Do vi sinh vật:Vi sinh vật thâm nhập từ môi trường
Do hô hấp
Do sự bay hơi nước
Do hoạy động của enzym
Do sự tự biến đổi các chất
Do tác động cơ học
Do tác động của những hóa chất bảo vệ thực vật. 1.2.2.3. Bảo quản rau quả
Nguyên lý bảo quản rau quả:
Khi lưu trữ rau quả tươi sau khi thu hái trong điều kiện khí quyển bình thường , chất lượng của chúng sẽ giảm dần và tiến tới hư hỏng hoàn toàn do thối rữa. thời gian từ khi thu hái cho tới khi rau quả hỏng hoàn toàn dài hay ngắn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: giống, loại rau quả, thời gian thu hái, độ chín và diều kiện môi trường bảo quả… Nguyên nhân trực tiếp và cơ bản dẫ tới rau quả bị hư hỏng là do hiện tượng chín và hiện tượng nhiễm bệnh.
Quá trìn chín của rau quả phụ thuộc vào cường độ hô hấp, hô hấp càng mạnh mẽ thì quá trình chín càng chóng xảy ra và thời hạn bảo quản của rau quả càng bị rút ngắn.
Quả càng chín thì càng trở nên mềm và giảm khả năng chụi tác động cơ học. quá trình tiến tới giai đoạn chín của rau quả là quá trình phân hủy các chất dinh dưỡng trong đó có cả các chất có khả năng ức chế vi sinh vật như các axit, phitonxit….tạo điều kiện tốt cho vi sinh vật phát triển mạnh gây thối rũa và hư hỏng nhanh chóng.
Như vậy để kéo dài thời hạn bảo quản của rau quả trước hết là kìm hãm hoạt động sống, tức là ức chế cường độ hô hấp, từ đó kìm hãm tốc độ chín của quả. Nhưng chỉ được kìm hãm chứ không được đình chỉ nếu không sẽ dẫn tới hư hỏng nhanh chóng hơn do hô hấp yếm khí.
Trong trường hợp hô hấp được hạn chế tới mức thấp nhất nhưng khi vi sinh vật nhất là nấm mốc có điều kện phát triển mạnh thì rau quả cũng sẽ bị hư hỏng nhanh chóng. Vì vậy nguyên tắc tiếp theo đó là ngăn ngừa, loại bỏ hoạt động của vi sinh vật.[8]
Dựa trên những nguyên lý sinh học, giáo sư Nikitin chia các phương pháp bảo quản thành 3 nhóm:
• Nhóm thứ nhất bao gồm các phương pháp dựa trên nguyên lý bảo toàn sự sống- Bioza: rau quả được giữ nguyên trạng thái sống bình thường không cần tác động bất cứ giả pháp sử lý nào ngoài một vài tác động hạn chế cường độ sống nhằm giảm mức phân hủy thành phần dinh dưỡng do hô hấp và giảm tổn hao khối lượng tự nhiên do bay hơi.
• Nhóm thứ hai: gồm các phương pháp dựa trên nguyên lý tiềm sinh-Anabioza. Làm chậm, ức chế hoạt động sống của quả và của vi sinh vật nên làm chậm thời gian hư hỏng và thối rữa của rau quả. Trong nhóm này gồm các phương pháp: bảo quản lạnh , lạnh đông, cô đặc, sấy điều chỉnh thành phần khí quyển, muối chua, dầm giấm….đặc điểm chung của các phương pháp này là tạo ra môi trường không thuận lợi cho hoạt đông sống của quả và của vi sinh vật.
