công thức CT3 đƣợc ngƣời tiêu dùng đánh giá đạt các chỉ tiêu đặc trƣng của cam sau 30 ngày bảo quản.
Trong thành phần của chế phẩm bảo quản có tinh dầu nghệ, là một loại tinh dầu có mùi mạnh và đặc trƣng, khi xử lí cho quả rất có thể sẽ làm ”át” mùi thơm của quả tƣơi, hay tạo nên mùi ”lạ” gây thắc mắc hoặc thậm chí từ chối khơng sử dụng của ngƣời tiêu dùng. Vì vậy, ngồi việc đánh giá chất lƣợng cam thông qua các chỉ tiêu cảm quan thông thƣờng nhƣ màu sắc, mùi, vị thì việc xác định khả năng chấp nhận của ngƣời tiêu dùng đối với sản phẩm đƣợc xử lý bằng tinh dầu nghệ đã đƣợc tiến hành, số liệu đƣợc thể hiện ở bảng 3.20.
Bảng 3. 20: Khả năng chấp nhận mùi quả cam sau khi xử lý bằng chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng (%) chứa tinh dầu nghệ vàng (%)
Cơng thức Có mùi lạ Khơng có mùi lạ Chấp nhận Khơng chấp nhận Sau 5 ngày bảo quản
ĐC 0 100 100 0
CT1 0 100 100 0
CT2 100 0 10 90
CT3 100 0 30 70
Sau 15 ngày bảo quản
CT1 15 85 90 10
CT2 80 20 10 90
CT3 58 42 20 80
Sau 20 ngày bảo quản
ĐC 55 45 20 80
CT1 0 100 70 30
CT2 40 60 50 50
CT3 35 65 83 17
Sau 30 ngày bảo quản
ĐC - - - -
CT1 23 77 65 35
CT2 20 80 72 28
CT3 10 90 100 0
Các số liệu trên bảng là giá trị trung bình của ít nhất 10 lần lặp lại Chú thích: dấu ”-” biểu thị giá trị không được xác định
Kết quả bảng 3.20 cho thấy chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng sau 15 ngày bảo quản tỉ lệ chấp nhận sử dụng và phát hiện mùi lạ giảm đáng kể so với ngày đầu. Sau 30 ngày bảo quản thì ngƣời tiêu dùng đã chấp nhận sử dụng chế phẩm mặc dù vẫn cịn 10% cho rằng có mùi lạ. Điều này cũng chứng minh rằng sau 30 ngày tinh dầu nghệ vàng vẫn có trong chế phẩm so với mẫu CT1 màng không chứa tinh dầu ở 5 ngày là khơng có mùi nên có thể kéo dài thêm thời gian bảo quản cam .
Kết quả nhận đƣợc chứng minh có thể sử dụng chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng để bảo quản cam (BQC) ở điều kiện thƣờng hiệu quả, giữ đƣợc chất lƣợng quả tốt hơn so với mẫu đối chứng. Sự thay đổi hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng trong cam bảo quản cũng có xu hƣớng tƣơng tự nhƣ báo cáo của các tác giả khác [42, 94]. Cam có thể bảo quản ở điều kiện nhiệt độ thƣờng với tỉ lệ hao hụt thấp (7,7% ).
3.5.4 Đánh giá độ an tồn của chế phẩm bảo quản có chứa tinh dầu nghệ vàng
Theo Đỗ Tất Lợi khi nghiên cứu những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam cho rằng nhiều loại tinh dầu cũng có độc, liều LD50 của tinh dầu thƣờng là 9,2ml/kg thể trọng chuột nhắt
trắng [1]. Nhƣng một số cơng trình nghiên cứu đã chứng minh nghệ vàng (Curcuma longa L.) là an toàn. Qureshi và cộng sự đã nghiên cứu độc tính bán cấp dịch chiết Curcuma longa nhận thấy, với liều 100mg/kg/ngày sau 90 ngày chuột vẫn khỏe bình thƣờng [117].
Vì vậy, đánh giá độ an toàn của chế phẩm bảo quản chứa tinh dầu nghệ vàng là điều cần thiết.
