Đồ án Khảo sát quá trình tạo màng phủ ăn được alginate kháng oxi hóa ứng dụng trong bảo quản táo cắt tươi

134 trang thiennha21 13/04/2022 4560

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Khảo sát quá trình tạo màng phủ ăn được alginate kháng oxi hóa ứng dụng trong bảo quản táo cắt tươi", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

do_an_khao_sat_qua_trinh_tao_mang_phu_an_duoc_alginate_khang.pdf

Nội dung text: Đồ án Khảo sát quá trình tạo màng phủ ăn được alginate kháng oxi hóa ứng dụng trong bảo quản táo cắt tươi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH TẠO MÀNG PHỦ ĂN ĐƯỢC ALGINATE KHÁNG OXI HÓA ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN TÁO CẮT TƯƠI Ngành: Công nghệ thực phẩm Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Giảng viên hướng dẫn : Th.S Trần Thị Ngọc Mai Sinh viên thực hiện : Lê Thị Hồng Hạnh MSSV: 1151100130 Lớp: 11DTP02 TP. Hồ Chí Minh, 2015
Đồ án tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đây là bài báo cáo đồ án tốt nghiệp của riêng em và được hướng dẫn bởi Ths.Trần Thị Ngọc Mai. Các kết quả phân tích trong đề tài này là kết quả thu được từ quá trình thực nghiệm, khách quan, không sao chép từ bất kỳ nguồn tài liệu nào. Những thông tin trích dẫn, bảng biểu số liệu tham khảo phục vụ cho việc nghiên cứu đều được ghi rõ nguồn trong phần tài liệu tham khảo. Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình. Trường Đại học Công nghệ TP.HCM không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do em gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có). TP. Hồ Chí Minh, ngày 9 tháng 8 năm 2015 LÊ THỊ HỒNG HẠNH i
Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn các quý thầy cô khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trường đã giảng dạy và truyền đạt cho em kiến thức trong suốt quá trình em học tập, nghiên cứu và rèn luyện ở trường Đại học Công Nghệ TP.HCM. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn Ths. Trần Thị Ngọc Mai đã dành nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn em thực hiện đồ án tốt nghiệp này. Nhờ sự giúp đỡ, động viên tinh thần của cô đã giúp em vượt qua nhiều khó khăn trong quá trình nghiên cứu thực hiện đồ án. Xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã hỗ trợ, động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đồ án tốt nghiệp này song do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên khó tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý từ quý thầy cô để đồ án tốt nghiệp này có thể được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! TP. Hồ Chí Minh, ngày 9 tháng 8 năm 2015 LÊ THỊ HỒNG HẠNH ii
Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix DANH MỤC BẢNG x DANH MỤC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH xii MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 1.1.Màng phủ ăn được 5 1.1.1.Lịch sử hình thành màng phủ ăn được 5 1.1.2.Phân loại màng phủ ăn được 5 1.1.2.1.Màng polysaccharide 6 1.1.2.2.Màng protein 6 1.1.2.3.Màng lipid 6 1.1.3.Phương pháp tạo màng phủ ăn được 7 1.2.Giới thiệu sơ lược về Alginate 9 1.2.1.Nguồn gốc của Alginate 9 1.2.2.Cấu trúc hóa học 10 1.2.3.Phân loại alginate 12 1.2.3.1.Phân loại theo nguồn khai thác 12 1.2.3.2.Phân loại theo tính năng mỗi loại alginate 12 iii
Đồ án tốt nghiệp 1.2.4.Tính chất của Alginate 15 1.2.4.1.Độ tan 15 1.2.4.2.Độ nhớt 16 1.2.4.3.Độ ổn định 17 1.2.4.4.Sự gel hóa 17 1.2.4.5.Sự hóa dẻo 18 1.2.5.Tính chất của màng Alginate 19 1.2.5.1.Các chất tạo độ đàn hồi có thể thêm vào màng alginate 20 1.2.5.2.Các chất có thể thêm vào màng alginate để tăng khả năng kháng oxi hóa 21 1.3.Tổng quan về táo 25 1.3.1.Giới thiệu chung 25 1.3.2.Phân loại 26 1.3.3.Thành phần hóa học 28 1.3.4.Những biến đổi của táo sau khi cắt 30 1.3.4.1.Biến đổi cảm quan 30 1.3.4.2.Biến đổi thành phần hóa học 31 1.3.4.3.Biến đổi vi sinh 33 1.3.5.Các nhân tố ảnh hưởng tới chất lượng táo cắt tươi 34 1.3.5.1.Giống 34 1.3.5.2.Trước thu hoạch 35 1.3.5.3.Độ chín sinh lý 36 iv
Đồ án tốt nghiệp 1.3.5.4.Tổn thương cơ học 36 1.3.5.5.Tác động của vi sinh vật 36 1.4.Tình hình nghiên cứu màng phủ ăn được alginate ứng dụng cho bảo quản trái cây tươi 37 1.4.1.Trên thế giới 37 1.4.2.Việt Nam 38 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 2.1.Đối tượng nghiên cứu 39 2.1.1.Nguyên liệu 39 2.1.2.Hóa chất 39 2.1.3.Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 40 2.2.Phương pháp phân tích 41 2.2.1.Phương pháp tạo màng 41 2.2.2.Phương pháp xác định tổng chất rắn hòa tan 41 2.2.3.Phương pháp xác định độ hao hụt khối lượng 41 2.2.4.Phương pháp xác định hàm lượng đường khử theo DNS 41 2.2.4.1.Nguyên tắc 41 2.2.4.2.Chuẩn bị hóa chất 42 2.2.4.3.Lập đường chuẩn glucose 42 2.2.4.4.Xác định hàm lượng glucose trong mẫu 43 2.2.5.Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol tổng 44 2.2.5.1 Nguyên tắc 44 v
Đồ án tốt nghiệp 2.2.5.2 Xây dựng phương trình đường chuẩn acid gallic theo phương pháp Folin- Denis 44 2.2.5.3 Xác định hàm lượng polyphenol trong mẫu 45 2.2.6.Phương pháp xử lý số liệu 45 2.3.Bố trí thí nghiệm 46 2.3.1.Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ alginate đến khả năng tạo màng kháng oxi hóa 47 2.3.2.Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ glycerol thích hợp bổ sung vào dung dịch tạo màng alginate 48 2.3.3.Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ acid citric đến khả năng kháng oxi hóa của màng alginate 49 2.3.4.Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ acid ascorbic đến khả năng kháng oxi hóa của màng alginate 50 2.3.5.Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian bảo quản và phương pháp xử lý hóa chất đến khả năng tạo màng aliginate kháng oxi hóa cho táo cắt tươi 51 2.4.Quy trình công nghệ 53 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 55 3.1.Kết quả khảo sát nồng độ alginate 55 3.1.1.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate và glycerol (A_G) 55 3.1.2.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid citric (A_G_AC) 56 vi
Đồ án tốt nghiệp 3.1.3.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid ascorbic (A_G_AA) 57 3.2.Kết quả khảo sát nồng độ glycerol 59 3.2.1.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate và glycerol (A_G) 59 3.2.2.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid citric (A_G_AC) 61 3.2.3.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid ascorbic (A_G_AA) 62 3.3.Kết quả khảo sát nồng độ acid citric 64 3.4.Kết quả khảo sát nồng độ acid ascorbic 66 3.5.Kết quả khảo sát ảnh hưởng thời gian bảo quản và phương pháp xử lý hóa chất đến khả năng tạo màng alginate kháng oxi cho táo cắt tươi 67 3.5.1. Kết quả hàm lượng tổng chất rắn hòa tan (Total soluble solids – TSS oBrix) của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian 68 3.5.2. Kết quả độ hao hụt khối lượng (Weight losss – WL %) của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian 69 3.5.3. Kết quả hàm lượng đường khử (Reducing sugar – RS mg/g FW) của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian 71 3.5.4.Kết quả hàm lượng polyphenol tổng (Total polyphenol – TTP mgGAE/g FW) của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian 72 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 4.1.Kết luận 74 vii
Đồ án tốt nghiệp 4.2.Kiến nghị 74 viii
Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT A_G Alginate_glycerol A_G_AC Alginate_glycerol_acid citric A_G_AA Alginate_glycerol_acid ascorbic BHA Butylated hydroxyanisole BHT Butylated hydroxytouluene EG Ethylen glycol FW Fresh weight – Khối lượng chất tươi GAE Gallic acid equivalents G α-L-guluronicacid M β-D-mannuronic acid NAC N-acetyl-L-cysteine PEG Polyethylen glycol PGA Propyleneglycol alginate POD Peroxidase PPO Polyphenol oxidase RS Reducing sugar – Đường khử TTP Total polyphenol – Polyphenol tổng TSS Total soluble solids - Tổng chất rắn hòa tan WL Weight loss – Hao hụt khối lượng ix
Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Độ nhớt của alginate, mPa.S (Broorkrield, 20rpm, 200C) 16 Bảng 1.2 Phân loại táo 26 Bảng 1.3 Thành phẩn của các chất có trong 100g táo nguyên liệu 29 Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của sodium alginate (Himedia - Ấn Độ) 39 Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật của glycerol 39 Bảng 2.3 Chuẩn bị các nồng độ glucose 42 Bảng 3.1 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate và glycerol (A_G) 55 Bảng 3.2 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid citric (A_G_AC) 56 Bảng 3.3 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid ascorbic (A_G_AA) 58 Bảng 3.4 Tổng kết nồng độ alginate thích hợp nhất cho từng loại màng 59 Bảng 3.5 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate và glycerol (A_G) 60 Bảng 3.6 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid citric (A_G_AC) 61 Bảng 3.7 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid ascorbic (A_G_AA) 63 Bảng 3.8 Tổng kết nồng độ glycerol thích hợp bổ sung nhất cho từng loại màng . 64 Bảng 3.9 Kết quả khảo sát nồng độ acid citric 65 Bảng 3.10 Kết quả khảo sát nồng độ acid ascorbic 66 x
Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.11 Kết quả hàm lượng tổng chất rắn hòa tan của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian 68 Bảng 3.12 Kết quả độ hao hụt khối lượng của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian 69 Bảng 3.13 Kết quả hàm lượng đường khử của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian 71 Bảng 3.14 Kết quả hàm lượng polyphenol tổng của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian 72 xi
Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH Hình 1.1 Phương pháp phủ quét 7 Hình 1.2 Phương pháp phun phủ quay 8 Hình 1.3 Phương pháp phun băng chuyền 8 Hình 1.4 Phương pháp nhúng 9 Hình 1.5 Hai loại acid uronic tạo thành alginate 10 Hình 1.6 Công thức cấu tạo của alginate 11 Hình 1.7 Khối M (MMM) 11 Hình 1.8 Khối G (GGG) 11 Hình 1.9 Khối M xen kẽ khối G (MGM) 11 Hình 1.10 Công thức cấu tạo của sodium alginate 12 Hình 1.11 Công thức cấu tạo của Potassium alginate 13 Hình 1.12 Công thức cấu tạo của Calcium alginate 14 Hình 1.13 Công thức cấu tạo của ammonium alginate 14 Hình 1.14 Công thức cấu tạo của Propylen glycon alginate 15 Hình 1.15 Cấu trúc dạng “Box- egg”. 18 Hình 1.16 Mô tả những hợp chất tiêu biểu có trong táo [26] 28 Hình 1.17 Các bước trong quá trình chuyển hóa phenolic dẫn đến hóa nâu 33 Hình 1.18 Phản ứng hóa nâu của các phenol trong táo cắt tươi 33 Hình 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 46 Hình 2.2. Sơ đồ thí nghiệm 1 47 Hình 2.3 Sơ đồ thí nghiệm 2 48 xii
Đồ án tốt nghiệp Hình 2.4 Sơ đồ thí nghiệm 3 49 Hình 2.6 Sơ đồ thí nghiệm 5 51 Hình 2.7 Quy trình công nghệ 53 xiii
Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay trên thế giới ngành công nghiệp chế biến các sản phẩm tươi ngày càng phát triển, trong đó trái cây cắt tươi chính là mặt hàng phát triển nhanh nhất về hiệu quả kinh doanh. Nhu cầu tiêu thụ sản phẩm trái cây cắt tươi rất lớn do ích lợi của trái cây mang lại và sự tiện lợi khi sử dụng. Tuy nhiên, ở Việt Nam việc phát triển sản phẩm thực phẩm trái cây cắt tươi gặp nhiều trở ngại do thời gian sử dụng hạn chế, sự đa dạng của mặt hàng trái cây chưa cao. Thực trạng này cho thấy hệ thống bảo quản, chế biến sau thu hoạch tại nước ta chưa được quan tâm chú trọng, công nghệ chế biến tạo giá trị gia tăng sản phẩm còn yếu. Muốn giải quyết được tình trạng này cần phải ứng dụng các công nghệ bảo quản tiên tiến như hệ thống làm lạnh, bảo quản bằng khí ozone, bao gói biến đối khí quyển, sử dụng màng phủ sinh học, tiệt trùng bằng tia UV, Trong những năm gần đây, phương pháp bảo quản trái cây bằng màng phủ sinh học đã được nghiên cứu và ứng dụng, cho thấy nhiều tính năng ưu việt như thân thiện với môi trường, khả năng an toàn, cũng như mang lại các giá trị dinh dưỡng khi sử dụng. Tại Việt Nam, tình hình nghiên cứu về màng phủ sinh học như màng chitosan và màng alginate mới chỉ dừng ở mức ứng dụng cho sản phẩm trái cây tươi mà chưa chú trọng đến vấn đề về bảo quản trái cây chế biến tươi. Vì vậy, việc nghiên cứu về vấn đề sử dụng màng phủ ăn được cho sản phẩm trái cây chế biến tươi là thật sự cần thiết lúc này. Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về màng phủ ăn được kéo dài thời gian bảo quản cho sản phẩm trái cây cắt tươi. Nghiên cứu của Rojas và cộng sự (2007) đã ứng dụng màng alginate hiệu quả trong bảo quản táo cắt tươi. Rosa (2008) cũng ứng dụng thành công màng alginate trong bảo quản dưa hấu cắt tươi. Những thành tựu này cho thấy màng phủ ăn được từ alginate đem lại hiệu quả cao cho bảo quản trái cây cắt tươi. 1
