6. Cấu trúc luận văn
1.4. KỸ THUẬT BẢO QUẢN VÀ SƠ CHẾ NÔNG SẢN
1.4.1. Nguyên nhân hoa quả hƣ
Sau đây là 3 nguyên nhân chủ yếu gây hƣ hỏng rau quả trong quá trình bảo quản:
a. Hư hỏng do cơ học
Thƣờng xảy ra trong quá trình thu hoạch và vận chuyển, bao gồm những sự dập vỡ của các loại trái; dập rách lá của các loại rau; gãy, vỡ, cắt không đúng vi trí của các loại củ, những vết trầy xƣớc làm mất lớp cutin bảo vệ trên vỏ và cả những vết cắn thủng của côn trùng, chuột bọ. Hƣ hỏng cơ học có thể trở nên một vấn đề nghiêm trọng khi là nguyên nhân dẫn dến những hƣ hỏng tiếp theo. Các vết dập vỡ, trầy xƣớc sẽ làm tăng sự mất nƣớc, tăng độ hô hấp, đẩy mạnh sự sinh tổng hợp ethylene, thúc đẩy quá trình chín của rau trái. Nhìn chung thì thu hoạch bằng cơ giới sẽ gây nên nhiều hƣ hỏng cơ học hơn là thu hoạch bằng thủ công. Tuy nhiên khi thu hoạch các loại củ bằng cách dùng cuốc đào thì có thể gây ra tỷ lệ hƣ hỏng rất cao nếu không cẩn thận. Các thùng chứa rau trái thu hoạch cần phải sạch, và mặt trong thùng phải êm, không có góc cạnh hay thô ráp dễ gây dập vỡ sản phẩm. Các thùng chứa rau trái thƣờng dùng các loại vật liệu lót đề giảm hƣ hỏng cơ học. Rơm, lá, giấy hay bìa carton thƣờng đƣợc sử dụng. Những tấm lót bằng nhựa cũng đƣợc sử dụng mặc dù giá thành cao nhƣng chúng rất bền, có thể sử dụng nhiều lần và dễ làm sạch.
Hƣ hỏng cơ học khi vận chuyển sẽ tăng khi công việc vận chuyển bốc vác đƣợc thực hiện bằng nhân công. Trong trƣờng hợp này vận chuyển bằng cơ giới sẽ lại thích hợp hơn. Độ êm bằng phẳng của xe tải, của đoạn đƣờng chuyên chở cũng là những yếu tố cần lƣu ý khi muốn giảm tỷ lệ hƣ hỏng vì dập vỡ trong khi vận chuyển [18].
b. Hư hỏng do vi sinh vật
Nhiễm vi sinh vật là một trong những nguyên nhân thƣờng dẫn dến sự hƣ hỏng tuyệt đối. Rau trái có thể bị nhiễm vi sinh vật từ côn trùng, không khí, gió, bụi đất. Các loại vi sinh vật này hoặc gây bệnh ngay cho rau trái hoặc tồn tại trong các mô bào, mao quản ở dạng nha bào, và sẽ phát triển gây thối hỏng rau trái. Sự nhiễm vi sinh vật còn có thể xảy ra sau thu hoạch khi vận chuyển, đóng gói hay bảo quản tại kho. Rau trái đã bị hƣ hỏng cơ học thì nguy cơ nhiễm vi sinh vật lại càng tăng. Những vết nứt vỡ, trầy xƣớc là nơi xâm nhập của vi sinh vật, dịch bào thoát ra từ những vị trí này sẽ là nguồn dinh dƣỡng cho vi sinh vật phát triển. Rau trái nhiễm vi sinh vật sẽ thay đổi giá trị cảm quan, vỏ trái mất màu, xuất hiện những đốm bệnh do vi sinh vật gây ra, mảu sắc của thịt trái sẽ biến đổi, xuất hiện nhiều mùi vị lạ, cấu trúc bị thay đổi hoặc bị phá vỡ , rau trái sẽ bị mềm nhũn và thối rữa. Những vi sinh vật nhiễm trên rau trái có thể là loại gây bệnh và sinh độc tố ảnh hƣởng tới giá trị an toàn của sản phẩm [1].