Kết quả thử nghiệm độc tính bán cấp của chế phẩm trên bảng 3.21 cho thấy, chuột ở nhóm đối chứng và các nhóm thử sau khi dùng chế phẩm chứa 0,5% tinh dầu nghệ vàng BQC đều tăng trọng lƣợng cơ thể bình thƣờng sau 7 ngày theo dõi so với trƣớc khi thử nghiệm.
Bảng 3. 21: Trọng lượng chuột trước và sau thử nghiệm 7 ngày với mẫu BQC (g)
TT Nhóm đối chứng TT Mức liều 1
Trƣớc thí nghiệm Sau thí nghiệm Trƣớc thí nghiệm Sau thí nghiệm
1 18,0 25,5 11 18,0 26,5 2 18,5 24,0 12 18,5 24,5 3 18,0 23,5 13 18,5 25,0 4 18,5 25,0 14 18,0 25,5 5 18,5 24,5 15 18,5 25,5 6 19,0 26,5 16 18,5 27,5 7 18,5 27,0 17 18,5 23,5 8 18,5 25,5 18 18,5 24,0 9 18,5 26,5 19 18,5 25,0 10 18,5 24,0 20 18,0 26,0 TT Mức liều 2 TT Mức liều 3
Trƣớc thí nghiệm Sau thí nghiệm Trƣớc thí nghiệm Sau thí nghiệm
21 18,5 25,5 31 18,0 24,5 22 18,5 24,0 32 18,0 23,5 23 18,0 27,5 33 18,0 24,0 24 18,0 26,0 34 18,5 25,5 25 18,0 26,5 35 18,0 26,0 26 18,0 25,5 36 18,5 25,5 27 18,0 27,0 37 18,0 25,0 28 18,5 23,5 38 18,0 24,5 29 18,0 26,5 39 18,0 26,5 20 18,0 24,0 40 18,0 27,0
Từ các kết quả nhận đƣợc có thể thấy rằng, chuột nhắt đƣợc uống chế phẩm BQC chứa 0,5% tinh dầu nghệ vàng nguyên mẫu, với mức liều từ 20 ml đến 60 ml mẫu thử/kg chuột/ngày (mức liều 1đến mức liều 3) đều tăng trọng lƣợng trung bình 40% sau 7 ngày và vẫn hoạt động ăn uống bình thƣờng, mặc dù chuột ở các nhóm thử 2 và 3 có biểu hiện giảm hoạt động, nằm mệt hơn so với nhóm chứng trong các giờ đầu sau khi uống hỗn hợp thử, nhƣng sau 24 giờ theo dõi, tất cả chuột ở các lơ thí nghiệm đều ăn uống, hoạt động bình thƣờng. Khơng xác định đƣợc liều gây chết 50% động vật thí nghiệm (LD50) vì khơng tìm đƣợc liều gây chết chuột.
Chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng dùng bảo quản quả tươi sau thu hoạch an tồn, khơng gây độc cấp tính cho chuột thí nghiệm. Chế phẩm bảo quản cam đã có tác dụng làm giảm tỉ lệ hư hỏng, làm chậm các quá trình biến đổi sinh hóa trong quả hơn so với đối chứng. Sau 30 ngày bảo quản ở nhiệt độ thường chất lượng vẫn ở mức tốt và có thể bảo quản lâu hơn. Các thành phần chế phẩm bảo quản sử dụng nguyên liệu sẵn có, rẻ và an tồn đối với con người cũng như môi trường. Đặc biệt, có thể thay thế tinh dầu nghệ cho các chất diệt nấm tổng hợp là những biện pháp đầu tiên thường được dùng để kiểm soát bệnh của quả sau thu hoạch.
3.5.5 Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quy trình sử dụng chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng trong bảo quản cam Hà Giang nghệ vàng trong bảo quản cam Hà Giang
Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi thấy yếu tố nồng độ của chế phẩm, thời gian nhúng và số lần nhúng vào chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng BQC có ảnh hƣởng đến tính chất bán thấm của màng và ảnh hƣởng đến q trình hơ hấp của quả. Vì vậy chúng tơi chọn các yếu tố này để khảo sát hiệu quả sử dụng chế phẩm sau 20 ngày bảo quản cam và đánh giá qua tỉ lệ tổn thất khối lƣợng tự nhiên và tính chất cảm quan của quả.
