Luận văn Ảnh hưởng của xử lý hóa chất, bao màng chitosan, bao gói và nhiệt độ đến phẩm chất trái cam mật

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGUYỄN XUÂN HỒNG ẢNH HƯỞNG CỦA XỬ LÝ HÓA CHẤT, BAO MÀNG CHITOSAN, BAO GÓI VÀ NHIỆT ĐỘ ĐẾN PHẨM CHẤT TRÁI CAM MẬT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã ngành: 08 Người hướng dẫn NHAN MINH TRÍ – NGUYỄN MINH THỦY NĂM 2007 Luận văn đính kèm sau đây, với tựa đề tài: "ẢNH HƯỞNG CỦA XỬ LÝ HÓA CHẤT, BAO MÀNG CHITOSAN, BAO GÓI VÀ NHIỆT ĐỘ ĐẾN PHẨM CHẤT TRÁI CAM MẬT", do Nguyễn Xuân Hồng thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận văn thông qua. Giáo viên hướng dẫn Giáo viên phản biện Nhan Minh Trí – Nguyễn Minh Thuỷ Nguyễn Công Hà Cần Thơ, ngày tháng năm 2007 Chủ tịch hội đồng Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng i CẢM TẠ Xin chân thành cảm ơn thầy Nhan Minh Trí và cô Nguyễn Minh Thủy đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu để tôi có thể thực hiện tốt luận văn này. Thành thật biết ơn Quý Thầy Cô trong Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ đã giảng dạy và truyền đạt những kiến thức bổ ích cho tôi trong thời gian học tập và rèn luyện tại trường. Chân thành cảm ơn các cán bộ phòng thí nghiệm cùng các bạn sinh viên lớp Công Nghệ Thực Phẩm khóa 28 đã nhiệt tình giúp đỡ, đóng góp ý kiến và tạo điều kiện tốt cho tôi trong thời gian thực hiện luận văn. Sinh viên thực hiện Nguyễn Xuân Hồng Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng ii TÓM LƯỢC Cam Mật là loại cam được trồng phổ biến ở Đồng bằng sông Cửu Long. Nhu cầu duy trì chất lượng cam và làm giảm tổn thất sau thu hoạch là rất cần thiết. Với lý do này, trên cơ sở tiếp nối các kết quả nghiên cứu đã thực hiện trước, mục tiêu nghiên cứu của đề tài là: "Khảo sát sự kết hợp của các phương pháp bảo quản khác nhau như xử l ý hóa chất (Kali sorbate 5% và KMnO4 0,5%) nhằm cải thiện màu sắc của vỏ trái và chống lại các vi sinh vật gây bệnh trên bề mặt, kết hợp bao màng chitosan với bao gói polyethylene và tồn trữ ở các chế độ nhiệt độ khác nhau". Kết quả đánh giá chất lượng dựa trên sự thay đổi hàm lượng chất khô hòa tan (°Brix), vitamin C, độ dày vỏ, màu sắc của vỏ và thịt quả cũng như sự tổn thất khối lượng tự nhiên trong quá trình bảo quản. Sau 9 tuần bảo quản, kết quả thu nhận được cho thấy: - Tổn thất khối lượng tự nhiên biến đổi từ 0 ÷ 16,438%; tỷ lệ này thấp đối với các mẫu bảo quản trong bao bì không đục lỗ ở nhiệt độ thấp. - Hàm lượng chất khô hòa tan của dịch quả dao động trong khoảng 7,8 ÷ 12,4°Brix và biến đổi tương đối phức tạp, phụ thuộc vào hàm lượng các chất tan có trong dịch quả. - Hàm lượng vitamin C có nhiều biến động trong suốt quá trình tồn trữ và thay đổi trong khoảng 29,13 ÷ 45,06 mg/100g chất khô hòa tan. - Độ dày của vỏ giảm trong suốt quá trình bảo quản và giảm từ 5,75 ÷ 2,68mm nhưng do nguyên liệu không đồng đều nên độ dày vỏ cũng biến động ở một số mẫu. Sự giảm độ dày vỏ của các mẫu bảo quản trong bao bì không đục lỗ ở điều kiện nhiệt độ thấp không lớn lắm. - Màu sắc thay đổi theo hướng chuyển từ màu xanh lá sang màu vàng sáng. Trong đó, trị số L tăng từ 41,72 ÷ 68,5; trị số a tăng từ -14,62 ÷ 20,53 và trị số b tăng từ 19,89 ÷ 71,99. Các mẫu xử lý với KMnO4 bảo quản trong bao bì không đục lỗ ở nhiệt độ thấp giữ được màu xanh của vỏ trái tốt nhất. Tóm lại, về mặt cảm quan, mẫu xử lý bề mặt với kali sorbate 5%, bao màng chitosan phân tử cao kết hợp với bao gói PE không đục lỗ và bảo quản ở nhiệt độ thấp có chất lượng tốt nhất. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng iii MỤC LỤC Trang Cảm tạ ----------------------------------------------------------------------------------------- i Tóm lược --------------------------------------------------------------------------------------ii Mục lục ---------------------------------------------------------------------------------------iii Danh sách bảng-------------------------------------------------------------------------------v Danh sách hình ------------------------------------------------------------------------------vi CHƯƠNG I – ĐẶT VẤN ĐỀ--------------------------------------------------------------1 1.1 Tổng quan --------------------------------------------------------------------------------1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu --------------------------------------------------------------------1 CHƯƠNG II - LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ------------------------------------------------3 2.1 Giới thiệu chung về cam----------------------------------------------------------------3 2.2 Thu hoạch---------------------------------------------------------------------------------7 2.3 Những biến đổi của trái sau thu hoạch -----------------------------------------------8 2.3.1 Các biến đổi vật lý-----------------------------------------------------------------9 2.3.2 Các biến đổi sinh lý, sinh hóa-------------------------------------------------- 10 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bảo quản------------------------------------- 12 2.4.1 Nhiệt độ --------------------------------------------------------------------------- 12 2.4.2 Độ ẩm tương đối của không khí ----------------------------------------------- 13 2.4.3 Thành phần khí quyển tồn trữ ------------------------------------------------- 14 2.4.4 Sự thông gió và làm thoáng khí ----------------------------------------------- 15 2.4.5 Hóa chất bảo quản--------------------------------------------------------------- 14 2.4.6 Bao bì ----------------------------------------------------------------------------- 16 2.5 Các loại bệnh thường gặp của cam-------------------------------------------------- 16 2.6 Các phương pháp bảo quản cam----------------------------------------------------- 18 2.6.1 Bảo quản ở điều kiện nhiệt độ thấp ------------------------------------------- 18 2.6.2 Bảo quản bằng hóa chất -------------------------------------------------------- 19 2.6.3 Bảo quản bằng phương pháp khí quyển điều chỉnh MA ------------------- 20 2.7 Sơ lược về màng chitosan và bao bì PE -------------------------------------------- 21 2.8 Một số nghiên cứu trong bảo quản cam -------------------------------------------- 23 CHƯƠNG III – PHƯƠNG TIỆN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU -------------- 25 3.1 Phương tiện----------------------------------------------------------------------------- 25 Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng iv 3.1.1 Thời gian, địa điểm-------------------------------------------------------------- 25 3.1.2 Nguyên liệu----------------------------------------------------------------------- 23 3.1.3 Hóa chất--------------------------------------------------------------------------- 25 3.1.4 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm ------------------------------------------------ 25 3.2 Phương pháp thí nghiệm-------------------------------------------------------------- 25 3.2.1 Bố trí thí nghiệm----------------------------------------------------------------- 25 3.2.2 Các chỉ tiêu phân tích ----------------------------------------------------------- 28 CHƯƠNG IV – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN --------------------------------------- 30 4.1 Sự tổn thất khối lượng tự nhiên trong quá trình bảo quản ----------------------- 30 4.2 Sự thay đổi hàm lượng chất khô hòa tan (độ Brix) ------------------------------- 32 4.3 Sự thay đổi hàm lượng vitamin C --------------------------------------------------- 34 4.4 Sự thay đổi độ dày vỏ ----------------------------------------------------------------- 36 4.5 Sự thay đổi màu sắc của trái --------------------------------------------------------- 37 4.6 Sự thay đổi trạng thái cảm quan trong quá trình tồn trữ ------------------------- 46 CHƯƠNG V – KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ-------------------------------------------- 51 Tài liệu tham khảo ------------------------------------------------------------------------- 53 Phụ lục-------------------------------------------------------------------------------------- viii Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng v DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng 2.1 Sản lượng cam trên thế giới-----------------------------------------------------3 Bảng 2.2 Diện tích trồng cam ở một số tỉnh đồng bằng sông Cửu Long-------------4 Bảng 2.3 Thành phần dinh dưỡng của trái cam------------------------------------------7 Bảng 2.4 Thành phần khoáng và vitamin của trái cam ---------------------------------7 Bảng 2.5 Các chỉ số chất lượng của cam -------------------------------------------------8 Bảng 2.6 Các chỉ tiêu theo dõi trong quá trình bảo quản ----------------------------- 28 Bảng 4.1 Sự thay đổi các giá trị chất lượng cam ở 10÷12°C ------------------------ 45 Bảng 4.2 Sự thay đổi các giá trị chất lượng cam ở 28÷30°C ------------------------ 45 Bảng 4.3 Kết quả đánh giá cảm quan của mẫu bảo quản không xử lý hóa chất và xử lý với kali sorbate 5% ở nhiệt độ thấp (10÷12°C) ---------------------------------------- 46 Bảng 4.4 Kết quả đánh giá cảm quan của mẫu bảo quản không xử lý hóa chất và xử lý với KMnO4 0,5% ở nhiệt độ thấp (10÷12°C) ------------------------------------------ 46 Bảng 4.5 Kết quả đánh giá cảm quan của mẫu bảo quản không xử lý hóa chất và xử lý với kali sorbate 5% ở nhiệt độ thường (28÷30°C)------------------------------------- 46 Bảng 4.6 Kết quả đánh giá cảm quan của mẫu bảo quản không xử lý hóa chất và xử lý với KMnO4 0,5% ở nhiệt độ thường (28÷30°C)--------------------------------------- 46 Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng vi DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 2.1 Công thức cấu tạo của kali sorbate ------------------------------------------- 19 Hình 2.2 Công thức của KMnO4--------------------------------------------------------- 20 Hình 2.3 Công thức cấu tạo của chitosan ----------------------------------------------- 22 Hình 2.4 Các dạng chitosan -------------------------------------------------------------- 22 Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm--------------------------------------------------------- 27 Hình 3.2 Sơ đồ chuẩn bị màng và nhúng màng chitosan cho cam ------------------ 28 Hình 4.1 Tổn thất khối lượng tự nhiên khi bảo quản ở nhiệt độ thấp (10÷12°C) ---- ------------------------------------------------------------------------------------------------ 30 Hình 4.2 Tổn thất khối lượng tự nhiên khi bảo quản ở nhiệt độ thường (28÷30°C)- ------------------------------------------------------------------------------------------------ 30 Hình 4.3 Biến đổi hàm lượng chất khô hòa tan (°Brix) khi bảo quản ở nhiệt độ thấp (10÷12°C) ----------------------------------------------------------------------------------- 32 Hình 4.4 Biến đổi hàm lượng chất khô hòa tan (°Brix) khi bảo quản ở nhiệt độ thường (28÷30°C) ----------------------------------------------------------------------------------- 33 Hình 4.5 Biến đổi hàm lượng vitamin C khi bảo quản ở nhiệt độ thấp (10÷12°C) -- ------------------------------------------------------------------------------------------------ 34 Hình 4.6 Biến đổi hàm lượng vitamin C khi bảo quản ở nhiệt độ thường (28÷30°C) ------------------------------------------------------------------------------------------------ 35 Hình 4.7 Thay đổi độ dày vỏ khi bảo quản ở nhiệt độ thấp (10÷12°C) ------------ 36 Hình 4.8 Thay đổi độ dày vỏ khi bảo quản