Đồ án tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được thực hiện dưới sự
hướng dẫn khoa học của ThS. Huỳnh Quang Phước, Trường Đại Học Kỹ thuật Công
Nghệ TP. Hồ Chí Minh .
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố
trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác dưới bất kì hình thức nào khác. Tôi xin
chịu trách nhiệm hoàn toàn về đồ án tốt nghiệp của mình
Tác giả

Cao Nguyễn Khánh Vy

I


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Qua 4 năm học tập tại Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ em đã được các thầy
cô trong Khoa Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môi Trường hết lòng hướng
dẫn, giảng dạy và trang bị kiến thức cho em
Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, bên cạnh sự cố gắng nỗ lực của bản thân, em
đã nhận được sự động viên và giúp đỡ rất lớn của nhiều cá nhân và tập thế.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dân ThS. Huỳnh Quang Phước đã
tận tình giúp đỡ, quan tâm, hướng dẫn và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em thực
hiện và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô các bạn trong Phòng thí
nghiệm Công nghệ thực phấm đã tạo mọi điều kiện cho em thực hiện và hoàn thành
đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn gia đình động viên giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho

Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................... 7

5.

Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 7

6.

Các kết quả đạt đựợc của đề tài ..................................................................... 8

7.

Kết cấu của đồ án tốt nghiệp ........................................................................ 8

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................... 9
1.1. Cây nha đam .................................................................................................. 9
1.1.1. Phân loại khoa học ........................................................................................ 9
1.1.2. Đặc điểm sinh học ........................................................................................ 10
1.1.3. Thành phần hoá học .................................................................................... 11
1.1.4. Thành phần có hoạt tính sinh học .............................................................. 20
1.1.5. Ứng dụng ...................................................................................................... 23
1.2. Chitosan ....................................................................................................... 25
1.2.1. Cấu trúc hoá học, tính chất lý hoá của chitosan ....................................... 25

III


Đồ án tốt nghiệp

1.2.2. Các nghiên cứu về tính kháng khuẩn của chitosan .................................. 34

3.1. Khảo sát một số chỉ tiêu của gel nha đam ................................................ 52
Các chỉ tiêu Kết quả ........................................................................................... 52
3.2. Thí nghiệm 1: khảo sát ảnh hưởng của các loại phương thức ổn định gel
nha đảm đến quy trình bảo quản nho ................................................................. 53
3.2.1. Đánh giá hao hụt trọng lượng và độ giảm hàm lượng vitamin C .............. 53
3.2.2. Đánh giá độ tăng hàm lượng đường khử trong quả .................................. 55
3.2.3. Đánh giá tổng men mốc trên vỏ nho theo phương thức ổn định gel nha
đam qua thời gian ........................................................................................ 57
3.3. Thí nghiệm : khảo sát ảnh hưởng của pH gel nha đam trong quy trình
bảo quản nho ......................................................................................................... 59
3.3.1. Đánh giá hao hụt trọng lượng và độ giảm hàm lượng vitamin C .............. 59
3.3.2. Đánh giá độ tăng hàm lượng đường khử trong quả .................................. 61
3.3.3. Đánh giá tổng men mốc trên nho theo phương thức ổn định gel nha đam
qua thời gian ................................................................................................ 62
3.4. Thí nghiệm 3: khảo sát ảnh hưởng của thời gian thanh trùng gel nha
đam lên quy trình bảo quản nho ......................................................................... 64
3.4.1. Đánh giá hao hụt trọng lượng và độ giảm hàm lượng vitamin C............... 64
3.4.2. Đánh giá độ tăng hàm lượng đường khử trong quả .................................. 66
3.4.3. Đánh giá tổng men mốc trên vỏ nho theo phương thức ổn định gel nha
đam qua thời gian ........................................................................................ 67
3.5. Thí nghiệm 4: khảo sát nồng độ acid acetic hòa tan chitosan lên quy
trình bảo quản nho................................................................................................ 70
3.5.1. Đánh giá hao hụt trọng lượng và độ giảm hàm lượng vitamin C .............. 70
3.5.2. Đánh giá độ tăng hàm lượng đường khử trong quả .................................. 72

