BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LƯƠNG HÙNG TIẾN

NGHIÊN CỨU TẠO CHẾ PHẨM CHITOSAN – NANO BẠC
ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN QUẢ SAU THU HOẠCH

Ngành: Công nghệ Thực phẩm
Mã số: 9540101

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Hà Nội1 - 2019


Công trình được hoàn thành tại:
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Hồ Phú Hà
GS. TS. Ngô Xuân Bình

Phản biện 1: PGS.TS. Hoàng Thị Lệ Hằng
Phản biện 2: PGS.TS. Phí Quyết Tiến
Phản biện 3: PGS.TS. Trần Thị Định
Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp
Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ………

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội

ra các chế phẩm từ chitosan có bổ sung các chất hóa học diệt vi sinh vật để tăng
hiệu quả ứng dụng.
Trong số các chất hóa học, chất diệt nấm tự nhiên, gần đây được sử dụng
nhiều là các hợp chất nano như: nano Ag, TiO2,... Nano Bạc có đặc tính kháng vi
sinh vật cao, sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, môi trường, y tế,
thực phẩm. Đã có nhiều nghiên cứu chứng minh nano bạc tiêu diệt nhiều loại vi
sinh vật gây thối hỏng rau củ quả. Tại Việt Nam đã có những nghiên cứu riêng rẽ
về tác dụng của chitosan và nano bạc, nhưng chưa có nhiều công bố về tác dụng
phối hợp của hai hoạt chất, đặc biệt là trong lĩnh vực bảo quản rau quả.
Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu tạo chế
phẩm chitosan – Nano Bạc ứng dụng trong bảo quản quả sau thu hoạch”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
 Nghiên cứu tạo ra chế phẩm chitosan – nano bạc, có khả năng ứng dụng trong
công nghệ thực phẩm, đồng thời đánh giá được khả năng kháng vi sinh vật gây
1


bệnh, gây hư hỏng điển hình.
 Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm phối hợp chitosan – nano bạc trong bảo quản
quả sau thu hoạch, hướng tới sử dụng rộng rãi chế phẩm trong các lĩnh vực thực
phẩm, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, nâng cao sức khỏe cộng đồng.
3. Nội dung nghiên cứu
ND 1: Nghiên cứu chế tạo và tinh sạch chế phẩm chitosan, chế tạo chế phẩm nano
bạc và đánh giá khả năng kháng vi sinh vật của từng chế phẩm thu được.
ND 2: Nghiên cứu phương pháp phối hợp chitosan – nano bạc nhằm nâng cao
hiệu quả kháng vi sinh vật và xác định khả năng kháng vi sinh vật của chế phẩm.
ND 3: Ứng dụng chế phẩm phối hợp chitosan-nano bạc trong bảo quản thực phẩm
(Vải thiều Lục Ngạn, cam sành Hà Giang và bưởi Diễn).
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
4.1. Ý nghĩa khoa học

1.2. Tổng quan về nano bạc bao gồm 05 tiểu mục 1.2.1 Giới thiệu về công nghệ
nano 1.2.2 Tính chất lý học của hạt nano bạc 1.2.3 Tổng hợp hạt nano bạc 1.2.4
Đặc tính kháng vi sinh vật của nano bạc bao gồm khả năng kháng, các yếu tố ảnh
hưởng và cơ chế kháng vi sinh vật của nano bạc 1.2.5 Ứng dụng của nano bạc
trong bảo quản rau quả tươi
1.3. Ứng dụng của nano bạc kết hợp với các loại màng và màng chitosan
trong bảo quản thực phẩm bao gồm 04 tiểu mục 1.3.1 Ứng dụng của nano bạc
kết hợp với màng polyme không phân hủy sinh học 1.3.2 Ứng dụng của nano bạc
kết hợp với màng polymer phân hủy sinh học 1.3.3 Ứng dụng của nano bạc kết
hợp với màng chitosan trong bảo quản thực phẩm 1.3.4 Sự giải phóng nano bạc từ
màng bao vào thực phẩm
1.4. Giới thiệu một số loại quả sử dụng trong nghiên cứu và phương pháp
bảo quản quả tại Việt Nam bao gồm 02 tiểu mục 1.4.1 Tình hình sản xuất và
xuất khẩu quả tại Việt Nam, giới thiệu về các loại quả dùng trong nghiên cứu
(vải, cam, bưởi) và những biến đổi của quả sau thu hoạch 1.4.2 Một số phương
pháp bảo quản quả sau thu hoạch bao gồm công nghệ (CN) bảo quản bằng
phương pháp xử lý nhiệt, CN bảo quản trong môi trường thay đổi thành phần khí
quyển và CN bảo quản bằng hoá chất.
CHƯƠNG II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu
Phế liệu tôm sú được lấy từ Công ty cổ phần xuất nhập khẩu thủy sản Thành phố
Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh và bảo quản ở -20oC cho đến khi sử dụng.
Chủng vi sinh vật sử dụng trong nghiên cứu bao gồm:
Vi khuẩn: Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella enterica subsp. enterica
Typhimurium ATCC 14028, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Bacillus
cereus ATCC 13061; Lactobacillus plantarum NCDN4 được cung cấp bởi Bộ
môn Công nghệ sinh học Vi sinh-Viện Công nghiệp Thực phẩm
Nấm men: Saccharomyces cerevisiae từ chế phẩm CK S102 (Springer Oenologie)
và hai chủng Saccharomyces sp. BM, Pichia từ PTN Bộ môn Vi sinh-Hóa sinhSinh học phân tử, Viện CNSH – CNTP, ĐHBKHN.
Nấm mốc: Asperillus niger D15 (PTN Bộ môn Vi sinh-Hóa sinh-Kỹ thuật di

