Phần 3 Đối tượng – nội dung và phương pháp nghiên cứu
3.1. Vật liệu thời gian và địa điểm nghiên cứu
3.1.1. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
3.1.1.1. Đối tượng nghiên cứu
Giống chanh ta (Citrus aurantifolia) được đặt mua tại Nam Đàn – Nghệ
An. Chanh được cắt bằng kéo chuyên dụng đến sát cuống, chọn những quả có màu xanh đậm vỏ bóng, hình thức đẹp tương đối đồng đều không bị tổn thưởng cơ học và không bị nấm bệnh. Sau khi thu hái, đóng vào thùng carton và được vận chuyển bằng ơ tơ về phịng thí nghiệm trong 2 ngày tính từ lúc thu hái.
3.1.1.2. Vật liệu nghiên cứu Hóa chất:
- Ca(ClO)2 50ppm - Acid gibberellic GA3 - Nước cất 1 lần
- HPMC (Trung Quốc) - Sáp Carnauba
- Acid Oleic - Chitosan
- Các loại hóa chất khác của phịng thí nghiệm (các axit, kiềm, ...)
Thiết bị:
- 01 nồi phản ứng bằng kim loại thể tích 2 galon (Hãng Parr, Mỹ).
- 01 bình kim loại thể tích 10 lít chịu áp suất trên 10 at để cung cấp nước nóng xấp xỉ 100oC cho nồi phản ứng (Việt Nam).
- 01 bình chứa khí nitơ nén đạt áp suất trên 15 at (Việt Nam).
- 01 máy khuấy đồng thể và nhũ hóa phịng thí nghiệm có thể tích 6 lít, điều chỉnh được tốc độ trong khoảng 100-2.800 v/ph (ZJR-5/10, Trung Quốc).
- Các loại máy khuấy thí nghiệm (khuấy từ, khuấy thường) (IKA, Đức). - Máy đồng thể siêu tốc phịng thí nghiệm (IKA, Đức).
- Nồi phản ứng hở có gia nhiệt (tự gia cơng). - Máy xác định cường độ hô hấp (ICA – 250).
- Máy đo độ cứng Fruit Pressure Tester (Bertuzzi, Italia)
- Máy đo màu rau quả Color Metter (Color Tec PCM/ PSM, Mỹ). - Cân phân tích.
- Chiết quang kế (xác định hàm lượng chất rắn hòa tan theo độ Brix) 3.1.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
3.1.2.1. Địa điểm nghiên cứu
Đề tài được nghiên cứu tại Trung tâm nghiên cứu và kiểm tra chất lượng nông sản thực phẩm – Viện cơ điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch, số 4 - Ngô Quyền -Hà Nội.
3.1.2.2. Thời gian nghiên cứu
Từ tháng 7/2015 đến tháng 3/2016 3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Nội dung 1: Nghiên cứu tác dụng của xử lý phủ màng với chế phẩm dùng cho quả có múi tới chất lượng và hình thức của quả chanh trong quá trình bảo quản.
Nội dung 2: Nghiên cứu tác dụng của xử lý với axit giberilic tới chất lượng và hình thức của quả chanh trong quá trình bảo quản.
Nội dung 3: Xác định chế độ xử lý làm ấm gián đoạn để hạn chế tổn thương lạnh, và các biến đổi vật lý, hóa sinh cho quả chanh ta trong quá trình bảo quản lạnh.
