Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến chất lượng và thời gian bảo quản quả cam Hà Giang
Thứ tư, 20/05/2020 - 08:47
Mục đích của nghiên cứu là lựa chọn nồng độ chitosan thích hợp để bảo quản quả cam sành Hà Giang sau thu hoạch. Quả cam sau khi thu hái được làm sạch, để ráo và nhúng trong dung dịch chitosan ở các nồng độ 1%; 1,5%; 2,0% và 2,5% rồi bao gói bằng túi PE có đục lỗ, sau đó bảo quản ở nhiệt độ lạnh (6-8 độ C).
TÓM TẮT:
Mục đích của nghiên cứu là lựa chọn nồng độ chitosan thích hợp để bảo quản quả cam sành Hà Giang sau thu hoạch. Quả cam sau khi thu hái được làm sạch, để ráo và nhúng trong dung dịch chitosan ở các nồng độ 1%; 1,5%; 2,0% và 2,5% rồi bao gói bằng túi PE có đục lỗ, sau đó bảo quản ở nhiệt độ lạnh (6-80C). Mẫu đối chứng là mẫu không nhúng chitosan và không bao gói bằng túi PE. Kết quả cho thấy tất cả các mẫu được xử lý chitosan có tác dụng làm giảm đáng kể sự biến đổi chất lượng của quả cam trong suốt thời gian bảo quản. Mẫu được xử lý ở nồng độ chitosan 2,0% cho tỷ lệ hao hụt khối lượng của quả thấp nhất; độ cứng của quả biến đổi chậm nhất, các chỉ tiêu hóa sinh như hàm lượng axit tổng số; hàm lượng chất khô tổng số tổn thất ít nhất trong tất cả các mẫu thí nghiệm. Với nồng độ chitosan 2,0% có thể bảo quản quả cam Hà Giang trong 35 ngày ở điều kiện lạnh mà vẫn giữ được chất lượng tốt.
Từ khóa: Quả cam, Hà Giang, chitosan, bảo quản.
1. GIỚI THIỆU
Hà Giang là một trong những tỉnh có diện tích trồng cam lớn nhất của cả nước, đạt gần 7.150 ha (2018) được trồng tập trung tại ba huyện: Vị Xuyên, Bắc Quang và Quang Bình nhưng nhiều nhất vẫn là ở huyện Bắc Quang.
Quả cam Hà Giang (Citrus nobilis) có hương vị thơm ngon đặc trưng, giàu dinh dưỡng nhưng rất dễ bị hư hỏng nếu không có biện pháp bảo quản thích hợp. Ngày nay để bảo quản các loại nông sản sau thu hái nói chung và quả cam Hà Giang nói riêng, xu hướng là sử dụng các vật liệu có nguồn gốc tự nhiên, không độc, an toàn cho con người.
Chitosan là sản phẩm deaxetyl hóa của chitin, được tách chiết từ vỏ của các động vật không xương sống. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng sử dụng chitosan ở nồng độ thích hợp có thể kéo dài thời gian bảo quản của các loại trái cây sau thu hoạch. Amon và cs. (2014) đã đánh giá ảnh hưởng của màng bao chitosan đến chất lượng của quả có múi trong thời gian bảo quản. Kết quả cho thấy màng chitosan làm chậm lại các biến đổi về độ cứng, hao hụt khối lượng tự nhiên (HHKLTN), hàm lượng chất khô hòa tan (CKHT) tổng số, axit tổng số... của quả [1]. Một số nhà khoa học khác đã sử dụng màng chitosan để bảo quản quả có múi như Guilli và cs. (2016) [2], Adetunji và cs. (2018) [3], Chen và cs. (2018) [4]... đều cho hiệu quả tốt. Màng chitosan giúp quả chanh duy trì chất lượng dinh dưỡng và cảm quan trong quá trình bảo quản [5]; sử dụng chitosan ở nồng độ 1,5% có thể bảo quản quả bưởi Đoan Hùng đến 90 ngày mà vẫn cho chất lượng tốt [6].
