BỘ GIÁO VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG TRẦN THỊ HUỆ
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHITOSAN
VÀ PHỤ LIỆU ĐỂ BẢO QUẢN QUẢ VẢI
SAU THU HOẠCH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH
Mã số : 60.54.10
Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH. NGUYỄN TRỌNG CẨN
iii
LỜI CÁM ƠN
Xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nha Trang, Khoa
Chế Biến, Trường Cao đẳng nghề Thuỷ sản Miền Bắc, Viện nghiên cứu Hải sản,
Nafiquaved, Phòng kỹ thuật - Hải quân thành phố Hải Phòng đã tạo điều kiện thuận
lợi cho tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu.
Đặc biệt xin chân thành cám ơn GS.TS Nguyễn Trọng Cẩn đã tận tình hướng
dẫn, giúp đỡ trong quá trình học tập, quá trình định hướng và thực hiện đề tài cũng
như viết luận văn.
Xin cám ơn các quý thầy cô, các bạn đồng nghiệp đã góp ý động viên và tạo
điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình làm đề tài.
ivMỤC LỤC
4
4
4
5
5
10
16
21
22
22
23
25
32
34
35
38
38
38
38
39
39
39
39
40
41
42
42 v
43
43
44
46
48
48
49
50
52
54
58
60
64
65
68
71
72
74
75
78
80
82
84
90
viiDANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, ĐỒ THỊ
STT Tên bảng Trang
1 Bảng 1.1. Số liệu thống kê sản lượng vải của một số
quốc gia trên thế giới
21
2 Bảng 1.2. Bảng thống kê diện tích sản lượng vải theo
các năm
22
3 Bảng 2.1. Đặc tính lý hóa của quả vải 38
4 Bảng 2.2. Các thông số kỹ thuật của chitosan 38
5 Bảng 3.1. Thành phần dinh dưỡng của vải ở độ chín
thực dụng
48
6 Bảng 3.2. Biến đổi hệ số K cua vải ở nhiệt độ thường
28
0
C
2
0
C
0
C (Mẫu M
2,J
)
61
11 Bảng 3.7. Bảng đánh giá cảm quan của vải ở nhiệt độ
thường 28
0
C
2
0
C (Mẫu M
3,J
)
62
12 Bảng 3.8. Bảng đánh giá cảm quan của vải ở nhiệt độ
thường 28
0
C
2
0
C (Mẫu M
4,J
)
62
13 Bảng 3.9. Bảng đánh giá cảm quan của vải ở nhiệt độ
thường 28
0
viii
STT Tên đồ thị Trang
1
Đồ thị 3.1. Tỷ lệ tổn thất của vải bọc màng ở nhiệt độ thường
28
0
C
2
0
C sau 6 ngày bảo quản
66
2
Đồ thị 3.2. Tỷ lệ tổn thất của vải bọc màng ở nhiệt độ lạnh
sau thời gian bảo quản
76
ix
thường 28
0
C
2
0
C sau 6 ngày bảo quản
55
12 Hình 3.4. Tỷ lệ tổn thất của vải chưa bọc màng
ở nhiệt độ
lạnh 4
0
C
2
0
C sau 30 ngày bảo quản
56
1MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Công nghệ sau thu hoạch các sản phẩm nông sản nói chung và rau quả
2lượng rau quả tạo mùi vị đặc trưng [39]. Việc tìm ra chất bảo quản mới có
nhiều tính ưu việt cần được nhân rộng.
Chitosan là một polyme có nguồn gốc tự nhiên, rẻ tiền, dễ chế biến có
thể sử dụng làm chất bảo hoa quả tươi không gây độc hại và ô nhiễm môi
trường. Đã có nhiều ứng dụng chitosan trong bảo quản thực phẩm cá, rau quả,
giò chả,…
Xuất phát từ những vấn đề trên, được sự đồng ý của khoa Chế Biến
Trường Đại học Nha Trang, chúng tôi bước đầu triển khai đề tài: “Nghiên cứu
ứng dụng chitosan và phụ liệu để bảo quản Vải sau thu hoạch”.
2. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
- Xác định được sự biến đổi về chất lượng cảm quan và hoá lý của quả
vải sau thu hoạch trong điều kiện tự nhiên.
- Xác được cường độ hô hấp của quả vải trong điều kiện nhiệt độ bảo
quản khác nhau.
- Xác định được điều kiện kỹ thuật bảo quản vải khi sử dụng màng bao
chitosan và các phụ liệu.
- Xây dựng được quy trình bảo quản quả vải sau thu hoạch bằng màng
bao chitosan.
3. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
- Nắm được quy luật biến đổi của quả vải sau thu hoạch để có biện pháp
bảo quản tốt hơn.
- Sử dụng chitosan và các phụ liệu để kéo dài thời gian bảo quản quả vải
sau thu hoạch đáp ứng nhu cấu tiêu thụ của nhân dân và có thể góp phần xuất
khẩu.
- Nâng cao giá trị sử dụng đảm bảo phẩm chất trong thời gian dài và giá
trị kinh tế của quả vải tươi.
4. KẾT CẤU CỦA LUẬN VĂN
4Chương 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY VẢI
1.1.1. NGUỒN GỐC VÀ LỢI ÍCH CỦA VIỆC TRỒNG VẢI [40]
Vải tên khoa học Nephelium Litchi hay Litchi sinensis thuộc họ Bồ hòn
(Sapindaceae) là một loại quả nhiệt đới và cận nhiệt đới có giá trị thương phẩm
cao trên thị trường quốc tế.
Ngành : Ngọc Lan Magnoliphyta (Angiospermae)
Lớp : Magnoliphyta
Bộ : Bồ hòn Sapindales
Họ : Bồ hòn Sapin daceae
Loài : L. chinesis Hình 1.1 Quả vải (Litchi sinensis)
Vải là một loại cây kinh tế theo rất nhiều nghiên cứu và điều tra ở Việt
Nam và một số nước nông nghiệp khác như : Thái Lan, Ấn Độ đều cho thấy
màu đỏ tươi đến đỏ thẫm, tỷ lệ cùi ăn được chiếm 50 – 55%, hạt to, vị chua.
b. Vải thiều (vải tàu)
Đây là loại vải mới được nhập nội gần đây, thường nhân giống bằng
chiết cành nên đặc tính ổn định. Quả chín từ giữa tháng 6 đến đầu tháng 7, khi
chín vỏ quả có màu đỏ hồng trên nền quả xanh, quả tròn hình cầu. Khối lượng
trung bình 25 – 30g, hạt nhỏ, tỷ lệ cùi 75 – 80%, vị ngọt ngon.
Có nhiều giống vải thiều như : vải thiều Thanh Hà, Phú Hộ.
c. Vải nhỡ
Vải nhỡ còn gọi là vải lai, lai giữa vải chua và vải thiều. Quả có hình tim
thuôn dài, chín vào giữa tháng 5 và đầu tháng 6. Khi chín vỏ quả có màu đỏ
tươi, hoặc nửa quả phía trên đỏ, nửa quả dưới xanh. Khối lượng quả trung bình
30g, quả có thẻ đạt tới 40g, tỷ lệ cùi ăn được chiếm khoảng 60 – 65%. Hạt quả
nhỏ hơn vải chua, vị chua ngọt.
1.1.3. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, BIẾN ĐỔI CỦA QUẢ VẢI TRONG QUÁ
TRÌNH BẢO QUẢN
a. Đặc điểm cấu tạo [40]
Hình 1.2. Quả vải cắt đôi
Quả vải là loại quả hạch, khi chín có hình nón hay hình cầu, cấu tạo gồm
3 phần chính: vỏ quả, cùi, hạt.
