Đối chứng Nhiệt độ phòn g 5- 7oC Supowa 24,7 ppm Javen 24,7 ppm Nhiệt độ phịng 5-7oC
Kết quả nghiên cứu trình bày trong bảng 3.9, hình 3.3, 3.4 cho thấy khi sử dụng dung dịch javen và supowa trong bảo quản rau xà lách và rau cải đều giúp tăng thời gian bảo quản. Với cùng nồng độ 24,7; 49,9;99,9 ppm, khi bảo quản ở nhiệt độ phòng, rau được khử trùng bằng supowa bảo quản được lâu hơn 1 ngày so với rau rửa bằng javen và 2 ngày so với rau rửa bằng nước máy. Cũng ở các nồng độ này nhưng điều kiện bảo quản là tủ mát (5oC) thì supowa thể hiện tính hiệu quả vượt trội khi tăng thời gian so với sử dụng javen lên tới 2, 3 ngày.So với rau chỉ rửa với nước sạch rồi bảo quản thì thời gian bảo quản tăng lên 9 ngày. Như vậy, để đạt được hiệu quả bảo quản tốt nhất, ngoài việc sử dụng dung dịch khử trùng tốt, cần phải kết hợp chặt chẽ với điều kiện nhiệt độ bảo quản.
Thời gian quan sát thấy sự chuyển mầu vàng giảm dần theo sự tăng của nồng độjaven và supowa từ 49,9;99,9; 150,1ppm chủ yếu có thể do javen và supowa đã đẩy nhanh q trình oxy hóa, làm rau bị héo nhanh.
Vì vậy, sau khi khử trùng nên rửa lại rau với nước sạch để đảm bảo không tồn dư lượng chất khử trùng trên rau, ngoài ra cũng tăng hiệu quả bảo quản rau.
Một trong những nguyên nhân xuất hiện hư hỏng trên rau là do sự phát triển của vi sinh vật gây hại. Trong một nghiên cứu khác của tác giả Liping Wang và cộng sự (2016), đã đánh giá hiệu lực bảo quản của dung dịch HHĐH (nồng độ Clo30,0 ± 1,0ppm; pH5,65 ± 0,06; ORP 935,0 ± 5,0 mV) so với NaClO (nồng độ Clo28,7 ± 1,5 ppm; pH5,56 ± 0,04; ORP 918,3 ± 7,6 mV)trên đối tượng là cà rốt và rau diếp. Sự thay đổi về vi sinh trên rau diếp và cà rốt trong quá trình bảo quản đối với các chất khử trùng khác nhau theo 4 giai đoạn: Giai đoạn trễ, giai đoạn tăng trưởng, giai đoạn ổn định và pha chết [36]. Đối với các mẫu được xử lý bằng dung dịch HHĐH lượng vi sinh giảm còn thấp hơn so với rửa bằng dung dịch natri hypoclorit, điều này cũng phù hợp với kết quả của nghiên cứu này.
3.2.2. Đánh giá về tỷ lệ giảm khối lượng
Để đánh giá tỷ lệ giảm khối lượng của rau sau khi khử trùng bằng dung dịch supowa, lựa chọn rau có trọng lượng gần bằng nhau (khoảng 50g) để làm thí nghiệm. Tỷ lệ giảm khối lượng rau sau bảo quản 6 ngày được thể hiện trên hình 3.5.
Hình 3. 5. Tỷ lệ giảm khối lƣợng rau
Kết quả trình bày trên hình 3.5 cho thấy, khinồng độ supowa tăng lên thì tỷ lệ giảm khối lượng của rau càng lớn.Rau xà lách khi không được rửa rồi khử trùng bằng supowa 9,9 ppm thì khối lượng rau sau 6 ngày giảm khoảng 7,3 g, rau xà lách được rửa lại thì khối lượng rau chỉ giảm 1,6g. Rau cải khi không được rửa rồi khử trùng bằng supowa 9,9 ppm thì khối lượng rau sau 6 ngày giảm khoảng 5,4 g, rau cải được rửa lại thì khối lượng rau chỉ giảm 2,3g. Đối với rau bảo quản trong tủ mát, tỷ lệ giảm khối lượng rất ít, những ngày đầu khối lượng gần như không đổi, đến ngày thứ sáu sự thay đổi khối lượng mới thể hiện rõ ràng hơn.
