Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ bảo quản nho Ninh Thuận bằng phương pháp điều chỉnh khí (Controlled AtmosphereCA) (tt)

Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ bảo quản nho Ninh Thuận bằng phương pháp điều chỉnh khí (Controlled AtmosphereCA) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ bảo quản nho Ninh Thuận bằng phương pháp điều chỉnh khí (Controlled AtmosphereCA) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ bảo quản nho Ninh Thuận bằng phương pháp điều chỉnh khí (Controlled AtmosphereCA) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ bảo quản nho Ninh Thuận bằng phương pháp điều chỉnh khí (Controlled AtmosphereCA) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ bảo quản nho Ninh Thuận bằng phương pháp điều chỉnh khí (Controlled AtmosphereCA) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ bảo quản nho Ninh Thuận bằng phương pháp điều chỉnh khí (Controlled AtmosphereCA) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ bảo quản nho Ninh Thuận bằng phương pháp điều chỉnh khí (Controlled AtmosphereCA) (LA tiến sĩ)Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ bảo quản nho Ninh Thuận bằng phương pháp điều chỉnh khí (Controlled AtmosphereCA) (LA tiến sĩ)

-1- MỞ ĐẦU Việt Nam quốc gia thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa với điều kiện thổ nhưỡng thuận lợi để trồng nhiều loại rau có giá trị kinh tế cao Hiện nước có 800 nghìn trồng ăn quả; vùng ĐBSCL có diện tích sản lượng lớn nước, tỷ suất hàng hoá cao với gần 70% sản lượng bán thị trường; tiếp đến vùng trung du miền núi phía Bắc; Tây Nguyên Nho Ninh Thuận trở thành đặc sản có tiếng nước Diện tích trồng nho tỉnh khoảng 2.500 tập trung chủ yếu huyện Ninh Phước, Ninh Hải thị xã Phan Rang - Tháp Chàm, với nhiều loại giống nho cho suất cao, sản lượng hàng năm ổn định từ 60 - 65 ngàn Tuy nhiên, việc sản xuất nho Ninh Thuận gặp khó khăn kỹ thuật canh tác chưa hợp lý, thu hoạch không thời điểm, việc bảo quản nhiều bất cập, điều kiện sơ chế thô sơ nên chất lượng nho giảm, sản phẩm nho Ninh Thuận chưa quảng bá tiêu thụ rộng rãi nước (nhất tỉnh phía Bắc) Bảo quản rau phương pháp điều chỉnh khí CA (Controlled Atmosphere) kỹ thuật tiên tiến, trì CO2 O2 nồng độ thích hợp nhằm hạn chế đến mức thấp cường độ hô hấp, ngăn ngừa nước, trì chất lượng cảm quan, đặc biệt bảo quản CA có hiệu ức chế hoạt động vi sinh vật gây thối hỏng rau sau thu hoạch Đây cơng nghệ có nhiều tính ưu việt vừa đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, vừa hạn chế sử dụng bao bì, mặt khác lại giữ chất lượng sản phẩm gần với tự nhiên so với phương pháp bảo quản khác Hiện nay, giới có nhiều cơng trình nghiên cứu ứng dụng phương pháp CA trình bảo quản đối tượng rau khác đem lại hiệu rõ rệt Tại Việt Nam có số nghiên cứu công nghệ CA cho đối tượng ớt, vải thiều hoa lily Tuy vậy, chế tác động CA bảo quản mặt sinh lý, để xây dựng quy trình cơng nghệ bảo quản CA cho đối tượng rau khác cần phải có đầu tư nghiên cứu đặc tính (sinh hóa, vi sinh vật) để xác định giải pháp công nghệ kết hợp nhằm tạo quy trình cơng nghệ hồn thiện Xuất phát từ lý trên, lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu số yếu tố công nghệ bảo quản nho Ninh Thuận phƣơng pháp điều chỉnh khí (Controlled Atmosphere – CA)” Mục tiêu nghiên cứu: - Xác định sở khoa học xây dựng quy trình cơng nghệ sơ chế bảo quản nho Ninh Thuận phương pháp điều chỉnh khí CA -2- - Đảm bảo chất lượng dinh dưỡng, cảm quan ATTP kéo dài thời gian bảo từ 10 - 12 ngày so với phương pháp bảo quản lạnh ẩm thông thường Nội dung nghiên cứu: - Phân lập định tên vi sinh vật từ giống nho NH01-48 (nho xanh) Red Cardinal (nho đỏ) Xác định giải pháp xử lý nguyên liệu tiền bảo quản số axit hữu thân thiện môi trường - Nghiên cứu đặc tính sinh lý, biến đổi sinh hóa nho xanh NH01-48 Ninh Thuận khả ức chế vi sinh vật môi trường điều chỉnh khí CA - Nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố đề xuất quy trình cơng nghệ sơ chế bảo quản nho xanh NH01-48 Ninh Thuận phương pháp điều chỉnh khí