Tài liệu Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp rấm chín và 1 methylcyclopropen tới chất lượng quả hồng chín sau thu hoạch

MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục bảng vii PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1 1.1 Đặt vấn đề 1 1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài 2 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 2.1 Giới thiệu chung về hồng 3 2.1.1 Nguồn gốc và đặc phân bố của hồng 3 2.1.2 Các giống hồng 3 2.1.3 Đặc điểm và thành phần hóa học của quả hồng 4 2.2 Giá trị dinh dưỡng và công dụng của cây hồng trong đời sống con người 6 2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ quả hồng trong nước và trên thế giới 7 2.3.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ quả hồng trên thế giới 7 2.3.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ quả hồng trong nước 7 2.4 Các biến đổi xảy ra đối với hồng sau thu hoạch 8 2.4.1 Một số biến đổi vật lý 8 2.4.2 Một số biến đổi sinh lý 10 2.4.3 Một số biến đổi hóa học 10 2.5 Các công trình nghiên cứu về rấm chín hồng trong nước và trên thế giới 11 2.5.1 Các công trình nghiên cứu về rấm chín hồng trên thế giới 11 2.5.2 Các công trình nghiên cứu về rấm chín hồng trong nước 12 2.6 Giới thiệu về etanol 13 2.7 Giới thiệu về ethrel 13 2.8 Giới thiệu về 1-MCP 15 2.8.1 Bản chất hóa học của 1-Methycyclopropen iii 15 2.8.2 Cơ chế tác động của 1-MCP 17 2.8.3 Tình hình nghiên cứu và sử dụng 1-MCP trong bảo quản quả 19 PHẦN THỨ BA NGUYÊN VẬT LIỆU – NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 3.1 Nguyên vật liệu, thời gian và địa điểm nghiên cứu 22 3.1.1 Nguyên vật liệu 22 3.1.2 Vật liệu 22 3.1.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 22 3.2 Nội dung nghiên cứu 22 3.3 Phương pháp nghiên cứu 23 3.3.1 Bố trí thí nghiệm 23 3.3.2 Phương pháp xác định một số thành phần hóa học chính 25 3.3.3 Phương pháp xác định một số chỉ tiêu vật lý 27 3.3.4 Phương pháp xác định một số chỉ tiêu khác 28 3.3.5 Phương pháp Đánh giá chất lượng cảm quan quả chín 28 3.3.6 Phương pháp xử lý số liệu 28 PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 Đánh giá chất lượng nguyên liệu 29 29 4.2 Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp rấm chín đến chất lượng của quả hồng sau thu hoạch. 30 4.2.1 Ảnh hưởng của phương pháp rấm chín đến sự biến đổi màu sắc của quả trong quá trình dấm chín 30 4.2.2 Ảnh hưởng của ethylene ngoại sinh tới sự biến đổi độ cứng của quả hồng trong quá trình rấm chín 33 4.2.3 Ảnh hưởng của ethylene ngoại sinh đến một số thành phần hóa học của quả hồng trong quá trình rấm chín 34 4.3 Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ 1-MCP đến thời hạn tồn trữ và chất lượng quả hồng sau thu hoạch 40 4.3.1 Ảnh hưởng của của nồng độ xử lý 1-MCP đến sự biến đổi màu sắc của quả hồng Nhân Hậu trong quá trình rấm chín iv 40 4.3.2 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý 1-MCP đến tỷ lệ biến đổi độ cứng của quả hồng Nhân Hậu trong quá trình rấm chín 42 4.3.3 Ảnh hưởng của nồng độ xử lý 1-MCP đến sự biến đổi thành phần hóa học của quả hồng Nhân Hậu trong quá trình rấm chín. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43 48 1 Kết luận 48 2 Kiến nghị 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 PHỤ LỤC 1 51 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 1- MCP 1- Methycyclopropen CT công thức STH ngay sau khi thu hoạch SBQ sau thời hạn bảo quản CKTS Chất khô tổng hợp TSS Chất rắn hòa tan vi DANH MỤC BẢNG Số bảng Tên bảng Trang 4.1 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng của hồng nguyên liệu 29 4.2 Tỉ lệ chuyển trạng thái và màu vỏ quả trong quá trình chín 30 4.3 Sự biến đổi giá trị L*, a*, b* của quả trong quá trình rấm chín 31 4.4 Sự biến đổi độ cứng của quả trong quá trình rấm chín. 33 4.5 Sự biến đổi tỷ lệ hao hụt khối lượng tự nhiên của quả trong thời gian rấm chín 4.6 34 Sự biến đổi hàm lượng chất khô tổng số của quả hồng trong quá trình rấm chín 4.7 35 Sự biến đổi tổng lượng chất rắn hoà tan của quả trong quá trình rấm chín (oBx) 4.8 36 Diễn biến tỷ lệ giảm hàm lượng đường tổng số của quả trong quá trình rấm chín(%) 4.9 37 Sự biến đổi hàm lượng polyphenol tổng số (%CK) trong quá trình rấm chín 38 