Nghiên cứu chưa đưa ra so sánh trên rau sử dụng javen, tuy nhiên theo kết quả nghiên cứu của Liping Wang cho thấy sự gia tănglà do mất nước và sự khởi đầu của q trình sơ hóa trong q trình lưu trữ rau(xà lách và cà rốt) được xử lý với dung dịch hoạt hóa điện hóa SAEW và javen đã có sự khác biệt đáng kể.Các mẫu do SAEW chế biến có độ thẩm thấu mạnh hơn so với rửa bằng javen[36].
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 9,9 ppm 24,7 ppm 49,9 ppm 99,9 ppm 150,1 ppm ( %) m ∆ Rau xà lách Rau cải Rau xà lách (rửa) Rau cải (rửa)
3.3. Nghiên cứu khả năng lƣu trữ và sự thay đổi chất lƣợng nƣớc siêu oxy hóa trong q trình lƣu trữ trong q trình lƣu trữ
Các cơ sở chế biến thực phẩm nếu đáp ứng đủ điều kiện điều chế và sử dụng tại chỗ dung dịch siêu oxy hóa sẽ đem lại hiệu quả tốt nhất. Nếu việc điều chế tại chỗ dung dịch siêu oxy hóa khó thực hiện thì có thể lưu trữ và vận chuyển từ nơi khác tới để sử dụng.
Trong nghiên cứu này, dung dịch supowa có các thơng số ban đầu là: pH 6,59; ORP 900 mV; TDS 1100 ppm; nồng độ chất oxy hóa 528 ppm, được lưu giữ trong 96 giờ (4 ngày) trong 2 vật đựng bằng nhựa B1 và B2 có nắp đậy, ở nhiệt độ phịng 25 oC. B1 có diện tích mặt thống 1256 cm2, B2 có diện tích mặt thống 50 cm2. Các thơng số của dung dịch supowa thay đổi theo thời gian và cách lưu trữ được trình bày trên bảng 3.10.
Bảng 3. 10. Sự thay đổi các thông số của dung dịch supowa theo thời gian và cách lƣu trữ cách lƣu trữ
Cách lưu trữ
Thông số TN 1 TN 2 TN 3 TN 4 TN 5 TN 6 TN 7 TN 8
Thời gian (giờ) 0 2 4 8 24 48 72 96
Bình B1 pH 6,59 6,66 6,55 6,69 6,58 6,55 6,55 6,53 ORP(mV) 900 899 902 898 898 887 884 885 TDS(ppm) 1100 1100 1090 1075 1060 1047 1028 1000 Chất oxy hóa (mg/ L) 528 528 523 496 493 469 455 440 Bình B2 pH 6,59 6,62 6,64 6,58 6,51 6,36 6,34 6,33 ORP(mV) 900 901 898 898 896 897 893 891 TDS(ppm) 1100 1100 1100 1095 1086 1080 1065 1045 Chất oxy hóa (mg/ L) 528 528 520 510 499 486 482 469 Số liệu thực nghiệm nêu ra trên bảng 3.11 cho thấy đối với cả hai trường hợp bảo quản dung dịch HHĐH trong B1 cũng như trong B2 có nắp đậy, nồng độ các chất oxy hóa trong dung dịch đều giảm ít nhiều theo thời gian. Tuy nhiên độ suy giảm của nồng độ các chất oxy hóa trong B2 đậy nắp có phần chậm hơn so với dung dịch đựng trong B1 đậy nắp khơng kín. Sự suy giảm nồng độ các chất oxy hóa trong
dung dịch supowa (mặc dù không đáng kể) theo thời gian bảo quản là do các thành phần giả bền trong dung dịch luôn tự phát tán theo quy luật tăng entropy để trở về trạng thái cân bằng nhiệt động học. Tuy nhiên mức độ suy giảm nồng độ các chất oxy hóa ở B2 có nắp kín có phần chậm hơn so với dung dịch trong B1 nhờ nắp kín đã hạn chế đáng kể chất oxy hóa bay hơi.
