Độ thấm khí là kết quả của sự khuyếch tán các phân tử theo định luật Fick và Henry phụ thuộc vào cấu tạo tự nhiên của polyme, khí, nhiệt độ và áp suất. Các polyme là chuỗi liên kết các phân tử hoặc nhóm phân tử. Sự khuếch tán phụ thuộc vào cấu tạo hóa học, mật độ tinh thể, chiều dài chuỗi, chuỗi cuối cùng, trọng lượng phân tử, liên kết đôi và các chất phụ gia khác như mầu sắc… Sau đây là hai yếu tố ảnh hưởng chính
Polyme là chuỗi cacbon hydro có cấu tạo :
Trong đó: X là nhóm chức, X khác nhau thì độ thấm khí khác nhau (xem bảng 2.1). C H H X H n C
Bảng 2.2: Ảnh hưởng của nhóm chức đến độ thấm khí O2 (Pascat B, 1986) Nhóm chức X Quan hệ độ thấm P (O2) Nhóm chức X Quan hệ độ thấm P (O2) OH 1a Acrylic 1 700 CN 4 CH3 15 000 Cl 800 Phenyl 42 000 F 1 500 H 48 000 Ghi chú a: X là OH thì độ thấm P = 0,038 cm3 / m2. 24h. atm ở 23oC và 0% RH
* Mật độ tinh thể trong polyme
Mật độ tinh thể cũng ảnh hưởng đến độ thấm khí. Trong cùng một loại polyme, mật độ càng cao thì độ thấm khí càng giảm (xem bảng 2.3).
Bảng 2.3: Ảnh hưởng của mật độ tinh thể đến độ thấm khí O2
(Pascat B, 1986)
Polyme Mật độ tinh thể (%) Độ thấm khí P (O2)a Tỉ lệ
PE 50 (mật độ thấp) 182 4 : 3
80 (mật độ cao) 42
Nylon 66 2040 0,63 5
Ghi chú a: P (O2) là cm3. mm /m2.24h.atm ở 23oC Độ thấm khí một số loại màng chính mô tả ở hình 2.2
Độ thấm Nước Cacbonic Oxy cao nhất
Phần 3
ĐỐI TƯỢNG - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng, nguyên vật liệu nghiên cứu
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là rau cải chíp được trồng trên địa bàn quận Cầu Giấy, thành phố Hà Nội. Vụ đông xuân 2013- 2014.
3.1.2. Vật liệu nghiên cứu
3.1.2.1. Hóa chất
Phenol, NaOH 0,1N, nước cất, HCl đặc, Felling A+B, Metylen xanh 0,5%, Iot, tinh bột 1%, 1-MCP (SmartFreshTM, AgroFresh Inc) được sản xuất tại Bỉ.
3.1.2.2. Thiết bị và dụng cụ
-Cân kỹ thuật, cân phân tích, thiết bị chuẩn độ Bx. - Bếp điện, kho lạnh bảo quản, nồi hấp.
- Giấy lọc, phễu lọc, cốc đong, bình tam giác các loại, bình định mức - Đũa thủy tinh, pipet các loại, nhiệt kế, chày cối giã.
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
Địa điểm: Phòng thí nghiệm bộ môn nghiên cứu phụ phẩm và môi trường nông nghiệp - Viện cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, 126 phố Trung Kính, Trung Hòa, Cầu Giấy, Hà Nội.
Thời gian: Từ tháng 12/ 2013 đến tháng 5 /2014
3.3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu ảnh hưởng của 1-MCP đến chất lượng và thời gian bảo quản rau cải chíp.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của bao gói đến chất lượng và thời gian bảo quản.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất lượng và thời gian bảo quản.
- Xây dựng quy trình công nghệ bảo quản rau cải chíp sau thu hoạch.
