CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.4. ẢNH HƯỞNG CỦA WSC ĐẾN MỘT SỐ BIẾN ĐỔI CỦA QUẢ XOÀI, CHUỐI, ỚT TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN
3.4.2. Ảnh hưởng của WSC đến một số biến đổi sinh hoá của quả xoài, chuối, ớt
Trong quá trình bảo quản quả xoài, chuối và ớt, bên cạnh biến đổi phân giải các hợp chất cao phân tử ở vỏ và mô quả như protopectin, hemicellulose và tinh bột, hoạt động hô hấp còn diễn ra biến đổi tổng hợp và chuyển hoá đường, acid hữu cơ và acid amin khiến chất khô hoà tan và acid tổng số biến đổi đáng kể [43], [175]. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của xử lý WSC đến thay đổi hàm lượng chất khô hoà tan, acid tổng số, biến đổi cường độ hô hấp và sinh etylen sau 9, 10, 12 ngày bảo quản (ở nhiệt độ 25 - 28oC) của xoài, chuối, ớt được thể hiện ở các hình 3.68 - 3.79.
Hình 3.68. Ảnh hưởng của nồng độ WSC đến sự thay đổi hàm lượng chất khô của quả xoài bảo quản ở 25 - 28oC
Kết quả từ hình 3.68 cho thấy chất khô hoà tan có trong mô thịt quả của quả xoài tăng theo thời gian bảo quản và sự gia tăng khác biệt hàm lượng chất khô ở mẫu có xử lý WSC so với ĐC khá chậm. Xử lý quả xoài bằng WSC 0,5% không cho khác biệt % chất khô hoà tan so với ĐC, khác biệt chỉ quan sát thấy ở các CT 1%, 1,5% và 2% tương ứng phải sau 9 ngày, 7 ngày và 3 ngày bảo quản (p < 0,05). Trong khi đó, acid tổng số trong mô thịt quả có xu hướng giảm nhanh và khác biệt so với ĐC đã quan sát thấy ở mẫu xử lý WSC 0,5% sau 3 ngày bảo quản (p < 0,05) (Hình 3.69).
a
a a
a
a
a
ab a ab
ab
a
ab ab abc
b
a
ab bc
bc
bc
a b c c
c
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
1 3 5 7 9
Hàm lượng chất khô hoà tan (%)
Thời gian (ngày)
ĐC 0,5% 1% 1,5% 2%
Hình 3.69. Ảnh hưởng của nồng độ WSC đến sự thay đổi acid tổng số của quả xoài bảo quản ở 25 - 28oC
Hình 3.70. Ảnh hưởng của nồng độ WSC đến sự thay đổi hàm lượng chất khô của chuối bảo quản ở 25 - 28oC
Ở quả chuối, hàm lượng chất khô tăng nhanh ở mẫu ĐC và sai khác đáng kể so với mẫu quả có xử lý WSC ở thời điểm sau 6 ngày bảo quản (p < 0,05). Sau 10 ngày, trong khi hàm lượng chất khô trong mẫu ĐC tăng đến 24,01% thì hàm lượng chất khô hoà tan ở mẫu xử lý WSC 0,5% và 2% đạt tương ứng là 20,31% và 13,62%. Trong khi hàm lượng acid tổng số có xu hướng tăng lên, đạt giá trị cao nhất ở thời điểm 4 ngày
a
c
c
d
e a
b
c
c
d a
b
b
b
c a
ab ab
b b
a
a a
a a
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
1 3 5 7 9
Hàm lượng acid tổng số (%)
Thời gian (ngày)
ĐC 0,5% 1% 1,5% 2%
a a a
a
a
a
a ab ab
b
b
b
a ab bc b
bc
c
a ab bc bc
c
c
a b c c
d
d
0 5 10 15 20 25 30
0 2 4 6 8 10
Hàm lượng chất khô hoà tan (%)
Thời gian (ngày)
ĐC 0,5% 1% 1,5% 2%
(ở mẫu ĐC và WSC 0,5%) và 6 ngày (ở mẫu WSC 1%, 1,5% và 2%), sau đó giảm dần.
Sau 10 ngày bảo quản, xử lý WSC không cho thấy khác biệt acid tổng số giữa ĐC và WSC 0,5%, và giữa các CT 1%, 1,5% và 2% (p < 0,05) (Hình 3.70 và 3.71).
