2.7.1 Ứng dụng của màng ăn được
Hầu hết các chất sáp tự nhiên trên bề mặt vỏ trái đều mất đi trong quá trình rửa. Vì thế, nhiều loại màng sáp và màng ăn được được dùng để cải thiện những đặc điểm bên ngoài như độ sáng bóng và màu sắc của trái, đồng thời nâng cao sự ưa chuộng của người tiêu dùng.
- Cải thiện những đặc điểm bên ngoài: trái được bao màng sẽ bóng hơn và màu sắc sáng đẹp hơn.
- Giảm mất ẩm: bao phủ lớp sáp sẽ bít kín những lỗ khí khẩu trên lớp biểu bì của vỏ nên làm giảm đáng kể sự mất hơi nước.
- Giảm tổn thất kinh tế: nước là thành phần chính của trái. Người nông dân thường bán sản phẩm dựa trên khối lượng của trái, giảm khối lượng sẽ giảm giá bán. Bao màng giúp hạn chế sự mất nước, do đó hạn chế tổn thất lợi nhuận.
- Giảm hư hỏng sau thu hoạch: bao màng tạo nên hàng rào bảo vệ chống lại sự xâm nhập của nấm và vi khuẩn vào trong sản phẩm. Những vi sinh vật gây bệnh thường cần một lớp màng ẩm tự do trên bề mặt sản phẩm để phát triển, phủ màng sẽ tạo bề mặt kỵ nước nên ức chế sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật.
- Kéo dài hoạt động sống sau thu hoạch: trái là những tế bào sống vẫn tiếp tục hô hấp sau khi thu hoạch, lớp màng bao phủ bên ngoài sẽ tạo ra môi trường khí quyển điều chỉnh bên trong sản phẩm, ở đó hàm lượng khí oxy giảm và hàm lượng cacbonic tăng lên. Điều này làm giảm cường độ hô hấp của trái và kéo dài thời gian bảo quản.
2.7.2 Màng chitosan
Trong các loại màng ăn được thì chitosan là loại màng được áp dụng phổ biến trong bảo quản các loại trái cây vì nó được trích ly từ các nguồn nguyên liệu thực phẩm, không gây độc hại cho người tiêu dùng.
Chitosan là một polysaccharide có hoạt tính sinh học cao, được chiết xuất từ chitin (có nhiều trong vỏ tôm, cua). Chitin sau khi chiết tách được diacetyl hóa với kiềm sẽ tạo thành chitosan.
Chitosan có cấu tạo từ β 1,4–2 amino–2 deoxy–D glucosamin, có công thức phân tử là (C6H11O4N)n, phân tử lượng là (161)n.
Hình 2.3:Công thức cấu tạo của chitosan
Chitosan có những tính chất sau:
Là chất rắn, xốp, nhẹ, có dạng bột hoặc hình vảy, có màu trắng hay vàng nhạt, không mùi, không vị, không tan được trong nước và rượu, tan trong dung dịch acid loãng (acid acetic, acid lactic, acid propionic,…) tạo thành dung dịch không màu, sánh, nhớt.
Có tính kháng khuẩn cao và kháng nấm đặc hiệu.
Đặc tính cation của chitosan được kết hợp là do sự thuận lợi của nó làm ảnh hưởng tĩnh điện trên các ion, tạo liên kết bền vững. Vì thế, nó có khả năng bám dính tốt trên bề mặt trái.
Ngoài ra, chitosan còn có ưu điểm là độc tính thấp (LD50 = 16g/kg thể trọng) nên có khả năng hòa hợp sinh học với cơ thể và phân hủy trong cơ thể.
Hai chỉ số quan trọng của chitosan là:
Mức độ diacetyl hóa (DD): là độ chuyển hóa chitin thành chitosan. Thông thường, mức độ diacetyl hóa đạt khoảng 85 ÷ 95%.
Khối lượng phân tử trung bình (MW): được xác định qua độ nhớt của dung dịch chitosan và có giá trị biến đổi từ 100000 ÷ 200000 Dalton tùy theo từng loại chitosan.
2.7.3 Bao bì polyethylene (PE)
Là loại bao bì được sử dụng phổ biến trong thực phẩm. Một số tính chất của bao bì PE:
Trọng lượng nhẹ, mềm, không bể.
Trong, vì vậy có thể quan sát được sản phẩm bên trong. Trơ về mặt hóa học.
Không thấm nước. Chịu được nhiệt độ thấp.
Có tính thấm khí oxy, carbonic (Bùi Hữu Thuận, Phan Thị Thanh Quế).
2.8 Một số nghiên cứu trước đây trong bảo quản cam
Đã có nhiều kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước tiến hành để bảo quản cam như: - Bảo quản cam Valencia bằng màng sáp candelilla kết hợp với bao bì PE, tồn trữ ở nhiệt độ 15 ÷ 25°C vẫn giữ được hương vị tốt sau 9 ÷ 16 ngày bảo quản (Robert D.Hagenmaier, 2000).