4.10 Chất lượng cảm quan của quả hồng Nhân Hậu sau rấm chín 39 4.11 Diễn biến tỷ lệ quả chuyển sang màu đỏ trong quá trình rấm chín(%) 40 4.12 Sự biến đổi giá trị L*, a*, b* của quả trong quá trình rấm chín 41 4.13 Tỷ lệ biến đổi độ cứng của quả trong quá trình rấm chín (%) 42 4.14 Tỷ lệ biến đổi hao hụt khối lượng của quả trong quá trình rấm chín (%) 43 4.15 Sự biến đổi hàm lượng chất khô tổng số của quả hồng trong quá trình rấm chín (%CK) 4.16 44 Sự biến đổi tổng lượng chất rắn hoà tan của quả hồng trong quá trình rấm chín (0BX) 4.17 45 Tỷ lệ hao hụt hàm lượng đường tổng số của quả trong quá trình rấm chín (%) 45 4.18 Chất lượng cảm quan của quả hồng Nhân Hậu sau rấm chín 46 4.19 Sự biến đổi hàm lượng polyphenol tổng số (%CK) trong quá trình rấm chín 47 vii PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Cây hồng là loại cây á nhiệt đới, sống lâu năm, dễ trồng, thích hợp với nhiều vùng khí hậu khác nhau, đặc biệt là loại cây có khả năng chịu hạn. Quả hồng là nguồn cung cấp chất xơ, đường, vitamin C, provitamin A cho con người (Phạm Văn Côn, 2001). Một quả hồng cỡ trung bình (168g) cung cấp khoảng 118 Kcal. Hiện nay cây hồng được trồng ở khắp mọi nơi trong cả nước nhưng phổ biến nhất là từ Hà Tĩnh trở ra ngoài Bắc. Hầu hết ở mỗi vùng đều có những giống hồng đặc trưng như hồng Thạch Thất (Hà Tây), hồng Nhân Hậu (Hà Nam), hồng Hạc Trì (Lạng Sơn). Quả hồng thường chín từ tháng 8 đến tháng 12, chín rộ vào tháng 10. Sau khi thu hoạch quả hồng được tiêu thụ ngay và thường dùng để ăn tươi, vào thời điểm chính vụ giá sản phẩm thường bị giảm mạnh gây thất thu cho người trồng. Quả hồng có hàm lượng tanin hòa tan khá cao gây vị chát rất mạnh, không thể ăn ngay được, vì thế người ta phải khử chát trước khi đưa ra thị trường. Biện pháp khử chát phổ biến là rấm chín tự nhiên như ngâm vào nước vôi hoặc tro, sử dụng các tác nhân gây rấm chín bằng nhiệt độ, ethylene ngoại sinh, khí CO2, etanol… Trong quá trình rấm chín một lượng lớn tanin hòa tan sẽ kết hợp với các acetaldehyde, pectin hòa tan để tạo thành hợp chất không hòa tan, các chất này không tạo nên vị chát. Sử dụng 1- Methylcyclopropene (1-MCP) trong quá trình bảo quản có tác dụng ức chế tác động của ethylene, làm chậm quá trình chín của quả. Việc ứng dụng 1MCP trong bảo quản rau quả đã mở ra một bước tiến mới trong công nghệ bảo quản. Đây là một chất khí không màu, không mùi, không độc, không gây ảnh hưởng đến môi trường. Ngoài ra còn dễ sử dụng, hiệu quả kinh tế cao, giá thành hợp lý, có thể tiến hành trên quy mô công nghiệp. Việc sử dụng 1-MCP trong các sản phẩm nông nghiệp bao gồm một số loại rau, hoa, quả như: táo, kiwi, cà chua, chuối, bơ, xoài…đã thu được một số kết quả rất khả quan. Tuy nhiên hiệu quả của việc xử lý 1-MCP phụ thuộc vào một vài yếu tố. Nồng độ 1-MCP phải đủ để gắn kết với các cơ quan cảm thụ cuả ethylene và có thể cạnh tranh với bất kỳ phân tử ethylene nào. 1 Thời gian xử lý phải đủ dài để 1-MCP ở dạng khí được giải phóng và thâm nhập vào bên trong tế bào thực vật. Nhiệt độ tại thời điểm xử lý có ảnh hưởng tới khoảng thời gian cần thiết cho quá trình xử lý và nhiệt độ thấp là điều kiện lý tưởng. Ngoài ra độ già của sản phẩm cũng ảnh hưởng đến hiệu quả của 1-MCP. Xuất phát từ thực tiễn đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:‘‘ Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp rấm chín và 1-Methylcyclopropen tới chất lượng quả hồng chín sau thu hoạch”. 1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài 1.2.1 Mục đích của đề tài Đề xuất phương pháp rấm chín thích hợp và bước đầu xác định ảnh hưởng của xử lý 1- MCP tới chất lượng quả hồng sau rấm chín. 1.2.2 Yêu cầu của đề tài - Xác định được ảnh hưởng của phương pháp rấm chín đến chất lượng quả hồng sau thu hoạch. - Xác định được ảnh hưởng của nồng độ 1-MCP đến thời hạn tồn trữ và chất lượng quả hồng sau thu hoạch. 