V


Đồ án tốt nghiệp


EG

Etylen Glycol

Gal A

Acid Galacturonic A

Gal

Acid Galacturonic

Glc

Glucose

Man

Mannan

PEG

Polyethylen Glycol

VII


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3. 8 Ảnh hưởng của pH gel nha đam lên sự tăng hàm lượng đường khử của nho
qua thời gian ................................................................................................................... 61
Bảng 3. 9 Tổng men mốc trên nho theo các mức pH của gel nha đam ............................. 62
Bảng 3. 10 Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng gel nha đam lên hao hụt trọng lượng
của nho sau thời gian bảo quản ....................................................................................... 64
Bảng 3. 11 Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng gel nha đam lên sự giảm vitamin C
của nho sau thời gian bảo quản ...................................................................................... 65
Bảng 3. 12 Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng gel nha đam lên sự tăng hàm lượng
đường khử của nho qua thời gian ................................................................................... 66
Bảng 3. 13 Tổng men mốc trên nho theo các mức pH của gel nha đam ........................... 67
Bảng 3. 14 Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng gel nha đam lên hao hụt trọng lượng
của nho sau thời gian bảo quản ....................................................................................... 70
Bảng 3. 15 Ảnh hưởng của nồng độ acid acetic hòa tan chitosan lên sự giảm vitamin
C của nho sau thời gian bảo quản (%) ............................................................................ 71
Bảng 3. 16 Ảnh hưởng của nồng độ acid acetic hòa tan chitosan lên sự tăng hàm lượng
đường khử của nho qua thời gian ................................................................................... 72
Bảng 3. 17 Tổng men mốc trên nho theo nồng độ acid acetic hòa tan chitosan ................ 73
Bảng 3. 18 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan lên hao hụt trọng lượng của nho sau thời
gian bảo quản .................................................................................................................. 76
Bảng 3. 19 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan lên sự giảm vitamin C của nho sau thời
gian bảo quản (%) .......................................................................................................... 77
Bảng 3. 20 Ảnh hưởng của nồng độ acid acetic hòa tan chitosan lên sự tăng hàm lượng
đường khử của nho qua thời gian ................................................................................... 78
Bảng 3. 21 Tổng men mốc trên nho theo nồng độ chitosan .............................................. 79
Bảng 3.22 Tổng men mốc của mẫu nho được bảo quản bằng màng bao chitosan và
màng bao nha đam ở ngày bảo quản thứ 6 ..................................................................... 82

IX



dùng, một phần do hư hỏng, phần khác là do các khuyết tật trên bề mặt làm cho
sản phẩm không được lựa chọn. Hư hỏng và sau đó mất mát của rau quả ước tính
khoảng 25 – 80 %, với giá trị thấp hơn ở vùng khí hậu ôn đới và các giá trị cao
hơn ở vùng có khí hậu nhiệt đới [36]. Vì vậy, người ta thường thu hoạch chúng
sớm hơn và lưu trữ lạnh để kéo dài thời gian sử dụng. Điều này dẫn đến việc kém
chất lượng khi đưa sản phẩm vào thị trường.
Những năm gần đây, thay đổi trong lối sống của người tiêu dùng đã dẫn đến việc
tăng đáng kể nhu cầu trái cây và rau quả chất lượng cao, đi cùng với sự tiện lợi và
an toàn. Mùi vị, kết cấu, màu sắc, hương thơm và vẻ ngoài nhìn chung đều phải
đạt yêu cầu. Phát triển các phương pháp xử lý sau thu hoạch để kéo dài hơn nữa
thời gian sử dụng mà không làm mất đi chất lượng rau quả trở thành mối quan
tâm hàng đầu. Đặc biệt đối với một nước có tiềm năng trái cây lớn như nước ta.
Hiện nay, hầu như nguyên liệu chính sử dụng trong bảo quản hay đóng gói thực
phẩm chủ yếu là các loại màng như polyethylene, polypropylen... Tuy nhiên
nhược điểm của chúng là làm tổn thất chất dinh dưỡng của thực phẩm trong quá
trình bảo quản, thời gian phân hủy của các loại màng này lại lâu, khó xử lý
nhanh và gây ô nhiễm môi trường. Nên một vấn đề mới được đặt ra là cần có một
loại màng bảo quản thực phẩm mà có thể khắc phục được các hạn chế trên.
Màng phải có khả năng cải thiện vẻ ngoài (độ sáng bóng), giảm sự mất nước, làm
chậm quá trình chín và giảm các bệnh. Từ đó, tạo yếu tố cảm quan tốt, thời gian vận
chuyển, bảo quản được lâu, an toàn cho sức khoẻ con người và hơn hết là thân thiện
với môi trường.
Cây nha đam từ lâu đã được sử dụng trong lĩnh vực y học, thực phẩm và mỹ
phẩm trên khắp thế giới. Thành phần hóa học chủ yếu của nó là các polysaccharide
1