Nhằm nâng cao chất lượng và kéo dài thời gian sử dụng của quả cam Hà Giang, đồng thời sử dụng nguồn vật liệu chitosan sản xuất từ phế liệu của các nhà máy chế biến thủy sản, chúng tôi tiến hành nghiên cứu bảo quản quả cam bằng dung dịch chitosan ở các nồng độ khác nhau. Tiếp theo là khảo sát sự biến đổi một số chỉ tiêu chất lượng của quả cam trong quá trình bảo quản.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên vật liệu
Quả cam được lấy mẫu vào chính vụ thu hoạch tháng 10 - 11 năm 2018 và 2019 khi vỏ quả có mầu vàng chanh hoặc vàng mã mật, quả trong hơi dẹt, vỏ dầy, sần, trọng lượng quả từ 212 - 252 g/quả, đường kính quả từ 7,49 - 8,34 cm, chiều cao quả từ 5,84 - 6,51 cm.
Chitosan được tách chiết từ vỏ tôm sú, sản xuất tại trường đại học thủy sản Nha Trang bằng phương pháp hoá học với các thông số kỹ thuật sau: Màu sắc: Trắng; Độ ẩm 10%; Hàm lượng Ca2+ 0,01%; Độ deacetyl 86-90%; Độ tan (trong axit axetic 1%) > 99%; Hàm lượng chitosan 80-85%; Trọng lượng phân tử 0,8-1,2 triệu Dalton; Hàm lượng protein < 1%.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp sơ chế và xử lý nguyên liệu
Cam thu hái nhẹ nhàng vào buổi sáng khi thời tiết khô ráo. Dùng kéo cắt cách cuống khoảng 1cm, bỏ lá. Xếp quả vào trong thùng xốp đục lỗ và vận chuyển về phòng thí nghiệm. Quả được bố trí thí nghiệm trong ngày. Tiến hành làm sạch, để ráo và nhúng ngập quả cam trong dung dịch chitosan ở các nồng độ khác nhau (3-5 phút), sau đó để khô tự nhiên và bao gói bằng túi PE có đục lỗ trước khi bảo quản lạnh.
Chitosan được pha trong dung dịch axit axetic 1% ở các nồng độ: 0,5%, 1,0%, 1,5%, 2,0% và 2,5%. Ở các nồng độ này chitosan đều tan hết sau 24h cho dung dịch trong, màu vàng ngà nhạt, không có vẩn đục hay vón cục. Ở nồng độ lớn hơn chitosan không tan hết, vón cục.
2.2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm
Cam được định lượng 4 kg/ mẫu, được tiến hành nhúng màng chitosan. Thí nghiệm được bố trí với 5 mẫu sau: Mẫu đối chứng (ĐC) (không nhúng chitosan, không bao gói túi PE); 1,0%; 1,5%; 2,0% và 2,5% chitosan. Bảo quản ở 6 - 80C, độ ẩm 90 - 95%. Tiến hành đánh giá các chỉ tiêu chất lượng trong quá trình bảo quản, 7 ngày 1 lần. Các chỉ tiêu chất lượng được đánh giá gồm: Độ cứng (kg/cm2); độ HHKLTN (%); Hàm lượng CKHT tổng số (%); Hàm lượng axit hữu cơ tổng số (%).
2.2.3. Phương pháp phân tích chất lượng
a. Xác định độ cứng thịt quả bằng máy đo độ cứng FT 327 (Italia). Sử dụng đầu đo đường kính 8 mm, khoảng cách đâm xuyên là 1cm, đơn vị kg/cm2
b. Xác định hàm lượng CKHT tổng số bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi (%)
c. Xác định hàm lượng axit theo phương pháp chuẩn độ bằng NaOH 0,1N (%)
d. Xác định độ HHKLTN bằng cách cân khối lượng của quả trước khi bảo quản và ở mỗi lần theo dõi bằng cân kỹ thuật (độ chính xác 0,001 g) (%)
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu
Kết quả thí nghiệm được phân tích ANOVA và kiểm định LSD (5%) bằng phần mềm thống kê SAS 610.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Sau khi bố trí thí nghiệm bảo quản cam ở nhiệt độ lạnh, chúng tôi nhận thấy đến ngày thứ 14 thì vỏ quả cam ở công thức đối chứng bị thối hỏng, xuất hiện nhiều đốm mốc. Vì vậy, các kết quả nghiên cứu dưới đây chỉ tập trung vào nhóm cam được bảo quản bằng màng chitosan. Mẫu đối chứng số liệu thí nghiệm chỉ dừng lại ở ngày thứ 14.