cuống; ĐC-B: Đối chứng.
b. Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm chitosan – nano bạc đến thời
gian bảo quản
Mục đích của thí nghiệm là tìm ra công thức (CT) phối hợp nồng độ chitosannano bạc tốt nhất và để sử dụng cho thí nghiệm tiếp theo.
CT thí nghiệm: CĐ* + nồng độ chế phẩm chitosan – nano bạc
Đối với quả vải, sử dụng 7 CT bao gồm: CT1-V: chitosan 0,75%-nano bạc 1,5625
ppm; CT2-V: chitosan 0,75%-nano bạc 3,125 ppm; CT3-V: chitosan 1,0%-nano
bạc 0,391 ppm; CT4-V: chitosan 1,0%-nano bạc 0,78125 ppm; CT5-V: chitosan
1,0%-nano bạc 1,5625 ppm; CT6-V: chitosan 1,0%-nano bạc 3,125 ppm; ĐC-V:
Đối chứng.
Đối với quả cam, sử dụng 6 CT, bao gồm: CT1-C: chitosan 0,75%-nano bạc
3,125ppm; CT2-C: chitosan 1,0%-nano bạc 3,125ppm; CT3-C: chitosan 1,25%nano bạc 3,125ppm; CT4-C: chitosan 1,5%-nano bạc 3,125ppm; CT5-C: chitosan
2,0%-nano bạc 3,125ppm; ĐC-C: Đối chứng.
Đối với quả bưởi, sử dụng 6 CT, bao gồm: CT1-B: chitosan 0,75%-nano bạc
3,125ppm; CT2-B: chitosan 1,0%-nano bạc 3,125ppm; CT3-B: chitosan 1,25%nano bạc 3,125ppm; CT4-B: chitosan 1,5%-nano bạc 3,125ppm; CT5-B: chitosan
2,0%-nano bạc 3,125ppm; ĐC-B: Đối chứng.
Pha các công thức với nồng độ như trên sau đó tiến hành nhúng quả đã xử lý vào
dung dịch đã pha và để khô trong điều kiện bình thường.
c. Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới thời gian bảo quản
Mục đích của thí nghiệm là tìm ra nhiệt độ thích hợp kéo dài thời gian bảo
quản, giảm thiểu tối đa tổn thất về chất lượng cũng như số lượng. Kết hợp hai thí
4


nghiệm trên sau đó tiến hành bảo quản quả tại 3 khoảng nhiệt độ: 25 – 30oC, 10 –
12oC và 3 – 5oC.
Mỗi CĐ, CT và khoảng nhiệt độ bảo quản 50 quả đối với vải và 20 quả đối
với cam và bưởi và lặp lại thí nghiệm 3 lần.
2.2.2. Phương pháp phân tích
2.2.2.1. Xác định độ deacetyl của chitosan bằng phương pháp UV