CA quy mơ phòng thí nghiệm - Nghiên cứu khảo nghiệm hồn thiện quy trình cơng nghệ sơ chế bảo quản nho xanh NH01-48 Ninh Thuận phương pháp điều chỉnh khí CA quy mơ Pilot Những đóng góp luận án: - Kết vi sinh vật có mặt nho Ninh Thuận nghiên cứu kết đóng góp vào sở liệu vi sinh vật có mặt nho ăn Việt Nam - Xác định số thơng số kỹ thuật thích hợp bảo quản nho Ninh Thuận phương pháp CA - Xác định điều kiện hạn chế rụng cuống nho Bố cục luận án: Luận án trình bày 129 trang gồm phần với 27 bảng 33 hình vẽ, đồ thị Mở đầu (4 tr.) Chương Tổng quan (28 tr.); Chương Vật liệu phương pháp nghiên cứu (17 tr.); Chương Kết thảo luận (64 tr.) Kết luận kiến nghị (2 tr.); Tài liệu tham khảo với 132 tài liệu tham khảo Phần phụ lục CHƢƠNG I TỔNG QUAN Tổng quan vấn đề nghiên cứu luận án trình bày chi tiết phần: 1.1 Tổng quan chung nho 1.1.1 Đặc điểm, nguồn gốc phân bố 1.1.2 Cấu tạo, thành phần hóa học 1.1.3 Biến đổi sinh lý nho sau thu hoạch 1.1.4 Hệ vi sinh vật nho 1.1.5 Thực trạng sau thu hoạch nho Ninh Thuận 1.2 Các phƣơng pháp bảo quản nho sau thu hoạch -3- Bảo quản nhiệt độ thấp (bảo quản lạnh) Bảo quản môi trƣờng thay đổi thành phần khí Bảo quản hóa chất Bảo quản màng polyme sinh học Bảo quản Ozone Bảo quản phƣơng pháp kết hợp 1.3 Tình hình nghiên cứu giới Việt Nam phƣơng pháp bảo quản nho CA 1.3.1 Sự biến đổi sinh lý 1.3.2 Sự biến đổi sinh hóa 1.3.3 Sự phát triển vi sinh vật 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 1.2.6 Từ tổng quan tài liệu thực tế tình hình ứng dụng cơng nghệ bảo quản nho Việt Nam cho thấy nghiên cứu dừng lại chế độ xử lý nguyên liệu nhằm hạn chế hư hỏng vi sinh vật kết hợp với bảo quản lạnh để kéo dài thời gian bảo quản, hiệu chưa cao Hai giống nho Red Cardinal (Nho đỏ) NH01-48 (Nho xanh) trồng phổ biến Ninh Thuận Việt Nam, nước giới thiếu cơng trình nghiên cứu đầy đủ đặc tính sinh lý, sinh hóa vi sinh vật giống nho làm sở để nghiên cứu phát triển cơng nghệ bảo quản thích hợp Mặt khác giới công nghệ bảo quản điều chỉnh khí CA cơng nghệ tiên tiến thân thiện môi trường, nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu phát triển ứng dụng cho nhiều đối tượng rau khác Để đáp ứng mục tiêu đặt luận án, tiến hành nghiên cứu nội dung sau đây: Phân lập sơ định tên vi sinh vật (vi khuẩn, nấm men, nấm mốc) từ giống nho Cardinal NH01-48 Từ khảo sát xác định giải pháp công nghệ xử lý tiền bảo quản để ức chế phát triển gây hại, kết hợp với hiệu ứng ức chế tiêu diệt vi sinh vật công nghệ CA nhằm nâng cao hiệu bảo quản nho Do giá trị kinh tế so sánh nho đỏ nho xanh thấy nho xanh có giá trị cao Mặt khác nho xanh có vị dịu, thích hợp dùng để ăn tươi phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng nên sau có kết nghiên cứu vi sinh vật 02 loại giống nho Cardinal NH01-48, đề tài lựa chọn loại nho xanh NH01- 48 làm đối tượng nghiên cứu Kết nghiên cứu (1) (2) làm sở thiết lập mơ hình thực nghiệm đa yếu tố với yếu tố ảnh hưởng khảo sát có miền biến thiên phù hợp với -4- đối tượng nho xanh NH01-48 Từ mơ hình thực nghiệm mơ q trình thơng qua hàm mục tiêu tối ưu hóa chế độ cơng nghệ bảo quản CA quy mơ phòng thí nghiệm Từ kết tối ưu hóa q trình bảo quản CA xác định, đề tài tiến hành khảo nghiệm quy trình cơng nghệ bảo quản CA quy mơ Pilot CHƢƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu Hai giống nho sử dụng cho nghiên cứu gồm Red Cardinal (Nho đỏ) NH0148 (Nho xanh) Quả nho lấy mẫu vào vụ thu hoạch tháng năm 2014, 2015, 2016 2017 thôn Thanh Sơn, xã Xuân Hải, huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận vùng nho sản xuất đạt chuẩn VietGAP 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1 Nội dung phƣơng pháp thực nghiệm 2.2.1.1 Phương pháp phân lập định tên vi sinh vật nho Ninh Thuận 2.2.1.2 Nghiên cứu khả kháng vi sinh vật phân lập từ nho Ninh Thuận số axit hữu 2.2.1.3 Khả ức chế vi sinh vật axit hữu nho NH 01-48 Tiến hành mẫu thí nghiệm: TN0.1: Mẫu ngun liệu nho khơng xử lý đem bảo quản TN0.2: Mẫu nguyên liệu nho rửa nước cất đem bảo quản TN0.3: Mẫu nguyên liệu nho nhiễm chủ động VSV đem bảo quản TN0.4: Mẫu