màng ở Việt Nam
Bảo quản quả có múi bằng chế phẩm tạo màng ở Việt Nam hiện vẫn ựang là một lĩnh vực mới. So với sự phát triển của thế giới, các kết quả nghiên cứu và ứng dụng công nghệ phủ màng ở Việt Nam còn ắt. Năm 2005-2006, Trần Thị Mai, Trịnh đình Hòa (Phòng NC Bảo quản nông sản của Viện Cơ ựiện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch) ựã thực hiện việc thử nghiệm chế phẩm tạo màng BQE 15 nhập khẩu từ nước ngoài, áp dụng chủ yếu trên quả có múi. Cụ thể trong 2006, Viện ựã kết hợp với Hà Giang triển khai bảo quản ựược trên 1.000 tấn cam. Hiệu quả bảo quản gần 2 tháng, tỷ lệ thối hỏng dưới 10%; vỏ quả tươi, bóng, mã quả có màu vàng ựỏ tự nhiên, núm không bị rụng, khi bổ quả ra tép cam không bị nát, ăn ngọt và thơm, không phát hiện mùi lạ.
Năm 2008- 2009, Trung tâm nghiên cứu kiểm tra chất lượng nông sản, Viện Cơ ựiện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch ựã nghiên cứu sản xuất chế phẩm bảo quản quả có múi, tên ựăng ký chất lượng sản phẩm là CEFORES- CP092. Sản phẩm ựã ựược thử nghiệm bảo quản cam quy mô 5 tấn/mô hình tại Hà Giang trong năm 2008. Tương tự cho bảo quản bưởi đoan Hùng quy mô 4.000 quioả/mô hình tại Phú Thọ năm 2008. Hiệu quả bảo quản làm tăng thời gian giữ tươi quả lên 2-3 lần, ựảm bảo hình thức và chất lượng quả sau bảo quản, ựảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm (Viện Cơ ựiện nông nghiệp và CNSTH, 2008).
PHẦN THỨ BA:
VẬT LIỆU Ờ NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Vật liệu, ựịa ựiểm và thời gian nghiên cứu
3.1.1. Vật liệu
- Vật liệu quả:
Tất cả các thắ nghiệm ựều sử dụng quả cam Vinh ựược thu hái tại vườn cam thuộc xã Nghĩa Hiếu, huyện Nghĩa đàn, Nghệ An. Các lần thu hoạch trong vòng 3 tháng của mùa vụ 2012. Quả ựược thu hái khi có 20 - 30% diện tắch vỏ quả ựã chuyển vàng, ựộ Brix ựạt 9.5 - 10.5. Quả ựược chở về phòng thắ nghiệm trong vòng một ngày tắnh từ lúc thu hái. Chọn những quả có hình thức ựẹp, tương ựối ựồng ựều, không bị tổn thương cơ học và nấm bệnh, không bị mềm.
- Vật liệu tạo màng:
+ Sáp ong (E901) của công ty sáp ong Việt Nam.
+ Nhựa cánh kiến ựỏ (E904) của công ty Anning Decco Chemical. + HPMC (E464) do công ty Zhejiang Zongbao Imp & Exp Corp Ltd, Trung Quốc cung cấp.
+ Chất nhũ hóa: Axắt palmitic và axắt steric (SPB), axắt miristic (MA), axắt oleic (OA) là các hóa chất tinh khiết do hãng Merck sản xuất.
- Chế phẩm CP-01 ựược pha chế theo qui trình công nghệ của ựề tài KC.07.04/06-10, Trung tâm Nghiên cứu và Kiểm tra chất lượng nông sản thực phẩm - Viện Cơ ựiện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch. Thành phần cơ bản của chế phầm gồm sáp polyethylene và sáp carnauba.
3.1.2. địa ựiểm
Thắ nghiệm ựược tiến hành tại các phòng thắ nghiệm của Trung tâm Nghiên cứu và Kiểm tra chất lượng nông sản thực phẩm thuộc Viện cơ ựiện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch.
3.1.3. Thời gian
Từ tháng 6/2012 ựến tháng 6/2013
3.2.1. Thiết bị thắ nghiệm
- Thiết bị tạo chế phẩm composit HPMC - lipid
+ Các loại máy khuấy thắ nghiệm (khuấy từ, khuấy thường) (IKA, đức).
