Dựa vào chi phí nguyên liệu, chi phí hóa chất, chi phí bảo quản và tỉ lệ hư hỏng trong các phương pháp bảo quản để bước đầu đánh giá hiệu quả kinh tế.
PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 .Lựa chọn giống cà chua cho bảo quản
Qua khảo sát về các giống cà chua hiện nay có trên thị trường các tỉnh phía Bắc Việt Nam, tác giả đã lựa chọn giống cà chua hồng Đài Loan P375 do Xí Nghiệp Rau Quả - Viện Nông Nghiệp Công Nghệ Cao cung cấp vì giống này có những đặc điểm sau: Đang được trồng và sử dụng phổ biến nhất trên thị trường.
Cho chất lượng quả tốt và ổn định.
Quả đều rất thích hợp cho bảo quản cũng như cho quá trình cơ giới, tự động hóa nếu bảo quản ở quy mô lớn.
Kích thước quả phù hợp cho việc tạo màng bao chitosan. Mỗi quả có đường kính từ 4-5cm
Bề mặt quả nhẵn bóng và đều đẹp rất thích hợp cho việc ăn tươi. Quả chín đều.
3.2. Xác định độ chín thích hợp cho bảo quản
Tuỳ đặc trưng giống và điều kiện thời tiết, quả cà chua chín ở độ tuổi 30-35 ngày.Trong quá trình chín cà chua phải qua các thời kỳ sau đây:
-Thời kỳ quả xanh: Quả và hạt phát triển chưa hoàn chỉnh. Màu quả xanh hoàn toàn. Nếu thu hái quả ở thời kỳ này và thông qua các phương pháp thúc chín thì quả chín không bình thường, quả không có hương vị, không có màu sắc đặc trưng của giống nên không thích hợp cho việc thu hái và bảo quản.
-Thời kỳ chín xanh (Green): Chất keo bao quanh hạt được hình thành. Quả phát triển đầy đủ về kích thước, quả chưa có màu hồng hoặc màu vàng. Nếu đem thúc chín thì quả sẽ thể hiện màu sắc của giống. Do trong giai đoạn này khi trải qua quá trình chín quả sẽ chịu được nhiệt độ lạnh khác nhau nên không thích hợp cho bảo quản.
-Thời kỳ chín vàng (Breaker): Đỉnh quả xuất hiện màu vàng hoặc màu hồng với diện tích bề mặt chiếm khoảng 10%.
-Thời kỳ chuyển màu (Turning): Diện tích bề mặt từ 10-30% có màu vàng hoặc đỏ. - Thời kỳ chín hồng (Pink): 30-60% diện tích bề mặt quả có màu hồng nhạt hoặc màu vàng. Quả đạt độ chín cao nên đã trải qua các giai đoạn sinh lý quan trọng nên rất khó đánh giá hiệu quả của bảo quản thông qua các chỉ tiêu có liên quan tới các quá trình sinh lý như hô hấp, biến đổi màu sắc… Vì vậy dùng độ chín này để bảo quả trong thí nghiệm là không thích hợp.
- Thời kỳ quả hồng hoặc đỏ (Light Red): 60-90% diện tích bề mặt quả có màu vàng hoặc đỏ. Quả chín quá nên không thể phân tích được hiệu quả bảo quản.
- Thời kỳ quả chín đỏ (Red): Trên 90% diện tích bề mặt có màu đỏ. Trong thời kỳ này cũng không thể phân tích được hiệu quả bảo quản.
Qua đánh giá cho thấy thích hợp nhất cho quá trình thu hái để bảo quản là khi quả đạt độ chín vàng (Breaker) và thời kì chuyển màu (Turning). Để chọn ra một độ chín thích hợp nhất cho bảo quản bằng chitosan, tôi đã tiến hành làm thí nghiệm khảo sát sơ bộ: thu hái hai độ chín dự kiến và tiến hành nhúng vào dung dịch chitosan đã chuẩn bị để bảo quản. Bảo quản ở cùng một điều kiện trong phòng thí nghiệm. Sau 14 ngày trên cơ sở đánh giá màu sắc, trạng thái sơ bộ rút ra được một số kết luận sau:
• Hai độ chín khảo sát đều có màu biến đổi đồng đều. • Quả ở độ chín vàng có độ cứng cao hơn.
