Khóa luận Sản xuất Chitin - Chitosan từ vỏ tôm và ứng dụng chitosan làm màng bao bảo quản cà chua

ủa các quá trình này là rau quả ngày càng bị biến đổi sâu sắc cho tới khi hỏng hẳn. Cũng trong quá trình này có những phản ứng làm tăng chất lượng của rau quả như sự chuyển thành đường của tinh bột… Quá trình này là hô hấp hiếu khí: có sự tham gia của oxi không khí, sản phẩm của quá trình là CO2, H2O và nhiệt. Tiêu biểu là phản ứng: C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 673 KCal Khi oxi trong môi trường giảm xuống khoảng thấp hơn 2 % thì quá trình lên men sẽ thay thế cho quá trình hô hấp hiếu khí. Quá trình hô hấp yếm khí này tạo ra một lượng lớn các chất trung gian trong đó đáng kể nhất là quá trình biến đổi đường thành rượu và khí cacbonic. Chính những sản phẩm trung gian này đã làm quá trình hư hỏng của quả xảy ra nhanh hơn bằng việc làm biến đổi màu sắc, mùi vị và trạng thái quả một các sâu sắc. Tiêu biểu là phản ứng: C6H12O6 → 2C2H5OH +2CO2 +28 Kcal Như vậy khi sự thông khí trong khi bảo quản kém sẽ làm tăng nồng độ khí CO2, nhiệt độ xung quanh quả và tạo môi trường thuận lợi cho hô hấp yếm khí và các vi sinh vật phát triển, kết quả là quả sẽ bị hư hong nhanh chóng. Vì vậy việc đảm bảo sự thông khí một cách thích hợp tránh hô hấp yếm khí và đảm bảo hô hấp hiếu khí xảy ra thích hợp là rất quan trọng và có ý nghĩa quyết định đến chất lượng của quá trình bảo quản. Những loại quả có quá trình hô hấp tăng lên rất nhanh chóng và sau đó lại giảm xuống gọi là hô hấp đột biến (Climacteric), ví dụ như cà chua và xoài. Còn những loại quả mà trong suốt quá trình bảo quản sự hô hấp luôn giảm thì cường độ hô hấp không có điểm đột biến (non-climacteric) như táo, nho…Khí etylen tạo ra trong suốt quá trình hô hấp là nguyên nhân quan trọng thúc đẩy quá trình chín của SVTH: BÙI THANH TRUNG TRANG 29 quả. Etylen là một hormone thực vật tự nhiên liên quan đến quá trình sinh trưởng, phát triển, chín và sự lão hóa của thực vật. Người ta cho rằng phytohormone này thúc đẩy quá trình chín của rất nhiều loài quả như: chuối, dứa, cà chua, xoài, dưa hấu và đu đủ. Nó được tạo ra ở nhiều nồng độ khác nhau phụ thuộc vào nhiều loại quả. Nhưng khi nồng độ ethylene đạt từ 0.1 đến 1.0 ppm (phần triệu) thì bắt đầu xảy ra quá trình chín của quả vùng nhiệt đới. Sản phẩm ethylene trong quả là tín hiệu cho hoạt động của nhiều loại enzyme khác nhau dẫn đến những thay đổi sinh lý như: quả có sự thay đổi màu sắc từ xanh sang đỏ, trạng thái quả chuyển sang mềm và có mùi vị khác nhau. Như vậy trong quá trình bảo quản quả cần phải hạn chế hô hấp để tránh tổn thất chất khô đồng thời phải tuyệt đối tránh hô hấp yếm khí. Đây là một bài toán tối ưu quan trọng quyết định lớn tới chất lượng bảo quản. 2.2.2.2 Sự hư hỏng trong quá trình bảo quản  Do vi sinh vật: Vi sinh vật thâm nhập từ môi trường  Do hô hấp  Do sự bay hơi nước  Do hoạt động của enzyme  Do sự tự biến đổi các chất  Do tác động cơ học  Do tác động của những hóa chất bảo vệ thực vật. 2.2.2.3. Bảo quản rau quả  Nguyên lý bảo quản rau quả: Khi lưu trữ rau quả tươi sau