3.1.3. Khả năng kháng vi sinh vật của chitosan
3.1.3.1. Ảnh hưởng của pH đệm pha chitosan đến khả năng phát triển của vi
sinh vật
Hoạt động kháng khuẩn của chitosan bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi pH. Nghiên
cứu tiến hành xác định ảnh hưởng của pH đệm đến khả năng phát triển của vi sinh
vật, từ đó lựa chọn được giá trị pH đệm thích hợp để pha loãng chitosan cho
nghiên cứu. Từ kết quả thực nghiệm chúng tôi lựa chọn chitosan dạng rắn được
pha trong đệm acetat pH 5,5 đối với vi khuẩn E. coli, S. Typhimurium và B.
cereus; pH 6,5 đối với vi khuẩn S. aureus; pH 5 đối với nấm men S. cerevisiae,
Saccharomyces sp. BM và Pichia sp.; và nấm mốc A. niger, P. digitatum, P.
expansum, Alternaria sp. thì không ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật.
3.1.3.2. Khả năng kháng vi khuẩn của chitosan
Hoạt tính kháng vi khuẩn của chitosan được xác định theo phương pháp đối
kháng trong dịch nuôi cấy lỏng.
Bảng 3.1: Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC, %) của chitosan đối với vi khuẩn

Vi khuẩn
E. coli
S. Typhimurium
S. aureus
B. cereus

CA1
0,25  0
0,25  0
0,0156  0
0,25  0

CA2
0,0625  0

Kết quả về khả năng kháng nấm mốc A. niger, P. digitatum, P. expansum và
Alternaria sp của chitosan được thể hiện trong bảng 3.3. Chitosan không ức chế
hoàn toàn được sự phát triển của bào tử nấm mốc.
Bảng 3.3: Nồng độ diệt nấm tối thiểu (MFC, %) của chitosan đối với nấm mốc

Chủng vi sinh vật
CA1
CA2
A. niger
1,5  0
1,0  0
P. digitatum
2,0  0
2,0  0
P. expansum
2,0  0
2,0  0
Alternaria sp.
2,0  0
2,0  0
Khả năng kháng vi sinh vật của chitosan phụ thuộc nhiều yếu tố, bao gồm các
điều kiện bên ngoài (vi sinh vật đích, tính chất của môi trường, pH, nhiệt độ, …),
và các yếu tố bên trong (trọng lượng phân tử, và mức độ polyme hóa và mức độ
DDA). Sự có mặt của các ion kim loại như K+, Na+, Mg2+, … cũng ảnh hưởng
đến đặc tính kháng khuẩn của chitosan.
Nghiên cứu lựa chọn chế phẩm chitosan CA2 (sấy đối lưu 50oC) để thực hiện
các nghiên cứu tiếp theo.
3.2. Một số cải tiến trong quá trình tổng hợp keo nano bạc làm nguyên liệu
cho chế tạo chế phẩm chitosan-nano bạc
3.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến đặc tính của dung dịch keo nano bạc

Hình 3.7: Ảnh chụp
TEM của nano bạc

Quá trình chế tạo sử dụng TSC làm tác nhân khử, bọc hạt nano bạc. Dung dịch
hạt có màu vàng sậm đồng nhất, không xuất hiện kết tủa trong thời gian lưu trữ
sau 1 tháng (hình 3.5). Dung dịch bạc sau khi chế tạo có nồng độ 100 ppm.
Cường độ hấp thụ của dung dịch hạt nano bạc có đỉnh hấp thụ là 425 nm, kích
thước hạt tương đối đồng đều trong khoảng 20-60 nm, hạt phân tán đều trong
dung dịch (hình 3.6, hình 3.7). Do vậy, nghiên cứu lựa chọn chế tạo dung dịch
nano bạc theo phương pháp chậm (tốc độ nhỏ dịch 10s/giọt/0,02 mL tương ứng
thời gian 45 phút).
3.2.2. Khả năng kháng vi sinh vật của nano bạc
Nano bạc có khả năng kháng lại vi khuẩn và nấm men kiểm nghiệm với giá
trị MIC dao động từ 6,25 – 12,5 ppm (Bảng 3.4). Giá trị MFC đối với nấm mốc là
50 ppm (Bảng 3.5). Tương tự như chitosan, nano bạc thể hiện khả năng kháng
khuẩn tốt hơn đối với Gram (+) so với Gram (-), nguyên nhân là do sự khác biệt
về thành tế bào vi khuẩn (Zhang và cs. 2017).
Bảng 3.4: MIC của nano bạc đối với vi khuẩn và nấm men

