BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
------- -------
bïi thÞ thanh h−êng
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHITOSAN
VÀ COMPOSIT CHITOSAN VỚI AXIT BÉO
TỚI KHẢ NĂNG BẢO QUẢN QUẢ DƯA CHUỘT
LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH
Mã số
: 60.54.10
Người hướng dẫn khoa học: TS nguyÔn duy l©m
HÀ NỘI - 2010
LỜI CAM ðOAN
- Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn
là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào.
- Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn
ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ
nguồn gốc.
Hà nội, ngày
tháng
năm 2010
Tác giả luận văn
Bùi Thị Thanh Hường
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........i
LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin ñược gửi lời cảm ơn chân thành tói ban lãnh ñạo,
các thầy cô, bạn bè và ñồng nghiệp:
- Khoa công nghệ thực phẩm, Viện ðào tạo sau ñại học- Trường ðại
học Nông nghiệp Hà Nội.
- Khoa quản trị chế biến món ăn - Trường Cao ñẳng Du lịch Hà Nội
- Trung tâm Nghiên cứu và Kiểm tra chất lượng nông sản thực phẩm Viện Cơ ñiện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch ñã tạo ñiều kiện giúp
ñỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu ñề tài.
ðặc biệt, tôi xin trân trọng cảm ơn thầy giáo Tiến sỹ Nguyễn Duy Lâm
- Giám ñốc Trung tâm Nghiên cứu và Kiểm tra chất lượng sản thực phẩm ñã
hướng dẫn tôi một cách tận tình, chu ñáo trong thời gian thực hiện ñề tài cho
ñến khi luận văn ñược hoàn thành, hơn nữa qua ñây tôi cũng ñã học hỏi ñược
ở thầy nhiều về tác phong làm việc nghiêm túc, khoa học và khả năng tư duy
trong phân tích và ñánh giá kết quả nghiên cứu.
Cuối cùng, tôi mong muốn nhận ñược sự quan tâm hơn nữa của các
thầy cô, bạn bè và ñồng nghiệp ñể ñạt ñược tiến bộ hơn.
Hà nội, ngày
tháng
năm 2010
Bùi Thị Thanh Hường
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........ii
MỤC LỤC
Lời cam ñoan
i
Lời cảm ơn
ii
Mục lục
iii
Danh mục bảngư
v
Danh mục ñồ thị
vi
Danh mục hình
vii
1
MỞ ðẦU
1
1.1
Lý do chọn ñề tài
1
1.2
Mục ñích và yêu cầu
3
2
TỔNG QUAN
4
2.1
Giới thiệu về dưa chuột
4
2.2
Giới thiệu về chitosan
8
2.3
Các nghiên cứu ứng dụng chitosan trong bảo quản rau quả
2.4
Các nghiên cứu ứng dụng chitosan và composit chitosan với axit
15
béo trong bảo quản dưa chuột
18
3
ðỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
20
3.1
ðối tượng-vật liệu nghiên cứu
20
3.2
Nội dung nghiên cứu
21
3.3
Phương pháp nghiên cứu
21
4
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
28
4.1
Ảnh hưởng của nồng ñộ chitosan ñến tỷ lệ hao hụt khối lượng tự
nhiên và biến ñổi màu sắc của dưa chuột
28
4.1.1
Ảnh hưởng của nồng ñộ chitosan ñến tỷ lệ hao hụt khối lượng
28
4.1.2
Ảnh hưởng của nồng ñộ chitosan ñến biến ñổi màu sắc vỏ quả
29
4.2
Ảnh hưởng của pH ñến tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên và biến
ñổi màu sắc vỏ quả dưa chuột
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........iii
31
4.2.1
Ảnh hưởng của pH dung dịch chitosan ñến tỷ lệ hao hụt khối
lượng tự nhiên
32
4.2.2
Ảnh hưởng của pH dung dịch chitosan ñến biến ñổi màu sắc vỏ quả
33
4.3
Ảnh hưởng của chitosan ñược bổ sung chất dẻo hoá Propyl Glycerol
ñến tỷ hao hụt khối lượng và biến ñổi màu sắc vỏ quả dưa chuột
4.3.1
Ảnh hưởng của chất dẻo hoá Propyl Glycerol ñến tỷ lệ hao hụt
khối lượng quả dưa chuột
4.3.2
39
Thử nghiệm ñánh giá hiệu quả bảo quản dưa chuột bằng chế
phẩm composit chitosan với axit lauric
4.5.1
37
Ảnh hưởng của bổ sung axit oleic và lauric ñến biến ñổi màu
sắc vỏ quả
4.5
37
Ảnh hưởng của bổ sung axit oleic và lauric ñến hao hụt khối
lượng quả dưa chuột
4.4.2
35
Ảnh hưởng của chitosan ñược bổ sung axit oleic và lauric ñến tỷ
lệ hao hụt khối lượng và biến ñổi màu sắc vỏ quả dưa chuột
4.4.1
34
Ảnh hưởng của chất dẻo hoá Propyl Glycerol ñến biến ñổi màu
sắc vỏ quả dưa chuột
4.4
34
40
Ảnh hưởng của chế pẩm composit ñến tỷ lệ hao hụt khối lượng
tự nhiên
40
4.5.2
Ảnh hưởng của chế pẩm composit ñến tỷ lệ thối hỏng quả dưa chuột
41
4.5.3
Ảnh hưởng của (T.P-9/10) ñến biến ñổi màu sắc vỏ quả dưa chuột.