+ Máy ựồng thể siêu tốc phòng thắ nghiệm (IKA, đức) + Máy nhũ tương hóa áp suất thường ZJR-5/10 (Trung Quốc)
Thiết bị khuấy ựồng thể, nhũ hóa áp suất thường ZJR-5/10 (Trung Quốc)
- Thiết bị phân tắch chất lượng quả
+ Máy xác ựịnh cường ựộ hô hấp (ICA Ờ 250).
+ Máy ựo ựộ cứng Fruit Pressure Tester (Bertuzzi, Italia)
+ Máy ựo màu rau quả Color Metter (Color Tec PCM/ PSM, Mỹ). + Cân phân tắch có ựộ chắnh xác sau dấu phẩy 4 số.
+ Chiết quang kế (xác ựịnh hàm lượng chất rắn hòa tan theo ựộ Brix)
3.2.2. Vật tư, hóa chất thắ nghiệm
- Nước cất 1 lần
- Polyethylene glycol (PEG): tinh khiết, dạng dung dịch, của tập ựoàn Merck Schuchard, đức.
- NH4OH 24%, glycerol, axắt oleic, axắt myrisic, SPB (Trung Quốc)
- Nghiên cứu ảnh hưởng của lipid tới khả năng thẩm thấu khắ và thẩm thấu hơi nước của màng HPMC.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của chất nhũ hóa tới khả năng thẩm thấu khắ và thẩm thấu hơi nước của màng composit HPMC-lipid.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của chế phẩm tạo màng HPMC-lipid cải tiến ựến khả năng bảo quản quả cam Vinh.
- Nghiên cứu xác ựịnh một số thông số và tắnh chất của chế phẩm HPMC- lipid.
3.4. Phương pháp nghiên cứu
3.4.1. Phương pháp chuẩn bị các chế phẩm tạo màng HPMC-lipid
3.4.1.1. Chuẩn bị thể keo HPMC
Hòa tan 75g HPMC trong 1000 ml nước cất ựược ựem ựun nóng ựến 80oC, khuấy ựều cho ựến khi tạo ựược thể keo ựồng nhất hoàn toàn (khoảng 1-2 h). Dịch keo HPMC nồng ựộ 7,5% ựược ựể 6 h trong tủ hút chân không ựể ựuổi khắ và tránh hình thành vi bong bóng cho màng. Từ dịch keo HPMC 7,5% bổ sung chất dẻo hóa PEG400 ựạt nồng ựộ 1%. Từ HPMC 7,5% này sẽ ựược tiếp tục dùng ựể chuẩn bị các chế phẩm khác có nồng ựộ nhỏ hơn hoặc ựể pha các công thức HPMC-lipid.
3.4.1.2. Chuẩn bị dung dịch nhựa cánh kiến
Cân 100 gam nhựa cánh kiến vào cốc V=1000ml, thêm 700ml nước cất và 30 ml NH4OH 24% vào và khuấy ựều. đun trên bếp khuấy từ ựến khi ựạt nhiệt ựộ 70oC. để nguội và bổ sung thêm nước ựể ựạt 1000 ml dung dịch, ựược dung dịch nhựa cánh kiến 10%.
3.4.1.3. Chuẩn bị nhũ tương sáp ong
Cân 18 gam sáp ong cho vào cốc 200 ml, cho thêm 3,6 gam axắt oleic rồi ựun chảy sáp trên máy khuấy từ. Sau ựó bổ sung 3,5 ml NH4OH 24% vào khuấy mạnh bằng ựũa thủy tinh. Bổ sung 50 ml nước nóng 900C rồi ựồng thể bằng máy ựồng thể tốc ựộ 25.000 v/p trong 4-5 phút. Làm lạnh nhanh ựến nhiệt ựộ phòng, khuấy bằng máy khuấy từ và bổ sung cho ựủ 100 ml. được dịch nhũ tương sáp ong 18%.
3.4.1.4. Chuẩn bị composit HPMC-sáp ong
Lấy 120ml dung dịch HPMC 7,5% cho vào cốc 500ml, bổ sung hết 100 ml nhũ tương sáp ong 18% (mục 3.4.1.3) vào cốc V=500 ml. Thêm chất chống bọt. Cho thêm nước cất ựể ựược ựủ 300 ml. đồng thể 25.000 v/p trong thời gian 4-5 phút. Bổ sung nước cho ựủ 300 ml. Sản phẩm thu ựược là composit HPMC- sáp ong có nồng ựộ sáp ong 6% và nồng ựộ HPMC 3%.