khi thu hái trong điều kiện khí quyển bình thường, chất lượng của chúng sẽ giảm dần và tiến tới hư hỏng hoàn toàn do thối rữa. thời gian từ khi thu hái cho tới khi rau quả hỏng hoàn toàn dài hay ngắn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: giống, loại rau quả, thời gian thu hái, độ chín và điều kiện môi trường bảo quản… Nguyên nhân trực tiếp và cơ bản dẫn tới rau quả bị hư hỏng là do hiện tượng chín và hiện tượng nhiễm bệnh. SVTH: BÙI THANH TRUNG TRANG 30 Quá trình chín của rau quả phụ thuộc vào cường độ hô hấp, hô hấp càng mạnh mẽ thì quá trình chín càng nhanh chóng xảy ra và thời hạn bảo quản của rau quả càng bị rút ngắn. Quả càng chín thì càng trở nên mềm và giảm khả năng chịu tác động cơ học. Quá trình tiến tới giai đoạn chín của rau quả là quá trình phân hủy các chất dinh dưỡng trong đó có cả các chất có khả năng ức chế vi sinh vật như các acid, phitonxit….tạo điều kiện tốt cho vi sinh vật phát triển mạnh gây thối rữa và hư hỏng nhanh chóng. Như vậy, để kéo dài thời hạn bảo quản của rau quả trước hết là kìm hãm hoạt động sống, tức là ức chế cường độ hô hấp, từ đó kìm hãm tốc độ chín của quả. Nhưng chỉ được kìm hãm chứ không được đình chỉ nếu không sẽ dẫn tới hư hỏng nhanh chóng hơn do hô hấp yếm khí. Trong trường hợp hô hấp được hạn chế tới mức thấp nhất nhưng khi vi sinh vật nhất là nấm mốc có điều kện phát triển mạnh thì rau quả cũng sẽ bị hư hỏng nhanh chóng. Vì vậy nguyên tắc tiếp theo đó là ngăn ngừa, loại bỏ hoạt động của vi sinh vật [8]. Dựa trên những nguyên lý sinh học, giáo sư Nikitin chia các phương pháp bảo quản thành 3 nhóm:  Nhóm thứ nhất bao gồm các phương pháp dựa trên nguyên lý bảo toàn sự sống- Bioza: rau quả được giữ nguyên trạng thái sống bình thường không cần tác động bất cứ giải pháp xử lý nào ngoài một vài tác động hạn chế cường độ sống nhằm giảm mức phân hủy thành phần dinh dưỡng do hô hấp và giảm tổn hao khối lượng tự nhiên do bay hơi.  Nhóm thứ hai: gồm các phương pháp dựa trên nguyên lý tiềm sinh-Anabioza. Làm chậm, ức chế hoạt động sống của quả và của vi sinh vật nên làm chậm thời gian hư hỏng và thối rữa của rau quả. Trong nhóm này gồm các phương pháp: bảo quản lạnh, lạnh đông, cô đặc, sấy điều chỉnh thành phần khí quyển, muối chua, dầm giấm….đặc điểm chung của các phương pháp này là tạo ra môi trường không thuận lợi cho hoạt đông sống của quả và của vi sinh vật. SVTH: BÙI THANH TRUNG TRANG 31  Nhóm thứ ba là nhóm dựa trên nguyên lý phi tiềm sinh-Abioza. Đó là các phương pháp loại bỏ sự sống của quả cũng như của vi sinh vật. Khi không còn hoạt động sống thì quả cũng mất tính kháng bệnh tự nhiên chính vì thế chúng trở thành môi trường thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật, muốn giữ sản phẩm khỏi hư hỏng thì phải tiêu diệt hay ức chế hoàn toàn vi sinh vật có trong sản phẩm. Các phương pháp thuộc nhóm này có: thanh trùng, tiệt trùng, các phương pháp bảo quản bằng hóa chất hay bằng kháng sinh, phương pháp lọc vi sinh, chiếu xạ…  Những yếu tố ảnh hưởng tới thời hạn bảo quản rau- quả: Thời gian bảo quản rau quả tươi phụ thộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau trong đó đáng kể nhất đó là nhiệt độ, độ ẩm và thành phần khí quyển. - Nhiệt độ là yếu tố rất quan trọng có yếu tố quyết định tới thời hạn bảo quản của rau quả, sự thay đổi nhiệt độ trước hết ảnh hưởng tới cường độ hô hấp. Nhiệt độ càng cao tốc độ phản ứng sinh hóa xảy ra trong rau quả càng nhanh, tuy nhiên sự phụ thuộc tỉ lệ thuận đó chỉ đến giới hạn nhất định, cụ thể khi tăng nhiệt độ từ 25 oC trở lên thì cường độ hô hấp lại giảm. Chúng ta muốn ức chế hoạt động sống của rau quả thì bảo quản ở nhiệt độ càng thấp càng tốt, tuy nhiên nhiệt độ quá thấp không hẳn đã kéo dài được thời gian bảo quản của rau quả vì tế bào thực vật bị phá hủy do dịch bào bị đóng băng mặt khác nhiệt độ thấp làm rối loạn một số quá trình sinh lý, sinh hóa của quả, ví dụ như chuối xanh bảo quản dưới 12oC chuối sẽ không chín, chuối chín dưới 11oC thì sẽ bị thâm.  Như vậy, mỗi loại rau quả thích hợp với một nhiệt độ nhất định nào đó và nhiệt độ bảo quản tối ưu. - Độ ẩm tương đối của không khí quyết định tới tốc độ bay hơi nước của rau quả. Độ ẩm càng thấp thì cường độ hô hấp và tốc độ bay hơi nước càng cao làm giảm khối lượng và làm quả bị héo. Nhưng độ ẩm thấp làm giảm khả năng hoạt động của vi sinh vật nên hạn chế bệnh cho quả. Ngược lại nếu độ ẩm cao làm giảm quá trình bay hơi nước và hô hấp, tuy nhiên nếu độ ẩm quá cao sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển ngoài ra còn làm ngưng tụ nước trên bề mặt rau quả dẫn đến SVTH: BÙI THANH TRUNG TRANG 32 rối loạn hô hấp. Vì thế cần chọn độ ẩm thích hợp cho từng loại quả khi bảo quản - độ ẩm tối ưu. -Thành phần khí quyển đó là thành phần khí O2 và CO2. Hai thành phần này phải thích hợp với từng loại quả để giảm tối đa hô hấp hiếu khí nhưng phải tránh điều kiện để xảy ra hô hấp yếm khí, từ đó hạn chế tối đa quá trình sống cũng như không sinh ra những chất có hại sinh ra do hô hấp yếm khí đầu độc quả.  Các phương pháp bảo quản rau quả [8]:  Bảo quản ở điều kiện thường.  Bảo quản lạnh và lạnh đông.  Bảo quản trong môi trường thay đổi thành phần khí quyển và một số phương pháp xử lý.  Bảo quản CA (Controled Atmosphere) thay đổi thành phần không khí.  Bảo quản trong môi trường khí quyển cải biến (MA_ Modified atmosphere) quả được đựng trong túi hay tạo màng bao polyme.  Bảo quản bằng hóa chất.  Bảo quản bằng tia bức xạ. 2.2.2.4. Ưu điển của chitosan trong bảo quản trái cây  Có khả năng tạo màng dẻo, dai: Ở nồng độ thích hợp chitosan có khả năng tạo màng khá dai, khó xé rách, có độ bền tương đương với một số chất dẻo vẫn dùng làm bao gói.  Có khả năng kháng nấm, kháng khuẩn cao  Tránh mất ẩm của quả khi bảo quản lạnh  Hạn chế oxi cung cấp, giảm hô hấp hiếu khí và tránh yếm khí  Làm chậm lại quá trình bị thâm của rau quả: Rau quả sau khi thu hoạch sẽ dần dần bị thâm, làm giảm chất lượng và giá trị. Rau quả bị thâm là do quá trình oxi hoá tạo ra các sản phẩm polyme hóa của orthoquinon. Nhờ bao gói bằng màng chitosan mà ức chế được hoạt tính oxy hóa của các polyphenol, làm thành phần của SVTH: BÙI THANH TRUNG TRANG 33 anthocyamin, flavonoid và sự tổng lượng các hợp chất phenol ít biến đổi, giữ cho rau quả tươi lâu hơn.  