Hình 3.71. Ảnh hưởng của nồng độ WSC đến sự thay đổi acid tổng số của quả chuối bảo quản ở 25 - 28oC
Hình 3.72. Ảnh hưởng của nồng độ WSC đến sự thay đổi hàm lượng chất khô của quả ớt bảo quản ở 25 - 28oC
Trong khi đó ở quả ớt, ảnh hưởng của việc xử lý WSC đến biến đổi hàm lượng chất khô và acid tổng số trong thịt quả khác biệt so với ở xoài và chuối. Ở mẫu ĐC,
a
a
a
b
c
b a
ab
ab ab
b
b a
ab
bc a
a
a a
b
c
a
a
a a
ab
c
a
ab
a
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
0 2 4 6 8 10
Hàm lượng acid tổng số (%)
Thời gian (ngày)
ĐC 0,5% 1% 1,5% 2%
a
a
c
c
b
a a
bc bc
b
a a
abc
ab a
a
a
ab ab
a
a a
a
a
a
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
0 3 6 9 12
Hàm lượng acid tổng số (%)
Thời gian (ngày)
ĐC 0,25% 0,5% 0,75% 1%
hàm lượng chất khô hoà tan và acid tổng số tăng lên đạt giá trị cao nhất sau 3 ngày bảo quản ở nhiệt độ thường và sau đó giảm dần. Trong khi ở các mẫu có xử lý WSC xu hướng biến đổi chậm hơn với khác biệt về hàm lượng chất khô hoà tan giữa các nồng độ WSC sử dụng để xử lý quả không đáng kể và xử lý WSC với nồng độ 0,25 - 0,5%
không ảnh hưởng đến sự biến đổi hàm lượng acid tổng số so với mẫu ĐC (p < 0,05) (Hình 3.72 và 3.73).
Hình 3.73. Ảnh hưởng của nồng độ WSC đến sự thay đổi acid tổng số của quả ớt bảo quản ở 25 - 28oC
Các kết quả phân tích ở trên cho thấy xử lý WSC có tác dụng làm chậm biến đổi hàm lượng chất khô và acid tổng số ở thịt quả xoài, chuối và ớt khá rõ và tương đồng với ảnh hưởng của chitosan và sản phẩm thuỷ phân đã được công bố trên xoài [40], [220], chuối [127], [148], ớt [208]. Lượng chất khô hòa tan và acid tổng số có trong mô thịt quả xoài, chuối và ớt thay đổi chậm hơn trong mẫu xử lý với WSC có thể là do tác dụng điều chỉnh của màng bán thấm WSC được tạo ra làm giảm lượng O2 trên bề mặt quả gây ức chế quá trình hô hấp.
Sự gia tăng hàm lượng chất khô hòa tan trong quá trình bảo quản xoài và chuối là do sự biến đổi của các hợp chất carbohydrate và pectin ở dạng không hoà tan khi quả còn xanh thành dạng hoà tan, đường tự do và thủy phân một phần của protein tạo thành các phân tử có tính tan cao trong quá trình hô hấp mạnh ở xoài và chuối [40], [148]. Trên quả ớt, quá trình phân giải các hợp chất carbohydrate và pectin ở dạng
a
a
b b
c a
ab
b ab
b a
a a
a ab
a
bc a
ab ab
a c
a
a a
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 3 6 9 12
Hàm lượng chấtkhô hoà tan (%)
Thời gian (ngày)
ĐC 0,25% 0,5% 0,75% 1%
không hoà tan vốn có tỷ lệ thấp trong mô quả diễn ra chậm hơn do đặc điểm hô hấp yếu ở quả ớt [43]. Ngoài ra, sự suy giảm không giống nhau về hàm lượng acid tổng số trên xoài, chuối và ớt có thể được lý giải là do sự khác biệt về thành phần acid hình thành trong quá trình hô hấp yếm khí ở các loại quả này. Ở xoài và chuối, mặc dù trong mô thịt quả khi chín xuất hiện một số loại acid (acid malic và citric chiếm đa số) nhưng chỉ acid malic, citric và succinic đóng vai trò là cơ chất của các biến đổi hô hấp. Trong khi đó, thay đổi chỉ số acid trên quả ớt chủ yếu là do sự giảm dần của acid ascorbic và một phần acid citric và malic trong quá trình già hoá [175].
Hình 3.74. Ảnh hưởng của nồng độ WSC đến cường độ hô hấp của quả xoài bảo quản ở 25 - 28oC
Cường độ hô hấp và cường độ sinh etylen trong rau quả tươi được coi là chỉ số quan trọng để xác định thời hạn bảo quản [148], [175]. Kết quả thực nghiệm trình bày ở hình 3.74 cho thấy ở quả xoài cường độ hô hấp có xu hướng tăng chậm ở tất cả các CT trong 3 ngày đầu bảo quản ở nhiệt độ thường. Cường độ hô hấp ở quả xoài tăng đột biến và đạt giá trị cao nhất sau 5 ngày ở các CT ĐC, 0,5% và 1%, sau đó giảm nhanh cho đến cuối thời gian bảo quản (9 ngày). Tuy vậy, mẫu quả xoài được xử lý bằng WSC với nồng độ 1,5% và 2% phải sau 7 ngày bảo quản mới đạt đỉnh hô hấp.
