3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.5.2.2. Hiệu lực kháng nấm Colletotrichum của OCTS/nAg dạng màng
Đường kính kháng nấm (dK) Colletotrichum của màng OCTS/nAg sau 7 ngày nuôi cấy trong môi trường PDA được trình bày ở Bảng 3.9.
Qua Bảng 3.9 cho thấy, hiệu lực kháng nấm Colletotrichum của màng OCTS/nAg có sự khác biệt về mặt thống kê ở mức ý nghĩa ( = 0,05). Hiệu lực kháng nấm Colletotrichum tăng khi nồng độ OCTS/nAg tăng, ở nghiệm thức OCTS 0,2%/nAg 2 ppm, dK là 16,7 mm. Khi nồng độ OCTS/nAg tăng lên gấp đôi (OCTS 0,4%/nAg 4 ppm) thì dK tăng lên gấp 3 lần đạt 44,3 mm, dK đạt cao nhất ở nghiệm thức OCTS 0,5%/nAg 5 ppm và nghiệm thức OCTS 0,6%/nAg 6 ppm, có sự khác biệt về mặt thống kê so với các nghiệm thức còn lại. Trong khi đó nghiệm thức CTS
1% và OCTS 1% có hiệu lực kháng nấm không cao mà chỉ tương đương với nghiệm thức OCTS 0,2%/nAg 2 ppm. Chọn nghiệm thức OCTS 0,5%/nAg 5 ppm để tạo màng. Phương trình hồi quy biểu diễn tính kháng nấm Colletotrichum của màng OCTS/nAg như sau: dK = 4,6457 [OCTS/nAg] + 1,1786 (R2 = 0,95), từ đó tính được IC50 Colletotrichum = OCTS 0,47%/nAg 4,7 ppm.
Bảng 3.9. Đường kính kháng nấm (dK) Colletotrichum và IC50 của OCTS/nAg dạng màng STT Nghiệm thức dK (mm) % ức chế IC50 1 OCTS 0,2%/nAg 2 ppm 16,7 ± 2,1 a 18,6 OCTS 0,47%/nAg 4,7 ppm 2 OCTS 0,3%/nAg 3 ppm 30,3 ± 3,2 b 33,7 3 OCTS 0,4%/nAg 4 ppm 44,3 ± 2,1 c 49,2 4 OCTS 0,5%/nAg 5 ppm 51,3 ± 2,3 d 57,0 5 OCTS 0,6%/nAg 6 ppm 50,3 ± 1,5 d 55,9 6 CTS 1% 15,7 ± 2,5 a 17,4 7 OCTS 1% 20,7 ± 3,8 a 23,0
Ghi chú: Trong cùng một cột số liệu các chữ cái khác nhau thể hiện sự khác biệt thống kê ở mức ý nghĩa = 0,05. 8.3 10.0 12.5 16.7 25.0 0 10 20 30 40 50 60 0 5 10 15 20 25 30
Độ pha loãng của O CTS 5%/nAg 50 ppm dạng màng, lần
Đư ờ ng kính khá ng n ấ m, mm phytophthora Collectotrichum
Màng OCTS/nAg có hiệu lực kháng với hai loại nấm Phytophthora và
Colletotrichum là tương đương nhau. Hiệu lực kháng nấm tăng tuyến tính theo nồng độ OCTS/nAg tạo màng. Tuy nhiên, trên đồ thị (Hình 3.35) thì màng OCTS/nAg kháng nấm Phytophthora tốt hơn nấm Colletotrichum nhưng sự khác biệt này là không lớn.
Nhận xét hiệu lực kháng nấm của OCTS/nAg: Qua các thí nghiệm thử hoạt tính hiệu lực kháng hai loại nấm gây bệnh sau thu hoạch chủ yếu trên trái cây là nấm Phytophthora gây bệnh đốm nâu và Colletotrichum gây bệnh thán thư trên các loại trái cây sau thu hoạch, chúng tôi nhận thấy nghiệm thức OCTS 0,5%/nAg 5 ppm thích hợp và có hiệu lực cao đối với hai loại nấm trên để định hướng cho các thí nghiệm tiếp theo.
3.6. Thí nghiệm bảo quản bưởi da xanh bằng OCTS/nAg
Thí nghiệm bảo quản bưởi da xanh để đánh giá khả năng bảo quản nông sản sau thu hoạch của OCTS/nAg, khả năng chống thoát hơi nước và thẩm thấu không khí qua theo dõi các chỉ tiêu hao hụt khối lượng (HHKL), Brix và Vit C theo thời gian 1 tháng, 2 tháng và 3 tháng được trình bày ở Bảng 3.10 và Bảng 3.11.
