2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
2.8. Kiểm soát nấm mốc xanh gây hư hỏng rau quả tươi bằng ethanol
2.8.1. Giới thiệu chung về ethanol
Ethanol, còn ựược gọi là rượu ethylic, cồn nguyên chất, rượu ngũ cốc, hoặc rượu uống, là một chất lỏng dễ bay hơi, dễ cháy, không màu. Nó là một loại thuốc thần kinh và là một trong các loại chất giải trắ từ lâu ựời. Trong sử dụng thông thường, nó thường ựược gọi ựơn giản là rượu hoặc rượu mạnh. Ethanol là một rượu mạch thẳng, công thức phân tử là C2H5OH. Công thức thực nghiệm là C2H6O. Một ký hiệu thay thế là CH3-CH2-OH, trong ựó chỉ ra rằng các-bon của một nhóm methyl (CH3) gắn liền với cacbon của nhóm
methylene (-CH2-), ựược gắn vào oxy của một nhóm hydroxyl (OH).
Ethanol ựược sử dụng làm chất diệt trùng và tẩy trùng do khả năng giết chết các vi sinh vật bằng cách làm biến tắnh protein và hòa tan chất béo, có
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 27
hiệu quả chống lại hầu hết các vi khuẩn, vi nấm và nhiều vi rút; nhưng không có hiệu quả chống lại các bào tử vi khuẩn. Trong y tế, ethanol ựược sử dụng phổ biến với mục ựắch tiệt trùng, ựiển hình nhất là các dung dịch vệ sinh tay ở nồng ựộ khoảng 62%.
Ethanol ựược biết chỉ có tắnh tiệt trùng khi có nồng ựộ cồn cao (xấp xỉ 70%) nên không thể áp dụng cho vệ sinh rau quả tươi vì ở nồng ựộ ựó không những rau quả bị tổn thương mà còn ựể lại dư lượng lớn làm mất chất lượng cảm quan của rau quả. Mặt khác, với nồng ựộ cao sẽ là lý do làm cho giá thành xử lý bảo quản cao. để sử dụng ethanol cho mục ựắch này, rõ ràng chỉ có một ựịnh hướng duy nhất là làm giảm nồng ựộ mà vẫn duy trì ựược hoạt tắnh tiệt trùng cao. Với mục ựắch này, có thể sử dụng bổ sung hóa chất hay kết hợp với nhiệt ựộ.
2.8.2. Xử lý nước nóng kết hợp với ethanol trong bảo quản rau quả tươi
Ethanol dạng hơi ựã ựược báo cáo ựể kiểm soát bệnh sau thu hoạch của các loại trái cây như táo, chanh và nho ựặc biệt là khi xử lý nước nóng [25].
Nghiên cứu do nhóm tác giả Trung Quốc tiến hành ựể bảo quản quả cà tắm cắt bằng xử lý với ethanol. Cà tắm tươi cắt ựược xử lý với ethanol dạng hơi cho thấy cường ựộ hô hấp và sự biểu hiện nâu hóa do enzyme ựã giảm, hàm lượng phenol tổng số cao hơn ựược duy trì trong suốt 8 ngày tồn trữ ở 10ồC. Ezim polyphenol oxidase (PPO) và peroxidase trong cà tắm tươi cắt cũng bị ức chế ựáng kể bằng xử lý ethanol. Xử lý ethanol làm giảm tổn thất khối lượng và duy trì ựược tắnh toàn vẹn của màng tế bào vì có mức ựộ rò rỉ chất ựiện giải thấp. Các tác giả ựã ựưa ra kết luận rằng xử lý ethanol áp dụng cho cà tắm cắt là một giải pháp thực tế ựể làm giảm hoạt ựộng của quá trình trao ựổi chất sinh lý và duy trì chất lượng tươi mới của sản phẩm.