3.4.1.5. Chuẩn bị composit HPMC-nhựa cánh kiến
Cách chuẩn bị tương tự như mục 3.4.1.4 với bổ sung thay vì sáp ong là 180 ml dịch nhựa cánh kiến 10% (mục 3.4.1.2) vào cốc V=500 ml. đồng thể 25.000 v/p trong thời gian 4-5 phút. Bổ sung nước cất cho ựủ 300 ml, thu ựược composit HPMC-lipid có nồng ựộ nhựa cánh kiến 6% và HPMC 3%.
3.4.1.6. Chuẩn bị composit HPMC - sáp ong - nhựa cánh kiến
Cách chuẩn bị tương tự như hai mục trên với bổ sung 50 ml nhũ tương sáp ong 18% và 45 ml nhựa cánh kiến 10%. đồng thể 25.000 v/p trong thời gian 4-5 phút. Thu ựược composit HPMC-lipid có nồng ựộ sáp ong 3%, nhựa cánh kiến 3% và HPMC 3%.
3.4.1.7. Chuẩn bị composit HPMC Ờ lipid với chất nhũ hóa khác nhau
Quy trình chuẩn bị nhũ tương hoàn toàn tương tự ựã nêu ở mục 3.4.1.3 với HPMC-sáp ong, chỉ khác là có thay ựổi dùng chất nhũ hóa khác nhau là axắt oleic (OA), axắt myricstic (MA), OA + MA, Axắt stearic + Axắt palmitic (SPB). Nồng ựộ chất nhũ hóa cố ựịnh 1,2% trong sản phẩm cuối cùng.
3.4.2. Phương pháp bố trắ thắ nghiệm
3.4.2.1. Thắ nghiệm 1 - Xác ựịnh loại lipid thắch hợp ựể cải thiện khả năng trao ựổi khắ và hơi nước của màng HPMC
Cam ựủ tiêu chuẩn thắ nghiệm ựược bố trắ ngẫu nhiên thành 4 công thức, mỗi công thức gồm 15 quả, lặp lại 3 lần. Chỉ tiêu ựánh giá khả năng trao ựổi khắ qua màng phủ trên quả là ựo nồng ựộ khắ CO2 hình thành trong bình kắn (trình bày ở phần sau). Các công thức khác nhau về thành phần lipid có mặt trong chế phẩm. Cụ thể như sau:
- CT1: HPMC 3% (không chứa lipid) - CT2: HPMC 3% + Sáp ong 6%
- CT3: HPMC 3% + Nhựa cánh kiến 6%
- CT4: HPMC 3% + Sáp ong 3% + Nhựa cánh kiến 3%
3.4.2.2. Thắ nghiệm 2 - Xác ựịnh loại chất nhũ hóa thắch hợp ựể cải thiện khả năng trao ựổi khắ và hơi nước của màng HPMC-lipid
Thắ nghiệm ựược tiến hành sau khi kết thúc thắ nghiệm 1 và ựã có ựược kết luận về chế phẩm HPMC-lipid hiệu quả nhất. Sử dụng công thức này ựể tiến hành làm tiếp thắ nghiệm 2. Các yếu tố thắ nghiệm trong công thức sẽ ựược giữ cố ựịnh, chỉ thay ựổi thành phần chất nhũ hóa. Thắ nghiệm gồm 4 công thức khác nhau về chất nhũ hóa. Mỗi công thức gồm 15 quả, lặp lại 3 lần. Chỉ tiêu ựánh giá khả năng trao ựổi khắ qua màng phủ trên quả là ựo nồng ựộ khắ CO2 hình thành trong bình kắn (trình bày ở phần sau). Các công thức cụ thể như sau:
- đC: đối chứng (không dùng chế phẩm) - CT5: HPMC-lipid + Axắt oleic (OA) 1,2% - CT6: HPMC-lipid + Axắt Myristic (MA) 1,2% - CT7: HPMC-lipid + OA 0,6% + MA 0,6%
- CT8: HPMC-lipid + Axắt stearic + Axắt palmitic (SPB) 1,2%
3.4.2.3. Thắ nghiệm 3 - Nghiên cứu hiệu quả bảo quản của chế phẩm HPMC- lipid tới chất lượng quả cam Vinh