- Vỏ quả (chiếm 8 – 15%) 6Gồm hai lớp phân biệt: lớp vỏ cứng ở bên ngoài có dạng vẩy, khi quả
non các lớp vẩy là các gai nhỏ, khi quả lớn lên các gai này dãn dần ra và tạo
thành lớp vảy. Lớp vỏ này dày chứa chủ yếu là xenlulo và các sắc tố (quả non
sắc tố chủ yếu là chlorophyl, khi quả chín sắc tố chủ yếu là caroten và
trình oxy hoá khử được tiến hành. Các vật chất trong nội bộ bị thuỷ phân thành
các chất đơn giản tạo điều kiện cho vi sinh vật phá triển gây hư hỏng
Ngoài ra còn do tác dụng của vật lý cơ học, va chạm làm bầm dập, do
ảnh hưởng của nhiệt độ cao, ánh sáng mặt trời chiếu mạnh và các nhân tố
khác…
*Các biến đổi của quả vải tươi trong quá trình bảo quản :
- Những biến đổi về vật lý:
* Sự bay hơi nước khi bảo quản : hiện tượng bay hơi nước làm quả bị
héo, giảm trọng lượng và phẩm chất kém.
Tế bào thực vật có kích thước khá lớn, ngoài còn có lớp cutin mỏng lại
chứa ít protit nên khả năng giữ nước kém. Sự bay hơi nước của quả bằng hai
cách là qua khí khổng và qua lớp cutin. Sự thoát nước qua khí khổng lớn hơn
qua lớp cutin có thể tới 10 – 20 lần. Sự bốc hơi nước quá độ sẽ làm giảm khả
năng bảo quản và khả năng kháng bệnh.
Các nhân tố ảnh hưởng tới sự bay hơi nước:
+Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm: sự chênh lệch về nhiệt độ và độ ẩm
gây nên sự chênh lệch về áp suất hơi nước bão hoà trên bề mặt rau quả (E) và
áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí (e), sự chênh lệch áp suất đó
là :
d = E – e
d càng lớn thì sự bay hơi nước càng nhanh. Trong quá trình bảo quản lạnh cần
tránh thay đổi nhiệt độ đột ngột làm ảnh hưởng đến sự bay hơi nước quá độ.
+Ảnh hưởng của độ chín: rau quả càng chín tốc độ bay hơi nước càng
chậm.
+Ảnh hưởng của ánh sáng mặt trời: ánh sáng mặt trời có ảnh hưởng
nhiều đến quá trình bay hơi nước. Diệp lục tố thu năng lượng của ánh sáng làm
cho nhiệt độ của rau quả tăng lên làm cho sự bay hơi nước càng mạnh. Ánh
sáng còn kích thích làm khí khổng mở cửa và làm tăng tính thấm của nguyên
sinh chất trong tế bào do đó càng làm tăng sự bốc hơi nước.
quả vì vậy trong quá trình bảo quản axit hữu cơ có giảm xuống. Ở đa số quả
ngọt lượng axit giảm xuống còn quả chua lại tăng lên. Nhìn chung khi quả chín
lượng axit hữu cơ tăng lên theo mức độ khác nhau, các loại axit và lượng của
chúng cũng khác nhau theo các loại quả.
Sự tăng hay giảm của axit và đường còn tuỳ thuộc điều kiện khác nhau
nhưng nhìn chung thì tỷ lệ đường/axit vẫn tăng do đó ta thấy quả càng chín
càng ngọt. Axit hữu cơ giảm xuống một phần do hô hấp, một phần tác dụng với 9rượu sản sinh trong quá trình chín tạo thành các este làm quả có mùi thơm đặc
biệt.
Trong quá trình bảo quản vitamin C cũng bị tổn thất, nhiệt độ càng cao
vitamin C tổn thất càng nhiều, do đó ướp lạnh sẽ bảo quản được vitamin C.