Trong khi đó, cường độ sinh etylen của quả xoài bảo quản ở nhiệt độ thường tăng
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Cường độ hô hấp (ml CO2.kg-1.h-1)
Thời gian (ngày)
ĐC 0,5% 1%
1,5% 2%
nhanh sau 1 ngày bảo quản và đạt giá trị cao nhất sau 5 ngày bảo quản ở mẫu ĐC và mẫu xử lý 0,5% WSC, sau đó giảm chậm. Ở các mẫu quả xoài xử lý WSC 1%, 1,5%
và 2%, sau 7 ngày bảo quản ở nhiệt độ thường có cường độ sinh etylen đạt giá trị cao nhất (Hình 3.75).
Hình 3.75. Ảnh hưởng của nồng độ WSC đến cường độ sinh etylen của quả xoài bảo quản ở 25 - 28oC
Trên đối tượng quả chuối, xu hướng biến đổi hô hấp diễn ra tương tự trên xoài. Mẫu xử lý WSC với nồng độ 0,5% và 1% đạt đỉnh hô hấp sau 6 ngày, trong khi phải đến 8 ngày mẫu xử lý WSC 1,5% và 2% mới đạt đỉnh hô hấp. Tuy nhiên, giá trị cường độ sinh etylen cao nhất đạt được ở các mẫu TN thấp hơn đáng kể so với trên quả xoài. Đồng thời, quả chuối được xử lý WSC với các nồng độ 0,5%, 1% và 1,5% không tạo khác biệt về thời điểm đạt cường độ sinh etylen cao nhất (sau 6 ngày) so với ĐC (hình 3.76 và 3.77).
Khác với quả xoài và chuối, cường độ hô hấp và sinh etylen ở tất cả mẫu ớt TN khá thấp và giảm dần trong suốt quá trình bảo quản. Ở mẫu ĐC và mẫu quả ớt được xử lý WSC 0,25%, cường độ hô hấp biến đổi không đáng kể sau 3 ngày bảo quản, sau đó giảm nhanh ở các thời điểm 6, 9 và 12 ngày bảo quản. Trong khi đó, cường độ hô hấp có xu hướng giảm chậm ở các mẫu quả ớt có xử lý WSC nồng độ 0,5%, 0,75% và 1%. Ảnh hưởng của việc xử lý quả ớt bằng WSC đến khác biệt về cường độ sinh etylen
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Cường độ sinh etylen (àl C2H4.kg-1.h-1)
Thời gian (ngày)
ĐC 0,5% 1%
1,5% 2%
so với ĐC chỉ quan sát thấy ở mẫu xử lý WSC 0,75% và 1% ở các thời điểm sau 6 ngày của quá trình bảo quản (Hình 3.78 và 3.79).
Hình 3.76. Ảnh hưởng của nồng độ WSC đến cường độ hô hấp của quả chuối bảo quản ở 25 - 28oC
Hình 3.77. Ảnh hưởng của nồng độ WSC đến cường độ sinh etylen của quả chuối bảo quản ở 25 - 28oC
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
0 2 4 6 8 10 12
Cường độ hô hấp (ml CO2.kg-1.h-1)
Thời gian (ngày)
ĐC 0,5% 1%
1,5% 2%
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
0 2 4 6 8 10 12
Cường độ sinh etylen (àl C2H4.kg-1.h-1)
Thời gian (ngày)
ĐC 0,5% 1%
1,5% 2%
Hình 3.78. Ảnh hưởng của nồng độ WSC đến cường độ hô hấp của quả ớt bảo quản ở 25 - 28oC
Hình 3.79. Ảnh hưởng của nồng độ WSC đến cường độ sinh etylen của quả ớt bảo quản ở 25 - 28oC
Từ các kết quả đánh giá ảnh hưởng của việc xử lý WSC trên quả xoài, chuối, ớt cho thấy trong khoảng nồng độ 0,5 - 2% (trên xoài và chuối) và 0,25 - 1% (trên ớt), WSC
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
0 3 6 9 12
Cường độ hô hấp (ml CO2.kg-1.h-1)
Thời gian (ngày)
ĐC 0,25%
0,5% 0,75%
1%
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
0 3 6 9 12
Cường độ sinh etylen (àl C2H4.kg-1.h-1)
Thời gian (ngày)
ĐC 0,25% 0,5%
0,75% 1%
không chỉ làm chậm biến đổi hoá lý thông qua các chỉ tiêu HHKL, độ cứng cơ thịt, sự chuyển màu của quả so với mẫu ĐC không được xử lý, mà còn ức chế đáng kể biến đổi sinh hoá như hàm lượng chất khô hoà tan, acid tổng số, đi kèm với tác dụng khống chế hiệu quả biến đổi cường độ hô hấp và sinh etylen. Kết quả nghiên cứu của luận án có thể được giải thích bởi các kết quả nghiên cứu đã được công bố của một số nhà khoa học liên quan đến hiệu quả làm chậm biến đổi sinh hoá rau quả sau thu hoạch của chitosan và sản phẩm thuỷ phân từ chitosan. Các kết quả nghiên cứu của Allan và Hadwiger (1979), Jitareerat và cộng sự (2007), Zhu và cộng sự (2008) đã chỉ ra rằng chitosan đã đóng vai trò như một màng ngăn cản tạo ra một môi trường không khí điều chỉnh ở bề mặt quả có tính thẩm thấu chọn lọc etylen, CO2 và O2, chính sự thẩm thấu của O2 cao hơn so với CO2 đã làm giảm tốc độ hô hấp và sản sinh etylen nội sinh [50], [128], [220].
