Luận Văn Nghiên cứu khả năng bảo quản cà chua của chitosan hòa tan trong các dung môi khác nhau

Đồ án tốt nghiệp năm 2012
Đề tài: Nghiên cứu khả năng bảo quản cà chua của chitosan hòa tan trong các dung môi khác nhau


MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN Error! Bookmark not defined.
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT . v
DANH MỤC BẢNG . vi
DANH MỤC HÌNH vii
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN . 3
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÀ CHUA 4
1.1.1 Đặc điểm của cà chua . 4
1.1.2. Thành phần hóa học 6
1.1.3. Vai trò của cà chua . 8
1.2. TỔNG QUAN VỀ RAU QUẢ TƯƠI 8
1.2.1. Các biến đổi của rau quả tươi sau thu hoạch 8
1.2.1.1. Biến đổi sinh hóa . 8
1.2.1.2. Biến đổi vật lý 11
1.2.1.3. Biến đổi hóa học 13
1.2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN RAU QUẢ TƯƠI . 14
1.2.2.1. Nguyên lý bảo quản rau quả tươi . 14
1.2.2.2. Các phương pháp bảo rau quả tươi 15
1.3.2. Chitin . 21
1.3.2.1. Cấu trúc của phân tử chitin . 21
1.3.2.2. Tính chất của chitin 22
1.3.3. Chitosan 22
1.3.3.1. Cấu trúc phân tử của chitosan . 22
1.3.3.2. Tính chất của chitosan 23
1.3.4. Ứng dụng của chitosan . 24
iii
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 30
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU . 31
2.1.1. Cà chua . 31
2.1.2. Chitosan . 31
2.1.3. Hóa chất . 31
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm 31
2.2.1.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 32
2.2.1.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ chitosan để giữ tươi cà
chua trong acid acetic . 33
2.2.1.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ chitosan để giữ tươi cà
chua trong acid lactic 34
2.2.1.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ chitosan để giữ tươi cà
chua trong acid citric 35
2.2.1.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định khả năng bảo quản cà chua của
chitosan trong các dung môi khác trong quá trình bảo quản. . 36
2.2.2 Phương pháp phân tích và xác định các chỉ tiêu . 38
2.2.2.1.Phương pháp phân tích cảm quan 38
2.2.2.2. Phương pháp xác định tỷ lệ hao hụt trọng lượng 39
2.2.2.3. phương pháp xác định hàm lượng acid tổng số 40
2.2.2.4. Phương pháp xác định hàm lượng đường 40
2.2.2.5. Phương pháp xác định hàm lượng caroten . 40
2.2.2.6. Phương pháp xác định hàm lượng lycopen 40
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊNCỨU VÀ THẢO LUẬN 41
3.1. Thành phần hoá học của nguyên liệu 42
3.2. Ảnh hưởng của dung môi hòa tan chitosan đến các chỉ tiêu cảm quan của cà
chua trong thời gian bảo quản 42
3.2.1. Ảnh hưởng của dung môi hòa tan chitosan đến màu sắc trạng thái bên
ngoài của cà chua trong thời gian bảo quản . 42
iv
3.2.2. Ảnh hưởng của dung môi hòa tan chitosan đến mùi vị của cà chua trong
quá trình bảo quản ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ lạnh (8 ư 12
o
C). . 47
3.2.3. Ảnh hưởng của dung môi hòa tan chitosan đến cấu trúc bên trong của cà
chua bảo quản ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ lạnh (8 ư 12
o
C). . 50
3.3. Ảnh hưởng của dung môi hòa tan chitosan đến tỷ lệ hao hụt khối lượng của
cà chua trong thời gian bảo quản 53
3.4. Ảnh hưởng của dung môihòa tan chitosanđến hàm lượng acid tổng số của cà
chua trong thời gian bảoquản 56
3.5. Ảnh hưởng của dung môi đến hàm lượng đường tổng số của cà chua trong
thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ lạnh 59
3. 6. Ảnh hưởng củadung môihòa tan chitosan đến hàm lư ợng caroten của cà chua
trong th ời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng và nhi ệt độ lạnh 62
3.7. Ảnh hưởng của dung môi hòa tanchitosan đến hàm lượng lycopen của cà
chua trong thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ lạnh 65
3.8. Ảnh hưởng của dung môi hòa tan chitosan đến khả năng kháng khuẩn trên bề
mặt cà chua sau thời gian bảo quản. . 68
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 70
1. KẾT LUẬN . 70
2. KIẾN NGHỊ . 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 74
PHỤ LỤC
v
DANH MỤC CHỮVIẾT TẮT
A:Chitosan 0,75% trong acid acetic 1%.
C: Chitosan 0,3% trong acid citric 1%.
ĐC: Đối chứng.
L: Chitosan 0,75% trong acid lactic 1%.
ĐCQTB: Điểm cảm quan trung bình.
L: Nhiệt độ lạnh (8 ư12
0
C).
