Tóm tắt luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu sơ chế và bảo quản rong nho (Caulerpa lentillifera J. Agardh 1837) sau thu hoạch

Chia sẻ: Quenchua Quenchua | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:33

Thêm vào BST

Báo xấu

164
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án với mục tiêu xây dựng quy trình sơ chế và bảo quản rong nho tươi trên 10 ngày. Đề xuất quy trình sơ chế, bảo quản rong nho theo phương pháp điều chỉnh khí MAP.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu sơ chế và bảo quản rong nho (Caulerpa lentillifera J. Agardh 1837) sau thu hoạch

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG LÊ THỊ TƯỞNG NGHIÊN CỨU SƠ CHẾ VÀ BẢO QUẢN RONG NHO (CAULERPA LENTILLIFERA J. AGARDH 1837) SAU THU HOẠCH TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành đào tạo: Công nghệ chế biến thủy sản Mã số : 9540105 KHÁNH HÒA, 2019
Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Nha Trang Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Vũ Ngọc Bội 2. PGS.TS. Nguyễn Hữu Đại Phản biện 1: PGS.TS. Ngô Đăng Nghĩa Phản biện 2: TS. Nguyễn Duy Nhứt Phản biện 3: PGS.TS. Nguyễn Duy Thịnh Luận án được bảo vệ tại Hội đồng đánh giá Luận án cấp Trường họp tại Trường Đại học Nha Trang vào hồi giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu Luận án tại: Thư viện Quốc gia và Thư viện Trường Đại học Nha Trang
TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Đề tài Luận án: Nghiên cứu sơ chế và bảo quản rong nho (Caulerpa lentillifera J. Agardh 1837) sau thu hoạch. Ngành/Chuyên ngành: Công nghệ Chế biến Thủy sản Mã số: 9540105 Nghiên cứu sinh: Lê Thị Tưởng Khóa: 2012 Người hướng dẫn: 1. PGS.TS. Vũ Ngọc Bội 2. PGS.TS. Nguyễn Hữu Đại Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Nha Trang Nội dung: Luận án đã thu được một số kết quả mới bổ sung vào lĩnh vực nghiên cứu sơ chế và bảo quản rong nho tươi: 1) Đã xác định được các điều kiện thích hợp cho quá trình sơ chế rong nho (gồm quá trình rửa và nuôi phục hồi rong nho) như sau: Điều kiện thích hợp cho quá trình rửa rong nho: lượng nước rửa: 15 lít/kg rong nho, thời gian rửa: 8 phút/lần và số lần rửa: 3 lần. Điều kiện thích hợp cho quá trình nuôi phục hồi rong nho: tỷ lệ rong trong môi trường nước nuôi: 2%; thời gian nuôi: 2 ngày; lượng oxy hòa tan trong nước: 8 mg/l; cường độ ánh sáng từ 10-15klux, nhiệt độ môi trường nuôi 280C. Rong nho nuôi trong điều kiện trên có tỷ lệ rong lành vết thương 95,7% cường độ màu xanh lục 43,7%, tổng số vi khuẩn hiếu khí còn lại trên rong 323 cfu/g và chất lượng cảm quan rong nho đạt chất lượng tốt theo TCVN 3215-79. 2) Luận án đã thiết kế và chế tạo được thiết bị nuôi tuần hoàn dùng trong sơ chế rong nho ở quy mô pilot, năng suất 300kg nguyên liệu/mẻ. Thiết bị làm việc trên nguyên lý: bể làm việc tĩnh với quá trình động thực hiện bằng sự lưu chuyển của dòng nước tuần hoàn và sục khí. Thiết bị chế tạo hình chữ nhật làm bằng vật liệu inox 304, kích thước 6000mm1080mm, đáy cong. Thiết bị đầy đủ các sensor cảm biến điều chỉnh nhiệt độ trong phạm vi 200C ÷ 300C, nồng độ muối từ 0 ÷ 10%, nồng độ oxy hòa tan từ 0÷20mg/lít. Rong sơ chế 2 ngày trên thiết bị đã chế tạo có tỷ lệ rong phục hồi (tỷ lệ rong lành vết thường) >80% và rong đạt tiêu chuẩn chất lượng dùng ăn tươi theo quy định hiện hành của Bộ Y Tế, Việt Nam. 3) Luận án đã xác định được điều kiện thích hợp cho quá trình bảo quản rong nho tươi bằng phương pháp MAP: Rong nho tươi sau khi sơ chế ở điều kiện thích hợp được
bao gói trong bao bì PA, môi trường khí bảo quản bằng nitơ 90%, nhiệt độ bảo quản từ 230C đến 290C. Với các điều kiện trên rong nho tươi bảo quản được 18 ngày vẫn đạt chất lượng cảm quan loại khá theo TCVN3215-79, tỷ lệ rong nho hư hỏng gần 7%, tỷ lệ hao hụt trọng lượng 14,8%, hàm lượng vitamin C còn lại 0,0106 mg/g, hàm lượng polyphenol tổng số còn lại 0,077 mgGAE/gFW, hiệu quả khử gốc tự do DPPH còn lại 39,8% so với rong trước khi bảo quản. 4) Luận án đã đánh giá được các biến đổi về chất lượng rong nho sau 18 ngày bảo quản theo phương pháp MAP. Kết quả bảo quản cho thấy sau 18 ngày bảo quản hàm lượng polyphenol tổng số giảm gần 50%, hàm lượng vitamin C giảm 35%, các chất có hoạt tính khử gốc tự do DPPH giảm gần 30%, hàm lượng protein giảm 15%, hàm lượng lipid giảm 18%, tỷ lệ hư hỏng tăng 6,6%, tỷ lệ hao hụt trọng lượng tăng 15%. Riêng hàm lượng tro và chất xơ khá ổn định trong suốt thời gian bảo quản. 