3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu
2.1. PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
2.1.1. Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi về không gian: Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ sau thu hoạch, Công nghệ thực phẩm thuộc Khoa Cơ khí - Công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế và Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng tỉnh Gia Lai. Nghiên cứu trên quy mô phòng thí nghiệm.
- Phạm vi về thời gian: Nghiên cứu được tiến hành từ tháng 8/2017 đến tháng 8/2018.
2.1.2. Đối tượng nghiên cứu
Quả cà chua (Lycopersicum esculentum) được thu hoạch tại trang trại của Công ty TNHH MTV Hương Đất - An Phú, Thành phố Pleiku, Tỉnh Gia Lai.
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.2.1. Nghiên cứu lý thuyết 2.2.1. Nghiên cứu lý thuyết
- Tìm kiếm tài liệu (sách, bài báo, internet...) trong và ngoài nước liên quan đến nội dung nghiên cứu. Phân tích so sánh và đánh giá lựa chọn hướng nghiên cứu phù hợp.
- Tổng quan về quả cà chua.
- Cơ sở lý thuyết của quá trình sinh tổng hợp ethylene và sự chín của quả.
- Cơ sở lý thuyết về tác động của chlorine đến quá trình chín của quả cà chua sau thu hoạch.
- Cơ sở lý thuyết về tác động của 1-methylcyclopropene (1-MCP) điều tiết quá trình chín của quả cà chua sau thu hoạch.
2.2.2. Nghiên cứu thực nghiệm
2.2.2.1. Khảo sát một số đặc tính cơ - sinh lý và hóa học của quả cà chua
2.2.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chlorine đến quá trình chín sau thu hoạch của quả cà chua.
2.2.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ 1-MCP kết hợp với chlorine đến quá trình chín sau thu hoạch của quả cà chua.
2.2.2.4. Đề xuất quy trình bảo quản kết hợp giữa 1-MCP và chlorine.
2.2.2.5. Đánh giá cảm quan về cà chua sau khi bảo quản bằng phương pháp xử lý 1- MCP kết hợp với chlorine.
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3.1. Phương pháp lấy mẫu 2.3.1. Phương pháp lấy mẫu
2.3.1.1. Phương pháp lấy mẫu tại đồng ruộng [20]
Phương pháp lấy mẫu được thực hiện bằng phương pháp cảm quan, chọn những quả cà chua đạt độ chín thu hái thể hiện ở những đặc điểm như vỏ quả chuyển từ màu xanh non sang xanh đều, có độ bóng sáng, quả cứng, căng tròn. Khi dùng dao để cắt đôi quả, các hạt nằm trên mặt phẳng cắt vẫn còn nguyên, không bị cắt đôi. Quả phải đều về màu sắc và độ cứng.
Hình 2.1. Cà chua sau thu hoạch 2.3.1.2. Phương pháp lấy mẫu tại phòng thí nghiệm
Cà chua sau khi đưa về phòng thí nghiệm phải tiến hành phân loại, lựa chọn để loại những quả không đạt yêu cầu, sau đó lấy mẫu ngẫu nhiên để phân chia mẫu thành từng lô thí nghiệm.
Hình 2.2. Cà chua sau thu hoạch và được phân loại
2.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm
2.3.2.1. Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chlorine đến quá trình chín sau thu hoạch của quả cà chua
Cách bố trí các mẫu thí nghiệm của nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chlorine đến những biến đổi sinh hóa và hóa học của quả trong thời gian bảo quản thể hiện tại sơ đồ hình 2.3.
Trong đó:
ĐC : mẫu không xử lý chlorine
CT 100 ppm: mẫu được xử lý chlorine nồng độ 100 ppm trong 5 phút. CT 120 ppm: mẫu được xử lý chlorine nồng độ 120 ppm trong 5 phút. CT 140 ppm: mẫu được xử lý chlorine nồng độ 140 ppm trong 5 phút. CT 160 ppm: mẫu được xử lý chlorine nồng độ 160 ppm trong 5 phút.
Các mẫu được bảo quản ở cùng điều kiện: Nhiệt độ 13oC, độ ẩm tương đối của không khí (µ = 80 ÷ 90%).
