Nghiên cứu ảnh hưởng của chitosan và composit chitosan với axit béo tới khả năng bảo quản quả dưa chuột

Luận văn, thạc sĩ, tiến sĩ, khóa luận, cao học, đề tài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI -------  ------- bïi thÞ thanh h−êng NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHITOSAN VÀ COMPOSIT CHITOSAN VỚI AXIT BÉO TỚI KHẢ NĂNG BẢO QUẢN QUẢ DƯA CHUỘT LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH Mã số : 60.54.10 Người hướng dẫn khoa học: TS nguyÔn duy l©m HÀ NỘI - 2010 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . i LỜI CAM ðOAN - Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. - Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc. Hà nội, ngày tháng năm 2010 Tác giả luận văn Bùi Thị Thanh Hường Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . ii LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin ñược gửi lời cảm ơn chân thành tói ban lãnh ñạo, các thầy cô, bạn bè và ñồng nghiệp: - Khoa công nghệ thực phẩm, Viện ðào tạo sau ñại học- Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. - Khoa quản trị chế biến món ăn - Trường Cao ñẳng Du lịch Hà Nội - Trung tâm Nghiên cứu và Kiểm tra chất lượng nông sản thực phẩm - Viện Cơ ñiện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch ñã tạo ñiều kiện giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu ñề tài. ðặc biệt, tôi xin trân trọng cảm ơn thầy giáo Tiến sỹ Nguyễn Duy Lâm - Giám ñốc Trung tâm Nghiên cứu và Kiểm tra chất lượng sản thực phẩm ñã hướng dẫn tôi một cách tận tình, chu ñáo trong thời gian thực hiện ñề tài cho ñến khi luận văn ñược hoàn thành, hơn nữa qua ñây tôi cũng ñã học hỏi ñược ở thầy nhiều về tác phong làm việc nghiêm túc, khoa học và khả năng tư duy trong phân tích và ñánh giá kết quả nghiên cứu. Cuối cùng, tôi mong muốn nhận ñược sự quan tâm hơn nữa của các thầy cô, bạn bè và ñồng nghiệp ñể ñạt ñược tiến bộ hơn. Hà nội, ngày tháng năm 2010 Bùi Thị Thanh Hường Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảngư v Danh mục ñồ thị vi Danh mục hình vii 1 MỞ ðẦU 1 1.1 Lý do chọn ñề tài 1 1.2 Mục ñích và yêu cầu 3 2 TỔNG QUAN 4 2.1 Giới thiệu về dưa chuột 4 2.2 Giới thiệu về chitosan 8 2.3 Các nghiên cứu ứng dụng chitosan trong bảo quản rau quả 15 2.4 Các nghiên cứu ứng dụng chitosan và composit chitosan với axit béo trong bảo quản dưa chuột 18 3 ðỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 3.1 ðối tượng-vật liệu nghiên cứu 20 3.2 Nội dung nghiên cứu 21 3.3 Phương pháp nghiên cứu 21 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 4.1 Ảnh hưởng của nồng ñộ chitosan ñến tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên và biến ñổi màu sắc của dưa chuột 28 4.1.1 Ảnh hưởng của nồng ñộ chitosan ñến tỷ lệ hao hụt khối lượng 28 4.1.2 Ảnh hưởng của nồng ñộ chitosan ñến biến ñổi màu sắc vỏ quả 29 4.2 Ảnh hưởng của pH ñến tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên và biến ñổi màu sắc vỏ quả dưa chuột 31 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . iv 4.2.1 Ảnh hưởng của pH dung dịch chitosan ñến tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên 32 4.2.2 Ảnh hưởng của pH dung dịch chitosan ñến biến ñổi màu sắc vỏ quả 33 4.3 Ảnh hưởng của chitosan ñược bổ sung chất dẻo hoá Propyl Glycerol ñến tỷ hao hụt khối lượng và biến ñổi màu sắc vỏ quả dưa chuột 34 4.3.1 Ảnh hưởng của chất dẻo hoá Propyl Glycerol ñến tỷ lệ hao hụt khối lượng quả dưa chuột 34 4.3.2 Ảnh hưởng của chất dẻo hoá Propyl Glycerol ñến biến ñổi màu sắc vỏ quả dưa chuột 35 4.4 Ảnh hưởng của chitosan ñược bổ sung axit oleic và lauric ñến tỷ lệ hao hụt khối lượng và biến ñổi màu sắc vỏ quả dưa chuột 37 4.4.1 Ảnh hưởng của bổ sung axit oleic và lauric ñến hao hụt khối lượng quả dưa chuột 37 4.4.2 Ảnh hưởng của bổ sung axit oleic và lauric ñến biến ñổi màu sắc vỏ quả 39 4.5 Thử nghiệm ñánh giá hiệu quả bảo quản dưa chuột bằng chế phẩm composit chitosan với axit lauric 40 4.5.1 Ảnh hưởng của chế pẩm composit ñến tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên 40 4.5.2 Ảnh hưởng của chế pẩm composit ñến tỷ lệ thối hỏng quả dưa chuột 41 4.5.3 Ảnh hưởng của (T.P-9/10) ñến biến ñổi màu sắc vỏ quả dưa chuột. 