Bảng 3.10. Quan sát cảm quan và khuẩn ty nấm bưởi da xanh trong quá trình bảo quản
STT Nghiệm thức Vết nhũn Khuẩn ty nấm
1 OCTS 0,45%/nAg 4,5 ppm Không xuất hiện Không thấy 2 OCTS 0,5%/nAg 5 ppm Không xuất hiện Không thấy 3 OCTS 0,55%/nAg 5,5 ppm Không xuất hiện Không thấy
4 CTS 1% Xuất hiện sau
54 ngày bảo quản Thấy khuẩn ty nấm phát triển
5 OCTS 1% Xuất hiện sau
57 ngày bảo quản Thấy khuẩn ty nấm phát triển
6 ĐC Xuất hiện sau
41 ngày bảo quản
Thấy khuẩn ty nấm phát triển
Bảng 3.11. HHKL, độ Brix và hàm lượng vitamin C (Vit C) của bưởi da xanh theo thời gian bảo quản bằng OCTS/nAg
Thời gian
bảo quản Nghiệm thức HHKL (%) Độ Brix (%) Vit C (mg%)
Sau 1 tháng OCTS 0,45%/nAg 4,5 ppm 5,23 ± 0,32 bc 9,66 ± 0,09 37,83 ± 0,10 OCTS 0,5%/nAg 5 ppm 4,49 ± 0,85 c 9,51 ± 0,10 38,64 ± 0,15 OCTS 0,55%/nAg 5,5 ppm 4,56 ± 0,67 c 9,64 ± 0,11 38,73 ± 0,29 CTS 1% 5,82 ± 0,17 b 9,75 ± 0,03 37,86 ± 0,25 OCTS 1% 5,45 ± 0,16 bc 9,62 ± 0,07 37,69 ± 0,16 ĐC 7,40 ± 0,57 a 10,71 ± 0,41 37,85 ± 0,05 Sau 2 tháng OCTS 0,45%/nAg 4,5 ppm 9,61 ± 0,24 b 9,76 ± 0,10 37,74 ± 0,09 OCTS 0,5%/nAg 5 ppm 8,69 ± 0,70 c 9,76 ± 0,06 38,26 ± 0,07 OCTS 0,55%/nAg 5,5 ppm 8,63 ± 0,70 c 9,67 ± 0,07 38,23 ± 0,08 CTS 1% 9,83 ± 0,36 b 9,94 ± 0,05 37,44 ± 0,16 OCTS 1% 9,15 ± 0,51 b 9,83 ± 0,25 37,41 ± 0,13 ĐC 12,53 ± 0,47 a 11,39 ± 0,14 37,08 ± 0,17 Sau 3 tháng OCTS 0,45%/nAg 4,5 ppm 13,52 ± 0,35 a 10,27 ± 0,08 37,11 ± 0,12 OCTS 0,5%/nAg 5 ppm 11,81 ± 0,75 b 10,06 ± 0,08 37,58 ± 0,13 OCTS 0,55%/nAg 5,5 ppm 11,90 ± 0,78 b 10,16 ± 0,09 37,55 ± 0,14 CTS 1% - - - OCTS 1% - - - ĐC - - -
Ghi chú: Trong cùng một cột số liệu các chữ cái khác nhau thể hiện sự khác biệt thống kê ở mức ý nghĩa = 0,05; - : bưởi đã hư hỏng.
Qua kết quả được trình bày ở Bảng 3.11, cho thấy các nghiệm thức có sự khác biệt về mặt thống kê ở mức ý nghĩa =0,05. Trong quá trình bảo quản, bưởi bị giảm trọng lượng do sự thất thoát hơi nước và do quá trình hô hấp của quả. Kết quả cho thấy tỉ lệ HHKL ở tất cả các nghiệm thức đều tăng theo thời gian bảo quản nhưng các nghiệm thức bảo quản bằng dung dịch OCTS/nAg có tỉ lệ HHKL thấp hơn nhiều so với các nghiệm thức đối chứng và so sánh. Ở nghiệm thức OCTS
0,5%/nAg 5 ppm tỉ lệ HHKL là thấp nhất (Hình 3.36). Kết quả cho thấy, hàm lượng tổng chất khô hòa tan (TSS – Brix) tăng lên trong suốt quá trình bảo quản ở tất cả các nghiệm thức, điều này có thể giải thích là trong quá trình bảo quản HHKL của bưởi tăng và chuyển hóa một phần saccharide thành đường nên độ brix cũng tăng lên. Tuy nhiên, bưởi được xử lý bằng dung dịch OCTS/nAg có độ brix thấp hơn so với các nghiệm thức đối chứng và so sánh (Hình 3.37). Sự chuyển hóa saccharide thành đường hòa tan cũng được Vishnu và cộng sự công bố (2000). Khi nghiên cứu sự biến thiên hàm lượng VitC của bưởi trong thời gian bảo quản, kết quả ghi nhận sự giảm theo thời gian bảo quản, điều này phù hợp với sự nghiên cứu về các loại quả, nhưng ở nghiệm thức OCTS 0,5%/nAg 5 ppm và OCTS 0,55%/nAg 5,5 ppm cho kết quả giảm là thấp nhất (Hình 3.38).