c. Quá trình chín sinh lý – sinh hóa
Quá trình chín diễn ra tự nhiên sau khi rau trái đã đạt đƣợc độ trƣởng thành cực đại. Khi trái chín nhiều biến đổi diễn ra, đáng kể nhất là sự ra tăng cƣờng độ hô hấp, sinh tổng hợp ethylene và chuyển hóa các chất giúp cho trái ngọt hơn, thơm hơn, màu đẹp hơn, cấu trúc trở nên mềm hơn. Tuy nhiên sau giai đoạn chín tích cực giúp gia tăng chất lƣợng cho rau trái, là giai đoạn chín quá. Mọi biến đổi trong giai đoạn này mặc dù tƣơng tự giai đoạn trƣớc nhƣng lại có khuynh hƣớng giảm dần chất lƣợng rau trái. Trái mềm càng mềm hơn, dễ dập vỡ, dễ bị vi sinh vật tấn công. Bên cạnh các chất thơm, chất màu bắt đầu xuất hiện trên những sản phẩm oxy hóa, làm biến đổi màu sắc, kèm theo những mùi lạ [18].
1.4.2. Kỹ thuật sơ chế nông sản
Theo FAO (Cải thiện công nghệ xử lý sau thu hoạch rau quả tƣơi. Tài liệu tập huấn, Văn phòng của UNFAO tại châu Á Thái Bình Dƣơng, Bangkok), quy trình xử lý, sơ chế rau quả tƣơi tại nhà đóng gói nhƣ sau:
Các công đoạn trong nhà đóng gói bao gồm: tiếp nhận rau quả tƣơi từ vƣờn chuyển về, loại bỏ tạp chất, gốc rễ, lá vàng, phần hƣ hỏng; rửa sạch bằng nƣớc sạch và xử lý bằng dung dịch chlorine 100-150ppm; làm ráo/chải khô; phủ sáp bóng (chỉ cho một số trái cây); phân loại theo chất lƣợng (từ đây loại rau quả không phù hợp tiêu thụ tƣơi sẽ chuyển tới bộ phận chế biến); phân loại theo kích thƣớc (thông thƣờng loại có kích thƣớc quá lớn hoặc quá nhỏ sẽ để bán cho thị trƣờng địa phƣơng); và đóng gói theo yêu cầu thị trƣờng để vận chuyển đi thị trƣờng xa. Nhà đóng gói có thể là một lán có mái che đơn giản hoặc có kết cấu kiên cố tùy quy mô kinh doanh và vốn đầu tƣ.
Đối với những nơi chƣa có điều kiện bảo quản lạnh có thể áp dụng làm mát rau quả bằng phƣơng pháp bay hơi đơn giản (làm mát bằng chân không cũng là một dạng của phƣơng pháp bay hơi nhƣng yêu cầu kỹ thuật và vốn đầu tƣ cao). Theo phƣơng pháp này, nƣớc bốc hơi từ bề mặt sẽ làm giảm nhiệt độ rau quả. Nhƣng để hạn chế mất nƣớc, cần tạo đƣợc môi trƣờng có ẩm độ cao hơn 90%. Trong kho rau quả, nƣớc bốc hơi thu nhiệt của môi trƣờng và rau quả và làm giảm nhiệt độ. Nguyên lý này còn đƣợc gọi là phƣơng pháp làm mát tƣờng ƣớt đã đƣợc áp dụng ở Úc, Philippines, Indonesia…
1.4.3. Kỹ thuật bảo quản nông sản [18]
Ở Việt Nam,tính trung bình tổn thất sau thu hoạch đối với cây có hạt khoảng 10%, đối với cây củ là 10-20%, và đối với rau quả là 10-30%. Vì vậy các công nghệ bảo quản các loại rau là vô cùng quan trọng. Giúp giảm đƣợc hiện tƣợng “mất mùa trong nhà”, giảm đƣợc tổn thất về số lƣợng và chất lƣợng, đồng thời đóng góp tích cực trong việc duy trì chất lƣợng nông sản.