42
4.5.4
Ảnh hưởng của (T.P-9/10) ñến biến ñổi cường ñộ hô hấp quả dưa chuột
44
4.5
Ảnh hưởng của (T.P-9/10) ñến biến ñổi ñộ cứng quả dưa chuột
45
4.5.6
Ảnh hưởng của (T.P-9/10) ñến chỉ tiêu hoá sinh quả dưa chuột.
47
4.5.7
Ảnh hưởng của (T.P-9/10) tới chất lượng cảm quan
50
5
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
52
5.1
Kết luận
52
5.2
Kiến nghị
53
TÀI LIỆU THAM KHẢO
54
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........iv
DANH MỤC BẢNG
STT
Tên bảng
Trang
2.1
Thành phần dinh dưỡng của dưa chuột
5
2.2
Ảnh hưởngcủa nhiệt ñộ ñến cường ñộ hô hấp của dưa chuột
6
2.3
Thành phần hóa học của vỏ tôm (% chất khô)
9
2.4
So sánh chitosan với các chất ức chế khác
4.1
Ảnh hưởng của nồng ñộ chitosan ñến tỷ lệ hao hụt khối lượng
quả dưa chuột trong quá trình bảo quản
4.2
4.7
38
Ảnh hưởng của T.P-9/10 ñến hao hụt khối lượng tự nhiên quả
dưa chuột trong quá trình bảo quản
4.6
34
Ảnh hưởng của các axit béo tới tính cản mất nước của màng
chitosan ñối với dưa chuột trong quá trình bảo quản
4.5
32
Ảnh hưởng của chất dẻo hoá PG tới ñến tỷ lệ hao hụt khối lượng
quả dưa chuột trong quá trình bảo quản
4.4
28
Ảnh hưởng của pH dung dịch chitosan ñến tỷ lệ hao hụt khối
lượng tự nhiên của dưa chuột trong quá trình bảo quản
4.3
14
41
Ảnh hưởng của chế phẩm CP-07 ñến tỷ lệ thối hỏng quả dưa
chuột trong quá trình bảo quản
42
Ảnh hưởng của T.P-9/10 tới chất lượng cảm quan
50
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........v
DANH MỤC ðỒ THỊ
STT
4.1
Tên ñồ thị
Trang
Ảnh hưởng của nồng ñộ chitosan ñến biến ñổi màu sắc vỏ quả
dưa chuột
4.2
Ảnh hưởng của pH chitosan ñến biến ñổi màu sắc vỏ quả dưa
chuột trong quá trình bảo quản
4.3
46
Ảnh hưởng của (T.P-9/10) ñến hàm lượng chất rắn hòa tan tổng
số
4.9
44
Ảnh hưởng của chế phẩm T.P-9/10 ñến ñộ cứng (kg/cm2) của
dưa chuột trong quá trình bảo quản
4.8
43
Ảnh hưởng của (T.P-9/10) ñến biến ñổi cường ñộ hô hấp quả
dưa chuột.
4.7
39
Ảnh hưởng của (T.P-9/10) ñến biến ñổi màu sắc vỏ quả dưa
chuột
4.6
36
Ảnh hưởng của bổ sung axit béo ñến khả năng giữ màu của chế
phẩm chitosan trong bảo quản dưa chuột
4.5
33
Ảnh hưởng của chất dẻo hoá Propyl Glycerol ñến biến ñổi màu
sắc vỏ quả dưa chuột
4.4
30
47
Ảnh hưởng của chế phẩm (T.P-9/10) ñến hàm lượng axit hữu cơ
tổng số của dưa chuột trong quá trình bảo quản
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........vi
49
DANH MỤC HÌNH
STT
Tên hình
Trang
3.1
Dưa chuột thí nghiệm
20
3.2
Dưa chuột nguyên liệu và khâu xử lý vệ sinh quả trước thí nghiệm
22
4.1
Hình thức bên ngoài của dưa chuột sau 10 ngày bảo quản bằng
chitosan 1% và PG 1%.
