Từ cuối thập niên 60 cảu thế kỷ trước, các túi chất dẻo như polyetylen (PE), polyvinyl clorua (PVC), butadien styren (BS) được dùng để đựng và bảo quản rau quả tươi. Trong túi khí, không khí bị thay đổi do hô hấp của rau quả chứa đựng trong đó. Vì thế gọi là không khí cải biến (Modified Atmosphere Packaging).
Cải biến không khí là việc thực hành thay đổi các thành phần của baadu không khí nội bộ của một gói (thường được bao thực phẩm, thuốc,…) để kéo dài thời gian bảo quản. Qúa trình cải biến thường cố gắng làm giảm lượng oxy (O2), dao động từ 0% đến 20.9%, để làm chậm sự phát triển của sinh vật hiếu khí và tốc độ của phản ứng oxy hóa. Loại bỏ oxy có thể được thay thế bằng nitơ (N2), thường được công nhận là một khí trơ, hoặc carbondioxide (CO2), có thể làm giảm độ pH hoặc ức chế sự phát triển của vi khuẩn.
Bao bì cải biến không khí (MAP) là một kỹ thuật được sử dụng để kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm tươi sống hoặc đã qua sơ chế. Trong kỹ thuật bảo quản này, không khí xung quanh thực phẩm trong các gói sẽ bị thay đổi thành phần. Bằng cách này, trạng thái tươi ban đầu của sản phẩm có thể được kéo dài. Nhờ vậy tưởi thọ của sản phẩm dễ hỏng, trái cây và rau quả sẽ được kéo dài vì MAP làm chậm sự thoái hóa tự nhiên của sản phẩm. MAP được sử dụng với các loại hình khác nhau trong sản phẩm, hỗn hợp khí trong các gói phụ thuộc vào loại sản phẩm, vật liệu bao bì và nhiệt độ bảo quản. Tuy nhiên, trái cây và rau quả là những sản phẩm hô hấp, mà sự tương tác của vật liệu đóng gói với các sản phẩm là rất quan trọng. Nếu tính thấm (O2 và CO2) của màng đóng gói phù hợp với sự hô hấp của sản phẩm thì một bầu không khí biến đổi cân bằng sẽ được thành lập trong gói và tuổi thọ của sản phẩm sẽ tăng.
(Nguồn: http://en.wikipedia.org/wiki/Modified_atmosphere)
Tùy theo lượng chiếm chỗ của rau quả, giống, loại, độ chín của rau quả, nhiệt độ của môi trường và độ thấm khí của túi mà sự hô hấp, sự bốc hơi cũng như thời hạn tồn trữ của rau quả tươi khác nhau.
Tính thẩm thấu của các màng chất dẻo khác nhau. Màng PE cho O2 và dầu mỡ thấm qua. Mức độ thấm oxy còn tùy thuộc độ dày của màng. Màng PVC không cho hơi nước, không khí, mỡ và nước muối đi qua. Màng celophan (còn gọi là giấy bóng
kính, là cellulose cải biến) cho tia cực tím đi qua dễ dàng, ít chi oxy, CO2, dầu mỡ và tinh dầu đi qua nhưng lại hút ẩm cho hơi ẩm đi qau.
Sử dụng túi chất dẻo để tồn trữ được áp dụng đầu tiên với quả có múi, sau đó là chuối dâu tây, cà chua.
Cùng với dạng tồn trữ trong túi chất dẻo là dùng màng sáp để bọc rau quả. Màng sáp cần phải tạo các lỗ hở li ti để có thể trao đổi khí ở mức độ cần thiết. Màng sáp gồm chất tạo màng, chất diệt nấm và các chất phụ.
Người ta còn dùng các dạng sáp là chế phẩm của este saccharose và acid béo pha với cacboximetylsitosan (CMS) hay cacboximetylcellulose (CMC) với các tên thương mại là Prolong, Semperfresh. Khi dùng sáp Semperfresh ở nồng độ dung dịch 2,5 -3% thì chuối chín sau 11 ngày (đối chứng 6 ngày) ở 25oC, độ ẩm 70%, hao hụt 14,3 – 14,5%. Nếu nồng độ 6% và tồn trữ ở 25oC, độ ẩm 90% thì sau 12 ngày chuối vẫn xanh và hao hụt chỉ 8,2%.
Một màng sáp có tên Protexan cũng được dùng. Đó là một dung dịch không màu, không mùi vị và không ảnh hưởng đến sức khỏe, dùng để bảo quản táo. Sau khi nhúng quả vào dung dịch này và trải ra ngoài, một màng mỏng bảo vệ quanh quả được tạo ra sau khi dung môi bay hơi. Ngoài việc dùng để bảo quản táo, có thể dùng nó cho các rau quả khác trong hoàn cảnh không có kho tồn trữ lạnh.