Trong rau, hàm lƣợng nƣớc chiếm 85-95%, chỉ có 5-15% chất khô, nên rau là đối tƣợng rất dễ bị hỏng, dập nát khi thu hoạch, vận chuyển và bảo quản. Các thành phần dinh dƣỡng làm tăng giá trị của rau nhƣng cũng là môi trƣờng hấp dẫn cho các loại vi sinh vật, côn trùng, sâu bọ phát triển, nên cần có những biện pháp tổng hợp kết hợp giữa các khâu trƣớc và sau thu hoạch, thu hái, vận chuyển, lƣu thông phân phối để giảm tổn thất, bảo đảm chất lƣợng và tăng thêm thu nhập cho ngƣời sản xuất.
Tất cả các biện pháp bảo quản nhằm đảm bảo và duy trì chất lƣợng rau quả sau thu hoạch đều hƣớng tới việc ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật, giảm cƣờng độ hô hấp và hạn chế sự bốc hơi nƣớc của rau quả. Trên thực tế có các phƣơng pháp bảo quản sau:
- Bảo quản bằng hóa chất: dùng hóa chất tác động lên bề mặt rau quả nhằm hạn chế hoạt động của vi sinh vật. Phƣơng pháp này thƣờng để lại dƣ lƣợng hóa chất trong sản phẩm, gây tác hại cho ngƣời sử dụng. Do vậy trên thế giới hạn chế tối đa hoặc cấm dùng phƣơng pháp này.
- Phƣơng pháp sấy thăng hoa: rau quả đƣợc sấy thăng hoa sau khi hút nƣớc trở lại tính chất gần nhƣ rau quả tƣơi sống. Phƣơng pháp này đòi hỏi kỹ thuật cao, thiết bị đắt tiền, đầu tƣ kinh phí lớn nên ít đƣợc sử dụng.
- Phƣơng pháp bảo quản lạnh: đặt rau quả vào môi trƣờng có nhiệt độ và độ ẩm thích hợp cùng với sự điều chỉnh thành phần khí quyển để khống chế sự phát triển của các loại vi khuẩn gây ảnh hƣởng đến chất lƣợng và hạn chế tối đa sự thay đổi hình dạng của rau quả. Hiện nay trên thế giới sử dụng tối đa phƣơng pháp này để bảo quản thực phẩm, đặc biệt là rau quả tƣơi.
Trong các phƣơng pháp trên, xét về nhiều phƣơng diện thì phƣơng pháp bảo quản lạnh là tiên tiến và tối ƣu hơn cả, phù hợp với điều kiện kinh tế và kỹ thuật của nhiều nƣớc. Nếu rau quả đƣợc bảo quản tốt trong môi trƣờng lạnh và đông lạnh, thời gian bảo quản có thể kéo dài từ 10-15 lần so với điều
kiện bảo quản thƣờng. Thời gian bảo quản lạnh nếu chậm 1 ngày sau khi thu hái thì thời gian lƣu giữ sẽ bị rút đi 9-10 ngày. Do vậy, việc bảo quản ngay sau khi thu hái là rất quan trọng.
CHƢƠNG 2
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. TỔNG HỢP CHẾ PHẨM PHỐI HỢP NANO BẠC - CHITOSAN 2.1.1. Hóa chất thí nghiệm sử dụng 2.1.1. Hóa chất thí nghiệm sử dụng
Các hóa chất đƣợc sử dụng trong nghiên cứu thuộc loại hóa chất tinh khiết, không cần qua tinh chế lại.
AgNO3 98% xuất xứ Trung Quốc.
Chitosan hòa tan xuất xứ Việt Nam [51]. Nƣớc cất 2 lần.
2.1.2. Quy trình tổng hợp chế phẩm phối hợp nano bạc - Chitosan
Phƣơng pháp điều chế AgNP phổ biến là khử ion bạc về bạc và tập hợp thành AgNP. Với mục tiêu ứng dụng màng AgNP - WSC bảo quản nông sản, nên sản phẩm phải an toàn, không gây tác dụng phụ. Chính vì vậy, trong nghiên cứu này, sử dụng chitosan hòa tan vừa là chất khử, vừa là nền phân tán cho sản phẩm AgNP tạo thành.