T: Nhiệt độ phòng (28 ư32
0
).
PPO: Polyphenoloxidase
vi
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1:Hàm lượng acid amin trung bìnhcủa cà chua 7
Bảng 1.2: Hàm lượng chất khoáng trong 100g cà chua . 7
Bảng 1.3: Số lượng solanin theo độ chín của cà chua . 7
Bảng 1.4: Các dung môi thường sử dụng để hòa tan chitosan 23
Bảng 2.1: Bảng tiêu chuẩn cảm quan cho cà chua 38
Bảng 3.1: Thành phần hóa học ban đầu của cà chua 42
vii
DANH MỤCHÌNH
Trang
Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của dung môi hòa tan chitosan đến màu sắc, trạng
thái bên ngoài của cà chua sau th ời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng . . 42
Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của dung môi hòa tan chitosan đến màu sắc,
trạng thái bên ngoài của cà chua bảo quản ở nhiệt độ (8 -12
0
C) . 45
Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của dung môi hòa tan chitosan đến màu sắc,
trạng thái bên ngoài của cà chua bảo quản ở nhiệt độ phòng và lạnh 46
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của dung môi hòa tan chitosanđến mùi vị của
cà chua sau bảo quản ở nhiệt độ phòng (28 ư 32) . 47
Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của dung môi hòa tan chitosan đến mùi vị của
cà chua bảo quản ở nhiệt độ (8 ư12
0
C) 49
Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của dung môi hòa tan chitosan đến mùi vị của
cà chua bảo quản ở nhiệt độ phòng và lạnh 49
Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của dung môi đến cấu trúc bên trong của cà
chua bảo quản ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ lạnh (8 ư12
o
C). . 51
Hình 3.8 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của loại dungmôi đến tỷ lệ hao hụt khối
lượng của cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ phòng (28 ư 32
0
C)
và nhiệt độ lạnh (8 ư 12
0
C) . 54
Hình 3.9 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của loại dung môi đếnhàm lượng acid tổng
số của cà chua trong quá trình bảoquản . 57
Hình 3.10 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của loại dung môi đến hàm lượng đường
tổng số của cà chua trong quá trình bảo quản . 60
Hình 3.11 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của loại dung môi đến hàm lượng caroten của
cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ lạnh. 63
Hình 3.12 : Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của dung môi đến hàm lượng lycopen của
cà chua trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ phòng (28 ư 32
0
C) và nhiệt
độ lạnh (8 ư 12
0
C) . . 66
1
MỞĐẦU
Trái cây vàrau quả sau khi thu hoạch thì sự sống vẫn còn tiếp tục diễn ra nên
sau khi thu hoạch nếu biện pháp bảo quản không tốt sẽ làm ảnh hưởng đến chất
lượng vàgiới hạn về thời gian bảo quản của nguyên liệu.Để kéo dài thời gian bảo
quản cho các loại quả tươi như cam,quýt,vải, xoài, mãng cầu . thì cần có công
nghệ bảo quản thích hợp.Do các loại trái cây và rau quả tươi nước chiếm tỷ lệ khá
cao(80–85%)và còn chứa thành phần dinh dưỡng phong phú là điều kiện thuận lợi
cho vi sinh vật hoạt động nêndễ bị hư hỏng khi bảo quảntrong điều kiện không
thuận lợi. Hiện nay trên thị trường đã xuất hiện nhiều chế phẩm bảoquản không rõ
nguồn gốc, có thể giữ tươi quả trong thời gian dàinhưngnếu sử dụng quá liều
lượng quy định sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe người tiêu dùng và môi trường.
Do đó, sử dụng phương pháp bảo quản rau quả vừa hiệu quả, an toàn về chất lượng
vừa đạt hiệu quả về kinh tế là vấn đề đang được quan tâm.
Chitosan là một polyme sinh học có nguồn gốc tự nhiên, đang trởthành một
biện pháp bảo quản tiềm năng thay thế cho các phương pháp bảo quản trái cây và
rau quảhiện nay. Do đặc tính tự nhiên của nó là có tính kháng nấm,kháng khuẩn,
không độc hại cho người sử dụng và không gây ô nhiễm môi trườngnên được xem
là một chất bảo quản hoa quả cho tươnglai.Hiện nay cũng có nhiều nghiên cứu ứng
dụng chitosan để bảo quản trái cây như bưởi, cam, quýt, cà chua, xoài, lựu .Các
nghiên cứu này đều cho thấy mẫu có qua xử lý chitosan thì thời gian bảo quản kéo
dài hơn so với các mẫu không có xử lý dung dịch chitosan. Hầu như chưa có nghiên
cứu nàonghiên cứu ảnh hưởng của dung môi hòa tan chitosan đến khả năng bảo
quản của chitosan. Vì vậy, để làm quen với việc nghiên cứu và vận dụng kiến thức
đã học vào thực tiễn nên tôi chọn thực hiện đề tài "Nghiên cứu khả năngbảo
quản cà chua củachitosanhòa tantrong các dung môi khác nhau".