*Biến đổi của chất peptin: trong quá trình quả chín, protopeptin bị thuỷ
phân do đó lượng của nó giảm xuống còn peptin và axit pectic tăng lên. Do
protopeptin bị thuỷ phân cho nên quả mềm dần. Protopectin không hòa tan
trong nước nhưng sau khi bị thuỷ phân thành các chất đơn giản lại có tính hoà
tan, nếu quả quá chín thì pectin tiếp tục bị thuỷ phân cho các sản vật thấp hơn
và cuối cùng là đường đơn, vì vậy hàm lượng chung của pectin giảm xuống.
Trong điều kiện bảo quản ở nhiệt độ thấp và lượng CO
2
tăng thì protopectinaza
bị ức chế cho nên protopectin ít bị thuỷ phân.
*Sự biến đổi của chất nitơ và chất khoáng: trong thời gian bảo quản
lượng đạm toàn phần hầu như không biến đổi lắm nhưng lượng đạm của protit
không hoà tan tăng lên còn lượng đạm protit hoà tan thì giảm xuống. Điều đó là
do sự chuyển hoá của enzim trong quá trình sinh sống hô hấp, sự tăng giảm có
2
và nước mà còn một ít các chất hữu cơ
dễ bay hơi như axetaldehit và rượu etylic, ester của axit, dầu thơm,… Trong
quá trình chín của quả lượng rượu tăng dần, nhất là khi hô hấp yếm khí tuy có
một lượng ít rượu được dùng vào việc tạo thành ester nhưng nói thì lượng rượu
vẫn tăng.
1.1.4. SỰ BIẾN ĐỔI SAU KHI THU HÁI
Sự biến đổi của vải quả sau thu hoạch cũng phù hợp chung với hoa quả:
1. Biến đổi sinh hoá:
Trong quá trình phát triển rau quả luôn có mối quan hệ mật thiết với môi
trường xung quanh thông qua quá trình trao đổi chất, đó là quá trình đồng hoá
và dị hoá. Khi còn ở trên cây mẹ rau quả lấy chất dinh dưỡng, nước, khoáng
chất từ đất, lấy CO
2
từ không khí và nhờ ánh sáng mặt trời mà tổng hợp thành
thành phần hữu cơ trong tế bào - đó là quá trình đồng hoá. Sau khi tách khỏi
cây mẹ thì chủ yếu xảy ra quá trình dị hoá, như vậy hô hấp là quá trình sinh học
cơ bản xẩy ra trong rau quả khi bảo quản tươi. Về bản chất hoá học hô hấp là
quá trình oxy hoá chậm các chất hữu cơ phức tạp, dưới tác dụng của enzyme
các chất này phân giải thành các chất đơn giản giải phóng năng lượng.
Hô hấp là một quá trình oxy hoá khử quan trọng nhất đối với tế bào sống
của rau quả. Có hai phương thức hô hấp là hô hấp hiếu khí và hô hấp yếm khí.
Quá trình hô hấp có oxy được gọi là hô hấp hiếu khí biểu diễn bằng
công thức hoá học sau :
C
6
H
12
O
6
(J)
Hô hấp yếm khí khi lượng oxy trong khí quyển nhỏ hơn 2%, hô hấp yếm
khí sẽ sinh ra ethylic, các sản vật trung gian như axeton, axit, aldehyt,… làm tế
bào trúng độc và chết.
Trên thực tế quá trình hô hấp xảy ra phức tạp hơn nhiều. Dưới tác dụng
của enzyme, phân tử đường phân giải thành chất trung gian là axit pyruvic
(CH
3
CO.COOH). Với hô hấp hiếu khí, axit pyruvic bị oxy hoá trong chu trình
Kreep tạo thành CO
2
và H
2
O.
Với hô hấp yếm khí, axit pyruvic bị enzyme decacboxylaza phân giải
thành acetaldehyt (CH
3
CHO) và CO
2
.
Tiếp theo acetaldehyt tác dụng với nước cho rượu etylic (C
2
H
5
OH) và
axit axetic (CH
3
COOH).