Quá trình tổng hợp dung dịch gel AgNP - WSC có nồng độ AgNP ƣớc tính 100 ppm (tính theo ion bạc) đƣợc tiến hành nhƣ sau:
- Cho vào lọ phản ứng 45ml dung dịch WSC nồng độ khảo sát, thêm tiếp từ từ 5ml dung dịch AgNO3 0.01M. Hỗn hợp đƣợc khuấy đều trên máy khuấy từ với tốc độ 200 vòng/phút ở nhiệt độ và thời gian khảo sát. Màu hỗn hợp phản ứng chuyển dần từ không màu sang vàng đậm đến nâu sẫm, chứng tỏ có sự hình thành AgNP. Dung dịch gel AgNP - WSC đƣợc để nguội đến nhiệt độ phòng, lƣu giữ ở 4oC để thực hiện các bƣớc khảo sát các đặc trƣng vật lí, hóa học, sinh học tiếp theo.
Tối ƣu quá trình tổng hợp dung dịch gel AgNP - WSC có nồng độ AgNP 100 ppm đƣợc thực hiện thông qua khảo sát ảnh hƣởng của 3 yếu tố:
thời gian phản ứng, nhiệt độ phản ứng và nồng độ của chitosan hòa tan.
a. Ảnh hưởng của nồng độ WSC
Nồng độ WSC làm chất khử đƣợc khảo sát từ 0.5 – 2 %. Phản ứng đƣợc thực hiện ở 70o
C và thời gian 30 phút. Tốc độ khuấy đƣợc giữ nguyên không đổi 200 vòng/phút trong suốt quá trình phản ứng.
b. Ảnh hưởng của thời gian
Phản ứng đƣợc tiến hành trong ở nhiệt độ 70oC ở trong khoảng thời gian phản ứng thay đổi từ 10 phút đến 120 phút với nồng độ WSC đã khảo sát. Tốc độ khuấy đƣợc giữ nguyên không đổi 200 vòng/phút trong suốt quá trình phản ứng.
c. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nghiên cứu ảnh hƣởng của nhiệt độ đến phản ứng điều chế AgNP đƣợc tiến hành trong thời gian đã khảo sát theo quy trình đã trình bày với nồng độ WSC và thời gian đã khảo sát. Nhiệt độ phản ứng khảo sát đƣợc thay đổi từ 60oC – 100oC. Tốc độ khuấy đƣợc giữ nguyên không đổi 200 vòng/phút trong suốt quá trình phản ứng.
2.1.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Đặc trƣng cộng hƣởng plasmon bề mặt của các hạt nano bạc đƣợc xác định bằng quang phổ hấp thụ UV - Vis ở nhiệt độ phòng, trong khoảng bƣớc sóng từ 350 - 600 nm. Dựa trên kết quả đo cƣờng độ hấp thụ và đỉnh hấp thụ cực đại (λmax) của dung dịch gel nano bạc, ta có thể xác định lƣợng AgNP tạo thành và sự thay đổi kích thƣớc của chúng.
- Kích thƣớc và hình thái bề mặt của gel AgNP đƣợc xác định thông qua chụp TEM.
- Thành phần của AgNP bằng phƣơng pháp EDX.
- Cấu trúc tinh thể của các hạt AgNP trong nền WSC đƣợc xác định bằng phƣơng pháp phân tích nhiễu xạ tia X.
- Phổ hồng ngoại IR đƣợc sử dụng để định tính cấu trúc của Chitosan, sản phẩm Chitosan hoà tan, cũng nhƣ sản phẩm tổ hợp AgNP - WSC.
2.2. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG BẢO QUẢN THANH LONG BẰNG CHẾ PHẨM ĐÃ TỔNG HỢP PHẨM ĐÃ TỔNG HỢP
2.2.1. Nguyên liệu và hóa chất
a. Dung dịch gel Chitosan hòa tan
Cân chính xác lần lƣợt 2.5g, 5g, 7.5g, 10g bột Oligomer Chitosan (Chitosan hòa tan trong nƣớc) bằng cân phân tích, hòa tan vào cốc thể tích 1 lít có chứa 400 ml nƣớc cất, khuấy. Sau đó cho vào bình định mức thể tích 500 ml, thêm nƣớc cất đến vạch. Lọc, loại bỏ các chất rắn không tan, thu đƣợc dung dịch gel WSC ở các nồng độ khác nhau.
