã đông là khác nhau giữa các CT, ở các thời điểm rã đông Ngay sau rã đông (0 giờ), màu sắc biến đổi mạnh nhất ở CT5 – vải xử lý lạnh đông nhanh IQF Nhìn chung, các công thức xử lý bằng công nghệ lạnh đông CAS màu sắc biến đổi chậm hơn so với công thức xử lý lạnh đông bằng công nghệ IQF, trong đó biến đổi chậm nhất ở CT4 – tiền xử lý nước nóng 55oC trong 12 phút sau

đó xử lý axit oxalic 2% trong 5 phút Xu hướng biến đổi này diễn ra tương tự tại thời điểm 1 giờ sau rã đông Kết quả sau 3 giờ rã đông chỉ số ΔE tăng cao nhất đối với công thức CT5 (ΔE > 26), tiếp theo là công thức CT1, tăng chậm nhất đối với công