CHƯƠNG III: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Phương tiện thí nghiệm
3.1.1 Địa điểm tiến hành thí nghiệm
Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm thuộc bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, khoa Nông Nghiệp & SHƯD, trường Đại Học Cần Thơ.
3.1.2 Thời gian thực hiện
Đề tài được thực hiện từ ngày 12/08/2013 đến ngày 15/11/2013.
3.1.3 Thiết bị và dụng cụ
Rỗ nhựa
Chiết quang kế (0 – 320Bx) có độ chính xác là 0,10Bx Cân điện tử có độ chính xác là 0,01g và 0,0001g
Máy đo độ cứng (Hardness Tester) có độ chính xác là 0,1 kgf Kho lạnh
3.1.4 Nguyên liệu và hóa chất
Chuối già
Chitosan, acid acetic, NaOH 0,1N
3.2 Phương pháp thí nghiệm 3.2.1 Phương pháp phân tích 3.2.1 Phương pháp phân tích
Xác định hàm lượng chất khô hòa tan bằng chiết quang kế. Xác định sự biến đổi khối lượng bằng cân phân tích. Xác định sự biến đổi màu bằng phần mềm đo màu. Xác định sự thay đổi cấu trúc bằng máy đo độ cứng.
3.2.2 Phương pháp thu thập số liệu
Phân tích phương sai (ANOVA) để kết luận sự sai khác giữa trung bình các nghiệm thức. Số liệu thu thập và xử lý bằng phần mềm Stargraphic 15.
3.2.3 Nội dung thí nghiệm
3.2.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ bao màng chitosan đến thời gian bảo quản chuối ở nhiệt độ thường (300C).
* Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 1 nhân tố, 3 lần lập lại.
Nhân tố A: Nồng độ chitosan.
A0: Mẫu đối chứng không nhúng dung dịch.
A1: Mẫu đối chứng nhúng trong dung dịch acid axetic 0,5%. A2: Mẫu nhúng trong dung dịch chitosan 0,5%.
A3: Mẫu nhúng trong dung dịch chitosan 1%. A4: Mẫu nhúng trong dung dịch chitosan 1,5%. - Sơ đồ bố trí thí nghiệm: Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 Số nghiệm thức: 5. Lặp lại 3 lần. Tổng đơn vị thí nghiệm: 5 * 3 = 15. - Tiến hành thí nghiệm: Chuối Xử lý Bao màng Bảo quản A3 A4 A2 A0 A1
Chuẩn bị dung dịch bao màng: hòa tan chitosan ở các nồng độ 0,5%, 1% và 1,5% trong dung dịch acid axetic 0,5%, khuấy đều đến khi dung dịch đồng nhất.
Nguyên liệu: Chuối được lựa chọn đồng đều về kích thước và độ chín thu hái. Chọn độ chín thu hái là chuối đã già đang chuyển sang giai đoạn chín (độ chín I), các gờ trên chuối không còn cạnh nữa, trái chuối tròn lại.
Chuối sau khi đã được xử lý (loại bỏ những quả hư, rạn nứt hoặc bị khuyết tật về hình dạng, màu sắc... Sau đó dùng khăn lau sạch). Dung dịch chitosan được phun lên bề mặt chuối, tạo một lớp màng mỏng và đều trên vỏ trái, để khô tự nhiên, bảo quản ở nhiệt độ thường (300C). Kết quả phân tích sẽ được ghi nhận sau mỗi 3 ngày (bảo quản đến độ chín VII).
Ghi nhận kết quả:
- Sự thay đổi khối lượng. - Hàm lượng chất khô hòa tan. - Sự thay đổi màu.
- Sự biến đổi cấu trúc trái.
3.2.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ bao màng chitosan đến thời gian bảo quản chuối ở nhiệt độ thấp (12 – 140C).
* Mục đích: Tìm nồng độ chitosan thích hợp để bảo quản chuối ở nhiệt độ thấp (12 – 140C).
* Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 1 nhân tố, 3 lần lập lại.
Nhân tố A: Nồng độ chitosan.
A0: Mẫu đối chứng không nhúng dung dịch.
A1: Mẫu đối chứng nhúng trong dung dịch acid axetic 0,5%. A2: Mẫu nhúng trong dung dịch chitosan 0,5%.
A3: Mẫu nhúng trong dung dịch chitosan 1%. A4: Mẫu nhúng trong dung dịch chitosan 1,5%. - Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 Số nghiệm thức: 5. Lặp lại 3 lần. Tổng đơn vị thí nghiệm: 5 * 3 = 15. - Tiến hành thí nghiệm:
Chuẩn bị dung dịch bao màng: hòa tan chitosan ở các nồng độ 0,5%, 1% và 1,5% trong dung dịch acid axetic 0,5%, khuấy đều đến khi dung dịch đồng nhất.