Vi sinh vật
MIC (ppm)
E. coli
12,5  0
S. Typhimurium
12,5  0
S. aureus
6,25  0
B. cereus
12,5  0
S. cerevisiae

3.3. Tạo chế phẩm chitosan-nano bạc và xác định đặc tính của chế phẩm
3.3.1. Đặc tính của chế phẩm chitosan-nano bạc
Công thức phối trộn chitosan - nano bạc được thể hiện ở bảng 3.6.
Bảng 3.6: Công thức phối trộn phức hợp chitosan – nano bạc

Công thức
CT1
CT2
CT3
CT4
ĐC
phối trộn
Chitosan
½ MIC
½ MIC
MIC
MIC
0
Nano bạc
½ MIC
MIC
½ MIC
MIC
0
Nồng độ cuối
¼ MIC
¼ MIC
½ MIC
½ MIC
cùng phức

3.3.2. Khả năng kháng vi sinh vật của phức hợp chitosan-nano bạc
3.3.2.1. Khả năng kháng khuẩn của phức hợp chitosan-nano bạc
Kết quả về khả năng kháng khuẩn của phức hợp chitosan-nano bạc đến vi
khuẩn kiểm nghiệm được thể hiện trong bảng 3.7.
Bảng 3.7: Khả năng kháng vi khuẩn của phức hợp chitosan-nano bạc

Công thức
E. coli
S. Typhimurium
S. aureus
B. cereus

CT1
+
+
+
+

CT2
+
+
+
+

CT3
-

CT4
-


A:Phức chitosan-nano bạc bám trên bề mặt B. cereus; B: Hạt nano bạc có kích thước lớn tồn tại trong huyền
dịch làm thay đổi hình dạng và hạt nano bạc xâm nhập vào trong vi khuẩn B. cereus; C: phức chitosan-nano
bạc phá vỡ tế bào B. cereus; E, F, G, H: phức chitosan-nano bạc tồn tại trong huyền dịch vi khuẩn, hạt nano
bạc xâm nhập vào bên trong tế bào và làm biến đổi hình dạng E. coli; I, K: phức chitosan-nano bạc tồn tại trong
huyền dịch vi khuẩn, hạt nano bạc xâm nhập vào bên trong tế bào và làm biến đổi hình dạng S. aureus

Phức chitosan-nano bạc có chức năng tích điện dương do nhóm hydroxyl tự
do của chitosan tương tác với các phân tử nước để gắn lên vi khuẩn tốt hơn so với
khi sử dụng riêng rẽ. Hỗn hợp chitosan-nano bạc tương tác tĩnh điện với LPS của
bề mặt tế bào vi khuẩn E. coli, sự tương tác này có thể làm thay đổi tính thấm của
màng tế bào dẫn đến sự rò rỉ và làm rỗng tế bào, cuối cùng là chết tế bào (hình
3.10). Ngoài ra, hỗn hợp chitosan-nano bạc có thể tác động mãnh mẽ đến màng tế
bào vi khuẩn B. cereus và S. aureus làm thay đổi sự toàn vẹn của màng, làm rò rỉ
protein và các cơ quan khác của tế bào làm tế bào bị biến dạng, sau đó giải phóng
protein tế bào chất và axit nucleic vào môi trường (hình 3.10).
3.3.2.2. Khả năng kháng nấm men của phức hợp chitosan – nano bạc
Kết quả bảng 3.8 cho thấy khi kết hợp chitosan và nano bạc, ở nồng độ gây
chết (1 MIC), chitosan không tiêu diệt được nấm men, trong khi đó nano bạc có
thể ức chế được sự phát triển của nấm men. Tương tác kháng khuẩn của chitosan
và nano bạc đối với nấm men là tương tác cộng hợp (Barakat, 2015). Khi sử dụng
ở dạng hỗn hợp, nồng độ cuả chitosan giảm 2 lần và nồng độ của nano bạc giảm 4
lần so với khi sử dụng riêng rẽ.
Bảng 3.8: Khả năng kháng nấm men của phức hợp chitosan/nano bạc

Công thức
S. cerevisiae

CT1
+


Chú thích: (+): Xuất hiện khuẩn lạc; (-): Không xuất hiện khuẩn lạc; ĐC: Đối chứng (đệm acetate)

Hình ảnh TEM cho thấy ảnh hưởng của phức hợp chitosan-nano bạc đến
Saccharomyces sp. BM. Ban đầu, phức chitosan-nano bạc sẽ tiếp xúc với bề mặt
tế bào nấm men (mũi tên vàng), làm thay đổi cấu trúc màng tế bào hoặc thay đổi
hình dạng tế bào (hình 3.11). Các hạt nano bạc tràn vào khắp tế bào (mũi tên đỏ)
thông qua các kênh vận chuyển ion xuyên màng hoặc do sự tổn hại màng tế bào
làm cho các hợp chất dễ dàng xâm nhập vào trong tế bào hơn (hình 3.11). Tại
đây, các hạt nano bạc làm thay đổi và ức chế các đường truyền tín hiệu của tế bào
Saccharomyces sp. BM làm biến đổi ADN, ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp
ARN thông tin và tổng hợp protein, ngăn cản sự hình thành bào tử, ngăn cản trao
đổi chất và hấp thu các thành phần dinh dưỡng của tế bào nấm men (Prahu,
2012).

A

B

C

D

E

F

Hình 3.11: Hình ảnh TEM về ảnh hưởng của phức hợp chitosan-nano bạc đến
Saccharomyces sp. BM
A, B: Phức chitosan-nano bạc bám trên bề mặt tế bào (mũi tên vàng) và nano bạc xâm nhập vào bên trong tế
bào nấm men (mũi tên đỏ); C, D: Phức chitosan-nano bạc làm thay đổi hình dạng tế bào nấm men; E, F: Phức

33,3
46,6
73,3
88,8
0

Kết quả bảng 3.9 chỉ ra rằng ở cả 4 CT chế phẩm chitosan - nano bạc đều
12


không tiêu diệt được 100% nấm mốc. Sau 48h nuôi cấy khuẩn lạc vẫn mọc trên cả
4 đĩa thạch. CT4 có hiệu quả kháng cao nhất.
Như vậy, phức hợp chitosan-nano bạc có khả năng ức chế sự phát triển của cả
vi khuẩn, nấm men và nấm mốc. Nano bạc có vai trò kháng khuẩn quan trọng hơn
trong phức chất chitosan-nano bạc. Sự có mặt của phức chitosan-nano bạc trong
huyền dịch vi khuẩn làm tích tụ chất kháng khuẩn trên bề mặt tế bào, dẫn đến sự
thay đổi cấu trúc tế bào và phá vỡ tế bào. Các hạt nano bạc có kích thước nano
xâm nhập vào trong tế bào và làm ảnh hưởng đến các hoạt động diễn ra trong tế
bào, từ đó dẫn đến chết tế bào.
3.4. Ứng dụng chế phẩm chitosan-nano bạc trong bảo quản vải thiều
3.4.1. Ảnh hưởng của chế độ tiền xử lý tới quá trình bảo quản vải thiều
Kết quả về ảnh hưởng của các CĐ tiền xử lý tới quả vải được giới thiệu trong
hình 3.12, hình 3.13, hình 3.14 và hình 3.15: hàm lượng chất khô tổng số của quả
vải tăng, axit tổng số giảm và tỷ lệ hư hỏng tăng lên cùng với chiều tăng của thời
gian bảo quản.

Hình 3.12: Ảnh hưởng của chế độ tiền xử lý
tới quá trình bảo quản vải thiều

Hình 3.13: Ảnh hưởng của chế độ tiền xử lý

hàm lượng axit hữu cơ tổng số của vải
trong quá trình bảo quản

: Những giá trị mang chữ cái khác nhau thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa thống kê

a,b

Quả vải sau khi tiến hành tiền xử lý ở CĐ3-V được xử lý chế phẩm ở 7 CT
khác nhau. Kết quả hình 3.16 và hình 3.17 cho thấy hàm lượng chất khô tổng số
tăng dần và axit hữu cơ tổng số của vải giảm ở tất cả các công thức theo thời gian
bảo quản. Đối với chỉ tiêu màu sắc, màu đỏ chiếm vải trò quan trọng trong việc
đánh giá tính thương phẩm của quả trên thị trường tiêu thụ. Quả vải sau thu hoạch
thường bị biển đổi nhanh chóng, đặc biệt là sự hoá nâu vỏ quả bên ngoài. Mức độ
biến đổi chỉ số L, a, b ở các CT là khác nhau do sự khác nhau về nồng độ chitosan
- nano bạc trong các công thức phối trộn.
Bảng 3.10: Sự thay đổi chỉ số L, a, b của vải ở các nồng độ chế phẩm chitosan - nano bạc
trong quá trình bảo quản

