1.3.1. Những nghiên cứu trên thế giới
Nghiên cứu của Sam J. và cộng sự (2008) tiến hành bảo quản măng tây ở 4oC trong thời gian 14 ngày, cho thấy dùng màng chitosan - sáp ong bao phủ măng tây làm giảm đáng kể sự hao hụt trọng lượng so với trường hợp sử dụng Natri caseinate-sáp ong, màng Semperfresh và không sử dụng màng bao phủ. Tuy nhiên hiệu quả giữ màu xanh cho măng tây của Semperfresh và Natri caseinate-sáp ong lại tốt hơn cả. [26]
Nindo C. I. (2003) đã khảo sát và đánh giá ảnh hưởng của các phương pháp sấy khác nhau (sấy đông khô, sấy đối lưu bằng không khí nóng, sấy bức xạ, sấy phun và sấy phun kết hợp với sấy vi sóng) đến chất lượng và chất chống oxy hóa trong măng tây. Tác giả đã kết luận rằng phương pháp sấy phun kết hợp với sấy vi sóng ở 600C cho màu sắc đẹp, hoạt tính chống oxy hóa là cao nhất và trong các bộ phận của măng thì phần ngọn của măng giữ được hoạt tính chống oxy hóa cao nhất so với các bộ phận còn lại (Nindo và cộng sự, 2003).[25]
Hàm lượng khoáng trong các sản phẩm chế biến từ măng tây phụ thuộc nhiều vào công đoạn xử lý cơ học (lột vỏ) măng, đặc biệt đối với sắt, magie, đồng và kẽm. Đối với những ngọn măng to khỏe thì hàm lượng khoáng trong măng cao hơn và ít bị biến đổi trong quá trình chế biến hơn so với các trường hợp còn lại (Amaro Lopez và cộng sự, 1999).[11]
27
SVTH: Nguyễn Thị Thu Quỳnh MSSV: 52130046
Nghiên cứu sản xuất đồ hộp măng tây, M. H. Lau (2002) cho rằng, khi sản xuất đồ hộp măng tây đựng trong bao bì thủy tinh 1,8kg, thanh trùng bằng lò vi sóng với tần số 925MHz trong thời gian ngắn, ở nhiệt độ 880C thì giữ được chất lượng măng tây tốt nhất và rút ngắn được ít nhất 1/2 thời gian so với thanh trùng trong các bể nước nóng (Lau và cộng sự, 2002).[23]
Ngoài ra, nguyên liệu măng tây có thể dùng để sản xuất bột măng bổ sung vào các sản phẩm chế biến từ măng tây. Bột măng tây có chứa hydroxycinnamic acid (HCA): 2,31-4,91mg/g, saponin 2,14-3,64mg/g, flavonoid. Flavonoid được đánh giá là bị ảnh hưởng nhiều nhất trong quá trình chế biến, hàm lượng flavonoid dao động từ 0,6-1,8mg/g, còn sterol và fructan hiện diện với một lượng nhỏ hơn, dao động từ 0,63-1,03mg/g bột. Khả năng chống oxy hóa của bột măng chủ yếu là do flavonoid và HCA.