Hình 2.3. Phương án bố trí thí nghiệm ảnh hưởng nồng độ chlorine đến quá trình chín
sau thu hoạch của quả cà chua
120 ppm ĐC 0 ppm 140 ppm 160 ppm Thu hoạch Sơ chế sơ bộ Rửa bằng chlorine Phân loại, kiểm tra
Cà chua Để ráo 100 ppm Bao gói Bảo quản (t= 13oC, µ=80÷90%)
Các mẫu trên được tiến hành bố trí thí nghiệm trong cùng một thời điểm, cứ 3 ngày tiến hành lấy mẫu phân tích một lần đến khi mẫu hư hỏng lớn hơn 10% thì dừng thí nghiệm. Các mẫu được bảo quản trong các thùng carton đục lỗ và bảo quản ở nhiệt độ 13oC, độ ẩm tương đối của không khí (µ = 80 ÷ 90%). Các chỉ tiêu tiến hành phân tích lặp 3 lần sau đó tính giá trị trung bình và thực hiện xử lý thống kê theo phương pháp ANOVA bằng phần mềm SPSS 20.
2.3.2.2. Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ 1-MCP kết hợp với chlorine đến quá trình chín sau thu hoạch của quả cà chua
Từ kết quả nghiên cứu của thí nghiệm 1, lựa chọn ra được công thức xử lý chlorine tối ưu để tiếp tục bố trí thí nghiệm 2, kết hợp xử lý với các nồng độ 1- MCP khác nhau.
Chúng tôi tiến hành bố trí thí nghiệm với 4 mức tỷ lệ nồng độ 1-MCP là 530 ppb; 580 ppb; 630 ppb; 680 ppb và mẫu đối chứng không xử lý trong 1-MCP. Năm mẫu trên được tiến hành bố trí thí nghiệm trong cùng một thời điểm, cách 3 ngày tiến hành lấy mẫu phân tích một lần đến khi tỷ lệ hư hỏng lớn hơn 10% thì kết thúc bảo quản. Các mẫu được bảo quản trong các thùng carton đục lỗ và bảo quản ở nhiệt độ 13oC, độ ẩm tương đối của không khí (µ = 80 ÷ 90%). Các chỉ tiêu tiến hành phân tích lặp 3 lần sau đó tính giá trị trung bình và thực hiện xử lý thống kê theo phương pháp ANOVA bằng phần mềm SPSS 20.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm được thể hiện tại hình 2.4.
Hình 2.4. Phương án bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của nồng độ 1-MCP kết hợp với chlorine đến quá trình chín sau thu hoạch của quả cà chua
Ngâm 1-MCP (t= 1p) 630 ppb ĐC 0 ppb 530 ppb 580 ppb Thu hoạch Sơ chế sơ bộ Rửa bằng chlorine (tỷ lệ phù hợp, t= 5p) Phân loại, kiểm tra
Cà chua Bao gói 680 ppb Bảo quản (t = 13oC, µ=80÷90%) Để ráo (10 - 20 phút)
Trong đó:
(ĐC) : mẫu đối chứng, không xử lý 1-MCP sau thu hoạch.
(530 ppb): xử lý trong dung dịch 1-MCP nồng độ 530 ppb trong 1 phút. (580 ppb): xử lý trong dung dịch 1-MCP nồng độ 580 ppb trong 1 phút. (630 ppb): xử lý trong dung dịch 1-MCP nồng độ 630 ppb trong 1 phút. (680 ppb): xử lý trong dung dịch 1-MCP nồng độ 680 ppb trong 1 phút.
Các mẫu được bảo quản ở cùng điều kiện: nhiệt độ 13oC, độ ẩm của môi trường 90 - 95%.
2.3.3. Phương pháp vật lý
2.3.3.1. Xác định kích thước, khối lượng ban đầu của quả (TCVN 9765:2013).
- Xác định khối lượng của quả cà chua: sử dụng cân có độ chính xác 0,01g. - Xác định kích thước của quả cà chua: chiều dài, đường kính của quả được xác định bằng thước kẹp, có độ chính xác 0,01 mm.