Nấm Pestalotia mangiferae và Curvularia lunata là nấm bệnh sau thu hoạch chắnh của giống xoài 'Tommy Atkins' gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng trong suốt quá trình bảo quả. Gutiérrez-Martắnez và CS ựã thử nghiệm hai tác nhân thay thế thuốc trừ nấm tổng hợp bằng ethanol và nhiệt. Thử
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 28
nghiệm với xử lý ựược tiến hành riêng rẽ và kết hợp ở nồng ựộ và nhiệt ựộ khác nhau. Các thắ nghiệm in vitro ựể ựánh giá sự phát triển của sợi nấm và nảy mầm bào tử và trực tiếp trên quả xoài ựể ựánh giá sự kết hợp của ethanol với nhiệt ựến tỷ lệ mắc bệnh và chất lượng quả. Thời gian tồn trữ 12 ngày ở 25ồC. Phản ứng của P. mangiferae và C. lunata ựối với ethanol và nhiệt ựộ là rất giống nhau. Khi thử nghiệm ựược thực hiện riêng biệt, ethanol ở 400 ml/L hoàn toàn ức chế sự tăng trưởng của cả hai loại nấm, trong khi sợi nấm phát triển chỉ ựạt khoảng 35 mm hoặc nhỏ hơn ở nồng ựộ lên ựến 400 ml/L. Sự nảy mầm ựã bị ảnh hưởng mạnh do ứng dụng ethanol ở nồng ựộ lên ựến 100 ml/L. Sự kết hợp cả hai yếu tố cũng ảnh hưởng ựến các loại nấm, nhưng ảnh hưởng ựến bào tử của chúng nhiều hơn sợi nấm. Sự kiểm soát bệnh nấm một cách hoàn toàn trên quả xoài ựạt ựược tại nồng ựộ ethanol 300 ml/L ở nhiệt ựộ 50ồC. Không có sự khác biệt về tổn thất khối lượng, ựộ chắc quả, màu sắc, ựộ axit, hàm lượng chất khô hòa tan giũa quả xoài ựược xử lý và không xử lý trong quá trình chắn bình thường [25].
đào khi xử lý bằng 70% và 100% hơi ethanol ựã ựược bảo vệ chống
nhiễm trùng nấm, bảo quản ựược 30 ngày ở nhiệt ựộ phòng hoặc 240C. Ngược
lại, tại nhiệt ựộ phòng ựào không ựược xử lý ethanol và thuốc bảo vệ thực vật thì sẽ bị hư hỏng sau 2 - 3 ngày, còn xử lý bằng ethanol 20% bảo quản ựào trong 10 ngày ở 240C hoặc nhiệt ựộ phòng. Theo Bacắlková, ựối với bào tử của Aspergillus niger và Penicillium chrysogenum (Penicillium notatum)
hoàn toàn bất hoạt khi tiếp xúc với ethanol 25% ở 230C [25]. Tương tự vậy,
một số số Penicillia ựã bị bất hoạt bằng cách áp dụng xử lý ethanol 20% ở
nhiệt ựộ 250C và sự bất hoạt tăng lên 5 lần khi sử dụng ethanol 40%. để chứng minh sự tác ựộng của ethanol lên bào tử một số nấm là phụ thuộc vào nhiệt ựộ, nhiệt ựộ tăng từ 10 - 300C quan trọng hơn nhiều so với tăng 5-10% ethanol ựược nghiên cứu trên P. Digitatum và P. italicum [25].
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 29
2.8.3.Xử lý nước nóng kết hợp với ethanol trong bảo quản quả cam
Các nghiên cứu sử dụng ethanol kết hợp với nước nóng ựể xử lý bảo quản quả cam chỉ mới ựược tiến hành và công bố kết quả gần ựây. Tác giả người Việt Nam là đào Thiện khi làm nghiên cứu sinh tại Pháp ựã cùng người hướng dẫn Philippe Dantigny có một bài báo tổng quan ngắn về các kết quả nghiên cứu kiểm soát sự thối hỏng thực phẩm do nấm bằng ethanol (Control of food spoilage fungi by ethanol).
Hiệu quả của ethanol hơi ựến khả năng ức chế sự phát triển và nảy mầm của nấm cũng ựược chứng minh. Một số kết quả nghiên cứu cho thấy, ethanol
có khả năng làm bất hoạt hoạt ựộng của bào tử của một số chủng Penicilium.
