Năm 2007, tổng sản lượng sản xuất acid citric trên khắp thế giới là khoảng 1.700.000 tấn. Trên 50% sản lượng này được sản xuất tại Trung Quốc, Trên 50% được sử dụng như là chất tạo độ chua trong các loại đồ uống và khoảng 20% trong các ứng dụng thực phẩm khác, 20% cho các ứng dụng chất tẩy rửa và 10% cho các ứng dụng phi thực phẩm khác như hóa mỹ phẩm và công nghiệp hóa chất.
Acid citric không được sử dụng trực tiếp với vai trò là chất chống vi sinh vật. Nó thể hiện một số hoạt tính chống một số nấm mốc và vi khuẩn. Acid citric ở nồng độ 0,75% thể hiện khả năng ức chế nhẹ sự phát triển nhưng ức chế mạnh sự sinh tổng hợp các toxin của loài Aspergillus parasiticus. Với loài Aspergillus versicolor nồng
độ trên có thể kìm hãm sự phát triển nhưng để ức chế sự sinh tổng hợp các toxin thì chỉ cần nồng độ 0,25%. Trái lại, acid citric 0,75% không ảnh hưởng đến sự phát triển và sự tạo ra toxin của loài Penicillium expasum. Người ta nghiên cứu và thấy rằng acid citric có khả năng ức chế Samonella mạnh hơn acid lactic và acid hydrochloric [51].
Trong thực phẩm, acid citric được tìm thấy trong danh sách thành phần của nhiều sản phẩm thực phẩm. Acid citric được bổ sung vào thực phẩm, các loại đồ uống giúp tăng cường hương vị. Tạo vị chua và điều chỉnh độ ngọt của các loại nước uống đóng chai. Ngăn chặn độc đục, ức chế quá trình oxy hóa và kiểm soát độ pH trong các sản phẩm bia rượu. Với các sản phẩm bánh kẹo, acid citric giúp chống lại hiện tượng oxy hóa, ngăn chặn hiện tượng lại đường đồng thời bổ sung hương vị cho sản phẩm. Acid citric được thêm vào các sản phẩm đồ hộp như trái cây đóng hộp để cung cấp đủ độ chua, đảm bảo yêu cầu về vi sinh cũng như giữ được chất lượng sản phẩm kéo dài thời hạn sử dụng. Ngoài ra, để ức chế sự suy giảm màu sắc và hương vị gây ra bởi quá trình oxy hóa enzyme xúc tác kim loại thì acid citric được sử dụng kết hợp với các chất chống oxy hóa như acid ascorbic (mức độ sử dụng 0,1%- 0,3% với chất chống oxy hóa ở 100- 200ppm)
Trong ứng dụng làm chất tẩy rửa, acid citric có thể thay thế acid nitric trong công nghệ sinh học và công nghệ dược phẩm nhờ khả năng tạo phức với nhiều kim loại có tác dụng tích cực trong xà phòng và chất tẩy rửa để làm sạch ống dẫn. Acid citric là thành phần hoạt hóa trong một số dung dịch tẩy rửa nhà bếp và phòng tắm.Trên thị trường acid citric được bán thương mại như một chất khử trùng để loại bỏ cặn xà phòng, vết nước cứng,vôi, rỉ sét.
Trong việc làm đẹp, một số mỹ phẩm có chứa thành phần là acid citric giúp điều trị mụn trứng cá nhẹ, da sạm nám, nếp nhăn. Acid citric cũng là một cứu cánh tuyệt vời chó phái đẹp trong chăm sóc, cải thiện về vấn đề da, chống lão hóa.
Trong lĩnh vực dược phẩm, có thể tìm thấy trong thành phần của một số loại thuốc nhai, siro hoặc viên uống có acid citric. Acid citric đóng vai trò là bảo quản các thành phần hoạt động và được sử dụng để tăng cường hoặc che giấu mùi vị của các loại thuốc.