2.3.3.2. Xác định độ ẩm [6]
Xác định hàm lượng nước bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi. Cách tiến hành mô tả ở phụ lục 2, mục 2.1.
2.3.3.3. Xác định tổn thất khối lượng quả [6]
Dùng phương pháp cân để xác định khối lượng cà chua hao hụt theo thời gian bảo quản so với khối lượng quả ban đầu. Thiết bị được sử dụng là cân kỹ thuật có độ chính xác 0,01 g. Cách tiến hành được mô tả ở phụ lục 2, mục 2.2.
2.3.3.4. Xác định tỷ lệ hư hỏng [6]
Quả được xem bị hư hỏng là những quả có dấu hiệu bị nấm mốc, chớm thối hoặc có những vết đen, vết thương đen trên thân quả đến mức không phù hợp cho sử dụng (TCVN 9765:2013). Để xác định tỷ lệ hư hỏng quả ta dùng cách đếm số quả bị hỏng trên tổng số quả và diện tích hư hỏng của quả. Cách tiến hành được mô tả ở phụ lục 2, mục 2.3.
2.3.4. Phương pháp hóa sinh
2.3.4.1. Xác định hàm lượng acid tổng số [27]
Hàm lượng acid trong cà chua được xác định theo phương pháp trung hòa bằng NaOH 0,1N với chất chỉ thị phenolphtalein. Cách tiến hành được mô tả ở phụ lục 2, mục 2.5.
2.3.4.2. Xác định hàm lượng đường tổng số [27]
Hàm lượng đường tổng số được xác định theo phương pháp Bertrand, nguyên tắc chung của phương pháp này là dựa vào khả năng oxy hóa khử giữa đường khử với ion kim loại trong môi trường có tính kiềm. Cách tiến hành được mô tả ở phụ lục 2, mục 2.4.
2.3.4.3. Xác định hàm lượng vitamin C [6][27]
Hàm lượng vitamin C được xác định theo phương pháp chuẩn độ với iod 0,01 N với chỉ thị hồ tinh bột. Cách tiến hành được mô tả ở phụ lục 2, mục 3.6.
2.3.4.4. Xác định cường độ hô hấp [26]
Để xác định cường độ hô hấp của quả, sử dụng thiết bị phân tích nồng độ khí CO2 ICA 250 của hãng Dual Analyser, Nhật Bản sản xuất.
Nguyên tắc: Cường độ hô hấp của quả là số ml khí CO2 tạo thành do quả hô hấp trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị khối lượng quả.
Cách tiến hành: được trình bày ở mục 2.7 phụ lục 2 Tính kết quả:
R = 𝑉𝑡𝑑×%𝐶𝑂2×10
𝑚𝑞×𝑇 ; (ml CO2.kg-1.h-1) Trong đó:
R : cường độ hô hấp của quả; (ml CO2.kg-1.h-1) Vtd : thể tích tự do của hộp ( Vtd = Vhộp - Vquả); (ml) % CO2 : nồng độ % CO2 đo được trên máy
T : thời gian từ lúc đậy công thức đến lúc đo; (h) mq : khối lượng công thức đem đo; (kg)
2.3.4.5. Xác định mức độ sản sinh ethylene [26]
Hàm lượng ethylene được xác định trên máy đo ethylene ICA 56 do hãng Dual Analyser, Nhật Bản sản xuất.
Nguyên tắc: khí ethylene sinh ra trong các mẫu cà chua bảo quản được hút vào thiết bị đo ethylene ICA 56 nhờ hệ thống bơm hút qua màng chắn nước vào trong một buồng kín, trong đó có gắn bộ phận cảm biến (sensor) nhạy cảm với nồng độ ethylene dù ở mức rất thấp (0,2 ppm). Những thông tin về hàm lượng ethylene tạo thành này được bộ phận cảm biến trong thiết bị ICA 56 chuyển vào máy tính và trên màn hình sẽ có dữ liệu về hàm lượng ethylene nội sinh tạo thành trong quá trình bảo quản hay quá trình chín của rau quả.