nguyên liệu nho nhiễm VSV, nhúng axit lactic 3% đem bảo quản TN0.5: Mẫu nguyên liệu nho nhúng axit lactic 3% đem bảo quản 2.2.1.4 Nghiên cứu biến đổi sinh lý sinh hóa nho xanh Ninh Thuận thời gian bảo quản a Ảnh hưởng nhiệt độ đến biến đổi cường độ hô hấp chất lượng nho xanh - Tiến hành khảo sát mức nhiệt độ (20C, 40C, 60C, 150C nhiệt độ mơi trường, 0,50C) kí hiệu TN1.1, TN1.2, TN1.3, TN1.4, TN1.5, độ ẩm 90 - 95% b Ảnh hưởng nồng độ khí O2 nồng độ khí CO2 đến biến đổi chất lượng nho xanh: - Tiến hành thí nghiệm ký hiệu (TN2.1, TN2.2, TN2.3, TN2.4, TN2.5) tương ứng mức nồng độ khí O2 (2%, 4%, 6%, 8% ±0,5%, nồng độ khí CO2 % điều kiện thường, nhiệt độ ± 0,50C, độ ẩm 90 - 95%) - Tiến hành thí nghiệm có ký hiệu (TN3.1, TN3.2, TN3.3, TN3.4, TN3.5) tương -5- ứng mức nồng độ khí CO2 (8%, 10%, 12%, 14% ±0,5%, nồng độ khí O2 6% điều kiện thường, nhiệt độ ± 0,50C, độ ẩm 90 - 95%) 2.2.1.5 Nghiên cứu ảnh hưởng đa yếu tố (nồng độ khí O2 CO2) đến chất lượng thời gian bảo quản nho xanh Ninh Thuận 2.2.1.6 Khảo nghiệm quy trình cơng nghệ bảo quản CA quy mơ Pilot 2.2.2 Phƣơng pháp phân tích 2.2.2.1 Các tiêu hóa lý: tỷ lệ rụng quả, tỷ lệ thối hỏng, hàm lượng TSS, hàm lượng axit tổng số, độ cứng, màu sắc, cường độ hô hấp 2.2.2.2 Xác định hoạt độ enzyme 2.2.2.3 Các tiêu vi sinh 2.2.2.4 Phương pháp đánh giá cảm quan 2.2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Phân lập định tên vi sinh vật nho Ninh Thuận 3.1.2.1 Phân lập định tên vi khuẩn Kết định danh vi khuẩn hai giống nho Cardinal NH01-48 cho bảng 3.1 ảng 3.1 Định tên vi khuẩn phân lập nho Ninh Thuận Loại nho Ký hiệu Định danh A Bacillus thuringiensis B Empedobacter brevis Nho đỏ C Citrobacter sp D Enterobacterium ludwigii E Bacillus cereus F Pseudomonas oryzihabitans Nho xanh G Citrobacter sp H Flavobacterium sp 3.1.2.2 Phân lập định tên nấm men Kết định danh nấm men cho bảng 3.2 Độ tương đồng (%) 100 99 99 100 100 100 99 100 -6- ảng 3.2 Định tên nấm men phân lập nho Ninh Thuận Giống nho Ký hiệu Định danh Cardinal (Nho đỏ) S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 Issatchenkia terricola Debaryomyces nepalensis Aureobasidium pullulans Saccharomycetales sp Wickerhamomces anomalus Hanseniaspora opuntiae Debaryomyces nepalensis NH01 – 48 (Nho xanh) Mức độ tương đồng (%) 99 100 99 100 99 99 100 3.1.3.3 Phân lập định tên nấm mốc Kết định danh nấm mốc cho bảng 3.3 Bảng 3.3 Định tên nấm mốc phân lập nho Ninh Thuận Giống nho Nho đỏ Ký hiệu Định danh Độ tƣơng đồng 10.1 Penicillium corylophilum 100 % Nho xanh 13.1 13.2 Penicillium corylophilum Penicillium corylophilum 100 % 100 % 3.2 Khả kháng vi sinh vật phân lập từ nho Ninh Thuận số axit hữu 3.2.1 Khả kháng vi khuẩn 3.2.1.1 Khả kháng vi khuẩn Bảng 3.4 Khả kháng vi khuẩn phân lập nho số axit hữu Vi khuẩn Empedobacter brevis Citrobacter sp Enterobacterium ludwiggi Bacillus cereus Flavobacterium sp Pseudomonas oryzihabitans Bacillus thuringiensis Đƣờng kính vòng kháng khuẩn (mm) Axit lactic Axit citric Axit ascorbic 13,0 ± 2,0 14,0 ± 2,0 8,0 ± 3.0 10.0 ±1,0 9,0 ± 3,0 2,0 ± 2,0 8,0 ± 2,0 7,0 ± 1,0 6,0 ± 3,0 10,0 ± 1,0 14,0 ± 1,0 5,0 ± 2,0 11,0 ± 1,0 12,0 ± 2,0 8,0 ± 3,0 13,0 ± 2,0 11,0 ± 4,0 5,0 ± 1,0 9,0 ± 1,0 15,0 ± 1,0 6,0 ± 2,0 -7- 3.2.1.2 Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) axit hữu với vi khuẩn phân lập Bảng 3.5 MIC axit hữu với vi khuẩn phân lập MIC (mg/ml) Vi khuẩn Axit lactic Axit citric Empedobacter brevis 0,12 0,12 Citrobacter sp 0,9 0,45 Enterobacterium ludwigii 0,45 0,45 Bacillus cereus 0,45 0,9 Flavobacterium sp 0,12 0,12 Pseudomonas oryzihabitans 0,23 0,12 Bacillus thuringienis 0,12 0,12 3.2.1.3 Nồng độ diệt khuẩn tối thiểu axit hữu với vi khuẩn phân lập Bảng 3.6 MBC axit hữu với vi khuẩn phân lập MBC (mg/ml) Vi khuẩn Axit lactic Axit citric Empedobacter brevis 0,23 0,12 Citrobacter sp 1,9 3,8 Enterobacterium ludwigii 1,9 1,9 Bacillus cereus 0,45 0,9 Flavobacterium sp 1,9 0,45 Pseudomonas oryzihabitans 1,9 0,45 Bacillus thuringiensis 1,9 0,9 3.2.2 Khả kháng nấm men phân lập từ nho Ninh Thuận số axit hữu 3.2.2.1 