Có khả năng kết hợp với các chất bảo quản khác (axit benzoic…)  Dễ phân hủy sinh học và thân thiện với môi trường  Có khả năng hấp phụ màu mà không hấp phụ mùi, hấp phụ một số kim loại nặng. 2.2.3. Các nghiên cứu đã đạt được Đã có rất nhiều nghiên cứu về việc ứng dụng chitosan để bảo quản trái cây, một số nghiên cứu đã thu được những thành công nhất định. Sau đây là một số nghiên cứu tiêu biểu: 2.2.3.1. Các nghiên cứu trong nước  Qui trình nghiên cứu bảo quản xoài được Sở Khoa học và Công nghệ TP Cần Thơ nghiệm thu đầu năm 2007. Nông trường Sông Hậu – nơi nghiên cứu hiện có 150.000 cây xoài cát Hòa Lộc, trung bình, mỗi hộ có 80-100 cây. Với sản lượng hàng năm lên đến cả hàng nghìn tấn xoài sản phẩm. Xoài Cát Hòa Lộc có vỏ mỏng nên khó bảo quản lâu và vận chuyển xa, gây khó khăn cho việc xuất khẩu. Tiến sĩ Toàn cùng các cộng sự đã nghiên cứu khắc phục hạn chế trên bằng cách xử lý chần nước nóng để ngăn bệnh thán thư và ruồi đục trái. Biện pháp này giúp đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng theo yêu cầu kiểm dịch thực vật cho cây ăn trái. Sau đó, trái được nhúng vào dung dịch Chitosan, tạo nên một lớp màng bao phủ mỏng có tác dụng chống mất ẩm, giảm hao hụt trọng lượng và kéo dài thời gian tồn trữ. Qua các thí nghiệm, xoài được tồn trữ tốt nhất là ở nhiệt độ lạnh từ 10-12 0C. Kết luận: “Qua quá trình xử lý và tồn trữ, trái xoài được bảo quản tốt nhất trong 4 tuần, thậm chí có khả năng kéo dài 6 tuần, có thể vận chuyển và phân phối đi xa”.  Qua nhiều nghiên cứu các nhà khoa học đã đưa ra qui trình bảo quản trái quýt đường với thời gian tồn trữ đến 8 tuần. Đó là bảo quản trái bằng cách bao màng Chitosan ở nồng độ 0,25% kết hợp với bao Polyethylene (PE) đục 5 lỗ với đường kính mỗi lỗ 1 mm và ghép mí lại bằng máy ép. Sau đó, bảo quản ở nhiệt độ 12○C. SVTH: BÙI THANH TRUNG TRANG 34 Với phương pháp này, phẩm chất bên trong trái như: hàm lượng đường, hàm lượng vitamin C... luôn ổn định, tỷ lệ hao hụt trọng lượng thấp, màu sắc vỏ trái đồng đều và đẹp.  Đề tài: “Nghiên cứu sử dụng các hoạt chất sinh học biển để thay thế các chất độc hại trong bảo quản nông thủy sản sau thu hoạch và chế biến thực phẩm” của PGS. TS Trần thị Luyến Khoa Chế Biến, Trường Đại Học Nha Trang đã đưa ra một số kết luận sau: Lần dầu tiên các dẫn liệu khoa học được đưa ra trên cơ sở nghiên cứu một cách chi tiết đầy đủ về khả năng bảo quản nông thủy sản của chitosan, COS (chitosanolygosacharide) trên các đối tượng cá ồ, cam, quýt, cà chua, hành tím và dứa quả, thịt heo, thịt bò, cá ngân, và xúc xích  Qua nghiên cứu của Châu Văn Minh và cộng sự thuộc Viện hoá học các hợp chất tự nhiên, Trung tâm Khoa học Tự nhiên và công nghệ Quốc gia đã điều chế được chế phẩm BQ-1 với nguyên liệu chính là chitosan có tác dụng bảo quản quả tươi (cà chua, nho vải, chuối,…) rất tốt. Chế phẩm này có tác dụng chống mốc, chống sự phá huỷ của một số nấm men, vi sinh vật gram âm trên các loại hoa quả.  