3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.3.1. Phương pháp tổng hợp chế phẩm 3.3.1. Phương pháp tổng hợp chế phẩm
a) Tổng hợp nano nhũ tương sáp carnauba
Nhũ tương sáp carnauba có kích thước nano được pha chế theo phương pháp nhũ hóa ở nhiệt độ và áp suất cao theo quy trình đã được mô tả chi tiết trong nghiên cứu của Nguyễn Duy Lâm, Phạm Cao Thăng (Nguyễn Duy Lâm, 2012) theo chỉ dẫn của Hagenmaier (Hagenmaier, 1998; 2014). Theo đó, sử dụng thiết bị phản ứng có thể tích 7 lít (Parr, Mỹ). Cho sáp carnauba T3
nước cất vào bình phản ứng. Cấp nhiệt và khuấy ở tốc độ 100-200 v/ph. Khi nhiệt độ trong bình phản ứng đạt 90-950C, tăng tốc độ khuấy lên 400 v/ph và tiếp tục gia nhiệt để nhiệt độ đạt 1300C. Giữ nhiệt độ này trong 15-25 phút để sáp nóng chảy hồn tồn và phân tán đều nhằm tạo ra nhũ tương nghịch nước trong sáp. Làm mát bình phản ứng về 1000C và nâng tốc độ khuấy lên 600 v/ph rồi cho từ từ nước nóng (95-980C) vào bình trong khoảng 3 phút. Kết thúc giai đoạn cho nước nóng, khuấy hỗn hợp thêm 2 phút để cho sáp phân tán đều vào nước. Làm lạnh nồi phản ứng về nhiệt độ phòng. Để tổng hợp nhũ tương sáp carnauba có kích thước hạt micro, chỉ cần sử dụng phương pháp nhũ hóa ở áp suất thường.
b) Tổng hợp chế phẩm màng
+ Tổng hợp chế phẩm màng HPMC có bổ sung nano nhũ tương sáp carnauba: Lấy dung dịch HPMC 3% (được chuẩn bị trong nước nóng 800C, để nguội đến nhiệt độ phòng qua 24h) và bổ sung nano nhũ tương sáp carnauba với các nồng độ khác nhau. Vừa khuấy vừa rót từ từ dịch nhũ tương vào rồi tiếp tục đồng hóa ở tốc độ 20.000 v/ph (Ultra-Turax model T25, IKA, Đức) trong thời gian 5 phút. Sản phẩm thu được là composit HPMC-nano nhũ tương có các nồng độ khác nhau. Bổ sung nano chitosan với các nồng độ khác nhau. Đồng thể 25.000 v/p trong thời gian 4-5 phút.
3.3.2. Phương pháp xử lý bằng chế phẩm tạo màng
Sử dụng phương pháp là xoa chế phẩm HPMC và chistosan lên bề mặt quả chanh. Dùng một miếng giẻ nhỏ để thấm ướt chế phẩm đưa lên bề mặt quả. Sau đó đem chanh đã được xoa chế phẩm HPMC và chistosan đi bảo quản ở 50C và nhiệt độ phòng.
3.3.3. Phương pháp xử lý bằng làm ấm gián đoạn
Chanh sau khi mang về phịng thí nghiệm sẽ được lựa chọn những quả đạt tiêu chuẩn và được xử lý với Ca(ClO)2 50 ppm. Sau đó, chanh được để ráo nước và trong quá trình bảo quản lạnh sẽ được áp dụng phương pháp làm ấm gián đoạn. Làm ấm gián đoạn là một kỹ thuật làm gián đoạn bảo quản lạnh bằng cách cho thực phẩm tiếp xúc với nhiệt độ ấm trong thời gian ngắn trong quá trình bảo quản lạnh. Trong quá trình bảo quản lạnh chanh ở nhiệt độ 50C, ta sẽ cho chanh tiếp xúc với nhiệt độ ấm theo 2 chu kì 7 ngày và 14 ngày, thời gian tiếp xúc nhiệt độ ấm là 2 ngày và nhiệt độ tiếp xúc có là 200C.
3.3.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm 1: Nghiên cứu tác dụng của xử lý phủ màng với chế phẩm
dùng cho quả có múi tới chất lượng và hình thức của quả chanh trong q trình bảo quản.
Mục đích: Nghiên cứu tìm ra được thành phần của chế phẩm phủ màng cho hiệu quả về chất lượng và hình thức của quả chanh là tốt nhất khi bảo quản.
Cơng thức thí nghiệm: Chanh được lựa chọn những quả đủ tiêu chuẩn thí nghiệm sau khi được xử lý bằng Ca(ClO)2 50ppm trong 2 phút được chia làm 5 công thức mỗi công thức 30 quả, lặp lại 3 lần mỗi công thức đựng trong túi PE kích thước 20x30cm có đục 16 lỗ đường kính 1cm. Sau đó bảo quản trong 20 ngày ở nhiệt độ phòng (270C – 330C). Lấy mẫu để phân tích các chỉ tiêu cơ lý và hóa sinh định kỳ 5 ngày/ lần.