Tác ựộng của ethanol dạng hơi làm ngừng hoạt ựộng của bào tử phụ thuộc vào nhiệt ựộ. Khi tăng nhiệt ựộ từ 10-300C hoặc tăng nồng ựộ ethanol từ 5- 10% ựể giải thắch sự bất hoạt của P. digitatum và P. italicum. điều ựó ựược giải thắch rằng khi tăng nhiệt ựộ gây ra một sự gia tăng theo cấp số nhân trong áp lực hơi ethanol [25].
Các hiệu ứng của ethanol dạng hơi ựến sự tăng trưởng của Penicillium
italicum và Penicillium digitatum trên cam ựược ựánh giá bởi Yuen, Paton, Hanawati. Các tác giả báo cáo rằng tiếp xúc với hơi ethanol 0,16% sau 5 ngày ựã trì hoãn sự xuất hiện của nấm gây ra bởi P. digitatum và P. italicum.
Ngược lại, ở nồng ựộ ethanol cao hơn, nó ựược cho rằng một phần ựáng kể của các bào tử có mặt tại bề mặt của các loại trái cây nhúng ựã ựược bất hoạt. Tuy nhiên, tiếp xúc với ethanol ựã không xuất hiện ựủ cho một bất hoạt hoàn chỉnh bởi vì trái cây cuối cùng thối. Các nghiên cứu gần ựây nhằm tối ưu hóa sự kết hợp của nhiệt ựộ ethanol, nồng ựộ và thời gian ựiều trị mà không làm thay ựổi chất lượng của các loại trái cây [25].
Yuen và CS ựã nghiên cứu ựánh giá hiệu quả của ethanol (C2H5OH), acetaldehyd (CH3CHO) và ethyl formate (CHO2C2H5) tới sự thối hỏng của quả cam gây ra bởi Penicillium italicum và Penicillium digitatum ở 20ồC. Kết quả cho thấy xử lý hơi ethanol có hiệu quả nhất và ắt gây ựộc học thực vật
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 30
nhất trong việc làm chậm sự thành lập nhiễm bệnh và tốc ựộ phát triển P. italicum và P. digitatum. Nhìn chung, P. digitatum ựề kháng với tác dụng
kháng nấm của ethanol và acetaldehyd hơn P. italicum. Ethyl formate tương
ựối không hiệu quả chống lại cả hai tác nhân gây bệnh. Hiệu quả của các chất bay hơi phụ thuộc vào nồng ựộ và thời gian xử lý [25].
Ethanol và nhiệt kết hợp ựã làm tăng cường tác dụng hiệp ựồng. Việc kiểm soát các bào tử của các nấm khi kết hợp nhiệt ựộ và nồng ựộ ethanol thấp có tác dụng hơn nhiều so với sử dụng riêng rẽ từng yếu tố.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 31
3. đỐI TƯỢNG, đỊA đIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. đối tượng, ựịa ựiểm và thời gian nghiên cứu 3.1.1. đối tượng 3.1.1. đối tượng
Quả cam Hàm Yên ựược thu mua tại vườn rồi chở về phòng thắ nghiệm trong vòng một ngày. Chọn những quả có hình thức ựẹp, tương ựối ựồng ựều, không bị tổn thương cơ học và nấm bệnh, không bị mềm.
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 3..11..33..TThhờờiiggiiaann V Vụụqquuảả22001111--22001122 3.2. Thiết bị và hóa chất 3.2.1. Thiết bị
- Thiết bị xử lý nước nóng là bể ổn nhiệt Ref. Bath-JSRC-13C; có thể ựặt nhiệt ựộ chắnh xác ựến ơ ựộ C (loại V=10L và 30L);
- đồng hồ bấm giây;
- Thiết bị phân tắch chất lượng, gồm:
+ Máy ựo màu cầm tay Color Meter (Tec PCM/PSM, Mỹ) + Máy ựo hô hấp (ICA, Anh)
+ Chiết quang kế ựiện tử pocket PAL - α . 3840 của Nhật + Cân phân tắch
+ Máy ựo ựộ cứng quả Penetrometer fruit pressure tester. Mod. FT 327 của Cộng Hòa Liên Bang đức.