2 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu chung về hồng 2.1.1 Nguồn gốc và đặc phân bố của hồng Cây hồng có tên khoa học là Diospyros kaki T., thuộc họ thị Ebenaceae là loại cây ăn quả lâu năm, là một thứ trái cây giàu chất dinh dưỡng và hoạt chất sinh học:Trong 100 gam thịt quả chín (phần ăn được) có: 0,7g protein, 0,1g lipit, 11g các chất carbonhydrate, 3,1g chất xơ, 10mg canxi, 19,1mg phospho, 0,2mg sắt, 49,7mg iot, 0,16mg caroten, 16mg vitamin C, ngoài ra còn vitamin PP, B1, B2… Các chất hydratcarbon trong quả hồng chiếm trên dưới 12 - 16% (có thể tới 25%) chủ yếu là đường sacarose, glucose và fructose. Ngoài ra trong quả còn có pectin, tanin (0,25 0,4%) và một lượng nhỏ cáchoạt chất khác. Hồng là cây trồng á nhiệt đới khởi nguyên từ Trung Quốc và cũng là cây trồng có nguồn gốc ở Hàn Quốc (cây bản địa). Việc trồng hồng được sửdụng vào nhiều mục đích khác nhau, ngoài ăn quả còn để chữa các bệnh như: Bệnh liệt, tê cóng, bỏng và làm ngưng chảy máu vì trong lá của hồng có rấtnhiều chất như tanin, phenol, axit hữu cơ, chlorophyl… nhưng tanin là yếu tố chủ yếu. Ở miền Bắc Việt Nam, cây hồng được trồng nhiều do các yếu tố khí hậu, đất đai phù hợp. Cây hồng có thể sinh trưởng và phát triển trên nhiều loại đất, đặc biệt là đất đồi, có khả năng chịu hạn, cho năng suất cao, ổn định, chất lượng quả ngon và có giá trị kinh tế cao. Do vậy, cây hồng được coi là cây ăn quả quan trọng, được chú trọng phát triển nhằm góp phần xoá đói giảm nghèo và tiến tới làm giàu cho các hộ nông dân các vùng trung du và miền núi phía Bắc. 2.1.2 Các giống hồng Theo tài liệu của Voroxop (1982), trên thế giới hiện nay từng trồng ba loại hồng phổ biến (Vũ Công Hậu, 1999) sau đây: - Hồng dại (Diospyros lotus L.) có nguồn gốc từ Trung Quốc, Ấn Độ, Iran và vùng núi KapKaz.Quả bé chỉ nặng khoảng 15g, vị chát, có nhiều hạt. Sau khi chín kỹ thì quả ăn được. 3 - Hồng Virgi (Diospyros Viginiania L.) có nguồn gốc từ Bắc Mỹ. Cây thuộc hoa đơn tính. Quả bé, vỏ mầu vàng sáng, không chát. Khi chín có màu đỏ, thơm ngon. - Hồng Phương Đông (Diospyros kaki L.) có nguồn gốc từ Trung Quốc, Nhật Bản, Triều Tiên. Cây sinh trưởng, rụng lá vào mùa đông. Cây cho quả to và nặng khoảng 200g, khi chín có màu đỏ tươi. Ở Việt Nam căn cứ vào đặc điểm hình thái bên ngoài của quả và sự sinh trưởng phát triển của cây ta phân thành 3 loại hống sau: - Hồng long (Diospyros tonkinesis L.) được phân bố giải rác ở miền Bắc. Quả to tròn dẹt, nhiều hạt, thịt quả mầu vàng nhạt. Trong quả có nhiều hạt (6 – 9), to dày, màu vàng nâu. Cây sinh trưởng mạnh sản lượng cao nhưng chất lượng kém. Vì quả có vị hôi nên người tà gọi là hồng hôi, hồng trâu. - Loài cậy (Diospyros lotus L.) được trồng rải rác khắp các tỉnh phía bắc như Nam Đinh, Ninh Bình, Thái Bình…Quả tròn hình dẹt, bé, chiều cao trung bình của quả 2,2cm, đường kính trung bình quả 2,6cm, trọng lượng trung bình quả 10g, số hạt trong quả 6 – 7. - Hồng trơn lá nhẵn (Diospyros kaki L.) đượng trồng rải rác khắp các tỉnh phía bắc và vùng Đà Lạt, miền Nam Việt Nam. Quả có kích thước to, nhỏ tùy giống, khi quả còn xanh , vỏ nhẵn, trơn màu xanh lục, khi chín màu vàng đỏ, có ít hạt hơn hồng long và hồng cậy. Cây sinh trưởng mạnh, sản lượng cao, phẩm chất quả ngon. Trong nhóm này chia ra làm 2 nhóm chính: Hồng ngâm và hồng rấm. 2.1.3 Đặc điểm và thành phần hóa học của quả hồng 2.1.3.1 Đặc điểm của quả hồng Hồng là loại quả mọng nhưng có hạt khá lớn, hình hạnh đào, số lượng hạt trong một quả thường là 0 – 5 hạt. Quả có vỏ mọng, nhẵn bóng. Hình dạng, kích thước quả thay đổi tùy theo từng giống. Tỷ lệ thịt quả từ 82-93% khối lượng quả. Tai quả lớn gắn chặt với phần thân (Leng P và cộng sự 1993). Khi còn xanh quả hồng có vị chát rất mạnh do hàm lượng tanin cao, khi chín một phần tanin được chuyển hóa thành đường và acid, một phần chuyển sang dạng liên kết không tan làm mất vị chát của quả hồng. Tỷ lệ chất khô từ 18 – 20%, các sắc tố có trong quả hồng là chlorophyl, xanthophyll và carotenoid. 