Thắ nghiệm ựược tiến hành sau khi ựã hoàn thiện xong chế phẩm HPMC- lipid như mô tả ở các thắ nghiệm 1 và 2. Các chỉ tiêu ựể ựánh giá hiệu quả bảo quản bao gồm các biến ựổi cơ lý, sinh lý và các chỉ tiêu hóa học của quả cam Vinh trong thời gian 6 tuần. Các công thức ựược quả ựược bảo quản ở nhiệt ựộ phòng. Mỗi công thức gồm 60 quả, lặp lại 3 lần. Lấy mẫu ựể phân tắch các chỉ tiêu cơ lý và hóa sinh ựịnh kỳ 1 tuần / lần. Mẫu phân tắch hóa sinh ựược lấy ngẫu nhiên trong số quả không khuyên tròn ở các công thức, 3 quả/công thức/lần phân tắch. Thắ nghiệm gồm 4 công thức sau:
- đC1: đối chứng (không dùng chế phẩm)
- đC3: Chế phẩm CP-01 (ựã thương mại) - CT9: HPMC-lipid (ựã hoàn thiện)
3.4.3. Phương pháp xác ựịnh một số thông số và tắnh chất cơ bản của chế phẩm và màng phủ trên quả cam phẩm và màng phủ trên quả cam
3.4.3.1. Kỹ thuật phủ màng trên quả
Sử dụng phương pháp là xoa chế phẩm lên bề mặt quả cam. Khi xoa có thể ựịnh lượng chế phẩm áp dụng lên bề mặt quả bằng xi-lanh chia thang ml. Xoa ựều lượng chế phẩm (0,3 ml) trên bề mặt quả bằng tay ựã ựi găng ni-lon. để quả khô tự nhiên hoặc hong trước quạt ựiện. đây là phương pháp ựược TS Hagenmaier (chuyên gia của ựề tài cấp NN KC.07-04/06-10) trực tiếp giới thiệu. Khi áp dụng thực tiễn có thể sử dụng một miếng giẻ nhỏ ựể thấm ướt chế phẩm ựưa lên bề mặt quả.
3.4.3.2. Xác ựịnh khả năng trao ựổi khắ và hơi nước qua màng phủ trên quả
Sự trao ựổi hơi nước của màng phủ trên quả ựược ựánh giá qua sự hao hụt về khối lượng tự nhiên của quả. Nếu màng có tác dụng cản mất nước thì quả ắt bị giảm khối lượng hơn so với quả không phủ màng. Cân khối lượng của từng quả ở mỗi công thức trước khi bảo quản và ở mỗi lần lấy mẫu bằng cân phân tắch. Sự trao ựổi khắ của màng trên quả ựược xác ựịnh theo phương pháp ựo kắn bằng máy ựo CO2 phần trăm trong môi trường tiểu khắ hậu trong bình. Sau ựó tắnh nồng ựộ CO2 theo công thức: X = (A x V x 10) / M x t. Trong ựó: X là nồng ựộ CO2
(ml/kg.h), A là tỉ lệ phần trăm CO2 ựo ựược trong máy (%), V là thể tắch khắ tự do trong hộp ựo hô hấp (ml), m là khối lượng mẫu ựưa vào thắ nghiệm (kg), t là thời gian ựo, 10 là hệ số chuyển ựổi.
3.4.3.3. Xác ựịnh kắch thước hạt nhũ tương
Kắch cỡ hạt nhũ tương của chế phẩm ựược xác ựịnh bởi thiết bị HORIBA Laser Scattering Particle Size Distribution Analyzer Partica LA-950 tại Trung tâm Polime và Trung tâm Sắc ký Trường đại học Bách Khoa Hà Nội.
độ nhớt của của chế phẩm (cp) ựược xác ựịnh bằng nhớt kế Brookfield DV-II+ Pro (Hoa Kỳ). Các giá trị pH ựược ựo bằng thiết bị ựo HANNA instruments pH213 Microprocessor pH Meter (USA)
3.4.3.5. Xác ựịnh thời hạn sử dụng chế phẩm
Thời hạn sử dụng chế phẩm sau khi sản xuất xong ựược xác ựịnh thông qua ựộ bền của nhũ tương trong chế phẩm. Nếu vì lý do nào ựó như thất thoát chất nhũ hóa khi dụng cụ chứa ựựng hở hay thay ựổi pH do vi sinh vật thì xảy ra sự phân lớp hay phân tách pha. Lấy 200 ml chế phẩm cho vào các bình tam giác nút nhám V=250 ml. đậy kắn rồi xếp trong tủ tối trong thời gian nghiên cứu. Quan sát hiện tượng phân lớp của các mẫu hàng tháng và mẫu ựược coi bị tách pha nếu có xảy ra hiện tượng phân lớp.