Mới đây nhất, tại Đại học Thủy Sản Nha Trang, các kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Trần Thị Luyến, Nguyễn Trọng Bách cho thấy chitosan có thể kết hợp với các phụ liệu tinh bột hồ hóa, sorbitol và PVA (polyvinyl acetate) để tạo màng bao có đặc tính cơ lý khá tốt (mềm dẻo và độ bền đứt cao) có khả năng đáp ứng yêu cầu bao gói thực phẩm. Đồng thời khi sử dụng màng bao chitosan tạo thành để bao gói thịt bò tươi, kết quả cũng cho thấy màng bao chitosan đã làm giảm đáng kể nồng độ vi sinh vật tổng số trên bề mặt thịt bò khi bảo quản ở nhiệt độ 0-5ºC [5]. SVTH: BÙI THANH TRUNG TRANG 35 CHƢƠNG III: TỔNG QUAN CHITOSAN TRONG BẢO QUẢN CÀ CHUA. 3.1. Lựa chọn giống cà chua cho bảo quản Qua khảo sát về các giống cà chua hiện nay có trên thị trường các tỉnh phía Bắc Việt Nam, tác giả đã lựa chọn giống cà chua hồng Đài Loan P375 do Xí Nghiệp Rau Quả - Viện Nông Nghiệp Công Nghệ Cao cung cấp vì giống này có những đặc điểm sau:  Đang được trồng và sử dụng phổ biến nhất trên thị trường.  Cho chất lượng quả tốt và ổn định.  Quả đều rất thích hợp cho bảo quản cũng như cho quá trình cơ giới, tự động hóa nếu bảo quản ở quy mô lớn.  Kích thước quả phù hợp cho việc tạo màng bao chitosan. Mỗi quả có đường kính từ 4-5cm.  Bề mặt quả nhẵn bóng và đều đẹp rất thích hợp cho việc ăn tươi.  Quả chín đều. 3.2. Xác định độ chín thích hợp cho bảo quản Tuỳ đặc trưng giống và điều kiện thời tiết, quả cà chua chín ở độ tuổi 30-35 ngày. Trong quá trình chín cà chua phải qua các thời kỳ sau đây: - Thời kỳ quả xanh: Quả và hạt phát triển chưa hoàn chỉnh. Màu quả xanh hoàn toàn. Nếu thu hái quả ở thời kỳ này và thông qua các phương pháp thúc chín thì quả chín không bình thường, quả không có hương vị, không có màu sắc đặc trưng của giống nên không thích hợp cho việc thu hái và bảo quản. - Thời kỳ chín xanh (Green): Chất keo bao quanh hạt được hình thành. Quả phát triển đầy đủ về kích thước, quả chưa có màu hồng hoặc màu vàng. Nếu đem thúc chín thì quả sẽ thể hiện màu sắc của giống. Do trong giai đoạn này khi trải qua quá trình chín quả sẽ chịu được nhiệt độ lạnh khác nhau nên không thích hợp cho bảo quản. - Thời kỳ chín vàng (Breaker): Đỉnh quả xuất hiện màu vàng hoặc màu hồng với diện tích bề mặt chiếm khoảng 10%. SVTH: BÙI THANH TRUNG TRANG 36 - Thời kỳ chuyển màu (Turning): Diện tích bề mặt từ 10-30% có màu vàng hoặc đỏ. - Thời kỳ chín hồng (Pink): 30-60% diện tích bề mặt quả có màu hồng nhạt hoặc màu vàng. Quả đạt độ chín cao nên đã trải qua các giai đoạn sinh lý quan trọng nên rất khó đánh giá hiệu quả của bảo quản thông qua các chỉ tiêu có liên quan tới các quá trình sinh lý như hô hấp, biến đổi màu sắc…Vì vậy dùng độ chín này để bảo quản trong thí nghiệm là không thích hợp. - Thời kỳ quả hồng hoặc đỏ (Light Red): 60-90% diện tích bề mặt quả có màu vàng hoặc đỏ. Quả chín quá nên không thể phân tích được hiệu quả bảo quản. - Thời kỳ quả chín đỏ (Red): Trên 90% diện tích bề mặt có màu đỏ. Trong thời kỳ này cũng không thể phân tích được hiệu quả bảo quản. Qua đánh giá cho thấy thích hợp nhất cho quá trình thu hái để bảo quản là khi quả đạt độ chín vàng (Breaker) và thời kì chuyển màu (Turning). Để chọn ra một độ chín thích hợp nhất cho bảo quản bằng chitosan, tôi đã tiến hành làm thí nghiệm khảo sát sơ bộ: thu hái hai độ chín dự kiến và tiến hành nhúng vào dung dịch chitosan đã chuẩn bị để bảo quản. Bảo quản ở cùng một điều kiện trong phòng thí nghiệm. Sau 14 ngày trên cơ sở đánh giá màu sắc, trạng thái sơ bộ rút ra được một số kết luận sau:  Hai độ chín khảo sát đều có màu biến đổi đồng đều.  