3.5.5.1. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm BQC đến tỉ lệ tổn thất của quả sau 20 ngày bảo quản
Trong quá trình xử lý, cam đƣợc rửa sạch, để ráo tự nhiên sau đó tiến hành nhúng trong chế phẩm vì vậy khơng tránh khỏi nồng độ chế phẩm thay đổi. Do đó, chúng tơi tiến hành khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ chế phẩm khi sử dụng (92, 94, 96, 98 và 100%), thời gian tiếp xúc với quả trong 1 phút, nhiệt độ phòng 25o
C ± 2. Kết quả tỉ lệ tổn thất khối lƣợng và chất lƣợng cảm quan quả sau 20 ngày bảo quản đƣợc chỉ ra ở bảng 3.22
Bảng 3. 22: Tỉ lệ tổn thất khối lượng theo nồng độ chế phẩm BQCTD khác nhau TT Nồng độ CP (%) Tỉ lệ tổn thất (%) Chất lƣợng cảm quan 1 92 9,23 Khá 2 94 8,26 Tốt 3 96 7,03 Tốt 4 98 7,59 Tốt 5 100 7,82 Tốt 6 Đối chứng 100 Hỏng
Kết quả bảng 3.22 cho thấy nồng độ chế phẩm sử dụng 94-100 % có tỉ lệ tổn thất thấp và tính chất cảm quan tốt. Nhƣ vậy, trong q trình sử dụng chế phẩm, quả sau khi rửa cần để khô bề mặt khoảng 80-90% rồi phủ màng sẽ vẫn đảm bảo đƣợc hiệu quả bảo quản.
3.5.5.2. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc với chế phẩm BQCTD đến tỉ lệ tổn thất khối lượng sau 20 ngày bảo quản
Sử dụng chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng BQC ở nồng độ 100%, thời gian tiếp xúc với bề mặt quả thay đổi 20, 30, 40, 50 và 60 giây và tiến hành nhúng 1 lần. Kết quả xác định tỉ lệ tổn thất khối lƣợng sau 20 ngày bảo quản đƣợc thể hiện ở bảng 3.23
Bảng 3. 23: Tỉ lệ tổn thất khối lượng theo thời gian tiếp xúc BQC khác nhau
TT Thời gian tiếp xúc (giây) Tỉ lệ tổn thất (%) Chất lƣợng cảm quan
1 20 9,61 Khá 2 30 8,83 Khá 3 40 8,44 Tốt 4 50 8,15 Tốt 5 60 7,82 Tốt 6 Đối chứng 100 Hỏng
Việc xác định thời gian tiếp xúc thích hợp cho chế phẩm là điều cần thiết để tăng khả năng bám dính của chế phẩm vào quả mà không ảnh hƣởng đến hiệu quả bảo quản và tính chất cảm quan. Kết quả bảng 3.23 cho thấy thời gian tiếp xúc trong khoảng 40-60 giây tƣơng ứng với chất lƣợng cảm quan tốt và tỉ lệ tổn thất khối lƣợng thấp. Khoảng thời gian này đƣợc sử dụng cho thí nghiệm đa yếu tố tiếp theo
3.5.5.3. Ảnh hưởng của số lần nhúng chế phẩm BQC đến tỉ lệ tổn thất khối lượng sau 20 ngày bảo quản
Chế phẩm bảo quản bằng phƣơng pháp nhúng không chỉ phụ thuộc vào nồng độ và thời gian tiếp xúc với chế phẩm mà còn phụ thuộc vào khả năng bám giữ chế phẩm của vỏ quả nên có thể nhúng 1 hay nhiều lần. Mỗi loại quả khác nhau có cấu tạo, hình thái, cấu trúc vỏ khác nhau nên để đảm bảo hiệu quả sử dụng chế phẩm chúng tôi khảo sát yếu tố số lần nhúng. Sử dụng chế phẩm nồng độ 100%, thời gian tiếp xúc với bề mặt quả 1 phút, số lần nhúng quả 1, 2, 3 lần, mỗi lần cách nhau 60 giây. Kết quả xác định tỉ lệ tổn thất và chất lƣợng cảm quan sau 20 ngày bảo quản đƣợc thể hiện ở bảng 3.24
Bảng 3. 24: Tỉ lệ tổn thất khối lượng theo số lần nhúng chế phẩm BQC khác nhau
TT Số lần nhúng Tỉ lệ tổn thất (%) Chất lƣợng cảm quan
1 1 7,82 Tốt
2 2 7,47 Tốt
3 3 7,10 Khá
4 Đối chứng 100 Hỏng
Kết quả bảng 3.24 cho thấy khi nhúng 1, 2, 3 lần tỉ lệ tổn thất khối lƣợng đều giảm dƣới 8% nhƣng khi nhúng 1, 2 lần thì chất lƣợng cảm quan tốt và giảm đáng kể khi nhúng lần 3 cũng nhƣ tốn thời gian và tiêu hao chế phẩm.