- Bảo quản cam Olinda ở nhiệt độ ấm (15°C) và nhiệt độ tổn thương lạnh (3°C) (M. Sichirra, E. Cohen, 1998).
- Xử lý cam bằng cách ngâm trong nước nóng có nhiệt độ 56°C trong 20 giây có thể ức chế sự phát triển của Penicilium digitacum, làm giảm hư hỏng đồng thời không ảnh hưởng đến phẩm chất của trái (Ron Porat, Avinoam Daus, Samir Droby, 1999).
- Bảo quản cam sành ở nhiệt độ 4 ÷ 6°C sau 48 ngày cam vẫn còn giữ được màu xanh và cảm quan bên ngoài, ít hao hụt khối lượng và biến đổi chất lượng (Nguyễn Văn Mười, Châu Trần Diễm Ái, Nguyễn Nhật Minh Phương, 2005).
- Nồng độ kali sorbate 4 ÷ 6% có khả năng ức chế hoàn toàn các giống nấm mốc hiện diện trên cam, đồng thời khi kết hợp bao màng chitosan 1% để bảo quản có tác dụng giữ tươi nguyên liệu gần như ban đầu, giảm tỷ lệ tổn thất chỉ còn 4% sau một tháng bảo quản (Nguyễn Văn Mười, Đỗ Thị Tuyết Nhung, Lâm Văn Mềnh, 2005).
CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Phương tiện
3.1.1 Thời gian – Địa điểm
Quá trình thí nghiệm được tiến hành, thu thập và xử lý số liệu tại Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ. Thời gian nghiên cứu: từ 26/2/2007 đến 18/5/2007.
3.1.2 Nguyên liệu
Nguyên liệu: cam mật tươi được mua ở Châu Thành, Hậu Giang. Bao bì: Polyethylene (PE)
3.1.3 Hoá chất sử dụng
- Acid acetic - Kali sorbate - KMnO4 - Chitosan
- Một số hóa chất khác phục vụ cho quá trình phân tích các chỉ tiêu.
3.1.4 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm
Máy ghép mí. Chiết quang kế. Cân phân tích. Máy đo màu. Dụng cụ thủy tinh.
3.2 Phương pháp thí nghiệm
3.2.1 Bố trí thí nghiệm
Đề tài tiến hành thí nghiệm dựa trên những nghiệm thức tốt nhất của các kết quả được nghiên cứu trước.
Nguyên liệu cam mật được lựa chọn theo tiêu chuẩn sau:
- Da có màu xanh, bề mặt nhẵn bóng.
- Trái tương đối đồng đều về kích cỡ, độ chín.
- Trái không bị khuyết tật, sâu bệnh hay bị tổn thương cơ học. Thí nghiệm được thực hiện gồm 4 nhân tố:
- Nhân tố A: xử lý hóa chất + A1: không xử lý hóa chất. + A2: xử lý với kali sorbate 5%. + A3: xử lý với KMnO4 0,5%. - Nhân tố B: bao màng chitosan 1% + B1: chitosan phân tử lượng thấp. + B2: chitosan phân tử lượng cao.
- Nhân tố C: bao gói PE với độ dày 30 µm + C1: không đục lỗ.
+ C2: đục lỗ với tỷ lệ đục lỗ 0,5% và đường kính mỗi lỗ 5mm. - Nhân tố D: nhiệt độ bảo quản
+ D1: bảo quản ở nhiệt độ 28 ÷ 30°C. + D2: bảo quản ở nhiệt độ 10 ÷ 12°C.
Hình 3.1: Sơđồ bố trí thí nghiệm
Nguyên liệu cam tươi sau khi lựa chọn xong, dùng vải mềm để lau sạch bụi đất để làm sạch và bóng đẹp bề mặt trái. Tránh thao tác mạnh tay dễ làm vỡ các túi tinh dầu trong lớp vỏ và tróc lớp sáp trên bề mặt.
Kiểm tra các chỉ tiêu phân tích Cam tươi Xử lý sơ bộ Xử lý KMnO4 0,5% Không xử lý hóa chất Xử lý kali sorbate 5% Bao màng chitosan 1%
Bao gói PE không đục lỗ Bao gói PE đục lỗ 0,5% Bảo quản 10 ÷ 12°C 28 ÷ 30°C Để ráo Chitosan phân tử lượng thấp Chitosan phân tử lượng cao
Cam sau khi xử lý sơ bộ sẽ được xử lý hóa chất với KMnO4 và kali sorbate. Để ráo rồi tiến hành bao màng chitosan 1% đã được chuẩn bị sẵn, sau đó làm khô lớp màng rồi cho vào bao PE, hàn kín miệng túi rồi đem bảo quản ở 2 mức nhiệt độ tồn trữ. Khảo sát sự thay đổi bên ngoài (tổn thất khối lượng, màu sắc, cảm quan) và sự thay đổi chất lượng của cam (hàm lượng chất khô hòa tan, vitamin C) theo thời gian.