Đồ án tốt nghiệp Qua tìm hiểu về sự đa dạng hóa cho sản phẩm trái cây chế biến tươi, người thực hiện đề tài nhận thấy tiềm năng kinh tế đem lại từ sản phẩm táo cắt tươi rất cao. Táo là một loại trong những loại thương phẩm có giá trị dinh dưỡng cao cho sức khỏe của con người và nhu cầu tiêu thụ táo rất lớn. Theo số liệu của Cục Bảo vệ thực vật thì từ đầu năm 2015 đến nay, Việt Nam đã nhập khẩu khoảng 10229 tấn táo Mỹ, 3475 tấn táo New Zealand và 2000 tấn táo từ Úc. Tuy nhiên, táo sau khi cắt rất dễ bị oxi hóa, biến đổi thành phần dinh dưỡng, giảm giá trị cảm quan. Vì vậy, đề tài này xin nghiên cứu về vấn đề “Khảo sát quá trình tạo màng phủ ăn được alginate kháng oxy hóa ứng dụng trong bảo quản táo cắt tươi”. 2.Mục đích nghiên cứu Xác định các thông số và thành phần tạo màng phủ ăn được alginate kháng oxi hóa ứng dụng trong bảo quản táo cắt tươi. 3.Nhiệm vụ nghiên cứu Khảo sát nồng độ alginate ảnh hưởng đến khả năng tạo màng phủ bảo quản táo cắt tươi. Khảo sát nồng độ glycerol bổ sung vào dung dịch tạo màng alginate. Khảo sát nồng độ chất kháng oxi hóa bổ sung vào dung dịch tạo màng alginate. Khảo sát khả năng kháng oxi hóa của các loại dung dịch tạo màng phủ alginate thay đổi theo thời gian bảo quản. 4.Phương pháp nghiên cứu Đo hàm lượng tổng chất rắn hòa tan bằng brix kế. Độ hao hụt khối lượng tự nhiên xác định bằng cách cân khối lượng của mẫu trước và sau quá trình bảo quản bằng cân kỹ thuật với 3 lần lặp lại (với độ chính xác 0,001 g). 2
Đồ án tốt nghiệp Định lượng đường khử trong mẫu bằng phương pháp acid dinitrosalicylic (DNS). Hàm lượng polyphenol tổng bằng phương pháp Folin Denis. Số liệu nghiên cứu được xử lý phần mềm bằng Microsoft Excel và xử lý thống kê bằng chương trình Statgraphics. 5.Các kết quả đạt được của đề tài Sau khi tiến hành khảo sát các thí nghiệm, ghi nhận và xử lý dữ liệu, người thực hiện đề tài rút ra được kết quả sau: Màng phủ alginate khi bổ sung chất tạo dẻo glycerol và chất chống oxi hóa là acid ascorbic sẽ tăng khả năng kháng oxi hóa cho sản phẩm táo cắt tươi, giúp giảm sự hóa nâu bề mặt táo, hơn nữa độ hao hụt khối lượng và hàm lượng chất dinh dưỡng giảm ít hơn nhiều so với phương pháp bảo quản thường. Thông số kỹ thuật để tạo màng phủ alginate đạt hiệu quả cho bảo quản táo sau khi cắt: - Nhúng 1 lần vào dung dịch tạo màng alginate trong thời gian 1 phút - Nồng độ dung dịch alginate là 2%. - Nồng độ glycerol bổ sung vào dung dịch alginate 2% là 1,5%. - Nồng độ acid ascorbic bổ sung vào dung dịch alginate 2% là 2,5%. 6.Kết cấu của đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp gồm 4 chương - Chương 1: Tổng quan Giới thiệu về màng phủ ăn được, tìm hiểu về alginate và nguyên liệu táo. - Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu Giới thiệu về đối tượng nghiên cứu, các phương pháp phân tích, bố trí thí nghiệm và quy trình công nghệ. 3
Đồ án tốt nghiệp - Chương 3: Kết quả và thảo luận Thống kê, xử lý dữ liệu kết quả và đưa ra nhận xét. - Chương 4: Kết luận và kiến nghị Đưa ra kết luận và kiến nghị để hoàn thiện đề tài. 4
Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.Màng phủ ăn được [2], [8], [9], [11], [21], [29] 1.1.1.Lịch sử hình thành màng phủ ăn được Trong suốt nhiều thế kỷ, màng phủ ăn được đã được sử dụng để bảo quản thực phẩm và ngăn ngừa sự giảm ẩm. Từ thế kỷ XII, người Trung Quốc đã sử dụng sáp nóng chảy bao bọc những loại trái cây họ cam, quýt giúp chúng giảm hư hỏng trong quá trình vận chuyển từ miền Nam đến miền Bắc để dâng cho Hoàng Đế. Sau đó là ở Anh sử dụng mỡ hoặc sáp ong, gọi là “Larding” (Contrereas-Medellin và Labuza, 1981) để kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm thịt. Phương pháp này cũng được dùng để bảo quản trái cây, tuy giúp bảo vệ và ngăn chặn sự thất thoát nước, tạo lớp trao đổi khí tự nhiên, nhưng nó lại làm giảm chất lượng của hoa quả. Thế kỷ XIX, Mỹ sáng chế ra việc bảo quản các loại thịt khác nhau bằng gellatin (Antoniewski et al., 2007). Từ đầu cho đến giữa thế kỷ XX, màng phủ được làm bằng collagen được sử dụng đển ngăn chặn sự mất nước và làm bóng cho các loại trái cây và rau quả (Baldwin, 1994). Cho đến nay, những nghiên cứu và ứng dụng của màng phủ ăn vẫn đang ngày càng phát triển đa dạng và phong phú hơn. 1.1.2.Phân loại màng phủ ăn được Điều quan trọng khi bảo quản bằng màng phủ ăn được, là phải xem xét tính hiệu quả của lớp phủ phụ thuộc vào loại vật liệu nào mà họ sử dụng, như polysaccharides, protein và lipid (Martinez-Ferrer và các cộng sự.2005, Aguilar-Mendez và các cộng sự - 2008, Brasil và các cộng sự, 2012 ). 5
Đồ án tốt nghiệp 1.1.2.1.Màng polysaccharide Một số vật liệu polysaccharide như tinh bột và dẫn xuất của tinh bột, alginate, các dẫn xuất cellulose, carrageenan, các loại gum từ thực vật và vi sinh vật khác nhau, chitosan và pectin có tính chất và khả năng tạo màng (Nisperos Carriedo, 1994). Do tính chất ưa nước nên màng polysaccharide thường có khả năng chắn hơi nước hạn chế. Tuy nhiên, khi được áp dụng dưới dạng lớp phủ, dạng gel có hàm lượng cao, một số polysaccharide có thể làm chậm quá trình mất ẩm của thực phẩm (Kester, 1999). 1.1.2.2.Màng protein Màng được tạo ra từ các nguồn protein động vật và thực vật chẳng hạn như collagen, gelatin, protein sữa, gluten lúa mì, protein đậu nành, zein ngô, và protein đậu phộng gần đây đã được xem xét (Gennadios, 2003). Tương tự như màng polysaccharide, màng protein có tính chất thấm hơi nước tương đối cao, gấp 2-4 lần so với các vật liệu bao gói thông thường như: PE, PP, polyeste và PVC. Ngoài ra, màng protein còn có tính cản O2 tốt trong các môi trường có độ ẩm tương đối thấp. Tuy nhiên khi lựa chọn protein làm màng không chỉ chú trọng đến chức năng và tình trạng an toàn của nó, mà còn phải quan tâm đến vấn đề một số người bị dị ứng với protein. 1.1.2.3.Màng lipid Màng phủ thực phẩm bằng chất béo hay còn gọi là “larding” đã được sử dụng từ thế kỷ XVI ở Anh (Labuza và Contrer, 1993). Các loại sáp như (sáp carnauba, sáp ong, sáp paraffin) và các loại dầu (dầu khoáng, dầu thực vật) đã được sử dụng thương mại kể từ năm 1930 như lớp phủ bảo vệ cho các loại trái cây tươi và rau quả (Baldwin, 2002). Các lớp phủ sáp đã được chứng minh là có khả năng chống chuyền ẩm hơn so với hầu hết các lipid khác hoặc màng phủ lipid không ăn được (Watters và Brekke, 1998). Tuy nhiên, cũng như sáp, dầu, các vấn đề cần lưu ý của màng phủ ăn được từ lipid hiện nay 6
Đồ án tốt nghiệp là độ dày và việc kiểm soát tính đồng nhất (bề mặt dầu mỡ, nứt) và cảm quan như hương vị (ôi). (Guilbert, 2000). 1.1.3.Phương pháp tạo màng phủ ăn được [11], [14], [29], [30] Có nhiều cách để tạo màng phủ ăn được như quét, phun hoặc nhúng. Quét phương pháp này thích hợp cho trái cây còn nguyên, sử dụng cọ quét nhúng vào dung dịch dùng để tạo màng rồi phủ lên bề mặt thực phẩm được bảo quản. Hình 1.1 Phương pháp phủ quét Phun phủ quay là một phương pháp được sử dụng bởi cả hai ngành công nghiệp dược phẩm, bánh kẹo, sản phẩm sẽ được đặt trong một chảo quay lớn. Các dung dịch hình thành lớp phủ được nhỏ giọt hoặc phun vào luân phiên chảo quay, theo đó các sản phẩm được hình lớp phủ trên bề mặt của vật liệu thực phẩm hoặc dược phẩm. Lớp phủ được làm khô trong điều kiện không khí hoặc môi trường xung quanh ở nhiệt độ cao (Minifie 1989). Phương pháp này thường được sử dụng cho lớp phủ kẹo, các loại hạt và một số loại trái cây chế biến được đặc trưng bởi một mịn. Công nghệ này liên quan đến một chảo bằng thép không gỉ được khép kín và đục dọc theo các mặt bên. Các lớp phủ được phân phối bởi một máy bơm để phun vào chảo. Phun phủ quay là một quá trình tạo màng phủ chậm, tốc độ quay của chảo dựa theo đường kính của chảo quay. 7
Đồ án tốt nghiệp Hình 1.2 Phương pháp phun phủ quay Phương pháp phun băng chuyền được sử dụng để có một lớp phủ đồng nhất trên bề mặt thực phẩm, phương pháp này dễ kiểm soát hơn so với phủ quét hoặc phủ kiểu tầng sôi. Người ta ứng dụng phương pháp này cho việc phủ nhiều lớp. Phun phủ băng chuyền sử dụng cho các sản phẩm có diện tích bề mặt lớn (Dangaran và các đồng sự, 2009). Tuy nhiên, phương pháp phun không thích hợp cho dung dịch tạo màng có độ nhớt cao. Hình 1.3 Phương pháp phun băng chuyền Nhúng là phương pháp có thể hình thành lớp phủ ăn được trên bề mặt của thực phẩm tốt nhất, phù hợp cho các đối tượng thực phẩm không đều hình. Lớp phủ theo cách 8
Đồ án tốt nghiệp này mỏng hơn so với các phương pháp khác và có thể nhúng nhiều lần để đảm bảo quá trình bảo quản (Krochta và các đồng sự, 1994). Hình 1.4 Phương pháp nhúng 1.2.Giới thiệu sơ lược về Alginate 1.2.1.Nguồn gốc của Alginate [1], [4], [5], [31] Alginate là polysaccharide tự nhiên được sản xuất bởi tảo nâu (Painter, 1983) và vi khuẩn (Gorin và Spencer, 1966; Govan et al 1981). Năm 1881, nhà hóa học người Anh E.C.C Stanford đã chiết xuất được alginate lần đầu tiên ở tảo nâu (Phaeophyceae) dưới dạng muối canxi, magie, natri của alginic acid (Haug và Smidsrod, 1967). Sự hiện diện của alginate cung cấp độ bền cơ học và tính linh hoạt của rong biển trong môi trường nước, giúp nó thích nghi với các tác động của dòng chảy (Donati và Paoletti, 2009). Năm 1923, F.C Thernley đã tiến hành chiết rút Alginate thô ở Orkney và từ đó công nghệ sản xuất Alginate ra đời. Năm 1943, alginate trở thành một phụ gia quan trọng dùng trong thực phẩm (Ví dụ: chất ổn định kem). Năm 1944, propyleneglycol alginate (PGA) được phát triển và sản xuất thương mại. 9
Đồ án tốt nghiệp Cho đến nay, tất cả các alginate thương mại có sẵn đã được chiết xuất từ tảo nâu, chủ yếu là từ Laminaria hyperborea, macrocystis pyrifera, Laminaria digitata, Ascophyllum nodosum, Laminaria japonica, Ecklonia maxima, Lessonia nigrescens, và Durvillaea antarctica. Các thành phần của alginate trong tảo biển khác nhau thay đổi theo điều kiện thời tiết và sự tăng trưởng, cũng như trong các bộ phận khác nhau của cây (Andresen et al 1977;. Indergaard và skjåk-Bræk 1987). Biến đổi trong thành phần này xuất phát từ những yêu cầu khác nhau, tính chất cơ học của các nhà máy. Hiện đã có 17 nhà máy tại 9 nước sản xuất Alginate bao gồm: Na Uy, Pháp, Nhật, Canada, Tây Ban Nha, Chile, Nga và Ấn độ. Có 2 công ty sản xuất lớn : Kelco company ( Mỹ) và một công ty của Anh chiếm 70 % sản lượng thế giới. Trung quốc là nước đang nổi lên rất mạnh về lĩnh vực rong biển. 1.2.2.Cấu trúc hóa học [6], [28], [32], [33], [34] Alginate là một polymer được tạo thành từ β-D-mannuronic acid (M) và α-L- guluronicacid (G) theo liên kết 1,4- glucoside. Hai công thức chỉ khác nhau ở nhóm carboxyl (-COOH), ở β-D-mannuronic acid (M) nhóm carboxyl nằm trên mặt phẳng vòng pyranose và ở guluronicacid (G) thì ngược lại. Hai gốc acid này có cấu tạo dạng 4 ghế nhưng cấu hình khác nhau. Acid mannuric có cấu hình C1, còn ở acid guluronic có 1 cấu hình C4. Hình 1.5 Hai loại acid uronic tạo thành alginate 10
Đồ án tốt nghiệp Hình 1.6 Công thức cấu tạo của alginate Ở alginate ta có thể thấy được các loại liên kết của M và G như: khối M (MMM), khối G (GGG), khối M xen kẽ G (MGM). Độ bền vững của các khối gia tăng theo trật tự MG < MM < GG. Tùy theo nguồn gốc của alginate mà độ dài trung bình của mạch phân tử, độ dài của mỗi khối, tỷ lệ và trình tự kết hợp của chúng với nhau khác nhau. Điều này làm cho tính chất của alginate biến đổi trong một dải rộng. Hình 1.7 Khối M (MMM) Hình 1.8 Khối G (GGG) Hình 1.9 Khối M xen kẽ khối G (MGM) 11
Đồ án tốt nghiệp 1.2.3.Phân loại alginate [24], [27] 1.2.3.1.Phân loại theo nguồn khai thác Alginate được sản xuất từ rong biển: Phaeophyceae, Laminaria Alginate được tổng hợp bởi vi sinh vật: Pseudomonas aeruginosa, Azotobacter vinelandii 1.2.3.2.Phân loại theo tính năng mỗi loại alginate Các dạng thương phẩm của alginate: sodium alginate, potassium alginate, ammonium alginate, magie alginate, calcium alginate, propylen glycol alginate. - Sodium alginate: Công thức phân tử (C5H7O4COONa)n Hình 1.10 Công thức cấu tạo của sodium alginate Sodium alginate là chất bột dạng hạt màu trắng hoặc vàng nhạt, không vị. Khi hòa tan trong nước nó tạo thành gel, được sử dụng cho các ngành công nghiệp thực phẩm như chất tăng độ nhớt và chất chuyển thể sữa. Thông thường, Sodium alginate được chiết xuất từ thành tế bào của tảo bẹ được trồng ở các vùng nước lạnh của Ireland, Scotland, Bắc Mỹ và Nam Mỹ, New Zealand, Australia, và Nam Phi Sodium alginate hoạt động như một tác nhân tạo gel mà không cần nhiệt. Bên trong gel có sự hiện diện của các hợp chất canxi. Thường được sử dụng cùng với canxi clorua để bọc trứng cá muối và các sản phẩm hình cầu. Sodium alginate được ứng dụng 12