Chỉ số

Các nồng độ chế phẩm chitosan - nano bạc
CT1-V

CT2-V

c

b

CT3-V CT4-V

24,10cd

24,08c

22,25b

20,61a

20,41a

20,38a

26,39d

b

21,98cd

21,89bc

20,63ab 19,40a

19,38a

19,60a

24,08d

: Những giá trị mang chữ cái khác nhau trên cùng một hàng thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa thống kê


191,7ab
194,0ab
195,0a
193,0ab

Sau xử lý
53,0bc
47,7de
61,0a
56,0b
50,3cd
45,7e

Ngày 5
295,0a
44,3d
31,7e
61,7b
52,7c
41,3d
31,7e

Ngày 10
46,0c
33,7d
70,0a
59,7b
44,3c
32,7d


(1,0% chitosan - 0,78125 ppm nano bạc) cho thí nghiệm tiếp theo.
3.4.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới thời gian bảo quản vải
Sau khi tiền xử lý và xử lý với chế phẩm chitosan- nano bạc, quả được tiến hành bảo
quản tại 3 khoảng nhiệt độ: nhiệt độ từ 25 – 30oC, nhiệt độ từ 10 – 12oC, nhiệt độ từ 3 –
5oC. Kết quả thu được được thể hiện trên hình 3.19, hình 3.20, hình 3.21, và hình 3.22.

Hình 3.19: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm Hình 3.20: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới
lượng chất khô tổng số của vải trong quá
hàm lượng axit hữu cơ tổng số của
trình bảo quản
trong quá trình bảo quản
15


Hình 3.21: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm
lượng đường tổng số của vải trong quá trình
bảo quản

Hình 3.22: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới
tỷ lệ hư hỏng của vải trong quá trình
bảo quản

: Những giá trị mang chữ cái khác nhau thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa thống kê

a,b

Ở tất cả các mẫu thí nghiệm, hàm lượng chất khô tổng số có xu hướng tăng, hàm
lượng axit giảm, hàm lượng đường giảm trong quá trình bảo quản. Nhiệt độ cao làm
tăng quá trình hô hấp và thúc đẩy các quá trình sinh lý, sinh hóa xảy ra nhanh vì vậy
làm tiêu tốn lượng axit có trong thành phần vải. Nhiệt độ thấp hạn chế các quá trình

Mặt trong vỏ vải
Hình 3.23: Hình ảnh SEM mặt trong và mặt ngoài vỏ vải sau khi xử lý với phức tạp
chitosan-nano bạc
16


Đối với mặt ngoài vỏ vải, có thể quan sát thấy lớp màng nhầy bao bên ngoài
vỏ là chitosan (mũi tên vàng). Ở mặt trong vỏ quả, có thể quan sát thấy sự giải
phóng của các hạt nano bạc (mũi tên đỏ) và phần nhô ra do sự tác động của hạt
nano bạc đến vỏ quả tạo thành, tuy nhiên, không quan sát thấy được các hạt nano
bạc có mặt ở mặt trong vỏ quả vải. Như vậy, hạt nano bạc không thể đi xuyên qua
lớp vỏ ngoài và xâm nhập vào bên trong thịt quả.
3.5. Ứng dụng chế phẩm chitosan-nano bạc trong bảo quản cam sành
3.5.1. Ảnh hưởng của chế độ tiền xử lý tới quá trình bảo quản cam
Ảnh hưởng của các CĐ tiền xử lý CĐ1-C, CĐ2-C, ĐC-C đến quá trình bảo quản
cam được giới thiệu ở hình 3.24, hình 3.25, hình 3.26. và hình 3.27.