Như vậy cả hai độ chín đều thích hợp cho việc đánh giá hiệu quả bảo quản, song độ chín vàng (Breaker) cho thời gian bảo quản lâu hơn do quả còn “xanh” hơn thời kỳ chuyển màu (Turning).
Vì vậy độ chín thích hợp cho việc bảo quản cũng như đánh giá hiệu quả bảo quản bằng chitosan là thời kỳ chín vàng (Breaker). Tuy nhiên đây mới chỉ là những khảo sát sơ bộ do thời gian nghiên cứu chưa đáp ứng được, vì vậy một kiến nghị cho việc khảo sát chính xác độ chín của cà chua phù hợp nhất cho việc bảo quản bằng chitosan là cần thiết.
3.3 Chitosan và các nồng độ tạo màng bao
Chitosan phục vụ thí nghiệm được cung cấp từ trường Đại Học Thủy Sản Nha Trang- (Nguyễn Đình Chiểu, Nha Trang, Khánh Hòa, Việt Nam) có những đặc tính sau:
Bảng 7: Đặc tính của chitosan
Đặc tính Giá trị
Độ ẩm 10%
Hàm lượng ion Ca2+ 0.01%
Độ nhớt 265cps
Hàm lượng chất không tan 0.18%
Hàm lượng Nitơ tổng số 8,42%
Độ Deacetyl 87.8%
Độ tan (trong dung dịch CH3COOH 1%) 99,82%
Phản ứng Biure Âm tính
Hàm lượng chitosan 89,82%
Qua các tài liệu nghiên cứu đã chỉ ra rằng chitosan tan tốt trong dung dịch axit axetic 1%.
Thí nghiệm đã tiến hành pha chitosan trong dung dịch axit axetic 1% để thu được dung dịch chitosan: 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, 2.5% ở các nồng độ này chitosan đều tan hết sau 24h cho dung dịch trong có màu vàng ngà nhạt, dung dịch không có vẩn đục hay vón cục. Độ nhớt tăng lên theo nồng độ của chitosan. Riêng dung dịch chitosan ở nồng độ 3.0% chitosan không tan hết và có vón cục. Nên ở nồng độ 3.0% chitosan không tan hết trong dung dịch axit axetic 1%.
3.4. Khảo sát sơ bộ số lần nhúng chitosan phù hợp cho bảo quản
Dung dịch chitosan có độ nhớt nên có khả năng bám dính trên bề mặt quả cà chua và tạo màng khi để khô. Tuy nhiên do bề mặt quả nhẵn nên khó tạo điều kiện tốt cho việc tạo một lớp màng đều trên bề mặt quả, vì thế sẽ ảnh hưởng không nhỏ tới hiệu quả cũng như sự đánh giá khả năng ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua.
Do thời gian còn hạn chế nên việc đánh giá số lần nhúng chỉ dựa trên sự quan sát lớp màng tạo được trên bề mặt quả sau khi nhúng vào chitosan và để khô.
Qua khảo sát nhận thấy rằng: với chỉ 1 lần nhúng thì ở tất cả các nồng độ màng chitosan tạo được đều không đều (soi nghiêng trên ánh sáng thấy những vệt loang không bao phủ toàn bộ bề mặt quả). Các nồng độ 0.5%; 1.0% do độ nhớt của các dung dịch này thấp nên phải nhúng đến lần thứ 3 thì màng chitosan mới bao phủ hết toàn bộ bề mặt quả, sau mỗi lần nhúng để khô trong 15 phút. Các nồng độ 1.5%; 2.0%; thì nhúng 2 lần, riêng ở nồng độ 2.5% do độ nhớt khá cao nên chỉ cần nhúng một lần là màng chitosan đã bao phủ toàn bộ bề mặt quả.
