i
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
o0o

TRẦN THỊ KIM LIÊN NGHIÊN CỨU TỐI ƢU HÓA QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN
MĂNG TÂY BẰNG MÀNG POLYMER SINH HỌC TỪ
THỦY SẢN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
tinh thần trong suốt quá trình thực hiện đề tài để em có được kết quả như ngày hôm
nay.
Nha Trang, tháng 06 năm 2013
Sinh viên
Trần Thị Kim Liên
iii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii
DANH MỤC BẢNG viii
LỜI MỞ ĐẦU xi
CHƢƠNG 1 1
I. TỔNG QUAN VỀ MĂNG TÂY 1
1. Giới thiệu về măng tây 1
2. Các giống măng tây 2
3. Thành phần dinh dưỡng của măng tây 3
4. Đặc điểm sinh học của cây măng tây 4
5. Một số tác dụng của măng tây 6
II. TỔNG QUAN VỀ BẢO QUẢN RAU QUẢ 8
1. Những biến đổi chung của rau quả sau thu hoạch 8
1.1 Biến đổi sinh lý 8
1.2 Biến đổi hóa học 11
1.3 Biến đổi vật lý 12
2. Các phương pháp bảo quản rau quả tươi 12

) 34
VI. TỔNG QUAN VỀ VITAMIN C (AXIT ASCORBIC) 35
CHƢƠNG 2 37
I. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 37
1. Măng tây 37
2. Chitosan 38
3. Vitamin C: 38
4. Canxi clorua (CaCl
2
) 39
v

II. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT 39
1. Thiết bị và dụng cụ 39
2. Hóa chất 39
III. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39
1. Phương pháp đánh giá cảm quan 39
2. Phương pháp phân tích hóa học 41
3. Phương pháp phân tích vi sinh 41
4. Phương pháp xử lý số liệu 41
IV. PHƢƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 42
1. Bố trí thí nghiệm khảo sát sự tạo màng trên bề mặt măng tây và chọn nồng độ
tốt nhất. 42
2. Bố trí thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của phụ liệu vitamin C và CaCl
2
bổ sung
vào dung dịch màng bọc chitosan có nồng độ thích hợp đã chọn ở trên đến khả
năng bảo quản măng tây. 42
3. Bố trí thí nghiệm tối ưu hóa chitosan với phụ liệu là vitamin C và CaCl
2

4. Đề xuất quy trình bảo quản măng tây 69
4.1 Quy trình bảo quản măng tây 69
4.2 Thuyết minh quy trình 70
CHƢƠNG 4 72
I. KẾT LUẬN 72
II. ĐỀ XUÁT Ý KIẾN 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………71
PHỤ LỤC
vii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

TCVN :Tiêu chuẩn Việt Nam
Tp.HCM :Thành phố Hồ Chí Minh
VSV :Vi sinh vật
BVTV :Bảo vệ thực vật

viii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng của măng tây 3
Bảng 2.1 Ma trận bố trí thí nghiệm 46
Bảng 3.1 Phần trăm số lượng vi sinh vật trước và sau bảo quản 57
Bảng 3.2 Bảng kết quả thực nghiệm ở phần tối ưu 69
Hình 3.8 Kết quả phần trăm khối lượng bị hao hụt của 11 mẫu thí nghiệm sau thời gian
bảo quản 6 ngày 59
x

Hình 3.9. Tổng số lượng vi sinh vật trước và sau bảo quản 6 ngày 61
Hình 3.10 Kết quả cảm quan về màu sắc của 11 thí nghiệm sau 6 ngày bảo quản 62
Hình 3.11 Kết quả cảm quan về trạng thái của 11 thí nghiệm sau 6 ngày bảo quản 63
Hình 3.12 Kết quả cảm quan về cấu trúc da của 11 thí nghiệm sau 6 ngày bảo quản 64
Hình 3.13 Kết quả cảm quan về độ thâm của 11 thí nghiệm sau 6 ngày bảo quản 65
Hình 3.14 Kết quả cảm quan về độ úng của măng tây của 11 thí nghiệm sau 6 ngày
bảo quản 66
Hình 3.15. Sơ đồ bảo quản măng tây 70 xi