Quả ở độ chín vàng có độ cứng cao hơn. Như vậy cả hai độ chín đều thích hợp cho việc đánh giá hiệu quả bảo quản, song độ chín vàng (Breaker) cho thời gian bảo quản lâu hơn do quả còn “xanh” hơn thời kỳ chuyển màu (Turning). Vì vậy độ chín thích hợp cho việc bảo quản cũng như đánh giá hiệu quả bảo quản bằng chitosan là thời kỳ chín vàng (Breaker). Tuy nhiên đây mới chỉ là những khảo sát sơ bộ do thời gian nghiên cứu chưa đáp ứng được, vì vậy một kiến nghị cho việc khảo sát chính xác độ chín của cà chua phù hợp nhất cho việc bảo quản bằng chitosan là cần thiết. SVTH: BÙI THANH TRUNG TRANG 37 3.3. Chitosan và các nồng độ tạo màng bao Chitosan phục vụ thí nghiệm được cung cấp từ trường Đại Học Thủy Sản Nha Trang- (Nguyễn Đình Chiểu, Nha Trang, Khánh hòa, Việt Nam) có những đặc tính sau Bảng 3.1: Đặc tính của chitosan Đặc tính Giá trị Độ ẩm 10% Hàm lượng ion Ca2+ 0.01% Độ nhớt 265cps Hàm lượng chất không tan 0.18% Hàm lượng Nitơ tổng số 8,42% Độ Deacetyl 87.8% Độ tan (trong dung dịch CH3COOH 1%) 99,82% Phản ứng Biure Âm tính Hàm lượng chitosan 89,82% Qua các tài liệu nghiên cứu đã chỉ ra rằng chitosan tan tốt trong dung dịch axit axetic 1%. Thí nghiệm đã tiến hành pha chitosan trong dung dịch axit axetic 1% để thu được dung dịch chitosan: 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, 2.5% ở các nồng độ này chitosan đều tan hết sau 24h cho dung dịch trong có màu vàng ngà nhạt, dung dịch không có vẩn đục hay vón cục. Độ nhớt tăng lên theo nồng độ của chitosan. Riêng dung dịch chitosan ở nồng độ 3.0% chitosan không tan hết và có vón cục. Nên ở nồng độ 3.0% chitosan không tan hết trong dung dịch axit axetic 1%. Để xác định chitosan thích hợp làm màng bao theo thí nghiệm được cung cấp từ trường Đại Học Thủy Sản Nha Trang- (Nguyễn Đình Chiểu, Nha Trang, Khánh Hòa, Việt Nam) tiến hành thí nghiệm theo sơ đồ sau : SVTH: BÙI THANH TRUNG TRANG 38 Hình 3.1: Sơ đồ bố trí tiến hành thí nghiệm  Qua sơ đồ bố trí thí nghiệm trên các tác gái kết luận rằng nồng độ chitosan ở 1.5% và 2% thì cho kết quả tốt nhất với tỉ lệ hao hụt thấp, màu sắc sản phẩm đẹp, thời gian bảo quản được kéo dài . 3.4. Khảo sát sơ bộ số lần nhúng chitosan phù hợp cho bảo quản Dung dịch chitosan có độ nhớt nên có khả năng bám dính trên bề mặt quả cà chua và tạo màng khi để khô. Tuy nhiên do bề mặt quả nhẵn nên khó tạo điều kiện tốt cho việc tạo một lớp màng đều trên bề mặt quả, vì thế sẽ ảnh hưởng không nhỏ tới hiệu quả cũng như sự đánh giá khả năng ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua. Nhiệt độ lạnh 12-13 o C Nhiệt độ thường Xác định các chỉ tiêu: Hao hụt khối lượng, đường khử, axit, vi