Đồ án tốt nghiệp trong nhiều lĩnh vực như in và nhuộm công nghiệp, dệt, đặc biệt trong lĩnh vực thực phẩm có thể sử dụng như là chất ổn định kem, phụ gia trong bánh mì, tăng cảm quan cho thức uống, làm màng bảo quản trái cây, cá, thịt, Trong y học, nó có tác dụng hạ lipid máu, huyết áp. - Potassium alginate: Công thức phân tử (C5H7O4COOK)n Hình 1.11 Công thức cấu tạo của Potassium alginate Giống như Sodium alginate, Potassium alginate cũng có dạng chất bột màu trắng, không mùi, không vị, hòa tan vào nước tạo thành dung dịch sệt dính, không hòa tan trong rượu và dung môi hữu cơ khác. Potassium alginate chủ yếu được dùng trong công nghiệp dược phẩm và thực phẩm. Nó là loại carbohydrate polysaccharide tự nhiên có tác dụng hạ mỡ trong máu, hạ đường huyết, giảm lượng cholesterol Ngoài ra, nó còn là vật liệu quan trọng trong nha khoa do có thể làm khuôn răng tốt hay tạo thành mặt nạ trong công nghiệp mỹ phẩm. Potassium alginate có trọng lượng phân tử thấp có thể được cơ thể hấp thu và trao đổi tốt với ion natri trong ruột và dễ dàng thải bỏ khỏi cơ thể mà không gây tác hại gì, nên ngày nay nó đang là nguyên liệu làm màng bọc thuốc đang được nghiên cứu và ứng dụng. - Calcium alginate: Công thức phân tử [(C5H7O4COO)2Ca]n 13
Đồ án tốt nghiệp Hình 1.12 Công thức cấu tạo của Calcium alginate Là chất bột màu trắng, không mùi, không vị, không tan trong nước. Thường được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, hàn, sơn, và keo dẻo ướt. Calcium alginate được chiết xuất từ polysaccharide tự nhiên trong rong biển, có thể ứng dụng tốt làm chất phụ gia cho công nghiệp thực phẩm chức năng. - Ammonium alginate: Công thức phân tử (C5H7O4COONH4)n Hình 1.13 Công thức cấu tạo của ammonium alginate Ammonium alginate là muối ammonium của acid alginic, có dạng hạt hay bột màu trắng. Hòa tan chậm trong nước tạo thành một dung dịch sệt dính, không tan trong ethanol, ether và kết tủa với Canxi clorua, ammonium sulfat. Được dùng trong thực phẩm như chất ổn định, chất làm đặc, chất tạo keo, chất chuyển thể sữa. - Propylen glycon alginate (PGA): Công thức phân tử (C5H7O4COOC3H6OH)n 14
Đồ án tốt nghiệp Hình 1.14 Công thức cấu tạo của Propylen glycon alginate Propylene glycol alginate là một este của acid alginic, trong đó một số nhóm carboxyl được este hóa với propylene glycol, một số trung hòa với dung dịch kiềm thích hợp và một số vẫn còn tự do. Khi hòa tan trong nước PGA tạo dung dịch sệt và có thể hòa tan đến 60% trong ethanol tùy vào mức độ este hóa. PGA có thể kết tủa với acid sulfuric và chì acetate. 1.2.4.Tính chất của Alginate 1.2.4.1.Độ tan Acid alginic là một acid yếu, không tan trong dung môi hữu cơ và nước, tuy vậy lại có khả năng hấp thụ nước từ 10 - 20 lần trọng lượng của nó và trương nở mạnh. Acid alginic có khả năng hòa tan trong kiềm hóa trị I (Na+, K+ ) tạo dung dịch muối kiềm alginate có độ nhớt cao. Muối amoni, muối của các amin phân tử lượng thấp và muối của các hợp chất amin bậc bốn của acid alginic tan được trong nước. Các muối của kim loại hóa trị II (Ca2+, Ba2+, ) thì không tan được trong nước (trừ muối của Mg2+) mà tạo dạng gel với màu sắc khác nhau tùy từng kim loại. Khi cho acid mạnh tác dụng với muối kiềm alginate thì acid alginic được tách ra và kết tủa nổi trên bề mặt dung dịch. Tính chất này rất quan trọng, được ứng dụng vào quy trình chiết xuất alginate. 15
Đồ án tốt nghiệp 1.2.4.2.Độ nhớt Khi hòa tan các alginate vào nước, chúng sẽ ngậm nước và tạo thành dung dịch nhớt. Độ nhớt tỷ lệ thuận vào chiều dài phân tử alginate. Ngoài ra, cách sắp xếp phân tử alginate cũng ảnh hưởng đến độ nhớt của nó. Bảng 1.1 Độ nhớt của alginate, mPa.S (Broorkrield, 20rpm, 200C) Độ nhớt Nổng độ % Thấp Trung bình Cao Rất cao 0,25 9 15 21 27 0,50 17 41 75 110 0,75 33 93 245 355 1,00 58 230 540 800 1,50 160 810 1950 3550 2,00 375 2100 5200 8750 Qua những thông số trên cho thấy sự thay đổi của độ nhớt alginate với những nồng độ khác nhau. Ở một số trường hợp độ nhớt có thể tăng lên với nồng độ thấp khi có sự hiện diện của một số muối như calcium carbonate, calcium sulfat, calcium tartrate vì ion calcium liên kết với alginate tạo cầu nối giữa các phần tử làm tăng trọng lượng phân tử và độ nhớt của dung dịch. Độ nhớt của dung dịch còn phụ thuộc vào nhiệt độ. Bột alginate rất dễ bị giảm nếu không được bảo quản ở nhiệt độ thấp. Khi lưu trữ, alginate có độ nhớt khoảng 50 mPa.s ở 10 – 200C trong thời gian 3 năm, độ nhớt thay đổi rất ít so với ban đầu. Còn với alginate có độ nhớt cao (khoảng 400 mPa.s), khi bảo quản ở 250C, sau 1 năm, độ nhớt đã bị giảm 10% và ở 300C thì bị giảm 45%. Khi nhiệt độ tăng, alginate dễ bị cắt mạch, 16
Đồ án tốt nghiệp dẫn đến giảm độ nhớt. Nếu hạ nhiệt độ tới nhiệt độ lạnh đông và sau đó rã băng thì dung dịch alginate không bị giảm độ nhớt. 1.2.4.3.Độ ổn định Giống như các polysaccharide tự nhiên khác, alginate không bền với nhiệt và ion kim loại. Độ ổn định của alginate sắp xếp theo thứ tự: sodium alginate > ammonium alginate > acid alginic. Alginate có độ nhớt cao kém ổn định hơn alginate có độ nhớt trung bình hoặc thấp. Dung dịch alginate công nghiệp dễ bị rã bởi các vi sinh vật có trong không khí. Dung dịch alginate ổn định ở pH từ 5,5 đến 10 ở nhiệt độ phòng, trong một thời gian dài nhưng sẽ chuyển dạng gel ở pH nhỏ hơn 5,5. Một lượng nhỏ ion calcium có thể làm tăng độ ổn định của dung dịch alginate. 1.2.4.4.Sự gel hóa Alginate có khả năng tạo gel rất hiệu quả. Đây là một đặc tính quan trọng có khả năng ứng dụng rất cao. Gel alginate là loại gel không thuận nghịch, có thể giữ được nguyên tính chất ban đầu của sản phẩm. Gel được tạo thành ở bất kỳ nhiệt độ nào (dưới 1000C) và không bị chảy ra khi đun nóng. Sự tạo gel alginate rất phức tạp, phụ thuộc nhiều vào các yếu tố khác như: dạng alginate, sự kết hợp với ion calcium và cách chuẩn bị màng (Meo et al, 1995). Sự tạo gel phụ thuộc vào sự liên kết giữa alginate và ion trung tâm, và ngược lại (Walewijk et al, 2008). 17
Đồ án tốt nghiệp Hình 1.15 Cấu trúc dạng “Box- egg”. Khi thêm acid hay ion Ca2+ vào dung dịch sodium alginate thì cấu trúc dạng “egg- box” được hình thành tạo gel, màng hay sợi nhờ các tương tác tĩnh điện qua cầu calcium (khi ở nhiệt độ phòng và pH 4 - 10). Tùy vào nồng độ calcium, gel tạo ra có thể thuận nghịch (khi nồng độ Ca2+ thấp) hay không thuận nghịch và ít đàn hồi (khi nồng độ Ca2+ cao). Khi tham gia tạo gel trong trường hợp có mặt Ca2+, các tương tác tĩnh điện (qua cầu canxi) có vai trò quan trọng. 1.2.4.5.Sự hóa dẻo Sự hóa dẻo của màng có thể được nâng cao bằng cách thêm vào các tác nhân làm dẻo bằng cách này gọi là sự hóa dẻo. Kết quả làm cho độ bền của màng càng tăng lên, 18
Đồ án tốt nghiệp chính điều này giúp màng ít bị rách, đó là quá trình co lại của các phân tử bên trong giữa các chuỗi polymer trong cấu trúc màng. Chất dẻo phải phù hợp với polymer sử dụng làm màng và cũng phải cùng hoạt tính với polymer. Các yếu tố khác là chất dẻo phải được giữ lại trong hỗn hợp lâu. 1.2.5.Tính chất của màng Alginate [3], [24], [32] Các alginate có khả năng tạo màng rất tốt. Các màng rất đàn hồi, bền, chịu dầu và không dính bệt. Màng thuộc nhóm polysaccharide có khả năng ngăn cản oxy và lipid thấm qua vì sẽ ức chế được hiện tượng oxy hóa chất béo và các thành phần khác trong thực phẩm. Bên cạnh đó, màng còn có khả năng giảm thoát ẩm vì lượng ẩm trong màng sẽ bốc hơi trước ẩm trong thực phẩm, từ đó màng bao sẽ hơi khô và co lại làm cho lượng ẩm bên trong không thoát ra được. (Allen, 1963) (trích dẫn bởi Trần Thanh Quang, 2008). Màng alginate được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghệ thực phẩm nhằm tăng thời gian sử dụng và bảo quản chất lượng sản phẩm được lâu hơn. Màng phủ ăn được alginate có thể được sử dụng để làm giảm tác hại của quá trình chế biến gây ra. Màng phủ vừa có tác dụng kéo dài thời gian sử dụng vừa ngăn cản sự mất ẩm và sự di chuyển chất tan, phản ứng oxy hóa, ngăn cản sự nhiễm vi sinh vật, bảo vệ mùi vị của thực phẩm. Do ngăn cản sự thấm khí nên màng có khả năng chống lại sự oxy hóa các thành phần thực phẩm là nguyên nhân gây ra sự hóa nâu. Tác dụng của màng phụ thuộc vào bản chất của của nó và phụ thuộc vào môi trường xung quanh. Ngoài ra, alginate có thể kết hợp với các thành phần khác để tạo thành màng hợp phần, nhờ sự kết hợp này mà cải tiến được đặc tính của màng (Nhóm Allen, 1963, Dahle, 1983). 19
Đồ án tốt nghiệp 1.2.5.1.Các chất tạo độ đàn hồi có thể thêm vào màng alginate [25] Các chất dẻo thêm vào màng sẽ ảnh hưởng đến tính chất của màng, trong một số trường hợp nó làm giảm tính chất của màng. Sự mềm mại của màng và sự chống thấm nước của màng sẽ được cải thiện do bổ sung các chất tạo dẻo. Các chất dẻo là thành phần chính của màng, nó chính là sự kết hợp của các chuỗi polymer, do hoạt động của các polymer này mà làm cho màng trở nên mềm mại hơn (Guilbert & Biquet, 1996). - Glycerol Khi không có chất dẻo hóa, màng thường giòn. Khi thêm glycerol vào màng sẽ khắc phục tính giòn cho màng do lực nội phân tử lớn. Chất dẻo hóa làm giảm các lực này vì vậy làm tăng độ co giãn và giãn dài của màng. Glycerol là hợp phần hữu cơ có công thức hóa học CH2(OH)CH2(OH)CH2(OH). Glycerol là rượu đa chức, có vị ngọt, không màu, không mùi, dung dịch nhớt cao, ít độc. Glycerol có 3 nhóm –OH, có thể tan trong nước và hút ẩm tự nhiên. Trong công nghệ thực phẩm, glycerol được dùng như là chất hòa tan, chất trợ ngọt, cũng có thể dùng làm chất bảo quản. Vai trò của glycerol trong tạo màng với alginate xem như chất trợ dẻo và nó cũng có những ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của màng. Glycerol khi cho vào màng có thể làm giảm độ cứng cấu trúc của màng, giữ ẩm cho màng, tăng tính dẻo cũng như tính thấm khí của màng (McHugh và Krochta, 1994; Sothornvit và Krochta, 2000). - Sorbitol Sorbitol có công thức hóa học: C6H14O6. Sorbitol là một loại đường rượu 6 carbon, có nhiều trong rau quả, sorbitol có thể được tạo ra bởi sự hydro hóa glucose ở nhóm aldehyde. Trong thương mại, sorbitol được tổng hợp từ glucose và dextrose. 20
Đồ án tốt nghiệp Sorbitol chỉ ngọt bằng phân nữa độ ngọt của sucrose. Sorbitol là chất ngọt nhân tạo dùng trong thực phẩm ăn kiêng bởi vì khả năng cung cấp năng lượng tương đối thấp (2,6 cal/g) so với dường và bột cung cấp đến 4 cal/g. Sorbitol cũng được sử dụng như một chât giữ ẩm, chất ổn định và có thể sử dụng làm chất thay thế glycerol. Khi được thêm vào màng với tính chất giữ ẩm sorbitol sẽ giúp cho màng được dẻo hơn. - Ethylen glycol, polyethylene glycol Ethylene glycol (EG): Có công thức hóa học (HOH2C-CH2OH), được tạo thành từ quá trình hydrat hóa ethylen oxide dưới tác dụng của nhiệt độ (200 – 3000C). Ethylen glycol không màu, không mùi, ở dạng dung dịch, có vị ngọt, không độc, được sử dụng làm hóa chất dẻo, có thể hòa tan trong các dung môi hữu cơ. Polyethylen glycol (PEG): không màu, không mùi và có vị ngọt, được tạo ra trong quá trình trùng ngưng ethylen glycol (HOH2C-CH2OH)n. Đây là một trong những chất tạo nhũ tốt, có khả năng giữ ấm và duy trì độ nhớt, chính những tính chất này nên khi cho vào màng sẽ làm màng dẻo dai và có độ đàn hồi cao hơn. 1.2.5.2.Các chất có thể thêm vào màng alginate để tăng khả năng kháng oxi hóa [7], [25] Các chức năng bảo vệ của màng ăn được và lớp phủ có thể được tăng cường với việc bổ sung các chất chống oxy hóa, kháng khuẩn, các chất dinh dưỡng, các chất hương liệu, chất tạo màu, và điều chỉnh sự tăng trưởng đó sẽ cải thiện chất lượng và an toàn thực phẩm (Tapia et al, 2007;. Valencia-Chamorro et al ., 2011). Chất chống oxy hóa có thể được bổ sung vào cấu trúc lớp phủ để chống lại sự oxy hóa và sự biến màu của sản phẩm táo cắt tươi có thể là BHA, BHT, acid citric, acid ascorbic, N-acetyl-L-cysteine. 21
