Khảo sát sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình bảo quản gel lô hội ứng dụng làm màng bao thực phẩm

Nghiên cứu được thực hiện nhằm mục đích khảo sát sự ảnh hưởng của chất bảo quản, chế độ thanh trùng và sự ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng trong quá trình bảo quản gel lô hội. Gel lô hội (Aloe vera) được ứng dụng làm màng bao thực phẩm ở dạng phun hoặc màng ăn được nhờ hoạt tính của các hợp chất polysaccharide (PS) có trong gel. Mời các bạn cùng tham khảo!

Kỷ yếu Hội nghị khoa học KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN GEL LÔ HỘI ỨNG DỤNG LÀM MÀNG BAO THỰC PHẨM Nguyễn Phan Khánh Hòa*, Huỳnh Phúc Duy, Nguyễn Bảo Tồn, Phạm Thị Cẩm Hoa Trường Đại học Cơng nghiệp Thực phẩm TP.HCM *Tác giả liên lạc: hoanpk@cntp.edu.vn TÓM TẮT Gel lô hội (Aloe vera) ứng dụng làm màng bao thực phẩm dạng phun màng ăn nhờ hoạt tính hợp chất polysaccharide (PS) có gel Nghiên cứu thực nhằm mục đích khảo sát ảnh hưởng chất bảo quản, chế độ trùng ảnh hưởng nhiệt độ, ánh sáng q trình bảo quản gel lơ hội Kết cho thấy dịch gel bổ sung acid citric 1% acid ascorbic 0.5%, sau trùng 60oC 45 phút bảo quản điều kiện tối, lạnh (4 - 6oC) cho chất lượng gel ổn định, hàm lượng PS biến đổi Sau tuần bảo quản, lượng PS đo 4282.40 ± 70.02 µg/100g chất khơ, giảm 0.34 % so với mẫu ban đầu (4298.19 ± 88.42 µg PS /100g chất khô) Chuối tiêu (Musa acuminate) sau nhúng gel (nồng độ 25%), trì tiêu chất lượng khối lượng, độ cứng, hàm lượng chất khơ hịa tan acid tổng 16 ngày Từ khóa: Aloe vera, ánh sáng, chất bảo quản, nhiệt độ, polysaccharide, trùng THE INFLUENCE OF SOME FACTORS ON PRESERVATION ALOE VERA GEL USING AS FOOD COATING Nguyen Phan Khanh Hoa*, Huynh Phuc Duy, Nguyen Bao Toan, Pham Thi Cam Hoa Ho Chi Minh city University of Food Industry *Corresponding Author: hoanpk@cntp.edu.vn ABSTRACT Aloe vera gel is used as food coating thanks to the biological activities of polysaccharide (PS) in this gel Treatmented gel processing is one of the factors determining the amount of PS, affecting the food preservation capabilities of aloe vera gel This survey study the effects of the preservative substances, the parametersof pasteurization, the effects of temperature and light in preservative process of aloe vera gel The results show thatwhen adding acid citric 1% and acid ascorbic 0.5%, pasteurizing gel at 60oC in 45 minutes, and saving gel in dark and cold (0 - 4oC), the quality of aloe vera is more stable, the change of PS concentration in gel is insignificant After weeks saving gel, PS concentration is 4282.40 ± 70.02µg/100 g dry weight, reducing only 0.34% to compared with the original (4298.19 ± 88.42 µg PS /100g dry weight) The bananas (Musa acuminate) after being embedded in aloe vera gel (25% concentration), can maintain the quality standards in terms of weight, hardness, soluble dry matter and