LỜI MỞ ĐẦU

Rau quả có vai trò quan trọng trong khẩu phần ăn hằng ngày của con người.
Chúng không chỉ cung cấp các chất dinh dưỡng, chất khoáng, vitamin thiết yếu cho cơ
thể con người mà còn là cấu phần chủ yếu không thể thay thế được bằng các chất khác
trong nhu cầu thực phẩm, kháng bệnh tật của cơ thể sống. Nước ta là một nước nhiệt
đới, có điều kiện khí hậu, đất đai thuận lợi cho việc trồng trọt và phát triển nhiều loại
rau quả. Ở nước ta, hàng năm rau quả được sản xuất với số lượng lớn nên có ý nghĩa
rất quan trong trong sự phát triển của ngành nông nghiệp, công nghiệp chế biến cũng
như bảo quản thực phẩm, góp phần phát triển nền kinh tế. Mặc dù vậy, việc sản xuất
rau quả lại mang tính mùa vụ cao, làm mất cân bằng các sản phẩm trên thị trường giữa
các vùng, các mùa, nước ta lại là nước nhiệt đới nên rau quả sau khi thu hoạch rất dễ bị
hư hỏng nếu không có biện pháp bảo quản kịp thời. Do vậy, tìm một hướng bảo quản
rau quả vừa hiệu quả, an toàn về chất lượng lại vừa đạt hiệu quả kinh tế là điều cần

Đề tài này kế thừa kết quả nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu khảo sát hiệu quả
bảo quản măng tây bằng một số màng polymer sinh học từ thủy sản” để nghiên cứu
tối ưu hóa quá trình xử lý măng tây bằng polymer sinh học. Tên đề tài: “Nghiên cứu
tối ưu hóa quá trình bảo quản măng tây bằng màng polymer sinh học từ thủy sản”.
Nội dung của đề tài:
1. Tổng quan về vấn đề: nguyên liệu măng tây, polymer sinh học, và một
số phụ gia tạo màng.
2. Tối ưu hóa quá trình bảo quản măng tây bằng màng bao chitosan có bổ
sung vitamin C và CaCl
2
.
Ý nghĩa khoa học của đề tài:
Cung cấp những dẫn liệu khoa học cơ bản nồng độ Chitosan, và các phụ gia
vitamin C và CaCl
2
tối ưu trong bảo quản măng tây tươi.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:
Kết quả của đề tài nghiên cứu này sẽ giúp tìm ra được phương thức bảo quản mới
giúp thời gian bảo quản măng tây được dài hơn.
Do đây là lần đầu tiên được làm quen với công tác nghiên cứu, với kiến thức, thời
gian có hạn chắc chắn nội dung của đề tài còn nhiều thiếu sót, rất mong được sự góp ý
chỉ bảo của thầy cô và các bạn. Trân trọng cảm ơn.
xiii

Nha trang, tháng 6 năm 2014
Sinh viên thực hiện
Trần Thị Kim Liên

1


Hình 1.1 Măng tây
“Nguồn: Internet”
Măng xanh: (tên khoa học là Asparagus Officinalis L), giống F1 Califonia 500,
loại này cho năng suất cao, dễ trồng, dễ thu hoạch nhưng giá trị thương phẩm không
cao.
Năm 1988, một Việt kiều ở Đức đã mang 600 gr giống cây măng tây xanh thuộc
giống Mary Washington ở Hoa Kì về trồng ở Đà Lạt. Nhưng khi cây măng tây xanh
vừa được 2 – 3 tháng tuổi, người trồng đã cắt những cành lá kim làm kiểng đem bán
kèm với hoa hồng và các loại hoa khác để lấy tiền, khiến cho dự án lúc ấy bị thất bại.
3