3.4. Phương pháp nghiên cứu
3.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
3.4.1.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của 1-MCP đến chất lượng và thời gian bảoquản rau cải chípquản rau cải chíp quản rau cải chíp
Rau cải chíp thu hái ở độ già thích hợp, Sau khi trồng 30-32 ngày có thể thu hoạch được. Thu hoạch cắt bỏ gốc, loại bỏ những phần hư hỏng, sâu bệnh, bỏ những lá vàng, úa, chọn những cây rau tươi cây rau đồng đều về kích thước, màu sắc. Sau đó rau cải chíp được xông 1-MCP tại các công thức tương ứng với các nồng độ 200ppm, 300ppm, 400ppm trong khoảng thời gian là 6 giờ. Sau khi xông xong ta tiến hành bao gói trong bao bì LDPE với độ dày màng là
0,03mm và được bảo quản ở 60C. Mẫu đối chứng không xử lý 1-MCP, được
bảo quản tại cùng điều kiện nhiệt độ.
*Ảnh hưởng của thời gian xử lý 1-MCP
Rau cải chíp được xông 1-MCP ở nồng độ thích hợp được lựa chọn ở thí nghiệm trên trong các khoảng thời gian khác nhau tương ứng với các công thức CT1, CT2, CT3, CT4 là 4 giờ, 6 giờ, 8 giờ, 10 giờ.
Mẫu nghiên cứu sau khi xông xong được bao gói bằng túi LDPE với độ dày 0,03mm, và được bảo quản ở nhiệt độ 60C và theo dõi phân tích.
- Chỉ tiêu đánh giá chất lượng: đánh giá cảm quan: (màu sắc, kích thước, trạng thái, độ tươi ngon, độ đọng nước), tỉ lệ vàng hỏng(%), thời gian bảo quản, hàm lượng axit, hàm lượng vitamin C, độ Brick (0Bx).
3.4.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của bao bì đến chất lượng và thời gian bảoquản của rau cải chíp.quản của rau cải chíp. quản của rau cải chíp.
Rau cải chíp thu hái ở độ già thích hợp, Sau khi trồng 30-32 ngày có thể thu hoạch được. Thu hoạch cắt bỏ gốc, loại bỏ những phần hư hỏng, sâu bệnh, bỏ những lá vàng, úa, chọn những cây rau tươi cây rau đồng đều về kích thước, màu sắc. Sau khi rau cải chíp đã được xử lý sau thu hoạch bằng phương pháp xông 1- MCP với khoảng nồng độ và trong khoảng thời gian thích hợp được lự chọn ở thí nghiệm trên. Xông xong thì ta tiến hành bao gói, bao bì được sử dụng ở đây là túi LDPE với độ dày màng là 0,02mm; 0,03mm; 0,04mm; 0,05mm (bước nhảy 0,01mm). Bao gói xong ta tiến
hành bảo quản ở nhiệt độ 60C. Mẫu đối chứng không bao gói, được bảo
quản tại cùng điều kiện nhiệt độ và theo dõi phân tích.
- Chỉ tiêu đánh giá chất lượng: đánh giá cảm quan: (màu sắc, kích thước, trạng thái, độ tươi ngon, độ đọng nước), tỉ lệ vàng hỏng(%), thời gian bảo quản, hàm lượng axit, hàm lượng vitamin C, độ Brick (0Bx).
3.4.1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất lượng và thời gian bảo
quản của rau cải chíp.
Sau khi rau cải chíp đã được xử lý sau thu hoạch bằng phương pháp xông 1- MCP ở nồng độ và thời gian thích hợp và bao gói bằng túi LDPE với độ dày màng thích hợp được lựa chọn ở các thí nghiệm trên xong thì rau cải chíp được bảo quản ở điều kiên nhiệt độ khác nhau tương ứng với các công thức CT1, CT2, CT3, CT4 là 60C, 80C, 100C, 120C. Mẫu đối chứng được bảo quản ở điều kiện nhiệt độ thường.