Acid citric dùng trong thực phẩm phải ở dạng kết tinh khan hoặc ngậm một phân tử nước, không màu, không mùi. Loại khan phải chứa không ít hơn 99,5% acid citric, 1g acid citric tan trong 0,5ml nước hoặc trong 2ml ethanol. Ở liều lượng cao (1380mg/kg thể trọng) trên chó không thấy hiện tượng tổn thương thận. Với chuột cống trắng, liều lượng 1,2% trong thức ăn hàng ngày, không ảnh hưởng tới máu và tác động nguy hại gì đến các bộ phận trong cơ thể, khả năng sinh sản,… mà chỉ hơi ảnh hưởng đến răng so với chuột đối chứng.
2.4. Tổng quan về chế phẩm hydroperoxide nano bạc
2.4.1. Công thức cấu tạo
Hydroperoxide hoặc hydroperoxit có công thức hóa học là 𝐻2𝑂2
Cấu trúc phân tử
Hydroperoxide có hình dạng xiên lệch, do lực đẩy giữa các liên kết đơn O-O trên nguyên tử oxy. Góc liên kết bị ảnh hưởng bởi liên kết hydro, tạo nên sự khác nhau giữa dạng tinh thể với dạng hơi, trong các tinh thể khoảng rộng [52].
Tên khác: Hydroperoxit, hydrogen peroxide Công thức phân tử: 𝐻2𝑂2
Trạng thái: rắn, lỏng, khí Mùi: mùi gắt
Độ hòa tan trong nước: hòa tan hoàn toàn Màu sắc: không màu, trong suốt
Độ pH = 2,5-3,5
Phân tử gam: 34,01g/mol Điểm sôi: 141℃ (414 K) Độ nhớt: 1,245Cp ở 20℃ [52].
2.4.2. Hydroperoxide sinh ra trong quá trình lên men lactic.
Tác dụng diệt khuẩn của hydroperoxide là do khả năng oxy hóa mạnh của nó trên tế bào vi khuẩn. Các lipid màng và các nhóm protein có thể bị oxy hóa. Hơn nữa, một số phản ứng hydroperoxide tạo ra oxy nguyên tử do đó tạo ra một môi trường yếm khí, không thích hợp cho một số loài vi sinh vật. Sự hình thành hydroperoxide: trong điều kiện có oxy, vi khuẩn axit lactic có thể tổng hợp hydroperoxide (H2O2). Trong trường hợp không có nguồn heme, vi khuẩn axit lactic không tạo ra catalase để loại bỏ hydroperoxide. Các hệ thống khác loại bỏ hydroperoxide kém hoạt động hơn các hệ thống tạo ra hợp chất hữu cơ này, dẫn đến tích tụ hydroperoxide [32].
Sản xuất H2O2 được sử dụng để ngăn ngừa sự phát triển của mầm bệnh thực phẩm và cũng có lợi trong bảo quản thực phẩm [37]. Vi khuẩn lactic có khả năng sinh H2O2 đã được chứng minh là ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh ở nhiệt độ lạnh. Hydrogen peroxide có thể can thiệp vào các đặc tính cảm quan của sản phẩm thịt lên men bằng cách giảm độ ôi và đổi màu của sản phẩm cuối cùng. H2O2 Có thể được sinh ra từ một số chủng LAB liên quan đến quá trình lên men thịt như
Lactobacillus sakei, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus pentosus and
Pediococcus acidilactici, có hoạt tính catalase phụ thuộc vào heme đang hoạt động
trong các sản phẩm thịt vì các chất này có chứa heamin (Abriouel et al., 2004).
Hydrogen peroxide được biết là chất kháng khuẩn tùy thuộc vào nồng độ được cung cấp và các yếu tố môi trường chẳng hạn như pH và nhiệt độ. Nhiệt độ là một thông số cực kỳ quan trọng để xác định hiệu quả của hydro peroxide đối với bào tử. Ở nhiệt độ phòng ảnh hưởng của H2O2 là yếu nhưng rất mạnh ở nhiệt độ cao [23].