Năm 2011, sau 23 năm cây măng tây xanh được sự khuyến khích của các hợp tác
xã và trung tâm khuyến nông Tp. HCM nên được trồng thành công ở nhiều nơi của
Việt Nam và giờ đây cây măng tây xanh đã trở về được với giá trị thật của nó đang và
sẽ mang lại thuận lợi không nhỏ cho Việt Nam trong tương lai.
Măng trắng: đại diện giống F. Mary Washington là giống trồng phổ biến cho
năng suất và chất lượng cao. Măng tây trắng thực ra là một dạng của măng tây xanh
được trồng ở Úc. Sự khác nhau là măng tây trắng được trồng trong bóng tối. Khi măng
tây tiếp xúc với ánh sáng mặt trời đầu tiên chúng sẽ chuyển sang hồng và sau đó là màu
xanh. Lý do chính làm giá của măng tây trắng cao hơn nhiều so với măng tây xanh là
do măng tây trắng có nguồn gốc cung cấp hạn chế và chi phí sản xuất cao.
Ngoài ra, măng tây trắng có năng suất thu hoạch cao hơn so với măng tây xanh
nên được các nhà sản xuất ưu ái đầu tư. Tuy nhiên kỹ thuật trồng măng tây trắng khó
hơn nhiều so với măng tây xanh, nên ở Việt Nam hiện nay việc trồng măng tây trắng
chưa phổ biến, nhưng trong tương lai với những lợi ích to lớn mà loại cây này mang lại
thì việc phát triển nó là một điều dễ dàng.
Măng tím: măng tây tím là một dạng khác của măng tây xanh và măng tây trắng.
Màu tím của nó xuất phát từ mức độ cao của anthocyanin (là chất chống oxy hóa
mạnh) trong các đọt. Nó có hàm lượng chất xơ thấp hơn so với măng tây trắng và măng
tây xanh, làm cho nó mềm hơn và toàn bộ đọt có thể ăn từ gốc cho đến ngọn. Măng tây

K, C, A, pyridoxine (B6), riboflavin (B2), thiamin (B1), axit folic, gần ¼ khối lượng
trong 100 g măng tây là các chất khoáng cần thiết cho cơ thể con người như: kali,
magie, canxi, kẽm, sắt,…
4. Đặc điểm sinh học của cây măng tây
Măng tây thuộc cây trồng lâu năm, dạng bụi, thân thảo, cây có hoa đơn tính, khác
gốc. Có khoảng một nửa số cây mang hoa đực, một nửa mang hoa cái. Hoa có màu
vàng hoặc lục nhạt. Quả mọng, ba ngăn, khi chín có màu đỏ. Mỗi ngăn có 1 - 2 hạt
màu đen, vỏ hạt rất cứng.
Hạt măng tây có thể nảy mầm ở nhiệt độ 20
0
C nhưng thích hợp nhất là 25
0
C và
đây cũng là nhiệt độ trung bình cần thiết cho cây phát triển. Ngay sau khi hạt nảy mầm,
rễ chính sẽ bị chết. Thay vào đó là một rễ trụ thẳng đứng được tạo thành và các rễ khác
mọc ngang từ rễ trụ này. Sau đó ở khoảng cách gần mặt đất, trên các đốt của rễ trụ hình
thành các thân mầm mới – được gọi là măng. Măng là nơi tập trung các chất dinh
dưỡng khi cây còn non. Măng được thu hoạch trong nhiều năm (8 – 10 năm) nhưng sản
lượng lớn thường tập trung ở các năm thứ 3 – 5, sang năm thứ 7 – 8, khi năng suất và
chất lượng giảm thì cần phá đi trồng mới. Trước khi nhú khỏi mặt đất, măng có màu
trắng, mềm, khi mọc cao khỏi mặt đất chúng ngả màu xanh và phát sinh cành có thể
dài tới 2 m.
Măng tây là cây ưa ánh sáng, vì vậy nếu trồng măng ở nơi bị che lợp thì hiệu suất
quang hợp thấp, cây sinh sản kém và năng suất măng sẽ bị giảm. Ngoài ra, măng tây
5

rất mẫn cảm với đất trồng, đất phải có độ phì nhiêu cao, tơi xốp, giàu mùn, pH = 6 – 7,
độ ẩm đất từ 65 – 70%.
Khi thu hái, măng tươi chứa nhiều nước và khá ngọt (lượng đường có thể lên đến
4%). Khi thu hoạch, nước ngọt mất dần để măng trở thành xơ, bắt đầu từ phần gốc, các