42 4.5.4 Ảnh hưởng của (T.P-9/10) ñến biến ñổi cường ñộ hô hấp quả dưa chuột 44 4.5 Ảnh hưởng của (T.P-9/10) ñến biến ñổi ñộ cứng quả dưa chuột 45 4.5.6 Ảnh hưởng của (T.P-9/10) ñến chỉ tiêu hoá sinh quả dưa chuột. 47 4.5.7 Ảnh hưởng của (T.P-9/10) tới chất lượng cảm quan 50 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 5.1 Kết luận 52 5.2 Kiến nghị 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . v DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.1 Thành phần dinh dưỡng của dưa chuột 5 2.2 Ảnh hưởngcủa nhiệt ñộ ñến cường ñộ hô hấp của dưa chuột 6 2.3 Thành phần hóa học của vỏ tôm (% chất khô) 9 2.4 So sánh chitosan với các chất ức chế khác 14 4.1 Ảnh hưởng của nồng ñộ chitosan ñến tỷ lệ hao hụt khối lượng quả dưa chuột trong quá trình bảo quản 28 4.2 Ảnh hưởng của pH dung dịch chitosan ñến tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên của dưa chuột trong quá trình bảo quản 32 4.3 Ảnh hưởng của chất dẻo hoá PG tới ñến tỷ lệ hao hụt khối lượng quả dưa chuột trong quá trình bảo quản 34 4.4 Ảnh hưởng của các axit béo tới tính cản mất nước của màng chitosan ñối với dưa chuột trong quá trình bảo quản 38 4.5 Ảnh hưởng của T.P-9/10 ñến hao hụt khối lượng tự nhiên quả dưa chuột trong quá trình bảo quản 41 4.6 Ảnh hưởng của chế phẩm CP-07 ñến tỷ lệ thối hỏng quả dưa chuột trong quá trình bảo quản 42 4.7 Ảnh hưởng của T.P-9/10 tới chất lượng cảm quan 50 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . vi DANH MỤC ðỒ THỊ STT Tên ñồ thị Trang 4.1 Ảnh hưởng của nồng ñộ chitosan ñến biến ñổi màu sắc vỏ quả dưa chuột 30 4.2 Ảnh hưởng của pH chitosan ñến biến ñổi màu sắc vỏ quả dưa chuột trong quá trình bảo quản 33 4.3 Ảnh hưởng của chất dẻo hoá Propyl Glycerol ñến biến ñổi màu sắc vỏ quả dưa chuột 36 4.4 Ảnh hưởng của bổ sung axit béo ñến khả năng giữ màu của chế phẩm chitosan trong bảo quản dưa chuột 39 4.5 Ảnh hưởng của (T.P-9/10) ñến biến ñổi màu sắc vỏ quả dưa chuột 43 4.6 Ảnh hưởng của (T.P-9/10) ñến biến ñổi cường ñộ hô hấp quả dưa chuột. 44 4.7 Ảnh hưởng của chế phẩm T.P-9/10 ñến ñộ cứng (kg/cm2) của dưa chuột trong quá trình bảo quản 46 4.8 Ảnh hưởng của (T.P-9/10) ñến hàm lượng chất rắn hòa tan tổng số 47 4.9 Ảnh hưởng của chế phẩm (T.P-9/10) ñến hàm lượng axit hữu cơ tổng số của dưa chuột trong quá trình bảo quản 49 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . vii DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 3.1 Dưa chuột thí nghiệm 20 3.2 Dưa chuột nguyên liệu và khâu xử lý vệ sinh quả trước thí nghiệm 22 4.1 Hình thức bên ngoài của dưa chuột sau 10 ngày bảo quản bằng chitosan 1% và PG 1%. 31 4.2 Hình thức bên ngoài của dưa chuột nguyên liệu 51 4.3 Hình thức bên ngoài của dưa chuột sau 10 ngày bảo quản bằng chế phẩm (T.P-9/10) ở nhiệt ñộ môi trường 51 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . 1 1. MỞ ðẦU 1.1 ðặt vấn ñề Chất tạo màng ăn ñược ñã ñược sử dụng từ lâu nhằm duy trì chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản nhiều loại rau quả chẳng hạn quả có múi, táo, xoài, cà chua và dưa chuột (Baldwin và CS, 1996; Li và Barth, 1998). Rau quả luôn luôn ñược phủ bằng cách phun hay nhúng với các vật liệu ăn ñược ñể tạo ra một màng bán thấm trên bề mặt có tác dụng hạn chế hô hấp, kiểm soát sự thoát nước và tạo ra các tính chất chức năng khác (Ukai và CS, 1976; Thomson, 2003). Nhiều thành phần ăn ñược như lipid, polysacharid và protein ñã ñược sử dụng riêng rẽ hoặc phối hợp với nhau ñể tạo ra các công thức pha chế chất tạo màng (Ukai và CS, 1976; Kestẻ và Fennema, 1986). Trong thời gian gần ñây, xu hướng phát triển là tạo ra các vật liệu tạo màng dạng composit hoặc hai lớp chẳng hạn phối trộn protein, polysacharid với lipid cùng với nhau ñể cải tiến các chức năng của màng. Polysacharid và protein có bản chất polyme và ưa nước (hydrophilic) do vậy có khả năng tạo màng tốt và ngăn cản cao sự trao ñổi khí oxy, carbonic, hương thơm. Tuy nhiên, màng làm từ các chất này không có khả năng giữ ẩm cao so với ña số các màng chất dẻo tổng hợp chẳng hạn polyethylene mật ñọ thấp (LDPE). Ngược lại, các chất béo lipid là những chất kị nước (hydrophobic) lại có khả năng ngăn cản mất hơi nước tốt hơn so với polysacharid và protein. Tuy nhiên, do bản chất không phải là polyme nên khả năng tạo màng của lipid bị hạn chế (Krochta, 1997). Chitosan là một polysacharid, một polyme mạch thẳng của 2-amino-2- deoxy-β-D-glucan. Chitosan là sản phẩm ñề axetil hoá của chitin. Chitosan có thể ñược ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như là chất ngưng kết, chất làm trong, chất tạo nền, chất tạo màng, chất kích thích sinh trưởng thực vật, chất Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . 2 làm lành vết thương và chất kháng vi sinh vật (Brine và CS, 1991; Goosen, 1997). Chitosan ñược ñánh giá là một vật liệu tạo màng ñầy triển vọng ñể bảo quản rau quả vì tính chất tạo màng rất tốt, phổ hoạt tính kháng vi sinh vật rộng và dễ dàng tương hợp với nhiều thành phần bổ sung thêm như vitamin, chất khoáng, chất diệt khuẩn, diệt nấm (Durango và CS, 2006; Chien và CS, 2007). Trên thế giới ñã có rất nhiều công trình nghiên cứu về tính năng của màng chitosan ñối với các loại rau quả khác nhau và thu ñược nhiều kết quả có lợi cho quá trình bảo quản rau quả tươi như làm chậm chín và giảm cường ñộ hô hấp của rau quả hay giảm sự mất mát khối lượng, úa màu ñối với ớt chuông và dưa chuột (El Ghaouth và CS 1992), táo và lê (Elson và CS, 1985), dâu tây (Zhang và Quantick, 1998, Han và CS, 2004). Rất nhiều kết quả nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam ñã chứng tỏ chitosan có tính chất kháng khuẩn và kháng nấm có lợi cho quá trình bảo quản (Allan và Hadwiger, 1979; Hirano và Nagao, 1989). ðể cải thiện tính chất của chitosan nhằm tăng cường hiệu quả và phát triển thành các sản phẩm thương mại trong bảo quản rau quả tươi, hiện nay một số nơi trên thế giới ñã tiếp cận theo hướng tạo dẫn xuất của chitosan và tạo vật liệu composit từ chitosan với thành phần axit béo. Theo cách thứ nhất ñã có sản phẩm thương mại hoá có tên là “Nutri-Save” do Canada sản xuất. ðây là dẫn xuất metyl hoá của chitosan (N,O-carboxymetyl chitosan = CM chitosan). Sản phẩm này ñã ñược thử nghiệm ñối với nhiều loại rau quả và chứng tỏ khả năng giảm cường ñộ hô hấp tốt hơn do có khả năng cản CO 2 gấp 2 lần. Tuy nhiên, sản phẩm này do không cải thiện ñược sự ngăn cản mất nước nên hiệu quả bảo quản tổng thể chưa cao (Banará và CS, 1989). Theo cách thứ hai là tạo nhũ tương chitosan với axit béo mặc dù chưa có nhiều nghiên cứu và thử nghiệm nhưng những kết quả có ñược trên quả dâu tây (Vargas và CS, 2006) và táo cắt (Pennisi, 1992) là rất triển vọng. Vargas và CS ñã tạo composit chitosan trọng lượng phân tử lớn kết hợp với axit oleic và ñánh gía . béo tới khả năng bảo quản quả dưa chuột 1.2 Mục ñích và yêu cầu 1.2.1 Mục ñích Tạo ñược một chế phẩm composit chitosan với axit béo dùng cho bảo quản dưa. quản 34 4.4 Ảnh hưởng của các axit béo tới tính cản mất nước của màng chitosan ñối với dưa chuột trong quá trình bảo quản 38 4.5 Ảnh hưởng của T.P-9/10