3.3.1. Sự thay đổi của giá trị pH của dung dịch supowa khi lữu trữ
Trong nghiên cứu này, dung dịch supowa sau khi điều chế được lưu trữ trong B2 và B1, cả hai đều có nắp đậy được mơ phỏng theo cách lưu trữ thường được sử dụng trong các cơ sở chế biến rau. Tuy nhiên, do nắp đậy của B1 khơng thể kín bằng nắp đậy của B2. Ngồi ra, mặt thoáng của dung dịch trong B2 (50 cm2) cũng nhỏ hơn rất nhiều lần mặt thoáng của B1 (1256 cm2) nên chất lượng bảo quản trong bình B2 tốt hơn bình B1.
Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi của giá trị pH của dung dịch supowa trong quá trình lưu trữ được trình bày trên hình 3.6.
Hình 3.6.Sự thay đổi pH của dung dịch supowa trong thời gian lƣu trữ
Các kết quả trên hình 3.6 cho ta thấy rõ có sự khác biệt nhỏ của giá trị pH khi lưu trữ supowa trong B2 và B1: pH của dung dịch supowa lưu trữ trong B2 giảm dần trong khi pH của dung dịch supowa trong B1 hầu như không thay đổi sau 96 giờ lưu trữ. Hiện tượng pH của dung dịch supowa trong B2 đậy nắp kín giảm
6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 0 20 40 60 80 100 120 pH
Thời gian lƣu trữ (giờ)
Lưu trữ trong B1 Lưu trữ trong B2 ` Sự thay đổi pH của dung dịch supowa theo thời gian và cách lƣu trữ
dần theo thời gian bảo quản có thể giải thích là do các thành phần oxy hóa hoạt tính cao (các gốc tự do) trong dung dịch cách ly đã oxy hóa các phân tử nước, dẫn đến sự tích lũy dần các ion H+ cùng với q trình tự oxy hóa khử của các phân tử Cl2 (Cl2 + H2O HOCl + HCl) đã làm cho pH dung dịch giảm xuống. Trong khi pH của dung dịch supowa chứa trong B1 có nắp khơng kín nên một số thành phần oxy hóa, đặc biệt là các phân tử Cl2, đã bị bay hơi dẫn đến độ axit giảm, kết quả là giá trị pH của dung dịch ít bị biến đổi hơn.
Kết quả này cũng phù hợp với kết quả của một số nghiên cứu khác đã thực hiện. Robinson và cộng sự (2013) đã nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lưu trữ đến các đặc tính của dung dịch HHĐH có pH 1,37; ORP 1180 mV và khẳng định độ pH của dung dịch HHĐH ổn định trong 13 tháng (dài hạn), bất kể điều kiện bảo quản. Tuy nhiên, trong khoảng 5 ngày đầu tiên (ngắn hạn), pH của dung dịch có suy giảm tuy khơng đáng kể (khoảng 0,3), sau đó dao động lên xuống ở khoảng cách hẹp và ổn định ở giá trị xấp xỉ giá trị ban đầu [23].
Len và cộng sự (2002) cũng đã nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và pH đối với sự suy giảm clo trong nước oxy hóa điện hóa (EO). Dung dịch HHĐH được sử dụng có pH 2,5 ÷ 2,6; ORP 1020 ÷ 1120 và hàm lượng clo là 53 ÷ 56 ppm. Giá trị pH vẫn ổn định trong suốt quá trình bảo quản 4 ngày đối với bình mở và 58 ngày đối với bình kín [46]. Hsu và Kao (2004) cũng quan sát được độ ổn định của pH trong quá trình bảo quản khi nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến các đặc tính hóa lý của nước oxy hóa điện hóa. Dung dịch oxy hóa điện hóa được bảo quản trong chai thủy tinh tối màu trong 21 ngày ở nhiệt độ phòng [26].Các nghiên cứu khác cũng cho kết quả tương tự, Cui và cộng sự (2009) đã thử nghiệm lưu giữ dung dịch oxy hóa điện hóa trong chai thủy tinh trong điều kiện mở hoặc đóng kín ở thời gian 30 ngày [19]. Nisola và cộng sự (2011) đã đo độ pH, ORP và clo tự do của dung dịch HHĐH chứa trong chai thủy tinh tối (mở hoặc đóng) ở 25 ° C trong 30 ngày liên quan đến các tham số hóa lý đối với hiệu quả diệt khuẩn [43].