Sau 1 tháng, HHKL của quả bưởi dao động trong khoảng 4,56 – 5,99% ở các mẫu bảo quản bằng OCTS/nAg. Trong đó nghiệm thức đối chứng có HHKL là 7,40%, nghiệm thức CTS 1% và OCTS 1% có HHKL lần lượt là 5,82% và 5,45%. Độ Brix của bưởi bảo quản bằng OCTS/nAg, CTS và OCTS dao động trong khoảng 9,51 – 9,95% (các nghiệm thức OCTS/nAg và hai nghiệm thức CTS 1% và OCTS 1% không có sự khác biệt về mặt thống kê với nhau nhưng có sự khác biệt với nghiệm thức đối chứng), nghiệm thức đối chứng có độ Brix là 10,71%. Hàm lượng Vit C của bưởi dao động từ 37,85 – 38,73 mg%, trong đó hai nghiệm thức OCTS 0,5%/nAg 5 ppm và OCTS 0,55%/nAg 5,5 ppm có hàm lượng Vit C cao nhất và có sự khác biệt thông kê với các nghiệm thức còn lại.
Sau 2 tháng bảo quản, HHKL của quả bưởi dao động trong khoảng 8,63 – 10,16% ở các mẫu bảo quản bằng OCTS/nAg. Trong đó nghiệm thức đối chứng có HHKL là 12,53%, nghiệm thức CTS 1% và OCTS 1% có HHKL lần lượt là 9,83% và 9,15%. Độ Brix của bưởi dao động trong khoảng 9,56 – 9,93% ở các mẫu bảo quản bằng OCTS/nAg. Nghiệm thức OCTS 0,5%/nAg 5 ppm và OCTS 0,55%/nAg 5,5 ppm có độ Brix thấp nhất và có sự khác biệt về mặt thống kê với các nghiệm thức còn lại và nghiệm thức đối chứng. Trong đó nghiệm thức đối có độ Brix là 10,71%, nghiệm thức CTS 1% và OCTS 1% có độ Brix lần lượt là 9,94% và 9,83%.
Hàm lượng Vit C của bưởi dao động từ 37,08 – 38,26 mg%, trong đó hai nghiệm thức OCTS 0,5%/nAg 5 ppm và OCTS 0,55%/nAg 5,5 ppm có hàm lượng Vit C cao nhất lần lượt là 38,26 mg% và 38,23 mg%, có sự khác biệt thông kê với các nghiệm thức còn lại. Các quả bưởi ở nghiệm thức đối chứng đã hư hỏng nặng, các quả bưởi ở nghiệm thức CTS 1% và OCTS 1% chất lượng dinh dưỡng đã giảm và chất lượng cảm quan, màu sắc cũng giảm rõ rệt (Hình 3.38).
Sau 3 tháng bảo quản, ở các mẫu bảo quản bằng OCTS/nAg HHKL của quả bưởi dao động trong khoảng 11,81 – 16,00%, độ Brix dao động trong khoảng 10,06 – 10,48%. Nghiệm thức OCTS 0,5%/nAg 5 ppm và OCTS 0,55%/nAg 5,5 ppm có độ Brix thấp nhất và có sự khác biệt về mặt thống kê với các nghiệm thức còn lại. Hàm lượng Vit C của bưởi dao động từ 36,75 – 37,58 mg%, trong đó hai nghiệm thức OCTS 0,5%/nAg 5 ppm và OCTS 0,55%/nAg 5,5 ppm có hàm lượng Vit C cao nhất và có sự khác biệt thông kê với các nghiệm thức còn lại. Các quả bưởi ở nghiệm thức CTS 1% và OCTS 1% đã hư hỏng hoàn toàn.