PHẦN 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu
- Thời gian thực hiện đề tài: từ tháng 1/2020 – 6/2020.
- Địa điểm nghiên cứu: Khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
- Chitosan dạng bột do Việt Nam sản xuất có độ đề axetil hóa DA > 85%, trọng lượng phân tử khoảng 300.000 DA. Được cung cấp bởi công ty MTD chi nhánh Bình Dương.
- Acid citric- Việt Nam
- Chế phẩm hydroperoxide nano bạc- Mỹ
- Đậu phụ được làm từ đậu tương ĐT 84 có chất lượng tốt, không hư hỏng không nấm mốc, hạt đậu tương có màu vàng sáng, có kích thước đồng đều, chất tạo đông đậu phụ được sử dụng là dịch sữa đậu lên men lactic. Đậu phụ có màu trắng ngà, có mùi thơm đặc trưng của đậu nành nấu chín, lớp vỏ nhẵn, không có vết nứt vỡ, vết cắt mịn, ăn mềm, lấy tay ấn nhẹ, có sự đàn hồi, sở tay hơi ráp, cầm không gẫy, vỡ. được sản xuất tại bộ môn Công nghệ Thực phẩm trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
3.2. Nội dung nghiên cứu
Nội dung 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến chất lượng và thời gian bảo quản đậu phụ
Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ acetic acid đến chất lượng và thời gian bảo quản đậu phụ
Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ H2O2 đến chất lượng và thời gian bảo quản đậu phụ
Nội dung 4: Nghiên cứu so sánh hiệu quả bảo quản của các chất bảo quản khác nhau đến chất lượng và thời gian bảo quản đậu phụ
3.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm
3.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến chất lượng và thời gian bảo quản đậu phụ bảo quản đậu phụ
Thí nghiệm gồm 5 công thức nhắc lại 2 lần ĐC: không xử lý chitosan CT1: Chitosan nồng độ 0,75% CT2: Chitosan nồng độ 1 % CT 3: Chitosan nồng độ 1,25% CT4: chitosan nồng độ 1,5% Các chỉ tiêu phân tích - Xác định chỉ số pH bằng máy đo pH
- Xác định protein tổng số bằng phương pháp kjeldah
- Phương pháp xác định vi sinh vật hiếu khí tổng số theo TCVN 5165-90 - Phương pháp xác định nấm men, nấm mốc
- Phương pháp xác định Ecoli (coliforms chịu nhiệt) phương pháp MPN theo TCVN 6846: 2007
- Chất lượng cảm quan được đánh giá theo TCVN 321579
3.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ citric acid đến chất lượng và thời gian bảo quản đậu phụ quản đậu phụ
Thí nghiệm gồm 5 công thức 2 lần nhắc lại ĐC: không xử lý acid citric
CT1: citric acid nồng độ 0,75% CT2: citric acid nồng độ 1 % CT 3: citric acid nồng độ 1,25% CT4: citric acid nồng độ 1,5% Các chỉ tiêu phân tích - Xác định chỉ số pH bằng máy đo pH
- Xác định protein tổng số bằng phương pháp kjeldah
- Phương pháp xác định nấm men, nấm mốc
- Phương pháp xác định Ecoli (coliforms chịu nhiệt) phương pháp MPN theo TCVN 6846: 2007
- Chất lượng cảm quan được đánh giá theo TCVN 321579
3.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của H2O2 đến chất lượng và thời gian bảo quản đậu phụ đậu phụ
Thí nghiệm gồm 5 công thức 2 lần nhắc lại ĐC: không xử lý H2O2 CT1: H2O2 nồng độ 20 ppm CT2: H2O2 nồng độ 30 ppm CT 3: H2O2 nồng độ 40 ppm CT4: H2O2 nồng độ 50 ppm Các chỉ tiêu phân tích - Xác định chỉ số pH bằng máy đo pH
- Xác định protein tổng số bằng phương pháp kjeldah