Có thể thấy, dù dung dịch anolit có pH thấp hay trung tính thì cũng để thể hiện xu hướng ổn định pH trong thời gian dài hạn.
3.3.2. Sự thay đổi của giá trị Tổng chất rắn hòa tan (TDS) của dung dịch supowa khi lưu trữ. supowa khi lưu trữ.
Trong quá trình lưu trữ, thơng số nồng độ khống của dung dịch supowa có thay đổi theo chiều hướng giảm dần. Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi của nồng độ khống thơng qua chỉ tiêu tổng chất rắn hịa tan (TDS) của dung dịch supowa trong q trình lưu trữ 4 ngày trong B1 và trong B2 được biểu diễn trên hình 3.7.
Hình 3.7. Sự thay đổi TDS của dung dịch supowa trong thời gian lƣu trữ
Các số liệu thu được cho thấy, nồng độ khoáng của dung dịch supowa giảm dần trong cả hai trường hợp lưu trữ trong B1 và trong B2. Mức độ giảm xấp xỉ khoảng 5÷7 % sau 4 ngày lưu trữ trong cả 2 trường hợp.
Sự suy giảm TDS của dung dịch supowa trong thời gian lưu trữ trong B1 là do bay hơi, còn trong B2 là do các thành phần hoạt hóa tự chuyển hóa dần về dạng phân tử ít phân ly hơn nên TDS giảm.
Kết quả là TDS của dung dịch supowa giảm dần theo thời gian lưu giữ. Đồng thời kết quả trình bày trên hình 3.7cũng cho thấy TDS của dung dịch supowa bảo quản trong B1 có nắp đậy giảm nhanh hơn so với trong B2. Điều đó cũng có thể là
990 1010 1030 1050 1070 1090 1110 1130 0 20 40 60 80 100 120 TD S m g/ L)
Thời gian lưu trữ (giờ)
Lưu trữ trong B1 Lưu trũ trong B2
do khí Cl2 trong dung dịch chứa trong B1 bị bay hơi nhiều hơn nên lượng NaOCl cũng ít hơn, dẫn đến TDS giảm nhanh hơn.
Các nghiên cứu về sự thay đổi TDS của dung dịch HHĐH trong thời gian lưu trữ thường ít được chú ý. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu được công bố về sự suy giảm hàm lượng clo trong quá trình lưu giữ cũng gián tiếp đề cập đến sự thay đổi TDS của dung dịch HHĐH trong thời gian lưu trữ.
3.3.3. Sự thay đổi thế oxy hóa khử (ORP) của supowa khi lưu trữ
Sự thay đổi giá trị thế oxy hóa khử (ORP) của dung dịch supowa khi lưu trữ trong B1 và trong B2 được thể hiện trong hình 3.8.
Hình 3.8. Sự thay đổi ORP của dung dịch supowa theo thời gian và cách lƣu trữ
Kết quả trình bày trong hình 3.8 cho thấy giá trị ORP của dung dịch supowa khi lưu trữ trong B2 kín và B1 đều giảm nhưng mức suy giảm không đáng kể. ORP của dung dịch supowa khi lưu trữ trong B1 khơng hồn tồn kín có xu hướng giảm nhanh hơn (1,5% giá trị ban đầu) so với lưu trữ trong B2 kín (1% giá trị ban đầu). Chủ yếu là do một số thành phần oxy hóa giả bền trong q trình phục hồi có thể biến đổi thành chất có thế năng oxy hóa thấp hơn so với tiền chất.