ở nhiệt độ thường (28÷30°C) --------- 36 Hình 4.9 Thay đổi màu vỏ theo trị số L khi bảo quản ở nhiệt độ thấp (10÷12°C) --- ------------------------------------------------------------------------------------------------ 37 Hình 4.10 Thay đổi màu vỏ theo trị số L khi bảo quản ở nhiệt độ thường (28÷30°C) ------------------------------------------------------------------------------------------------ 38 Hình 4.11 Thay đổi màu thịt quả theo trị số L khi bảo quản ở nhiệt độ thấp (10÷12°C) ------------------------------------------------------------------------------------------------ 38 Hình 4.12 Thay đổi màu thịt quả theo trị số L khi bảo quản ở nhiệt độ thường (28÷30°C) ----------------------------------------------------------------------------------- 39 Hình 4.13 Thay đổi màu vỏ theo trị số a khi bảo quản ở nhiệt độ thấp (10÷12°C) -- ------------------------------------------------------------------------------------------------ 40 Hình 4.14 Thay đổi màu vỏ theo trị số a khi bảo quản ở nhiệt độ thường (28÷30°C) ------------------------------------------------------------------------------------------------ 40 Hình 4.15 Thay đổi màu thịt quả theo trị số a khi bảo quản ở nhiệt độ thấp (10÷12°C) ------------------------------------------------------------------------------------------------ 41 Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng vii Hình 4.16 Thay đổi màu thịt quả theo trị số a khi bảo quản ở nhiệt độ thường (28÷30°C) ----------------------------------------------------------------------------------- 41 Hình 4.17 Thay đổi màu vỏ theo trị số b khi bảo quản ở nhiệt độ thấp (10÷12°C)-- ------------------------------------------------------------------------------------------------ 42 Hình 4.18 Thay đổi màu vỏ theo trị số b khi bảo quản ở nhiệt độ thường (28÷30°C) ------------------------------------------------------------------------------------------------ 42 Hình 4.19 Thay đổi màu thịt quả theo trị số b khi bảo quản ở nhiệt độ thấp (10÷12°C) ------------------------------------------------------------------------------------------------ 43 Hình 4.20 Thay đổi màu thịt quả theo trị số b khi bảo quản ở nhiệt độ thường (28÷30°C) ----------------------------------------------------------------------------------- 43 Hình 4.21 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi chất lượng cảm quan của mẫu xử lý kali sorbate 5%, bao màng chitosan LW và bao bì không đục lỗ------------------------- 47 Hình 4.22 Mẫu cam nguyên liệu ban đầu----------------------------------------------- 48 Hình 4.23 Mẫu cam bao màng chitosan phân tử thấp trong bao bì không đục lỗ sau 4 tuần bảo quản ở nhiệt độ thấp (10÷12°C)----------------------------------------------- 48 Hình 4.24 Mẫu cam bao màng chitosan phân tử cao trong bao bì đục lỗ sau 6 tuần bảo quản ở nhiệt độ thấp (10÷12°C)---------------------------------------------------------- 49 Hình 4.25 Mẫu cam bao màng chitosan phân tử thấp trong bao bì không đục lỗ sau 8 tuần bảo quản ở nhiệt độ thấp (10÷12°C)----------------------------------------------- 49 Hình 4.26 Các dạng hư hỏng thường gặp trên cam khi bảo quản ở nhiệt độ thường (28÷30°C) ----------------------------------------------------------------------------------- 50 Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng 1 CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tổng quan Vùng Đồng bằng sông Cửu Long từ lâu đã rất nổi tiếng với nhiều loại cây ăn quả phong phú, đặc trưng của miền nhiệt đới. Bên cạnh những trái có giá trị kinh tế cao như măng cụt, chôm chôm, sầu riêng, xoài thì trái cây họ citrus là một loại trái phổ biến. Do đặc tính của cây chỉ thích hợp với khí hậu của một số vùng của nước ta, trái lại có tính mùa vụ mà nhu cầu sử dụng của người dân thì cao nên trái được vận chuyển đi nhiều nơi để phân phối đến