Nguyên liệu: Chuối được lựa chọn đồng đều về kích thước và độ chín thu hái. Chọn độ chín thu hái là chuối đã già đang chuyển sang giai đoạn chín (độ chín I), các gờ trên chuối không còn cạnh nữa, trái chuối tròn lại.
Chuối sau khi đã được xử lý (loại bỏ những quả hư, rạn nứt hoặc bị khuyết tật về hình dạng, màu sắc... Sau đó dùng khăn lau sạch). Dung dịch chitosan được phun lên bề mặt chuối, tạo một lớp màng mỏng và đều trên vỏ trái, để khô tự nhiên, bảo
Chuối Xử lý Bao màng Bảo quản A3 A4 A2 A0 A1
quản ở nhiệt độ thấp (12 – 140C). Kết quả phân tích sẽ được ghi nhận sau mỗi 3 ngày (bảo quản đến độ chín VII).
Ghi nhận kết quả:
- Sự thay đổi khối lượng. - Hàm lượng chất khô hòa tan. - Sự thay đổi màu.
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ bao màng chitosan đến thời gian bảo quản chuối ở nhiệt độ thường (300C). chuối ở nhiệt độ thường (300C).
4.1.1 Khảo sát sự hao hụt khối lượng trong quá trình bảo quản
Hình 4.1 Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến sự giảm khối của quả theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ thường (300C)
Trong quá trình bảo quản thì khối lượng sẽ bị hao hụt đáng kể. Khi chuối chín thì hàm lượng nước trong chuối giảm xuống, nước hao hụt trong quá trình hô hấp. Qua đồ thị ta thấy được hao hụt khối lượng ngày càng tăng theo thời gian bảo quản. Mẫu đối chứng hao hụt khối lượng tăng nhanh ( từ 0 lên 5,59% trong 9 ngày bảo quản). Các mẫu bảo quản bằng chitosan có hao hụt khối lượng thấp hơn. Trong đó, mẫu bảo quản bằng chitosan 1% có thời gian bảo quản kéo dài hơn cả ( từ 0 lên 8,46% trong 18 ngày bảo quản). Nguyên nhân là do các mẫu xử lý chitosan tạo ra lớp màng dày ngăn cản sự thoát hơi nước của chuối nên khối lượng giảm ít hơn.
4.1.2 Sự biến đổi hàm lượng chất khô trong quá trình bảo quản
Trong quá trình bảo quản thì quả xảy ra quá trình chín làm tăng hàm lượng chất khô do trong quá trình chín xảy ra các quá trình thủy phân tạo ra một lượng đường lớn trong thành phần của quả, chính vì vậy hàm lượng chất khô trong quả chín được tăng lên đáng kể. Ngoài ra hàm lượng nước trong quả cũng tham gia vào quá trình hô hấp. Vậy trong quá trình chín quả thì hàm lượng chất khô tăng.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 3 6 9 12 15 18 20
Thời gian (ngày)
H a o hụ t k hố i lư ợ ng ( % ) A0 A1 A2 A3 A4
Hình 4.2 Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến hàm lượng chất khô hòa tan theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ thường (300C)
Dựa vào đồ thị ta thấy, mẫu đối chứng và mẫu đối chứng acid có hàm lượng chất khô tăng nhanh (tăng từ 4oBx đến 22oBx trong 9 ngày bảo quản). Mẫu chitosan 1% có hàm lượng chất khô tăng chậm nhất (tăng từ 4oBx đến 23oBx trong 18 ngày bảo quản), tiếp đó là mẫu chitosan 0,5 và 1%. Do màng bao chitosan có thể hạn chế quá trình hô hấp, kéo dài thời gian bảo quản. Tuy nhiên, do màng chitosan dày hơn nên khi kéo dài thời gian bảo quản thì chuối sẽ bị úng, thối vì vậy mà mẫu chitosan 1,5% có thời hạn bảo quản ngắn.
Vậy ta quan sát thấy mẫu chitosan 1% có hàm lượng chất khô tăng chậm và thời gian bảo quản dài hơn.
4.1.3 Sự biến đổi độ cứng trong quá trình bảo quản
0 5 10 15 20 25 0 3 6 9 12 15 18 20
Thời gian (ngày)
N ồn g độ c hấ t k hô ( B x ) A0 A1 A2 A3 A4
Hình 4.3 Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến độ cứng của quả theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ thường (300C)
Độ cứng của chuối thay đổi là do 2 nguyên nhân chính: sự mất nước và sự biến đổi thành phần hóa học (protopectin chuyển thành pectin, tinh bột chuyển thành đường) làm cho cấu trúc quả bị mềm. Thời gian bảo quản càng lâu thì độ cứng càng giảm. Mẫu đối chứng có độ cứng giảm rất nhanh trong 9 ngày bảo quản ( từ 7.64 đến 0.56 kg/cm2). Mẫu xử lý chitosan ở nồng độ 1% cấu trúc chuối được giữ tốt trong suốt thời gian bảo quản ( từ 7.64 đến 0.5 kg/cm2 trong 18 ngày) do sự mất nước ở mẫu này diễn ra một cách từ từ đồng thời sự hô hấp diễn ra yếu nên cấu trúc thay đổi một cách từ từ.