Trong quá trình hô hấp các chất trong rau quả sẽ bị đốt cháy bởi oxy và
thải ra khí carbonic, ta lấy tỷ số giữa hệ số CO
4CO
2
+ 3H
2
O
Như vậy K = 4/3 = 1,33 12Chất béo khi hô hấp cho CO
2
và nước thì cần nhiều oxy hơn do đó hệ số
hô hấp K<1, nhưng lượng chất béo trong rau quả rất ít nên sự hô hấp không
quan trọng.
Khi hô hấp protit không phân huỷ và K<1, chất chát cũng tham gia vào
quá trình hô hấp với hệ số K cũng nhỏ hơn 1.
Cường độ hô hấp của rau quả phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng ít phụ
thuộc vào hàm lượng đường có trong rau quả ấy.
Tăng cường quá trình hô hấp sẽ có tác dụng giải độc cho rau quả ; oxy
hoá các sản vật trung gian ; hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật vào rau quả ;
bảo vệ tổ chức của rau quả có nghĩa là hô hấp mạnh, việc hàn gắn các vết
thương trên rau quả cũng sẽ nhanh chóng hơn. Từ đó ta thấy rằng tăng cường
quá trình hô hấp của rau quả một cách thích đáng là điều có lợi, rau quả sẽ giữ
được lâu hơn.
* Sự biến đổi hô hấp của rau quả:
Hoa quả sau khi thu hái cường độ hô hấp bị biến đổi.
Quả có hô hấp đột biến (có điểm đột biến cực đại) được gọi là quả
climacteric. Sau khi thu hái cường độ hô hấp giảm xuống một ít, sau đó dần
Ngoài các nhân tố chủ quan ra như giống, loài rau quả, thành phần hoá
học,… còn có các nhân tố khách quan như sau:
+ Ánh sáng : Các loại rau quả có nhiều các sắc tố clorofil, carotenoit,
antoxyan,… dưới tác dụng của ánh sáng cường độ hô hấp sẽ tăng lên. Nhiệt độ
càng cao thì sự hô hấp đó càng tăng lên vì vậy muốn bảo quản rau quả được lâu
thì bảo quản ở các kho tối, ít ánh sáng.
+ Nhiệt độ : là yếu tố rất quan trọng có tính chất quyết định thời hạn bảo
quản quả tươi. Sự thay đổi nhiệt độ trước hết ảnh hưởng đến cường độ hô hấp,
nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt động sinh hoá của các enzim tham gia vào quá
trình hô hấp, nhiệt độ kích thích các enzim hoạt động, theo Trê-rê-vi-chi-nốp,
khi nhiệt độ tăng 1
0
C thì cường độ hô hấp tăng khoảng 0,8 – 12 mg
CO
2
/kg.giờ.
Cứ 1mg CO
2
thoát ra tương đương với sự toả nhiệt là 2,56 kcal đối với
sự oxy hoá đường hoặc bằng 1,84 kcal đối với oxy hoá malic. Do đó có thể tính
được gần đúng sự tổn hao các chất dự trữ khi bảo quản rau quả khi tăng nhiệt
độ và từ lượng các chất dự trữ tổn thất để tính lượng nhiệt tương đương đã
thoát ra.
Như vậy nếu nhiệt độ tăng thì cường độ hô hấp sẽ tăng và ngược lại,
nhiệt độ giảm thì cường độ hô hấp sẽ giảm. Cường độ hô hấp ở 10
0
C gấp
khoảng 2 lần ở 0
0
C.
giảm lượng O
2
xuống 5 – 10% kết hợp với nhiệt độ thấp thì có thể kéo dài giai
đoạn tới thời kỳ hô hấp cao nhất và giảm cường độ hô hấp xuống nhưng không
làm rối loạn quá trình hô hấp mà nó có tác dụng ức chế.
Ảnh hưởng của O
2
và CO
2
lên quá trình sinh lý của rau quả là rất khác nhau.