5) Luận án đã đề xuất được quy trình sơ chế, bảo quản rong nho theo phương pháp MAP: thu nhận rong nho từ 35-40 ngày tuổi, sau đó loại bỏ phần thân bò, thu phần thân đứng không bị dập vỡ, có kích thước đồng đều, có màu xanh lục đặc trưng và có chiều dài >6cm. Tiến hành rửa bằng nước biển sạch với tỷ lệ nước so với rong: 15lít/kg, thời gian rửa: 8 phút/lần, số lần rửa: 3 lần. Sau đó nuôi phục hồi rong nho trong thiết bị tuần hoàn liên tục với tỷ lệ rong trong môi trường nuôi: 2%; thời gian nuôi: 2 ngày; lượng oxy hòa tan trong nước: 8 mg/l; cường độ ánh sáng từ 10-15klux, nhiệt độ môi trường nuôi 280C. Kết thúc thời gian nuôi phục hồi, vớt rong ra, ly tâm để tách bớt 10% nước bám trên rong nho. Sau đó, bao gói rong nho bằng bao bì PA, bơm khí nitơ 90% và bảo quản ở nhiệt độ thích hợp 260C ± 30C. Sau 18 ngày bảo quản rong nho tươi trong điều kiện như trên, chất lượng rong nho giảm không đáng kể. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN NGHIÊN CỨU SINH PGS.TS. Vũ Ngọc Bội PGS.TS. Nguyễn Hữu Đại Lê Thị Tưởng
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của Luận án Rong nho (Caulerpa lentillifera J. Agardh 1837) là một loài rong thuộc chi rong Cầu lục (Caulerpa), rất phổ biến ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Chi rong Cầu lục rất đa dạng và loài rong nho (Caulerpa lentillifera) là loài có giá trị nhất. Trên thế giới, rong nho được biết đến từ những năm 70 của thế kỷ 16 và ngày nay rong nho được nuôi trồng ở một số nước: Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ, Philippin và Việt Nam. Những năm đầu của thế kỷ 20, các nhà khoa học Việt Nam đã phát hiện một số loài của chi rong cầu Lục ở các vùng triều ven biển, ven các đảo như đảo Lý Sơn (Quảng Ngãi), Phú Quý (Bình Thuận), Phú Quốc ( Kiên Giang). Tuy nhiên giống rong nho phát hiện ở Việt Nam có kích thước nhỏ nên không được phát triển nuôi trồng. Rong nho (Caulerpa lentillifera J. Agardh, 1837) được PGS. TS. Nguyễn Hữu Đại di nhập từ Nhật Bản về nuôi trồng đầu tiên tại Khánh Hòa. Hiện nay rong nho được phát triển nuôi trồng tại các địa phương Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận và Phú Yên. Rong nho là loài có giá trị về sinh học và dinh dưỡng. Rong nho chứa nhiều vitamin nhóm A, nhóm B, nhóm C, polyphenol, chlorophyll, các khoáng vi lượng (như sắt, iod, calcium...) cần thiết cho cơ thể con người. Mặc dù, trong rong nho chứa hàm lượng protein và lipit thấp nhưng lại chứa các axit amin và axit béo thiết yếu cần thiết mà cơ thể con người không tự tổng hợp được. Đặc biệt, rong nho còn chứa caulerpin - một chất có hoạt tính sinh học giúp giảm cholesterol toàn phần trong huyết thanh, điều hòa huyết áp, kháng ung thư, chống đông tụ máu, kháng virus, chống oxy hóa,…. Ngày nay nhu cầu tiêu thụ rong nho tại Việt Nam và trên thế giới ngày càng tăng, giá của chúng tại thị trường Nhật Bản khoảng 10USD/kg rong nho tươi, còn ở Việt Nam khi nhập vào Nhật giá khoảng 5USD/kg. Một số nước Đông Nam Á coi rong nho như một món rau cao cấp và được đánh giá như “trứng cá Hồi xanh”. Rong nho tươi có hàm lượng nước cao lên đến 94% và có cấu trúc mô rong lỏng lẻo, sắc tố dễ bị hủy hoại bởi các tác nhân vật lý nên rong nho tươi nhanh chóng bị hư hỏng trong quá trình bảo quản ở điều kiện tự nhiên. Do vậy, khả năng phát triển thương mại sản phẩm rong nho tươi bị hạn chế. Vì thế việc nghiên cứu để đưa ra các giải pháp kéo dài thời gian lưu giữ rong nho tươi là cần thiết. Vì vậy, Luận án tiến hành đề tài “Nghiên cứu sơ chế và bảo quản rong nho (Caulerpa lentillifera J. Agardh 1837) sau thu hoạch”. 1
2. Mục đích của Luận án: Xây dựng quy trình sơ chế và bảo quản rong nho tươi trên 10 ngày 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu Rong nho (Caulerpa lentillifera) được thu mua tại trại nuôi rong nho của Công ty TNHH Đại Phát B Plus, Cam Ranh, Khánh Hòa. 3.2. Phạm vi nghiên cứu 1) Nghiên cứu sơ chế rong nho tiền bảo quản. 2) Nghiên cứu bảo quản rong nho bằng phương pháp điều chỉnh khí (MAP). 