total acid in 16 days Keywords: Aloe vera, light, pasteurization, polysaccharides, preservative substances, temperature polysaccharide (PS) định PS gel lơ hội có tính phòng bệnh, tác dụng chống viêm, chữa lành vết thương, chống vi khuẩn, chống vi rút, hoạt động chống nấm, chống đái tháo đường chống ung thư, kích thích tạo máu chống oxy hóa [4] PS nghiên cứu làm màng bao thực phẩm dạng phun màng ăn Những đặc tính màng bao gel lô hội giúp kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm, chống tác nhân oxy hoá, ngăn cản xâm nhập ẩm MỞ ĐẦU Lô hội (nha đam) tên khoa học Aloe vera thuộc giới Plantantae, ngành Magnoliopsida, Asparagales, họ Asphodelacea Hiện có 360 lồi lơ hội biết đến, lồi Aloe vera Linne var Sinensis Beger, tức lơ hội nhỏ lồi tìm thấy Việt Nam [1] Phần gel sáng bên lớp xanh ứng dụng rộng rãi làm thực phẩm dược phẩm [2],[ 3]; Những đặc tính gel lơ hội chủ yếu hợp chất 50 Kỷ yếu Hội nghị khoa học khơng khí, ngăn ngừa hoạt động vi sinh vật Hiện nay, màng gel lô hội nghiên cứu rộng rãi để bảo quản loại trái cây, M Sharmin cộng (2016) sử dụng màng gel 1.5% để bảo quản đu đủ, trì tiêu màu sắc, acid tổng, hàm lượng nước, hàm lượng vitamin C đủ đủ lên tới 15 ngày, đặt mẫu nhiệt độ phòng (29 – 30oC) [5] Hay theo nghiên cứu khác J M Vieira cộng (2016), nhóm sử dụng gel lơ hội 0,5% (v/v) có kết hợp thêm với 0.5% (w/v) chitosan, 0.5% (w/v) glycerol + 0.1% (w/v) Tween 80 để kiểm soát phát triển đối tượng vi sinh vật gây hư hỏng trái việt quất (blueberry) Nếu mẫu đối chứng nhiễm nấm mốc sau ngày với mật độ 2.00 ± 0.32 log CFU/g, mẫu có nhúng gel sau ngày có dấu hiệu nhiễm nấm mốc, mật độ đo 1.30 ± 0.35 log CFU/g, thấp so với mẫu đối chứng ngày bảo quản thứ [6] Ngoài nhiều nghiên cứu khác nghiên cứu C Adetunji cộng (2014) sử dụng gel lô hội để bảo quản dưa leo, M A García cộng (2014) sử dụng để bảo quản cà chua hay N Padmaja S J D Bosco kéo dài thời gian bảo quản trái hồng xiêm lên 20 ngày màng gel lô hội 50% (mẫu đối chứng hư hỏng sau 10 ngày) chứng minh hiệu gel lô hội bảo quản nông sản [7] [8] [9] Tuy nhiên, bảo quản gel lơ hội vấn đề hồn tồn có ý nghĩa thiết thực để hướng tới ứng dụng rộng rãi dịch gel với vai trị màng gel thực phẩm Hiện nay, chưa có nghiên cứu đề cập tới vấn đề Gel lô hội với thành phần chủ yếu PS, dễ dàng bị thủy phân enzyme có sẵn nguyên liệu hay enzyme vi sinh vật từ môi trường mang vào Các PS dễ dàng bị oxy hóa tác nhân oxy hóa, hay tác động ánh sáng nhiệt độ Lựa chọn điều kiện bảo quản dịch gel lô hội trì lượng PS biến đổi làm tăng tính ứng dụng loại màng gel Khảo sát thực nhằm chọn hàm lượng chất phụ gia bổ sung vào dịch gel, chế độ trùng dịch gel khảo sát điều kiện bảo quản dịch gel thích hợp Ngun liệu Lơ hội sử dụng khảo sát lô hội giống Mỹ, mua từ siêu thị AEON MALL Tân Phú Lựa chọn lô hội tươi, màu xanh lục, không bị sâu bệnh, dập nát Mỗi cân nặng 0.5 – 1.0 kg, độ dày lớn 