3.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm Nhiệt độ lạnh
12-13oC Nhiệt độ thường
Xác định các chỉ tiêu: Hao hụt khối lượng, đường khử, axit, vi sinh vật tổng số, chất khô hoà tan, mằu sắc, độ cứng, cường độ hô hấp, cảm quan.
Lựa chọn-Rửa sạch Để khô
0.5% 1.0% 1.5% 2.0% 2.5%
Bảo quản
Nhúng vào dung dịch chitosan 0%
Hình 14: Sơ đồ bố trí tiến hành thí nghiệm
3.6. Điều kiện bảo quản
3.6.1. Bảo quản ở nhiệt độ thường
Quả được bảo quản và theo dõi ở môi trường phòng thí nghiệm với nhiệt độ biến đổi trong khoảng từ 22-28 0C độ ẩm nằm trong khoảng 80-85% (Điều kiện khí hậu biến đổi từ tháng 2 tới tháng 5).
3.6.2. Bảo quản ở nhiệt độ lạnh
Theo dõi ảnh hưởng của chitosan kết hợp với bảo quản lạnh bằng cách bảo quản trong ngăn dưới tủ lạnh với nhiệt độ trong khoảng 12-130C là khoảng nhiệt độ tối ưu để bảo quản cà chua. Trong điều kiện tủ lạnh để khống chế nhiệt độ này cần hạn chế việc mở tủ thường xuyên. Độ ẩm 90%.
3.7. Biến đổi độ cứng của quả trong quá trình bảo quản
Trong quá trình bảo quản trong quả protopectin bị thủy phân thành pectin hòa tan làm cho quả mềm dần.
3.7.1 Biến đổi độ cứng trong mẫu bảo quản thường
Kết quả đo độ cứng mẫu bảo quản thường được biểu diễn thông qua biểu đồ sau:
0 1 2 3 4 5 6 0 6 15 25 Ngày kg /c m 2 0% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50%
Hình 15: Biến đổi độ cứng theo thời gian (mẫu bảo quản thường) Bảng 8: Biến đổi độ cứng (mẫu bảo quản thường- kg/cm2)
Nhận xét:
Với mẫu đối chứng (0%) độ cứng giảm rất nhanh sau 15 ngày đầu tiên bảo quản (từ 5.5-1.2 kg/cm2). Do trong giai đoạn này quả chín rất nhanh nên lượng protopectin có trong quả xanh bị biến đổi rất nhiều. Diễn biến này cũng trùng với thời kỳ quả hô hấp mạnh nhất (trình bày trong phần biến đổi cường độ hô hấp) nên các hợp chất bị biến đổi
Ngày Bq 0% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50% 0 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 6 3.13 2.86 3 3.8 3.5 4 15 1.166 2.25 2.25 2.733 2.433 3.6 25 0.5 1.9 1.875 1.833 2.5 2.366
nhanh chóng. Sau 20 đến 25 ngày bảo quản quá trình giảm độ cứng diễn ra chậm dần do lượng protopectin có sẵn trong quả xanh ban đầu không còn nhiều và giai đoạn này hô hấp của quả cũng giảm dần, quả bắt đầu bị biến phân hủy sâu sắc và hư hỏng.
Các mẫu 0.5%; 1.0% cũng biến đổi tương tự mẫu đối chứng nhưng độ cứng của quả ở cùng thời điểm luôn cao hơn. Chứng tỏ khi bảo quản bằng chitosan quả có cứng hơn khi không dùng.