Ảnh hưởng của O
2
: khí O
2
tác dụng hoá học với các thành phần có trong
nguyên liệu và đóng vai trò quan trọng nhất trong quá trình hô hấp. Kết quả
nghiên cứu cho thấy khi bảo quản táo giống Wiliam ở O
0
C trong môi trường
khí quyển bình thường thì thời hạn bảo quản đạt 170 ngày, khi đó với điều kiện
nhiệt độ như vậy trong khí quyển chứa 3% O
2
, 0% CO
2
thì thời hạn bảo quản
lên tới 240 ngày. Khi giảm nồng độ O
2
xuống dưới 21% cường độ hô hấp giảm
dần, nhưng khi giảm dưới 2 – 3% thì hô hấp yếm khí bắt đầu xảy ra.
Hàm lượng O
cao, độ chua của rau quả tăng lên. Điều đó được giải
thích ở trong bóng tối CO
2
được hấp thụ và cố định trong tổ chức tế bào rau
quả, từ đó tạo thành axit hữu cơ. Khi nồng độ CO
2
lớn hơn 10%, nhiệt độ bảo
quản càng thấp thì quá trình hô hấp bị rối loạn.
+ Độ ẩm cũng làm ảnh hưởng đáng kể đến nồng độ hô hấp. Độ ẩm
tương đối của không khí trong môi trường bảo quản quyết định đến tốc độ bay
hơi nước của rau quả. Độ ẩm môi trường càng thấp cường độ hô hấp và tốc độ
bay hơi nước càng cao, làm cho khối lượng rau quả giảm đi đáng kể thậm chí
rau quả có thể bị héo. Sự mất nước quá cao làm cho hoạt động của tế bào bị rối
loạn làm giảm giảm khả năng tự đề kháng bệnh lý và từ đó rau quả sẽ chóng
hỏng. Tuy nhiên độ ẩm tương đối thấp là điều kiện không thuận lợi cho vi sinh
vật phát triển, hạn chế được các loại bệnh. Ngược lại khi độ ẩm tương đối cao
thì tốc độ bay hơi nước và cường độ hô hấp giảm, nhưng lại tạo môi trường
phát triển tốt cho các loại vi sinh vật. Hơn nữa nước có thể ngưng trên bề mặt
rau quả dẫn tới việc rối loạn hô hấp.
+ Các điều kiện khác: rau quả bị tổn thương cơ giới như va chạm nhiều,
bị nén ép bẹp, bị nứt nẻ,… đều làm tăng cường độ hô hấp. Nếu cây được bón
nhiều đạm thì cường độ hô hấp cũng tăng lên, thu hoạch rau quả vào lúc mưa
hay nắng nhiều cũng làm cường độ hô hấp của rau quả tăng lên.
2. Biến đổi vật lý [5], [39]
Rau quả tươi sau khi thu hái để trong môi trường bảo quản xẩy ra một số
biến đổi vật lý dẫn đến giảm khối lượng và chất lượng, đó là hiện tượng bay
hơi nước giảm khối lượng tự nhiên. Trong rau quả tươi chứa nhiều nước nên
luôn xảy ra hiện tượng bay hơi nước từ quả ra môi trường. Tốc độ mất nước
phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cấu tạo biểu bì của quả, điều kiện môi
trường,
Chín là một trong giai đoạn phát triển sinh lý bình thường trong chu kì
sinh học của một cơ thể sống. Đó là : sinh ra – lớn lên – già - chết. Rau quả
tươi sau khi thu hái vẫn tiếp tục quá trình sống như còn trên cây mẹ, tức là vẫn
quá trình biến đổi theo chiều hướng tất yếu của chu kỳ sinh học nói trên.
Quá trình chín của rau quả phụ thuộc vào cường độ hô hấp, như là một
dấu hiệu đặc trưng cho hoạt động sống của tế bào, quá trình hô hấp của rau quả
Copyright: Tài liệu đại học ©