4 2.1.3.2 Thành phần hóa học của quả hồng Thành phần hóa học của quả hồng luôn luôn thay đổi và phụ thuộc vào giống, điều kiện chăm sóc, thời điểm thu hái, trạng thái quả và môi trường bảo quản. Trong quả hồng có các thành phần hóa học sau: - Nước: Chiếm 80-82% khối lượng quả đóng vai trò quan trọng trong các hoạt động sống của quả. Nước là dung môi hòa tan các hợp chất hữu cơ và là môi trường cho các enzym hoạt động thực hiện các quá trình tổng hợp, phân giải các hợp chất hữu cơ. Nước trong quả hồng chủ yếu là nước tự do, trong đó có chứa các chất hòa tan, chỉ một phần nhỏ nước tồn tại dưới dạng liên kết trong hệ keo của tế bào. Sự thoát hơi nước của quả hồng gây lên sự giảm khối lượng tự nhiên làm quả bị héo (Phạm Văn Côn, 2005). - Chất khô tổng số: Chiếm khoảng 14-23% bao gồm các hợp chất hữu cơ tạo nên quả như glucid, acid hữu cơ, các hợp chất màu, chất chát, các hợp chất nitơ, chất béo và khoáng (Nguyễn Thị Thắm, 2008). - Glucid trong quả hồng chủ yếu là các loại đường, tinh bột, pectin, glucose và hemicellulose chiếm phần lớn chất khô của quả. Quả hồng chín chứa 12 – 17,38% đường tổng số, trong đó chủ yếu là đường glucose và fructose, một phần nhỏ là các đường đôi như maltose, sacarose…(Nguyễn Thị Thắm, 2008). - Tinh bột chỉ tồn tại khi quả hồng xanh, khi chín phần lớn lượng tinh bột chuyển thành đường. Lượng cellulose và hemicellulose chiếm một phần không đáng kể, chủ yếu nằm ở vỏ và hạt, giữ vai trò cấu trúc và bảo vệ (Nguyễn Thị Thắm, 2008). - Các hợp chất chứa nitơ và chất béo với một hàm lượng không đáng kể. - Một thành phần quan trọng của quả hồng là vitamin, mặc dù chiếm một hàm lượng thấp trong quả song nó lại quyết định giá trị dinh dưỡng của quả hồng. Các vitamin khác như B1, B2, PP… cũng được tìm thấy trong quả hồng (Nguyễn Đức Tuân, 2004). - Các sắc tố trong quả hồng thay đổi theo độ chín của quả. Khi quả còn xanh chứa nhiều chlorophyl, ít carotenoid, cùng với sự chín của quả là sự giảm lượng chlorophyl và sự tăng lượng carotenoid tạo lên mầu vàng đến đỏ của quả hồng (Nguyễn Đức Tuân, 2004). 5 - Các acid hữu cơ trong quả hồng chiếm tỷ lệ tương đối thấp chỉ khoảng 0.1%. Sự có mặt của acid hữu cơ góp phần tạo hương thơm nhẹ của quả tạo lên cảm giác ăn ngon miệng (Nguyễn Thị Thắm, 2008). - Tanin là hợp chất polyphenol được chứa trong tế bào tannin chuyên biệt, phân tán trong nhu mô của phần thịt quả gây vị chát ở những quả xanh. Trong quá trình bảo quản tanin là hợp chất quan trọng có khả năng ức chế sự phát triển của một số vi sinh vật cũng như sự phá hoại của côn trùng, chuột…Trong quá trình chín hàm lượng tanin giảm dần và làm mất vị chát của quả (Nguyễn Thu Thủy, 2001). 2.2 Giá trị dinh dưỡng và công dụng của cây hồng trong đời sống con người Cây hồng ngoài khả năng thích ứng rộng, cho năng suất cao thì còn cho ăn quả có giá trị dinh dưỡng và có thể làm thuốc. Quả hồng đỏ là quả có rất nhiều ưu điểm: chứa nhiều đường (12 – 17%) chủ yếu là đường glucose và fructose. Lượng acid hữu cơ tổng số thấp 0.1% ít khi đạt đến 0.2% tao nên vị ngọt mát. Hàm lượng chất khô tổng số 14 – 23%. Hồng chứa nhiều provitamin A, lycopen, vitamin C, B1, B2, PP và chất khoáng như sắt, iot. Năng lượng từ 100g thịt quả là 65 kcal. Ngoài ra, theo số liệu nêu trong bảng thành phần dinh dưỡng thực phẩm Việt Nam năm 2000, thì hồng chín là loại quả có hàm lượng beta carotenoid cao đứng thứ 3 (chỉ sau quả đu đủ và dưa hấu) trong số 55 loại quả được phân tích. Ở nhiều nước khác trên thế giới, các nhà khoa học đã xác định được thành phần và hàm lượng carotenoid, vitamin C trong quả hồng (Homnava, Daood H.G (1992) ở Nhật Bản và Booth S.L, Wringht K.P (1997) ở Mỹ). Quả hồng và các bộ phận của cây hồng đều là những vị thuốc đã được dùng từ lâu trong Đông y học. Hồng là một loại quả lành, người già, người đau dạ dày đều ăn được, ăn hồng có thể hạ huyết áp, giảm đau ruột. Nước ép từ quả hồng tươi gọi là “ thị tất” có tác dụng dự phòng tai biến mạch máu não, cao huyết áp. Ngoài ra khi sấy hồng làm mứt, bên ngoài quả hồng khô xuất hiện một lớp phấn trắng như sương gọi là “ thị sương” chưa đường manit dùng chữa đau và khô cổ họng. 6 Tanin trong hồng từ lâu đời được dùng hồ giấy hay vải để vẽ tranh dân gian, vì xử lý bằng tanin của hồng các vật liệu đó sẽ dai hơn, bền hơn. Ngày nay một số vùng vẫn dùng tanin từ hồng để làm đồ mỹ nghệ. Tại Nhật Bản, người ta còn dùng tanin từ quả hồng trong công nghệ ủ men rượu, men bia… Trong y học, tanin được dùng để chữa bệnh cao huyết áp (Tài nguyên thực vật, 2006). 2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ quả hồng trong nước và trên thế giới 2.3.