Chuẩn bị màng bao:
Hình 3.2: Sơđồ chuẩn bị màng và nhúng màng chitosan cho cam
Chitosan chỉ tan trong acid loãng nên acid acetic được hòa tan vào nước, sau đó cho chitosan vào khuấy từ từ đến khi tan hết. Tỷ lệ chitosan: acid acetic = 1:1. Sau đó, nhúng cam vào dung dịch để tạo màng trong thời gian 1 phút, khi nhúng dung dịch phải bao quanh trái.
3.2.3 Các chỉ tiêu phân tích
Các chỉ tiêu cần theo dõi và phương pháp phân tích được trình bày trong bảng sau:
Bảng 3.1: Các chỉ tiêu cần theo dõi trong quá trình bảo quản
STT Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp Thiết bị, dụng cụ
1 Sự tổn thất khối lượng tự nhiên
% Cân khối lượng Cân điện tử
2 Sự thay đổi màu sắc của vỏ và thịt quả
L, a, b Đo màu Máy đo màu
colorimeter 3 Sự thay đổi độ dày
của vỏ trái
mm Đo độ dày Thước kẹp
Chitosan 1% Nước, Acid acetic1 %
Khuấy
Nhúng màng cho cam Làm khô Bảo quản
4 Hàm lượng chất khô hòa tan
°Brix Đo Chiết quang kế
5 Hàm lượng vitamin C
mg/100g chất khô Chuẩn độ với 2,6- dichlorophenol- indophenol
Burette, dụng cụ thủy tinh
6 Chất lượng cảm quan Đánh giá cảm quan Các ký hiệu thường sử dụng trong luận văn:
K: không xử lý hóa chất. S: xử lý với kali sorbate 5%. M: xử lý với KMnO4 0,5%.
L: bao màng chitosan phân tử thấp. H: bao màng chitosan phân tử cao O: bao gói PE không đục lỗ. D: bao gói PE đục lỗ.
T: bảo quản ở nhiệt độ thường (28÷30°C). L: bảo quản ở nhiệt độ thấp (10÷12°C).
CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Sự tổn thất khối lượng tự nhiên trong quá trình bảo quản
Tổn thất khối lượng tự nhiên theo hóa chất khi bảo quản bao màng LW và bao bì không đục lỗ
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 0 2 4 6 8 10 Thời gian (tuần) T ổ n t h ấ t k h ố i l ư ợ n g (% ) KLOL SLOL MLOL
Tổn thất khối lượng tự nhiên theo hóa chất khi bảo quản bao màng HW và bao bì không đục lỗ
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 0 2 4 6 8 10 Thời gian (tuần) T ổ n t h ấ t k h ố i l ư ợ n g (% ) KHOL SHOL MHOL
Tổn thất khối lượng tự nhiên theo hóa chất khi bảo quản bao màng LW và bao bì đục lỗ 0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 10 12 Thời gian (tuần) T ổ n t h ấ t k h ố i l ư ợ n g (% ) KLDL SLDL MLDL
Tổn thất khối lượng tự nhiên theo hóa chất khi bảo quản bao màng HW và bao bì đục lỗ 0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 10 Thời gian (tuần) T ổ n t h ấ t k h ố i l ư ợ n g (% ) KHDL SHDL MHDL
Hình 4.1: Tổn thất khối lượng tự nhiên khi bảo quản ở nhiệt độ thấp (10 ÷ 12°C).
Tổn thất khối lượng theo hóa chất khi bảo quản bao màng LW và bao bì không đục lỗ 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 5 10 15 20 25 Thời gian (ngày) T ổ n t h ấ t k h ố i l ư ợ n g (% ) KLOT SLOT MLOT
Tổn thất khối lượng theo hóa chất khi bảo quản bao màng HW và bao bì không đục lỗ 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 0 5 10 15 20 25 Thời gian (ngày) T ổ n t h ấ t k h ố i l ư ợ n g (% ) KHOT SHOT MHOT
Tổn thất khối lượng theo hóa chất khi bảo quản bao màng LW và bao bì đục lỗ 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 25 Thời gian (ngày) T ổ n t h ấ t k h ố i l ư ợ n g (% ) KLDT SLDT MLDT
Tổn thất khối lượng theo hóa chất khi bảo quản bao màng HW và bao bì đục lỗ 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 25 Thời gian (ngày) T ổ n t h ấ t k h ố i l ư ợ n g (% ) KHDT SHDT MHDT
Kết quả thu nhận được cho thấy, các mẫu bảo quản đều giảm khối lượng. Sự hô hấp sẽ đưa đến sự hao hụt khối lượng tự nhiên và làm giảm giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị thương phẩm của trái trong quá trình tồn trữ.