Thời gian bảo quản làm cho khối lượng trái hao hụt và hàm lượng Vit C trong quả bưởi thay đổi khá lớn ở từng đợt theo dõi (30 ngày) thể hiện rõ ràng qua Hình 3.36 và Hình 3.38. Trong khi đó, độ Brix có hướng tăng theo thời gian tuy có sự chênh lệch nhưng không lớn (Hình 3.39).
Từ kết quả thu được (Bảng 3.10) cho thấy OCTS/nAg có tác dụng hạn chế sự biến đổi chất lượng bưởi da xanh trong thời gian bảo quản (p < 0,05). Qua phân tích và xử lý thống kê chúng tôi chọn nồng độ OCTS 0,5%/nAg 5 ppm là thích hợp nhất dùng bảo quản bưởi da xanh trong thời gian 3 tháng mà giá trị dinh dưỡng bên trong và chất lượng cảm quan vẫn giữ được so với nguyên liệu ban đầu.
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 OCTS 0,45%/ nAg 4,5 ppm OCTS 0,5%/ nAg 5 ppm OCTS 0,55%/ nAg 5,5 ppm CTS 1% OCTS 1% ĐC Nghiệm thức HHKL , %
Sau 1 tháng Sau 2 tháng sau 3 tháng
Hình 3.36. Đồ thị biểu diễn HHKL của bưởi theo thời gian bảo quản.
0 2 4 6 8 10 12 14 OCTS 0,45%/ nAg 4,5 ppm OCTS 0,5%/ nAg 5 ppm OCTS 0,55%/ nAg 5,5 ppm CTS 1% OCTS 1% ĐC Nghiệm thức Độ B ri x, %
Ban đầu Sau 1 tháng Sau 2 tháng Sau 3 tháng
Hình 3.37. Đồ thị biểu diễn độ Brix của bưởi theo thời gian bảo quản.
36 36 37 37 38 38 39 39 40 OCTS 0,45%/ nAg 4,5 ppm OCTS 0,5%/ nAg 5 ppm OCTS 0,55%/ nAg 5,5 ppm CTS 1% OCTS 1% ĐC Nghiệm thức V it C , m g/ 100 g
Ban đầu Sau 1 tháng Sau 2 tháng Sau 3 tháng
Hình 3.39. Bưởi sau thời gian 2 tháng bảo quản.
a) CTS 1%; b) OCTS 0,5%/nAg 5 ppm; c) OCTS 0,55%/nAg 5,5 ppm Quy trình bảo quản bưởi da xanh:
Qua kết quả thử nghiệm bảo quản bưởi da xanh bằng OCTS/nAg, đề tài rút ra được quy trình bảo quản bưởi được trình bày theo Hình 3.40.
Hình 3.40. Quy trình bảo quản bưởi bằng OCTS/nAg.
b) a)
OCTS 5%/nAg 50 ppm
Dung dịch
OCTS 0,5%/nAg 5 ppm
Nhúng bưởi lần 1 vào dung dịch OCTS/nAg trong 2 phút
Nhúng bưởi lần 1 vào dung dịch OCTS/nAg trong 2 phút
Lưu giữ trong thùng carton nơi thoáng mát
Pha loãng (1/10)
Để yên bên ngoài 15 phút
Để yên bên ngoài 60 phút
c) a)
3.7. Tính toán giá thành sản phẩm và hiệu quả kinh tế
Qua quy trình công nghệ chế tạo OCTS/nAg, chi phí nguyên liệu và công lao động, chúng tôi tính toán được giá thành 1 lít OCTS/nAg thể hiện qua Bảng 3.12.