sinh vật tổng số, chất khô hoà tan, mằu sắc, độ cứng, cường độ hô hấp, cảm quan. Nhận xét-Kết luận Lựa chọn-Rửa sạch Để khô 0.5% 1.0% 1.5% 2.0% 2.5% Bảo quản Nhúng vào dung dịch chitosan 0% SVTH: BÙI THANH TRUNG TRANG 39 Do thời gian còn hạn chế nên việc đánh giá số lần nhúng chỉ dựa trên sự quan sát lớp màng tạo được trên bề mặt quả sau khi nhúng vào chitosan và để khô. Qua khảo sát nhận thấy rằng: với chỉ 1 lần nhúng thì ở tất cả các nồng độ màng chitosan tạo được đều không đều (soi nghiêng trên ánh sáng thấy những vệt loang không bao phủ toàn bộ bề mặt quả). Các nồng độ 0.5%; 1.0% do độ nhớt của các dung dịch này thấp nên phải nhúng đến lần thứ 3 thì màng chitosan mới bao phủ hết toàn bộ bề mặt quả, sau mỗi lần nhúng để khô trong 15 phút. Các nồng độ 1.5%; 2.0%; thì nhúng 2 lần, riêng ở nồng độ 2.5% do độ nhớt khá cao nên chỉ cần nhúng một lần là màng chitosan đã bao phủ toàn bộ bề mặt quả. 3.5. Điều kiện bảo quản 3.5.1. Bảo quản ở nhiệt độ thường Quả được bảo quản và theo dõi ở môi trường phòng thí nghiệm với nhiệt độ biến đổi trong khoảng từ 22-28 0C độ ẩm nằm trong khoảng 80-85% (Điều kiện khí hậu biến đổi từ tháng 2 tới tháng 5). 3.5.2. Bảo quản ở nhiệt độ lạnh Theo dõi ảnh hưởng của chitosan kết hợp với bảo quản lạnh bằng cách bảo quản trong ngăn dưới tủ lạnh với nhiệt độ trong khoảng 12-130C là khoảng nhiệt độ tối ưu để bảo quản cà chua. Trong điều kiện tủ lạnh để khống chế nhiệt độ này cần hạn chế việc mở tủ thường xuyên và luôn duy trì độ ẩm 90%. 3.6. Biến đổi độ cứng của quả trong quá trình bảo quản Trong quá trình bảo quản trong quả protopectin bị thủy phân thành pectin hòa tan làm cho quả mềm dần. Thí nghiệm được thực hiện với các nồng độ chitosan nhu bên dưới và chỉ dùng một lần nhúng. 3.6.1 Biến đổi độ cứng trong mẫu bảo quản thường Kết quả đo độ cứng mẫu bảo quản thường được biểu diễn thông qua biểu đồ sau: Bảng 3.2: Biến đổi độ cứng (mẫu bảo quản thƣờng- kg/cm2) SVTH: BÙI THANH TRUNG TRANG 40  Nhận xét: Với mẫu đối chứng (0%) độ cứng giảm rất nhanh sau 15 ngày đầu tiên bảo quản (từ 5.5-1.2 kg/cm2). Do trong giai đoạn này quả chín rất nhanh nên lượng protopectin có trong quả xanh bị biến đổi rất nhiều. Diễn biến này cũng trùng với thời kỳ quả hô hấp mạnh nhất (trình bày trong phần biến đổi cường độ hô hấp) nên các hợp chất bị biến đổi nhanh chóng. Sau 20 đến 25 ngày bảo quản quá trình giảm độ cứng diễn ra chậm dần do lượng protopectin có sẵn trong quả xanh ban đầu không còn nhiều và giai đoạn này hô hấp của quả cũng giảm dần, quả bắt đầu bị biến phân hủy sâu sắc và hư hỏng. Các mẫu 0.5%; 1.0% cũng biến đổi tương tự mẫu đối chứng nhưng độ cứng của quả ở cùng thời điểm luôn cao hơn. Chứng tỏ khi bảo quản bằng chitosan quả có cứng hơn khi không dùng. Với mẫu 1.5% và 2.0% thì ban đầu sau 15 ngày bảo quản thì độ cứng của mẫu 2.0% giảm nhanh hơn mẫu 1.5% nhưng sau đó thì mẫu 2.0% giảm ít hơn nhiều so với mẫu 1.5% điều này có thể được giải thích do cường độ hô hấp ban đầu của mẫu 2% diễn ra mạnh hơn mẫu 1.5% nhưng sau đó quá trình này bị hạn chế dẫn tới độ cứng của quả ít biến đổi