1.5 cm, chiều dài từ 45 – 50 cm, bề rộng từ – 10 cm Quy trình tạo dịch gel lô hội: Lá (bẹ) lô hội sau rửa nước để khơ tự nhiên bóng râm, tách bỏ phần vỏ xanh bên ngoài, thu lấy phần gel bên đem nghiền nát Tiến hành xử lý gel thơ sóng siêu âm với cơng suất 262.5W thời gian phút, sau đồng hóa phút tốc 8000 vịng/phút, kết hợp ủ gel nhiệt độ 80oC lọc qua rây có kích thước lỗ 0.5 cm [10] Mỗi khảo sát sử dụng 100ml dịch gel xử lý Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng acid citric acid ascorbic đến chất lượng gel lô hộisau trình bảo quản Dịch gel sau xử lý bổ sung acid citric acid ascorbic với hàm lượng khác (Bảng 1) Sau đó, mẫu rót vào túi PA, đóng kín trùng 70oC 15 phút Đặt mẫu điều kiện nhiệt độ ánh sáng phòng, theo dõi tuần Bảng Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng acid citric acid ascorbic đến chất lượng Gel lô hội sau bảo quản Hàm lượng acid ascorbic (% w/v) 0.5 (X1) 1.0 (X2) 1.5 (X3) XO YO (Yo) X1 Y O X2 YO X3 YO 0.5 XOY1 (Y1) X1 Y1 X2 Y1 X3 Y1 1.0 XOY2 (Y2) X1 Y2 X2 Y2 X3 Y2 1.5 XOY3 (Y3) X1 Y3 X2 Y3 X3 Y3 Hàm lượng acid citric (% w/v) (Xo) Chỉ tiêu đánh giá: Hàm lượng PS Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng chế độthanh trùng đến chất lượng gel lô hội sau trình bảo quản Dịch gel sau xử lý bổ sung acid citric acid ascorbic với hàm lượng xác định từ thí nghiệm Sau đó, mẫu rót NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 51 Kỷ yếu Hội nghị khoa học tiến hành đánh giá tiêu, so sánh với mẫu đối chứng (không nhúng gel) chuối hư hỏng hoàn toàn Chỉ tiêu đánh giá: Hàm lượng lượng acid tổng, hàm lượng chất khơ hịa tan, độ cứng, màu sắc, pH, độ giảm khối lượng chuối Phương pháp phân tích xử lý số liệu Phương pháp phân tích mẫu Phương pháp xác định hàm lượng PS gel lô hội: Đem cô 25 ml dịch gel sau bảo quản đến giảm khoảng ½ thể tích, lấy 10 ml mẫu sau cô đem kết tủa ethanol tuyệt đối (tỉ lệ 1:2) phút Sau đó, ly tâm 5500 vịng/phút 15 phút Thu tủa, hoà tan nước cất, định mức thành 50 ml xác định hàm lượng PS phương pháp phenol – acid sulfuric [11], [12] Hàm lượng chất khô hòa tan: Đo máy đo độ Brix Phương pháp xác định hàm lượng acid tổng thực theo TCVN 4589-88: Nguyên tắc: Thực phản ứng trung hòa hàm lượng acid có mẫu gel với dung dịch NaOH 0.1N từ xác định hàm lượng acid tổng tổng mẫu Độ cứng đánh giá máy hand – penetrometer: Thiết bị đo gồm hai phận: Test stand (Hãng: Handpi, xuất xứ: Trung Quốc, Model: HL-X-AC, serial: 8134003072) Durometer Shore C ( serial: 8278012684) Thực hiện: Một đầu dò đâm vào mẫu để đo đọc lấy kết Phương pháp xử lý số liệu Các thí nghiệm lặp lại lần, thực theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên Các phép đo lặp lại lần mẫu Sử dụng phần mềm Statgraphic để phân tích phương sai ANOVA kiểm tra hậu nghiệm LSD số liệu thu thập Đồ thị vẽ EXCEL 2013 Điều kiện ánh sáng Nhiệt độ (oC) vào túi PA, đóng kín trùng chế độ khác thời gian nhiệt độ (Bảng 2) Đặt mẫu điều kiện nhiệt độ ánh sáng phòng, theo dõi tuần Bảng Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng chế độ trùng đến chất lượng Gel lô hội sau bảo quản Thời gian (phút) 30 (A2) 45 (A3) 15 (A1) A1B1 60 A2B1 A3B1 (B1) A1B2 70 A2B2 A3B2 (B2) 80 A2B3 A3B3 A1B3 (B3) Chỉ tiêu đánh giá: Hàm lượng PS Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng ánh sáng nhiệt độ môi trường đến đến chất lượng gel lô hội sau trình bảo quản Dịch gel sau xử lý bổ sung acid citric acid ascorbic với hàm lượng xác định từ thí nghiệm trùng túi PA đóng kín theo chế độ xác định từ thí nghiệm Sau đó, đặt mẫu điều kiện nhiệt độ ánh sáng phòng khác (Bảng 3), theo dõi tuần Bảng Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởngcủa ánh sáng nhiệt độ môi trường đến chất lượng Gel lô hội sau bảo quản Điều kiện nhiệt độ (oC) Nhiệt độ Nhiệt độ phòng lạnh (4(286oC) (L) o 30 C) (T) Ánh sáng thường TS LS (S) Tối (T) TT LT Chỉ tiêu đánh giá: Hàm lượng PS Thí nghiệm 4: Ứng dụng Gel lơ hội bảo quản chuối tiêu Chuối tiêu sau thu hoạch để nguyên nải nhúng vào dịch gel bảo quản điều kiện tối ưu xác định từ thí nghiệm 1, 2, nồng độ 25%.Thời gian nhúng chuối ngập gel phút Sau lấy ra, để khơ tự nhiên đặt rỗ nhựa để sàn có lót giấy báo Chuối sau nhúng bảo quản nhiệt độ thường, sau ngày lấy mẫu lần KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN Khảo sát ảnh hưởng acid citric acid ascorbic đến chất lượng gel lô hội sau bảo quản Những tác nhân oxy hóa khơng khí hay từ sinh vật khác từ môi trường xâm nhập có khả ảnh hưởng đến hợp chất có hoạt tính sinh học có gel, làm tăng tốc phản ứng enzyme xúc tác hay hình thành nên hợp chất polyphenol, từ làm thay đổi màu sắc tính chất vật lý, hóa học 52 Kỷ yếu Hội nghị khoa học - 4.5 g/l) vào gel lơ hội kéo dài thời gian bảo quản đu đủ tới 15 ngày [14] Acid citric acid ascorbic chất chống oxy hóa tự nhiên, bổ sung vào thực phẩm nhằm ngăn cản phản ứng gây hư hỏng Điều mở khả chất bảo vệ gel lơ hội, trì hàm lượng chất có hoạt tính sinh học quan trọng gel PS Kết khảo sát ảnh hưởng acid citric acid ascorbic đến chất lượng gel (hàm lượng PS) thể hình gel lỏng tạo thành Có nhiều nghiên cứu đề cập tới việc bổ sung chất chống oxy hóa tự nhiên vào gel lơ hội để trì chất lượng gel Ví dụ khảo sát Arowora cộng (2013), ông phối trộn vào gel lô hội với acid ascorbic (2.0 g/l) acid citric (4.5 g/l) để làm màng bao cho cam, kết cho thấy làm giảm tổn thất đáng kể hàm lượng chất khô, khối lượng sản phẩm số thành phần dinh dưỡng so với mẫu đối chứng [13] Hay theo Marpudi bổ sung acid ascorbic (1.9 - 2.0 g/l) acid citric (4.5 Nồng độ PS μg/100g CK 5000 4500 4000 Tuần 3500 Tuần 3000 Tuần 2500 Tuần Tuần 2000 Mẫu Hình Kết thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng acid citric, acid ascorbic lên q trình bảo quản Gel lơ hội Ghi chú: X0: 0% acid citric, X1: 0.5% acid