tay người tiêu dùng. Để kéo dài thời gian bảo quản đồng thời giữ chất lượng của trái, đảm bảo giá trị kinh tế trong quá trình vận chuyển, có nhiều phương pháp bảo quản được áp dụng cho cam như: bảo quản ở điều kiện nhiệt độ thấp, sử dụng hóa chất, bảo quản bằng cát, bao gói quả, bảo quản trong điều kiện khí quyển cải biến (phương pháp MA, phương pháp CA), bảo quản bằng phương pháp chiếu xạ. Trong đó, phương pháp bảo quản trong khí quyển điều chỉnh đang được quan tâm hàng đầu bởi vì có tác dụng đáng kể đối với việc duy trì giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan của cam trong suốt thời gian tồn trữ. Đối với phương pháp cải biến khí quyển CA (Control Atmosphere) có thể duy trì được chất lượng của trái trong thời gian dài, nhưng phương pháp này không thích hợp với điều kiện khí hậu nước ta. Do đó, trong điều kiện khí hậu nước ta, có thể áp dụng phương pháp điều chỉnh khí quyển tồn trữ MAP (Modified Atmosphere) kết hợp với việc bao màng mỏng trên bề mặt trái để kéo dài thời gian bảo quản thông qua kiểm soát thành phần vi khí hậu xung quanh trái. Có nhiều loại màng được ứng dụng như màng polysaccharide, màng sáp, màng protein trong đó màng chitosan là một loại màng polysaccharide đang được ứng dụng rộng rãi nhằm hạn chế sự thoát hơi nước, ngăn chặn sự phát triển của nấm mốc và các vi sinh vật khác. Bên cạnh đó, để hạn chế vi sinh vật, làm chậm quá trình hô hấp của trái, phương pháp bảo quản ở nhiệt độ thấp kết hợp với xử lý một số hóa chất đang là một vấn đề cần quan tâm đối với các nhà bảo quản. 1.2 Mục tiêu nghiên cứu - Xử lý hóa chất trên bề mặt trái cam trước khi bao màng để làm giảm mật số vi sinh vật trên bề mặt trái. - Thực hiện bao màng chitosan kết hợp với bao bì polyethylene (PE) nhằm hạn chế sự mất nước, hạn chế quá trình hô hấp của trái và giảm sự tác động của vi sinh vật, đồng Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng 2 thời kéo dài thời gian bảo quản thông qua kiểm soát thành phần vi khí hậu xung quanh trái. - Bố trí các nhiệt độ bảo quản khác nhau ảnh hưởng đến chất lượng cam (giá trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan). Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng 3 CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu chung về cam 2.1.1 Nguồn gốc và phân bố Nhiều kết quả nghiên cứu cho rằng cam quýt có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Đông Nam Á, trong đó sự phát sinh của một vài loài cam quýt cũng như những loài cùng họ được phân bố từ biên giới Đông Bắc của Ấn Độ qua Miến Điện và một vùng phía Nam của đảo Hải Nam. Giống Cam chua (Sour orange) hay cam đắng được phát triển vào thế kỷ thứ X ở miền đông Địa Trung Hải, được trồng muộn hơn ở Châu Phi và phía Nam Châu Âu. Giống Cam ngọt (Sweet orange) có nguồn gốc ở Châu Âu và được người Bồ Đào Nha du nhập sang Trung Quốc vào thế kỷ thứ XVI. Theo thống kê cho thấy những nước trồng cam quýt đầu tiên là Trung Quốc và Ấn Độ. Vào năm 1987 - 1988 có khoảng 49 nước sản xuất và sản lượng cam trên thế giới đạt khoảng 42,2 triệu tấn. Bảng 2.1: Sản lượng cam trên thế giới (Đơn vị tính: 1000 tấn) Quốc gia 1969 - 1971 1978 1979 1980 US Brazil Italia Tây Ban Nha Mexico Ấn Độ Ai Cập Thế giới 7.230 2.514 1.403 1.884 1.377 900 634 25.106 8.660 6.378 1.622 1.654 1.902 1.050 859 33.330 8.310 8.053 1.781 1.792 1.717 1.100 1.050 35.080 10.740 8.948 1.030 1.741 1.630 1.150 1.092 38.798 Ở nước ta, diện tích trồng cam ngày càng tăng. Riêng ở đồng bằng sông Cửu Long, cam được trồng tập trung trên đất phù sa ven sông Tiền và sông Hậu với hai vùng nổi tiếng là Cái Bè (Tiền Giang) và Phong Điền (Hậu Giang). Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 - 2007 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng 4 Bảng 2.2: Diện tích trồng cam ở một số tỉnh đồng bằng sông Cửu Long Tỉnh Diện tích trồng cam (ha) Cần Thơ V