Trong quá trình bảo quản tiến hành theo dõi, phân tích, đánh giá các chỉ tiêu.
- Chỉ tiêu đánh giá chất lượng: đánh giá cảm quan: (màu sắc, kích thước, trạng thái, độ tươi ngon, độ đọng nước), tỉ lệ vàng hỏng(%), thời gian bảo quản, hàm lượng axit, hàm lượng vitamin C, độ Brick (0Bx).
3.4.1.4. Xây dựng quy trình công nghệ bảo quản rau cải chíp sau thu hoạch.
3.4.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hoá lý
3.4.2.1. Đánh giá chất lượng cảm quan.
Đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm theo TCVN 4782- 89. Chất lượng cảm quan của rau cải chíp được đánh giá và xếp loại dựa theo các tiêu chí sau:
Chất lượng cảm quan
Tiêu chí đánh giá
Tốt
Kích thước rau đạt và đồng đều, rau không bị dập nát; màu sắc tự nhiên; tỉ lệ phần lá bị vàng, héo <5% tổng số lá trong mẫu thí nghiệm.
Khá
Kích thước rau đạt và tương đối đồng đều, rau không bị dập nát; màu sắc tự nhiên; tỉ lệ phần lá bị vàng, héo từ 5% - 10% tổng số lá trong mẫu thí nghiệm.
Trung bình
Kích thước rau đạt, kém đồng đều, rau bị xây xát nhẹ; màu sắc kém tươi; tỉ lệ phần lá bị vàng, héo từ 10% - 20% tổng số lá trong mẫu thí nghiệm.
Kém
Kích thước rau không đạt, rau bị dập, có vết bệnh; màu sắc kém tươi; tỉ lệ phần lá bị vàng, héo từ 20% - 30% tổng số lá trong mẫu thí nghiệm.
Hỏng
Kích thước không đạt, một phần rau bị dập, thối úng, khô héo; màu sắc chuyển dần sang màu vàng; tỉ lệ phần lá bị vàng, héo từ >30% tổng số lá trong mẫu thí nghiệm.
3.4.2.2. Phương pháp xác định tỉ lệ vàng hỏng(%)
Tỉ lệ vàng hỏng là tỉ lệ phần ăn được của rau bị vàng hóa, hư hỏng sau thời gian bảo quản.
* Cách tiến hành:
Cân khối lượng mẫu trước khi bảo quản: A
Sau thời gian bảo quản, loại bỏ phần ăn được của rau bị vàng hóa, hư hỏng sau đó cân khối lượng mẫu: B.
Tỉ lệ vàng hỏng:
C% = (A- B ).100 A
3.4.2.3. Xác định hàm lượng chất khô hòa tan.
* Cách tiến hành:
Để xác định hàm lượng chất khô hòa tan tổng số trong rau cải chíp, cân 10g nguyên liệu, nghiền nhỏ, không pha nước, đem lọc bỏ hết bã trong dịch, sau đó dùng chiết quang kế cầm tay đo hàm lượng chất khô hòa tan tổng số trong dung dịch, được số đo Brix.
* Hàm lượng chất khô hòa tan tổng số được tính theo công thức:
Tổng chất khô hòa tan = 0Bx mẫu đo
3.4.2.4. Xác đinh hàm lượng acid hữu cơ tổng số (mg/%)
Xác định hàm lượng acid hữu cơ bằng phương pháp chuẩn độ với NaOH 0,1N.
* Nguyên lý:
Axit trong sản phẩm chủ yếu là axit citric, axit malic…Việc xác định hàm lượng hỗn hợp các axit ta dùng dung dịch kiềm chuẩn NaOH 0,1N để trung hòa hết các axit có trong nguyên liệu và sản phẩm với chất chỉ thị là phenolphtalein. Từ lượng dung dịch kiểm chuẩn tiêu tốn ta tìm được lượng axit tổng có trong nguyên liệu và sản phẩm.