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ quả hồng trên thế giới Hiện nay, tuy Trung Quốc và Nhật Bản vẫn là những khu vực sản xuất hồng mang tính hàng hóa, nhưng lại nhỏ hơn nhiều so với trung tâm mới phát triển ở Italy, Israel, Brazil và Hoa kỳ (bang California). Theo thống kê năm 1986 Nhật Bản đạt sản lượng 291000 tấn hồng trên diện tích 27000ha. Hiện diện tích cây trồng và việc thương mại hóa các sản phẩm từ quả hồng đã lan rộng tới New Zealand, Australia và vùng Đông Mỹ, với lợi thế về đặc điểm khí hậu mà quả của các vùng này thu hoạch trái vụ so với kh vực Bắc bán cầu, nên có tiềm năng xuất khẩu lớn. Ở Australia, số lượng cây trồng tăng nhanh chóng từ gần như không có cây nào năm 1970 đến năm 1993 đã đạt khoảng 200000 cây (Collins R.J và cộng sự, 1995). Sản phẩm của hồng trong thương mại quốc tế cũng ngày một tăng nhanh. Israel đã trồng được 1500 ha hồng và xuất sang châu Âu như một sản phẩm đặc biệt. Tại Đông Nam Á chỉ riêng khu vực Bắc Hồ Toba (Sumatra) hàng năm đã bán sang thị trường Singapore 1500 tấn quả hồng. Theo số liệu của tổ chức nông lương thế giới (FAO) trong năm 2004 sản lượng hồng là 2.518.123 tấn, trong đó có Trung Quốc chiếm 72.3%, Hàn Quốc là 11.9% và Nhật Bản là 9.2%. Các nước như Brazil, Italy, Tây Ban Nha và Israel cũng sản xuất ra một lượng hồng đáng kể. New Zealand và Australia sản xuất hồng chủ yếu để cho xuất khẩu. Do vậy, trong những năm gần đây quả hồng đang trở lên ngày càng phổ biến ở các nước không thuộc châu Á. 2.3.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ quả hồng trong nước Hồng cho thu hoạch vào tháng 9 đến tháng 10 sớm hơn ít nhất nửa tháng so với hồng Trung Quốc. Ngoài ra, các nước Đông Nam Á gồm Thái Lan, Lào, 7 Campuchia, Philipin, Mã Lai, Indonesia, Đài Loan, Hồng Kông thì chỉ có Thái Lan trồng hồng với diện tích khá khiêm tốn 30ha nên vẫn nhập khẩu với giá 1,9 – 5,6 US$/kg (Collins R.J và cộng sự, 1995). Vì vậy, quả hồng có tiềm năng tiêu thụ rất lớn. Trồng hồng cho thu nhập cao so với một số loại cây trồng khác. Do vậy, hồng là một trong những loại cây trồng chủ lực trong chủ trương thay đổi cơ cấu cây trồng, thực hiện xóa đói giảm nghèo trong nông nghiệp, nông thôn của Đảng và Nhà Nước. Hồng được trồng nhiều ở các tỉnh phía Bắc như: Thạch Hà (Hà Tĩnh), Lương Sơn (Hòa Bình)… Ở phía Nam hồng được đưa vào Đà Lạt trồng từ năm 1957 đến năm 1969 có 1460 cây. Đến năm 1993 đã trồng được trên 320ha với 87700 cây, đạt sản lượng 2000 tấn. Hồng Đà Lạt được tiêu thụ khắp các tỉnh miền Trung và miền Nam, đặc biệt là thành phố Hồ Chí Minh dưới dạng quả tươi hay sấy khô (Phạm Văn Côn, 2005). Số liệu của hội làm vườn huyện Lục Ngạn (tỉnh Bắc Giang) cho biết: năm 2008 riêng huyện Lục Ngạn có 1180 ha hồng, cho sản lượng từ 10 – 12800 tấn quả. Cây hồng ở Lục Ngạn chủ yếu là hồng Nhân Hậu. 2.4 Các biến đổi xảy ra đối với hồng sau thu hoạch Sau khi thu hoạch sự biến đổi vật lý, sinh lý, sinh hóa vẫn xảy ra mạnh mẽ và sự biến đổi này phụ thuộc vào tính chất tự nhiên của hồng: giống loại, điều kiện trồng trọt và chăm sóc, độ già chín, thu hoạch, kỹ thuật thu hái, vận chuyển và những yếu tố kỹ thuật trong quá trình tồn trữ. Sự biến đổi của hồng sau thu hoạch cũng giảm đáng kể chất lượng và hình thái của hồng. 2.4.1. Một số biến đổi vật lý Quả tươi sau khi thu hái để trong môi trường bảo quản sẽ xảy ra một số biến đổi vật lý có thể dẫn đến giảm chất lượng cũng như giảm khối lượng của rau quả. Đó là những hiện tượng như: bay hơi nước, giảm khối lượng tự nhiên, sự sinh nhiệt, sự biến đổi màu sắc vỏ quả… (Hà Văn Thuyết và Trần Quang Bình, 2001). - Biến đổi màu sắc: Sau thu hoạch ở quả nói chung thì xảy ra quá trình chín, màu sắc chuyển sang màu vàng hoặc đỏ tùy từng loại quả. 8 Nguyên nhân gây nên sự biến đổi mầu sắc là do sự biến đổi các thành phần chất màu. Các chất màu này thay đổi rõ rệt trong quá trình chín, thông thường chlorophyll giảm dần đi trong khi carotenoid tăng dần lên để trở thành chất màu chính của quả chín. Quả hồng sau thu hoạch có màu chuyển từ xanh sang vàng như giống hồng ngâm Lạng Sơn hoặc chuyển từ xanh sang vàng rồi chín đỏ như các loại hồng rấm. - Sự bay hơi tùy thuộc vào mức độ háo nước của hệ keo trong tế bào, cấu tạo và trạng thái mô bao che (chiều dày và độ chắc của vỏ, của lớp sáp, lớp phấn ngoài vỏ…), đặc điểm và mức độ bị dập cơ học, độ ẩm của môi trường xung quanh, tốc độ chuyển động của không khí, độ chín của rau quả, cách bao gói, thời