- Phương pháp xác định vi sinh vật hiếu khí tổng số theo TCVN 5165-90 - Phương pháp xác định nấm men, nấm mốc
- Phương pháp xác định Ecoli (coliforms chịu nhiệt) phương pháp MPN theo TCVN 6846: 2007
- Chất lượng cảm quan được đánh giá theo TCVN 3215-79
3.3.4. Nghiên cứu so sánh hiệu quả bảo quản của các chất bảo quản khác nhau đến chất lượng và thời gian bảo quản đậu phụ đến chất lượng và thời gian bảo quản đậu phụ
Thí nghiệm gồm 4 công thức và nhắc lại 2 lần ĐC: không xử lý chất bảo quản
CT1: là nồng độ tốt nhất ở TN1 CT2: là nồng độ tốt nhất ở TN2 CT3: là nồng độ tốt nhất ở TN3
Các chỉ tiêu phân tích
- Xác định protein tổng số bằng phương pháp kjeldah
- Xác định acid hữu cơ tổng số bằng phương pháp chuẩn độ NaOH - Phương pháp xác định vi sinh vật hiếu khí tổng số theo TCVN 5165-90 - Phương pháp xác định nấm men, nấm mốc
- Phương pháp xác định Ecoli (coliforms chịu nhiệt) phương pháp MPN theo TCVN 6846: 2007
- Chất lượng cảm quan được đánh giá theo TCVN 3215-79
3.4. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu nghiên cứu
3.4.1. Phương pháp xác định pH
Xử lý mẫu: đậu phụ được nghiền nhỏ bằng cối chày sứ. Cách tiến hành:
Nghiền 5g đậu phụ trong 25 ml nước khử ion và được trộn đều bằng voltex (IKA Voltex Genius 3, German). Sau đó dịch đậu phụ được lọc bằng giấy lọc và đem đi đo pH bằng máy đo pH (Hanna HI 2210 pH meter, German).
3.4.2. Định lượng protein trong đậu phụ bằng phương pháp Kjeldahl
Cân 1 gram mẫu cho vào ống nghiệm công phá Kjeldahl 250ml trong ống, thêm hốn hợp chất xúc tác theo tỷ lệ K2SO4/CuSO4 ( 3:1) cho tiếp 10ml H2SO4 98%. Sau đó, mang mẫu đặt vào thiết bị công phá mẫu. Mấu công phá xảy ra theo 3 giai đoạn: giai đoạn 1: 30 phút ở nhiệt độ 2500C; giai đoạn 2: 30 phút ở nhiệt độ 3000C; giai đoạn 3: 60 phút ở nhiệt độ 4200 C; đến khi dung dịch trong ống đốt chuyển sang màu xanh. Lúc này mẫu chuyển từ dạng nitơ hữu cơ sang dạng vô cơ (NH4)2SO4. Để nguội trong vòng 10 phút rồi tiến hành chuyển sang máy chưng cất UDK 142. Ở đây, sử dụng NaOH để đẩy NH3 ra khỏi muối Amoni, NH3 sau khi được giải phóng ra sẽ được cuốn đi bằng dòng hơi nước nóng. Sau khi được làm nguội sẽ được hấp thụ vào dung dịch H3BO3 ở trong bình hứng tạo ra muối borat amon có màu xanh lá trong. Thời gian chạy một mẫu phân tích là 6 phút. Để xác định được lượng NH3 giải phóng ra trong quá trình chưng cất ta đem đi chuẩn độ bằng axit H2SO4 0,1N đến khi nào dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt. Từ lượng axit H2SO4 0,1N tiêu tốn trong quá
trình chuẩn độ chúng tôi tính được lượng protein có trong mẫu. Công thức tính như sau:
𝑁% =( 𝑉2− 𝑉1) × 1,42 × 100 × f w
Trong đó:
N: Hàm lượng Protein có trong mẫu(%)
V1: Thể tích NaOH 0,1N tiêu tốn khi chuẩn độ cho mẫu phân tích(ml) V2: Thể tích H2SO4 0,1N(ml) cho vào bình hứng
f: Hệ số chuẩn độ axit(hệ số sử dụng dung dịch) w: Khối lượng mẫu(gram)
1,42: Lượng Nitơ tương ứng với 1ml dung dịch H2SO4 0,1N
Chúng ta biết rằng trong đạm chứa khoảng 16% N, vì vậy việc tính toán lượng đạm từ hàm lượng N thường được dùng hệ số 100/16 = 6,25. Hệ số này thường được dùng trong quá trình phân tích thức ăn.