* Cách tiến hành:
Cân 15g nguyên liệu, nghiền nhỏ, sau đó cho vào bình và định mức đến thể tích 50ml bằng nước cất. Thủy phân ở 800C trong 30 phút. Định mức 100ml, lọc lấy 25ml dịch lọc cho vào bình tam giác 100, cho 1-2 giọt phenol, lắc nhẹ. Chuẩn độ bằng NaOH 0,1N cho đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng.
* Phản ứng: RCOOH + NaOH => RCOONa + H2O * Công thức xác định: X = (a.V. k.100) (m.d ) Trong đó: a - số ml NaOH dùng để chuẩn độ. V - tổng thể tích dịch chiết (ml).
k - hệ số chuẩn độ acid malic = 0,0067
m - khối lượng mẫu
d - số ml dịch chiết lấy để chuẩn độ
3.4.2.5. Xác định hàm lượng vitamin C (mg/%)
Xác định hàm lượng vitamin C bằng phương pháp chuẩn độ Iot 0,01N (phương pháp Ierkuzt).
* Nguyên tắc:
Vitamin C có thể khử dung dịch Iot tạo thành acid dehydro ascorbic. Dựa vào lượng Iot bị khử bởi vitamin C có trong mẫu suy ra hàm lượng vitamin C.
* Cách tiến hành:
Cân 10g nguyên liệu (chú ý lượng mẫu thí nghiệm như thế nào để trong 5ml dịch chiết dùng định phân chứa từ 0,15- 0,2mg vitamin C), nghiền nhỏ + vài giọt HCl 2%. Sau đó cho vào bình và định mức đến thể tích 100ml bằng nước cất, để trong bóng tối 10 phút. Lọc lấy 10ml dịch lọc cho vào bình tam giác 100, cho vài giọt tinh bột 1%, lắc nhẹ. Chuẩn độ bằng dung dịch I2 0,01N cho đến khi dung dịch xuất hiện màu xanh lam.
* Phương trình: C6H8O6 + I2 => C6H6O6 + 2HI * Công thức:
X = (a.V. 0,88.100) (v.m)
Trong đó:
X - hàm lượng vitamin C có trong nguyên liệu. a - số ml I2 0,01N dùng để chuẩn độ.
V - tổng thể tích dịch chiết (ml) v - số ml mẫu đem phân tích
m - số (g) nguyên liệu
0,88 - số mg vitamin C tương đương với 1ml I2 0,01N chuẩn.
3.4.3. Phương pháp xông 1-MCP
Rau cải chíp được cân xác định khối lượng cho vào bình kín có thể tích 40lít, sau đó xông 1-MCP theo nồng độ yêu cầu. Nồng độ xông được tính theo hàm lượng 1-MCP trên thể tích không gian còn lại sau khi vật liệu đã chiếm chỗ.
* Cách xác định khối lượng 1-MCP tương ứng với các nồng độ:
M = n. M 0,14 Trong đó: M: số gam 1-MCP cần sử dụng. n: số mol 1-MCP cần sử dụng: n = P.(V.C) P: Áp suất môi trường R.T V: thể tích bình xông
C: Nồng độ xông 1-MCP R: hằng số khí = 8,314
T: nhiệt độ môi trường xông (0 K) M: khối lượng phân tử 1-MCP
0,14: độ tinh khiết của hóa chất 1-MCP.
3.5. Phương pháp xử lý số liệu
Phần 4
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lý 1-MCP đến chất lượng vàthời gian bảo quản rau cải chíp.thời gian bảo quản rau cải chíp. thời gian bảo quản rau cải chíp.
4.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ xử lý 1-MCP đến chất lượng và thời gianbảo quản rau cải chíp.bảo quản rau cải chíp. bảo quản rau cải chíp.