31
4.2
Hình thức bên ngoài của dưa chuột nguyên liệu
51
4.3
Hình thức bên ngoài của dưa chuột sau 10 ngày bảo quản bằng
chế phẩm (T.P-9/10) ở nhiệt ñộ môi trường
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........vii
51
1. MỞ ðẦU
1.1
ðặt vấn ñề
Chất tạo màng ăn ñược ñã ñược sử dụng từ lâu nhằm duy trì chất lượng
và kéo dài thời gian bảo quản nhiều loại rau quả chẳng hạn quả có múi, táo,
xoài, cà chua và dưa chuột (Baldwin và CS, 1996; Li và Barth, 1998). Rau quả
luôn luôn ñược phủ bằng cách phun hay nhúng với các vật liệu ăn ñược ñể tạo
ra một màng bán thấm trên bề mặt có tác dụng hạn chế hô hấp, kiểm soát sự
thoát nước và tạo ra các tính chất chức năng khác (Ukai và CS, 1976;
Thomson, 2003). Nhiều thành phần ăn ñược như lipid, polysacharid và protein
ñã ñược sử dụng riêng rẽ hoặc phối hợp với nhau ñể tạo ra các công thức pha
chế chất tạo màng (Ukai và CS, 1976; Kestẻ và Fennema, 1986).
Trong thời gian gần ñây, xu hướng phát triển là tạo ra các vật liệu tạo
màng dạng composit hoặc hai lớp chẳng hạn phối trộn protein, polysacharid
với lipid cùng với nhau ñể cải tiến các chức năng của màng. Polysacharid và
protein có bản chất polyme và ưa nước (hydrophilic) do vậy có khả năng tạo
màng tốt và ngăn cản cao sự trao ñổi khí oxy, carbonic, hương thơm. Tuy
nhiên, màng làm từ các chất này không có khả năng giữ ẩm cao so với ña số
các màng chất dẻo tổng hợp chẳng hạn polyethylene mật ñọ thấp (LDPE).
Ngược lại, các chất béo lipid là những chất kị nước (hydrophobic) lại có khả
năng ngăn cản mất hơi nước tốt hơn so với polysacharid và protein. Tuy
nhiên, do bản chất không phải là polyme nên khả năng tạo màng của lipid bị
hạn chế (Krochta, 1997).
Chitosan là một polysacharid, một polyme mạch thẳng của 2-amino-2deoxy-β-D-glucan. Chitosan là sản phẩm ñề axetil hoá của chitin. Chitosan có
thể ñược ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như là chất ngưng kết, chất làm
trong, chất tạo nền, chất tạo màng, chất kích thích sinh trưởng thực vật, chất
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........1
làm lành vết thương và chất kháng vi sinh vật (Brine và CS, 1991; Goosen,
1997). Chitosan ñược ñánh giá là một vật liệu tạo màng ñầy triển vọng ñể bảo
quản rau quả vì tính chất tạo màng rất tốt, phổ hoạt tính kháng vi sinh vật rộng
và dễ dàng tương hợp với nhiều thành phần bổ sung thêm như vitamin, chất
khoáng, chất diệt khuẩn, diệt nấm (Durango và CS, 2006; Chien và CS, 2007).
Trên thế giới ñã có rất nhiều công trình nghiên cứu về tính năng của
màng chitosan ñối với các loại rau quả khác nhau và thu ñược nhiều kết quả
có lợi cho quá trình bảo quản rau quả tươi như làm chậm chín và giảm cường
ñộ hô hấp của rau quả hay giảm sự mất mát khối lượng, úa màu ñối với ớt
chuông và dưa chuột (El Ghaouth và CS 1992), táo và lê (Elson và CS, 1985),
dâu tây (Zhang và Quantick, 1998, Han và CS, 2004). Rất nhiều kết quả
nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam ñã chứng tỏ chitosan có tính chất kháng
khuẩn và kháng nấm có lợi cho quá trình bảo quản (Allan và Hadwiger, 1979;
Hirano và Nagao, 1989).
ðể cải thiện tính chất của chitosan nhằm tăng cường hiệu quả và phát
triển thành các sản phẩm thương mại trong bảo quản rau quả tươi, hiện nay
một số nơi trên thế giới ñã tiếp cận theo hướng tạo dẫn xuất của chitosan và
tạo vật liệu composit từ chitosan với thành phần axit béo. Theo cách thứ nhất
ñã có sản phẩm thương mại hoá có tên là “Nutri-Save” do Canada sản xuất.