Cách tiến hành: được trình bày ở mục 2.8 phụ lục 2. Tính kết quả:
E = 𝑒×𝑉𝑡𝑑
𝑚𝑞×𝑇 ; (l C2H4.kg-1.h-1) Trong đó:
E : cường độ sản sinh ethylene ; (l C2H4.kg-1.h-1) Vtd : thể tích tự do của hộp ( Vtd = Vhộp - Vquả); (ml) e : nồng độ ppm của C2H4
T : thời gian từ lúc đậy công thức đến lúc đo; (h) mq : khối lượng công thức đem đo; (kg)
2.3.4.6. Xác định hàm lượng acid 1-aminocyclopropane-1-carboxylic
Xác định hàm lượng ACC theo phương pháp cải tiến của Lizada và Yang (1979) [51].
Nguyên tắc: hàm lượng ACC - chất tiền thân trực tiếp của ethylene có trong mô quả cà chua được xác định dựa trên nguyên lý sự giải phóng ra ethylene từ cơ chất ACC với NaOCl trong sự có mặt của thủy ngân (Hg2+). Hàm lượng ethylene tạo thành được xác định bằng thiết bị đo nồng độ khí ethylene ICA 56.
Hiệu suất của phản ứng chuyển hóa từ ACC đến ethylene thông thường đạt 80%. Phương trình phản ứng:
Cách tiến hành: được trình bày ở mục 3.10 phụ lục 3. Tính kết quả:
E = 𝑉𝑡đ׉𝐶2𝐻4
𝑚𝑞×22,4 x 0,8 ; (nmol C2H4.g-1) Trong đó:
E : hàm lượng ACC; (nmol C2H4.g-1)
Vtd : thể tích tự do của hộp ( Vtd = Vhộp - Vquả); (ml)
‰ C2H4 : giá trị của không khí có trong hộp, giá trị này bằng ‰ C2H4 trong máy đọc được trừ đi ‰ C2H4 có trong khí quyển được máy phân tích ở mẫu trắng
mq : khối lượng mẫu đem đi phân tích; (g)
NH2 CO O- HO- C NH COO- COO- COO- OCl -C2H4 -Cl- OH- OH - NH-Cl CO O- - -NH3
2.3.4.7. Xác định hoạt lực enzyme aminocyclopropane carboxylate oxydase
Hoạt lực của ACC oxydase được xác định theo phương pháp cải tiến của Moya - Léon và John (1994) [58].
Nguyên tắc: enzyme nội bào xúc tác phản ứng xảy ra trong một khoảng thời gian nhất định. Sau khi phản ứng kết thúc, tiến hành xác định hàm lượng cơ chất mất đi hay lượng sản phẩm tạo thành nhằm xác định hoạt lực của enzyme nội bào.
Cơ chất chính của phản ứng là ACC (1-aminocyclo-propane-1- cacboxylate acid). Enzyme nội bào tham gia xúc tác (ACC oxydase) và sản phẩm chính tạo thành là ethylene.
Phương trình phản ứng xảy ra như sau:
Cách tiến hành: được trình bày ở mục 3.9 phụ lục 3.
Tính kết quả:
E = 𝑉𝑡đ׉𝐶2𝐻4
𝑚𝑞×𝑇 ×22,4 x 0,8 ; (nmol C2H4.g-1) Trong đó:
E : hàm lượng ACC; (nmol C2H4.g-1)
Vtd : thể tích tự do của hộp ( Vtd = Vhộp - Vquả); (ml)
‰ C2H4 : giá trị của không khí có trong hộp, giá trị này bằng ‰ C2H4 trong máy đọc được trừ đi ‰ C2H4 có trong khí quyển được máy phân tích ở mẫu trắng.