Đồ án tốt nghiệp - Acid ascorbic (Vitamin C) [26], [35], [36], [37], [38] Acid ascorbic hay acid 2,4-hexadienic (C5H7COOH) là một chất chống oxi hóa tự nhiên. Tan trong nước, không thể bảo vệ chất béo khỏi quá trình oxi hóa. Các muối của acid ascorbic là Sobat natri, Sobat kali và Sobat canxi. Acid ascorbic và kali sobat có tác dụng sát trùng mạnh đối với nấm men và nấm mốc, các vi sinh vật này là nguyên nhân chủ yếu thương gây hư hỏng sản phẩm rau quả, tác dụng rất yếu đối với vi khuẩn. Vì vậy khi sử dụng Acid ascorbic vẫn có thể giữ được khả năng hoạt động của một số vi khuẩn có lợi như vi khuẩn latic. Acid ascorbic được sử dụng như một chất ức chế hóa nâu một mình hoặc kết hợp với những chất ức chế khác trong khoai tây và táo (Sapers et al., 1989; Sapers and Miller, 1992, 1993; Monsalve-Gonzalez et al., 1993). Nó làm hệ enzyme PPO không hoạt động bằng cách làm giảm khả năng hoạt động của phân tử histidine một cách triệt để và chuyển cofactor Cu2+ thành Cu+ (Osuga và Whitaker, 1995), làm giảm lượng quinine trở thành hợp chất phenolic trước khi chúng có thể làm nâu hóa sản phẩm. Sử dụng Acid ascorbic đem lại kết quả tốt trong công nghiệp chế biến rau quả, trong công nghiệp rượu nho, trong sản xuất đồ hộp sữa và các sản phẩm sữa, các sản phẩm cá, các sản phẩm thịt loại thịt dồi, xúc xích, các sản phẩm bánh mỳ - Acid citric [26], [39] Acid citric (Acid 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic) công thức phân tử C6H8O7, là một loại acid hữu cơ yếu, tồn tại trong một loạt các loại rau quả, chủ yếu là các loại quả của chi Citrus. Hầu hết các quốc gia và tổ chức quốc tế công nhận đều công nhận acid citric là an toàn để sử dụng trong thực phẩm. Trong vai trò của một phụ gia thực phẩm (kí hiệu E330), acid citric được sử dụng như là chất tạo hương vị và chất bảo quản trong thực phẩm và đồ uống, đặc biệt là các loại đồ uống nhẹ. Nó có tác dụng chống lại tác nhân 22
Đồ án tốt nghiệp nâu hóa sản phẩm, chúng có tác động lên hệ enzyme PPO bằng cách kìm hãm (Sapers, 1993). pH tối ưu để PPO hoạt động là khoảng 6.0 – 6.5, và có rất ít hoạt động khi pH dưới 4.5 (Whitaker, 1994). Acid citric hiện diện tự nhiên trong gần như mọi dạng sự sống, các lượng acid citric dư thừa dễ dàng trao đổi và bài tiết ra khỏi cơ thể. Tuy nhiên, việc tiếp xúc với acid citric khô hay đậm đặc có thể gây ra kích ứng da và mắt, vì thế bảo hộ lao động nên được sử dụng khi tiếp xúc với acid citric. Việc sử dụng quá nhiều acid citric cũng dễ làm tổn hại men răng. Tiếp xúc gần với mắt có thể gây bỏng và làm mất thị giác. - N-acetyl-L-cysteine (NAC) [12], [26], [40] N-acetyl-L-cysteine (NAC) có tên hệ thống acid L-2-acetamido-3- mercaptopropionic. Công thức phân tử C5H9NO3S và trọng lượng phân tử 163,2. NAC dạng bột tinh thể màu trắng hoặc tinh thể không màu, dễ tan trong nước và rượu. NAC có tính chống oxy hóa, được sử dụng như một phụ gia thực phẩm và cũng được ứng dụng trong sản xuất dược phẩm, nó là tiền chất của glutathinone, giúp bảo vệ gan khỏi các tác hại của chất độc. NAC được sản xuất bởi acetyl hóa của L-cysteine hydrochloride monohydrate với anhydride acetic trong môi trường nước có tính kiềm. Cysteine cũng là một chất ức chế enzyme làm nâu hóa sản phẩm, mặc dù nó thường không phù hợp với vị của sản phẩm (Richard-Forget và cộng sự, 1992). Tuy nhiên nó vẫn được ứng dụng rộng rãi trong việc chống nâu hóa cho sản phẩm. Dorantes và cộng sự (1998) chọn cysteine là tác nhân chống nâu hóa tốt nhất cho sản phẩm lê cắt lát. - Butylated hydroxyanisole (BHA) [22], [38], [41], [42] Công thức phân tử C11H16O2. Tên thương mại: Embanox BHA, lowinox BHA, có khối lượng phân tử là 180,25. Ứng dụng đầu tiên ở Mỹ năm 1954. BHA là một chất bột màu trắng (điểm nóng chảy thấp), đôi khi có màu hơi vàng. 23
Đồ án tốt nghiệp Là hợp chất phenol dễ bay hơi khá dễ dàng nên được điều chế bằng phương pháp chưng cất. BHA tan tốt trong dầu, mỡ, etanol và các dung môi hữc cơ khác như propylen glycol, ete, xăng, tan hơn 50% trong rượu, không tan trong nước. Có nhiệt độ nóng chảy từ 60 đến 650C , nhiệt độ sôi từ 264 đến 2700C (730mmHg), phản ứng với các kim loại kiềm tạo sản phẩm có màu hồng. Hoạt tính của BHA có thể mất khi nhiệt độ cao trong trường hợp nướng hoặc sấy. BHA hoạt động theo cơ chế cho điển tử để khống chế gốc R tự do. BHA hấp thụ qua thành ruột non, tham gia quá trình trao đổi chất, là chất nghi ngờ gây dị ứng hoặc ung thư. Do tồn tại trong mô tế bào và tham gia một số quá trình trao đổi chất. Đây là chất chống oxi hóa có hiệu quả đối với mỡ động vật và các sản phẩm bánh nướng, ổn định sản phẩm cuối cùng, và thường được sử dụng trong shortening, dầu thực vật, sản phẩm khoai tây, súp, chewing gum, ngũ cốc, được sử dụng rộng rãi nhất trong các sản phẩm giàu chất béo, không có tác dụng với dầu thực vật không bão hòa. Thường được sử dụng kết hợp với các chất chống oxi hóa khác. - Butylated hydroxytouluene (BHT) Công thức phân tử C15H24O, khối lượng phân tử 220,25 g/mol. BHT có dạng tinh thể màu trắng. BHT bền nhiệt hơn BHA (nhiệt độ nóng chảy 70-730C, nhiệt độ sôi 2650C) nhưng tác dụng kém hơn BHA. BHT tan trong glyceride, không tan trong nước. Cơ chế hoạt động chống oxi hóa tương tự như BHA. 24
Đồ án tốt nghiệp 1.3.Tổng quan về táo 1.3.1.Giới thiệu chung [23], [43], [44], [45] Lớp: Magnoliposida Bộ: Rosels Họ: Rosaceae Chi: Malus Loài: Malus domestica Theo thống kê có hơn 7500 loài táo khác nhau được trồng khắp nơi trên thế giới. Trong đó, chỉ có 1500 loài là được trồng nhiều nhất. Táo là một loài thực vật vùng khí hậu ôn đới, đặc biệt là vùng có khí hậu lạnh và rất lạnh. Cây táo có nguồn gốc ở Trung Á- nơi tổ tiên của nó loài táo dại Tân Cương- vẫn còn tồn tại cho đến ngày nay. Táo đã được trồng từ hàng ngàn năm ở Châu Á và Châu Âu. Khoảng 69 triệu tấn táo được trồng trên toàn thế giới trong năm 2010, và Trung Quốc sản xuất gần một nửa trong tổng số này. Hoa Kỳ là nước sản xuất thứ hai hàng đầu, với hơn 6 % sản lượng thế giới. Thổ Nhĩ Kỳ là thứ ba, tiếp theo là Ý, Ấn Độ và Ba Lan . Táo đã được sử dụng như là nguồn thực phẩm cung cấp dinh dưỡng cho cơ thể từ lâu. Táo thường được ăn sống, nhưng cũng có thể được tìm thấy trong nhiều thực phẩm chế biến (đặc biệt là các món tráng miệng) và thức uống. Nhiều hiệu ứng sức khỏe có lợi được cho là kết quả từ việc ăn táo như giảm đau đầu, chống nhiễm khuẩn, tốt cho ruột và hệ tiêu hóa, giảm bệnh tim mạch và đột qụy, bảo vệ khớp, tốt cho phổi, chống lão hóa, ngăn ngừa ung thư, chống béo phì. 25
Đồ án tốt nghiệp 1.3.2.Phân loại [23], [43], [46], [47], [51] Sau đây là một số loại táo thương phẩm được dùng phổ biến: Bảng 1.2 Phân loại táo Red dilicious Golden dilicious Loại táo ngọt, giòn cứng, nhiều Giòn, cứng, có màu trắng, ngọt, có vị ngọt dịu nước, hàm lượng acid thấp, hay khi nấu, vỏ mỏng và mềm. Thường ăn lạnh hoặc được dùng để ăn tươi. dùng với món salad. Fuji Gala Có mùi vị đặc trưng khi ăn, thơm, ngọt, khá Cứng, giòn, ngọt. Có mùi rượu vang giòn. Màu sắc vỏ thay đổi từ màu vàng đến da khi bảo quản, thường dùng làm món cam. khai vị. 26
Đồ án tốt nghiệp Breabrun Grany smith Cứng, thơm, có vị chua ngọt. Màu Cứng, giòn, hơi chua. Có màu xanh – vàng. sắc thay đổi đỏ - xanh – vàng. Jonagold Ginger Gold Giống loại Golden dilicious giòn, có Cứng, giòn, hơi chua, độ ngọt nhẹ. Có màu vỏ vị chua nhẹ. Thường dùng để ăn vàng óng. tươi. Pink Lady Pacific Rose Cứng, giòn, có vị chua ngọt. Vỏ quả Giống lai giữa táo Gala và táo Splendour. Có màu hồng đôi khi có lẫn màu vàng vị ngọt và vị chua nhẹ, thích hợp ăn tươi. nhạt. 27
Đồ án tốt nghiệp 1.3.3.Thành phần hóa học [23], [43], [48], [49], [50] Trong một quả táo tươi có chứa từ 80-85% nước, 5% protein và các hợp chất chứa nito, 10-15% carbohydrate, 1-1,5% acid hữu cơ và thành phần muối khoáng. Mặc dù hàm lượng nước rất cao nhưng táo lại rất giàu các vitamin, các acid hữu cơ như acid mallic, acid gallic, thành phần khoáng đa dạng như K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+, Hình 1.16 Mô tả những hợp chất tiêu biểu có trong táo [26] 28
Đồ án tốt nghiệp Bảng 1.3 Thành phẩn của các chất có trong 100g táo nguyên liệu STT Thành phần Khối lượng 1 Nước 85,560 g 2 Protein 0,260 g 3 Lượng béo tổng cộng 0,170 g 4 Tro 0,190 g 5 Tổng lượng carbohydrate 13,810 g 6 Đường (tổng cộng) 10,390 g 7 Sucrose 2,070 g 8 Glucose 2,430 g 9 Fructose 5,900 g 10 Tinh bột 0,050 g 11 Xơ thô 2,400 g 12 Canxi 6,000 mg 13 Sắt 0,120 mg 14 Magie 5,000 mg 15 Photpho 11,000 mg 16 Kali 107,000 mg 17 Natri 1,000 mg 18 Kẽm 0,040 mg 19 Vitamin C 4,600 mg 20 Vitamin A 54,000 mg 21 Cholesterol 0,000 mg 22 Calorie 52 Kcal 29
Đồ án tốt nghiệp Ngoài ra còn có những chất hoạt tính sinh học được biết đến nằm trong thịt quả hoặc vỏ hoặc cả hai: acid α-Linolenic, asparagin, D-Categin, isoqurctrin, hyperoside, acid ferulic, farnesene, neoxathin, phosphatidyl - Choline, reynoutrin, acid sinapic, acid caffeic, acid chlorogenic, acid P-Hydroxy-Benzoic, acid P-coumaric, avicularin, lutein, quercitin, rutin, acid ursolic, acid protocatechuic . Vỏ táo chứa lượng polyphenol cao gấp 5 lần so với phần ruột táo. Tuy nhiên để phòng trừ nguy cơ ngộ độc thực phẩm khi ăn nên gọt vỏ táo. Các enzyme và flavinoid trong táo mang lại nhiều lợi ích dinh dưỡng. Đặc biệt, các chất béo trong táo không chứa cholesterol. Thay vào đó họ là một sự pha trộn của các chất béo bão hòa, chất béo không bão hòa và không bão hòa đơn. 1.3.4.Những biến đổi của táo sau khi cắt [6], [10], [26], [52] 1.3.4.1.Biến đổi cảm quan - Biến đổi màu sắc Hóa nâu hoặc màu sắc bề mặt đậm hơn là một trong những hiệu ứng sinh lý chính của xử lý mới cắt và dẫn đến giảm chất lượng trong sản phẩm mới cắt. Nó là kết quả của quá trình oxy hóa của chất phenolic có trong các sản phẩm của các enzyme PPO (McEvily et al.1992). Các mức độ của màu nâu là phụ thuộc vào nồng độ của các hợp chất phenolic PPO và hoạt động trong mô sản xuất, pH, nhiệt độ và oxy có sẵn cho các mô cũng như về sự hiện diện của các hợp chất chống oxy hóa (Kader 2002). Mức độ cao của các enzyme PPO thường được tìm thấy trong các mô giàu các hợp chất phenolic. Mức độ PPO và chất nền thay đổi trong suốt vòng đời của các loại trái cây và rau quả . Carotenoid, một sắc tố màu vàng trong mô trái cây rất dễ bị phân hủy oxy hóa được xúc tác bởi enzyme lipoxygenase. Chính vì vậy trái cây cắt tươi nếu không bảo quản đúng cách rất dễ bị giảm giá trị thương phẩm. 30
Đồ án tốt nghiệp - Biến đổi mùi vị Nhiều hương vị và mùi thơm thành phần bị mất trong các loại trái cây tươi cắt qua các phản ứng enzyme mang lại bằng cách cắt. Ngoài ra,tỷ lệ hô hấp sau khi cắt tăng dẫn đến mất nước và giảm mức độ carbohydrate, các vitamin và acid hữu cơ, có tác động tiêu cực về hương vị và mùi thơm. Sự hư hỏng của vi sinh vật cũng góp phần vào sự suy thoái hương vị trong các sản phẩm tươi cắt. Sản phẩm mới cắt có thể giảm hương vị với sự phát triển của vi khuẩn axit lactic hoặc pseudomonas, dẫn đến quá trình lên men và sản xuất axit, rượu và khí carbon dioxide (CO2). Enzyme lipase và các axit amin giảm trong hoa quả bởi các vi sinh vật có thể đóng góp vào sự thay đổi của hương vị trái cây. - Biến đổi cấu trúc Việc cắt giảm không bảo vệ được bề mặt của trái cây cắt tươi, dẫn đến trái cây mau héo do mất nước. Mô mềm của trái cây cắt tươi thay đổi là do sự biến đổi về cấu trúc trong thành tế bào sơ cấp, nguyên do bởi hoạt động của enzyme dẫn đến giải thể của các tế bào pectic cứng và giảm khả năng chống lại áp lực. Giảm độ cứng do mất nước là nguyên nhân chính làm mềm các mô trong trái cây cắt tươi. 1.3.4.2.Biến đổi thành phần hóa học Sự giảm chất dinh dưỡng sau thu hoạch là một việc tự nhiên xảy ra trong quá trình chế biến ở cả hai loại sản phẩm nguyên vẹn và sản phẩm cắt. Chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm thường cao nhất ngay sau khi thu hoạch, và sự mất chất dinh dưỡng càng ngày lớn theo thời gian bảo quản. - Biến đổi của glucid Đối với trái cây tươi thì các hợp chất thuộc nhóm glucid là thành phần luôn có những biến đổi lớn trong quá trình hình thành và chín. Trong quá trình hình thành, hàm 31