Nồng độ ức chế nấm tối thiểu axit hữu với nấm men phân lập ảng 3.7 Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) axit lactic axit citric Nấm men Issatchenkia terricola (S1) Debaryomyces nepalensis (S2) Aureobasidium pullulans (S3) Saccharomycetale sp (S4) Wickerhamomces anomalus (S5) Hanseniaspora opuntiae (S6) Debaryomyces nepalensis (S7) MIC (%) Axit lactic Axit citric 1,5 0,19 0,38 1,5 0,75 0,75 0,19 0,75 0,09 0,75 1,5 0,38 1,5 1,5 -8- 3.2.2.2 Xác định nồng độ tiêu diệt nấm tối thiểu (MFC) ảng 3.8 MFC axit hữu với nấm men phân lập Giá trị MFC (%) Nấm men Axit lactic Axit citric Issatchenkia terricola (S1) 1,5 0,38 Debaryomyces nepalensis (S2) 0,75 1,5 Aureobasidium pullulans (S3) 0,75 0,75 Saccharomycetale sp (S4) 0,38 1,5 Wickerhamomces anomalus (S5) 0,38 0,75 Hanseniaspora opuntiae (S6) 1,5 1,5 Debaryomyces nepalensis (S7) 1,5 1,5 3.2.3 Khả kháng nấm mốc phân lập từ nho Ninh Thuận số axit hữu Bảng 3.9 Số lượng khuẩn lạc nấm mốc Penicillium sau 48h nuôi cấy Thời gian (h) Axit lactic Axit citric 2% Axit ascorbic Mẫu đối chứng 2% 2% 0 0 0 0 12 0 0 18 12 24 16 20 48 12 19 26 3.2.3.1 Xác định giá trị MIC axit lactic axit citric nấm mốc Bảng 3.10 MIC axit lactic axit citric với nấm mốc phân lập Nấm mốc MIC (%) Axit lactic Axit citric 10.1 3 13.1 1,5 13.2 0,75 3.2.3.2 MFC axit lactic axit citric nấm mốc -9- Bảng 3.11 MFC axit lactic axit citric với nấm mốc phân lập Nấm mốc Giá trị MFC (%) Axit lactic Axit citric 10.1 3 13.1 13.2 3 Tổng hợp kết mục 3.2.1.; 3.2.2 3.2.3 ta thấy axit lactic 3% ức chế hệ nấm mốc loại nho; axit citric 3% 6% ức chế hệ nấm mốc nho đỏ nho xanh So sánh axit lactic axit citric cho thấy, với nồng độ axit citric 6% dễ gây ảnh hưởng xấu đến mùi vị cho quản nho sau bảo quản Vì sử dụng axit lactic 3% nội dung 3.2.4 Ứng dụng axit lactic tiền xử lý bảo quản nho NH 01-48 3.2.4.1 Ảnh hưởng nồng độ axit lactic đến độ cứng N 7.5 6.5 5.5 4.5 3.5 TN 0.1 Độ cứng TN 0.2 TN 0.3 TN 0.4 TN 0.5 10 15 20 25 30 Thời gian (ngày) Hình 3.1 Ảnh hưởng nồng độ axit lactic đến độ cứng nho NH 01-48 Nhìn vào đồ thị hình 3.1 ta thấy độ cứng nho giảm thời gian bảo quản Tất mẫu khơng xử lý axit lactic có tốc độ giảm nhanh mẫu khác mẫu TN0.1 TN 0.2 bị hư hỏng sau 15 ngày bảo quản đồng nghĩa với độ cứng giảm xuống thấp (4,23 4,25 N) Nếu không xử lý axit lactic mà rửa qua nước cất để loại bỏ phần vi sinh vật vi sinh vật bám bề mặt độ cứng có giảm chậm Tuy nhiên thời gian thêm ngày mẫu TN 0.2 bị hư hỏng Đối với mẫu đem xử lý 3% axit lactic tốc độ giảm độ cứng tương đương 3.2.4.2 Ảnh hưởng xử lý axit lactic đến màu sắc - 10 - Hình 3.2 Ảnh hưởng nồng độ axit lactic đến biến đổi màu sắc ΔE lớn chứng tỏ màu sắc nho biến đổi nhiều Các mẫu khơng xử lý axit có ΔE tăng mạnh sau 15 ngày bảo quản, mẫu xử lý axit lactic ΔE tăng chậm Điều cho thấy axit lactic có khả làm chậm lại biến đổi màu chùm nho trình bảo quản Sau 30 ngày, màu sắc chùm nho mẫu TN0.4 TN 0.5 biến đổi từ xanh sang xanh mờ Trong mẫu lại bị hư hỏng nhanh sau 15 ngày xuất màu nâu 3.2.4.3 Ảnh hưởng xử lý axit lactic đến hàm lượng TSS Hình 3.3 Ảnh hưởng xử lý axit lactic đến hàm lượng TSS Nhìn vào đồ thị cho thấy tất mẫu ngày đầu, hàm lượng TSS có xu hướng tăng nước làm số tăng lên Sau lại giảm bị phân hủy Điều phù hợp với q trình già hóa Hai mẫu xử lý axit lactic có độ giảm TSS chậm sau 30 ngày số mức 14,8 14,6% - 11 - 3.2.4.4 Ảnh hưởng xử lý axit lactic đến hàm lượng axit tổng số % 0.8 Axit tổng số 0.7 0.6 TN0.1 0.5 TN0.2 0.4 TN0.3 TN0.4 0.3 TN0.5 0.2 10 15 20 25 Thời gian (ngày) 30 Hình 3.4 Ảnh hưởng nồng độ axit lactic đến hàm lượng axit tổng số Hàm lượng axit tổng số tiêu quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng nho Hàm lượng giảm sau thu hoạch đồng nghĩa với nho bị biến đổi chất lượng theo chiều hướng xấu Trong trình bảo quản số axit giảm Tuy nhiên mẫu bảo quản có xử lý axit tốc độ giảm chậm 3.2.4.5 Ảnh hưởng xử lý axit lactic đến hàm lượng VSV tổng số Hình 3.5 Ảnh hưởng nồng độ axit lactic đến hàm lượng VSV tổng số Hàm lượng VSN tổng số tăng lên tất mẫu Giá trị mẫu nguyên