ðây là dẫn xuất metyl hoá của chitosan (N,O-carboxymetyl chitosan = CM
chitosan). Sản phẩm này ñã ñược thử nghiệm ñối với nhiều loại rau quả và
chứng tỏ khả năng giảm cường ñộ hô hấp tốt hơn do có khả năng cản CO2 gấp
2 lần. Tuy nhiên, sản phẩm này do không cải thiện ñược sự ngăn cản mất nước
nên hiệu quả bảo quản tổng thể chưa cao (Banará và CS, 1989). Theo cách
thứ hai là tạo nhũ tương chitosan với axit béo mặc dù chưa có nhiều nghiên
cứu và thử nghiệm nhưng những kết quả có ñược trên quả dâu tây (Vargas và
CS, 2006) và táo cắt (Pennisi, 1992) là rất triển vọng. Vargas và CS ñã tạo
composit chitosan trọng lượng phân tử lớn kết hợp với axit oleic và ñánh gía
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........2
hiệu quả trên quả dâu tây và chỉ ra rằng việc bổ sung axit oleic không chỉ tăng
cường hoạt tính kháng vi sinh vật của chitosan mà còn cải thiện ñược tính
ngăn cản mất nước của quả. Ở Việt Nam mới bước ñầu thử nghiệm bảo quản
bằng phương pháp tạo màng ñối với quả có múi như cam, bưởi mà chưa chú
ý tới các loại rau ăn quả. ðối với các loại rau này ví dụ: dưa chuột và cà chua
là loại ăn trực tiếp cả vỏ, nên yêu cầu về an toàn thực phẩm của chế phẩm
ñược chú ý rất cao.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế ñó chúng tôi tiến hành ”Nghiên cứu ảnh
hưởng của chitosan và composit chitosan với axit béo tới khả năng bảo
quản quả dưa chuột“
1.2
Mục ñích và yêu cầu
1.2.1 Mục ñích
Tạo ñược một chế phẩm composit chitosan với axit béo dùng cho bảo
quản dưa chuột và tiến hành ñánh giá hiệu quả của chế phẩm ñó qua thử
nghiệm bảo quản dưa chuột qui mô phòng thí nghiệm.
1.2.2 Yêu cầu
1. Xác ñịnh ñược nồng ñộ chitosan có tác dụng tốt nhất ñến hạn chế biến
ñổi màu sắc và hao hụt khối lượng của dưa chuột trong quá trình bảo
quản.
2. Xác ñịnh ñược pH có tác dụng tốt nhất ñến hạn chế biến ñổi màu sắc và
hao hụt khối lượng của dưa chuột trong quá trình bảo quản.
3. Xác ñịnh ñược tỷ lệ chitosan và Propyl Glycerol có tác dụng tốt nhất
ñến hạn chế biến ñổi màu sắc và hao hụt khối lượng của dưa chuột
trong quá trình bảo quản
4. Lựa chọn ñược axit béo có tác dụng tốt nhất ñến hạn chế biến ñổi màu
sắc và hao hụt khối lượng của dưa chuột trong quá trình bảo quản
5. So sánh hiệu quả bảo quản của chế phẩm composit tạo ra với chế phẩm
BQE-625 nhập nhập của Mỹ.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........3
2. TỔNG QUAN
2.1
Giới thiệu về dưa chuột
2.1.1 ðặc ñiểm sự phân bố dưa chuột
Dưa chuột (Cucumis sativus L), ở miền nam nước ta còn gọi là “dưa leo”,
là một cây trồng phổ biến trong họ bầu bí Cucurbitaceae. Những thực vật và
thảo mộc phổ biến khác bao gồm trong họ hàng này là bí ngô, bí ñao, mướp
ñắng, dưa gang…Dưa chuột có ở Châu Á và châu Phi. Người Trung Quốc cổ
ñại ñã biết ñến loại thực vật này khoảng 100 năm trước công nguyên.
Dưa chuột dạng cây thảo, sống hàng năm, thân dây, có nhiều cành, tua
cuốn ñơn, lá khía thuỳ nông, cuống lá dài 8-20 cm, có lông ngắn cứng. Phiến
lá hình tim, chiều dài 7-20cm. Gân lá hình chân chim từ gốc toả ra các thuỳ.
Hai mặt lá ñều có lông. Mép lá khía răng cưa nhỏ. Hoa của cây dưa chuột có
mầu vàng, cuống hoa ngắn, hoa ñực và hoa cái cùng gốc. Quả dài thẳng hoặc
uốn cong, vỏ quả xanh. Quả già có những u lồi hình gai hoặc ñầu tù, hạt dẹt
màu trắng [25].
Dưa chuột là loại cây ưa thời tiết mát mẻ. Nhiệt ñộ thích hợp cho cây
sinh trưởng là 20-250C [31].