Đồ án tốt nghiệp lượng tinh bột tăng nhưng khi trái chín thì hàm lượng tinh bột giảm do quá trình đường hóa dưới tác dụng của các enzyme thủy phân có sẵn trong tế bào. Khi ở quá trình chín đầu tiên, tổng lượng đường tăng lên đến cực đại. Sự tích tụ các chất đường trong thời kì chín không chỉ do sự đường hóa tinh bột mà còn do sự thủy phân các chất khác như saccharose, cellulose, hemicellulose, pectin, lignin, Quá trình thủy phân này làm cho cấu trúc của trái mềm, dễ tiêu hóa và có mùi thơm ngon. - Biến đổi của các acid hữu cơ Các acid hữu cơ bị phân hủy trong quá trình hô hấp và quá trình decarboxyl hóa. Tổng acid hữu cơ trong trái cây cắt tươi khi bảo quản giảm đi, nhưng riêng từng acid có thể tăng lên do những nguyên nhân khác nhau. Sự thay đổi của acid phụ thuộc vào sự trưởng thành của trái cây và nhiệt độ bảo quản. Trái non thì có lượng acid nhiều hơn trái già. Nhiệt độ càng thấp thì lượng acid tăng càng nhiều. Sự thay đổi acid tự do trong trái cây khi chín thường dẫn đến tăng chỉ số pH và chỉ số đường/acid. Do đó trái cây khi chín sẽ giảm độ chua và ngọt hơn. Tuy nhiên, khi trái bị ôi nhũn thì hàm lượng acid lại tăng lên, thường là do các quá trình phân giải tạo acid acetic. - Biến đổi các hợp chất phenolic Quá trình cắt sẽ làm cho mô trái cây bị tổn thương gây ra sự phá hủy màng tế bào, các không bào trong tế bào quả bị phá vỡ và điều này cũng là nguyên nhân sản sinh ra gốc tự do. Tạo ra các enzyme tương tác với chất nền của mô, tăng sự sinh khí ethylene và kích thích hô hấp và trao đổi chất phenolic. Lyase phenylalanine ammonia (PAL), một enzyme xúc tác quá trình hình thành các hợp chất phenolic, được kích thích bởi sự sinh khí ethylene (Hình 1.17). Các hợp chất phenolic bị chuyển hóa bởi enzyme polyphenoloxidase (PPO) (còn gọi là tyrosinase) để tạo thành ortho-quinone trong điều kiện có oxy, cuối cùng các ortho-quinone kết hợp với nhau dẫn đến sự hình thành các polymer nâu phức tạp là sắc tố nâu melanin. 32
Đồ án tốt nghiệp Hình 1.17 Các bước trong quá trình chuyển hóa phenolic dẫn đến hóa nâu Tóm lại, dưới tác dụng của các enzyme polyphenol oxidase (PPO) các hợp chất polyphenol bị phân hủy, tạo thành các sản phẩm phụ có màu nâu làm cho táo sau khi cắt bị hóa nâu rất nhanh. Hình 1.18 Phản ứng hóa nâu của các phenol trong táo cắt tươi 1.3.4.3.Biến đổi vi sinh Sự tăng số lượng của vi sinh vật trên những sản phẩm đã qua chế biến tối thiểu thường kèm theo sự tăng tương ứng tốc độ hô hấp theo thời gian bảo quản. Những mô 33
Đồ án tốt nghiệp bị hư thường là do hoạt tính của vi sinh vật (vi sinh vật lactic và hiếu khí). Nhiều vi sinh vật sinh ra enzyme phân hủy pectin làm mô mềm và có thể bị phá hủy. Tuy nhiên, một lượng vi sinh vật tương đối cao cũng có thể tìm thấy trên những sản phẩm đạt chất lượng (Watada và cộng sự, 1996). Có thể những mô tổn thương và những tế bào bị vỡ cung cấp dinh dưỡng và môi trường bảo vệ cho sự sinh trưởng của hầu hết các vi sinh vật. Sự sinh trưởng của vi sinh vật trên những sản phẩm chế biến tối thiểu nhiều hơn so với những sản phẩm còn nguyên, điều đó làm giảm chất lượng sản phẩm. Các vi sinh vật gây hư hỏng: Pseudomonas, vi khuẩn lactic, nấm men và nấm mốc, vi sinh vật gây bệnh, Listeria monocytogenes, Salmonella, Clostridium botulinum, Shigella spp, Escherichia coli. 1.3.5.Các nhân tố ảnh hưởng tới chất lượng táo cắt tươi [10], [26], [28] Nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng quả cắt là giống, công tác chuẩn bị trước khi thu hoạch, độ chín thu hoạch, trạng thái sinh lý của nguyên liệu, quá trình vận chuyển, bảo quản, điều kiện vệ sinh, bao gói và quản lý nhiệt độ. 1.3.5.1.Giống Romig (1995) đã bàn luận về tầm quan trọng của việc chọn giống thích hợp và sự phát triển giống trái cây đặc biệt sử dụng cho những sản phẩm cắt tươi. Việc chọn giống ảnh hưởng lên chất lượng và sinh lý của nguyên liệu thô cũng như là sự chấp nhận sản phẩm trái cây cắt tươi đóng gói. Trong một vài trường hợp, những đặc điểm có thể được phát triển thông qua việc gây giống thông thường hoặc chuyển nạp gen đã được lựa chọn cho một số giống (Romig, 1995). Ở New York (Mỹ), các nhà khoa học đã tiến hành thử nghiệm các giống táo được trồng tại vùng này, nhưng không có giống nào cho thấy sự khả thi khi ứng dụng làm sản phẩm cắt tươi. Giống NY 674 ít hóa nâu hơn 12 giống thử nghiệm khác tuy nhiên chúng 34
Đồ án tốt nghiệp lại ít cứng nhất (Kim và cộng sự, 1993). Trái lại, giống Liberty có độ cứng lớn nhất nhưng lại dễ bị hóa nâu vùng bề mặt cắt nhất. Những giống có khả năng sử dụng làm sản phẩm táo cắt tươi là NY 674, Cortlan, Golden Delicious, Empire và Delicious trong khi giống Mutsu và Rome lại không phù hợp cho mục đích này. Không có sự khác nhau về hô hấp giữa 12 giống (Kim và cộng sự, 1993). Sự tích lũy các sản phẩm lên men khi có nhiều O2 có thể bị ảnh hưởng bởi giống trái cây vẫn đang được xem xét. Thêm vào đó, Watkins và cộng sự (1999) cũng tìm thấy rằng những giống khác nhau sẽ cho khả năng tăng độ chắc của trái dưới điều kiện không khí nhiều O2. 1.3.5.2.Trước thu hoạch Có rất ít thông tin được công bố về việc quá trình trước thu hoạch có thể ảnh hưởng đến sinh lý của trái cây cắt tươi sau thu hoạch. Một loạt những công bố về những nhân tố tiền thu hoạch và những ảnh hưởng của chúng lên trái cây đã được đưa ra gần đây (Crisosto và cộng sự, 1997; Prange và DeEll, 1997; Weston và Barth, 1997). Sự kiểm soát sâu bệnh và bệnh tật tốt có thể là nhân tố quan trọng nhất của quá trình trước thu hoạch ảnh hưởng lên chất lượng trái cây cắt tươi. Một số nhân tố khác là tưới tiêu và nguồn canxi. Tốc độ tưới tiêu và nguồn canxi ảnh hưởng lên sự hư hỏng của mô cũng như là độ chắc của trái. Tưới tiêu quá nhiều có thể làm tăng các mô dễ bị thâm tím và tổn thương (Prange và DeEll, 1997). Trong một vài trường hợp, có những đáp ứng sự bón phân đạm và lân (Prange và DeEll, 1997; Weston và Barth, 1997). Tuy nhiên, chúng thường không được quan tâm bằng sự biến đổi khí hậu (Prange và DeEll, 1997). Tưới tiêu quá nhiều cũng làm giảm lượng chất rắn tan trong mô trái cây (Crisosto và cộng sự, 1997; Prange và DeEll, 1997; Weston và Barth, 1997), và ảnh hưởng lên tốc độ hô hấp (Blanchard và cộng sự, 1996). 35
Đồ án tốt nghiệp Điều kiện khí hậu trồng trái cây có thể có một ảnh hưởng đáng kể lên chất lượng sản phẩm cắt tươi. Khu vực sinh trưởng cũng ảnh hưởng lên thời gian bảo quản của trái cây cắt lát (Gorny và cộng sự, 2000) cũng như là sự hóa nâu và làm mềm quả. Canxi là thành phần dinh dưỡng được nghiên cứu nhiều nhất ảnh hưởng đến chất lượng sau thu hoạch (Fallahi và cộng sự, 1997). 1.3.5.3.Độ chín sinh lý Độ chín sinh lý có liên quan đến thời gian bảo quản. Chính vì vậy, yếu tố này cũng ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm táo cắt tươi, đặc biệt là tại vị trí của vết cắt. Trái cây có độ chín ít hơn 55% cho thấy sự tăng nhanh sinh khí ethylene và hô hấp khi bị cắt lát và vô hoạt khả năng nảy mầm, thịt quả của sản phẩm chế biến không đủ mềm để phù hợp cho tiêu thụ. Mặt khác, táo nếu quá chín khi cắt chỉ làm tăng nhẹ sinh khí ethylene hoặc hô hấp nhưng những miếng cắt trở nên dễ dàng thâm tím và quá mềm để có thể cầm được. 1.3.5.4.Tổn thương cơ học Những quả bị thâm, bầm dập và tổn thương cơ giới thì cường độ hô hấp càng tăng, làm giảm thời gian bảo quản. Nếu trong quá trình chế biến sản phẩm cắt tươi không loại bỏ những quả hư hỏng hay không cắt gọt những phần bị bầm dập thì sẽ làm giảm giá trị và chất lượng của thành phẩm. 1.3.5.5.Tác động của vi sinh vật Sự hư hỏng do vi sinh vật cũng là một nhân tố quan trọng dẫn đến sự hư hỏng của sản phẩm trái cây cắt tươi. Do những vi sinh vật có thể lây nhiễm ngoài đồng ruộng, qua các thiết bị, thao tác xử lý, 36
Đồ án tốt nghiệp 1.4.Tình hình nghiên cứu màng phủ ăn được alginate ứng dụng cho bảo quản trái cây tươi 1.4.1.Trên thế giới Năm 2007: Rojas-Craü cùng với các đồng sự là Tapia, Rodrígurez, Carmona, Martín-Belloso O đã nghiên cứu màng alginate (2% w/v) và gellan (0,5% w/v) khi kết hợp với các chất kháng oxi hóa (N-acetylcysteine 1%) sẽ giúp giảm khả năng hóa nâu cho sản phẩm táo Fuji cắt tươi. [19] Rojas-Graü M.A cũng cùng với Raybaudi-Massilia R.M, Soliva-Fortuny R.C, Avena-Bustillos R.J, McHugh T.H, Martín-Belloso O nghiên cứu về việc tạo màng phủ từ puree táo và alginate, đồng thời bổ sung các chất kháng sinh để kéo thời gian bảo quản táo cắt tươi. [20] Olivas G.I, Mattinson D.S, Barbosa-Cánovas G.V ứng dụng màng phủ ăn được alginate cho việc chế biến giảm thiểu táo Gala [13]. Qua đó, họ đã chứng minh được màng phủ ăn được alginate có thể kéo dài tuổi thọ của táo Gala cắt tươi mà không gây ra hô hấp kỵ khí. Năm 2008: Rojas-Craü tiếp tục cùng với các đồng sự là Tapia, Martín-Belloso O nghiên cứu về khả năng bảo quản chất lượng của táo Fuji cắt tươi bằng màng phủ ăn được từ polysaccharide. Qua đó cho thấy màng phủ ăn được alginate và gellan giúp kéo dài thời gian bảo quản của táo Fuji cắt tươi được 2 tuần so với lát táo đối chứng. [15] Raybaudi-Massilia R.M, Mosqueda-Melgar J và Martín-Belloso O đã nghiên cứu về màng phủ ăn được alginate hợp phần với các chất kháng sinh giúp cải thiện vòng đời sản phẩm dưa gang cắt tươi [18]. Họ cũng cùng với Rojas-Graü M.A nghiên cứu so sánh 37
Đồ án tốt nghiệp ảnh hưởng của các loại tinh dầu khi kết hợp với màng phủ alginate trong bảo quản táo Fuji cắt tươi.[17]. Năm 2013 tại Iran, Reihaneh Ahmadzadeh Ghavidel, Mehdi Ghiafeh Davoodi, Ahmad Fahim Adib Asl, Tanaz Tanoori and Zahra Sheykholeslami tiến hành so sánh hiệu quả của bốn loại màng phủ ăn được (alginate, carrageenan, WPC (Whey Protein Concentrate) và (SPI) Protein đậu nành cô lập) để kéo dài tuổi thọ của các loại trái cây cắt tươi. [18] Ngoài ra còn nhiều nghiên cứu về màng phủ ăn được alginate khác đã và đang được nghiên cứu trên thế giới. 1.4.2.Việt Nam Ở Việt Nam, việc ứng dụng màng phủ ăn được như màng chitosan bảo quản chanh, chuối, cà chua hay bảo quản trứng đã được nghiên cứu. Nhiều tính chất hữu ích của màng phủ ăn được so với các phương pháp bảo quản thông thường đã được chứng minh. Tuy nhiên đối với màng phủ alginate hiện nay tại Việt Nam vẫn chưa được chú trọng nghiên cứu và ứng dụng. Với đề tài nghiên cứu “Khảo sát ảnh hưởng của màng bao alginate lên trái nhãn sau thu hoạch.” vào năm 2014 của Trần Ngọc Minh Tâm- sinh viên trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh, đã cho thấy nhãn sau khi được nhúng dung dịch alginate nồng độ 0,4% có bổ sung glycerol 1% với 2 lần nhúng cho kết quả bảo quản nhãn hiệu quả hơn nhãn không bọc màng [27]. 38
Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1.Đối tượng nghiên cứu 2.1.1.Nguyên liệu Táo thương phẩm Gala (nhập khẩu từ Mỹ) mua ở siêu thị Big C Hoàng Văn Thụ, có cùng độ chín, màu sắc (sọc hồng, màu cam), hình dạng (vuông, góc cạnh và cao thành), kích thước đồng đều (đường kính trung bình 75mm). 2.1.2.Hóa chất Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của sodium alginate (Himedia - Ấn Độ) Thông số kỹ thuật Hình dạng Dạng bột màu vàng trắng Độ hòa tan 33,3mg hòa tan trong 1ml nước tạo thành dung dịch keo nhớt. pH (dung dịch 1% ở 250C) 5,5 – 8,5 Độ hao hụt khi sấy khô (1050C trong 2 giờ) <= 15% Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật của glycerol Thông số kỹ thuật Khối lượng phân tử 92.09 g/mol Ngoại quan Chất lỏng không màu Mùi Không mùi Tỉ trọng 1.261 g/cm3 Nhiệt độ đông đặc 17,80C Nhiệt độ sôi 2900C 39
Đồ án tốt nghiệp Tính tan trong nước Tan vô hạn Áp suất hơi < 1 mmHg Độ nhớt 1.412 Pa.s Acid ascorbic (Vitamin C) (P=99%), xuất xứ Trung Quốc. Acid citric (P=99%), xuất xứ Trung Quốc. NaCl (P=99%). 2.1.3.Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm a) Dụng cụ Ống nghiệm, pipette, becher, bình định mức, ống đong, đũa thủy tinh, b) Thiết bị Cân kỹ thuật (Orbital Germany) Bếp từ (Billy – England) Tủ lạnh Máy nước cất (Branstead USA) Máy đo OD Chiết quang kế (Brix kế) 40
Đồ án tốt nghiệp 2.2.Phương pháp phân tích 2.2.1.Phương pháp tạo màng Chuẩn bị dung dịch tạo màng: hòa tan bột sodium alginate trong 100ml nước cất ở 700C, khuấy cho đến khi dung dịch trở nên trong suốt. Sau đó bổ sung glycerol và chất kháng oxy (acid ascorbic hoặc acid citric) vào dung dịch alginate. 2.2.2.Phương pháp xác định tổng chất rắn hòa tan Sử dụng chiết quang kế đo chỉ số khúc xạ của mẫu và chuyển sang độ Brix. 2.2.3.Phương pháp xác định độ hao hụt khối lượng Cân khối lượng của mẫu táo cắt tươi bằng cân kỹ thuật (với độ chính xác 0,001g) với 3 lần lặp lại. Độ hao hụt khối lượng được tính theo công thức: − (%) = 1 2 × 100 1 Trong đó: M: Hao hụt khối lượng tự nhiên ở mỗi lần phân tích (%) M1: Khối lượng mẫu trước bảo quản (g) M2: Khối lượng mẫu sau bảo quản (g) 2.2.4.Phương pháp xác định hàm lượng đường khử theo DNS 2.2.4.1.Nguyên tắc Phương pháp dựa trên cơ sở phản ứng tạo màu giữa đường khử với thuốc thử acid dinitrosalicylic. Phản ứng xảy ra trong môi trường kiềm và có gia nhiệt. Cường độ màu của hỗn hợp phản ứng tỉ lệ thuận với nồng độ đường khử trong một phạm vi nhất định. 41