Cứ tiếp tục khai khác măng mỗi ngày cho đến hết kì thu hoạch măng, khi cây mẹ
sắp chuyển lá vàng thì ngừng thu hoạch, chọn giữ lại 4 – 6 chồi măng khỏe mạnh làm
cây mẹ thay thế, bỏ nón chụp đầu chồi măng ra.
5. Một số tác dụng của măng tây
Măng tây được xem là loại rau có chứa nhiều chất xơ, nước và vitamin, thành
phần măng tây gồm có: chất đạm, béo, chất xơ, canxi, sắt, kẽm, đồng, axit folic, axit
ascorbic,…
Măng tây không chỉ giàu dinh dưỡng, mà còn chứa các chất có hoạt tính sinh học
và được chứng minh có tác dụng tích cực đến sức khỏe với các công dụng sau:
 Măng tây giàu chất chống viêm
Măng tây có chứa một nhóm các chất có khả năng chống viêm bao gồm các
saponin măng tây (asparanin, sarsasapogenin, protodioscin, diosgenin) và flavonoid
quercetin, rutin, kaempferol và isorhamnetin. Các hợp chất chống viêm này là một
trong những tác nhân tốt nhất giúp phòng chống các bệnh mãn tính như tiểu đường
type 2, bệnh tim và bệnh ung thư.
 Nguồn chất chống oxy hóa
Măng tây còn là nguồn dồi dào các chất chống oxy hóa bao gồm vitamin C, beta
– carotene và các khoáng chất kẽm, selen, mangan. Đặc biệt là glutathione (GSH) –
một tripeptide có trong măng tây có tác dụng chống oxy hóa mạnh. Chúng tham gia
vào các phản ứng của cơ thể với vai trò xúc tác, chống lại sự sản xuất dư thừa gốc tự
do, chống lại quá trình chết tế bào, kiềm hãm quá trình lão hóa, giúp da mịn màng.
Theo báo cáo của Viện Ung thư Quốc gia Hoa Kỳ, măng tây có chứa lượng
glutathione cao nhất trong số các thực phẩm được thử nghiệm. Các chất chống oxy hóa
trong măng tây cũng góp phần không nhỏ trong việc giảm nguy cơ mắc các bệnh tim
mạch, tiểu đường và bệnh ung thư.
 Ngăn ngừa suy tĩnh mạch, bảo vệ tim
7

Măng tây chứa nhiều potassium, folat điều hòa, ổn định huyết áp, giúp tim khỏe
mạnh, phòng ngừa bệnh xơ vữa động mạch, bệnh đột quỵ tim mạch. Bên cạnh đó,

tên là Asparanin A trong măng tây, chính thành phần này sẽ giúp ngăn chặn sự phát
triển của các tế bào ung thư gan và thậm chí còn có thể “kết liễu” được các tế bào này.
Bên cạnh đó, măng tây cũng là một nguồn cung cấp thực phẩm tuyệt vời có chứa thành
phần glutathione chống oxy hóa – một thành phần đã được các nhà nghiên cứu tại Viện
Phòng chống Ung thư xác định là có tác dụng ngăn ngừa ung thư.
Măng tây cũng được xem là có khả năng kháng virut. Các nhà nghiên cứu đã chỉ
ra rằng tình trạng viêm nhiễm và căng thẳng oxy hóa mãn tính góp phần làm tăng cao
nguy cơ của nhiều loại ung thư. Chính những thành phần dưỡng chất giàu có của mình
như saponin – với tác dụng chống viêm và chống oxy hóa – mà măng tây đã được liệt
vào danh sách thực phẩm của một chế độ ăn uống lành mạnh cùng với các loại rau
xanh và trái cây khác. Đây cũng là một lựa chọn khôn ngoan cho những ai đang phải
đấu tranh với một số căn bệnh như viêm khớp, thấp khớp và thậm chí nó còn ngăn
ngừa hiện tượng giãn tĩnh mạch.
II. TỔNG QUAN VỀ BẢO QUẢN RAU QUẢ
1. Những biến đổi chung của rau quả sau thu hoạch
1.1 Biến đổi sinh lý [10]
Trong quá trình phát triển của 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 hóa và dị
hóa. Khi rau quả chưa được thu hái thì quá trình đồng hóa xảy ra nhiều hơn. Sau khi
rau quả đã tách khỏi cây mẹ thì chủ yếu xảy ra quá trình dị hóa. Như vậy quá trình dị
hóa là quá trình sinh học cơ bản xảy ra trong rau quả khi bảo quản tươi.
Về bản chất hóa học, hô hấp là quá trình oxy hóa chậm các chất hữu cơ phức tạp.
Dưới tác dụng của enzyme các chất này bị thủy phân thành các chất đơn giản hơn và
giải phóng năng lượng. Người ta thấy rằng hầu hết các chất đều có thể tham gia vào
9

quá trình hô hấp (trừ protein), nhưng chủ yếu vẫn là các chất đường – nhất là đường
đơn. Các chất không phải đường tham gia trực tiếp vào chu trình hô hấp tạo nên các
chất trung gian, không qua khâu chuyển hóa thành đường.
- Quá trình hô hấp có oxy được gọi là hô hấp hiếu khí:

OH + 11,7.10
4
J (2)
Từ 2 phương trình (1), (2) cho thấy cùng một lượng glucoza tham gia, hô hấp
hiếu khí tỏa ra nhiệt nhiều gấp 24 lần so với hô hấp yếm khí.
Trên thực tế quá trình hô hấp diễn ra phức tạp hơn nhiều. Dưới tác dụng của
enzyme, phân tử glucza bị phân giải thành chất trung gian là axit pyruvic
(CH
3
COCOOH). Với hô hấp hiếu khí, axit pyruvic bị oxy hóa trong chu trình Crep tạo
CO
2
và H
2
O.
CH
3
COCOOH H
2
O + CO
2
Axit pyruvic
Còn hô hấp yếm khí, axit pyruvic bị enzyme decacboxylaza phân giải thành
axetaldehyt (CH
3
CHO) và CO
2
:
CH
3

biểu thị qua công thức:
dC/dt = k.C
Trong đó C: cường độ hô hấp (mgCO
2
/kg.h)
t: nhiệt độ bảo quản (
0
C)
k: hệ số nhiệt độ (
0
C)
Giải tích phân ta có: lnC = k.t + A
A được xác định từ điều kiện ban đầu, khi t = 0
0
C thì A = lnC
0
, với C
0
là cường
độ hô hấp ở 0
0
C, khi đó ta có: C = C
0
. exp(t.k).
Vì nhiệt lượng giải phóng ra do hô hấp tỉ lệ thuận với cường độ hô hấp nên giữa
nhiệt lượng t với nhiệt lượng q có sự phụ thuộc sau:
Q = q
0
exp(t.k)
Trong đó: q

- Đường và tinh bột
Đường là thành phần chủ yếu tham gia vào quá trình hô hấp nên làm hàm lượng
đường giảm đáng kể. Tuy nhiên, trong một số loại hoa quả chứa nhiều tinh bột còn
xanh, khi bảo quản mặc dù tham gia vào quá trình hô hấp nhưng lượng đường chẳng
những không giảm mà còn tăng. Đó là do khi quá trình chín lượng tinh bột chuyển hóa
thành đường với tốc độ cao hơn tốc độ giảm đường do hô hấp. [10]
- Hemixenluloza và xenluloza
Hemixenluloza thủy phân thành xenluloza và pectoza trong khi đó xenluloza hầu
như không bị biến đổi.
- Các hợp chất pectin
Trong quá trình bảo quản protopectin bị thủy phân dưới tác dụng của enzyme
protopectinaza tạo thành pectin hòa tan, rồi chuyển thành axit pectic. Pectic hòa tan
làm cho thành tế bào trở nên mỏng và bán mỏng trung gian liên kết giữa các tế bào bị
yếu đi. Liên kết giữa các tế bào yếu dần làm cho rau quả trở nên mềm.
- Biến đổi của axit
Trong quá trình bảo quản hàm lượng axit gảm dần do nó tham gia vào quá trình
hô hấp, đồng thời nó còn tham gia vào phản ứng tạo este để tạo mùi thơm cho rau quả.
Lượng axit giảm nên vi sinh vật dễ dàng tấn công vào rau quả hơn.
- Biến đổi của sắc tố
12

Trong quá trình bảo quản rau quả thì sự biến đổi của sắc tố là rõ rệt nhất
Clorofin + HX Feofitin + MgX
2
Clorofin bị phân giải, trong đó carotenoic và antoxian được tổng hợp tạo ra màu
sắc đặc trưng cho rau quả khi chín.
- Biến đổi của các vitamin
Sau khi thu hoạch hàm lượng vitamin có xu hướng giảm xuống đặc biệt là
vitamin C. Vitamin C bị oxy hóa dưới xúc tác của enzyme ascorbinoxidaza. Mức độ
tổn thất phụ thuộc vào nhiệt độ bảo quản, nhiệt độ này càng tăng thì hàm lượng vitamin