3) Nghiên cứu đánh giá sự biến đổi về chất lượng của rong nho theo thời gian bảo quản. 4) Đề xuất quy trình sơ chế, bảo quản rong nho theo phương pháp điều chỉnh khí MAP. 4. Phương pháp nghiên cứu Sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại có độ chính xác cao như phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (CM-GF-AAS) để xác định hàm lượng các nguyên tố kim loại nặng Cd, Pb,..; phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao để xác định hàm lượng vitamin A, C, E; phương pháp sắc kí khí để xác định thành phần các axit béo,.... Ngoài ra Luận án còn sử dụng một số phương pháp phân tích thực phẩm khối Bắc Âu để xác định tổng số vi khuẩn hiếu khí, Escherichia coli và Salmonella. Bên cạnh đó Luận án cũng sử dụng các phương pháp phân tích theo TCVN được sử dụng phổ biến để xác định hàm lượng protein thô, chất xơ hay đánh giá chất lượng cảm quan. Đồng thời, Luận án cũng sử dụng các phương pháp toán học trong tối ưu hóa quá trình thí nghiệm và xử lý thống kê thu thập dữ liệu nhằm đảm bảo kết quả thí nghiệm có độ tin cậy cao. 5. Kết cấu của Luận án Luận án bao gồm 160 trang, trong đó 39 trang tổng quan, 23 trang phương pháp nghiên cứu, 83 trang kết quả nghiên cứu, kết luận 2 trang, 13 trang tài liệu tham khảo, 39 bảng số liệu, 83 hình, 119 tài liệu tham khảo (tiếng Việt 51 tài liệu, 03 trang web, tiếng Anh 65 tài liệu) và phụ lục 53 trang. 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ RONG NHO  Giới thiệu về rong nho Rong nho biển (Caulerpa lentillifera, J. Agardh, 1837) lần đầu tiên được J. Agardh, 1837 mô tả, là một loài rong thuộc chi Cầu lục Caulerpa, một chi rong phổ biến và đa dạng loài, sống ở vùng nhiệt đới và ôn đới ấm. Chi rong này được Lamouroux mô tả năm 1809 với các đặc điểm có màu xanh đậm, gồm phần thân bò chia nhánh có hình trụ tròn, đường kính 1-2mm, trên thân bò mọc ra nhiều thân đứng, trên thân đứng mọc ra nhiều nhánh nhỏ, tận cùng là các khối hình cầu, giống quả nho, đường kính 1,5-3 mm, mọc dày kín xung quanh các thân đứng. Đây là phần có giá trị sử dụng, trên thân bò có nhiều “rễ giả” phân nhánh thành chùm như lông tơ, bám sâu vào đáy bùn. Đặc điểm rong nho có dạng mọc bò gồm phần thân bò mọc dài, phân nhánh vào vật bám nhờ hệ thống rễ. Từ phần thân bò sẽ mọc ra các thân đứng. Hình 0.1. Hình ảnh rong nho (Caulerpa lentillifera, J. Agardh, 1837)  Giá trị dinh dưỡng của rong nho Rong nho là rong biển nên có giá trị sinh học và dinh dưỡng đặc trưng của rong biển như khả năng sinh năng lượng thấp, giá trị dinh dưỡng và sinh học cao. Có nhiều ứng dụng trong chế biến thực phẩm và dược phẩm. Rong nho chứa nhiều khoáng chất, chất xơ, nhiều vitamin. Đặc biệt, rong nho chứa hầu như đầy đủ các loại axit amin cần thiết cho cơ thể, 3
bao gồm Asparagine, Glutamate, Serine, Glycine, Histidine, Arginine, Threonine, Alanine, Prolin, Tyrosine, Valine, Methionine, Isoleucine, Leucine, Phenylalanine, Lysine. So với các chi rong nâu, rong đỏ thì rong lục, cụ thể là rong nho có nhiều giá trị dinh dưỡng hơn. Bảng 0.1. Thành phần của Caulerpa Lentillifera và Ultra Reticulate Thành phần Caulerpa lentillifera Ulva reticulate Protein (N=6,25), % 12,49±0,3 21,06±0,42 Chất béo, % 0,86±0,10 0,75±0,05 Chất xơ, % 3,17±0,21 4,84±0,33 Tro, % 24,21±1,7 17,58±2,0 Carbohydrat, % 59,27 55,77 Độ ẩm, % 25,31±1,15 22,52±0,97 Bảng 0.2. Hàm lượng khoáng của rong nho Chất khoáng Đơn vị tính Hàm lượng P mg/100 gram mẫu khô 1030 Ca 780 Mg 630 Zn 2,6 Mn 7,9 Fe 9,3 Cu g/100 gram mẫu khô 2200 I 1424 4
Bảng 0.3. Hàm lượng các vitamin (mg/100g) của rong nho Vitamin Hàm lượng (mg/100g) Tổng 170 Vitamin E 2,22 Vitamin C 1,00 Thiamin 0,05 Riboflavin 0,02 Niacin 1,09 Bảng 0.4. Hàm lượng axit amin của rong nho (g/100g mẫu khô) Axit béo Hàm lượng (mg/g mẫu khô) Threonine 0,79 Valine 0,87 Lysine 0,82 Isoleucine 0,62 Leucine 0,99 Phenylalanine 0,61 Aspartic axit 1,40 Serine 0,76 Glutamic axit 1,78 Glycine 0,85 Arginine 0,87 Histidine 0,08 Alanine 0,85 Tyrosine 0,48 Proline 0,57 5
 Công nghệ sơ chế và bảo quản rong nho Trên thế giới các nước như Nhật, Philippin, Ấn độ,...công nghệ sơ chế và bảo quản rong nho được thực hiện bằng cách: Đối với trường hợp nuôi đáy thì rong được thu hoạch bằng cách nhổ cả phần thân bò và thân đứng. Đối với trường hợp nuôi treo trong các lồng lưới, việc thu hoạch tương đối dễ dàng hơn, người ta thu gom các dàn nuôi sau đó thu hái rong. Trong các lồng lưới nuôi rong chúng ta sẽ chọn cắt các thân đứng đạt yêu cầu, phần còn lại bao gồm thân bò và phần còn non vẫn giữ lại để trong túi lưới và thả nuôi lại để khai thác vào lần sau. Sau đó sẽ được rửa kỹ trong nước biển để loại bỏ bùn đất và những chất bẩn khác. Chúng được phân lọai, những rong không đạt chất lượng và những loài rong tạp khác sẽ được loại bỏ. Rong sạch được đặt trong những giỏ tre, cuối cùng rong được bao bọc bằng bao tải nhựa, giữ an toàn bằng cách buộc chặt miệng