3.4.3.6. Xác ựịnh ựộ bám dắnh của màng
độ bám dắnh của màng ựược xác ựịnh theo TCVN 2097:1993 - Phương pháp cắt xác ựịnh ựộ bám dắnh của màng.
3.4.3.7. Xác ựịnh thời gian khô của màng
Thời gian khô của chế phẩm ựược xác ựịnh bằng cách sử dụng 6 tấm nhựa mỏng, phẳng kắch cỡ 10 x 10 cm ựánh số thứ tự. Sau khi phủ chế phẩm, ựặt các tấm trên mặt phẳng cho khô trong ựiều kiện phòng thắ nghiệm. Khi bề mặt chế phẩm hết dắnh, cân ựịnh kỳ ựến khi khối lượng tấm nhựa không thay ựổi thì thời gian khô ựược tắnh từ lúc bắt ựầu bôi xong chế phẩm ựến khi khối lượng các tấm không ựổi. Khoảng cách mỗi lần cân là 5 phút.
3.4.3.8. Xác ựịnh khối lượng riêng của chế phẩm
Khối lượng riêng của chế phẩm ựược xác ựịnh bằng cách cân chắnh xác khối lượng của một thể tắch chế phẩm, từ ựó khối lượng riêng của chế phẩm ựược tắnh theo công thức: Dcp = m/v. Trong ựó: Dcp là khối lượng riêng của chế phẩm (g/ml); m là Khối lượng của chế phẩm (g); v là thể tắch chế phẩm (ml).
3.4.3.9. Xác ựịnh ựộ bền nước và nhiệt của màng
độ bền nước và ựộ bền nhiệt ựược xác ựịnh bằng cách sử dụng 10 tấm nhựa mỏng, phẳng, kắch cỡ 10 x 10 cm, chia làm 2 phần, mỗi phần 5 tấm ựánh số
thứ tự. Xoa chế phẩm ựều trên bề mặt các tấm nhựa tương tự cách xoa lên quả cam, sau ựó ựể khô hoàn toàn. Dùng 5 tấm ựể ở ựiều kiện thường và 5 tấm trong tủ lạnh (ngăn mát 30C) trong 10 ngày. Sau 10 ngày, ựưa các tấm ra ựể ở ựiều kiện thường ựể cho khô và kiểm tra ựộ bám dắnh của chế phẩm, vì ựộ bám dắnh ựánh giá ựến ựộ bền của chế phẩm. Bên cạnh ựó quan sát hình thái so sánh với những tấm ựối chứng ựể ở nhiệt ựộ thường.
3.4.4. Phương pháp ựánh giá chất lượng của quả cam Vinh
3.4.4.1. Phương pháp xác ựịnh các chỉ tiêu cơ lý của quả
- Xác ựịnh hao hụt khối lượng tự nhiên bằng phương pháp cân.
- Phương pháp xác ựịnh ựộ chắc (cứng) của quả bằng máy ựo ựộ cứng Fruit Pressure Tester (Bertuzzi, Italia).
- Phương pháp xác ựịnh màu sắc vỏ quả: Xác ựịnh sự biến ựổi màu sắc vỏ quả qua từng giai ựoạn bằng máy ựo màu Color Meter của hãng Color Tec PCM/PSM, Mỹ. Kết quả ựo thể hiện các chỉ số L, a, b ựược hiện ra trên máy. độ biến ựổi màu sắc của quả ựược xác ựịnh bằng công thức:
∆E = [(Li-Lo)2+(ai-ao)2+(bi-bo)2]1/2
Trong ựó :
Li, ai, bi : Kết quả ựo màu ở lần phân tắch thứ i Lo, ao, bo : Kết quả ựo màu của nguyên liệu ựầu vào
- Phương pháp xác ựịnh cường ựộ hô hấp: được xác ựịnh theo phương pháp ựo kắn, sử dụng máy ICA (Anh) ựể ựo lượng CO2 trong môi trường bình bảo quản ựóng kắn. Sau ựó tắnh nồng ựộ CO2 theo công thức:
. . .100 A V X m t = Trong ựó : + X: Nồng ựộ CO2 (ml/kg.h)
+ A: Tỷ lệ % CO2 ựo ựược trong máy (%) + m: Khối lượng mẫu ựưa vào thắ nghiệm (kg)