3.4.3. Phương pháp định lượng axit hữu cơ tổng số
Nghiền nhỏ 2 gam mẫu trong cối sứ, sau đó chuyển sang bình tam giác 250ml, thêm nước đến thể tích 150 ml. Đun 30 phút cách thuỷ bằng bể ổn nhiệt 80 – 900C, thỉnh thoảng lắc. Khi dung dịch nguội, lọc vào bình định mức 250, lên thể tích tới vạch bằng nước cất.
Lấy 50 ml dịch lọc cho vào bình tam giác, cho thêm vào 1 – 2 giọt phenolphetalein rồi chuẩn độ bằng NaOH cho đến khi xuất hiện màu hồng
Hàm lượng axit tính theo công thức
c v T V a X . 100 . . . 0067 , 0 . Trong đó: X: Hàm lượng acid (%) a: Số ml NaOH 0,1N cần để chuẩn độ
T: Hệ số hiệu chỉnh đối với NaOH 0,1N V: Tổng thể tích dung dịch chiết
v: Số ml dung dịch lấy để chuẩn độ c: Khối lượng mẫu(gam)
3.4.4. Phương pháp xác định vi sinh vật tổng số
Nguyên tắc: Nuôi cấy một lượng mẫu nhất định hoặc mẫu đã pha loãng trên môi trường thạch dinh dưỡng ở nhiệt độ 30 ± 10 C trong điều kiện yếm khí trong khoảng thời gian từ 48 – 72h sau đó đếm số khuẩn lạc mọc trên đó từ đó có thể đếm được số tế bào sống có trong mẫu phân tích (chú ý chọn độ pha loãng thích hợp sao cho số khuẩn lạc trên mỗi đĩa petri trong khoảng 30 – 300).
Phương pháp tiến hành
- Chuẩn bị môi trường nuôi cấy : môi trường xác định vi sinh vật tổng số là môi trường TGA(Tripton – Glucose – Agar)
Môi trường nuôi cấy(TGA: Tripton – Glucose – Agar)
STT Thành phần Khối lượng 1 Pepton 5 g 2 Glucose 4 g 3 Cao nấm men 2,5g 4 Agar 15g 5 Nước cất 1 lít Khử trùng 20 phút nhiệt độ 1210C
- Pha loãng mẫu: nghiền nhỏ đậu phụ bằng cối chày sứ, trộn đều, cân 1 gam mẫu, pha loãng tới nồng độ 10-2, 10-3(thao tác không quá 30 phút)
- Cấy mẫu: lấy 100μl mẫu đã pha loãng cấy trên đĩa petri có môi trường TGA, mỗi nồng độ pha loãng cấy 3 đĩa, sau đó nuôi trong tủ ấm ở 370C sau 48 đến 72 giờ, đếm tất cả khuẩn lạc xuất hiện trên đĩa thạch(số lượng khuẩn lạc trong mỗi đĩa từ 30 -300 khuẩn lạc). Số lượng vi sinh vật trung bình trong 1g mẫu được tính theo công thức.
N khuẩn lạc/g hay ml = V f n n C 1 2 1 ) (
Trong đó ∑C: tổng số khuẩn lạc đếm được trên tất cả các đĩa