- Đối chứng: Không dùng chế phẩm phủ màng - CT1: HPMC 3%
- CT2: HPMC 3% + sáp Carnauba 6% - CT3: Chitosan 1,5%
- CT4: Chitosan 1,5% + Axit oleic 1% Chỉ tiêu cần xác định:
- Tỷ lệ hao hụt khối lượng - Độ cứng của quả
- Biến đổi màu sắc quả - Hàm lượng chất rắn hòa tan - Hàm lượng axit hữu cơ tổng số
- Tỷ lệ thối hỏng (%)
- Chất lượng cảm quan (điểm)
Thí nghiệm 2: Nghiên cứu tác dụng của xử lý axit gibberilic tới sự biến đổi chất lượng và hình thức quả chanh trong q trình bảo quản.
Thí nghiệm được tiến hành sau khi kết thúc thí nghiệm 1 và đã có được kết luận về chế phẩm tốt nhất (CPT). Sử dụng chế phẩm này kết hợp với GA3 để tiến hành làm tiếp thí nghiệm 2. Chanh được lựa chọn những quả đủ tiêu chuẩn
công thức mỗi công thức 30 quả, lặp lại 3 lần mỗi công thức đựng trong túi PE kích thước 20x30cm có đục 16 lỗ đường kính 1cm. Sau đó bảo quản trong 20 ngày ở nhiệt độ phòng (270C – 330C). Lấy mẫu để phân tích các chỉ tiêu cơ lý và hóa sinh định kỳ 5 ngày/ lần.
- Đối chứng: Không dùng GA3 - CT1: GA3 100 ppm
- CT2: GA3 200 ppm - CT3: GA3 300 ppm Chỉ tiêu cần xác định: - Tỷ lệ hao hụt khối lượng - Độ cứng của quả
- Biến đổi màu sắc quả - Hàm lượng chất rắn hòa tan - Hàm lượng axit hữu cơ tổng số
- Tỷ lệ thối hỏng (%)
- Chất lượng cảm quan (điểm)
Thí nghiệm 3: Xác định chế độ xử lý làm ấm gián đoạn để hạn chế tổn
thương lạnh, và các biến đổi vật lý, hóa sinh cho quả chanh ta trong quá trình bảo quản lạnh.
Thí nghiệm được tiến hành sau khi kết thúc thí nghiệm 2 và đã có được kết luận về chế phẩm tốt nhất (CPT). Sử dụng chế phẩm này để tiến hành làm tiếp thí nghiệm 4, sau khi được xử lý bằng Ca(ClO)2 50ppm trong 2 phút được chia thành các công thức mỗi công thức 30 quả, lặp lại 3 lần mỗi công thức đựng trong túi PE kích thước 20x30cm có đục 16 lỗ đường kính 1cm. Sau đó bảo quản trong 60 ngày: Lấy mẫu để phân tích các chỉ tiêu cơ lý và hóa sinh định kỳ 10 ngày/lần.
- Đối chứng: Chanh được bảo quản liên tục ở 5oC
- CT1: Chanh được bảo quản ở 5oC, làm ấm gián đoạn ở chế độ 20oC trong 48 giờ với tần suất 7 ngày/ lần.
- CT2: Chanh được bảo quản ở 5oC, làm ấm gián đoạn ở chế độ 20oC trong 48 giờ với tần suất 14 ngày/ lần.
- CT3: CPT + Chanh được bảo quản ở 5oC, làm ấm gián đoạn ở chế độ 20oC trong 48 giờ với tần suất 7 ngày/ lần.
- CT4: CPT + Chanh được bảo quản ở 5oC, làm ấm gián đoạn ở chế độ 20oC trong 48 giờ với tần suất 14 ngày/ lần.