3.1. Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến độ hao hụt khối lượng tự nhiên của quả cam
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến độ HHKLTN của quả cam được thể hiện trên Hình 1.
Nhìn chung, khối lượng tự nhiên của quả cam có xu hướng giảm dần theo thời gian bảo quản. Xử lý cam với các nồng chitosan khác nhau đã tạo ra các màng bao xung quanh quả có độ dày khác nhau, từ đó ảnh hưởng đến đến tốc độ thoát hơi nước và hô hấp của quả. Chính vì thế, dẫn đến sự sai khác có ý nghĩa về độ HHKLTN của cam trong quá trình bảo quản. Bên cạnh đó, trong quá trình bảo quản, protopectin trong quả dưới tác dụng của enzyme protopectinase và polygalacturonase được thủy phân thành pectin hòa tan, do vậy mà độ cứng giảm đi trong quá trình bảo quản. Kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu của Adetunji và cs. khi đánh giá ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến chất lượng của quả cam ‘Agege Sweet' [3].
3.2. Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến hàm lượng axit hữu cơ tổng số của quả cam
Axit hữu cơ trong quả cam tương đối cao, đóng vai trò quan trọng trong thành phần dinh dưỡng của quả. Axit có trong thành phần nguyên liệu cam tạo cho quả có vị chua và hương thơm đặc trưng đồng thời có độ axit cao sẽ giúp cho quá trình bảo quản được thuận lợi vì vi sinh vật khó phát triển trong môi trường axit.
Kết quả nghiên cứu Hình 2 đã chỉ ra hàm lượng axit tổng số giảm ở tất cả các mẫu trong thời gian bảo quản. Điều này có thể giải thích là do axit hữu cơ là nguyên liệu trong quá trình hô hấp của quả và màng chitosan có tác dụng kìm hãm quá trình hô hấp, do đó lượng axit hữu cơ tổng số mất đi của quả không nhúng chitosan sẽ lớn hơn quả được nhúng chitosan. Đồng thời hàm lượng axit hữu cơ của cam giảm do nó tham gia vào quá trình decacboxyl hóa.
Điều này cũng phù hợp với nghiên cứu của Amon và các cs. khi nghiên cứu tác động của màng chitosan đến sự biến đổi hàm lượng axit tổng số của quả có múi [1]. Nghiên cứu của của Nguyễn Đức Tuân và cs. năm 2010 trên quả bưởi Đoan Hùng cũng cho kết quả tương tự [6].
3.3. Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến hàm lượng chất khô tổng số của quả cam
Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến hàm lượng chất khô tổng số của quả cam được thể hiện trên Hình 3.
Minh họa Hình 3 cho thấy hàm lượng chất khô tổng số giảm nhanh trong thời gian bảo quản ở tất cả các mẫu. Nguyên nhân là do quả đã bắt đầu chuyển sang giai đoạn hư hỏng nên hàm lượng chất khô tổng số bị giảm đi đáng kể. Nguyên nhân là do trong quá trình bảo quản quả vẫn tiếp tục quá trình hô hấp. 
Trong quá trình hô hấp, chúng đã sử dụng một phần chất khô dự trữ cho quá trình dị hóa để sinh năng lượng duy trì sự sống của quả. Đây cũng là kết quả nghiên cứu của Thủy và cs. (2008) khi sử dụng chitosan để bảo quản quả chanh [5].
3.4. Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến sự biến đổi độ cứng của quả cam
Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến sự biến đổi độ cứng thịt quả của quả cam được thể hiện ở Hình 4.