citric, X2: 1% acid citric, X3: 1.5% acid citric Y0: 0% acid ascorbic, Y1: 0.5% acid ascorbic, Y2: 1% acid ascorbic, Y3: 1.5% acid ascorbic Kết thu (hình 1) thể có mặt (XoYo), hàm lượng PS sau tuần lại acid citric acid ascorbic làm chất lượng gel 3026.00 ± 57.98 µg/100g chất khô, giảm tới lô hội ổn định hơn, thể qua hàm lượng PS 29.59% biến đổi so với mẫu đối chứng (XoYo) Khảo sát ảnh hưởng trình Khi tăng dần nồng độ của acid ascorbic trùng đến chất lượng gel lô hội sau acid citric, mức độ giảm PS gel trình bảo quản cải thiện rõ rệt Phân tích số liệu cho thấy, Q trình trùng thực sử dụng phối hợp acid citric 0.5% acid khoảng nhiệt độ từ 60 - 80oC khoảng từ ascorbic 1% (nghiệm thức X2Y1) cho kết 15 đến 45 phút Mục đích trình nhằm tốt Ở nghiệm thức sử dụng nồng độ vơ hoạt enzyme cịn sót lại gel, đồng acid citric acid ascorbic lớn (X2Y2, thời loại bỏ vi sinh vật, X2Y3, X3Y1, X3Y2, X3Y3), mức độ giảm tác nhân gây hư hỏng gel PS nguồn PS có tăng lên, nhiên thay đổi khơng đáng thức ăn ưa thích vi sinh vật, xâm nhập kể (khơng có ý nghĩa mặt thống kê) Hàm tác nhân dẫn đến làm giảm lượng PS mẫu gel đo sau tuần hàm lượng PS gel, sinh bảo quản nghiệm thức X2Y1 4043.50 ± enzyme phân giải PS chất có hoạt tính 68.59 µg/100g chất khô, giảm 5.92% so với khác Kết khảo sát thể hình thời điểm gel tạo Ở mẫu đối chứng 53 Nồng độ PS μg/100g CK Kỷ yếu Hội nghị khoa học 5000 4500 4000 3500 Trước trùng 3000 Sau trùng 2500 Sau tuần 2000 Mẫu Hình Kết thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng chế độ trùng đến chất lượng gel lô hội o Ghi chú: A0B0: không trùng, A1: 60 C, A2: 70oC, A3: 80oC, B1: 15 phút, B2: 30 phút, B3: 45 phút So sánh hàm lượng PS trước sau thời thể phân hủy hầu hết PS [15] [16] điểm trùng, nhận thấy, hàm Sau tuần bảo quan gel túi kín, so sánh lượng PS đo tất nghiệm thức có mẫu gel có trùng khơng trùng có xu hướng giảm, nhiên mức độ khơng (mẫu đối chứng, AoBo), nhận thấy đáng kể, khơng có ý nghĩa mặt thống kê có khác biệt rõ rệt hàm lượng PS Ở Điều chứng tỏ, khoảng nhiệt độ trường hợp gel không trùng, sau tuần, trùng 60 - 80oC không ảnh hưởng đến lượng PS đo 2935.63 ± 368.57 phân tử PS Trong khi, nhiệt độ từ 30oC đến µg/100g chất khơ, giảm 30.99% Trong 60oC thúc đẩy phản ứng thủy phân mẫu cịn lại (gel có trùng), mức độ PS enzyme nhiệt độ lớn 90oC có giảm PS 16% (Bảng 4) Bảng Kết khảo sát ảnh hưởng chế độ trùng đến chất lượng Gel lô hội Mức độ giảm PS Hàm lượng PS (µg/100g chất khơ) Mẫu so với sau Trước trùng Sau trùng Sau tuần trùng (%) 2935.63 ± A0B0 4254.06 ± 77.10 368.57 30.99 3442.36 ± A1B1 4085.79 ± 197.35 65.22 15.75 3762.30 ± A1B2 4154.63 ± 22.71 83.66 9.44 3801.55 ± A1B3 4021.74 ± 196.38 94.32 5.48 3727.55 ± A2B1 3980.13 ± 125.12 122.59 6.35 4254.06 ± 77.10 4039.63 ± A2B2 4153.42 ± 307.15 87.89 2.74 4062.74 ± A2B3 4094.03 ± 171.95 33.13 0.76 4069.63 ± A3B1 4188.21 ± 100.55 174.40 2.83 