4.1.4 Sự biến đổi màu sắc trong quá trình bảo quản
Màu sắc là một trong những chỉ tiêu đánh giá mức độ tươi tốt của chuối trong quá trình tồn trữ. Nhìn chung màu sắc của chuối đều biến đổi từ màu xanh lá sang màu vàng do quá trình phân hủy của chlorophyll dưới tác dụng của các acid hữu cơ, sự oxy hóa và do enzyme chlorophyllase đồng thời kèm theo sự xuất hiện của carotenoid.
Màu sắc của quả được khảo sát thông qua sự thay đổi về các giá trị màu (L, a, b) trong suốt quá trình bảo quản:
L: biểu thị cho sự tương phản trắng đen của mẫu, có giá trị từ 0 – 100. a: biểu thị cho màu xanh nước biển tới đỏ, có giá trị từ -60 – 60. b: biểu thị cho màu xanh da trời tới màu vàng, có giá trị từ -60 – 60.
Tốc độ biến đổi các thành phần hóa học, trong đó có biến đổi về màu sắc tỷ lệ thuận với cường độ hô hấp.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 3 6 9 12 15 18 20
Thời gian (ngày)
Đ ộ c ứ ng ( k g/ c m 2 ) A0 A1 A2 A3 A4
Bảng 4.1 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến màu sắc chuối ở nhiệt độ thường ( 300C)
(Các chữ số a, b, c… thể hiện sự khác biệt thống kê ở mức ý nghĩa 5%)
Kết quả cho thấy, bao màng chitosan ở các nồng độ khác nhau có ảnh hưởng lên màu sắc trái và khác biệt ý nghĩa về mặt thống kê. Ở mẫu đối chứng, quả chuyển sang màu vàng nhanh nhất. Các mẫu bao màng chitosan giữ được màu xanh tốt, mẫu bao màng 1% là giữ được màu xanh tốt nhất. Điều này có thể giải thích là do mẫu được xử lý chitosan tạo ra được lớp màng nên khí O2 khó thấm vào làm chậm quá trình oxy hóa của chlorophyll, bên cạnh đó cũng cản trở khí CO2 thoát ra nên nồng độ CO2 cao sẽ ức chế ethylen sinh ra, làm chậm quá trình chín.
Nhận xét: khi bảo quản ở nhiệt độ thường, mẫu chuối được xử lý chitosan ở nồng độ 1% cho thời gian bảo quản lâu nhất (18 ngày bảo quản).
4.2 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ bao màng chitosan đến thời gian bảo quản chuối ở nhiệt độ lạnh (12 – 140C) chuối ở nhiệt độ lạnh (12 – 140C)
4.2.1 Khảo sát sự hao hụt khối lượng trong quá trình bảo quản
Nồng độ chitosan Màu sắc L A B A0 50,06bc -12,67bc 40,83b A1 51,35c -9,3c 42,25b A2 46,38ab -19,2ab 37,5ab A3 44,21a -21,71a 34,25a A4 45,67ab -20,67a 37,17ab
Hình 4.4 Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến sự giảm khối của quả trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ lạnh ( 12 – 140C)
Thời gian bảo quản càng dài thì khối lượng mất đi càng nhiều.
Ở cùng một thời điểm mẫu bảo quản lạnh mất ít khối lượng hơn mẫu bảo quản thường ở tất cả các nồng độ. Điều này chứng tỏ hiệu quả của bảo quản lạnh tới độ hao hụt khối lượng, do trong điều kiện bảo quản lạnh của thí nghiệm có độ ẩm không khí lạnh lớn hơn nên chênh lệch độ ẩm giữa quả và môi trường ngoài ít đi và động lực bay hơi nước giảm đi.
Tại cùng một thời điểm bảo quản khối lượng bị mất đi tỉ lệ nghịch với nồng độ chitosan là do màng chitosan ngăn cản sự bay hơi và hạn chế một phần hô hấp. Trong 18 ngày bảo quản mẫu đối chứng mất đi 7.81% khối lượng ban đầu trong khi đó mẫu bảo quản bằng chitosan 0.5 và 1.5% mất đi khoảng 9.45% trong 27 ngày bảo quản, mẫu 1% giữ được chất lượng lâu nhất ( mất đi 9.72% khối lượng trong 30 ngày bảo quản).
4.2.2 Sự biến đổi hàm lượng chất khô trong quá trình bảo quản
0 2 4 6