Nghiên cứu về các phương pháp bảo quản măng tây, cũng đã có nhiều nghiên cứu thăm dò và bảo quản ở dạng pilot. Anastasios S. Siomos (2010) đã nghiên cứu đối tượng ngọn măng tây được nhúng vào môi trường nước ở 550C trong 3 phút, sau đó bao gói bằng màng dày 16m, bảo quản ở 30C trong 6 ngày. So sánh với mẫu đối chứng không nhúng qua nước ấm thì trường hợp xử lý nhiệt sơ bộ trước khi bảo quản cho màu sắc đẹp, tự nhiên và hàm lượng anthocyanin cao hơn, trong khi mẫu đối chứng lại thấy có xuất hiện màu tím trên ngọn của mầm măng (Anastasios S. Siomos và cộng sự, 2010).[12]
Simon và cộng sự năm 2011 đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của phương pháp bao gói măng tây có sự điều chỉnh không khí và nhiệt độ bảo quản đến giá trị cảm quan và hoạt động của VSV. Kết quả cho thấy, măng tây bảo quản ở 50C, lượng không khí được điều chỉnh khoảng 7% CO2 và 15% O2 thì măng được bảo quản đến 14 ngày vẫn giữ được độ tươi và mức độ phát triển của VSV chậm hơn trường hợp điều chỉnh lượng không khí trong bao gói là 2% CO2 và 20% O2 và nhiệt độ bảo quản ở 100C. Cũng bằng phương pháp bảo quản MAP (Modified atmosphere packaging), M. J. Villanueva và cộng sự (2005) cho thấy nếu măng tây bảo quản
28
SVTH: Nguyễn Thị Thu Quỳnh MSSV: 52130046
trong điều kiện 8% CO2, 14% O2, nhiệt độ 20C có giá trị cảm quan, chất lượng dinh dưỡng cao hơn và thời gian bảo quản kéo dài nhất (Simon và cộng sự, 2011, Villanueva và cộng sự, 2005).[29][34]
Theo trang “Tài nguyên thực vật nhiệt đới châu Phi” thì măng tây có tỷ lệ hô hấp cao, chất lượng sẽ nhanh chóng giảm sau thu hoạch nên cần giảm thiểu được vấn đề đó sau khi thu hoạch càng sớm càng tốt bằng lưu trữ sản phẩm ở môi trường nhiệt độ thấp khoảng 20C và độ ẩm cao sẽ giữ được chất lượng kéo dài 4 tuần đối với măng tây trắng, đối với măng tây xanh thì thời gian khoảng 1 tuần.
Như vậy, ở nước ngoài đã có một số công trình nghiên cứu về măng tây mà chủ yếu là nghiên cứu về thành phần hóa học và tác dụng chữa bệnh của dịch chiết măng tây. Các công trình công bố về chế biến măng tây, xây dựng tiêu chuẩn chất lượng hay nghiên cứu kỹ thuật chiết rút lại ít được đề cập. Vì thế việc nghiên cứu một cách có bài bản về măng tây từ xây dựng tiêu chuẩn nguyên liệu, chế biến một số sản phẩm mới từ măng tây đến nghiên cứu tách chiết các chất có hoạt tính oxy hóa để ứng dụng sản xuất thực phẩm chức năng nhằm nâng cao giá trị, mở rộng đầu ra cho sản xuất măng tây tại Việt Nam là cần thiết.
1.3.2. Những nghiên cứu trong nƣớc[3]
Trong thực tế tại các vùng trồng măng tây thì măng tây sau khi phân loại, cắt cỡ măng tây được xử lý khử trùng qua thuốc tím ở nồng độ khoảng 0,3%, rồi dùng loại dây không có hoá chất độc hại cột thành bó 0,25 - 0,50 - 1kg, dùng giấy chuyên dùng hoặc giấy báo sạch (giấy trắng không có mực in càng tốt) gói bảo vệ đầu bông bó măng, rồi xếp thẳng đứng vào thùng carton 5-7 lớp sóng cứng hoặc két/giỏ nhựa hay thùng xốp ở đáy có lót nước đá gel/nước đá khô hoặc 1 lớp xốp mềm (dùng cắm hoa) tẩm nước sạch giữ ẩm để chống sốc và giữ tươi măng trong quá trình vận chuyển, khẩn trương chuyển giao ngay cho đại lý thu mua trong vòng 4 ÷ 10 giờ để họ còn kịp thời gian chế biến, bảo quản lạnh, phân phối ra thị trường hoặc xuất khẩu.
29
SVTH: Nguyễn Thị Thu Quỳnh MSSV: 52130046
Măng tây nếu chưa kịp sơ chế hoặc sử dụng ngay thì cần phải nhanh chóng đưa vào bảo quản mát trong tủ lạnh ở nhiệt độ 5-7oC, độ ẩm > 50-70% hoặc tạm cắm chân măng vào 1-2 cm nước sạch trong thời gian 1-2 tiếng đồng hồ rồi lấy ra để nơi thoáng mát. Lưu ý chồi măng sau khi thu hoạch vẫn còn “sống” chứ chưa “chết” hẳn, nếu cắm vào 1-2 cm nước sạch để qua đêm sẽ phát triển thêm chiều cao từ 2-10 mm, đường kính thân măng sẽ ốm bớt khoảng 0,1-0,5 mm.