liệu 1,81 log CFU/g Các mẫu không xử lý axit giá trị tăng mạnh, mẫu TN0.1 TN0.3 tăng đến 5,08 4,95 log CFU/g sau 15 ngày, mẫu TN0.2 5,04 log CFU/g sau 20 ngày Các mẫu TN0.4 0.5 đến ngày 30 giá trị đạt đến 3,14 3,12 log CFU/g Như axit lactic 3% ức chế vi sinh vật gây thối hỏng - 12 - nho Ninh Thuận NH 01-48, từ kéo dài thời gian sử dụng cho giống nho mà đảm bảo tiêu hàm lượng vi sinh vật tổng số tươi Qua kết nghiên cứu ảnh hưởng việc xử lý axit lactic đến chất lượng nho NH01-48 thời gian bảo quản cho thấy: Axit lactic nồng độ 3% có khả ức chế hoạt động vi sinh vật gây thối hỏng nho xanh Ninh Thuận, làm chậm lại biến đổi tiêu chất lượng dinh dưỡng chất lượng cảm quan giống nho Vì chúng tơi sử dụng axit lactic 3% tiền xử lý giống nho trước tiến hành bảo quản công nghệ CA 3.3 Nghiên cứu đặc tính biến đổi sinh lý, sinh hóa nho xanh Ninh Thuận thời gian bảo quản 3.3.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến cƣờng độ hô hấp nho xanh NH 01-48 thời gian bảo quản Hình 3.6 Ảnh hưởng nhiệt độ đến cường độ hô hấp nho xanh NH 01-48 Ở điều kiện môi trường thời điểm thí nghiệm nhiệt độ phòng khoảng 20 - 220C cường độ hô hấp nho xanh 10,15 - 15,68 ml CO2/kg.giờ Trong khi, cường độ hô hấp giảm đáng kể điều kiện nhiệt độ lạnh sau - ngày đầu, đến ngày thứ 22 với thí nghiệm cường độ hô hấp tương đối ổn định từ 5,8 - 7,2 ml CO2/kg.giờ (150C), từ 3,4 - 6,3 ml CO2/kg.giờ (60C), từ 2,1 - 4,2 ml CO2/kg.giờ (40C) từ 1,2 - 3,1 ml CO2/kg.giờ (20C) Đối với thí nghiệm nhiệt độ lạnh (20C; 40C; 60C) từ ngày 26 đến ngày thứ 30 xu hướng giảm dần đến - 2,5 ml CO2/kg.giờ, thí nghiệm 150C trì mức cao từ 4,5 - 5,4 ml CO2/kg.giờ Điều cho thấy đặc tính sinh lý nho xanh hô hấp thường, không nhạy cảm với nhiệt độ thấp (non-chilling-sensitive) - 13 - 3.3.2 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến biến đổi chất lƣợng nho xanh NH 01 - 48 trình bảo quản 3.3.2.1 Độ cứng thịt Hình 3.7 Ảnh hưởng nhiệt độ bảo quản đến độ cứng thịt nho xanh NH01- 48 Độ cứng thịt nho tiêu quan trọng đánh giá trì trạng thái tốt hay có biểu mềm (nhũn) dẫn đến thối hỏng Hình 3.7 cho thấy với mẫu đối chứng nhiệt độ môi trường, độ cứng giảm nhanh từ 1,33 N xuống 0,71 N sau ngày thứ bắt đầu có biểu thối hỏng, đến ngày thứ 10 giảm xuống 0,43 N Trong với mẫu nhiệt độ lạnh độ cứng thịt trì mức cao hơn, xu hướng mức nhiệt độ thấp có khả trì độ cứng thịt cao hơn, cụ thể mẫu 20C, 40C, 60C 150C tương ứng độ cứng nho sau 30 ngày bảo quản (0,91 N, 0,83 N, 0,76 N 0,54 N) 3.3.2.2 Hàm lượng chất khơ tổng số Hình 3.8 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng TSS nho xanh NH01-48 Quan sát đồ thị (Hình 3.8) cho thấy nhiệt độ bảo quản có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng TSS nho xanh Ở tất mẫu thí nghiệm (2 0C, 40C, 60C, 150C) hàm lượng TSS có xu hướng tăng 15 ngày đầu bảo quản, tốc độ tăng nhanh 10 - 14 - ngày đầu mẫu có nhiệt độ cao (6 0C 150C) bắt đầu giảm với tốc độ nhanh từ ngày thứ 15 đến ngày thứ 30 tương ứng hàm lượng TSS (14,9 0Brix 14,10Brix) 3.3.2.3 Hàm lượng axit tổng số Quan sát đồ thị (Hình 3.9) cho thấy nhiệt độ bảo quản có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng axit nho xanh Hàm lượng axit có xu hướng giảm tất thí nghiệm theo thời gian bảo quản Hình 3.9 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng axit tổng số nho xanh NH01-48 3.3.2.4 Chất lượng cảm quan tỷ lệ rụng Bảng 3.12 Ảnh hưởng nhiệt độ bảo quản đến chất lượng cảm quan tỷ lệ rụng quả nho xanh NH 01- 48 TN1.1 Ngày lấy mẫu Cảm quan (điểm) 10 15 20 25 30 17,8 18,2 18,6 18,7 18,5 18,4 18,2 Tỷ lệ rụng (%) 0 0 0 TN 1.2 Cảm quan (điểm) 17,8 18,4 18,5 18,5 18,2 17,6 16,8 Tỷ lệ rụng (%) 0 0 0,6 1,3 TN 1.3 Cảm quan (điểm) 17,8 18,0 17,8 17,3 16,5 15,3 13,7 Tỷ lệ rụng (%) 0 0 0,5 1,1 1,7 TN 1.4 Cảm quan (điểm) 17,8 16,1 13,4 - Tỷ lệ rụng (%) 0 1,2 3,5 21,5 - TN 1.5 Cảm quan (điểm) 17,8 - Tỷ lệ rụng (%) 11,5 25,3 - 3.3.3 Ảnh hƣởng nồng độ khí O2 đến chất lƣợng nho xanh NH 01- 48 trình bảo quản 3.3.3.1 Độ cứng thịt - 15 - Hình 3.10 Ảnh hưởng nồng độ khí O2 đến độ cứng thịt nho xanh NH 