hạn và phương pháp tồn trữ cùng các yếu tố như cường độ hô hấp… Sự mất nước thay đổi quá trình tồn trữ. Giai đoạn đầu ( sau thu hoạch) mất nước mạnh, giai đoạn giữa giảm đi và cuối cùng khi chín hoặc khi bắt đầu hư hỏng sự mất nước lại tăng lên. Trong thực tế tồn trữ, để giảm sự mất nước của rau quả người ta thường áp dụng các biện pháp như: Hạ nhiệt độ, tăng độ ẩm và giảm tốc độ chuyển động của không khí trong kho bảo quản. -Sự giảm khối lượng tự nhiên: là sự giảm khối lượng của rau quả do bay hơi nước và tổn hao các chất hữu cơ khi hô hấp. Vì vậy, nó gây nên những tổn thất về mặt số lượng, chất lượng dinh dưỡng, cảm quan của quả. Để hạn chế sự giảm khối lượng tự nhiên cần phải có cách thức chăm sóc phù hợp, giảm sự va đập cơ học, dập nát trong suốt quá trình thu hái, vận chuyển, bảo quản, thu hoạch đúng độ chín và có phương pháp bảo quản thích hợp. - Sự sinh nhiệt: Quả sau thu hoạch vẫn tiếp tục quá trình sống mà đặc trưng là hô hấp. Lượng nhiệt tỏa ra làm khối quả tự bốc nóng. Vi khuẩn, nấm mốc phát triển làm quả hư hỏng một cách nhanh chóng. Để hạn chế sự sinh nhiệt cần phải duy trì các thông số nhiệt độ, độ ẩm tối ưu trong kho. - Biến đổi độ cứng: Khi tồn trữ thì độ cứng của quả giảm dần, chuyển từ cứng sang mềm rồi mềm nhũn, đó chính là do thành phần hóa học của quả thay đổi khi quả chín như thành phần protopectin chuyển thành pectin… làm cho quả mềm ra. 9 2.4.2. Một số biến đổi sinh lý Trong quá trình bảo quản hoạt động hô hấp xảy ra làm tiêu hao vật chất dự trữ, làm giảm chất lượng dinh dưỡng và cảm quan cũng như rút ngắn tuổi thọ của nông sản, đồng thời giải phóng ra một lượng nhiệt, hơi nước, góp phần thúc đẩy các quá trình hư hỏng diễn ra nhanh chóng hơn. - Quá trình hô hấp: Trong quá trình này các chất hữu cơ được phân giải đến sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O đồng thời giải phóng năng lượng và O2 của không khí được hấp thụ. Đại lượng đặc trưng cho hố hấp là cường độ hô hấp. Cường độ hô hấp càng cao càng rút ngắn tuổi thọ chất lượng. Nó phụ thuộc vào bản thân rau quả và các yếu tố thuộc về môi trường tồn trữ. Để hạn chế cường độ hô hấp của quả tồn trữ chúng ở những nơi râm mát, có mái che, tốt nhất là ở những nơi tối. - Sự sản sinh Ethylen: Sau thu hoạc sự sản sinh ethylene của quả tười làm giảm tuổi thọ của quả ngay cả khi ở nhiệt độ an toàn nhất. Sự sản sinh ethylen bị giảm đi khi chúng được cất giữ trong điều kiện nhiệt đột thấp. Sự tăng hàm lượng ethylene trong khối quả sẽ làm tăng cường độ hô hấp. Người ta thấy rằng sự tăng cường độ CO2 trùng với sự tăng ethylene, ethylene bắt đầu xuất hiện khi có mặt CO2. 2.4.3. Một số biến đổi hóa học Trong thời gian bảo quản hầu hết các thành phần hóa học của rau quả đều bị biến đổi do tham gia hô hấp hoặc do hoạt động của enzyme. Đối với rau quả tươi thì các chất glucid là thành phần luôn có những biến đổi lớn và mạnh mẽ. - Quá trình thủy phân tinh bột thành đường. Khi đó hàm lượng tinh bột giảm và hàm lượng đường tăng lên. Sự tích tụ đường trong thời kỳ chín không chỉ do đường hóa tinh bột mà còn do sự thủy phân hemicellulose. Khi bị thủy phân hemicellulose tạo thành đường xylose, manose, galactose, arabinose (các pentose). Ngoài ra còn có quá trình thủy phân protopectin thành pectin hòa tan, làm cho liên kết giữa các tế bào và giữa các mô yếu đi. Khi đó quả sẽ chuyển từ trạng thái cứng sang mềm. Khi quả chín các chất pectin bị thủy phân đến acid pectic và methanol làm cho rau quả bị mềm nhũn và cấu trúc bị phá hủy. - Hàm lượng cellulose trong quả hầu như không đổi. 10 - Các acid hữu cơ giảm đi trong quá trình bảo quản do chi phí chung và quá trình hô hấp và decacboxyl hóa. Khi đó các acid hữu cơ bị phân hủy đến CO2 và CH3CHO hoặc acid hữu cơ có thể tác dụng với rượu sinh ra từ các phản ứng trên. - Các chất màu thay đổi rõ nhất trong quá trình bảo quản và trong quá trình chín. Thông thường chlorophyll giảm đi khi carotenoid dần tăng lên trở thành chất màu chính của quả chín. - Hàm lượng tanin giảm dần trong quá trình bảo quản và trong quá trình chín làm thay đổi vị chát của quả. - Hương thơm được sản sinh do các chất bay hơi được tổng hợp trong quá trình chín của quả gồm các andehit, rượu, este, lacton, tecpen và hợp chất lưu