Tại Việt Nam dưa chuột ñược trồng hiện nay phần lớn là ở các ñịa
phương như Hải Dương, Thái Bình, Cao Bằng, Thanh Hoá, Vĩnh Phúc và
một số tỉnh miền nam [9],[10].
2.1.2 Thành phần hoá học của dưa chuột
Dưa chuột không những mát, ngon mà còn rất bổ dưỡng. Một quả dưa
chuột trung bình cung cấp lượng dinh dưỡng nêu trong bảng 2.1 [31].
Dưa chuột có tác dụng làm sạch axit và ñộc tố trong máu, ngăn ngừa sự
rối loạn trên da và làm giảm sự mệt mỏi ở mắt. Nó làm giảm sự mất nước và
loại bỏ sự kích thích trong nước tiểu. Nếu dưa chuột ñược dùng như salat với
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........4
một lát bánh mỳ, thì nó là thực ñơn hữu ích cho những ai muốn giảm cân. Nó
cũng làm giảm huyết áp cao, bảo vệ chúng ta từ những bệnh do virus gây ra.
Dưa chuột chứa nhiều nước và nhiều chất dinh dưỡng khác cần thiết cho cơ
thể con người [16] [17].
Bảng 2.1. Thành phần dinh dưỡng của dưa chuột
Thµnh phÇn
Gi¸ trÞ/100g
Năng lượng(Calo)
39,0
ChÊt bÐo bo hoµ (g)
9,0
Cholesterol
0
Hydratcacbon (g)
8,30
ChÊt x¬ (g)
2,40
ChÊt ®¹m (g)
2,10
Natri (mg)
6,00
Kali (mg)
433,0
Canxi (mg)
42,0
S¾t (mg)
0,80
KÏm (mg)
0,60
Vitamin C (mg)
647,0
Vitamin B (mg)
0,13
Sinh tè B (mg)
0,07
Niaxin (mg)
0,70
2.1.3 Tiêu chuẩn chất lượng dưa chuột
Chất lượng của dưa chuột ăn tươi chủ yếu dựa vào tính ñồng nhất về
hình dạng, ñộ rắn chắc và có vỏ màu xanh sẫm hoặc sáng. Các chỉ tiêu bổ
sung là kích cỡ, không bị khuyết tật và thối hỏng, không bị vàng [9].
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........5
2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới bảo quản dưa chuột
2.1.4.1 Nhiệt ñộ và ñộ ẩm không khí bảo quản tối ưu
Nhiệt ñộ và ñộ ẩm bảo quản tối ưu: 10-12,5°C; 95% R.H. Thời gian
bảo quản tối ña ñối với dưa chuột thường ít hơn 14 ngày vì hình thức và chất
lượng cảm quan bị kém ñi nhanh chóng. Sự héo nhăn, sự vàng hoá và thối
hỏng tăng lên trong thời gian khoảng hai tuần ñó, ñặc biệt là sau khi chuyển
sang ñiều kiện bán lẻ. Nhiệt ñộ tồn trữ ngắn hạn và trong vận chuyển thấp
hơn khoảng nhiệt ñộ ñó, chẳng hạn 7,2 ° C cũng thường ñược dùng nhưng
quả sẽ bị tổn thương lạnh sau 2-3 ngày [31],[32].
2.1.4.2 Cường ñộ hô hấp và cường ñộ sinh etilen
Hô hấp dao ñộng trong khoảng rộng trên 10°C do các giai ñoạn chín
khác nhau. Dưa chưa chín thuần thục có cường ñộ hô hấp cao hơn. Bảng 2.2
thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt ñộ bảo quản tới cường ñộ hô hấp của dưa
chuột [25, 31]
Bảng 2.2. Ảnh hưởngcủa nhiệt ñộ ñến cường ñộ hô hấp của dưa chuột
Nhiệt ñộ
10°C(50°F)
15°C(59°F)
20°C(68°F)
25°C(77°F)
ml CO2/kg·hr
12-15
12-17
7-24
10-26
Cường ñộ sinh khí etilen: 0.1 - 1.0µl / kg·hr at 20°C(68°F)
2.1.4.3 Phản ứng với ethylen và môi trường khí quyển kiểm soát (CA)
Dưa chuột rất nhạy cảm với ethylen ngoại sinh. Trong qúa trình phân
phối và tồn trữ, tốc ñộ vàng hoá (Yellowing) nhanh và sẽ cho kết quả khi
nồng ñộ ethylen thấp (1-5ppm). Vì vậy khi bảo quản dưa chuột, không ñể lẫn
với chuối, dưa hấu, cà chua.[33]
Kiểm soát hay thay ñổi không khí khi tồn trữ tại chỗ hay trong vận
chuyển ñể ít ảnh hưởng tới chất lượng dưa chuột. Giữ mức O2 ở tỷ lệ thấp (35%) sẽ làm chậm trễ yellowing một vài ngày. Tăng CO2 (CA) lên 10%
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........6
nhưng khi tăng quá 10% CO2sẽ sinh ra quá trình hô hấp yếm khí, phá vỡ cân
bằng các qúa trình sinh lý làm mất khả năng kháng tự nhiên của dưa dẫn ñến
sự thâm ñen và thối hỏng [31,32,33] .