• Nhóm thứ ba là nhóm dựa trên nguyên lý phi tiềm sinh-Abioza. Đó là các phương pháp loại bỏ sự sống của quả cũng như của vi sinh vật. Khi không còn hoạt động sống thì quả cũng mất tính kháng bệnh tự nhiên chính vì thế chúng trỏ thành môi trường thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật , muốn giữ sản phẩm khỏi hư hỏng thì phải tiêu diệt hay ức chế hoàn toàn vi sinh vật có trong sản phẩm. các phương pháp thuộc nhóm này có: thanh trùng, tiệt trùng, các phương pháp bảo quản bằng hóa chất hay bằng kháng sinh, phương pháp lọc vi sinh, chiếu xạ…
Những yếu tố ảnh hưởng tới thời hạn bảo quản rau-quả:
Thời hạn bảo quản rau quả tươi phụ thộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau trong đó đáng kể nhất đó là nhiệt độ, độ ẩm và thành phần khí quyển.
-Nhiệt độ là yếu tố rất quan trọng có yếu tố quyết định tới thời hạn bảo quản của rau qua, sự thay đổi nhiệt độ trước hết ảnh hưởng tới cường độ hô hấp. nhiệt độ càng cao tốc độ phản ứng sinh hóa xảy ra trong rau quả càng nhanh. Tuy nhiên sự phụ thuộc tỉ lệ thuận đó chỉ đến giới hạn nhất định, cụ thể khi tăng nhiệt độ từ 25oC trở lên thì cường độ hô hấp lại giảm. Như vậy muốn ức chế hoạt động sống của rau quả thì bảo quản ở nhiệt độ càng hấp càng tốt. Tuy nhiên nhiệt độ quá thấp không hẳn đã kéo dài được thời gian bảo quản của rau quả vì tế bào thự vật bị phá hủy do dịch bào bị đóng băng mặt khác nhiệt độ thấp làm rối loạn một số quá trình sinh lý, sinh hóa của quả, ví dụ như chuối xanh bảo quản dưới 12oC chuối sẽ không chín, chuối chín dưới 11oC thì sẽ bị thâm.
Như vậy mỗi loại rau quả thích hợp với một nhiệt độ nhất định nào đó-nhiệt độ bảo quản tối ưu.
-Độ ẩm tương đối của không khí quyết định tới tốc độ bay hơi nước của rau quả. Độ ẩm càng thấp thì cương độ hô hấp và tốc độ bay hơi nước càng cao làm giảm khối lượng và làm quả bị héo. Nhưng độ ẩm thấp làm giảm khả năng hoạt động của vi sinh vật nên hạn chế bệnh cho quả. Ngược lại nếu độ ẩm cao làm giảm quá trình bay hơi nước và hô hấp, tuy nhiên nếu độ ẩm quá cao sẽ tạo điều kiên thuận lợi cho vi sinh vật phát triển ngoài ra còn làm ngưng tụ nước trên bề mặt rau quả dẫn đến rối loạn hô hấp. Vì thế cần chọn độ ẩm thích hợp cho từng loại quả khi bảo quản-độ ẩm tối ưu.
-Thành phần khí quyển đó là thành phần khí O2 và CO2. Hai thành phần này phải thích hợp với từng loại quả để giảm tối đa hô hấp hiếu khí nhưng phải tránh điều kiện để xảy ra hô hấp yếm khí, từ đó hạn chế tối đa quá trình sống cũng như không sinh ra những chất có hại sinh ra do hô hấp yếm khí đầu độc quả.
Các phương pháp bảo quản rau quả [8]: • Bảo quản ở điều kiện thường.
• Bảo quản lạnh và lạnh đông.
• Bảo quản trong môi trường thay đổi thành phần khí quyển và một số phương pháp sử lý
• Bảo quản CA (Controled Atmosphere)_thay đổi thành phần không khí.
• Bảo quản trong môi trường khí quyển cải biến (MA_ Modified atmosphere)_quả được đựng trong túi hay tạo màng bao polyme
• Bảo quản bằng hóa chất. • Bảo quản bằng tia bức xạ.