bao lại. Các giỏ rong được đặt nơi bóng mát và chuyên chở ra thị trường tiêu thụ. Khi bảo quản rong nho tươi, yếu tố nhiệt độ rất quan trọng, yếu tố này ảnh hưởng nhiều đến chất lượng rong nho. Khi nhiệt độ bảo quản cao làm chất lượng rong nho giảm nhanh, rong nho không giữ được sắc tố và mùi vị như ban đầu. Một số nghiên cứu tại Nhật Bản về ảnh hưởng của nhiệt độ đối với chất lượng rong nho tươi cho thấy, rong nho tươi không phù hợp khi bảo quản dưới 150C. Ngoài ra, một số nhà nghiên cứu của Philippin chỉ ra rằng, rong nho lưu kho tại khu vực có khí hậu mát, nhiệt độ trung bình từ 180C đến 270C có chất lượng tốt hơn so với rong nho được lưu kho ở vùng khí hậu nóng hơn. Rong nho tươi sẽ nhanh chóng bị hư hỏng và héo khi lưu trữ trong điều kiện nhiệt độ thường và đây là mối quan tâm lớn trong xuất khẩu rong nho. Như vậy, các nghiên cứu cho thấy, ở nhiệt độ thường rong nho tươi bị héo và nhanh chóng hư hỏng, bên cạnh đó rong nho cũng không chịu được nhiệt độ lạnh vì vậy cũng không thể sử dụng nhiệt độ lạnh để lưu trữ rong nho tươi như các loài thực vật khác, đây là điểm rất khác biệt của rong nho tươi. Vùng nhiệt độ thích hợp có thể kéo dài thời gian lưu trữ rong nho tươi hướng đến xuất khẩu trong khoảng từ 180C đến 270C Rong nho được xuất khẩu dưới dạng là một sản phẩm tươi sống hoặc được ướp trong nước biển, nước muối. Rong nho được rửa sạch trong nước biển vài lần, chọn các nhánh rong nho có chất lượng tốt. Sau đó để ráo nước, đóng gói trong những thùng xốp có lỗ thông khí ở trên nắp hoặc xung quanh hộp. Đối với rong nho tươi bảo quản trong thời gian 5–7 ngày, rong nho muối thời gian bảo quản 2-3 tháng. 6
Tại Việt Nam, rong nho có 3 loại sản phẩm: dạng tươi, khô và dạng muối. Sản phẩm rong nho tươi: Sau khi xử lý làm sạch, rong nguyên liệu được ly tâm tách bớt nước bám trên bề mặt rong nho. Quá trình này có thể làm giảm khoảng 10% trọng lượng khối lượng rong trước khi bao gói, công đoạn bao gói người ta sử dụng hộp nhựa PP) trong suốt để lấy ánh sáng mặt trời nhằm giữ độ tươi lâu. Với công nghệ này thời gian bảo quản khoảng 5-7 ngày, phương pháp đánh giá chất lượng rong nho bằng kinh nghiệm thực tế của cơ sở sản xuất (dựa vào màu sắc, độ săn chắc, hạt đều trên thân, kích cỡ…để đánh giá). Sản phẩm rong nho khô: Rong nho sau khi xử lý làm sạch được ly tâm tách bớt nước trên bề mặt của rong, sau đó sấy lạnh khoảng nhiệt độ từ 400C – 450C. Nhờ quá trình tách bớt nước này nên công đoạn sấy chỉ là công đoạn làm khô đến độ ẩm bảo quản. Tỷ lệ thu hồi sản phẩm cứ 1 kg nguyên liệu rong nho tươi có thể chế biến được 25-30 gram sản phẩm khô, sản phẩm khô sau khi sấy được bao gói cách ẩm, thời gian bảo quản được từ 3-4 tháng, tuy vậy chưa có số liệu công bố về chất lượng rong nho khô. Sản phẩm rong nho muối: Rong nho sau khi xử lý làm sạch, ngâm vào nước muối bão hòa khoảng 5 – 10 phút. Trước khi ăn, lấy rong nho muối ngâm vào nước khoảng 3 – 5 phút, rong nho muối sẽ nở ra. Sau đó, đổ bỏ nước ngâm muối đầu tiên, tiếp tục ngâm lại nước lần thứ 2 từ 5 – 10 phút, sau đó vớt ra và chế biến như rong nho tươi. Như vậy tổng quan tài liệu cho thấy, rong nho giàu dinh dưỡng và rất phù hợp cho việc làm thức ăn cho người. Rong nho có thể ăn tươi thay rau xanh hoặc chế biến thành các sản phẩm ăn liền, nhưng việc nghiên cứu bảo quản sau thu hoạch rong nho hiện nay còn nhiều hạn chế, chưa tương xứng với giá trị và tiềm năng của nó. Đến nay trong nước chưa có công trình nghiên cứu khoa học nào công bố một cách đầy đủ về sơ chế và bảo quản rong nho tươi. Ngoài ra, trong tất cả các phương pháp bảo quản rong nho thì bảo quản tươi là quan trọng nhất vì rong nho tươi được người tiêu dùng ưa chuộng nhất và ít tổn thất giá trị dinh dưỡng nhất. 1.2. PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN NGUYÊN LIỆU THỰC VẬT TƯƠI BẰNG ĐIỀU CHỈNH KHÔNG KHÍ – MAP Đây là phương pháp bảo quản trong môi trường khí được cải biến, là phương pháp mà thành phần và tỷ lệ chất khí trong môi trường bảo quản có sự thay đổi theo hướng có 7