3.5.6 Tối ƣu hóa quy trình sử dụng chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng trong bảo quản cam Hà giang quản cam Hà giang
Từ những kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của một số yếu tố đến hiệu quả sử dụng chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng BQC chúng tôi nhận thấy: nồng độ, thời gian tiếp xúc, số lần nhúng vào chế phẩm là những yếu tố ảnh hƣởng lớn nhất đến hiệu quả bảo quản cam. Ứng với mỗi điều kiện khác nhau thì xác định đƣợc tỉ lệ tổn thất khối lƣợng và chất lƣợng cảm quan khác nhau. Vì vậy, để đánh giá mức độ ảnh hƣởng của từng yếu tố trong mối tác động qua
lại giữa chúng, cũng nhƣ tìm phƣơng án phối hợp tối ƣu các yếu tố trên, thí nghiệm đa yếu tố đã đƣợc tiến hành.
3.5.6.1 Thiết lập mơ hình thí nghiệm
Dựa vào kết quả thí nghiệm đơn yếu tố, lựa chọn các thơng số đƣa vào nghiên cứu thí nghiệm đa yếu tố
- Nồng độ chế phẩm (%), ký hiệu X1
- Thời gian tiếp xúc chế phẩm (giây), ký hiệu X2 Số lần nhúng chế phẩm (lần), ký hiệu X3
Hàm mục tiêu là tỉ lệ tổn thất khối lƣợng T (%), ký hiệu YT thấp nhất
Thí nghiệm đƣợc tiến hành với điều kiện mức và khoảng biến thiên của các thông số thể hiện trong bảng 3.25
Bảng 3. 25: Mức và khoảng biến thiên của các thơng số thí nghiệm
Mức và khoảng
biến thiên Giá trị mã
Giá trị thực
X1 (%) X2 (giây) Số lần nhúng X3
Mức dƣới -1 94 20 1
Mức cơ sở 0 96 40 2
Mức trên +1 98 60 3
Khoảng biến thiên 1 2 20 1
Để đảm bảo xác suất tin cậy, các thí nghiệm ở mỗi điểm đều đƣợc lặp lại 3 lần, thí nghiệm đa yếu tố theo phƣơng án trung tâm hợp thành trực giao với 17 thí nghiệm, các thơng số biến thiên qua 2 mức. Kết quả thực nghiệm theo quy hoạch bậc 2 Box-Behnken.
Tiến hành xây dựng hàm hồi quy cho mục tiêu nhƣ sau:
T
Y (%)=a0 + a1 X1 + a2 X2 + a3 X3 + a12 X1X2 + a13 X1X3 + a23 X2X3 + a11 X12 + a22
X22 + a33 X32 .