Rau cải chíp được thu hái ở độ già thích hợp (tính từ lúc gieo trồng đến lúc thu hoạch là 30-32 ngày). Để nghiên cứu ảnh hưởng của 1 MCP đến chất lượng và thời gian bảo quản rau cải chíp, các thí nghiệm xử lý 1MCP cho rau cải chíp tại các nồng độ từ 200ppm; 300ppm; 400ppm, thời gian xông là 6 giờ, sau đó rau được đưa đi bao gói ở bao bì LDPE với độ dày màng là 0,03mm và được bảo quản ở nhiệt độ 60C. Trong quá trình bảo quản tiến hành theo dõi, phân tích, đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng chính của rau.
Giá trị cảm quan là một tiêu chí rất quan trọng, nó quyết định trực tiếp đến thương phẩm của rau. Mọi phương pháp bảo quản rau đều hướng tới việc duy trì tốt chất lượng cảm quan của rau. Dưới đây là bảng đánh giá chất lượng cảm quan của rau cải chíp được xử lý 1-MCP ở các công thức thí nghiệm sau 4 ngày bảo quản.
Bảng 4.1: Ảnh hưởng của nồng độ xử lý 1-MCP đến chất lượng cảm quan trong quá trình bảo quản của rau cải chíp.
CT xử lý Nhận xét cảm quan Hình ảnh
Sau 4 ngày bảo quản
ĐC
Kích thước rau không đạt, rau bị dập nát, có vết bệnh; màu sắc kém tươi và kém tự nhiên; rau bị vàng, héo, rau không bị đọng nước trong tổng số mẫu thí nghiệm.
200ppm
Kích thước rau đạt, kém đồng đều, rau bị xây xát nhẹ, màu sắc kém tươi và kém tự nhiên; một phần lá rau chuyển sang màu vàng, rau bị đọng nước ít trong tổng số mẫu thí nghiệm.
300ppm
Kích thước rau đạt và tương đối đồng đều, rau không bị dập nát; màu sắc tự nhiên, rau xanh, tươi và rau không bị đọng nước trong tổng số mẫu thí nghiệm.
400ppm
Kích thước rau không đạt, một phần rau bị dập, thối úng, khô héo; màu sắc kém tươi, không tự nhiên và chuyển dần sang màu vàng, rau bị đọng nước nhiều trong tổng số mẫu thí nghiệm
Kết quả thí nghiệm ở bảng 4.1 cho thấy sau 4 ngày bảo quản ở nhiệt độ 60C, rau cải chíp được bao gói trong bao bì LDPE với độ dày là 0,03mm và xử lý 1-MCP ở nồng độ 300ppm cho chất lượng cảm quan đạt loại khá, và có chất lượng tốt hơn hẳn so với các công thức khác. Tại công thức đối chứng và CT3 (400ppm) đạt giá trị cảm quan kém nhất.
4.1.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ xử lý 1-MCP đến tỷ lệ vàng hỏng trong quátrình bảo quản của rau cải chíp. trình bảo quản của rau cải chíp.
Vàng hỏng là yếu tố tất yếu xảy ra trong quá trình bảo quản rau quả tươi nói chung cũng như rau cải chíp nói riêng. Có nhiều nguyên nhân dẫn tới hiện tượng này, điều chỉnh sự thoát hơi nước, quá trình hô hấp, tác động xấu của ethylene và sự già hóa của rau trong quá trình bảo quản. Vàng hỏng làm giảm hình thức bên ngoài của rau, khiến rau mất dần giá trị thương mại. Do đó mọi phương pháp bảo quản đều cố gắng hạn chế đến mức tối thiểu tỷ lệ vàng hỏng của rau. Biểu đồ 4.2 dưới đây cho thấy rõ ảnh hưởng của bao gói đến tỷ lệ vàng hỏng của rau cải chip.
Tỷ lệ vàng hỏng (%)
Thời gian bảo quản(ngày)
Hình 4.2: Ảnh hưởng của nồng độ xử lý 1-MCP đến tỷ lệ vàng hỏng trong