2.1.5 Các hư hỏng thường gặp trong quá trình bảo quản dưa chuột
2.1.5.1 Các rối loạn sinh lý và cơ lý
Tổn thương lạnh: Dưa chuột nhạy cảm tổn thương lạnh ở nhiệt ñộ
dưới 10°C nếu giữ ở ñiều kiện ñó ñến hơn 3 ngày tùy thuộc vào nhiệt ñộ và
giống. Hậu quả của tổn thương lạnh là hình thành những vết ướt nước, những
lỗ thủng nhỏ và nhanh chóng bị hư hỏng. Tổn thương lạnh có thể ñược bắt
ñầu trước khi thu hoạch. Các giống khác nhau có ảnh hưởng ñến mức tổn
thương khác nhau [25],[31].
Tổn thương ñông lạnh: Sự xuất hiện tổn thương ñược thấy ở nhiệt ñộ
- 0.5°C. Những triệu chứng tổn thương ñông lạnh bao gồm thịt quả bị nhão
nước trở nên màu nâu và keo nhớt.
Tổn thương cơ lý: Thu hoạch phải ñược thực hiện bằng cách cắt thay
vì bứt. Quả bị bứt ñứt cuống bị xếp loại chất lượng thấp, coi như bị khuyết
tật. Trầy xước và tổn thương do xếp ñống nếu thiếu chú ý cẩn thận khi thu
hoạch và xử lý sau ñó [31],[32].
2.1.5.2 Các rối loạn bệnh do vi sinh vật
Bệnh quả là một nguồn quan trọng gây ra tổn thất sau thu hoạch, ñặc
biệt khi kết hợp với tổn thương lạnh. Một loạt tác nhân gây bệnh là vi khuẩn
và nấm gây ra tổn thất sau thu hoạch trong quá trình vận chuyển, tồn trữ và
khâu tiêu thụ. Các chủng Alternaria, Didymella, Rhizopus là những loại gây
hỏng dưa chuột phổ biến [31],[32].
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........7
2.2
Giới thiệu về chitosan
2.2.1 Bản chất, nguồn gốc và phương pháp thu nhận chitosan
2.2.1.1 Bản chất của chitosan
Chitosan là dẫn xuất ñề axetyl hoá của chitin, trong ñó nhóm (–NH2)
thay thế nhóm (-COCH3) ở vị trí C(2)[23, 24].
chitin
2.2.1.2 Nguồn gốc của chitosan
Chitosan ñược xem là polymer tự nhiên quan trọng nhất. Với ñặc tính
có thể hoà tan tốt trong môi trường axit, chitosan ñược ứng dụng trong nhiều
lĩnh vực như thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm...Chitosan có khả năng tạo
màng, tích ñiện dương do ñó nó có thể kết hợp với những chất tích ñiện âm
như chất béo và axit. Chitosan là polymer không ñộc, có khả năng phân hủy
sinh học và có tính tương thích về mặt sinh học.
Trong nhiều năm qua, các polymer có nguồn gốc từ chitin ñặc biệt là
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........8
chitosan ñã ñược chú ý ñặc biệt như là một loại vật liệu mới có ứng dụng ñặc
biệt trong công nghiệp dược ,y học, xử lý nước thải và trong công nghiệp thực
phẩm như là tác nhân kết hợp, gel hóa, hay tác nhân ổn ñịnh… Trong các loài
thủy sản ñặc biệt là trong vỏ tôm, cua, ghẹ, hàm lượng, chitin - chitosan
chiếm khá cao dao ñộng từ 14 - 35% so với trọng lượng khô. Vì vậy vỏ tôm,
cua, ghẹ là nguồn nguyên liệu chính ñể sản xuất chitin – chitosan [23], [25].
Bảng 2.3. Thành phần hóa học của vỏ tôm (% chất khô)
Chitin
Protein
Canxi
Tro
Phospho
Lipit
27,2
22,8
11,1
31,7
3,16
0,4
2.2.1.2 Phương pháp thu nhận chitosan
Nguyên liệu
Protein và deacetyl
Khử khoáng
Rửa sạch
Rửa trung tính
Làm khô
Khử
Chitosan
Nguyên liệu: vỏ cua, vỏ tôm ñã khô, sạch
Khử khoáng : bằng HCl 2N, 6N.