1.2.3. Ưu điển của chitosan trong bảo quản trái cây
Có khả năng tạo màng dẻo, dai: Ở nồng độ thích hợp chitosan có khả năng tạo màng khá dai, khó xé rách, có độ bền tương đương với một số chất dẻo vẫn dùng làm bao gói. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Có khả năng kháng nấm, kháng khuẩn cao
Tránh mất ẩm của quả khi bảo quản lạnh
Hạn chế oxi cung cấp, giảm hô hấp hiếu khí và tránh yếm khí
Làm chậm lại quá trình bị thâm của rau quả: Rau quả sau khi thu hoạch sẽ dần dần bị thâm, làm giảm chất lượng và giá trị. Rau quả bị thâm là do quá trình oxi hoá tạo ra các sản phẩm polyme hóa của orthoquinon. Nhờ bao gói bằng màng chitosan mà
ức chế được hoạt tính oxy hóa của các polyphenol, làm thành phần của anthocyamin, flavonoid và sự tổng lượng các hợp chất phenol ít biến đổi, giữ cho rau quả tươi lâu hơn.
Có khả năng kết hợp với các chất bảo quản khác (axit benzoic…)
Dễ phân hủy sinh học và thân thiện với môi trường
Có khả năng hấp phụ màu mà không hấp phụ mùi, hấp phụ một số kim loại nặng
1.2.4. Các nghiên cứu đã đạt được
Đã có rất nhiều nghiên cứu về việc ứng dụng chitosan để bảo quản trái cây, một số nghiên cứu đã thu được những thành công nhất định
Sau đây là một số nghiên cứu tiêu biểu: 1.2.4.1. Các nghiên cứu trong nước
• Qui trình nghiên cứu bảo quản xoài được Sở Khoa học và Công nghệ TP Cần Thơ nghiệm thu đầu năm 2007. Nông trường Sông Hậu – nơi nghiên cứu hiện có 150.000 cây xoài cát Hòa Lộc, trung bình, mỗi hộ có 80-100 cây. Với sản lượng hàng năm lên đến cả hàng nghìn tấn xoài sản phẩm. Xoài Cát Hòa Lộc có vỏ mỏng nên khó bảo quản lâu và vận chuyển xa, gây khó khăn cho việc xuất khẩu. Tiến sĩ Toàn cùng các cộng sự đã nghiên cứu khắc phục hạn chế trên bằng cách xử lý chần nước nóng để ngăn bệnh thán thư và ruồi đục trái. Biện pháp này giúp đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng theo yêu cầu kiểm dịch thực vật cho cây ăn trái. Sau đó, trái được nhúng vào dung dịch Chitosan, tạo nên một lớp màng bao phủ mỏng có tác dụng chống mất ẩm, giảm hao hụt trọng lượng và kéo dài thời gian tồn trữ. Qua các thí nghiệm, xoài được tồn trữ tốt nhất là ở nhiệt độ lạnh từ 10-12 0C. Kết luận: “Qua quá trình xử lý và tồn trữ, trái xoài được bảo quản tốt nhất trong 4 tuần, thậm chí có khả năng kéo dài 6 tuần, có thể vận chuyển và phân phối đi xa”.
• Qua nhiều nghiên cứu các nhà khoa học đã đưa ra qui trình bảo quản trái quýt đường với thời gian tồn trữ đến 8 tuần. Đó là bảo quản trái bằng cách bao màng Chitosan ở nồng độ 0,25% kết hợp với bao Polyethylene (PE) đục 5 lỗ với đường kính mỗi lỗ 1 mm và ghép mí lại bằng máy ép. Sau đó, bảo quản ở nhiệt độ12○C. Với phương pháp này, phẩm chất bên trong trái như: hàm lượng đường, hàm lượng vitamin C... luôn ổn định, tỷ lệ hao hụt trọng lượng thấp, màu sắc vỏ trái đồng đều và đẹp.