01-48 Quan sát đồ thị (Hình 3.10) thí nghiệm điều chỉnh nồng độ khí O2 thấp từ 8% có ảnh hưởng đáng kể đến độ cứng nho Tương ứng thí nghiệm nồng độ khí O2 thấp (2%, 4%, 6%, 8%) điều kiện bảo quản (nồng độ khí CO2 8%, nhiệt độ ± 10C, độ ẩm 90 - 95%), độ cứng thịt giảm từ 1,33N ban đầu xuống (0,85N; 0,88N; 0,92N; 0,9N) sau 30 ngày bảo quản Trong so với mẫu đối chứng khơng điều chỉnh khí, độ cứng sau 30 ngày bảo quản 0,78N Cụ thể từ - 6% O2 độ cứng có xu hướng tăng từ 0,85N - 0,92N, đến 8% O2 độ cứng có xu hướng giảm nhẹ xuống 0,9N 3.3.3.2 Hàm lượng chất khơ tổng số Hình 3.11 Ảnh hưởng nồng độ khí O2 đến hàm lượng TSS nho xanh NH01-48 Quan sát đồ thị (Hình 3.11) cho thấy nồng độ khí O2 thấp có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng TSS nho xanh trình bảo quản Ở tất mẫu - 16 - thí nghiệm (2%, 4%, %, 8%) TSS có xu hướng tăng chậm suốt thời gian bảo quản, tương ứng đến ngày thứ 30 (16,6 0Bx, 16,9 0Bx, 17 0Bx, 17,5 0Bx) so với mẫu ban đầu (15,80Bx) mức tăng từ - 10,7% Trong với mẫu đối chứng điều kiện nhiệt độ độ ẩm bảo quản không điều chỉnh khí O CO2 TSS có xu hướng tăng nhanh 15 ngày đầu sau dần ngày thứ 30 đạt mức 15,1 Brix so với mẫu ban đầu giảm 4,4% 3.3.3.3 Hàm lượng axit tổng số Quan sát đồ thị (Hình 3.12) cho thấy nồng độ khí O2 có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng axit nho xanh, hàm lượng axit có xu hướng giảm tất thí nghiệm theo thời gian bảo quản Hình 3.12 Ảnh hưởng nồng độ khí O2 đến hàm lượng axit tổng số nho xanh NH01- 48 3.3.3.4 Chất lượng cảm quan tỷ lệ rụng Bảng 3.13 Ảnh hưởng nồng độ khí O2 đến chất lượng cảm quan tỷ lệ rụng quả nho xanh NH 01- 48 TN2.1 Ngày lấy mẫu Cảm quan (điểm) 10 15 20 25 30 17,8 18,1 18,3 18,5 18,5 18,4 18,3 Tỷ lệ rụng (%) 0 0 0 TN 2.2 Cảm quan (điểm) 17,8 18,2 18,4 18,6 18,6 18,7 18,7 Tỷ lệ rụng (%) 0 0 0 TN 2.3 Cảm quan (điểm) 17,8 18,3 18,5 18,7 18,5 18,3 17,7 Tỷ lệ rụng (%) 0 0 0 TN 2.4 Cảm quan (điểm) 17,8 18,4 18,4 18,5 18,3 17,9 17,5 Tỷ lệ rụng (%) 0 0 0 0,6 TN2.5 Cảm quan (điểm) 17,8 18,4 18,5 18,5 18,2 17,6 16,8 Tỷ lệ rụng (%) 0 0 0,6 1,3 Nồng độ khí O2 thấp có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng cảm quan tỷ lệ rụng trình bảo quản nho xanh So với mẫu thí nghiệm đối chứng điều - 17 - kiện lạnh ẩm (4 ± 0,50C, RH 90 - 95%) cho thấy tất thí nghiệm có nồng độ khí O2 thấp (2%, 4%, 6%, 8%), nồng độ khí CO2 (8%), điểm cảm quan cải thiện cao sau 30 ngày bảo quảntrong với mẫu đối chứng 16,8 điểm Trong đó, thí nghiệm 4% O2 cho chất lượng cảm quan cao đến ngày thứ 30 trì 18,7 điểm xếp loại tốt 3.3.4 Ảnh hƣởng nồng độ khí CO2 đến chất lƣợng nho xanh NH 01-48 trình bảo quản 3.3.4.1 Hoạt độ enzyme cellulase pectinesterase Hình 3.13 Ảnh hưởng nồng độ khí CO2 đến hoạt độ enzyme cellulase nho NH01-48 Nhìn vào hình 3.13 cho thấy, hoạt độ enzyme cellulase tăng theo thời gian bảo quản tất mẫu Mẫu đối chứng (ở điều kiện khơng khí thường), số tăng mạnh Cụ thể sau 15 ngày bảo quản tăng đến 0,643 U/g đạt đến 0,825 U/g sau 30 ngày Trong mẫu bảo quản nồng độ CO2 cao hoạt độ enzyme cellulase tăng chậm hơn, nồng độ CO2 cao số tăng chậm Sau 30 ngày theo dõi, hoạt độ enzyme cellulase tăng đến 0,622; 0,608; 0,575; 0,526 tương đương với nồng độ khí CO2 8; 10; 12 14% Như ảnh hưởng nồng độ khí CO2 cao kìm hãm hoạt tính enzyme trình bảo quản nho Ninh Thuận NH01-48 Ảnh hưởng nồng độ khí CO2 đến hoạt độ enzyme pectinesterase nho NH01-48 có biến đổi tương tự 3.3.4.2 Độ cứng thịt - 18 - Hình 3.14 Ảnh hưởng nồng độ khí CO2 đến độ cứng thịt nho xanh NH 01-48 Quan sát đồ thị (Hình 3.14) biến đổi độ cứng thịt nho, tương ứng thí nghiệm nồng độ khí CO2 cao (8%, 10%, 12%, 14%) điều kiện bảo quản (nồng độ khí O2 6%, nhiệt độ ± 0,50C, độ ẩm 90 - 95%), độ cứng thịt giảm từ 1,33N ban đầu xuống (0,92N; 0,93N; 0,96N; 0,91N) sau 30 ngày bảo quản 3.3.4.3 Hàm lượng chất khơ tổng số Hình 3.15 Ảnh hưởng nồng độ khí CO2 đến hàm lượng TSS nho xanh NH 01-48 Quan sát đồ thị (Hình 3.15) cho thấy nồng độ khí CO2 cao có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng TSS nho xanh trình bảo quản Ở tất