mq : khối lượng mẫu đem đi phân tích; (g) T : thời gian từ lúc đậy mẫu đến lúc đo; (h)
2.3.5. Phương pháp đánh giá cảm quan
Chất lượng cảm quan của quả cà chua được đánh giá bằng phương pháp cho điểm thị hiếu theo thang Hedonic của Hà Duyên Tư (2009) [27] trên các chỉ tiêu: trạng thái vỏ, cấu trúc thịt, mùi vị và màu sắc thịt quả. Người thử sẽ đánh giá mức độ ưa thích của mình đối với các mẫu trên thang điểm từ 1 đến 9 như sau:
H2C = CH2 + CO2 + HCN + A + H2O + O2 + AH2 Fe2+, CO2 ACC oxydase COO- NH3 +
Cực kỳ không thích 1 Rất không thích 2
Không thích 3
Tương đối không thích 4 Không thích cũng không ghét 5 Tương đối thích 6
Thích 7
Rất thích 8
Cực kỳ thích 9
Điểm trung bình của tất cả các người thử chính là kết quả.
2.3.6. Phương pháp xử lý thống kê
Kết quả thí nghiệm được phân tích phương sai nhân tố ANOVA và kiểm định LSD (5%) để so sánh sự khác biệt trung bình giữa các nghiệm thức cũng như sự biến động giữa các lần lặp lại trong cùng nghiệm thức theo thời gian. Xử lý thống kê số liệu thực nghiệm sử dụng phần mềm tiêu chuẩn SPSS phiên bản 20 chạy trong môi trường Windows. Kết quả xử lý thể hiện ở phần phụ lục 5.
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. KHẢO SÁT MỘT SỐ THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA QUẢ CÀ CHUA TRƯỚC KHI BẢO QUẢN TRƯỚC KHI BẢO QUẢN
3.1.1. Các chỉ tiêu cơ lý
Bảo quản cà chua sau thu hoạch nhằm kéo dài thời gian chín để thuận lợi trong quá trình vận chuyển, tiêu dùng, chế biến, đồng thời tạo điều kiện về thời gian để đạt được độ chín cần thiết. Vì vậy, xác định các chỉ tiêu cơ lý của cà chua có ý nghĩa trong việc lựa chọn, phân loại và định hướng phương thức bảo quản, tiêu dùng và chế biến. Các chỉ tiêu cơ lý được khảo sát gồm: kích thước trung bình (100 quả), khối lượng trung bình (100 quả). Xác định kích thước trung bình khi quả đạt độ chín kỹ thuật giúp người nông dân có thể xác định đúng thời điểm thu hoạch, thuận lợi trong việc phân loại và đóng gói.
Các chỉ tiêu cơ lý của cà chua trước khi bảo quản được thể hiện ở bảng 3.1
Bảng 3.1. Các chỉ tiêu cơ lý của cà chua trước khi bảo quản
STT Chỉ tiêu Đơn vị Cà chua xanh sau thu hoạch
1 Khối lượng trung bình (100 quả) g 75,34 0,01
2 Chiều cao trung bình (100 quả) mm 54,75 0,05
3 Đường kính trung bình (100 quả) mm 49,98 0,05
Qua số liệu thu được ở bảng 3.1 và dựa vào TCVN 9765:2013, mã kích cỡ thuộc nhóm 6 (đường kính nằm trong khoảng từ 47 ÷ 57mm) đảm bảo tiêu chuẩn cà chua xuất khẩu.
3.1.2. Thành phần sinh lý - hóa học
Thành phần dinh dưỡng của quả cà chua sau thu hoạch phụ thuộc rất nhiều yếu tố như giống, đất đai, khí hậu, kỹ thuật canh tác, chăm sóc, độ chín thu hoạch... Bảo quản cà chua sau khi thu hoạch nhằm mục đích là tạo điều kiện kéo dài thời gian tồn trữ và giữ được chất lượng tốt nhất có thể. Do đó, để làm cơ sở trong việc lựa chọn, phân loại và xác định phương thức bảo quản thì việc xác định một số thành phần hóa học cơ bản của nguyên liệu đóng vai trò hết sức quan trọng.
Một số thành phần sinh lý - hóa học cơ bản của cà chua sau thu hoạch đươc thể hiện ở bảng 3.2
Bảng 3.2. Một số thành phần sinh lý - hóa học cơ bản của cà chua sau thu hoạch
STT Chỉ tiêu xác định Đơn vị tính Cà chua