Khả năng hạn chế biến đổi cường độ hô hấp và sản sinh etylen nội sinh trên rau quả của chitosan và các dẫn xuất khác nhau cũng đã được một số nhà khoa học nghiên cứu và công bố trên xoài [128], [129], [220], chuối [148], [204] và ớt [105] cũng như một số loại rau quả khác như dâu, dưa chuột, cà chua, nhãn, vải, đu đủ, cam [48], [101], [104], [116], [126], [171]. Theo Zhu và cộng sự (2008), xử lý màng bao chitosan có thể tạo ra những ảnh hưởng bất lợi lên biến đổi chất lượng của quả do hiện tượng hô hấp yếm khí diễn ra nếu lớp màng bao trên bề mặt đủ dày [220]. Tuy nhiên, kết quả của luận án đã cho thấy nồng độ WSC 0,5 - 2% vẫn giữ được chất lượng sau thu hoạch mà không gây ra hiện tượng hô hấp yếm khí trên xoài và chuối (hiện tượng chỉ xảy ra khi xử lý ớt với 1,5 - 2% WSC). Mặc dù có một vài khác biệt nhưng xu hướng biến thiên cường độ hô hấp và sinh etylen trên xoài, chuối và ớt khi xử lý WSC khá phù hợp với kết quả đã công bố của Jitareerat và cộng sự [128], Jongsri và cộng sự [129] và Ghaouth và cộng sự [105]. Xu hướng này có thể được lý giải là do đặc điểm hô hấp đột biến (climateric) ở xoài và chuối khiến cường độ hô hấp tăng nhanh trong quá trình sau thu hoạch và đạt trị số cực đại khi quả chín hoàn toàn, sau đó cường độ hô hấp giảm dần. Song song với biến đổi hô hấp, cường độ sản sinh etylen nội sinh với nồng độ cao hơn so với các loại rau quả hô hấp không đột biến (non-climateric) như ớt [177]. Một vài khác biệt trong biến đổi cường độ hô hấp và sản sinh etylen cũng như biến đổi sinh lý, hoá sinh khi xử lý WSC so với các công trình đã công bố trên xoài, chuối và ớt có thể lý giải là do những
khác biệt về giống, thời điểm xử lý sau thu hoạch, trạng thái chín, điều kiện bảo quản (nhiệt độ, độ ẩm) và đặc điểm chế phẩm chitosan [172].
Tóm lại, xử lý tạo màng bởi WSC với nồng độ 0,5 - 2% trên xoài, chuối và 0,25 - 1% trên ớt ngoài khả năng ức chế đáng kể sự xâm nhập và phát triển của bệnh thán thư sau thu hoạch, màng WSC cũng đã thể hiện khả năng làm chậm các biến đổi hoá lý (HHKL, biến đổi độ cứng và CĐM), sinh hoá (hàm lượng chất khô hoà tan, acid tổng số, biến đổi cường độ hô hấp và sinh etylen) của quả so với ĐC khi bảo quản ở 25 - 28oC. Kết quả cũng cho thấy, ở nồng độ WSC xử lý cao (1,5 - 2% trên xoài, chuối và 0,75 - 1% trên ớt) cho hiệu quả kháng bệnh và làm chậm biến sinh hoá tốt hơn khi xử lý ở nồng độ thấp (0,5 - 1% trên xoài, chuối và 0,25 - 0,5% trên ớt).