huỳnh. - Vitamin C giảm mạnh trong quá trình tồn trữ. Trong quá trình chín của quả, vitamin C của quả giảm đi nhanh hơn do quá trình khử trong các mô bị phá hủy và không khí xâm nhập. Trong quá trình già chín của thực vât ethylene được tăng cường sản sinh làm cho quả trở lên chín. 2.5 Các công trình nghiên cứu về rấm chín hồng trong nước và trên thế giới Rấm chín là quá trình xúc tiến sự biến đổi sinh hóa trong quả nhằm đạt tới mức độ chín có giá trị chất lượng cao nhất trong một thời gian nhất định. Tốc độ chín khi rấm phụ thuộc vào tốc độ của các phản ứng sinh hóa trong quả, do vậy trong một thời gian nhất định khi tăng nhiệt độ sẽ rút ngắn quá trình chín. 2.5.1 Các công trình nghiên cứu về rấm chín hồng trên thế giới - Rấm chín hồng bằng Ethylen: Các nghiên cứu cho thấy,quả hồng rất nhạy cảm với hoạt tính của Ethylen với nồng độ 1÷10 ppm ở 200c đã tăng quá trình làm mềm hóa. Cường đọ hô hấp của quả hồng là 2 ÷ 4 ml CO2/kg.h ở 00C hoặc 10 ÷ 12 ml CO2/kg.h ở 200C. Lượng ethylen sản sinh > 0,1µl/kg.h ở 00C (Carlos.H, Elizabeth J, Mitcham và Adel A.Kade 2003). - Khử chất ( loại bỏ tanin): Các nghiên cứu cuả Masakiko Shimomura trên 12 và 13 giống hồng vàng có nguồn gốc từ Nhật Bản và Trung Quốc về ảnh hưởng của việc sử lý CO2 hoặc dung dịch etanol đến hàm lượng tanin của các giống. Kết quả 11 cho thấy, các phương pháp xử lý có ảnh hưởng khác nhau đến sự giảm hàm lượng tanin của trái hồng vàng, một điều đặc biệt có ý nghĩa đối với các giống hồng ở Nhật Bản.Theo tác giả ngưỡng cảm nhận của con người về hàm lượng tanin hòa tan ( vị chát) trong trái hồng là 1,0 mg/g chất tươi. Kết quả sau xử lý là 8 giống hồng của Trung Quốc và 7 giống hồng của Nhật Bản đều đạt dưới ngưỡng đó sau khi xử lý CO2. Chỉ hai giống của Trung Quốc và một giống của Nhật Bản dưới ngưỡng đó sau khi xử lý etanol. Sự ảnh hưởng của các giống, các phương pháp xử lý và ảnh hưởng lẫn nhau ở giống và phương pháp là rất rõ ràng. Xử lý CO2 giảm bớt tanin hòa tan dễ dàng hơn xử lý etanol. Lượng tanin hòa tan trong 10 giống hồng đã giảm nhiều hơn sau khi xử lý CO2 so với xử lý etanol. Do lượng tanin hòa tan đã phản ứng acetaldehyde tạo thành hợp chất không tan, vì vậy lượng tanin sau xử lý đã giảm đi nhiều và khác hoàn toàn lượng tanin trước xử lý (Shimomura, 1997; Yamada, 2002). 2.5.2 Các công trình nghiên cứu về rấm chín hồng trong nước - Hiện nay, quả hồng sau thu hoạch thường được rấm chín để khử chát trước khi đưa ra ngoài thị trường. Ở nước ta gần như chưa có công trình nghiên cứu khoa học nào về khử chát hồng thường khử chát dựa vào kinh nghiệm lâu năm của người dân như sau: Sau khi thu hái xong phải tiến hành khử chát bằng cách: - Ngâm trong nước vôi loãng hoặc nước tro 3 – 4 ngày. Cứ hai ngày thì lại thay nước… - Ngâm quả trong nước ấm 40 – 500C trong 36 – 38 giờ. - Với các loại hồng rấm sau khi ngâm xong thì tiến hành rấm bằng đất đèn lá xoan như rấm chuối. Những năm gần đây người dân còn sử dụng một loại thuốc nhập lậu của Trung Quốc để rấm chín hồng, chuối và một số loại quả khác, kết quả chín khá đều tuy nhiên thành phần hóa học và tính năng tác dụng của thuốc thì hầu như chưa được biết đến. Các cán bộ nghiên cứu của bộ môn Bảo quản và chế biến thuộc Viện Nghiên cứu rau quả đã nghiên cứu thành công và cho phổ biến quy trình khử chát “Rấm chín hồng bằng ethrel và đất đèn”. 12 2.6 Giới thiệu về etanol Là chất lỏng không mầu, sôi ở nhiệt độ 78,30 C, bay hơi ơ nhiệt độ thấp, mùi xốc, phân cực yếu, có nhiều ứng dụng trong công nghiệp, trong y tế và được dùng nhiều trong thực phẩm. Công thức hóa học là : C2H5OH. Etanol có tác dụng: Hòa tan được alcoloid, một số glycoside, tinh dầu, nhựa, hòa tan ít các tạp chất nên có khả năng hòa tan chọn lọc. Etanol có nồng độ lớn hơn 20% có khả năng bảo quản, không cho vi trùng và nấm mốc phát triển. Etanol (hay còn gọi là rượu) là sản phẩm của quá trình hô hấp yếm khí, ở nồng độ cao sẽ gây lên hiện tượng hư hỏng, đầu độc phôi, làm rồi loạn các hoạt động sinh lý của tế bào và làm cho nguyên liệu bảo quản bị thối hỏng. 2.7 Giới thiệu về ethrel Ethrel (tên khác : Ethephon, Bromeflor, Arvest…) là chất tổng hợp có tên 2Cloethylen phosphoric axit (2-CEPA). Ehtrel là một chất lỏng có màu từ không màu đến hổ phách