Nhìn vào Hình 4 cho chúng ta thấy được ở tất cả các mẫu, độ cứng của quả giảm trong suốt thời gian bảo quản. Các mẫu được xử lí bằng chitosan độ cứng biến đổi chậm hơn mẫu đối chứng. Sự sụt giảm độ cứng của quả cam là do trong quá trình chín, protopectin chuyển thành pectin hòa tan, làm cho liên kết giữa các tế bào và các mô bị yếu đi làm cho quả bị mềm. Ở mẫu đối chứng, quá trình chín diễn ra mạnh mẽ hơn, các chất pectin bị phân hủy đến axit pectic và metanol làm cho quả bị nhũn và cấu trúc bị phá hủy. Độ cứng của quả cam “Newhall” cũng có xu hướng tốt hơn ở những mẫu có bao màng chitosan là kết quả nghiên cứu của Chen và cs. (2018) [4].
4. KẾT LUẬN
Màng chitosan có khả năng góp phần kéo dài thời gian bảo quản của quả cam sành Hà Giang. Ở nồng độ 1,0 - 2,5% chitosan đều có hiệu quả tốt trong việc duy trì chất lượng của quả hồng. Sự hao hụt khối lượng tự nhiên, độ cứng của quả cam đều biến đổi chậm lại; hạn chế sự biến đổi của một số chỉ tiêu hóa sinh như hàm lượng CKHT tổng số, axit tổng số trong suốt thời gian bảo quản. Sử dụng nồng độ chitosan 2,0%, kết hợp với bao gói và bảo quản lạnh có thể kéo dài thời gian sử dụng của quả cam đến 35 ngày mà các chỉ tiêu cảm quan và chất lượng vẫn được đảm bảo.
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1. H. Arnon và cs.. Effects of carboxymethyl cellulose and chitosan bilayer edible coating on postharvest quality of citrus fruit. Postharvest Biology and Technology (87), 2014, 21-26
2. M. E. Guilli và cs.. Effectiveness of Postharvest Treatment with Chitosan to Control Citrus Green Mold. Agriculture (12), 2016, 1-15
3. C. O. Adetunji và cs.. Prolonging the shelf life of'Agege Sweet' orange with chitosan—rhamnolipid coating. Horticulture, Environment, and Biotechnology (59), 2018, 687-697
4. C. Chen and cs.. Chitosan-Based Coating Enriched with Hairy Fig (Ficus hirta Vahl.) Fruit Extract for “Newhall” Navel Orange Preservation. Chemistry. 8(12), 2018, 445-457
5. Nguyễn Thị Bích Thủy và cs.. Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến chất lượng và thời gian bảo quản chanh. Tạp chí Khoa học và Phát triển, 4(1), 2008, 70-75
6. Nguyễn Đức Tuân và cs.. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến chất lượng và thời gian bảo quản trái bưởi Đoan Hùng (Citrus grandis Osbeck). Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2010, 80-83.
EFFECTS OF CHITOSAN CONCENTRATION ON THE QUALITY AND SHELF LIFE OF “HA GIANG” ORANGE ABSTRACT: The result of this study was to select the suitable chitosan concentration for postharvest storage of ”Ha Giang” orange. The oranges were firstly harvested, cleaned, dried then treated with different chitosan concentrations of 1%; 1.5%; 2.0% and 2.5%, were packaged in hole PE bag and then stored under cold temperature (6-80C). The results showed that all samples treated with chitosan considerably reduced the quality degradation of oranges during the storage period. Chitosan concentration at 2.0% gave the least weight losses, the slowest change of the firmness. Other biochemical parameters such as total acidity, total soluble solids content reduced most slowly. Using chitosan at 2.0% concentration Ha Giang oranges can be stored in 35 days under cold temperature with their good quality. Keywords: orange, Ha Giang, chitosan, preservation |
NGUYỄN THỊ HẠNH - NGUYỄN VĂN HƯNG
Viện Công nghệ Sinh học - Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
(Bài đăng trên Tạp chí Khoa học và Công nghệ, số 41 tháng 4 năm 2020)