Từ điều kiện thơng số thí nghiệm, mơ hình thí nghiệm sử dụng chế phẩm chứa tinh dầu nghệ vàng BQC bảo quản cam đã đƣợc xây dựng. Ma trận kế hoạch thực nghiệm và kết quả
ảnh hƣởng của các yếu tố nồng độ, thời gian và số lần nhúng đến tỉ lệ tổn thất khối lƣợng thể hiện ở bảng 3.26
Bảng 3. 26: Mơ hình thí nghiệm đa yếu tố ảnh hưởng đến tỉ lệ tổn thất của chế phẩm
TN X1 X2 X3 YT (%) 1 -1 -1 0 8,58 2 1 -1 0 7,83 3 -1 1 0 7,65 4 1 1 0 7,77 5 -1 0 -1 8,11 6 1 0 -1 7,95 7 -1 0 1 8,25 8 1 0 1 7, 85 9 0 -1 0 7,65 10 0 1 0 7,03
11 0 -1 1 7,04 12 0 1 1 7, 11 13 0 0 0 7,18 14 0 0 0 7, 00 15 0 0 0 7,26 16 0 0 0 7,22 17 0 0 0 7,24
Kiểm tra sự có nghĩa của mơ hình và các hệ số đƣợc tiến hành bằng phân tích hồi quy. Chuẩn F của mơ hình đƣợc xác định là 20,59 (YT ), cho thấy mơ hình hồn tồn có ý nghĩ với độ tin cậy 99,99% (p<0,0001). Các giá trị p<0,05 cho biết các hệ số hồi quy có nghĩa, nhƣ vậy mơ hình này có các hệ số hồi quy X1, X2, X1 X2, X2 X3, X12. Hệ số tƣơng quan bội R2 của mơ hình này là 0,9636, cho thấy sự tƣơng thích cao của mơ hình. Sự thay
đổi của hàm mục tiêu phụ thuộc vào các biến ảnh hƣởng. Vậy hiệu quả sử dụng chế phẩm thông của tỉ lệ tổn thất khối lƣợng đƣợc biểu diễn nhƣ sau:
T
Y = 1876,23– 38,68 X1 – 0,54258 X2 + 0,005 X1X2 - 0,008 X2X3 + 0,2X12
Kết quả phân tích hồi quy đƣợc trình bày ở bảng 3.27 nhƣ sau:
Bảng 3. 27: Kết quả phân tích hồi quy
TT Nguồn gốc Phƣơng sai Chuẩn F
1 Mơ hình 0,40 20,59 2 X1 0,18 9,20 3 X2 0,30 15,41 4 X1 X2 0,19 9,83 5 X2 X3 0,12 6,19 6 X12 2,70 140,38
Xét các yếu tố ảnh hƣởng đến tỉ lệ tổn thất khối lƣợng, hình 3.30 cho thấy nồng độ chế phẩm (X1) ảnh hƣởng lớn nhất đến tỉ lệ tổn thất khối lƣợng của cam trong thời gian bảo quản, sau đó đến thời gian tiếp xúc (X2) nhƣng ở mức độ thấp hơn. Còn số lần nhúng chế phẩm (X3) thì ít ảnh hƣởng đến tổn thất khối lƣợng của quả.
Hình 3. 30: Ảnh hưởng của các yếu tố đến tỉ lệ tổn thất khối lượng
Hình 3. 311: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm và số lần nhúng tới tỉ lệ tổn thất
Hình 3. 322: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm, thời gian tiếp xúc tới tỉ lệ tổn thất
Hiệu quả bảo quản của chế phẩm chịu ảnh hƣởng lớn nhất bởi nồng độ chế phẩm, nồng độ chế phẩm tăng thì tỉ lệ tổn thất khối lƣợng giảm. Tuy nhiên nếu nồng độ chế phẩm quá cao cũng sẽ tăng chi phí. Thời gian nhúng cũng ảnh hƣởng đến tỉ lệ tổn thất khối lƣợng, khi thời gian tiếp xúc tăng sẽ tạo khả năng bám dính giữa chế phẩm với quả ổn định. Số lần nhúng cũng có ảnh hƣởng đến tỉ lệ tổn thất nhƣng mức độ ít và chịu tác động qua lại của yếu tố thời gian tiếp xúc với chế phẩm
3.5.6.2. Tối ưu hóa
Hiệu quả sử dụng chế phẩm BQC bảo quản cam cần đƣợc tối ƣu nhằm mục đích giảm tỉ lệ tổn thất khối lƣợng mà chất lƣợng cảm quan và hiệu quả kinh tế vẫn tốt, vì vậy thuật tốn hàm mong đợi đã đƣợc sử dụng để giải bài tốn tối ƣu hóa. Kết quả tối ƣu hóa bằng phần mềm Design-Expert 7.1 nhƣ sau: Nồng độ chế phẩm 96%, thời gian tiếp xúc 60 giây, số lần nhúng 1; khi đó tỉ lệ tổn thất khối lƣợng đạt 6,98%. Với điều kiện tối ƣu này thì mục