- Thiết bị xác ựịnh vi sinh vật, gồm: Tủ sấy, tủ cấy vi sinh vật; Kắnh hiển vi; đèn chiếu tia cực tắm; Hộp peptri; cốc thủy tinh, ựũa thủy tinh; Dụng
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 32
3.2.2. Hóa chất
- Các muối natri cacbonat, natri bicacbonate và amoni bicacbonate của Trung Quốc;
- Tween 80; nước cất;
- Cồn ethanol 96% của Việt Nam; - Các hóa chất phân tắch chất lượng;
3.2.3. Các môi trường
Ba môi trường ựược sử dụng là những môi trường ựiển hình trong nghiên cứu nấm mốc.
Môi trường Czapek - Dox (g/l):
Sacaroza 30 MgSO4.7H2O 0,5 NaNO3 2
FeSO4 0,01 K2HPO4 1 Thạch 20 KCl 0,5 Nước cất 11 pH = 6,5 - 6,8
Môi trường Pepton - glucoza (g/l):
Glucoza 10 MgSO4.7H2O 0,5 Pepton 5 Thạch 20 KH2PO4 1 Nước cất 11 pH = 5,6 - 6
Môi trường Sauboraud - glucoza (g/l):
Mantoz 10 Pepton 10 Thạch 2 Nước cất 11 pH = 5,6
3.3. Nội dung nghiên cứu
3.3.1. Nội dung 1. Phân lập chủng nấm mốc xanh P. digitatum và P. italicum từ
quả cam Hàm Yên.
3.3.2. Nội dung 2. Xác lập chế ựộ xử lý nước nóng thắch hợp nhằm kiểm soát
tối ựa sự phát triển của nâm mốc xanh P. digitatum và P. italicum trên quả cam Hàm Yên.
3.3.3. Nội dung 3. Nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý nước nóng kết hợp với
muối cacbonate và bicacbonate tới khả năng kiểm soát nấm mốc xanh P. digitatum và P. italicum trên quả cam Hàm Yên.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 33
3.3.4. Nội dung 4. Nghiên cứu ảnh hưởng của chất hoạt ựộng bề mặt (Tween
80) tới hiệu quả kiểm soát nấm mốc xanh trên quả cam Hàm Yên khi xử lý bằng nước nóng kết hợp với muối cacbonate và bicacbonate.
3.3.5. Nội dung 5. Nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý nước nóng kết hợp với
ethanol tới khả năng kiểm soát nấm mốc xanh P. digitatum và P. italicum trên quả cam Hàm Yên.
3.3.6. Nội dung 6. Nghiên cứu ảnh hưởng của xử lý nước nóng và xử lý kết
hợp với hóa chất và chất hoạt ựộng bề mặt tới sự thay ựổi chất lượng quả cam
trong quá trình bảo quản.
3.4. Phương pháp nghiên cứu 3.4.1. Chuẩn bị vật liệu nghiên cứu 3.4.1. Chuẩn bị vật liệu nghiên cứu
Tại phòng thắ nghiệm, cam ựược lựa chọn những quả ựồng ựều về ựộ chắn và kắch thước (khối lượng trung bình 240-250g/quả), loại bỏ những quả dập nát, thối hỏng và sâu bệnh, cắt cuống sát núm quả. Sau ựó cam ựược rửa sạch bằng nước máy, ựể khô ở nhiệt ựộ phòng.
3.4.2. Bố trắ thắ nghiệm
3.4.2.1. Thắ nghiệm 1: Xác ựịnh nhiệt ựộ xử lý thắch hợp ựể kiểm soát nấm
mốc xanh P. digitatum và P. italicum trên quả cam bằng xử lý nước nóng ở
các nhiệt ựộ khác nhau trong thời gian cố ựịnh (180s).