Hình 3.24: Ảnh hưởng của các chế độ tiền xử
lý tới hàm lượng chất khô tổng số của cam

Hình 3.25: Ảnh hưởng của các chế độ tiền
xử lý tới hàm lượng axit hữu cơ tổng số
của cam

Hình 3.26: Ảnh hưởng của các chế độ tiền xử
lý tới lượng đường tổng số của cam

Hình 3.27: Ảnh hưởng của các chế độ tiền
xử lý tới tỷ lệ hư hỏng của cam


Hình 3.29: Ảnh hưởng của nồng độ chế
phẩm (chitosan và nano bạc) tới hàm
lượng đường tổng số của cam

Hình 3.30: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm
(chitosan và nano bạc) tới hàm lượng axit
hữu cơ tổng số của cam

Hình 3.31: Ảnh hưởng của nồng độ chế
phẩm (chitosan và nano bạc) tới tỷ lệ hư
hỏng của cam

Bảng 3.13 giới thiệu về sự thay đổi tổng số bào tử nấm men, nấm mốc trên
bề mặt quả cam khi sử dụng chế phẩm chitosan-nano bạc ở 5 nồng độ khác nhau
theo thời gian. Có thể thấy, số lượng bào tử nấm men-nấm mốc trên mẫu đối
chứng ĐC-C có số lượng bào tử cao hơn hẳn các mẫu xử lý chỉ sau 10 ngày bảo
quản. Chế phẩm CT1-C có tác dụng bảo vệ kém nhất.
18


Bảng 3.13: Diễn biến tổng số bào tử nấm men – nấm mốc trên bề mặt quả cam khi sử
dụng chế phẩm chitosan-nano bạc ở các nồng độ khác nhau theo thời gian
ĐC-C
CT1-C
CT2-C
CT3-C
CT4-C
CT5-C

Trước xử lý

Ngày 30
65,3a
66,0a
59,7b
60,3b
59,3b

Ngày 40
97,0a
76,0b
73,0b
64,3c
63,3c

*

: đơn vị CFU/g x 102 ; a,b: Những giá trị mang chữ cái khác nhau trên cùng một cột thể hiện sự khác nhau có ý

nghĩa thống kê

Nghiên cứu lựa chọn công thức CT4-C (1,5% chitosan + 3,125ppm nano bạc) để
dùng làm chế phẩm bảo quản cam.
3.5.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình bảo quản cam

Hình 3.32: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới
hàm lượng chất khô tổng số của cam trong
quá trình bảo quản

Hình 3.33: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới
hàm lượng axit hữa cơ tổng số của trong

tiền xử lý đến hàm lượng chất khô
tổng số của bưởi

Hình 3.37: Ảnh hưởng của chế độ tiền
xử lý đến hàm lượng axit hữu cơ tổng
số của bưởi

Hình 3.38: Ảnh hưởng của chế độ tiền xử lý đến tỷ lệ hư hỏng của bưởi
: Những giá trị mang chữ cái khác nhau thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa thống k

a,b

Hàm lượng chất khô tổng số của quả bưởi tăng dần, axit hữu cơ tổng số của
bưởi giảm dần theo thời gian bảo quản (hình 3.36, hình 3.37). Tỷ lệ hư hỏng của
bưởi trong quá trình bảo quản tăng (hình 3.38). Nguyên nhân của sự hư hỏng là do
các quá trình biến đổi sinh lý- sinh hóa của quả sau thu hoạch, sự ảnh hưởng của vi
sinh vật... Theo kết quả nghiên cứu, bưởi xử lý bằng CĐ2-B (làm sạch, nhúng
CaCl2 1% trong 3 phút, quét vôi cuống) cho kết quả tốt nhất.
Càng về cuối quá trình bảo quản, song song với tổn thất do thoát hơi nước tự
nhiên từ bề mặt làm héo nông sản thì tổn thất do nấm bệnh gây ra cũng đáng kể.
Canxi giúp cân bằng cation và anion trong thành tế bào, làm giảm tính thấm nước
và vững chắc thành tế bào thực vật. Canxi giúp ngăn chặn xự xâm nhập của nấm
20


bệnh do có khả năng ức chế enzyme có hại gây ra bởi nấm, đồng thời trì hoãn sự
lão hóa của trái cây. Chính vì vậy, tỉ lệ hư hỏng của quả bưởi được tiền xử lý với
CaCl2 thấp hơn so với các công thức còn lại.
Như vậy, chế độ tiền xử lý CĐ2-B (làm sạch, nhúng CaCl2 1% trong 3 phút,
quét vôi cuống) có hiệu quả tốt nhất cho quá trình bảo quản bưởi.