hơn. Riêng mẫu 2.5% thì ban đầu độ cứng biến đổi ít nhất nhưng sau 25 ngày bảo quản thì độ cứng giảm thấp hơn mẫu 2.0%  Kết luận: Nồng độ Ngày 0% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50% 0 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 6 3.13 2.86 3 3.8 3.5 4 15 1.166 2.25 2.25 2.733 2.433 3.6 25 0.5 1.9 1.875 1.833 2.5 2.366 SVTH: BÙI THANH TRUNG TRANG 41  Nhìn vào biểu đồ ta có thể nhận thấy ở cùng một thời điểm thì biên độ thay đổi độ cứng của mẫu có dùng chitosan so với mẫu đối chứng là rất rõ rệt. Điều này chứng tỏ chitosan có thể làm giảm sự biến đổi độ cứng của quả.  Hiệu quả làm giảm sự biến đổi độ cứng quả cà chua khi bảo quản bằng màng chitosan có nồng độ 2% và 2.5% là tốt nhất. 3.6.2 Biến đổi độ cứng mẫu bảo quản lạnh Độ cứng của mẫu bảo quản lạnh cũng được đo bằng máy đo độ cứng ở thời điểm ban đầu, sau 6 ngày, 15 ngày, 30 ngày bảo quản. Khi bảo quản cà chua bằng chitosan kết hợp với bảo quản ở nhiệt độ lạnh thì độ cứng của quả biến đổi ít hơn so với bảo quản ở nhiệt độ thường. So sánh với sự biến đổi độ cứng của mẫu bảo quản thường ta thấy mẫu bảo quản lạnh biến đổi ít hơn ở cùng thời điểm với tất cả các nồng độ. Điều này là do tác dụng hạn chế hô hấp và biến đổi chất trong môi trường bảo quản lạnh, ở nhiệt độ lạnh tất cả các quá trình sống của quả diễn ra chậm hơn ở nhiệt độ cao và vấn đề này đã được rất nhiều nghiên cứu chứng minh. 3.7. Qúa trình biến đổi màu sắc quả Khi chín cà chua chuyển dần từ màu xanh sang màu vàng rồi màu đỏ. Điều này là do clorophil chuyển thành carotin…tạo nên màu sắc của quả chín. Tốc độ biến đổi các thành phần hóa học trong đó có biến đổi về màu sắc tỷ lệ thuận với cường độ hô hấp. Màu sắc của quả được khảo sát thông qua sự sai khác về màu (ΔE) trước và sau thời gian bảo quản, được xác định bằng máy đo màu. Đánh giá tại thời điểm ban đầu và sau 6 ngày, 15 ngày, 25 ngày bảo quản. Thời gian bảo quản càng lâu thì màu sắc biến đổi càng nhiều do quả càng chín. Do quá trình chín tỉ lệ thuận với cường độ hô hấp nên màu sắc quả biến đổi điều này có được là do cường độ hô hấp khi bảo quản bằng chitosan được hạn chế hơn. SVTH: BÙI THANH TRUNG TRANG 42 Nhưng ở đây chủ yếu là hô hấp yếm khí do màng chitosan quá dày đã hạn chế tối đa lượng khí oxi trao đổi với quả và tới ngưỡng làm quá trình hô hấp yếm khí xảy ra mạnh mẽ kết hợp với lượng nhiệt sinh ra không tỏa ra ngoài một cách hiệu quả nên quả biến đổi nhiều hơn các mẫu khác. Để so sánh ảnh hưởng của màng chitosan trong bảo quản thường kết hợp với bảo quản lạnh tới cường độ màu của cà chua chúng tôi đã tiến hành đo sự biến thiên cường độ màu tại cùng một thời điểm (15 ngày sau bảo quản) ở cả hai chế độ bảo quản lạnh và bảo quản thường và kết quả thu được như sau: Qúa trình bảo quản cà chua bằng chitosan ở nhiệt độ thường và nhiệt độ lạnh thì khả năng làm giảm sự biến đổi màu sắc khi kết hợp với bảo quản lạnh là rất rõ rệt. Ta thấy sự biến đổi màu của mẫu bảo quản lạnh đều thấp hơn mẫu bảo quản thường. Như vậy ở nhiệt độ thấp cường độ hô hấp giảm hẳn đã làm màu sắc quả biến đổi ít hơn, điều này