lợi cho bảo quản. Phương pháp này về cơ bản dựa trên nguyên tắc sử dụng một loại bao gói đặc biệt hay còn gọi là màng bao gói “thông minh” có thể tự động điều chỉnh có chọn lọc thành phần khí phù hợp để duy trì quá trình hô hấp cho mỗi loại nguyên liệu rau quả nhằm kéo dài thời gian bảo quản. Các màng bao gói bán thấm chọn lọc như: PE, LDPE, HDPE, PP, PA, PVC,.. giúp ngăn sự bay hơi nước, khuếch tán có chọn lọc khí oxy và cacbonic, làm giảm cường độ hô hấp và các hoạt động trao đổi chất. Do đó, nâng cao chất lượng sản phẩm và kéo dài thời gian bảo quản các loại rau quả sau thu hoạch. Ưu điểm: MAP tăng đáng kể thời gian bảo quản do hạn chế được quá trình hô hấp, trao đổi và chuyển hóa các chất do đó giảm tổn thất sau thu hoạch. Sản phẩm được bảo quản bằng MAP là sản phẩm “sạch” do không cần dùng hóa chất bảo quản nên tuyệt đối an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng và môi trường xung quanh. Bảo quản sản phẩm bằng công nghệ MAP làm quá trình biến đổi chậm lại, rau quả vẫn giữ được độ chắc, cứng cần thiết, các sắc tố chlorophil giảm chậm, carotenoids và anthocian không tăng. Vì vậy MAP đã trở thành phương pháp thông dụng đáp ứng được những đòi hỏi của công nghệ bảo quản, vận chuyển và bán lẻ rau quả như nấm, chuối, chôm chôm, anh đào, thịt bò, cá và các sản phẩm từ cá,.. Với phương pháp này, nguyên liệu sống được bao gói trong các màng bán thấm chọn lọc như: PE, LDPE, HDPE, PP, PA, PVC,.. Bảo quản nguyên liệu bằng các màng bao này nhằm ngăn sự bay hơi nước, khuếch tán có chọn lọc khí oxy và cacbonit, làm giảm cường độ hô hấp và các hoạt động trao đổi chất. Do đó, nâng cao chất lượng sản phẩm và kéo dài thời gian bảo quản nguyên liệu sau thu hoạch Phương pháp bảo quản MAP có hai dạng bao gói là bao gói chân không và bao gói trao đổi khí. Trong đó bao gói chân không được sử dụng phổ biến đối với là những sản phẩm có độ thấm khí thấp. Còn bao gói trao đổi khí được sử dụng phổ biến đối với sản phẩm có độ thấm khí cao, cường độ hô hấp mạnh. Bao gói trao đổi khí: Phương pháp này cho phép điều chỉnh tỷ lệ các thành phần khí phù hợp với từng loại rau quả nhằm hạn chế cường độ hô hấp của rau quả. Thường điều chỉnh giảm tỷ lệ khí O2 và tăng tỷ lệ khí N2 hoặc giảm tỷ lệ khí O2, tăng tỷ lệ khí CO2. Theo tiêu chuẩn ISO 6946-1988 về nguyên tắc và kỹ thuật của phương pháp bảo quản rau quả trong môi trường khống chế có hai loại môi trường bảo quản. Loại 1 điều chỉnh 79%N2, 8% CO2; 13% O2. Loại này được sử dụng cho bảo quản các loại Táo và có thể có ích trong 8
vùng nhiệt đới khi bảo quản các loại quả như Chuối. Loại 2 điều chỉnh hàm lượng oxy 2% đến 4% và hàm lượng cacbonit từ 3% đến 5% hoặc với hàm lượng oxy giảm đáng kể (3% đến 10%) và hàm lượng cacbonit từ 1% đến 2%, còn lại khí N2. Ví dụ: 1% CO2; 5% O2; 94% N2. Nhiều nghiên cứu khác cũng cho thấy, sử dụng N2 bảo quản rau quả tươi có thể trì hoãn oxy hóa và ức chế sự tăng trưởng của các vi sinh vật hiếu khí (Farber, 1991; Carol A. Phillips, 1996). Bao gói chân không: Phương pháp này tạo ra môi trường có áp suất thấp hơn áp suất của khí quyển nên hạn chế được các tác động không mong muốn của áp suất khí quyển gây nên. Ở nhiệt độ thường, thực phẩm sẽ hỏng nhanh do khí O2 phản ứng oxy hóa với các chất hữu cơ trong thực phẩm, khiến chúng bị mất chất và hư hỏng. Việc hút không khí từ túi thực phẩm có thể ngăn chặn quá trình oxy hóa, bảo quản thực phẩm tươi ngon lâu hơn so với các phương pháp lưu trữ thông thường. Đây là công nghệ bảo quản thực phẩm tiên tiến hiện nay, giúp tiết kiệm thời gian, chi phí mà vẫn đảm bảo chất lượng và kéo dài thời gian bảo quản của rau quả. Ngoài ra, bao gói hút chân không giúp giảm hao hụt trọng lượng của rau quả, hạn chế được sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí và nấm, hạn chế được sự bay hơi nước. Tuy nhiên, lượng khí hút ra tùy thuộc vào độ bền cơ học của rau quả. Đối với rong nho có độ bền cơ học rất kém nên lượng không khí hút ra 65% (lượng không khí còn lại trong bao bì là 35%) được đánh giá là phù hợp nhất (Lê Thị Tưởng và Phạm Thị Khánh Quỳnh, 2015). Từ tổng hợp các tài liệu kết hợp với khảo sát thực tế cho thấy, rong nho tươi không chịu được nhiệt độ lạnh dưới 200C. Đặc điểm rong nho tươi mọng nước, cấu trúc mềm lỏng lẻo, dễ hư hỏng bởi các tác nhân ngoại cảnh, đặc biệt là nhiệt độ. Vì vậy, để kéo dài thời gian bảo quản rong nho tươi thì phương pháp điều chỉnh không khí – MAP được lựa chọn để nghiên cứu. Phương pháp này được đánh giá là hiệu quả bảo quản cao, chi phí đầu tư thấp hơn rất nhiều so với phương pháp điều chỉnh không khí - CA. Phương pháp MAP có hai cách bao gói đó là bao gói chân không và bao gói trao đổi khí. Bao gói trao đổi khí có thể sử dụng khí N2 với hàm lượng lớn hơn 79% nhưng phải thấp hơn 90% (10% hàm lượng O2 để duy trì hô hấp hiếu khí). Còn bao gói chân không có thể hút chân không (65%) vì độ bền cơ học rong nho rất kém. Các phương pháp này được đánh giá làm kìm hãm cường độ hô hấp rong nho, kìm hãm hoạt động của vi sinh vật và kìm hãm quá trình sản sinh etylen, nhờ đó kéo dài được thời gian bảo quản rong nho tươi. Các loại bao bì dùng bao gói rong 9