Đồ án tốt nghiệp

như mannan, glucomannan, galactan cùng với các loại enzyme, vitamin,…có hoạt


Nhận thấy tính cấp thiết của việc bảo quản nho tươi cho nên tôi thực hiện đề tài
“Đánh giá hiệu quả của kỹ thuật tạo màng bao từ gel nha đam và gel chitosan trong
quy trình bảo quản nho tươi”. Gel nha đam và gel chitosan đều có khả năng tạo
màng thêm vào đó là đặc tính kháng khuẩn nên nó sẽ hứa hẹn một kết quả đầy
triển vọng trong việc duy trì chất lượng nho tươi, góp phần giải quyết một phần
vấn đề môi trường và sức khỏe người tiêu dùng.
2.

Tình hình nghiên cứu
a)

Ứng dụng chitosan tạo màng bao trong và ngoài nước

Trong công nghệ thực phẩm, do chitosan là một polymer tự nhiên, không độc và rất
an toàn với thực phẩm. Nó có những tính chất rất đặc trưng như có khả năng
kháng khuẩn, kháng nấm, chống ẩm, tạo màng, có khả năng hấp thụ màu mà không
hấp thụ mùi, hấp thụ một số kim loại nặng…do đó nó được ứng dụng nhiều trong
lĩnh vực công nghệ sản xuất.
Nhiều kết quả nghiên cứu đã được công bố trên thế giới về khả năng kết hợp của
chitosan với các loại vật liệu tạo màng bao bọc sinh học không độc cũng như khả
năng kéo dài thời gian bảo quản của nhiều đối tượng như rau quả tươi, thịt, cá, nước
quả...của chitosan và dẫn xuất của nó.
Tác giả Đống Thị Anh Đào và các cộng sự (Khoa Công Nghệ Hóa Học Và Dầu
Khí - Trường Đại Học Bách Khoa TP HCM) đã nghiên cứu chế tạo một số màng
bán thấm polysaccaride như: CMC, chitosan dùng bao gói bảo quản nhãn trong môi
trường có nồng độ CO2 cao hơn môi trường khí quyển. Kết quả là nhãn được bao
gói bằng màng bán thấm vẫn giữ được giá trị thương phẩm sau 45 ngày bảo quản
(kéo dài thời gian bảo quản nhãn lên gấp 3 - 9 lần so với cùng điều kiện bảo quản
không có bao bì).

kết quả nhận được Châu Văn Minh tiếp tục thử nghiệm khả năng bảo quản thực
phẩm tươi sống của BQ-1 (thịt bò, thịt lợn, trứng gà tươi). Nhờ khả năng ức chế sự
phát triển của vi sinh vật gây thối nên kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm trong
một thời gian nhất đinh.
4