Với mẫu 1.5% và 2.0% thì ban đầu sau 15 ngày bảo quản thì độ cứng của mẫu 2.0% giảm nhanh hơn mẫu 1.5% nhưng sau đó thì mẫu 2.0% giảm ít hơn nhiều so với mẫu 1.5% điều này có thể được giải thích do cường độ hô hấp ban đầu của mẫu 2% diễn ra mạnh hơn mẫu 1.5% nhưng sau đó quá trình này bị hạn chế dẫn tới độ cứng của quả ít bến đổi hơn.
Riêng mẫu 2.5% thì ban đầu độ cứng biến đổi ít nhất nhưng sau 25 ngày bảo quản thì độ cứng giảm thấp hơn mẫu 2.0%
Kết luận:
• Nhìn vào biểu đồ ta có thể nhận thấy ở cùng một thời điểm thì biên độ thay đổi độ cứng của mẫu có dùng chitosan so với mẫu đối chứng là rất rõ rệt. Điều này chứng tỏ chitosan có thể làm giảm sự biến đổi độ cứng của quả.
• Hiệu quả làm giảm sự biến đổi độ cứng quả cà chua khi bảo quản bằng màng chitosan có nồng độ 2% và 2.5% là tốt nhất.
3.7.2 Biến đổi độ cứng mẫu bảo quản lạnh
Độ cứng của mẫu bảo quản lạnh cũng được đo bằng máy đo độ cứng ở thời điểm ban đầu, sau 6 ngày, 15 ngày, 30 ngày bảo quản.
0 1 2 3 4 5 6 0 6 15 30 Ngày kg /c m 2 0% 0.50% 1% 1.50% 2.00% 2.50%
Hình 16: Biến đổi độ cứng theo thời gian (mẫu bảo quản lạnh) Nhận xét:
Mẫu đối chứng độ cứng của quả biến đổi rất nhanh sau 10 ngày, điều này có thể giải thích tương tự như biến đổi độ cứng của mẫu bảo thường.
Cường độ biến đổi của các mẫu 0.5% và 1.5% sau những ngày đầu tiên bảo quản rất lớn và rất giống với mẫu đối chứng nhưng ở cùng thời điểm thì độ cứng mẫu có chitosan biến đổi ít hơn hẳn.
Riêng các mẫu có dùng chitosan 1.5%; 2.0%; 2.5% độ cứng biến đổi ít nhất và rõ rệt nhất. Trong đó mẫu 2% là biến đổi ít nhất và đều nhất.
So sánh với sự biến đổi độ cứng của mẫu bảo quản thường ta thấy mẫu bảo quản lạnh biến đổi ít hơn ở cùng thời điểm với tất cả các nồng độ. Điều nay là do tác dụng hạn chế hô hấp và biến đổi chất trong môi trường bảo quản lạnh, ở nhiệt độ lạnh tất cả các quá trình sống của quả diễn ra chậm hơn ở nhiệt độ cao. Vấn đề này đã được rất nhiều nghiên cứu chứng minh.
Kết luận:
• Độ cứng của quả biến đổi ít hơn so với bảo quản thường ở tất cả các nồng độ chitosan
• Với bảo quản lạnh thì nồng độ màng chitosan 2.0% quả ít biến đổi độ cứng nhất.
3.8. Khảo sát sự biến đổi màu sắc quả
Khi chín cà chua chuyển dần từ màu xanh sang màu vàng rồi màu đỏ. Điều này là do clorophil chuyển thành carotin…tạo nên màu sắc của quả chín.
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.
Màu sắc của quả được khảo sát thông qua sự sai khác về màu (ΔE) trước và sau thời gian bảo quản, được xác định bằng máy đo màu. Đánh giá tại thời điểm ban đầu và sau 6 ngày, 15 ngày, 25 ngày bảo quản.
Kết quả sau khi xử lý được đưa ra trong hình sau:
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50% Nồng độ chitosan S a i k h á c s o v ó i b a n đ ầ u
6 ngày 15 ngày 25 ngày
Hình 17: Biến đổi màu sắc theo thời gian Nhận xét:
Thời gian bảo quản càng lâu thì màu sắc biến đổi càng nhiều do quả càng chín.