nho dựa vào cường độ hô hấp của rong nho tuy nhiên hiện nay các loại bao bì được sử dụng phổ biến trong thực phẩm là PE, LDPE, HDPE, PP, PA, PVC. 1.3. NHỮNG BIẾN ĐỔI CHÍNH CỦA NGUYÊN LIỆU THỰC VẬT TƯƠI KHI BẢO QUẢN Trong quá trình bảo quản nguyên liệu tươi, tùy thuộc vào điều kiện bảo quản mà tốc độ biến đổi sẽ khác nhau. Các biến đổi này bao gồm các biến đổi vật lý, đó là sự bay hơi nước, sự giảm khối lượng tự nhiên và sự sinh nhiệt. Các biến đổi làm nguyên liệu nhanh chóng bị khô héo do mất nước và giảm khối lượng một cách nhanh chóng, thậm chí có thể gây nên hư hỏng do nhiệt sinh ra. Biến đổi sinh hóa, hóa học, biến đổi sinh hóa chủ yếu là do quá trình hô hấp và biến đổi hóa học chủ yếu là sự tổn thất các thành phần dinh dưỡng do tham gia vào quá trình hô hấp hoặc do hoạt động của enzime. Cường độ hô hấp càng cao thì tổn thất các chất dinh dưỡng càng lớn. Vì vậy, trong quá trình bảo quản cần hạn chế cường độ hô hấp và hạn chế sự tác động của môi trường bảo quản đến nguyên liệu sẽ kéo dài được thời gian bảo quản của chúng. 1.4. CÁC YẾU TỐ CHÍNH ẢNH HƯỞNG ĐẾN THỜI GIAN BẢO QUẢN NGUYÊN LIỆU THỰC VẬT TƯƠI Những yếu tố chính ảnh hưởng đến thời gian bảo quản nguyên liệu thực vật tươi bao gồm chất lượng ban đầu của nguyên liệu, nhiệt độ của không khí, độ ẩm tương đối của không khí, thành phần khí quyển và ánh sáng của môi trường. Tất cả các yếu tố này đều ảnh hưởng rất lớn đến thời gian bảo quản nguyên liệu, chúng quyết định đến chất lượng và thời gian bảo quản của nguyên liệu. Nếu chất lượng ban đầu của nguyên liệu không được tươi, không được nguyên vẹn thì sức đề kháng của nguyên liệu kém, vi sinh vật và các yếu tố môi trường tác động vào làm cho quá trình hư hỏng diễn ra rất nhanh. Các yếu tố môi trường bảo quản tác động mạnh mẽ đến biến đổi vật lý và biến đổi sinh hóa, hóa học làm nguyên liệu nhanh chóng giảm khối lượng, tổn thất chất dinh dưỡng. Tuy nhiên, mỗi loại nguyên liệu thích nghi với điều kiện môi trường bảo quản khác nhau. Vì vậy, để kéo dài thời gian bảo quản nguyên liệu cần nghiên cứu các điều kiện bảo quản thích hợp. 1.5. SINH HỌC CỦA RONG BIỂN Trao đổi chất là toàn bộ các phản ứng sinh hóa xảy ra trong tế bào. Nhiều thành phần trao đổi chất, đặc biệt là những chất có lợi hoặc có hại cho chất lượng sản phẩm sau thu hoạch. Việc thu nhận, lưu trữ và sử dụng năng lượng là các quá trình trung tâm trong 10
việc kiểm soát tổng thể trao đổi chất của cây. Việc thu nhận năng lượng thông qua quá trình quang hợp và việc sử dụng năng lượng thông qua con đường hô hấp được so sánh ở bảng 1.4. Đối với thực vật thủy sinh, bao gồm các loài rong biển, khi còn sống dưới nước (trước thu hoạch) sự sinh trưởng và phát triển của chúng nhờ quá trình quang hợp. Nhưng khi sản phẩm tách khỏi môi trường sống (sau thu hoạch) thì quá trình quang hợp diễn ra không đáng kể vì nhiều sản phẩm được lưu trữ trong bóng tối hoặc chứa ít lục lạp. Do đó, quang hợp sau thu hoạch được coi là cách duy trì sự cân bằng năng lượng trong sản phẩm, chứ không phải là một quá trình cung cấp dư thừa năng lượng cho mục đích tích lũy carbon để tổng hợp nên glucose. Bảng 1.5. So sánh chung quá trình quang hợp và hô hấp ở thực vật Quang hợp Hô hấp Chức năng Thu năng lượng Sử dụng năng lượng và hình thành các mạch carbon Nơi xảy ra phản ứng Lục lạp Ty thể và tế bào chất Vai trò của ánh sáng Cần thiết Không yêu cầu Chất nền CO2, H2O, ánh sáng Carbon dự trữ, O2 Sản phẩm cuối cùng Carbon dự trữ, O2 CO2, H2O, năng lượng Hiệu ứng tổng thể Tăng trọng lượng Giảm trọng lượng Phản ứng chung 6CO2 + 6H2O + năng lượng C6H12O6 + 6O2 lục lạp Ty thể C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + năng lượng Quang hợp là quá trình tổng hợp hợp chất hữu cơ của nhóm thực vật, tảo biển và một số vi khuẩn nhờ thu nhận ánh sáng từ năng lượng mặt trời. Ở thực vật quá trình quang hợp nhờ chất diệp lục (chlorophyll) có trong lục lạp. Sản phẩm của quá trình quang hợp là oxy và glucose. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến cường độ quang hợp của thực vật nói chung và rong biển nói riêng bao gồm các yếu tố về giống loài, bộ phận trên cây, giai đoạn phát triển, tỷ lệ bề mặt so với thể tích, thành phần hóa học, nhiệt độ môi trường, cường độ ánh sáng, thành phần không khí. Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Hữu Đại (2007), cường độ quang hợp của rong nho thấp nhất ở 220C, khi nhiệt độ tăng thì cường độ quang hợp cũng tăng dần và đạt giá trị cực đại khi nhiệt độ là 300C, sau đó cường độ quang hợp của rong nho giảm nhanh khi nhiệt độ tăng đến 340C. Như vậy, kết quả cho thấy rong nho là loài ưa nhiệt độ cao và nhiệt độ thích hợp nhất cho chúng sinh trưởng nằm trong khoảng 300C. Nghiên cứu về ảnh hưởng nhiệt độ môi trường nuôi đến cường độ quang hợp của rong Ulva conglobata (Chlorophyta) cũng được nhóm tác giả Dinghui Zou và Kunshan Gao, 11