4061.86 ± A3B2 4155.26 ± 19.44 23.07 2.25 4058.54 ± A3B3 4060.65 ± 220.94 139.99 0.05 54 Kỷ yếu Hội nghị khoa học hưởng đến tuổi thọ sản phẩm [17] Thí nghiệm khảo sát chế độ bảo quản điều kiện ánh sáng bình thường điều kiện tối, vùng nhiệt độ, nhiệt độ phòng (28 - 30oC) nhiệt độ lạnh (4 - 6oC), kết thu thể hình So sánh hàm lượng PS mẫu gel sau tuần bảo quản điều kiện nhiệt độ, ánh sáng khác nhau, chúng tơi nhận thấy có khác biệt đáng kể Hàm lượng PS đo mẫu tương ứng với nghiệm thức TS, TT, LS LT 2983.15 ± 156.91, 3062.37 ± 77.12, 3383.89 ± 234.56 3892.07 ± 110.48 µg/100g chất khô Nghiệm thức LT (nhiệt độ lạnh điều kiện tối) cho kết tốt nhất, hàm lượng PS mẫu gel sau tuần lưu trữ 3892.07 ± 110.48 µg/100g chất khơ, giảm 4.72% so với ban đầu (tuần 0), nghiệm thức TS giảm 26.97%, nghiệm thức TT giảm 25.03% nghiệm thức LS giảm 17.16% Xét điều kiện ánh sáng, nhiệt độ lạnh đảm bảo cho trình bảo quản gel tốt hơn, điều nhiệt độ thấp làm ức chế phản ứng phân hủy PS Ở nghiệm thức A3B3 (thanh trùng nhiệt độ 80oC thời gian 30 phút) có mức giảm hàm lượng PS thấp 0.05%, nhiên xét hàm lượng PS lại khác biệt khơng có ý nghĩa so với nghiệm thức A2B3 (70oC thời gian 30 phút), mức giảm 0.76% Dựa vào kết thu được, chọn nghiệm thức A2B3, nhiệt độ trùng 70oC, thời gian 30 phút làm yếu tố cố định cho thí nghiệm sau, hàm lượng PS đo mẫu sau tuần bảo quản 4062.74 ± 33.13 µg/100g chất khô Khảo sát ảnh hưởng ánh sáng nhiệt độ đến chất lượng gel lô hội sau trình bảo quản Nhiệt độ ánh sáng yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến thời gian bảo quản gel lô hội Trong sản xuất nước ép Aloe vera, người ta thường sử dụng chai thủy tinh có màu để tránh tác động ánh sáng lên chất hoạt tính sinh học vốn dễ bị phân hủy Nhiệt độ thông số mơi trường quan trọng có khả ảnh hưởng đến chất lượng gel Nhiệt độ bảo quản cao làm số chất dễ bay gel ảnh 4500 Nồng độ PS μg/100g CK 4000 3500 3000 Tuần 2500 Tuần 2000 Tuần Tuần 1500 Tuần 1000 500 TS TT LS LT Mẫu Hình Kết thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng ánh sáng nhiệt độ bảo quản gel Ghi chú: TS: nhiệt độ thường, có ánh sáng; TT: nhiệt độ thường, tối; LS: nhiệt độ lạnh, có ánh sáng, LT: nhiệt độ lạnh, tối Quan sát thay đổi màu sắc gel lô hội quản điều kiện ánh sáng thường, màu gel q trình bảo quản (Hình 4), chúng tơi chuyển nâu dần theo thời gian, nhận thấy, điều kiện lạnh trì tác động ánh sáng thúc đẩy phản ứng màu sắc gel tốt hơn, mẫu gel bảo oxy hóa gel, sinh hợp chất có màu 55 Kỷ yếu Hội nghị khoa học (a) (b) (c) (d) (e) Hình Sự thay đổi màu sắc gel lô hội bảo quản điều kiện khác tuần Ghi chú: (a) Tuần 0, (b) Tuần 1, (c) Tuần 2, (d) Tuần 3, (e) Tuần Ứng dụng gel lô hội bảo quản chuối 12 10.33a±1.53 25.33b±1.15 a tiêu 16 7.33 ±0.57 8.33a±1.53 Khảo sát nhằm đánh giá khả ứng dụng *Các ký tự khác hàng làm màng bao thực phẩm thử nghiệm khác biệt có ý nghĩa mặt thống kê (p