Nếu cắm chân măng vào nước lâu quá >12-24 giờ, chân măng sẽ ngả vàng như đóng phèn hoặc bị thối nhũn rỗng ruột, đầu măng ối nước sẽ thối hỏng bốc mùi khó chịu, thân măng sẽ bị kéo xơ già hoá, làm giảm hương vị và tính chất tươi giòn, ngon ngọt đặc trưng của rau măng tây.
Măng tây thành phẩm chuyển về đơn vị thu mua tuyệt đối không được ngâm nước. Vì măng tây ngâm nước sẽ nhanh chóng bị thối nhũn gốc, rỗng ruột thân măng và thối nhũn đầu bông, bốc mùi hôi thối khó chịu. Một số cách bảo quản thường dùng hiện nay:
Cách 1: Bảo quản được 3-4 ngày. Măng tây nguyên liệu mua về không rửa, để nguyên bó dựng đứng vào 1 cái thau có 1-2cm nước lạnh khoảng 5 phút (chú ý: không cho nước dính vào đầu búp măng, vì sẽ làm thối đầu măng trong những ngày tiếp theo). Sau đó, gỡ bỏ hết những sợi thun, dùng giấy báo sạch, giấy ẩm hoặc khăn ẩm sạch quấn măng lại bỏ vào bao xốp cột kín cho vào ngăn mát tủ lạnh.
Cách 2: Bảo quản được 1 tuần - Cắt bỏ 1cm gốc măng (nếu măng tươi, hái trong ngày không cần cắt bỏ) cắm vào 1 cái ly có chứa 3-6cm nước sạch, dùng 1 túi nylon chụp lên đầu măng, để vào ngăn mát tủ lạnh.
Nhìn chung cách bảo quản măng tây ở Ninh Thuận nói riêng và nước ta nói chung hiện nay còn khá đơn giản, việc ứng dụng các thành tựu khoa học công nghệ trong bảo quản sau thu hoạch rất hạn chế, chưa được quan tâm đúng mức, măng tây rất dễ hư hỏng do điều kiện bảo quản, vận chuyển dẫn đến tổn thất lớn sau thu hoạch, thời gian bảo quản ngắn, gây khó khăn cho quá trình lưu thông và tiêu thụ sản phẩm.
30
SVTH: Nguyễn Thị Thu Quỳnh MSSV: 52130046
1.4. Tổng quan về thuốc tím KMnO4 (Kali pemanganat) [40]
Thuốc tím (Kali pemanganat) là một chất rắn màu tím. Công thức hóa học là KMnO4, tan trong nước tạo thành dung dịch tím mãnh liệt, việc cho bay hơi nó để lại các tinh thể lăng trụ màu đen tím sáng lấp lánh.
Là một chất OXH có tác dụng OXH chất hữu cơ, vô cơ và trong chừng mực có khả năng diệt khuẩn. Vì vậy, trong thực tế thuốc tím thường được sử dụng để sơ chế một số loại rau quả trước khi đưa và bảo quản.
- Cơ chế oxy hóa vật chất hữu cơ:
Trong môi trường axit
MnO4- + 4H+ + 3e- ⇒ MnO2 + 2H2O MnO4- + 8H+ + 5e- ⇒ Mn2+
+ 4H2O
Trong môi trường kiềm, MnO4 tác dụng với nhóm OH- tạo thành gốc [OH] tự do. Gốc [OH] tự do sẽ phản ứng với nhau tạo thành gốc oxy nguyên tử [O].
2(OH) ⇒ [O] + H2O
Gốc oxy nguyên tử [O] sẽ oxy hóa vật chất hữu cơ theo phản ứng: CxHyOz + (2x + y/2 - z) [O] ⇒ xCO2 + y/2H2O
- Cơ chế sát trùng:
Thuốc tím có khả năng ức chế, tiêu diệt một số vi khuẩn, nấm, và cả vi rút thông qua việc OXH trực tiếp màng tế bào của VSV, ức chế các enzyme đặc biệt điều khiển quá trình trao đổi chất của tế bào.