Đồ án tốt nghiệp

Jia và cộng sự (2007) đã nghiên cứu khả năng kiểm soát bệnh sau thu hoạch của cà
chua đã chỉ ra rằng khi hòa tan chitosan 0,5% trong acid HCl 1% thì có khả năng
làm giảm đáng kể nấm mốc màu xám và mốc màu xanh do B.cinerea và
P.expansum trong quả cà chua khi bảo quản ở 250C.
Kamil và cộng sự (2002); No và cộng sự ( 2002); chitosan có tính kháng khuẩn và
hạn chế quá trình oxy hóa lipid nên được dùng để bảo quản thịt nhằm hạn chế quá
trình hư hỏng của thịt . Đặc biệt rất phù hợp để bảo quản các sản phẩm khô, sản
phẩm ăn liền. Các mẫu thịt bò quay được nhúng vào dung dịch chitosan (0,5-1%),
sau đó đóng gói và bảo quản lạnh ở 40C thì lượng vi khuẩn Listeria monocytogenes
giảm đáng kể so với mẫu không xử lý chitosan. Đối với sản phẩm thịt bò tẩm gia
vị, kết quả nghiên cứu của Youn và cộng sự (2002) cũng cho thấy chất lượng của
thịt bò tẩm gia vị có bổ sung 1% chitosan (120kDa, 85%DD) hòa trong acid lactic
0,3% được cải thiện đáng kể.
Chunprasert và cộng sự (2004) đã kết hợp chitosan với các loại bao bì như
LLDPE (Linear low density polyethlene) và PE (polyethylene) để bảo quản quả na.
Na sau khi nhúng vào dung dịch chitosan 0,5% và 1% được bao gói riêng từng quả
bằng hai loại bao bì trên sau đó đem bảo quản ở 130C, độ ẩm không khí 95%. Kết
quả cho thấy bao gói bằng bao PE rất có hiệu quả trong việc giảm hao hụt trọng
lượng, kéo dài quá trình chín và giữ được màu sắc của vỏ sau 12 ngày bảo quản.
Nhiều kết quả nghiên cứu đã được công bố trên thế giới về khả năng kéo dài thời
gian bảo quản của nhiều loại rau quả tươi, thịt, nước quả... của chitosan và dẫn xuất

Navarro và cộng sự (2011) bảo quản hạnh đào (Prunus persica L. var nectarine) từ
màng bao gel đam .
Ahmed và cộng sự (2005) bột đông khô từ gel nha đam được hòa tan trong nước
và sau đó áp dụng bảo quản quả xuân đào và nhận được nhiều kết quả khả quan
Martinez Romero và cộng sự (2006) lần đầu dùng gel nha đam để bảo quản quả anh
đào ngọt ( Prunus avium L. cv. Starking) và phát hiện màng từ gel nha đam có thể
bảo quản quả anh đào ngọt, giúp duy trì được các đặc tính chất lượng của quả sau 16
ngày bảo quản.

6


Đồ án tốt nghiệp

Mục đích nghiên cứu

3.

Khảo sát các điều kiện tối ưu của gel nha đam và gel chitosan để bảo quản nho,
đồng thời so sánh khả năng tạo màng của hai loại gel để chọn được loại gel tối ưu
nhất, giúp bảo quản nho tươi tiện lợi, an toàn cũng như là thân thiện với môi trường
hơn.
Nhiệm vụ nghiên cứu

4.

 Khảo sát ảnh hưởng của các loại phương thức ổn định gel nha đam
đến quy trình bảo quản nho tươi
 Khảo sát ảnh hưởng của pH gel nha đam đến quy trình bảo quản nho tươi
 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian thanh trùng gel nha đam đến quy

salicylic (DNS)
7


Đồ án tốt nghiệp

+

Phương pháp định lượng tổng vi khuẩn hiếu khí và tổng nấm men nấm

mốc trong thực phầm
+

Sử dụng phần mềm Statgraphics Plus for Win 3.0 để tính toán thống kê.
Các kết quả đạt đựợc của đề tài

6.
+

Lựa chọn được phương thức ổn định gel nha đam cùng với pH, thời gian

thanh trùng cho kết quả tối ưu nhất trong quy trình bảo quản nho tươi.
+

Lựa chọn được nồng độ acid acetic và nồng độ chitosan cho kết quả tối

ưu nhất trong quy trình bảo quản nho tươi.
+

Xác định được phương pháp bảo quản nho tươi tốt nhất giữa màng bao

1.1.