Đồ án tốt nghiệp Dựa theo đồ thị đường chuẩn của glucose tinh khiết với thuốc thử acid dinitrosalicylic sẽ tính được hàm lượng đường khử của mẫu nghiên cứu. 2.2.4.2.Chuẩn bị hóa chất Glucose 0,1%; NaOH 5%. Thuốc thử DNS 0,1% (500ml) - Pha dung dịch A: 100ml dung dịch NaOH 2M (p = 96%). - Pha dung dịch B: Cân 0,5g DNS hòa tan trong dung dịch A (đun cách thủy, khuấy cho đến khi tan hết). - Cho 150g Natri Kali tatrate vào dung dịch B, chuẩn lên 300ml sau đó tráng cốc muối kép và định mức thành 500ml. 2.2.4.3.Lập đường chuẩn glucose Bảng 2.3 Chuẩn bị các nồng độ glucose Ống nghiệm 1 2 3 4 5 6 7 DD glucose chuẩn 0,1% (ml) 0 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 Nước cất (ml) 4 3,2 3 2,8 2,6 2,4 2,2 Cglucose (mg/ml) 0 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 Hút 1ml dung dịch glucose có nồng độ khác nhau từ các ống nghiệm vừa pha ở trên theo thứ tự từ 1 đến 7 vào sáu ống nghiệm sạch khác nhau. Sau đó thêm vào 1ml dung dịch thuốc thử DNS 0,1%. Lắc đều và đun cách thủy các ống nghiệm đúng 5 phút. Làm nguội ống nghiệm đến nhiệt độ phòng sau đó đem đo cường độ hấp thụ ở bước sóng 540nm. 42
Đồ án tốt nghiệp Từ mối tương quan giữa độ hấp thu và nồng độ là tuyến tính, ta xây dựng được phương trình hồi quy tuyến tính (phương trình đường chuẩn glucose) có dạng: y = ax + b Trong đó: x: hàm lượng glucose (mg/ml) y: độ hấp thu ở bước sóng 휆 = 540nm a, b: hằng số 2.2.4.4.Xác định hàm lượng glucose trong mẫu Xử lý mẫu: nghiền nhuyễn nguyên liệu trong cối sứ với một ít nước cất. Nhỏ 1 giọt chỉ thị methyl red, sau đó cho từ từ từng giọt NaOH 5% đến khi xuất hiện màu vàng. Trích ly bằng nước cất, sau đó đem lọc và định mức 100ml dung dịch. Hút 1ml dung dịch cần xác định cho vào một ống nghiệm sạch và sấy khô. Thêm vào đó 1ml nước cất, lắc đều, tiếp tục thêm vào 1ml dung dịch thuốc thử DNS. Lắc đều ống nghiệm và đem đun cách thủy trong 5 phút. Làm nguội ống nghiệm đến nhiệt độ phòng, sau đó đem đo cường độ hấp thu ở bước sóng 540nm. Hàm lượng glucose trong mẫu được tính theo công thức: . G = (mg/g) ẫ Trong đó: m: lượng mẫu đem phân tích (g) V: thể tích định mức dung dịch thí nghiệm (100ml) X: nồng độ đường khử trong dung dịch mẫu tính theo glucose (mg/ml) fmẫu: hệ số pha loãng mẫu 43
Đồ án tốt nghiệp 2.2.5.Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol tổng Hàm lượng polyphenol trong dịch trích ly được xác định bằng phương pháp so màu, dùng phép thử Folin-Denis ở bước sóng 765nm. 2.2.5.1 Nguyên tắc Oxy hoá toàn bộ lượng polyphenol trong dịch trích ly bằng dung dịch Folin-Denis (hỗn hợp acid phosphotungstic và acid phosphomolyblic). Các acid này sẽ bị khử thành Vonfram (W8O23) và oxyt molipden (Mo8O23) có màu xanh. Màu xanh được hấp thụ nhiều nhất ở bước sóng 765nm. 2.2.5.2 Xây dựng phương trình đường chuẩn acid gallic theo phương pháp Folin-Denis Pha dung dịch acid gallic chuẩn 0,5 mg/ml: cân 50mg acid gallic hòa tan trong 100ml nước cất. Sau đó hút dung dịch acid gallic thành dãy ống nghiệm với thể tích 0; 20; 40; 60; 80μl; Thêm nước vào các ống nghiệm cho đủ 4,6 ml. Hút 0,1 ml thuốc thử Folin-Denis vào từng ống nghiệm. Sau 8 phút thì cho tiếp 0,3 ml Na2CO3 7,5%. Để các ống nghiệm trong tối 30 phút, sau đó đo cường độ hấp thu ở bước sóng 765nm. Từ mối tương quan giữa độ hấp thu và nồng độ là tuyến tính, ta xây dựng được phương trình hồi quy tuyến tính (phương trình đường chuẩn acid gallic) có dạng: y = ax + b Trong đó: x: nồng độ acid gallic (mg/ml) y: độ hấp thu ở bước sóng 휆 = 765nm a, b: hằng số 44
Đồ án tốt nghiệp 2.2.5.3 Xác định hàm lượng polyphenol trong mẫu Xử lý mẫu: đồng nguyên liệu với nước cất, sau đó lọc và định mức 100ml. Hút 4,6 ml dịch cần phân tích cho vào ống nghiệm + 0,1 ml thuốc thử Folin-Denis lắc ống nghiệm, rồi để khoảng 8 phút. Sau đó cho tiếp vào 0,3 ml dung dịch Na2CO37,5%, lắc nhẹ cho đều và để trong bóng tối 30 phút. Đem đo độ hấp thu (OD) của dung dịch ở bước sóng λ = 765nm và OD phải nằm trong khoảng 0.2-0.8 Từ kết quả so màu, dựa trên phương trình đường chuẩn của acid gallic thì suy ra nồng độ của polyphenol có trong dịch cần phân tích. Từ kết quả nồng độ polyphenol đó, ta tính được lượng polyphenol thu nhận được trong 1g mẫu nguyên liệu theo công thức: . 푣. = ( / ) Trong đó: A: nồng độ polyphenol trong dịch trích (mg/ml) v: thể tích trích ly (ml) k: độ pha loãng m: số gam mẫu trích ly (g) 2.2.6.Phương pháp xử lý số liệu Số liệu nghiên cứu được xử lý phần mềm bằng Microsoft Excel và xử lý thống kê bằng chương trình Statgraphics. So sánh các giá trị trung bình của các công thức thí nghiệm bằng phép phân tích ANOVA. 45
Đồ án tốt nghiệp 2.3.Bố trí thí nghiệm Táo Làm sạch Cắt miếng hình trụ ( D = 1,8 cm; H =1,5) Ngâm nước muối 2% (2-3 phút) _ Khối lượng. Để khô (1 phút) _ Tổng chất rắn hòa tan. Xác định các thông số hóa lý _ Hàm lượng đường khử. _ Hàm lượng polyphenol tổng. _ Nồng độ alginate _ Nồng độ glycerol. Nhúng tạo màng alginate _ Nồng độ chất kháng oxi hóa bổ sung vào màng. _ Thời gian bảo quản Để khô (1 phút) Bảo quản _ Độ hao hụt khối lượng (%) _ Hàm lượng tổng chất rắn hòa tan (oBrix) Xác định các chỉ tiêu _ Hàm lượng polyphenol tổng (mg GAE/g FW) _ Hàm lượng đường khử (mg/g FW) Hình 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 46
Đồ án tốt nghiệp 2.3.1.Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ alginate đến khả năng tạo màng kháng oxi hóa Mục đích: Chọn được nồng độ alginate thích hợp cho bảo quản táo cắt tươi. Táo cắt tươi Nhúng tạo màng alginate các nồng độ 0,5% 1% 1,5% 2% 2,5% Phân tích các chỉ tiêu Hình 2.2. Sơ đồ thí nghiệm 1 Cố định các thông số: - Nồng độ glycerol 1,5% - Số lần nhúng: 1 - Thời gian nhúng: 1 phút. Thí nghiệm được bố trí lặp lại tương tự cho khảo sát màng có bổ sung acid citric 1% và màng có bổ sung acid ascorbic 1%. Chuẩn bị một mẫu đối chứng không nhúng dung dịch tạo màng alginate. Các mẫu được bảo quản trong tủ lạnh ở 40C. Sau 2 ngày tiến hành xác định các chỉ tiêu. Chỉ tiêu xác định: Độ hao hụt khối lượng (%), hàm lượng tổng chất rắn hòa tan (oBrix), hàm lượng polyphenol tổng (mg GAE/g FW), hàm lượng đường khử (mg/g FW). 47
Đồ án tốt nghiệp 2.3.2.Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ glycerol thích hợp bổ sung vào dung dịch tạo màng alginate Mục đích: Chọn được nồng độ glycerol thích hợp tạo màng alginate bảo quản táo cắt tươi. Táo cắt tươi Nhúng tạo màng alginate có bổ sung glycerol với các nồng độ 0,5% 1% 1,5% 2% 2,5% Phân tích các chỉ tiêu Hình 2.3 Sơ đồ thí nghiệm 2 Cố định các thông số: - Nồng độ glycerol 1,5% - Số lần nhúng: 1 - Thời gian nhúng: 1 phút. Thí nghiệm được bố trí lặp lại tương tự cho mẫu màng có bổ sung acid citric 1% và màng có bổ sung acid ascorbic 1%. Chuẩn bị một mẫu đối chứng không nhúng dung dịch tạo màng alginate. Các mẫu được bảo quản trong tủ lạnh ở 40C. Sau 2 ngày tiến hành xác định các chỉ tiêu. 48
Đồ án tốt nghiệp Chỉ tiêu xác định: Độ hao hụt khối lượng (%), hàm lượng tổng chất rắn hòa tan (oBrix), hàm lượng polyphenol tổng (mg GAE/g FW), hàm lượng đường khử (mg/g FW). 2.3.3.Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ acid citric đến khả năng kháng oxi hóa của màng alginate Mục đích: Chọn được nồng độ acid citric thích hợp bổ sung vào màng phủ alginate để tạo khả năng kháng oxi hóa bảo quản táo cắt tươi. Táo cắt tươi Nhúng tạo màng alginate có bổ sung acid citric với nồng độ 0,5% 1% 1,5% 2% 2,5% Phân tích các chỉ tiêu Hình 2.4 Sơ đồ thí nghiệm 3 Cố định các thông số: - Nồng độ alginate: mục 2.3.1 - Nồng độ glycerol: mục 2.3.2 - Số lần nhúng: 1 - Thời gian nhúng: 1 phút Thí nghiệm được bố trí với 3 lần lặp lại. Chuẩn bị một mẫu đối chứng không có màng phủ alginate. Các mẫu được bảo quản ở nhiệt độ lạnh 40C. Sau 2 ngày tiến hành xác định các chỉ tiêu. 49
Đồ án tốt nghiệp Chỉ tiêu xác định: Độ hao hụt khối lượng (%), hàm lượng tổng chất rắn hòa tan (oBrix), hàm lượng polyphenol tổng (mg GAE/g FW), hàm lượng đường khử (mg/g FW). 2.3.4.Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ acid ascorbic đến khả năng kháng oxi hóa của màng alginate Mục đích: Chọn được nồng độ acid ascorbic thích hợp bổ sung vào màng phủ alginate để tạo khả năng kháng oxi hóa bảo quản táo cắt tươi. Táo cắt tươi Nhúng tạo màng alginate có bổ sung acid ascorbic với nồng độ 0,5% 1% 1,5% 2% 2,5% Phân tích các chỉ tiêu Hình 2.5 Sơ đồ thí nghiệm 4 Cố định các thông số: - Nồng độ alginate: mục 2.3.1 - Nồng độ glycerol: mục 2.3.2 - Số lần nhúng: 1 - Thời gian nhúng: 1 phút Thí nghiệm được bố trí với 3 lần lặp lại. Chuẩn bị một mẫu đối chứng không có màng phủ alginate. Các mẫu được bảo quản ở nhiệt độ lạnh 40C. Sau 2 ngày tiến hành xác định các chỉ tiêu. 50
Đồ án tốt nghiệp Chỉ tiêu xác định: Độ hao hụt khối lượng (%), hàm lượng tổng chất rắn hòa tan (oBrix), hàm lượng polyphenol tổng (mg GAE/g FW), hàm lượng đường khử (mg/g FW). 2.3.5.Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian bảo quản và phương pháp xử lý hóa chất đến khả năng tạo màng aliginate kháng oxi hóa cho táo cắt tươi Mục đích: Xác định được phương pháp xử lý hóa chất thích hợp nhất ảnh hưởng đến khả năng tạo màng alginate kháng oxi cho táo cắt tươi qua thời gian bảo quản. Táo cắt tươi Nhúng tạo màng alginate Không có chất Acid citric Acid ascorbic kháng oxi hóa Bảo quản 3 ngày 8 ngày 14 ngày 18 ngày 21 ngày Phân tích các chỉ tiêu Hình 2.6 Sơ đồ thí nghiệm 5 51
Đồ án tốt nghiệp Cố định các thông số: - Nồng độ alginate: mục 2.3.1 - Nồng độ glycerol: mục 2.3.2 - Nồng độ chất kháng oxi hóa Acid citric: mục 2.3.3 Acid ascorbic: mục 2.3.4 - Số lần nhúng: 1 - Thời gian nhúng: 1 phút Thí nghiệm được bố trí lặp lại 3 lần. Chuẩn bị một mẫu đối chứng không có màng phủ alginate. Các mẫu khảo sát được bảo quản ở nhiệt độ lạnh 40C. Chỉ tiêu xác định: Độ hao hụt khối lượng (%), hàm lượng tổng chất rắn hòa tan (oBrix), hàm lượng polyphenol tổng (mg GAE/g FW), hàm lượng đường khử (mg/g FW). 52
Đồ án tốt nghiệp 2.4.Quy trình công nghệ Táo Nước Rửa sạch Tạp chất Gọt vỏ Cắt miếng Ngâm nước muối 2% (2-3 phút) Để khô (1 phút) Nhúng tạo màng alginate Để khô (1 phút) Táo cắt tươi đã tạo màng Hình 2.7 Quy trình công nghệ 53
Đồ án tốt nghiệp Thuyết minh quy trình Rửa sạch: mục đích nhằm loại bỏ tạp chất, lá, cành và một phần vi sinh vật Gọt vỏ: sản phẩm mang đặc tính chế biến sẵn nên cần loại bỏ vỏ để tăng giá trị cảm quan, khi gọt cần nhẹ nhàng tránh ảnh hưởng đến chất lượng thịt quả. Cắt miếng: mục đích tạo hình cho sản phẩm, loại bỏ những chỗ hỏng đối với những quả dập cơ học, tăng giá trị cảm quan. Ngâm táo cắt tươi trong nước muối 2% (2-3 phút): mục đích để vô hoạt enzyme, ngăn quá trình hóa nâu xảy ra. Để khô (1 phút): mục đích giảm bớt lượng nước dư thừa trên bề mặt miếng táo cắt tươi. Nhúng vào dung dịch alginate: mục đích tạo lớp màng bảo vệ miếng táo cắt tươi. Để khô (1 phút) : mục đích làm thất thoát lượng nước dư thừa trên bề mặt miếng táo cắt tươi và để các liên kết alginate gắn chặt chẽ với nhau cũng như với bề mặt thịt quả. Táo cắt tươi sau khi đã được tạo màng hoàn chỉnh sẽ được bảo quản trong hộp nhựa ở nhiệt độ lạnh 40C. 54
Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1.Kết quả khảo sát nồng độ alginate Sau khi tiến hành thí nghiệm 1 (mục 2.3.1), khảo sát ảnh hưởng của nồng độ alginate khi hợp phần với các chất khác nhau tạo màng phủ bảo quản táo cắt tươi, người thực hiện đề tài thu được các kết quả: 3.1.1.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate và glycerol (A_G) Dung dịch tạo màng thay đổi nồng độ alginate (0,5%; 1%; 1,5%; 2%; 2,5%) và cố định nồng độ glycerol bổ sung là 1,5%. Bảng 3.1 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate và glycerol (A_G) Màng A_G Chỉ tiêu Sodium alginate (%) xác định ĐC (0) 0,5 1 1,5 2 2,5 5,600 ± 4,070 ± 2,080 ± 4,273 ± 4,677 ± 4,237± WL (%) 0,794c 0,902b 0,658a 0,851bc 0,859bc 0,837bc TSS 10,667 ± 10,000 ± 9,667 ± 9,167 ± 9,000 ± 9,167 ± (0Brix) 1,528a 1,323a 1,528a 1,893a 1,000a 1,041a TTP (mg 0,368 ± 0,423 ± 0,557 ± 0,418 ± 0,485 ± 0,372 ± GAE/g 0,067a 0,028ab 0,042c 0,056ab 0,055bc 0,059a FW) RS 67,608 ± 58,679 ± 58,721 ± 59,305 ± 63,587 ± 58,779 ± (mg/g 3,571a 6,273a 11,964a 13,207a 6,640a 7,473a FW) 55