31
SVTH: Nguyễn Thị Thu Quỳnh MSSV: 52130046
CHƢƠNG II. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nguyên vật liệu
2.1.1. Nguyên liệu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là giống măng tây xanh loại 1 được thu mua và xử lý sơ bộ ở Ninh Thuận sau đó tiến hành bảo quản, vận chuyển về phòng thí nghiệm khoa công nghệ thực phẩm Trường Đại Học Nha Trang. Tiến hành lấy mẫu theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9016-2011.
Măng tây xanh có tên tiếng Anh: Asparagus. Tên khoa học là Asparagus Officinalis Linn, thuộc họ Măng tây Asparagaceae.
2.1.2. Hoá chất - thiết bị 2.1.2.1. Hoá chất 2.1.2.1. Hoá chất
- Dung dịch KMnO4 0,26%, 0,3%, 0,34% - Dung dịch hydrogen peroxide (H2O2) - Dung dịch Feling A, Feling B
- Dung dịch sắt(III) sunfat 5% - Dung dịch KMnO4 0,1N - Nước cất 2.1.2.2. Thiết bị - Cân phân tích độ chính xác 10-4g - Cân điện tử độ chính xác 10-2g - Tủ lạnh - Bếp điện - Tủ sấy - Lò nung
32
SVTH: Nguyễn Thị Thu Quỳnh MSSV: 52130046
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1. Phƣơng pháp xử lý và bảo quản nguyên liệu
Măng tây tươi sau khi thu mua từ ruộng măng phải được xử lý sơ bộ bao gồm cắt gốc, phân loại rồi bảo quản trong thùng carton đưa ngay về phòng thí nghiệm Trường Đại Học Nha Trang. Nguyên liệu được chia làm 2 phần: Một phần sử dụng ngay để nghiên cứu các điều kiện bảo quản bằng KMnO4 thích hợp cho măng tây; Một phần sử dụng để nghiên cứu một số thành phần hoá học cơ bản trong măng tây được bảo quản bằng cách bao kín đầu măng tây bằng giấy báo để tránh măng bị mất nước, bị héo ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu và bảo quản trong ngăn mát tủ lạnh nhiệt độ từ 5-7 0C để sử dụng dần.
2.2.2. Khảo sát một số thành phần nguyên liệu[7] 2.2.2.1. Xác định hàm lƣợng ẩm của măng tây 2.2.2.1. Xác định hàm lƣợng ẩm của măng tây
Nguyên lý: Sử dụng nhiệt độ cao để làm bay hết hơi nước trong mẫu. Dựa vào hiệu số khối lượng mẫu trước và sau khi sấy để tính được hàm lượng ẩm trong sản phẩm.
Cách tiến hành: Trước tiên sấy cốc đến khối lượng không đổi ở 100- 1050C. Sau đó, cân chính xác 5-10g mẫu trong cốc đã được sấy khô. Dằm tơi mẫu bằng đũa thủy tinh. Sấy cốc mẫu trong tủ sấy ở 60-800C trong 2 giờ. Sau đó nâng nhiệt lên100-1050C, sấy trong 3 giờ. Lấy mẫu ra để nguội trong bình hút ẩm, đem cân rồi lại sấy tiếp đến khối lượng không đổi. Hàm lượng ẩm được tính theo công thức (2.1): 1 2 1 100% G G X G G (2.1) Trong đó: X: là độ ẩm của thực phẩm (%)
33
SVTH: Nguyễn Thị Thu Quỳnh MSSV: 52130046
G2: là khối lượng cốc sấy và mẫu sau khi sấy (g) G: là khối lượng cốc sấy (g)
2.2.2.2. Xác định hàm lƣợng tro toàn phần của măng tây
Nguyên lý: dùng sức nóng (550-6000C) nung cháy hoàn toàn các chất hữu cơ. Phần còn lại đem cân và tính ra hàm lượng tro toàn phần trong thực phẩm.