Trần thị Luyến Khoa Chế Biến, Trường Đại Học Nha Trang đã đưa ra một số kết luận sau:
Lần dầu tiên các dẫn liệu khoa học được đưa ra trên cơ sở nghiên cứu một cách chi tiết đầy đủ về khả năng bảo quản nông thủy sản của chitosan,OS(chitosanolygosacharide) trên các đối tượng cá ồ, cam, quýt, cà chua, hành tím và dứa quả, thịt heo, thịt bò, cá ngân, và xúc xích
• Qua nghiên cứu của Châu Văn Minh và cộng sự thuộc Viện Hoá học các hợp chất tự nhiên, Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia đã điều chế được chế phẩm BQ-1 với nguyên liệu chính là chitosan có tác dụng bảo quản quả tươi (cà chua, nho vải, chuối,…) rất tốt. Chế phẩm này có tác dụng chống mốc, chống sự phá huỷ của một số nấm men, vi sinh vật gram âm trên các loại hoa quả.
• Mới đây nhất, tại Đại học Thủy sản Nha Trang, các kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Trần Thị Luyến, Nguyễn Trọng Bách cho thấy chitosan có thể kết hợp với các phụ liệu tinh bột hồ hóa, sorbitol và PVA (polyvinyl acetate) để tạo màng bao có đặc tính cơ lý khá tốt (mềm dẻo và độ bền đứt cao) có khả năng đáp ứng yêu cầu bao gói thực phẩm. Đồng thời khi sử dụng màng bao chitosan tạo thành để bao gói thịt bò tươi, kết quả cũng cho thấy màng bao chitosan đã làm giảm đáng kể nồng độ vi sinh vật tổng số trên bề mặt thịt bò khi bảo quản ở nhiệt độ 0-5ºC [5].
MỘT SỐ KẾT LUẬN CỤ THỂ
* Với nồng độ chitosan hợp lý từ 1,5 –2 % đã không ảnh hưởng đến chất lượng cảm quản của quả sau thu hoạch, đồng thời lại có tác dụng làm cho trọng lượng của quả ít bị hao hụt. Từ đó cho thấy, có thể sử dụng chitosan hoặc chitosan kết hợp thêm phụ liệu để bảo quản giữ tuơi các loại quả cho hiệu quả khá rõ ràng
* Cam tươi đạt độ chín kỹ thuật đem nhúng trong dung dịch chitosan 1,5 %, hong khô và bảo quản đựơc 25 ngày ở nhiệt độ thường, 36 ngày ở nhiệt độ lạnh 8-10 0C, vẫn đạt được độ tươi theo tiêu chuẩn nguyên liệu chế biến.
* Quýt tươi đem nhúng trong dung dịch chitosan 1,5 %, hong khô và bảo quản đựoc 15 ngày ở nhiệt độ thường, 32 ngày ở nhiệt độ lạnh 8-10 0C, vẫn đạt được độ tươi theo tiêu chuẩn nguyên liệu chế biến.
* Hành tím được nhúng trong dung dịch chitosan 1,5 %, hong khô và bảo quản đựơc 56 ngày ở nhiệt độ thường, vẫn đạt được tiêu chuẩn nguyên liệu chế biến.
* Chitosan có tác dụng làm giảm đáng kể số lượng vi sinh vật tổng số trên bề mặt thực phẩm. Với hàm lượng 1,5 % đã giảm số lượng vi sinh vật trên bề mặt cam là 93 %, trên bề mặt quýt là 96 %, v.v.
* Dứa quả chín kỹ thuật đem nhúng trong dung dịch chitosan 1,5 % có phụ liệu benzoat natri 0,1 %, hong khô và bảo quản được 15 ngày ở nhiệt độ thường và 35 ngày ở nhiệt độ lạnh 8-10 0C, vẫn đạt được độ tươi theo tiêu chuẩn nguyên liệu chế biến. Trường hợp xử lý bằng olygoglucosamin 1% với phụ liệu benzoat natri 0,1 % thì giữ tươi được 12 ở nhiệt độ thường và 40 ngày ở nhiệt độ 8-10 0C.