Khử Protein và deacetyl: ñồng thời trong dung dịch NaOH 15N ở nhiệt
ñộ 1500C trong 1 giờ. Hoặc có thể thay thế bằng phương pháp sinh học, ñó là
khử protein bằng proteaza và deacetyl bằng enzym deacetylaza.
Tẩy màu bằng KMnO4 1% trong môi trường H2SO4 10%, sau 1 giờ
ñem rửa sạch và khử màu phụ bằng Na2S2O3 1,5%. Rửa sạch và sấy khô thu
ñựơc chitosan [23].
2.2.2 Tính chất hoá lý của chitosan
2.2.2.1 Trọng lượng phân tử của chitosan
Chitosan là polymer sinh học có khối lượng phân tử cao khoảng
100.000-1.200.000 Dalton, phụ thuộc quá trình chế biến và loại sản phẩm.
Thông thường ở nhiệt ñộ cao, sự có mặt của oxy và axit ñặc như HCl, H2SO2
làm thay ñổi khối lượng phân tử của chitosan [24].
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........9
2.2.2.2 ðộ nhớt của chitosan
ðộ nhớt là một nhân tố quan trọng ñể xác ñịnh khối lượng phân tử của
chitosan. Chitosan phân tử lượng cao thường làm cho dung dịch có ñộ nhớt
cao, ñiều này có thể không mong muốn trong ñóng gói công nghiệp. ðộ nhớt
của chitosan trong dung dịch acid acetic tăng khi pH của dung dịch này giảm,
tuy nhiên nó lại giảm khi pH của dung dịch HCl giảm. Quá trình loại protein
trong dung dịch NaOH 3% và sự khử trong quá trình khử khoáng làm giảm
ñộ nhớt của dung dịch chitosan thành phẩm. Tương tự như vậy, ñộ nhớt của
chitosan bị ảnh hưởng ñáng kể bởi các biện pháp xử lý vật lý (nghiền, gia
nhiệt, hấp khử trùng, siêu âm) và hóa học (xử lý bằng ozon), trừ quá trình làm
lạnh thì nó sẽ giảm khi thời gian và nhiệt ñộ xử lý tăng. Dung dịch chitosan
bảo quản ở 4°C ñược cho là ổn ñịnh nhất [23] [24].
2.2.2.3 Tính tan của chitosan
Chitosan tan trong các dung dịch acid có pH nhỏ hơn 6. Các acid hữu
cơ như acetic, formic và lactic thường ñược sử dụng ñể hòa tan chitosan.
Thường sử dụng nhất là dung dịch chitosan 1% tại pH 4.0. Chitosan cũng tan
trong dung dịch HCl 1% nhưng không tan trong H2SO4 và H3PO4. Ở pH cao,
có thể xảy ra hiện tượng kết tủa hoặc ñông tụ, nguyên nhân là do hình thành
hỗn hợp poly - ion với chất keo anion [24] [25].
2.2.2.4 Tỷ trọng của chitosan
Tỷ trọng của chitin từ tôm và cua thường là 0,06 và 0,17 g/ml, ñiều
này cho thấy chitin từ tôm xốp hơn từ cua. Chitin từ nhuyễn thể xốp hơn từ
cua 2,6 lần [23] [25].
2.2.2.5 Khả năng tạo màng của chitosan
Chitosan có khả năng tạo màng sử dụng trong bảo quản thực phẩm
nhằm hạn chế các tác nhân gây bệnh tâm thần trong các sản phẩm ñóng gói
trong áp suất thay ñổi của thịt, cá tươi hay ñã qua chế biến.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........10
Khi dùng màng chitosan, dễ dàng ñiều chỉnh ñộ ẩm, ñộ thoáng không
khí cho thực phẩm. Nếu dùng bao gói bằng PE thì mức cung cấp oxy bị hạn
chế, nước sẽ bị ngưng ñọng tạo môi trường cho nấm mốc phát triển.
Màng chitosan cũng khá dai, khó xé rách, có ñộ bền tương ñương với
một số chất dẻo vẫn ñược dùng làm bao gói.
Màng chitosan làm chậm lại quá trình bị thâm của rau quả. Rau quả
sau khi thu hoạch sẽ dần dần bị thâm, làm giảm chất lượng và giá trị. Rau quả
bị thâm là do quá trình lên men tạo ra các sản phẩm polyme hóa của oquinon.
Nhờ bao gói bằng màng chitosan mà ức chế ñược hoạt tính oxy hóa của các
polyphenol, làm thành phần của anthocyamin, flavonoid và tổng lượng các
hợp chất phenol ít biến ñổi, giữ cho rau quả tươi lâu hơn. Táo có phủ màng
chitosan có thể giữ tươi trong 6 tháng, nó cũng làm chậm quá trình chín chuối
hơn 30 ngày, chuối có màu vàng nhạt khác hẳn với màu thâm như bảo quản
thông thường [23], [25].