Tiến hành: nung chén sứ ở 550-600 0C đến khối lượng không đổi. Cân vào chén khoảng 5g mẫu thử. Cho vào lò nung và tăng nhiệt độ từ từ cho đến 550-600 0C. Nung cho đến khi mẫu hóa tro trắng (khoảng 6-7 giờ). Nếu còn tro đen, lấy ra để nguội trong bình hút ẩm, thêm vào vài giọt H2O2 hoặc HNO3 đậm đặc và nung lại cho đến tro trắng. Để nguội trong bình hút ẩm rồi đem cân. Tiếp tục nung trong 30 phút và đem cân đến khối lượng không đổi.
Hàm lượng tro toàn phần được tính theo công thức (2.2): 2 1 100% G G X G G (2.2) Trong đó:
G: khối lượng chén nung (g)
G1: khối lượng chén nung và mẫu (g) G2: khối lượng chén nung và tro trắng (g)
2.2.2.3. Xác định hàm lƣợng đƣờng tổng số
Nguyên lý: Sử dụng phương pháp Bertrand để tính hàm lượng đường khử có trong thực phẩm dựa trên cơ sở trong môi trường kiềm đường khử có thể dễ dàng khử đồng (II) oxid thành đồng (I) oxid có màu đỏ gạch, qua đó tính được hàm lượng đường khử.
Tiến hành định lượng đường khử bằng thuốc thử Fehling 1 và 2. Khi trộn hỗn hợp này ta có phản ứng:
34
SVTH: Nguyễn Thị Thu Quỳnh MSSV: 52130046
CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4
Cu2O + Fe2(SO 4)3 + H2SO 4 2CuSO4 + 2FeSO4 + H2O 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O Từ lượng KMnO4 tiêu tốn ta tính được Cu(I) và tính được lượng Cu. Do đó tính được hàm lượng đường trong mẫu bằng cách tra bảng tìm hàm lượng glucose theo phương pháp Bertrand.
Tiến hành: Cân 20 (g) mẫu cho vào cối sứ nghiền nhỏ, hoà tan bằng nước nóng, cho vào bình định mức, tráng cốc nhiều lần sau đó dẫn nước cất cho đủ 100ml. Tiến hành lọc, lấy 10ml cho vào bình định mức pha loãng 10 lần.
Định lượng hàm lượng đường: Cho vào bình nón dung tích 250ml: dung dịch Feling A 10ml, dung dịch Feling B 10ml. Đun sôi, cho 10ml dịnh lọc và 20ml nước cất đun sôi giữ 20 phút từ khi bắt đầu sôi lại. Lấy bình ra để cho cặn Cu2O lắng xuống. Tiến hành lọc phần dịch bên trên qua giấy lọc. Cho nước đã đun sôi vào bình nón và tiếp tục gạn lọc cho đến khi nước trong bình không còn màu xanh, lần gạn cuối gạn hết nước trong bình và cho vào bình 20ml dung dịch Fe3(SO4)2 5%, trán bình nón đến khi không còn vết Cu2O. Chuẩn độ dung dịch Fe2+
hình thành bằng dung dịch KMnO4 0,1N cho đến khi xuất hiện màu hồng nhạt bền.
Tính kết quả hàm lượng đường: 1 100
% 1000 G F X G (2.3) Trong đó:
G1: Khối lượng đường nghịch chuyển hoặc đường glucose (ml) tương ứng với số ml dung dịch KMnO4 0,1N tra bảng Bertrand G: Khối lượng mẫu (g)
F: Hệ số pha loãng
35
SVTH: Nguyễn Thị Thu Quỳnh MSSV: 52130046
2.2.2.4. Xác định hàm lƣợng vitamin C
Hàm lượng vitamin C của măng tây nguyên liệu được xác định bằng cách gửi mẫu đến Viện Công nghệ sinh học và Môi trường Trường Đại học Nha thực hiện.
2.2.3. Phƣơng pháp phân tích và bố trí thí nghiệm 2.2.3.1. Phƣơng pháp phân tích cảm quan 2.2.3.1. Phƣơng pháp phân tích cảm quan
Tiến hành xây dựng bảng điểm chuẩn cảm quan đối với măng tây của mẫu