Đồ án tốt nghiệp Nhận xét: - Mẫu đối chứng và các mẫu phủ màng alingate ở nồng độ 0,5%; 1,5%; 2%; 2,5% có độ hao hụt khối lượng tương tự nhau. Mẫu phủ màng alginate nồng độ 1% có độ hao hụt khối lượng thấp nhất (2,080 ± 0,658 %). - Không có sự khác nhau về hàm lượng tổng chất rắn hòa tan và hàm lượng đường khử giữa các mẫu. - Có sự khác biệt về hàm lượng polyphenol tổng giữa các mẫu được bảo quản. Trong đó, mẫu táo cắt tươi nhúng trong dung dịch có nồng độ alginate 1% có hàm lượng polyphenol tổng cao nhất (0,557 ± 0,042 mg GAE/g FW). Kết luận: Đối với dung dịch tạo màng chỉ có alginate và glycerol nên chọn alginate có nồng độ 1% sẽ bảo quản táo cắt tươi tốt nhất. 3.1.2.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid citric (A_G_AC) Dung dịch tạo màng phủ thay đổi nồng độ alginate (0,5%; 1%; 1,5%; 2%; 2,5%) và cố định nồng độ chất bổ sung là glycerol 1,5% và acid citric 1%. Bảng 3.2 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid citric (A_G_AC) Màng A_G_AC Chỉ tiêu Sodium alginate (%) xác định ĐC (0) 0,5 1 1,5 2 2,5 6,433 ± 3,710 ± 1,487 ± 3,720 ± 2,380 ± 3,480 ± WL (%) 1,124c 0,515b 0,674a 0,601b 1,256ab 1,146b TSS 10,333 ± 9,833 ± 9,933 ± 9,333 ± 10,667 ± 11,667 ± (0Brix) 0,577ab 1,756a 0,115a 0,577a 0,577ab 0,577b 56
Đồ án tốt nghiệp TTP (mg 0,501 ± 0,572 ± 0,642 ± 0,494 ± 0,541 ± 0,559 ± GAE/g 0,010a 0,003c 0,002d 0,014a 0,014b 0,005c FW) RS (mg/g 71,213 ± 65,621 ± 69,425 ± 73,490 ± 67,276 ± 59,573 ± FW) 7,796b 1,094ab 0,073ab 5,563b 1,808ab 10,502a a, b, c, d: thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% Nhận xét: - Có sự khác biệt về độ hao hụt khối lượng giữa mẫu đối chứng và mẫu có phủ màng. Trong đó, mẫu được nhúng dung dịch alginate nồng độ 1% có độ hao hụt khối lượng thấp nhất (1,487 ± 0,674 %). - Không có sự khác biệt về hàm lượng tổng chất rắn hòa tan và hàm lượng đường khử giữa các mẫu. - Mẫu táo cắt tươi được nhúng dung dịch alginate nồng độ 1% có hàm lượng polyphenol tổng cao nhất (0,642 ± 0,002 mg GAE/g FW). Kết luận: Khi tạo màng phủ alginate kháng oxi hóa từ các thành phần alginate bổ sung glycerol và acid citric, người thực hiện đề tài nhận thấy rằng nồng độ alginate 1% cho thấy hiệu quả tốt nhất khi bảo quản táo cắt tươi. 3.1.3.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid ascorbic (A_G_AA) Dung dịch tạo màng phủ thay đổi nồng độ alginate (0,5%; 1%; 1,5%; 2%; 2,5%) và cố định nồng độ chất bổ sung là glycerol 1,5% và acid ascorbic 1%. 57
Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.3 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid ascorbic (A_G_AA) Màng A_G_AA Chỉ tiêu Sodium alginate (%) xác định ĐC (0) 0,5 1 1,5 2 2,5 6,100 ± 3,410 ± 2,773 ± 3,873 ± 1,900 ± 4,220 ± WL (%) 0,954c 0,570ab 1,209ab 0,334b 0,781a 1,220b TSS 11,000 ± 9,167 ± 9,733 ± 9,667 ± 9,333 ± 9,000 ± (0Brix) 0,000b 0,764a 1,419ab 0,577a 0,577a 0,000b TTP (mg 0,375 ± 0,427 ± 0,466 ± 0,528 ± 0,601 ± 0,450 ± GAE/g 0,100a 0,050ab 0,063ab 0,077bc 0,005c 0,094ab FW) RS(mg/g 67,467 ± 70,950 ± 62,671 ± 70,001 ± 61,735 ± 65,505 ± FW) 7,300a 5,692a 6,489a 7,933a 6,421a 7,155a a, b, c, d: thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% Nhận xét: - Mẫu đối chứng có sự khác biệt về độ hao hụt khối lượng cao nhất (6,100 ± 0,954 %) so với các mẫu táo cắt tươi có phủ màng. Các mẫu có phủ màng có độ hao hụt khối lượng tương tự nhau, trong đó mẫu nhúng dung dịch alginate nồng độ 2% có độ hao hụt khối lượng thấp nhất (1,900 ± 0,781 %). - Không có sự khác biệt về hàm lượng tổng chất rắn hòa tan và hàm lượng đường khử giữa các mẫu khảo sát. - Mẫu đối chứng có hàm lượng polyphenol tổng thấp nhất (0,375 ± 0,100 mg GAE/g FW) so với các mẫu có phủ màng. Mẫu táo cắt tươi nhúng trong dung dịch 58
Đồ án tốt nghiệp alginate nồng độ 2% có hàm lượng polyphenol cao nhất (0,601 ± 0,005 mg GAE/g FW). Kết luận: Khi tạo màng phủ alginate kháng oxi hóa từ các thành phần alginate bổ sung glycerol và acid ascorbic, người thực hiện đề tài nhận thấy rằng nồng độ alginate 2% cho thấy hiệu quả tốt nhất khi bảo quản táo cắt tươi so với các nồng độ alginate khác. Bảng 3.4 Tổng kết nồng độ alginate thích hợp nhất cho từng loại màng Loại Chỉ tiêu Sodium alginate (%) màng xác định 0,5 1 1,5 2 2,5 A_G WL (%) 2,080 ± 0,658 TTP (mg 0,557 ± GAE/g 0,042 FW) A_G_AC WL (%) 1,487 ± 0,674 TTP (mg 0,642 ± GAE/g 0,002 FW) A_G_AA WL (%) 1,900 ± 0,781 TTP (mg 0,601 ± GAE/g 0,005 FW) 3.2.Kết quả khảo sát nồng độ glycerol Sau khi tiến hành thí nghiệm 2 (mục 2.3.2), bổ sung chất tạo dẻo glycerol vào dung dịch tạo màng, người thực hiện đề tài thu được các kết quả: 3.2.1.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate và glycerol (A_G) 59
Đồ án tốt nghiệp Dung dịch tạo màng cố định nồng độ alginate 1% (kết quả 3.1.1) và khảo sát sự thay đổi nồng độ glycerol bổ sung (0,5%; 1%; 1,5%; 2%; 2,5%). Bảng 3.5 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate và glycerol (A_G) Màng A_G Chỉ tiêu Glycerol (%) xác định ĐC 0,5 1 1,5 2 2,5 3,367 ± 1,500 ± 2,933 ± 3,300 ± 3,367 ± 2,067 ± WL (%) 0,379c 0,265a 0,208c 0,265c 0,321c 0,404b TSS 10,833 9,333 ± 9,000 ± 9,333 ± 9,333 ± 9,333 ± (oBrix) ± 1,443a 1,443a 1,732a 1,443a 1,443a 1,443a TTP (mg 0,355 ± 0,381 ± 0,344 ± 0,334 ± 0,337 ± 0,330 ± GAE/g 0,002c 0,003d 0,003b 0,005a 0,009ab 0,003a FW) RS (mg/g 76,175 63,652 ± 61,428 ± 71,063 ± 63,877 ± 70,891 ± FW) ± 0,005d 0,561b 0,930a 0,660c 0,577b 0,562c a, b, c, d: thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% Nhận xét: - Có sự khác biệt về độ hao hụt khối lượng giữa các mẫu khảo sát. Mẫu đối chứng có độ hao hụt khối lượng cao nhất (3,367 ± 0,379%). Mẫu nhúng dung dịch tạo màng có bổ sung glycerol nồng độ 0,5% cho thấy độ hao hụt khối lượng thấp nhất (1,500 ± 0,265%). - Không có sự khác nhau về hàm lượng tổng chất rắn hòa tan. - Hàm lượng đường khử giữa các mẫu có sự thay đổi khác nhau, tuy nhiên các mẫu có phủ màng so với mẫu đối chứng đều có hàm lượng đường khử thấp hơn. Điều 60
Đồ án tốt nghiệp này cho thấy táo cắt tươi sau khi được phủ màng alginate có thể ngăn được quá trình chín. - Mẫu táo cắt tươi được phủ màng alginate bổ sung glycerol 0,5% có hàm lượng polyphenol tổng cao nhất (0,381 ± 0,003 mg GAE/g FW) và khác biệt có ý nghĩa với các mẫu khảo sát còn lại. Kết luận: Màng phủ ăn được tạo từ dung dịch alginate 1% bổ sung glycerol 0,5% cho thấy khả năng bảo quản táo cắt tươi đạt hiệu quả nhất. 3.2.2.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid citric (A_G_AC) Dung dịch tạo màng cố định nồng độ alginate 1% (kết quả 3.1.2) và acid citric 1%, khảo sát sự thay đổi nồng độ glycerol bổ sung (0,5%; 1%; 1,5%; 2%; 2,5%). Bảng 3.6 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid citric (A_G_AC) Màng A_G_AC Chỉ tiêu Glycerol (%) xác định ĐC 0,5 1 1,5 2 2,5 WL (%) 3,433 ± 4,167 ± 4,567 ± 2,533 ± 3,667 ± 4,633 ± 0,321b 0,306c 0,252cd 0,153a 0,208b 0,153d TSS 11,333 ± 11,000 ± 9,833 ± 10,500 ± 11,133 ± 10,500 ± (oBrix) 0,577a 0,000a 1,443a 0,866a 0,115a 1,732a TTP (mg 0,228 ± 0,268 ± 0,332 ± 0,338 ± 0,223 ± 0,311 ± GAE/g 0,002a 0,004b 0,003d 0,002e 0,004a 0,001c FW) RS (mg/g 63,787 ± 53,535 ± 60,148 ± 59,642 ± 54,204 ± 71,061 ± FW) 0,490b 0,631a 0,636b 0,596b 1,244a 0,640c 61
Đồ án tốt nghiệp Nhận xét: - Các mẫu khảo sát có độ hao hụt khối lượng khác biệt nhau có ý nghĩa. Trong đó, mẫu nhúng dung dịch tạo màng bổ sung glycerol 1,5% hao hụt khối lượng thấp nhất (2,533 ± 0,153). - Không có sự khác nhau về hàm lượng tổng chất rắn hòa tan giữa các mẫu khảo sát. - Hàm lượng polyphenol tổng khác nhau có ý nghĩa giữa các mẫu khảo sát. Mẫu nhúng dung dịch tạo màng bổ sung glycerol 1,5% có hàm lượng polyphenol tổng cao nhất (0,338 ± 0,002 mg GAE/g FW). - Hàm lượng đường khử khác nhau giữa các mẫu khảo sát. Mẫu đối chứng và mẫu nhúng trong dung dịch tạo màng có bổ sung glycerol nồng độ 1%; 1,5% hàm lượng đường khử tương tự nhau. Mẫu phủ màng bổ sung glycerol 0,5% có hàm lượng đường khử thấp nhất (53,535 ± 0,631 mg/g FW) tương tự mẫu bổ sung glycerol 2%. Kết luận: Màng phủ ăn được tạo từ dung dịch alginate 1% bổ sung glycerol 1,5% và chất kháng oxi hóa acid citric cho thấy khả năng bảo quản táo cắt tươi đạt hiệu quả nhất. 3.2.3.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid ascorbic (A_G_AA) Dung dịch tạo màng cố định nồng độ alginate 1% (kết quả 3.1.2) và acid ascorbic 1%, khảo sát sự thay đổi nồng độ glycerol bổ sung (0,5%; 1%; 1,5%; 2%; 2,5%). 62
Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.7 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid ascorbic (A_G_AA) Màng A_G_AA Chỉ tiêu Glycerol (%) xác định ĐC 0,5 1 1,5 2 2,5 WL (%) 3,700 ± 4,533 ± 3,400 ± 2,100 ± 2,867 ± 2,900 ± 0,200c 0,306d 0,300c 0,265a 0,153b 0,300b TSS 11,667 ± 11,000 ± 11,000 ± 11,000 ± 11,000 ± 11,333 ± (0Brix) 0,289a 0,000a 0,000a 0,866a 0,000a 0,577a TTP (mg 0,560 ± 0,789 ± 0,743 ± 0,919 ± 0,790 ± 0,851 ± GAE/g 0,004a 0,040b 0,002b 0,004d 0,011b 0,058c FW) RS (mg/g 61,931 ± 53,070 ± 57,316 ± 55,559 ± 53,084 ± 51,698 ± FW) 0,652e 0,636b 0,682d 0,635c 0,588b 0,660a a, b, c, d, e: thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% Nhận xét: - Độ hao hụt khối lượng giữa các mẫu khảo sát khác nhau có ý nghĩa. Trong đó, mẫu táo cắt tươi phủ màng alginate bổ sung glycerol nồng độ 1,5% có độ hao hụt khối lượng thấp nhất (2,100 ± 0,265). - Không có sự khác nhau về hàm lượng tổng chất rắn hòa tan giữa các mẫu khảo sát. - Các mẫu khảo sát có sự khác nhau có ý nghĩa về hàm lượng polyphenol tổng. Mẫu đối chứng không được phủ màng có hàm lượng polyphenol tổng thấp nhất (0,560 ± 0,004 mg GAE/g FW). 63
Đồ án tốt nghiệp - Hàm lượng đường khử khác biệt nhau giữa các mẫu khảo sát. Mẫu đối chứng không phủ màng có hàm lượng đường khử cao nhất (61,931 ± 0,652 mg/g FW). Kết luận: Màng phủ ăn được tạo từ dung dịch alginate 2% bổ sung glycerol 1,5% và chất kháng oxi hóa acid ascorbic cho thấy khả năng bảo quản táo cắt tươi đạt hiệu quả nhất. Bảng 3.8 Tổng kết nồng độ glycerol thích hợp bổ sung nhất cho từng loại màng Loại Chỉ tiêu xác Glycerol (%) màng định 0,5 1 1,5 2 2,5 WL (%) 1,500 ± 0,265 A_G TTP (mg GAE/g 0,381 ± 0,003 FW) WL (%) 2,533 ± 0,153 A_G_AC TTP (mg GAE/g 0,338 ± 0,002 FW) WL (%) 2,100 ± 0,265 A_G_AA TTP (mg GAE/g 0,919 ± 0,004 FW) 3.3.Kết quả khảo sát nồng độ acid citric Dung dịch tạo màng cố định nồng độ alginate 1% (kết quả 3.1.2) và glycerol 0,5% (kết quả mục 3.2.3), khảo sát sự thay đổi nồng độ acid citric bổ sung (0,5%; 1%; 1,5%; 2%; 2,5%). 64
Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.9 Kết quả khảo sát nồng độ acid citric Màng A_G_AC Chỉ tiêu Acid citric (%) xác ĐC (0) 0,5 1 1,5 2 2,5 định WL 2,100 ± 1,233 ± 1,900 ± 1,133 ± 2,333 ± 2,233 ± (%) 0,458b 0,153a 0,265b 0,153a 0,379b 0,503b TSS 13,333 ± 9,500 ± 10,000 ± 11,833 ± 9,833 ± 10,933 ± (0Brix) 1,155c 0,000a 0,500ab 2,021bc 1,041a 0,115ab TTP (mg 0,665 ± 0,725 ± 0,659 ± 0,777 ± 0,67 ± 0,612 ± GAE/g 0,010b 0,048c 0,022b 0,004d 0,016b 0,007a FW) RS 62,873 ± 54,422 ± 62,688 ± 63,102 ± 65,521 ± 59,885 ± (mg/g 0,372c 1,119a 0,115c 0,391c 0,030c 0,027b FW) a, b, c, d, e: thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% Nhận xét: - Có sự khác biệt về độ hao hụt khối lượng giữa các mẫu khảo sát. Trong đó, mẫu táo cắt tươi được nhúng trong dung dịch tạo màng có bổ sung acid citric 1,5% cho thấy độ hao hụt khối lượng thấp nhất (1,133 ± 0,153%) và tương tự như mẫu khảo sát nồng độ acid citric 0,5%. - Hàm lượng tổng chất rắn hòa tan và hàm lượng đường khử giữa các mẫu khảo sát khác nhau có ý nghĩa. Nguyên nhân do quá trình chín và sự hô hấp của mẫu táo cắt tươi cũng như kỹ thuật của phương pháp bảo quản. 65
Đồ án tốt nghiệp - Hàm lượng polyphenol tổng ở mẫu táo cắt tươi nhúng trong dung dịch tạo màng alginate bổ sung acid citric 1,5% cao nhất (0,777 ± 0,004) và khác các mẫu còn lại. Kết luận: Màng phủ ăn được tạo từ dung dịch alginate 1% bổ sung glycerol 1,5% và chất kháng oxi hóa acid citric 1,5% cho thấy khả năng bảo quản táo cắt tươi đạt hiệu quả nhất so với bổ sung các nồng độ acid citric khác. 3.4.Kết quả khảo sát nồng độ acid ascorbic Dung dịch tạo màng cố định nồng độ alginate 1% (kết quả 3.1.2) và glycerol 0,5% (kết quả mục 3.2.3), khảo sát sự thay đổi nồng độ acid ascorbic bổ sung (0,5%; 1%; 1,5%; 2%; 2,5%). Bảng 3.10 Kết quả khảo sát nồng độ acid ascorbic Màng A_G_AA Chỉ tiêu Acid ascorbic (%) xác định ĐC (0) 0,5 1 1,5 2 2,5 5,167 ± 4,933 ± 4,500 ± 3,767 ± 3,267 ± 2,267 ± WL (%) 0,462d 0,289cd 0,400cd 0,950bc 0,850ab 0,723a TSS 10,550 ± 9,875 ± 10,875 ± 10,000 ± 10,250 ± 10,575 ± (0Brix) 0,971a 0,629a 1,652a 1,472a 1,190a 1,287a TTP (mg 0,193 ± 0,258 ± 0,285 ± 0,369 ± 0,329 ± 0,563 ± GAE/g 0,012a 0,001ab 0,038abc 0,031c 0,011bc 0,139d FW) RS 76,584 ± 64,141 ± 68,144 ± 66,069 ± 66,657 ± 63,448 ± (mg/g 7,458a 4,178a 0,696a 7,940a 3,328a 4,433a FW) a, b, c, d: thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% 66