2014 nghiên cứu cho thấy: nhiệt độ từ 250C đến 300C là khoảng nhiệt độ thích hợp nhất cho loài rong này sinh trưởng. Ngoài ra, mùa vụ nuôi trồng rong biển cũng ảnh hưởng đến cường độ quang hợp của rong. Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Hữu Đại (2007), đa số các loài rong biển thường không thích hợp với nắng nóng (từ tháng 6 – 9), thời gian này rong biển thường tàn lụi. Đây là đặc điểm mùa vụ thông thường của rong biển ở vùng nhiệt đới nên thời gian này rong biển quang hợp kém. Đối với rong nho nuôi trồng ở tháng 7 có cường độ quang hợp thấp hơn so với các tháng 6, 8 và 9. Cường độ ánh sáng cũng là yếu tố cần quan tâm, cường độ ánh sáng thấp quá hoặc cao quá đều ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của rong, đối với rong nho cường độ ánh sáng thích hợp cho quá trình quang hợp để sinh trưởng từ 10.000lux – 20.000lux. Ngược lại với quá trình quang hợp là quá trình hô hấp. Hô hấp xảy ra trong tất cả các tế bào sống và rất cần thiết cho việc duy trì sự sống trong các sản phẩm sau thu hoạch. Nó cung cấp năng lượng cho các quá trình tổng hợp hoặc phân hủy các thành phần hóa học trong nguyên liệu. Về bản chất, hô hấp là quá trình oxy hóa – khử các chất hữu cơ, chủ yếu là đường glucose, tạo ra nhiều sản phẩm trung gian và cuối cùng giải phóng CO2, nước và tỏa nhiệt. Các chất khác như protein, axit hữu cơ, polyphenol, các glucozit đi vào chu trình hô hấp bằng cách tham gia tạo thành các chất trung gian, chứ không qua khâu chuyển hóa thành đường. Hô hấp có thể xảy ra với sự tham gia của O2 gọi là hô hấp hiếu khí, nhưng cũng có thể xảy ra không cần có O2 gọi là hô hấp yếm khí. Mức độ hô hấp hiếu khí được đánh giá bằng chỉ số “cường độ hô hấp”. Cường độ hô hấp là số mgCO2 thoát ra từ 1kg nguyên liệu trong 1 giờ. Nó có thể được biểu diễn bằng số mgO2 thu vào từ 1 kg nguyên liệu trong 1 giờ và dựa vào cường độ hô hấp của nguyên liệu, có thể xác định được cường độ trao đổi chất của mô và qua đó xác định được khả năng bảo quản nguyên liệu. Thông thường, nguyên liệu hô hấp càng mạnh thì thời gian bảo quản càng ngắn. Còn đối với hô hấp yếm khí xảy ra khi lượng oxy không đủ cung cấp để duy trì quá trình hô hấp hiếu khí. Sản phẩm cuối cùng của quá trình hô hấp yếm khí là rượu etylic và CO2. Quá trình hô hấp hiếu khí ở thực vật nói chung và rong biển nói riêng có thể xảy ra ở mức độ mạnh yếu phụ thuộc vào nguyên liệu và điều kiện môi trường. Vì vậy, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hô hấp như mức độ hư hỏng của nguyên liệu, nhiệt độ, thành phần không khí của môi trường, giống, giai đoạn phát triển của nguyên liệu, 12
ánh sáng. Trong cùng một điều kiện bảo quản, cá thể nào có độ hư hỏng càng nhiều thì cường độ hô hấp càng cao, thời gian bảo quản càng ngắn. Vì vậy khi chọn nguyên liệu bảo quản cần đảm bảo loại bỏ hoàn toàn các nguyên liệu bị hư hỏng hay không còn nguyên liệu cấu trúc. - Nhiệt độ và ánh sáng cũng là những thông số quan trọng của môi trường bảo quản. Nhiệt độ môi trường càng cao, cường độ hô hấp càng lớn và ngược lại, khi hạ nhiệt độ môi trường xuống càng thấp thì cường độ hô hấp càng giảm và trở nên hầu như không đổi ở nhiệt độ dưới 00C. Ở cùng một nhiệt độ bảo quản, các loại quả khác nhau có cường độ hô hấp khác nhau. Cụ thể nhiệt độ bảo quản ở 100C có cường độ hô hấp của táo, lê, mơ, cam, đào tương ứng là 9,12,60,12,25 mgCO2/kg.h. Ánh sáng có tác dụng kích thích hô hấp. Theo số liệu cho thấy, khi bảo quản cà rốt ở điều kiện ánh sáng khác nhau có cường độ hô hấp sẽ khác nhau. Cụ thể như điều kiện ánh sáng trong bóng tối, ánh sáng mặt trời và ánh sáng đèn điện có cường độ hô hấp lần lượt là 10,76 mgCO2/kg.h; 23,6mgCO2/kg.h và 24,65mgCO2/kg.h. - Đối với thành phần không khí môi trường, khi bảo quản trong môi trường có chứa càng nhiều