Chỉ tiêu cần xác định:
- Biến đổi màu sắc quả
- Tỷ lệ hao hụt khối lượng (%) - Độ cứng của quả
- Tỷ lệ quả bị tổn thương lạnh (%) - Tỷ lệ thối hỏng (%)
- Chất lượng cảm quan (điểm) 3.3.5. Phương pháp phân tích
3.3.5.1. Phương pháp phân tích chỉ tiêu sinh lý
a) Xác định hao hụt khối lượng tự nhiên
Hao hụt khối lượng tự nhiên được xác định bằng cách cân khối lượng từng củ (quả) ở mỗi công thức trước khi bảo quản và sau mỗi lần theo dõi (1 tuần). Hao hụt khối lượng tự nhiên sẽ được tính theo cơng thức: X = (M1 – M2) / M1. Trong đó, X = Hao hụt khối lượng tự nhiên ở mỗi lần theo dõi (%); M1 =: Khối lượng quả trước bảo quản (gam); M2 = Khối lượng quả ở các lần theo dõi (gam).
b) Phương pháp đo độ cứng
Độ cứng được xác định bằng máy đo độ cứng cầm tay Fruit Pressure Tester của hãng Bertuzzi, Italia. Dựa trên nguyên lý đo độ lún (chiều sâu của đầu kim vào thịt quả) dưới một lực tác dụng bằng nhau (quả cân 200g), trong cùng một đơn vị thời gian. Độ cứng được tính theo cơng thức X = F/S. Trong đó: X = là độ cứng của quả (kg/cm2); F = Số chỉ của máy đo; S = Diện tích của mũi kim (cm2).
c) Xác định sự biến đổi màu sắc
Xác định sự biến đổi màu sắc vỏ củ (quả) qua từng giai đoạn bằng máy đo màu Color Meter của hãng Color Tec PCM/PSM, Mỹ. Kết quả hiện ra trên máy là các chỉ số màu L, a, b và được đối chiếu với biểu đồ màu. Trong đó: L là chỉ số thể hiện độ sáng của vỏ quả có giá trị từ 0-100; a là chỉ số thể hiện dải màu từ
xanh lá cây đến đỏ, có giá trị từ -60 đến +60; b là chỉ số thể hiện dải màu từ xanh da trời đến vàng, có giá trị từ -60 đến +60.
Độ biến đổi màu sắc của quả được xác định bằng công thức: ∆E = [(Li- Lo)2 + (ai - ao)2 + (bi - bo) 2]1/2 . Trong đó, Li , ai, bi là kết quả đo màu ở lần phân tích thứ i; Lo , ao, bo là kết quả đo màu của nguyên liệu đầu vào.
d) Xác định hàm lượng chất rắn hòa tan
Máy đo chiết quang kế cầm tay có thể sử dụng để xác định % TSS (chất rắn hòa tan tương đương với độ Brix cho dung dịch đường) trong một mẫu nhỏ dịch quả. Nhiệt độ sẽ ảnh hưởng đến kết quả đo (tăng khoảng 0,5% TSS khi tăng 5oC) nên cần điều chỉnh phép đo ở nhiệt độ thường. Để có kết quả chính xác hơn cần làm sạch và chuẩn hóa máy đo giữa mỗi lần đọc kết quả bằng nước cất (nên để 0% TSS ở 20oC).
3.3.5.2. Phương pháp đánh giá cảm quan
Chất lượng cảm quan của quả trong quá trình bảo quản được xác định theo TCVN 3215 - 79 bằng phương pháp cho điểm thông qua thành lập Hội đồng đánh giá cảm quan. Theo qui định, loại tốt (18,6 - 20), khá (15,2 - 18,5), trung bình (11,2 - 15,1), kém (7,2 - 11,1), rất kém (4,0 - 7,2) và hỏng (0 - 3,9). Bốn chỉ tiêu đánh giá được chọn là: hình thức bên ngồi, mùi, vị và trạng thái tép quả.