Ở giai đoạn đầu của quá trình tồn trữ, nhìn chung các mẫu đều giảm khối lượng nhanh. Đó là do trái được đưa vào môi trường có hàm lượng O2 thấp hơn bình thường nên trái bị rối loạn sinh lý làm cho cường độ hô hấp gia tăng. Kết quả là khối lượng bị tổn hao đáng kể.
Ở giai đoạn sau, tổn hao khối lượng tự nhiên ít hơn. Đó là do trái đã ổn định với môi trường mới nên hoạt động sinh lý, sinh hóa ổn định. Tốc độ bay hơi nước không tăng mạnh là do khi hô hấp khí CO2 sinh ra được duy trì gần cân bằng với khí O2 nên cường độ hô hấp giảm, sự tiêu hao các chất khô ít hơn và sự hao hụt khối lượng cũng giảm hơn so với ban đầu.
Về cuối quá trình bảo quản, sự tổn thất khối lượng tự nhiên tăng lên cao là vì trái bị suy thoái, hô hấp tăng làm cho các chất nền bị tiêu hao. Đồng thời, hệ keo của tế bào bị lão hóa làm giảm tính háo nước nên tốc độ bay hơi nước tăng lên đáng kể. Kết quả là trái bị hao hụt khối lượng rất nhiều và hoạt động sống chậm lại (Nguyễn Minh Thủy, 2003).
Tổn thất khối lượng tự nhiên không khác nhau nhiều giữa các mẫu bao màng chitosan phân tử thấp và chitosan phân tử cao.
Ở mẫu bảo quản bằng phương pháp sử dụng bao bì PE đục lỗ, do trái tiếp xúc nhiều với O2 nên quá trình hô hấp mạnh, đồng thời trái còn tiếp xúc với không khí khô của môi trường tồn trữ làm tốc độ bay hơi nước mạnh dẫn đến hao hụt khối lượng cao hơn so với mẫu sử dụng bao bì không đục lỗ. Sau 2 tuần bảo quản ở nhiệt độ thấp, tổn thất khối lượng là 0,307% ở mẫu không đục lỗ và 3,86% đối với mẫu đục lỗ.
Với mẫu bảo quản trong bao bì không đục lỗ, vì tính thấm hơi nước của bao bì PE kém (Phan Thị Thanh Quế) và môi trường kín nên một phần hơi nước đọng lại trên bề mặt trái tạo môi trường ẩm cao. Đó là điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, thúc đẩy nhanh quá trình hư hỏng.
Tổn thất khối lượng tự nhiên của các mẫu bảo quản ở điều kiện nhiệt độ thường cao hơn so với các mẫu bảo quản ở nhiệt độ thấp. Sau 2 tuần bảo quản, đối với mẫu bảo quản trong bao bì không đục lỗ thì tổn thất khối lượng là 0,935% ở nhiệt độ thường và 0,36% ở nhiệt độ thấp; tương tự mẫu bảo quản trong bao bì đục lỗ thì tổn thất khối lượng là 7,661% ở nhiệt độ thường và 1,791% ở nhiệt độ thấp.
Ở nhiệt độ thấp, các mẫu có và không có xử lý hóa chất đều bảo quản được tốt đến tuần thứ 8 dù bao màng chitosan phân tử thấp hay phân tử cao và bảo quản trong bao
Ở nhiệt độ thường, các mẫu xử lý với KMnO4 bảo quản trong bao bì không đục lỗ bị mốc và thối sau 10 ngày đối với mẫu bao màng chitosan phân tử cao và 13 ngày đối với mẫu bao màng chitosan phân tử thấp. Ở bao bì có đục lỗ, mẫu bao chitosan phân tử thấp bị hư sau 17 ngày và mẫu bao chitosan phân tử cao bị hư sau 20 ngày bảo quản.
Các mẫu xử lý với kali sorbate trong bao bì không đục lỗ hay đục lỗ đều bảo quản được đến ngày thứ 22 đối với mẫu bao màng chitosan phân tử thấp và phân tử cao. Điều đó chứng tỏ kali sorbate có tác dụng bảo quản đối với nấm mốc tốt hơn so với KMnO4 (Lý Nguyễn Bình, 2005).
4.2 Sự thay đổi hàm lượng chất khô hòa tan (độ Brix)
Qua thời gian bảo quản cho thấy hàm lượng chất khô hòa tan có nhiều biến đổi, đó là do quá trình chuyển hóa của các chất trong hoạt động sống của trái sau thu hoạch. Tuy