oxy thì cường độ hô hấp càng cao. Ngược lại, nếu trong môi trường ít O2, còn CO2 và N2 tăng lên thì cường độ hô hấp sẽ bị ức chế. Dựa vào yếu tố này, nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước đã sử dụng phương pháp CA, MAP hoặc bao gói hút chân không kết hợp với nhiệt độ lạnh để bảo quản nguyên liệu rau quả khá thành công, thời gian bảo quản nguyên liệu rau quả có thể tăng gấp 2, 3 lần so với các phương pháp bảo quản lạnh thông thường. Về ảnh hưởng của giống và giai đoạn phát triển của rau quả: Mỗi loại rau quả có cấu tạo từ các dạng mô khác nhau nên cường độ hô hấp khác nhau. Đối với nguyên liệu già thường có cường độ hô hấp thấp, nguyên liệu trái còn xanh có cường độ hô hấp trung bình, các loại rau ăn lá, trái non có cường độ hô hấp mạnh. 13
CHƯƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 2.1.1. Rong nho nguyên liệu Rong nho (Caulerpa lentillifera) được thu mua tại trại nuôi rong nho của Công ty TNHH Đại Phát B Plus, Cam Ranh, Khánh Hòa. Rong nho có đặc điểm là chiều dài cọng rong >6 cm, rong nho có màu xanh lục đặc trưng, không bị dập nát, hạt rong không bị vỡ và có độ đồng đều về kích thước. Hình 2.1. Hình ảnh về rong nho (Caulerpa lentillifera) nguyên liệu 2.1.2. Bao bì, khí nitơ - Bao bì PA, PP và PVC do Công ty cổ phần bao bì nhựa Á Châu, Quận Tân Bình, TP. Hồ Chí Minh cung cấp. Bao bì đạt tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm theo QCVN 12-1:2011/BYT về an toàn vệ sinh đối với bao bì, dụng cụ bằng nhựa tổng hợp tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm. - Khí nitơ : Không có mùi, vị, không màu sắc, có độ tinh khiết 99,5%. Sản xuất theo TCVN 3286-79. Khí được phép sử dụng trong công nghệ thực phẩm. Được cung cấp bởi Công ty kỹ nghệ hơi Nha Trang, Khánh Hòa. 14
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1. Phương pháp tiếp cận các nội dung nghiên cứu Dựa trên việc đánh giá tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến lĩnh vực chế biến rong nho và dựa trên kết quả thử nghiệm sơ bộ ban đầu, Luận án tiến hành tiếp cận các nội dung nghiên cứu trình bày ở hình 2.2 Đánh giá chất lượng Rong nho nguyên liệu - Thời gian rửa Xử lý sơ bộ - Số lần rửa - Lượng nước rửa - Thời gian nuôi - Tỷ lệ rong trong môi Nuôi phục hồi trường nuôi - Hàm lượng oxy hòa tan trong nước Tách nước sơ bộ - Bao bì PA - Điều chỉnh khí nitơ - Bao bì PP Bao gói - Hút chân không - Bao bì PVC Bảo quản Đánh giá biến đổi chất lượng rong nho theo thời gian bảo quản Biến đổi vật lý Biến đổi hóa học Biến đổi vsv Xác định chế độ bảo quản Quy trình sơ chế, bảo quản rong nho tươi Hình 2.2. Sơ đồ tiếp cận các nội dung nghiên cứu của Luận án 15
2.2.2. Phương pháp phân tích + Xác định độ ẩm: Độ ẩm của mẫu được xác định bằng phương pháp sấy khô đến trọng lượng không đổi theo TCVN 1867:2001. + Xác định hàm lượng protein: Hàm lượng protein được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 4328:1-2007. + Xác định hàm lượng lipit: Hàm lượng lipit được xác định theo bằng phương pháp Folch và cộng sự, (1956). + Xác định hàm lượng chất xơ tổng số: Hàm lượng chất xơ tổng số được xác định theo TCVN 5714:2007. + Xác định hàm lượng tro: Hàm lượng tro được xác định theo theo AOAC 923.03- 1995. + Xác định hàm lượng cacbonhydrat: Hàm lượng cacbonhydrat được xác định theo AOAC: 1990. + Xác định hàm lượng vitamin C: Hàm lượng vitamin C được xác định theo phương pháp chuẩn độ iod và sắc ký lỏng cao áp hiệu cao năng. + Xác định hàm lượng vitamin B1 bằng phương pháp huỳnh quang dựa trên nguyên tắc: Khi oxi hóa vitamin B1 (thiamin) bằng kali feroxianua trong môi trường kiềm sẽ tạo thành hợp chất thiocrom phát huỳnh quang xanh dưới ánh sáng tử ngoại, cứ một phân tử thiamin sẽ tạo thành một phân tử thiocrom. Để xác định hàm lượng thiamin, người ta dùng dung dịch chuẩn thiamin tinh khiết so sánh với dung dịch nghiên cứu. Trước khi tiến hành các phản ứng, thiamin phải được giải phóng ra khỏi mẫu bằng chế phẩm enzyme phosphatase, papayolin hay takadiatase. + Xác định hàm lượng vitamin A: Hàm lượng vitamin A được xác định bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao năng. + Xác định các axit béo: Các axit béo được xác định bằng phương pháp sắc ký khí. + Xác định các axit amin: Các axit amin được xác định bằng phương pháp sắc kí lỏng cao áp. + Xác định các nguyên tố kim loại nặng: Các kim loại nặng Cd, Pb,.. được xác định bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (CM-GF-AAS). 16