1.2.4.2. Các nghiên cứu nước ngoài
Nhóm nghiên cứu B. Ratanachinakorn, W. KumsiriBuchsapawanich, J. Singto đã xây dựng chế độ bảo quản trái cây bằng chitosan, theo nghiên cứu nồng độ chitosan phù hợp là 1-2%
Nhóm tác giả: Nurrachman, Purwoko, B. S., Susanto, S., Sutrisno thuộc Department of Agronomy, Bogor Agricultural University, Darmaga, Bogor 16680, Indonesia nghiên cứu ứng dụng chitosan trong bảo quản táo và đã đưa ra kết luận: sử dụng chitosan với nồng độ 0.5, 1.0 và 1.5% và bảo quản ở nhiệt độ phòng đã làm giảm 1,5% sự hao hụt khối lượng so với mẫu không dùng chitosan
Nhóm nghiên cứu: Yoshii Fumiko, Kume Tamikazu, Nhật Bản đã nghiên cứu bảo quản xoài bằng chitosan và chỉ ra rằng: sau 15 ngày bảo quản ở nhiệt độ thường xoài vẫn giữ được màu sắc tự nhiên, tươi và mất đi 10% khối lượng
Các tác giả S. Bautista-Baños. M. Hernández-López, E. Bosquez-Molina C. L. Wilson từ Mexico đã nghiên cứu tác dụng kháng nấm của chitosan: ở nồng độ 1.5%-3% chitosan có khả năng kháng nấm C. gloeosporioides có trên táo mà không ảnh hưởng tới nồng độ chất rắn tổng số và sự hao hụt khối lượng quả trong suốt quá trình bảo quản
Svetlana Zivanovic, John R. Mount, Frances A. Draughon, Carl E. Sams đến từ khoa công nghệ thực phẩm trường đại học Tennessee nghiên cứu ứng dụng chitosan và chitosan có bổ xung tinh dầu làm màng bao bảo quản dâu tây và nho: các tác giả đã dùng chitosan 1% ,chitosan 1% kết hợp với 4% tinh dầu làm màng bao quả và bảo quản ở nhiệt độ 4ºC, đánh giá sự phát triển của nấm mốc bằng phương pháp nuôi cấy trên canh tường thạch Rose Bengal agar trong 3 ngày. Nghiên cứu đã đưa ra một số kết luận sau: sau 9 ngày bảo quản số tế bào nấm mốc đếm được lần lượt là: 4.40, 2.90,và 0 cfu/mL ứng với các mẫu không dùng chitosan, có dùng chitosan và chitosan kết hợp với tinh dầu. sự phát triển của nấm mốc trên dâu tây sau 18 ngày bảo quản là 3.87 cfu/mL giảm đi nhiều so với 4,33 cfu/mL khi không dùng chitosan. Khi phân tích hàm lượng khí etylen thoát ra trong quá trình bảo quản thu được các kết quả sau: Lượng khí ethylen giảm từ 0.187 μL/kg.h xuống 0.028 and 0.012 μL/kg.h khi bảo quản bằng chitosan và chitosan có kết hợp tinh dầu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Như vậy chitosan có khả năng làm giảm và ức chế sự phát triển của nấm mốc, ngoài ra các quá trình sinh lý của quả cũng giảm xuống làm quả bảo quản được lâu hơn, chitosan có khả năng dùng kết hợp với các hóa chất bảo quản khác để tăng hiệu quả bảo quản Năm 1996 các tác giả Lee SH, No HK, Jeong YH đã công bố kết quả bước đầu
nghiên cứu sử dụng dung dịch chitosan trong bảo quản trứng.
Năm 2003 nhóm các tác giả S. D. Bhale, H. K. No, W. Prinyawiwatkul, K.