Mục ựắch của phương pháp là xác ựịnh nhiệt ựộ tối ưu khi xử lý nước
nóng ựể kiểm soát nấm mốc xanh P. digitatum và P. italicum. Quả cam ựược
tiệt trùng bằng lau cồn 700. Xử lý 3 quả cho mỗi công thức thắ nghiệm (18 giếng cấy). Sau ựó cấy 25-30 micro lắt dịch bào tử nấm mốc xanh vào từng giếng. để khô tự nhiên 48 giờ trong phòng vô trùng trước khi xử lý nước nóng. Các thắ nghiệm ựược xử lý theo các công thức sau:
(1) CT1: Xử lý nước nóng ở 480C (2) CT2: Xử lý nước nóng ở 500C (3) CT3: Xử lý nước nóng ở 520C (4) CT4: Xử lý nước nóng ở 540C
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 34
(5) CT5: Xử lý nước nóng ở 560C
(6) đC: Xử lý nước cất ở nhiệt ựộ phòng (200C)
Mỗi công thức lặp lại 3 lần, lô sau khi xử lý ựược ựể ráo nước rồi cất giữ ở nhiệt ựộ phòng trong túi chất dẻo màu ựen có ựục lỗ thoáng, ựộ ẩm 80 - 85%. Theo dõi và kiểm tra sự phát triển của nấm mốc trong các giếng cấy. Kết thúc thắ nghiệm khi tất cả các giếng của công thức ựối chứng ựều có nấm mọc. đếm số lỗ có nấm mọc ở tất cả các công thức. Tắnh tỷ lệ phần trăm số giếng có nấm mọc trên tổng số giếng cấy.
3.4.2.2. Thắ nghiệm 2. Xác ựịnh thời gian xử lý thắch hợp ựể kiểm soát nấm
mốc xanh P. digitatum và P. italicum trên quả cam bằng xử lý nước nóng ở
nhiệt ựộ ựã xác ựịnh từ thắ nghiệm 1.
Mục ựắch của thắ nghiệm này là xác ựịnh thời gian thắch hợp khi xử lý nước nóng ở nhiệt ựộ ựã xác ựịnh trong thắ nghiệm 1 ựể kiểm soát nấm mốc xanh P. Digitatum và P. italicum. Cách chuẩn bị mẫu hoàn toàn tương tự như trong thắ nghiệm 1. Các công thức xử lý như sau:
(1) CT1: Xử lý nước nóng trong thời gian 60s (2) CT2: Xử lý nước nóng trong thời gian 120s (3) CT3: Xử lý nước nóng trong thời gian 180s (4) CT4: Xử lý nước nóng trong thời gian 240s (5) CT5: Xử lý nước nóng trong thời gian 300s
(6) đC: Xử lý trong thời gian 20s bằng nước cất ở nhiệt ựộ phòng.
3.4.2.3. Thắ nghiệm 3: So sánh hiệu quả trừ nấm của các muối cacbonate và bicacbonate kết hợp với nhiệt ựộ nhằm kiểm soát tối ựa sự phát triển của nấm mốc xanh P. digitatum và P. italicum trên quả cam Hàm Yên.
Mục ựắch: Sử dụng các muối natri cacbonate, natri bicacbonate và amoni bicacbonate có cùng nồng ựộ (2%) ở các nhiệt ựộ khác nhau ựể so sánh và chọn ra muối có hiệu lực cao nhất. Các dung dịch Na2CO3, NaHCO3 và NH4HCO3 nồng ựộ 2% ựược pha từ dạng bột tinh khiết. Các công thức ựược xử lý như sau:
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 35
(2) CT2: Dung dịch Na2CO3 2%, nhiệt ựộ 450C; (3) CT3: Dung dịch NaHCO3 2%, nhiệt ựộ 350C; (4) CT4: Dung dịch NaHCO3 2%, nhiệt ựộ 450C; (5) CT5: Dung dịch NH4HCO3 2%, nhiệt ựộ 350C; (6) CT6: Dung dịch NH4HCO3 2%, nhiệt ựộ 450C; (7) đC: Xử lý bằng nước cất ở nhiệt ựộ phòng.