3.3.5.3. Phương pháp phân tích chỉ tiêu hóa sinh
a) Xác định hàm lượng chất rắn hòa tan
Sử dụng máy đo chiết quang kế cầm tay để xác định % TSS (chất rắn hòa tan tương đương với độ Brix cho dung dịch đường) trong một mẫu nhỏ dịch quả.
b) Xác định hàm lượng axit hữu cơ tổng số
Axit toàn phần của dịch quả được xác định theo TCVN 3948-84 với các bước tiến hành và tính tốn chủ yếu như sau:Từ 3 mẫu quả phân tích ở mỗi cơng thức ép lấy dịch củ (quả) và lọc trong. Dùng pipet hút 10ml dịch quả cho vào bình tam giác, thêm 20ml nước cất và 3 giọt phenolftalein 1%. Tiến hành chuẩn dộ bằng dung dịch NaOH 0,1N đến khi xuất hiện màu phớt hồng. Hàm lượng axit được tính theo cơng thức: X = (M x V2 x N x 100) / (V1 x 1000). Trong đó: X - Hàm lượng axit (%); M - Phân tử lượng axit xitric = 64; N - Nồng độ dung dịch NaOH; V1 - Số ml dịch quả lấy để chuẩn độ; V2 - Số ml NaOH cần để chuẩn độ.
3.3.5.4. Xác định tỷ lệ thối hỏng quả
Tỉ lệ thối hỏng được biểu thị bằng đại lượng phần trăm hao hụt về số quả trong tổng số quả theo dõi trong bảo quản. Quả được tính là bị thối hỏng khi xuất hiện các dấu hiệu đặc trưng thối hỏng do nấm bệnh gây ra trên bề mặt quả.Tỷ lệ thối hỏng được xác định theo công thức sau:
X (%) = M2 / M1 x 100 Trong đó:
- M1: Tổng số quả theo dõi trong một công thức
- M2: Tổng tích lũy số quả thối hỏng sau mỗi lần theo dõi X (%): Tỷ lệ thối hỏng
3.3.6. Phương pháp xử lý số liệu
Số liệu được xử lý bằng phương pháp sử dụng ANOVA để so sánh giá
PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. TÁC DỤNG CỦA XỬ LÝ PHỦ MÀNG ĐẾN KHẢ NĂNG BẢO QUẢN CỦA QUẢ CHANH CỦA QUẢ CHANH
4.1.1. Tác dụng của xử lý phủ màng đến tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên của chanh của chanh
Trong nghiên cứu này, chúng tôi thực hiện đánh giá khả năng ảnh hưởng của các chế phẩm tạo màng đến sự hao hụt khối lượng tự nhiên của quả chanh tại các thời điểm bảo quản là 5, 10, 15, 20 ngày bảo quản. Các cơng thức được bố trí như sau: Kết quả nghiên cứu được trình bày trên hình 4.1.
Qua hình 4.1 cho thấy, tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên của chanh tăng dần trong q trình bảo quản, nhưng ở các cơng thức khác nhau thì mức tổn thất khối lượng là khác nhau. Kết quả chỉ ra rằng sự hao hụt khối lượng tự nhiên của chanh ở công thức ĐC là lớn nhất, sau 20 ngày bảo quản tỷ lệ hao hụt khối lượng trên 6,31%. Tiếp theo là công thức CT1( HPMC 3%), sau 20 ngày bảo quản tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên trên 4,12%. Điều này có thể do chanh ở công thức ĐC không được áp dụng bất kỳ biện pháp bảo quản nào nên dưới tác động của mơi trường tự nhiên quả chanh nhanh chóng bị mất nước dẫn tới khối lượng tự nhiên nhanh chóng bị giảm mạnh. Màng phủ chỉ có riêng HPMC 3% cũng có tác dụng ngăn cản được sự thốt hơi nước của quả, tuy nhiên tác dụng này khơng cao, chính vì vậy chanh được bảo quản bằng màng này có hao hụt tự nhiên cịn khá cao.
Với màng phủ có chứa chitosan cũng có sự khác biệt rõ rệt giữa công thức CT3 (Chitosan 1,5%) và CT4 (Chitosan 1,5% + Oleic 1%). Ở công thức CT4 sau 20 ngày bảo quản tỷ lệ hao hụt tự nhiên là 3,79% trong khi đó CT3 hao hụt tới 4,6%. Ở CT4 nhờ có bổ sung acid Oleic 1% nên có tác dụng ngăn cản sự thốt hơi nước tốt hơn so với CT3.
Đối với chanh được bảo quản bằng CT2 (HPMC 3% + Carnauba 6% ) tỷ lệ hao hụt tự nhiên thấp nhất so với các cơng thức cịn lại. Sau 20 ngày bảo quản,