Với cùng một thời gian bảo quản thì mẫu đối chứng và mẫu 0.5% biến đổi màu nhiều nhất, mẫu 2% biến đổi ít nhất.
Do quá trình chín tỉ lệ thuận với cường độ hô hấp nên ở mẫu 2% màu sắc quả biến đổi ít nhất điều này có được là do cường độ hô hấp ở mẫu 2% được hạn chế hơn các mẫu khác.
Mẫu 2.5% cường độ màu biến đổi mạnh hơn cả mẫu 1% và 1.5%, điều này chứng tỏ quả đã hô hấp mạnh hơn. Nhưng ở đây chủ yếu là hô hấp yếm khí do màng chitosan quá dày đã hạn chế tối đa lượng khí oxi trao đổi với quả và tới ngưỡng làm quá trình hô hấp yếm khí xảy ra mạnh mẽ kết hợp với lượng nhiệt sinh ra không tỏa ra ngoài một cách hiệu quả nên quả biến đổi nhiều hơn các mẫu khác.
Mẫu 1% có sự biến đổi màu sắc thấp hơn mẫu 1,5% nhưng tỷ lệ này là rất nhỏ nên không nói lên được cường độ hô hấp mẫu 1,5% cao hơn mẫu 1%. Có một giai đoạn mà
biên độ biến đổi màu mẫu 1,5% diễn ra rất nhanh. Điều này sẽ được giải thích cụ thể thông qua quá trình hô hấp được trình bày ở phần sau.
Biên độ biến đổi màu (khoảng biến đổi màu ở các thời điểm bảo quản của cùng một nồng độ) của các mẫu cũng có sự khác biệt rõ ràng: mẫu đối chứng màu sắc biến đổi rất nhanh, khoảng chênh lệch giữa các thời điểm bảo quản rất lớn. Các khoảng chênh lệch này giảm dần tương ứng theo nồng độ chitosan 0.5%, 1.0%. Mẫu 2% có biên độ màu biến đổi ít nhất.
Để so sánh ảnh hưởng của màng chitosan trong bảo quản thường kết hợp với bảo quản lạnh tới cường độ màu của cà chua chúng tôi đã tiến hành đo sự biến thiên cường độ màu tại cùng một thời điểm (15 ngày sau bảo quản) ở cả hai chế độ bảo quản lạnh và bảo quản thường và kết quả thu được như sau:
Hình 18: So sánh biến đổi màu mẫu lạnh và thường
Theo biểu đồ trên thì khả năng làm giảm sự biến đổi màu sắc khi kết hợp với bảo quản lạnh là rất rõ rệt. Ở tất cả các nồng độ sự biến đổi màu của mẫu bảo quản lạnh đều thấp hơn mẫu bảo quản thường. mẫu 2% có sự biến đổi ít nhất về màu sắc. Như vậy ở nhiệt độ thấp cường độ hô hấp giảm hẳn đã làm màu sắc quả biến đổi ít hơn, điều này một lần nũa minh chứng cho sự phụ thuộc của sự biến đổi màu sắc vào cường độ hô hấp.
Như vậy khả năng làm giảm cường độ hô hấp của màng chitosan đã được chứng minh một phần thông qua màu sắc quả khi bảo quản.
Kết luận:
• Màng chitosan có khả năng làm giảm sự biến đổi màu quả một cách rõ rệt.
• Sự kết hợp màng chitosan với bảo quản lạnh làm giảm sự biến đổi màu sắc ở tất cả các nồng độ.
So sánh sự biến đổi màu BQ lạnh và BQ thường (sau 15 ngày) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Đc 0,5% 1% 1,5% 2% 2,5% Nồng độ chitosan S a i k h á c m à u s ắ c BQ thường Bq lạnh
• Tại nồng độ 2.0% màng chitosan cho hiệu quả làm giảm khả năng biến đổi màu