Dung dịch chitosan đã chuẩn bị dùng để thí nghiệm đƣợc bảo quản lạnh và bảo quản không quá 7 ngày.
Dung dịch chitosan chỉ sử dụng thí nghiệm một lần.
0.5% 1% 1.5% 2%
Hình 2.1. Dung dịch WSC với các nồng độ khác nhau
b. Thanh Long sau thu hoạch
Thanh Long ruột trắng vỏ đỏ đƣợc trồng tại Bình Thuận. Thanh Long đƣợc thu hoạch khi màu quả chuyển từ xanh đến hồng, ngoe xanh, da trơn, quả căng mọng, cứng.
Chọn các quả Thanh Long đồng đều nhau về màu sắc, khối lƣợng. Loại bỏ các quả không đủ tiêu chuẩn do hƣ hỏng trong quá trình vận chuyển. Sau đó rửa sạch, để ráo ở nhiệt độ phòng.
2.2.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu
Xử lý số liệu theo phƣơng pháp thống kê, thí nghiệm làm 3 lần, mỗi công thức kiểm tra 3 mẫu kết quả là trung bình cộng của các mẫu và sử dụng phần mềm Excel để xử lý số liệu.
2.2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu và xác định các chỉ tiêu
a. Đánh giá cảm quan bằng phương pháp cho điểm
Sáu bậc đánh giá tƣơng ứng với nội dung mô tả trong Bảng 2.1 (Chỉ tiêuđánh giá cảm quan của quả Thanh Long).
Bảng 2.1. Chỉ tiêu đánh giá cảm quan của quả Thanh Long
Màu sắc, trạng thái bên ngoài Điểm chƣa có trọng lƣợng
Vỏ quả màu hồng, ngoe xanh, da nhẵn căng bóng,
cứng. 5
Vỏ quả màu hồng, ngoe xanh, da nhẵn không nhăn,
hơi mềm. 4
Vỏ quả bắt đầu xuất hiện đốm nâu, ngoe vàng, da
hơi nhăn, quả hơi mềm. 3
Vỏ quả có màu hồng đậm hơn, nhiều đốm nâu, ngoe
hơi héo, mềm, da nhăn.. 2
Vỏ quả hồng sẩm, đốm nâu phủ kín quả, tất cả ngoe
đều héo, da nhăn nheo, mềm 1
Vỏ quả héo, ngoe héo chuyển sang đen, da nhăn
Bảng điểm chuẩn đối với quả Thanh Long ở mẫu đối chứng và quả Thanh Long bảo quản bằng màng chitosan dựa theo TCVN 3215 – 79: Sản phẩm Thực phẩm - Phân tích cảm quan - Phƣơng pháp cho điểm [23], [54].
Căn cứ vào kết quả nhận đƣợc, đối chiếu với bảng mô tả và dùng số nguyên để cho điểm từ 0 – 5.
b. Phương pháp xác định hao hụt khối lượng
Nguyên lý: dùng phƣơng pháp cân để xác định tỷ lệ hao hụt khối lƣợng của Thanh Long trong quá trình bảo quản so với khối lƣợng ban đầu.
Tiến hành: Thanh Long sau khi lựa chọn những quả đạt yêu cầu, rửa sạch, để ráo và tiến hành cân trọng lƣợng từng đơn vị quả bằng cân điện tử có độ chính xác 10-1
g. Sau đó, nhúng quả Thanh Long vào dung dịch chitosan đã chuẩn bị sẵn, để khô tự nhiên và bảo quản ở nhiệt độ thƣờng, theo dõi sự thay đổi khối lƣợng của quả trong quá trình bảo quản.
Tính toán:
Trong đó: P là phần trăm hao hụt khối lƣợng (%)
X1: khối lƣợng ban đầu của quả Thanh Long (g)
X2: khối lƣợng của quả Thanh Long đƣợc xác định định kỳ trong thời gian bảo quản (g)
c. Phương pháp xác định Độ Brix
Xác định hàm lƣợng đƣờng bằng khúc xạ kế bán tự động.
Tính toán:
%Brix của Thanh Long trích mẫu = Brix đọc Trong đó: là giá trị hiệu chỉnh nhiệt độ