mẫu thí nghiệm (8%, 10%, 12 %, 14%) TSS có xu hướng tăng dần suốt thời gian bảo quản, tương ứng đến ngày thứ 30 (170Bx, 16,60Bx, 16,50Bx, 16,30Bx) so với mẫu ban đầu (15,80Bx) mức tăng từ - 7,5% 3.3.4.4 Hàm lượng axit tổng số Quan sát đồ thị (Hình 3.16) cho thấy nồng độ khí CO2 cao có ảnh hưởng đáng kể - 19 - đến hàm lượng axit nho xanh Hình 3.16 Ảnh hưởng nồng độ khí CO2 đến hàm lượng axit tổng số nho xanh NH01-48 thời gian bảo quản 3.3.4.5 Chất lượng cảm quan tỷ lệ rụng Bảng 3.14 Ảnh hưởng nồng độ khí CO2 cao đến chất lượng cảm quan tỷ lệ rụng quả nho xanh NH 01- 48 TN3.1 Ngày lấy mẫu Cảm quan (điểm) 10 15 20 25 30 17,8 18,3 18,5 18,7 18,5 18,2 17,7 Tỷ lệ rụng (%) 0 0 0 TN 3.2 Cảm quan (điểm) 17,8 18,2 18,3 18,5 18,5 18,7 18,8 Tỷ lệ rụng (%) 0 0 0 TN 3.3 Cảm quan (điểm) 17,8 18,1 18,2 18,4 18,6 18,6 18,7 Tỷ lệ rụng (%) 0 0 0 TN 3.4 Cảm quan (điểm) 17,8 17,9 18,1 17,7 17,3 16,8 16,2 Tỷ lệ rụng (%) 0 0 0 TN 3.5 Cảm quan (điểm) 17,8 18,4 18,5 18,5 18,2 17,6 16,8 Tỷ lệ rụng (%) 0 0 0,6 1,3 Từ số liệu tổng hợp điểm chất lượng cảm quan tỷ lệ rụng (Bảng 3.14) cho thấy: Nồng độ khí CO2 cao có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng cảm quan tỷ lệ rụng trình bảo quản nho xanh Ninh Thuận Đánh giá chung miền khảo sát nồng độ khí CO2 cao theo chiều tăng từ (8%, 10%, 12% 14%) nồng độ khí O2 (6%) cho thấy khả ức chế mạnh trình hơ hấp dẫn đến biến đổi sinh hóa chậm hơn, chất lượng cảm quan có biến đổi ngày bảo quản đầu (5, 10, 15 ngày) so với bảo quản lạnh ẩm, điều có liên quan đến tiêu vị nho 3.4 Ảnh hƣởng đa yếu tố (nồng độ khí O2 nồng độ khí CO2) đến chất lƣợng thời gian bảo quản nho xanh Ninh Thuận - 20 - 3.4.1 Lập luận chọn biến cho quy hoạch thực nghiệm Để xác định điều kiện tối ưu bảo quản nho xanh Ninh Thuận nghiên cứu mơ hình thực nghiệm đa yếu tố chúng tơi lựa chọn yếu tố ảnh hưởng nồng độ khí O2 nồng độ khí CO2 điều kiện trì chế độ bảo quản nhiệt độ ± 0,50C độ ẩm (90 - 95%), đảm bảo nhiệt độ không thấp 10C để hạn chế khả bị tổn thương lạnh rối loạn sinh lý nhiệt độ thấp 3.4.2 Kế hoạch thực nghiệm xử lý số liệu Xử lý số liệu đa yếu tố phần mềm Design-Expert 7.1, kiểm tra có nghĩa hệ số tương thích mơ hình thực nghiệm phân tích hồi quy 3.4.3 Khảo sát đa yếu tố với hàm mục tiêu 3.3.2.1 Hàm hồi quy Y1 - Độ cứng Biểu diễn 2D quan hệ yếu tố thực nghiệm nồng độ khí O2 nồng độ khí CO2 đến hàm mục tiêu Y1 - độ cứng thịt theo biến mã code (Hình 3.17): Perturbation Design-Expert® Software Y1: Do cung Y1: Do cung 0.91 Actual Factors A: X1: Nong 02 = 4.00 B: X2: Nong CO2 = 11.00 Y : D o cu n g 0.7925 A B 0.675 B 0.5575 A 0.44 -1.000 -0.500 0.000 0.500 1.000 Deviation from Reference Point (Coded Units) Hình 3.17 Biểu diễn 2D theo biến code quan hệ nồng độ khí O2 nồng độ khí CO2 đến độ cứng thịt Hình 3.17 cho thấy: nồng độ khí O2 (A) nồng độ khí CO2 (B) miền khảo sát có ảnh hưởng đáng kể độ cứng thịt nho xanh, nồng độ khí O2 ảnh hưởng mạnh so với nồng độ khí CO2 Khi nồng độ khí O2 tăng độ cứng có xu hướng giảm mạnh, điều phù hợp với đặc tính sinh lý loại rau sau thu hoạch nói chung, tăng nồng độ khí O2 đồng nghĩa với tăng cường độ hơ hấp, dẫn đến q trình già hóa nhanh chóng theo chiều hướng giảm độ cứng thịt 3.3.2.2 Hàm hồi quy Y2 - Hàm lượng chất khô tổng số - 21 - Hình 3.18 Biểu diễn 2D quan hệ nồng độ khí O2 nồng độ khí CO2 đến hàm lượng chất khô tổng số Thông qua đồ thị 2D (Hình 3.18) cho thấy: nồng độ khí O2 (A) nồng độ khí CO2 (B) miền khảo sát có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng chất khơ hòa tan tổng số nho xanh, nồng độ khí O2 ảnh hưởng mạnh so với nồng độ khí CO2 3.3.2.3 Hàm hồi quy Y3 - Hàm lượng axit tổng số Hình 3.19 Biểu diễn 2D quan hệ nồng độ khí O2 nồng độ khí CO2 đến hàm lượng axit tổng số Thơng qua đồ thị 2D (Hình 3.19) cho thấy: nồng độ khí O2 (A) nồng độ khí CO2 (B) miền khảo sát có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng axit tổng số nho xanh, nồng độ khí O2 ảnh hưởng mạnh so với nồng độ khí CO2 3.3.2.4 Hàm hồi quy Y4 – Chất lượng cảm quan - 22 - Perturbation Design-Expert® Software Y4: Chat luong cam quan Y4: Chat luong cam quan Y : C h a t lu o n g c a m q u a n Actual Factors A: X1: Nong 02 = 4.00 B: X2: Nong CO2 = 11.00 17.3 B 16.1 B A 14.9 A 13.7 12.5 -1.000 -0.500 0.000 0.500 1.000 Deviation from Reference Point (Coded Units) Hình 3.20 Biểu diễn 2D quan hệ nồng độ khí O2 nồng độ khí CO2 đến chất lượng cảm quan Thơng qua đồ thị 2D (Hình 3.20) cho thấy: nồng độ khí O2 (A) nồng độ khí CO2 (B) miền khảo sát có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng chất khô tổng số nho xanh, nồng độ khí O2 ảnh hưởng mạnh so với nồng độ khí CO2 3.4.4 Tối ƣu hóa q trình bảo nho xanh NH01- 48 CA Hình 3.21 Biểu diễn mức độ đáp ứng mong đợi  Chế độ bảo quản tối ưu cho nho xanh NH01- 48 Ninh Thuận phương pháp điều chỉnh khí (CA) với thơng số trình bảo quản: nhiệt độ ± 10C; độ ẩm 90 - 95%; nồng độ khí O2 3,63%; nồng độ khí CO2 10,77% - 23 - 3.4.5 Hồn thiện quy trình cơng nghệ bảo quản nho xanh NH 01- 48 phƣơng pháp CA quy mô pilot 3.4.5.1 Kết khảo nghiệm bảo quản nho xanh CA Bảng 3.15 Tổng hợp đánh giá tiêu chất lượng nho xanh NH01- 48 trình khảo nghiệm Mẫu Độ Chất Axit Tỷ lệ Tỷ lệ Chất VSV cứng khô tổng rụng thối hỏng lƣợng tổng số (N) tổng số số (%) (%) (%) (logCFU cảm ( Bx) quan /g) (điểm) Nguyên 1,81 ± 1,15a 16,1a 0,77a 0 18,1a liệu 0,06 M1 2,13 ± 0,62b 16,3ab 0,59bd 0 17,3bc 0,03 M2 21,8 ± 10,2 ± 4,59 ± 0,51cd 14,8ce 0,41ce 0,03 0,01 0,06  Chế độ bảo quản CA tối ưu cho nho xanh NH01- 48 Ninh Thuận điều kiện: Nhiệt độ ± 0,50C; độ ẩm 90 - 95%; nồng độ khí O2 3,63 ± 0,5%; nồng độ khí CO2 10,77 ± 0,5%, đảm bảo trì chất lượng dinh dưỡng, cảm quan mức thời gian bảo quản 60 ngày 3.4.5.2 Đề xuất quy trình cơng nghệ bảo quản nho xanh NH 01-48 phương pháp điều chỉnh khí CA Nguyên liệu nho xanh Sơ chế sau thu hoạch Xử lý nguyên liệu Đóng gói + + + + Bảo quản CA Nhiệt độ: ± 0,50C; KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Độ ẩm: 90-95 %; Nồng độ khí O2: 3,63 ±,05%, Nồng độ khí CO2: 10,77 ± 0,5% - 24 - Kết luận Đã phân lập định tên vi sinh vật từ mẫu nho Ninh Thuận nho đỏ (Red Cardinal) nho xanh (NH01- 48) gồm: loại vi khuẩn; loại nấm men chủng nấm mốc Việc sử dụng axit hữu axit lactic axit citric có khả ức chế vi sinh vật gây thối hỏng nho Ninh Thuận Đối với nho xanh NH01-48, sử dụng axit lactic nồng độ 3% có hiệu tiền xử lý trước tiến hành bảo quản công nghệ CA Đặc tính sinh lý nho xanh NH01- 48 Ninh Thuận loại hô hấp thường Trong môi trường CA, nhiệt độ (2 - 40C), nồng độ khí O2 (2 - 6%) nồng độ khí CO2 (10 - 12%) có khả trì chất lượng dinh dưỡng, cảm quan trình bảo quản nho xanh NH01-48 Chế độ tối ưu bảo quản nho xanh NH01- 48 Ninh Thuận phương pháp điều chỉnh khí CA: Nhiệt độ ± 0,50C; nồng độ khí O2 3,63 ± 0,5%; nồng độ khí CO2 10,77 ± 0,5% bảo quản đến 60 ngày nho xanh vụ Đã xây dựng quy trình cơng nghệ sơ chế bảo quản nho xanh NH1- 48 Ninh Thuận phương pháp CA Kiến nghị Từ kết bước đầu đề tài với đối tượng nho xanh NH01-48 Ninh Thuận, kế thừa kết nghiên cứu vi sinh vật nho đỏ Red Cardinal cần tiếp tục nghiên cứu hồn thiện phát triển cơng nghệ bảo quản CA cho nho đỏ Ninh Thuận Từ kết nghiên cứu công nghệ bảo quản nho xanh NH 01-48 Ninh Thuận phương pháp điều chỉnh khí CA, xác định chế độ tối ưu (nhiệt độ, nồng độ khí O2 nồng độ khí CO2) sở để tính tốn thiết kế bao gói MAP phù hợp với đặc tính sinh lý nho xanh từ tối ưu hóa chế độ bao gói MAP giải pháp đầu tư có hiệu dễ đưa vào ứng dụng điều kiện thực tế  ... triển cơng nghệ bảo quản CA cho nho đỏ Ninh Thuận Từ kết nghiên cứu công nghệ bảo quản nho xanh NH 01-48 Ninh Thuận phương pháp điều chỉnh khí CA, xác định chế độ tối ưu (nhiệt độ, nồng độ khí O2... trường điều chỉnh khí CA - Nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố đề xuất quy trình cơng nghệ sơ chế bảo quản nho xanh NH01-48 Ninh Thuận phương pháp điều chỉnh khí CA quy mơ phòng thí nghiệm - Nghiên cứu. .. xác định điều kiện tối ưu bảo quản nho xanh Ninh Thuận nghiên cứu mơ hình thực nghiệm đa yếu tố chúng tơi lựa chọn yếu tố ảnh hưởng nồng độ khí O2 nồng độ khí CO2 điều kiện trì chế độ bảo quản nhiệt