Đồ án tốt nghiệp Nhận xét: - Mẫu táo cắt tươi nhúng trong dung dịch tạo màng alginate bổ sung acid ascorbic 2,5% cho thấy độ hao hụt khối lượng thấp nhất (2,267 ± 0,723%). Mẫu đối chứng có độ hao hụt khối lượng cao nhất (5,167 ± 0,462%). - Không có sự khác nhau về hàm lượng tổng chất rắn hòa tan và hàm lượng đường khử giữa các mẫu khảo sát. - Hàm lượng polyphenol tổng ở mẫu đối chứng thấp nhất (0,193 ± 0,012). Mẫu phủ màng alginate bổ sung acid ascorbic 2,5% có hàm lượng polyphenol tổng cao nhất (0,563 ± 0,139 mg GAE/g FW). Kết luận: Màng phủ ăn được tạo từ dung dịch alginate 2% bổ sung glycerol 1,5% và chất kháng oxi hóa acid ascorbic 2,5% cho thấy khả năng bảo quản táo cắt tươi đạt hiệu quả nhất. 3.5.Kết quả khảo sát ảnh hưởng thời gian bảo quản và phương pháp xử lý hóa chất đến khả năng tạo màng alginate kháng oxi cho táo cắt tươi Từ các kết quả thu được ở thí nghiệm 1 (mục 2.3.1), thí nghiệm 2 (mục 2.3.2 ), thí nghiệm 3 (mục 2.3.3), thí nghiệm 4 (mục 2.3.4 ), thu 3 loại màng phủ ăn được alginate với các thông số: - A_G: Màng phủ tạo từ dung dịch alginate 1% bổ sung chất tạo dẻo glycerol 0,5%. - A_G_AC: Màng phủ tạo từ dung dịch alginate 1% bổ sung chất tạo dẻo glycerol 1,5% và chất kháng oxi hóa acid citric 1,5%. - A_G_AA: Màng phủ tạo từ dung dịch alginate 2% bổ sung chất tạo dẻo glycerol 1,5% và chất kháng oxi hóa acid citric 2,5%. Tiến hành thí nghiệm 5 (mục 2.3.5 ), khảo sát khả năng kháng oxi hóa của các loại màng phủ cho táo cắt tươi theo thời gian bảo quản người thực hiện đề tài thu được kết quả sau: 67
Đồ án tốt nghiệp 3.5.1. Kết quả hàm lượng tổng chất rắn hòa tan (Total soluble solids – TSS oBrix) của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian Bảng 3.11 Kết quả hàm lượng tổng chất rắn hòa tan của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian Loại màng Thời gian Đối chứng A_G A_G_AC A_G_AA 12,833 ± 0 ngày 12,833 ± 0,250a 12,833 ± 0,250a 12,833 ± 0,250a 0,250a 10,500 ± 3 ngày 11,833 ± 1,443a 11,167 ± 1,893a 11,667 ± 2,082a 0,500a 11,667 ± 8 ngày 11,333 ± 1,528a 10,500 ± 0,500a 11,167 ± 1,258a 0,577a 12,000 ± 14 ngày 12,500 ± 2,784a 11,500 ± 1,323a 11,833 ± 1,756a 2,646a 11,667 ± 18 ngày 13,500 ± 1,803a 12,333 ± 0,577a 13,333 ± 2,082a 0,577a 12,667 ± 21 ngày 14,500 ± 1,803a 15,667 ± 0,577a 14,667 ± 0,577a 2,887a a, b, c, d: thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% Nhận xét: - Qua phân tích mẫu tại thời gian bảo quản khác nhau, người thực hiện đề tài thấy rằng hàm lượng tổng chất rắn hòa tan giữa mẫu đối chứng và mẫu có phủ màng khác biệt nhau không có ý nghĩa. - Đối với từng phương pháp bảo quản cũng như tùy theo tính chất của dung dịch tạo màng phủ (có hoặc không có bổ sung chất kháng oxi hóa), theo thời gian hàm lượng tổng chất rắn hòa tan của mẫu táo cắt tươi được bảo quản có thể tăng hoặc 68
Đồ án tốt nghiệp giảm so với ban đầu. Chất khô hòa tan trong táo gồm đường, axit hữu cơ, pectin hòa tan, Các hợp chất này tăng trong thời gian bảo quản nhờ quá trình chín nhưng lại giảm đi đáng kể do quá trình hô hấp. Tuy tổng chất rắn hòa tan là một chỉ tiêu quan trọng trong đánh giá chất lượng hóa sinh của sản phẩm táo cắt tươi trong quá trình bảo quản, nhưng chỉ tiêu này chưa thể là yếu tố quyết định để đánh giá được khả năng kháng oxi hóa của táo cắt tươi khi phủ màng alginate. 3.5.2. Kết quả độ hao hụt khối lượng (Weight losss – WL %) của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian Bảng 3.12 Kết quả độ hao hụt khối lượng của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian Loại màng Thời gian Đối chứng A_G A_G_AC A_G_AA 7,400 ± 3 ngày 7,000 ± 0,693c 4,600 ± 0,346b 2,400 ± 0,520a 0,346c 12,733 ± 8 ngày 14,300 ± 0,346c 12,167 ± 0,289b 8,200 ± 0,346a 0,404b 16,233 ± 14 ngày 18,433 ± 0,808c 15,767 ± 0,924b 9,600 ± 0,520a 0,808b 18,367 ± 14,500 ± 18 ngày 22,367 ± 0,751a 17,000 ± 0,693c 0,404b 0,520d 24,400 ± 23,033 ± 19,967 ± 21 ngày 34,767 ± 1,790c 3,118b 0,808ab 0,231a a, b, c, d: thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% 69
Đồ án tốt nghiệp Nhận xét: - Sau 3 ngày, mẫu táo phủ màng alginate bổ sung acid ascorbic (A_G_AA) có độ hao hụt khối lượng thấp nhất (2,400 ± 0,520 %). Mẫu táo phủ màng alginate bổ sung acid citric (A_G_AC) có độ hao hụt khối lượng cao hơn so với phủ màng A_G_AA và thấp hơn so với mẫu phủ màng alginate không bổ sung chất kháng oxi hóa và mẫu đối chứng. - Sau 8 ngày, mẫu táo phủ màng alginate bổ sung acid ascorbic (A_G_AA) có độ hao hụt khối lượng thấp nhất (8,200 ± 0,346 %). Mẫu táo phủ màng alginate bổ sung acid citric (A_G_AC) có độ hao hụt khối lượng tương tự với mẫu phủ màng alginate không bổ sung chất kháng oxi hóa (A_G). Mẫu đối chứng không phủ màng có độ hao hụt khối lượng cao nhất (14,300 ± 0,346 %) - Sau 14 ngày, mẫu táo phủ màng alginate bổ sung acid ascorbic (A_G_AA) có độ hao hụt khối lượng thấp nhất (9,600 ± 0,520 %). Mẫu táo phủ màng alginate bổ sung acid citric (A_G_AC) có độ hao hụt khối lượng tương tự với mẫu phủ màng alginate không bổ sung chất kháng oxi hóa (A_G). Mẫu đối chứng không phủ màng có độ hao hụt khối lượng cao nhất (18,433 ± 0,808 %) - Sau 18 ngày, mẫu táo phủ màng alginate bổ sung acid ascorbic (A_G_AA) có độ hao hụt khối lượng thấp nhất (14,500 ± 0,520 %). Mẫu táo phủ màng alginate bổ sung acid citric (A_G_AC) có độ hao hụt khối lượng cao hơn mẫu phủ màng A_G_AA, nhưng thấp hơn so với mẫu phủ màng alginate không bổ sung chất kháng oxi hóa (A_G). Mẫu đối chứng không phủ màng có độ hao hụt khối lượng cao nhất (22,367 ± 0,751 %). - Sau 21 ngày, mẫu táo phủ màng alginate bổ sung acid ascorbic (A_G_AA) có độ hao hụt khối lượng thấp nhất (19,967 ± 0,231 %). Mẫu táo phủ màng alginate bổ sung acid citric (A_G_AC) có độ hao hụt khối lượng tương tự với mẫu phủ màng 70
Đồ án tốt nghiệp alginate không bổ sung chất kháng oxi hóa (A_G). Mẫu đối chứng không phủ màng có độ hao hụt khối lượng cao nhất (34,767 ± 1,790 %). Kết luận: Qua 21 ngày bảo quản, người thực hiện đề tài thấy rằng màng alginate bổ sung chất kháng oxi hóa sẽ giúp giảm quá trình hao hụt khối lượng của táo cắt tươi sau khi phủ. Đặc biệt, màng phủ alginate có bổ sung acid ascorbic cho thấy hiệu quả rõ rệt nhất. 3.5.3. Kết quả hàm lượng đường khử (Reducing sugar – RS mg/g FW) của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian Bảng 3.13 Kết quả hàm lượng đường khử của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian Loại màng Thời gian Đối chứng A_G A_G_AC A_G_AA 73,726 ± 73,726 ± 0 ngày 73,726 ± 9,537a 73,726 ± 9,537a 9,537a 9,537a 68,347 ± 46,464 ± 3 ngày 68,273 ± 7,412b 49,243 ± 1,722a 5,109b 0,690a 90,740 ± 103,127 ± 92,885 ± 8 ngày 92,379 ± 1,682ab 0,068a 0,846c 0,662c 85,807 ± 114,255 ± 74,789 ± 14 ngày 100,714 ± 1,218c 0,585b 2,895d 4.634a 106,803 ± 116,337 ± 18 ngày 89,089 ± 7,909a 89,497 ± 1,189a 1,2898b 13,802b 95,182 ± 130,298 ± 78,960 ± 21 ngày 96,264 ± 18,834a 4,399a 3,939b 1,697a a, b, c, d: thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% 71
Đồ án tốt nghiệp Nhận xét: Các mẫu khảo sát qua thời gian bảo quản có sự tăng giảm hàm lượng đường khử khác nhau. Tuy nhiên, các mẫu cắt tươi phủ màng alginate có bổ sung glycerol và acid ascorbic (A_G_AA) thường có hàm lượng đường khử thấp hơn so với mẫu đối chứng, mẫu phủ màng alginate bổ sung glycerol và acid citric (A_G_AC) hay các mẫu phủ màng algiante chỉ bổ sung chất tạo dẻo glycerol. 3.5.4.Kết quả hàm lượng polyphenol tổng (Total polyphenol – TTP mgGAE/g FW) của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian Bảng 3.14 Kết quả hàm lượng polyphenol tổng của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian Loại màng Thời gian Đối chứng A_G A_G_AC A_G_AA 0 ngày 0,665 ± 0,088a 0,665 ± 0,088a 0,665 ± 0,088a 0,665 ± 0,088a 3 ngày 0,273 ± 0,038a 0,250 ± 0,017a 0,250 ± 0,090a 0,571 ± 0,087b 8 ngày 0,417 ± 0,092b 0,313 ± 0,019a 0,306 ± 0,005a 0,552 ± 0,053c 14 ngày 0,516 ± 0,032a 0,370 ± 0,040a 0,445 ± 0,008a 0,897 ± 0,310b 18 ngày 0,415 ± 0,016a 0,440 ± 0,009a 0,382 ± 0,010a 0,744 ± 0,107b 21 ngày 0,369 ± 0,050b 0,300 ± 0,025a 0,341 ± 0,020ab 0,754 ± 0,016c a, b, c, d: thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% Nhận xét: Qua thời gian bảo quản, mẫu táo cắt tươi phủ màng alginate có bổ sung glycerol và acid ascorbic luôn đạt hàm lượng polyphenol tổng cao nhất và khác biệt có ý nghĩa so với các mẫu khảo sát còn lại. Kết luận: Khả năng kháng oxi của màng phủ ăn được tạo từ dung dịch alginate 2% có bổ sung chất tạo dẻo glycerol 1,5% và chất kháng oxi hóa acid ascorbic 2,5%, 72
Đồ án tốt nghiệp ứng dụng cho táo cắt tươi cho thấy hiệu quả cao. Màng phủ này đã tạo ra một khí quyển biến giúp giảm bớt quá trình hô hấp của táo sau khi cắt, kiểm soát sự mất độ ẩm, giảm độ hao hụt khối lượng, ngăn quá trình chín và giảm sự hoạt động của enzyme polyphenoloxidase (PPO) nên hàm lượng polyphenol trong táo cắt tươi vẫn cao, mức độ nâu hóa thấp. Vì vậy, thời gian bảo quản sẽ dài hơn và giá trị cảm quan được nâng cao khi táo cắt tươi được phủ màng alginate hợp phần glycerol và acid ascorbic. 73
Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1.Kết luận Qua thời gian nghiên cứu tại phòng thí nghiệm của Khoa Công nghệ sinh học - Thực Phẩm – Môi trường thuộc Trường Đại Học Công Nghệ T.P Hồ Chí Minh với đề tài “Khảo sát quá trình tạo màng phủ ăn được alginate kháng oxi hóa ứng dụng trong bảo quản táo cắt tươi” người thực hiện đề tài rút ra được các kết luận sau: Màng phủ alginate khi bổ sung chất tạo dẻo glycerol và chất chống oxi hóa là acid ascorbic sẽ tăng khả năng kháng oxi hóa cho sản phẩm táo cắt tươi, giúp giảm sự hóa nâu bề mặt, giảm độ hao hụt khối lượng và hàm lượng chất dinh dưỡng thất thoát ít hơn nhiều so với phương pháp bảo quản thường. Thông số kỹ thuật tạo màng phủ alginate đạt hiệu quả cao cho bảo quản táo cắt tươi: - Nhúng táo 1 lần vào dung dịch tạo màng alginate trong thời gian 1 phút. - Nồng độ dung dịch alginate là 2%. - Nồng độ glycerol bổ sung vào dung dịch alginate 2% là 1,5%. - Nồng độ acid ascorbic bổ sung vào dung dịch alginate 2% là 2,5%. 4.2.Kiến nghị Do kiến thức còn hạn chế và những giới hạn về mặt thời gian, điều kiện trang thiết bị cũng như điều kiện kinh tế nên thí nghiệm chưa được thực hiện hoàn thiện, khó tránh khỏi sai sót. Để hoàn thiện hơn quy trình nghiên cứu người thực hiện đề tài xin đưa ra một số kiến nghị như sau: - Khảo sát với lượng mẫu lớn hơn để có kết quả chính xác hơn. - Khảo sát thêm chỉ tiêu màu sắc thay đổi của táo bằng máy phân tích để có kết quả sự ngăn chặn quá trình hóa nâu khi phủ màng alginate. 74
Đồ án tốt nghiệp - Khảo sát thêm chỉ tiêu độ cứng táo bằng máy phân tích. - Khảo sát thêm các chất bổ sung tạo màng như: canxi clorua, các chất kháng oxi hóa khác khác như N-acetyl cystein, các chất tạo dẻo khác (sorbitol, ethylen glycol, polyethylene glycol). - Đánh giá các chỉ tiêu cảm quan về màu sắc, mùi vị, cấu trúc để có thể biết rõ thị hiếu của người tiêu dùng đối với sản phẩm táo cắt tươi phủ màng ăn được alginate. 75
Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Anh [1] Dr. Kurt Ingar Dragel, Prof. Dr. Olav Smidsred, Prof Dr.Gudmund Skjak.Braek; Alginate from Algae. [2] Elizabeth A. Baldwin, Robert Hagenmaier and Jinhe Bai (2012); Edible Coatings and Films to Improve Food Quality. [3] Gustavo Adolfo González-Aguilar J. F. Ayala-Zavala, G. I. Olivas, L. A. de la Rosa, E. A´lvarez-Parrilla; Preserving quality of fresh-cut products using safe technologies. [4] Ivan Donati and Sergio Paoletti; Material Properties of Alginates; Alginates: Biology and Applications.2-46 [5] Iain A. Brownlee , Chris J. Seal , Matthew Wilcox, Peter W. Dettmar , và Jeff P. Pearson; Applications of Alginates in Food; Alginates: Biology and Applications.212- 223. [6] Jennylynd B. James and Tipvanna Ngarmsak; Technical Editor: Rosa S. Rolle; Processing of fresh-cut tropical fruits and vegetables: A technical guide; Food and Agriculture Organization of the United Nations; Regional Office for Asia and the Pacific; Bangkok, 2010. [7] Kaliana Sitonio EçaI; Tanara SartoriI; Florencia Cecilia Menegalli; Braz. J; Films and edible coatings containing antioxidants – a review; Food Technol. vol.17 no.2 Campinas Apr./June 2014. [8] Muhammad Issa Khan, Muhammad Nawaz Adrees, Muhammad Rizwan Tariq and Muhammad Sohaib. A review: Application of edible coating for improving meat quality. 76