Bảng 3.12. Chi phí sản xuất 10 lít chế phẩm OCTS 5%/nAg 50 ppm
STT Nội dung Đơn vị tính Số lượng Đơn giá (vnđ)
Chi phí (vnđ)
I Tổng chi phí cho sản xuất 250.000
1 Nguyên liệu chính
1.1 OCTS kg 0,5 300.000 150.000
1.2 nAg (500 ppm) lit 1 40.000 40.000
2 Nguyên vật liệu phụ 5.000
3 Năng lượng điện nước 5.000
4 Công lao động và chi phí khác 50.000
II Để sản xuất khối lượng sản phẩm 10 lít
III Giá thành 1 đơn vị sản phẩm 25.000
Bảng 3.13. So sánh hiệu quả kinh tế
STT Nội dung Giá thành 1 lít chế phẩm sử dụng (VNĐ) OCTS 0,5%/nAg 5 ppm OCTS 1% CTS 1%
1 Nguyên liệu chính 1.900 3.000 2.500
2 Chi phí khác 600 - -
Tổng 2.500 3.000 2.500
Qua Bảng 3.12, thì giá thành sản xuất 1 lít chế phẩm OCTS 5%/nAg 50 ppm là 25.000 VNĐ và khi pha loãng ở nồng độ sử dụng bằng 10% của chế phẩm ban đầu (tương đương OCTS 0,5%/nAg 5 ppm) thì giá thành 1 lít chế phẩm OCTS/nAg sử dụng là 2.500 VNĐ, trong khi đó giá thành sử dụng OCTS 1% là 3.000 VNĐ/lít và CTS 1% là 2.500 VNĐ/lít chưa tính chi phí khác như công lao động, năng lượng điện nước (Bảng 3.13). Theo tính toán thì 1 lít chế phẩm OCTS/nAg (đã pha ở nồng độ sử dụng là OCTS 0,5%/nAg 5 ppm) bảo quản được khoảng 20 trái bưởi da xanh có khối lượng trung bình từ 1,4 – 1,6 kg/trái, vậy chi phí bảo quản trái bưởi da xanh
khoảng 150 VNĐ/trái trong thời gian 3 tháng là rất thấp so với giá bán bưởi da xanh hiện nay dao động từ 30.000 – 35.000 VNĐ/kg. Qua phân tích, cho thấy rõ hiệu quả sử dụng và hiệu quả kinh tế khi sử dụng chế phẩm bảo quản OCTS/nAg rất khả quan và có thể triển khai ứng dụng rộng rãi.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
KẾT LUẬN
Đề tài đã hoàn thành được các mục tiêu, nội dung đề ra và đạt được một số kết quả như sau:
- Đã nghiên cứu cắt mạch chitosan ở nhiệt độ phòng tạo thành oligochitosan có MW nằm trong khoảng 50 – 70 kDa sử dụng tác nhân H2O2 6% và tPƯ = 10 giờ.
- Đã chế tạo dung dịch tạo màng OCTS/nAg có COCTS là 5% và CnAg là 50 ppm. Dung dịch OCTS/nAg có khả năng ổn định ở pH = 6 – 7 và hầu như không có biến đổi sau 6 tháng lưu giữ (không pha loãng).
- Đã thí nghiệm khảo sát hiệu lực ức chế và kháng nấm của OCTS/nAg với hai loại nấm Phytophthora và Colletotrichum gây bệnh hại trên cây ăn trái sau thu hoạch, OCTS/nAg ở độ pha loãng 10 lần (OCTS 0,5%/nAg 5 ppm) có hiệu lực rất tốt. IC50 = OCTS 0,31%/nAg 3,1 ppm.
- Đã thử nghiệm bảo quản bưởi da xanh bằng dung dịch OCTS/nAg. Sử dụng OCTS/nAg nồng độ 10% (OCTS 0,5%/nAg 5 ppm) là thích hợp nhất để bảo quản bưởi da xanh trong thời gian 3 tháng mà vẫn giữ được độ tươi bên ngoài và giá trị dinh dưỡng bên trong như nguyên liệu ban đầu.
ĐỀ NGHỊ
Để kết quả nghiên cứu có hướng triển khai ứng dụng vào thực tiễn, đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn cho ngành chế biến và bảo quản nông sản STH, đề nghị:
- Cần phổ biến rộng rãi quy trình kỹ thuật sử dụng OCTS/nAg trong bảo quản sau thu hoạch, nâng cao chất lượng và giá thành sản phẩm nông sản.
- Nghiên cứu, khảo sát hiệu lực bảo quản của OCTS/nAg trên loại nông sản khác như: Rau màu, hoa xuất khẩu, trái cây khác như: thanh long, cam, măng cụt…
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bùi Duy Du, Đặng Văn Phú, Nguyễn Triệu, Võ Thị Kim Lăng và Nguyễn Quốc Hiến, 2010. Synthesis and antimicrobial effects of colloidal silver nanoparticles in chitosan by γ–irradiation, J. Experimental Nanoscience 5 (2): 169 – 179.
2. Bùi Duy Du, 2009. Điều chế keo Ag nano bằng chiếu xạCo-60 ứng dụng trong nông nghiệp và y dược. Luận án Tiến sĩ hóa học, ĐH KHTN-ĐHQGHN, Việt Nam.
3. Bùi Duy Du, Đặng Văn Phú, Nguyễn Triệu và Nguyễn Quốc Hiến, 2007. Nghiên cứu chế tạo nano bạc bằng phương pháp chiếu xạ, Tạp chí Hóa học & Ứng dụng 3 (63): 40 – 43.