CT1-B CT2-B
CT3-B CT4-B
CT5-B ĐC-B
49,72a 49,72a
49,72a
49,72a
49,72a 49,72a
c
bc
b
a
57,08
56,95
56,82
52,77
51,98a 58,93d
c
c
b
a
60,02
57,99
58,74
54,77
54,73a 61,05d

Bảng 3.15: Sự thay đổi chỉ số a của các nồng độ chế phẩm chitosan và nano bạc trong quá
trình bảo quản bưởi

Ngày


5,65b

3,01a

2,74a

9,59d

Bảng 3.16: Sự thay đổi chỉ số b của các nồng độ chế phẩm chitosan và nano bạc trong quá
trình bảo quản bưởi

Ngày
0
30
50

Các nồng độ chế phẩm chitosan và nano bạc
CT1-B CT2-B CT3-B CT4-B CT5-B ĐC-B
31,73a 31,73a 31,73a 31,73a
31,73a 31,73a
c
bc
b
a
39,76 36,73
35,41
34,43
32,09a 42,38d
44,25c 42,78b 40,81b 37,65a

105,3a
65,7a
65,3bc
72,3c
86,0cd
a
ab
c
d
105,3
62,7
63,7
67,3
82,3d
a
b
c
c
105,3
62,3
64,7
71,7
82,0d

Ngày 40
199,7a
102,7b
97,7c
94,7d
93,3d

Bưởi được bảo quản bằng chế phẩm chitosan – nano bạc thì thời gian bảo quản
22


được kéo dài thêm được từ 30-40 ngày so với mẫu kiểm soát (hình 3.41). Nguyên
nhân là do chế phẩm chitosan-nano bạc có khả năng hạn chế quá trình hô hấp, các
biến đổi trong quá trình bảo quản sau thu hoạch nên thời gian bảo quản được kéo
dài hơn so với bảo quản thông thường.
Chitosan được biết đến như một chất bảo quản tự nhiên được áp dụng trên
nhiều loại rau quả. Bằng cách tạo ra một màng bán thấm trên bề mặt rau quả,
chitosan có tác dụng làm thay đổi khí quyển bên trong (thay đổi tính thấm nước,
oxy, carbon dioxide) do đó làm giảm sự thoát hơi nước, giảm tỷ lệ hô hấp, trì
hoãn quá trình chín, kéo dài thời gian bảo quản và kiểm soát thối hỏng ở nhiều
loại quả. Tuy nhiên, chitosan có vài nhược điểm khi ứng dụng trong bảo quản trái
cây đặc biệt là khả năng kháng vi sinh vật không cao, khả năng bám dính và độ
bền thấp. Vì vậy, việc sử dụng thêm các chất phối hợp để tăng hoạt tính kháng
khuẩn, tăng độ bám dính và độ bền vào chitosan là cần thiết. Trong những năm
gần đây, các nghiên cứu trên thế giới tập trung vào phối hợp các thành phần nano
để tăng hiệu quả bảo quản của chitosan, các hạt nano được nghiên cứu bao gồm
Cu, Zn, Au, Ti và Ag, trong đó, hạt nano bạc có tác dụng tốt nhất chống lại các vi
sinh vật gây bệnh. Diện tích bề mặt lớn tăng khả năng tiếp xúc với vi sinh vật, ít
biến động và ổn định ở nhiệt độ cao là một trong những đặc tính của hạt nano bạc,
giúp tăng khả năng ứng dụng của nó trong lĩnh vực bảo quản.
Sau quá trình thực nghiệm, nhóm nghiên cứu đã đưa ra được 03 quy trình xử
lý bảo quản quả sau thu hoạch bằng chế phẩm chitosan – nano bạc như sau:
- Quả vải bảo quản với quy trình: (1) Tiền xử lý bằng chần nước nóng ở 40oC
trong 30 phút, sau đó ngâm nước đá; (2) Xử lý với chế phấp chitosan – nano bạc,
nồng độ chế phẩm chitosan 1,0% – nano bạc 0,78125ppm; (3) Bảo quản ở nhiệt
độ lạnh 3 – 5oC; cho kết quả bảo quản tốt nhất, thời gian bảo quản tới 30 ngày và
không có sự tồn dư của nano bạc trong thịt quả và mặt trong vỏ quả vải.