880 885 890 895 900 905 0 20 40 60 80 100 120 ORP (m V)
Thời gian lưu trữ (giờ)
Lưu trữ trong B1 Lưu trữ trong B2
Nghiên cứu của Robinson và cộng sự (2013) cho thấy, trong thời gian lưu trữ lâu dài, ORP của dung dịch HHĐH giảm đáng kể so với sản phẩm tại thời điểm sản xuất, mặc dù tỷ lệ giảm phụ thuộc vào điều kiện bảo quản, nhưng không phụ thuộc vào vật liệu lưu trữ. Dung dịch HHĐH lưu trữ ở 20°C sẽ có lượng giảm ORP lớn hơn và nhanh hơn so với lưu trữ ở 4°C. ORP của dung dịch HHĐH chứa trong bình polystyrene giảm với tốc độ nhanh hơn so với lưu trữ trongbình thủy tinh. Sau 14 ngày, ORP của dung dịch HHĐH chứa trong bình polystyrene và bình thủy tinh ở 4°C tương ứng là 675 mV và 1048 mV tương ứng, so với lần lượt là 1133 mV và 1159 mV đối với bình polystyrene và bình thủy tinh ở 4oC. Dung dịch HHĐH lưu trữ trong bình thủy tinh ở 4°C cho thấy sự suy giảm ORP chậm nhất, có ORP lớn hơn 1000 mV trong 57 ngày so với dung dịch HHĐH lưu trữ trong nhựa ở 4°C, 14 ngày đối với dung dịch HHĐH lưu trữ trong bình thủy tinh ở 20°C và 7 ngày đối với dung dịch HHĐH được bảo quản trong bình polystyrene ở 20°C. Rõ ràng là mặc dù trong ngắn hạn, vật liệu và nhiệt độ lưu trữ ảnh hưởng lớn đến việc duy trì ORP, sau thời gian lưu trữ lâu dài, thế oxy hóa khử của các dung dịch lưu trữ bắt đầu cân bằng [23]. Len và cộng sự (2002) cũng quan sát thấy có sự giảm ORP ở dung dịch HHĐH có ORP 1020-1120 mV, pH 2,5-2,6 [46]. Nisola và cộng sự (2011) cũng quan sát thấy hiện tượng tương tự như vậy sau 10 ngày lưu giữ dung dịch HHĐH trong điều kiện kín [43]. Kết quả tương tự cũng được Cui và cộng sự (2009) phát hiện khi nghiên cứu lưu giữ dung dịch oxy hóa điện hóa. Ơng nghiên cứu lưu giữ đồng thời 2 loại dung dịch oxy hóa điện hóa axit và gần trung tính trong cùng một điều kiện như nhau. Kết quả cho thấy xu hướng thay đổi các tham số hóa lý của 2 loại dung dịch này là như nhau, nhưng dung dịch oxy hóa điện hóa gần trung tính có tính ổn định cao hơn so với dung dịch oxy hóa điện hóa axit trong suốt q trình lưu giữ[19].Có thể thấy sự tương đồng khi so sánh kết quả nghiên cứu của luận văn với kết quả trong nghiên cứu của Robinson và cộng sự (2013). Mức giảm ORP trong nghiên cứu của Robinson nhiều và nhanh hơn so với kết quả nghiên cứu của luận văn này. Nguyên nhân có thể là do dung dịch HHĐH đượcRobinson và cộng sự sử dụng có tính axit, pH 1,37 và ORP 1180 mV ban đầu có mức cao hơn so với dung dịch HHĐH được sử dụng trong luận văn này (có pH 6,6 và ORP ban
đầu 900 mV). Lý do là ORP trong dung dịch HHĐH có xu hướng phản ứng với các thành phần bị oxy hóa trong dung dịch [23] mà các thành phần này lại có hạn chế trong supowa hơn là trong các dung dịch HHĐH họ sử dụng.
Một nghiên cứu khác của Len và cộng sự (2000) khẳng định nước siêu oxy