Cây nha đam

1.1.1.

Phân loại khoa học

Theo các quy tắc quốc tế về Danh mục thực vật, tên khoa học của cây nha đam là
Aloe vera (L.) Burm.f. Ngoài ra, còn có các tên gọi khác như A. barbadensis Miller,
Aloe vulgaris Lam [25]. Ở Việt Nam, cây nha đam còn có những tên gọi như cây
lô hội, lưỡi hổ…
Hình ảnh tổng quan về cây nha đam được thể hiện ở hình 1.1 dưới đây:

Hình 1.1. Cây nha đam
Phân loại khoa học của cây nha đam được trình bày ở bảng 1.1 dưới đây:
Bảng 1.1. Phân loại khoa học của cây nha đam
Giới

Plantae

Ngành

Angiospermae

Lớp

Monocots

Bộ

Hình 1.2. Hoa nha đam
Các bó mạch có cấu trúc hình ống, tiếp giáp với lớp vỏ. Số lượng các bó khác
nhau, tùy thuộc vào kích thước của lá. Chúng là hệ thống vận chuyển các chất
dinh dưỡng trong lá. Chất lỏng không nhớt màu vàng chảy ra từ lá có nguồn gốc
từ các tế bào trụ bì liên kết với các bó mạch này [33].
Thành và màng tế bào có thể được nhìn thấy trong lõi lá. Tuy nhiên các bào
quan vẫn còn nguyên vẹn như nhân, lục lạp và ty thể thường không thể nhìn thấy.
10


Đồ án tốt nghiệp

Chỉ có thể quan sát được bào quan trong tế bào thịt lá trưởng thành hoặc lạp thể
thoái hóa
1.1.3.

Thành phần hoá học

Thành phần hóa học của gel nha đam thay đổi tùy loài, khí hậu, thổ nhưỡng và
điều kiện phát triển [28].
Sản lượng gel, pH, hàm lượng chất khô của cây nha đam qua các mùa được
trình bày ở bảng 1.2 dưới đây:
Bảng 1.2. Sản lượng gel thu được, pH, hàm lượng chất khô của lá nha đam qua
các mùa

11


Đồ án tốt nghiệp


Đồ án tốt nghiệp



Liên kết giữa các phân tử:

Độ bền gel phụ thuộc chủ yếu vào lực liên kết giữa các phân tử.
Nếu chiều dài của vùng liên kết dài, lực liên kết giữa các chuỗi sẽ đủ lớn để chống
lại áp lực và chống lại chuyển động nhiệt của các phân tử, gel tạo thành sẽ chắc bền.
Nếu chiều dài của vùng liên kết ngắn và các chuỗi không được liên kết với nhau
mạnh, các phân tử sẽ tách rời dưới tác dụng của áp lực hay sự tăng nhiệt độ (làm cho
các chuỗi polymer chuyển động nhiệt), gel sẽ yếu và không ổn định


Cấu trúc các phân tử:

Những phân tử có nhánh không liên kết với nhau chặt chẽ, vì vậy không tạo những
vùng liên kết có kích thước và sức mạnh đủ lớn để tạo thành gel. Chúng chỉ tạo cho
dung dịch có độ nhớt và độ ổn định.
Nhưng phân tử mạch thẳng tạo gel chắc bền hơn.


Điện tích phân tử:

Đối với các polysacchride tích điện, lực đẩy tĩnh điện giữa các nhóm tích điện cùng
dấu sẽ ngăn cản sự tạo thành liên kết.
Ngoài ra còn phụ thuộc vào nhiệt độ, pH và sự có mặt của các yếu tố khác trong
dung dịch.
Mannan là polysaccharide được nghiên cứu rộng rãi nhất từ cây nha đam vì nó có
chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học cao [36]. Mannan từ nha đam với hai đặc


Gal: Acid galacturonic
Man: Mannan

Gal A: Acid galacturonic A
Ac:

Acet
15

Glc: Glucose