2.2.3 Tính chất kháng vi sinh vật của chitosan
Gần ñây những nghiên cứu về tính kháng khuẩn của chitosan ñã chỉ ra
rằng chitosan có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn.
Trong một nghiên cứu khá rộng về tính kháng khuẩn của chitosan từ
tôm chống lại vi khuẩn E.coli, người ta ñã tìm ra rằng nhiệt ñộ cao và pH acid
của thức ăn làm tăng ảnh hưởng của chitosan ñến vi khuẩn. Nó cũng chỉ ra cơ
chế ức chế vi khuẩn của chitosan là do liên kết giữa chuỗi polyme của
chitosan với các ion kim loại trên bề mặt vi khuẩn làm thay ñổi tính thấm của
màng tế bào. Khi bổ sung chitosan vào môi trường, tế bào vi khuẩn sẽ chuyển
từ tích ñiện âm sang tích ñiện dương. Quan sát trên kính hiển vi huỳnh quang
cho thấy rằng chitosan không trực tiếp hoạt ñộng ức chế vi khuẩn E.coli do
mà là do sự kết lại của các tế bào và sự tích ñiện dương ở màng của vi khuẩn.
Chitosan N-carboxybutyl, một polycation tự nhiên, có thể tương tác và hình
thành polyelectrolyte với polyme acid tính có trên bề mặt vi khuẩn, do ñó làm
dính kết một lượng vi khuẩn với nhau.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........11
Cũng từ thí nghiệm này người ta thấy rằng có rất nhiều ion kim loại có
thể ảnh hưởng ñến ñặc tính kháng khuẩn của chitosan như K+, Na+,Mg2+ và
Ca2+. Nồng ñộ lớn các ion kim loại có thể khiến mất tính chất này, ngoại trừ
ảnh hưởng của Na+ ñối với hoạt ñộng kháng Staphylococcus aureus. Người ta
cũng thấy rằng chitosan có thể làm yếu ñi chức năng bảo vệ của thành tế bào
nhiều vi khuẩn. Khi sử dụng chitosan, thì một lượng lớn các ion K+ với ATP bị
rò rỉ ở vi khuẩn Staphylococcus aureus và nấm candida albicans. Cả chitosan
phân tử lượng 50kDa và 5kDa ñều kháng tốt hai loại trên nhưng chitosan phân
tử lượng 50kDa làm mất nhiều gấp 2-4 lần ion K+ với ATP chitosan 5kDa.
ðiều này thể hiện cơ chế kháng khuẩn khác nhau ở chitosan khối lượng phân
tử thấp và cao. Hoạt ñộng kháng khuẩn của chitosan phân tử lượng khác nhau
ñã ñược nghiên cứu trên 6 loài vi khuẩn. Và cơ chế kháng khuẩn này ñã ñược
chứng minh ñựa trên việc ño tính thấm của màng tế bào vi khuẩn và quan sát
sự nguyên vẹn của tế bào. Kết quả chỉ ra rằng khả năng này giảm khi khối
lượng nguyên tử tăng. Và nó tăng cao ở nồng pH thấp, giảm rõ rệt khi có mặt
ion Ca2+, Mg2+ . Nồng ñộ ức chế thấp nhất khoảng 0,03-0,25%, thay ñổi tùy
từng loài vi khuẩn và khối kượng phân tử của chitosan.
Tính kháng khuẩn này phụ thuộc vào khối lượng phân tử và loại vi
khuẩn. ðối với vi khuẩn Gram dương, chitosan 470 KDalton có ảnh hưởng
ñến hầu hết các loài trừ lactoBacillus sp. trong khi với vi khuẩn Gram âm
chitosan có khối lượng 1106 KDalton mới có ảnh hưởng. Nhìn chung,
chitosan ở nồng ñộ 0.1% có ảnh hưởng mạnh hơn ñến vi khuân Gram dương
như Listeria monocytogenes, Bacillus megaterium, B.cereus, Staphylococcus
aureus, lactoBacillus plantarum, L. brevis và L. bulgaris hơn là vi khuẩn
Gram âm như E. coli, Psedomonas fluorescens, Salmonella typmurium và
Vibrio parahaemolyticus. Nghiên cứu trên vật thí nghiệm cho thấy chitin và
chitosan có hoạt ñộng ức chế vi khuẩn và nấm.
Một trong các ñồng phân của chitosan là N- carboxybutyl chitosan
có tác dụng kìm hãm và tiêu diệt 298 loài vi sinh vật gây bệnh. Khi có
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ...........12
- Xem thêm -