nhẹ . Nó được ổn định trong dạng axit và bị phá hủy ở pH lớn hơn 3,5 . Hàm lượng hoạt chất : 400mg/l, tỷ trọng 1,2g/ml, pH=3 . Nó dễ hòa tan trong nước, ít độc với người và gia súc . Thử nghiệm độ độc trên chuột cống theo đường tiêu hóa cho thấy : LD50 = 7000mg/kg . Ethephon không hại đối với ong, ít độc với cá . (TSKH. Trần Hạnh Phúc, Viện sinh học nhiệt đới) Khi gặp nước, Ehtrel chuyển thành Etylen – một hoocmon thực vật giữ vai trò chính trong quá trình chín và quá trình già hóa của cây trồng và nông sản, nên khi phun vào cây, quả, Ethrel xâm nhập vào tế bào, bị nước có trong tế bào phân hủy thành Etylen theo phản ứng : 13 Ứng dụng chính của ethrel là: - Sử dụng Ethrel để điều khiển quá trình ra hoa kết trái của cây trồng theo ý muốnn của nhà nông nhằm rải vụ và nghịch vụ các loại cây trái để tránh trái cây chín tập trung trong một thời gian quá ngắn, thất thoát nhiều và bị rớt giá ; nhằm phục vụ cho xuất khẩu quanh năm như xoài, nhãn, thanh long … - Sử dụng hiệu quả cho công nghệ sau thu hoạch, tạo ra sản phẩm đẹp, đồng đều, chống thất thoát, chất lượng tốt đạt tiêu chuẩn xuất khẩu và trái cây Việt có khả năng cạnh tranh được với trái cây của các nước trong khu vực . Ở nước ta, Ethrel được phép sử dụng trong phân bón và điều này được ghi rõ trong Danh mục các chất điều tiết sinh trưởng được phép sử dụng trong phân bón ban hành kèm theo Thông tư số 36/2010/TT-BNNPTNT ngày 24/6/2010 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn . Một số ứng dụng của ethrel trong làm chín quả sớm Trên thế giới, Ethrel được sử dụng hết sức rộng rãi để kích thích sự chín của các loại quả, làm quả chín đồng loạt tạo điều kiện cho công nghệ sau thu hoạch Trước đây, việc sử dụng đất đèn để làm chín trái cây như cách dân gian bà con thường dùng có hiệu quả gây chín từ Axetylen thua kém Etylen đến hàng ngàn lần, hơn nữa nó không phù hợp và không đảm bảo các tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm theo thông lệ quốc tế đối với hàng xuất khẩu vì đất đèn độc hại với sức khỏe con người và dễ gây cháy nổ . Ethrel đáp ứng được các yêu cầu trong sản xuất hàng hóa hiện đại . Ethrel ở dạng lỏng, khi vào trong quả, dưới ảnh hưởng của pH sinh lý của quả, Ethrel giải phóng ra Ethylene gây ra sự chín của quả . Người ta pha loãng Ethrel đến các nồng độ 0,02-0,05% rồi nhúng quả vào dung dịch trên trong 3-4 phút .Vớt quả ra, để ráo rồi ú sớm . Sau 2-7 ngày tùy từng loại quả, quả sẽ chín đồng loạt, mã quả đẹp đồng đều, tỷ lệ quả thối hỏng rất thấp . Ở quy mô phòng thí nghiệm, Trần Thị Lan Hương và cs. (2006) cũng đã thử nghiệm rấm hồng Thạch Thất ở nhiệt độ cao kết hợp xử lý cồn và đã thu được kết quả khả quan, vị chát giảm. Tuy nhiên, các giống hồng khác nhau có 14 phản ứng không giống nhau trong cùng một điều kiện rấm chín ( Nguyễn Thị Ngọc Diệp, 2014). Viện nghiên cứu rau quả đã nghiên cứu thành công và cho phổ biến quy trình khử chát “rấm chín hồng bằng ethrel và đất đèn và đã cho kết quả khả quan trong việc khử chát. (Nguyễn Thị Ngọc Hiền, 2008) Các cán bộ thuộc khoa công nghệ thực phẩm, trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội đã nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện rấm chín (nhiệt độ, ethanol) đến một số thành phần hóa học có ảnh hưởng quyết định đến chất lượng quả hồng Nhân Hậu. Kết quả cho thấy rấm hồng Nhân Hậu ở nhiệt độ 400C trong 20h kết hợp với xử lý cồn etylic với liều lượng 2ml/ kg quả là điều kiện tối ưu để quả hồng có có chất lượng cao nhất về vị và màu sắc quả ( Trần Thị Lan Hương và cộng sự, 2009). 2.8 Giới thiệu về 1-MCP 2.8.1. Bản chất hóa học của 1-Methycyclopropen Công thức hóa học của 1 - MCP: (1 – Methylcyclopene) : C4H6 1 – MCP là dẫn xuất của cyclopropen ( hay là hợp chất vòng olefin ) có khối lượng phân tử là 54,09 g/mol. 1 – MCP có nhiệt độ xấp xỉ 120C nên nó bay hơi ở điều kiện thường. Hợp chất này không độc, không có mùi. Năm 1996 Sisler và cộng sự đã tổng hợp 1 – MCP và được nhận bằng sáng chế cho hoạt chất ức chế ethylen. 1 – MCP được sử dụng như là một chất điều chỉnh sự phát triển nhân tạo để kìm hãm sự sản sinh ethylene trong rau quả, hoa tươi. Sử dụng 1 – MCP có thể kéo dài thêm thời gian bảo quản các loại trái cây, rau, hoa cắt từ 50 – 200%. 15