Đề tài gồm các nội dung sau:
- Xác định một số chỉ tiêu chất lượng cơ bản của cà chua.
2
- Xác định các tính chất c ơ bản của dung dịch chitosan hòa tan trong các dung môi
khác nhau.
- Xác địnhkhả năng bảo quảncà chua của chitosan hòa tan trong các dung môi khác
nhau.
-Đề xuất chế độ bảo quản cà chua bằng dung dịch chitosan thích hợp.
Từ kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ đưa ra dung môi khi hòa tan chitosan mà kết
quả tốt hơn trong quá trình bảo quản nhằm kéo dài thời gian sử dụng cho cà chua
mà vẫn đảm bảo chất lượng của chúng.
Trong quá trình thực tập tốt nghiệp mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do thời
gian và kinh nghiệm của bản thân nên đề tài không tránh khỏi thiếu sót, vì vậy rất
mong sự đóng góp ý kiến của thầycô và các bạn để đề tài này hoàn chỉnh hơn.
3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
4
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÀ CHUA
1.1.1 Đặc điểmcủa cà chua
- Cà chua có tên tiếng Anh là: tomato
- Tên khoa học là: Lycopersicon esculentum millerthuộc họ cà Solanaceae.
- Cây cà chua thuộc họ cà, là nguồn thực phẩm rất có giá trị đối vớicon người.
- Cà chua có nguồn gốc từ Nam Mỹ, là loại rau ăn quả. Cây cà chua có 2 loại hình
sinh trưởng: có hạn và vô hạn. Cà chua là cây dài ngày, tự thụ phấn. Cây cà chua có
thể sinh trưởng trên nhiều loại đất khác nhau như đất sét, đấtcát, đất pha cát, có độ
pH= 6 – 6,5. Đất có độ ẩm cao và ngập nước kéo dài sẽ làm giảm khả năng sinh
trưởng của cây cà chua. Nhiệt độ thích hợp cho cà chua để đạt năng suất cao, chất
lượng tốt khoảng 21-24
0
C và thời tiết khô.
Ở Việt Nam, cây cà chua được xếp vào các loại rau có giá trị kinh tế cao, diện
tích trồng cà chua lên đến chục ngàn hecta, tập trung chủ yếu ở đồng bằng và trung
du phía Bắc. Hiện nay có một số giống chịu nhiệt mới lai tạo chọn lọc có thể trồng
tại miền Trung, Tây Nguyên và Nam Bộ nên diện tích ngày càng được mở rộng.
Nhiều giống cà chua lai ghép chất lượng tốt được phát triển mạnh ở Đà Lạt, Lâm
Đồng. Một số giống cà chua chất lượng đã được xuất khẩu ra thị trường thế giới.
Có nhiều giống cà chua đang được trồng ở Việt Nam. Có thể chia cà chua thành
baloại dựa vào hình dạngnhư sau:
- Cà chua hồng: quả có hình dạng
quả hồng, không chia múi. Thịt quả
đặc, lượng đường trong quả cao.
Năng suất thường đạt 25 –30 tấn/ha.
Các giống cà chua thường gặp: Ba
Lan, Hồng Lan của Viện cây lương
thực; giống 214; HP5; HP1 của Hải
Phòng
5
- Cà chua múi: quả to, nhiều ngăn tạo thành múi,là giống cây cóthời gian sinh
trưởng dài, năng suất và khả năng chống chịu khá nhưng chất lượng không bằng cà
chua hồng.
- Cà chua bi: quả nhỏ, chua, giá trị thấp, thường dùng làmnguyên liệu tạo giống.
Quả cà chua có nhiều kích cỡ và màu sắc khi chín khác nhau (vàng, da cam,
hồng, đỏ ) nhưng cà chua màu đỏ giàu chất dinh dưỡng và các hợp chất có hoạt
tính sinh học nhất. Trong số các loại rau, củ, quả dùng làm rau thì cà chua là thực
phẩm chứa vitamin, chất khoáng và nhiều chất có hoạt tính sinh học nhất, là thực
phẩm có lợi cho sức khỏe được dùng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới
6
1.1.2. Thành phần hóa học
Cà chua được cho là nguồn thực phẩm quan trọng, có chứa lượng đáng kể các
chất dinh dưỡng (tiền vitamin A, vitamin C, một số muối và kali) cũng như các vi
chất như lycopen và các polyphenol có giá trị cao đồng thời lại có tỉ lệ các chất
đạm, chất béo thấp.
- Glucid:
Hàm lượng glucid trong cà chua phụ thuộc vào loại nguyên liệu và điều kiện
trồng trọt, chiếm khoảng 4 –8%. Trong thành phần glucid bao gồm các chất:
Đường: 2 –5%, phần lớn là fructoza, glucozacòn saccarozachiếm rất ít (< 0,5%)
(cần chú ý khi tiến hành cô đặc thì phải tiến hành cô đặc ở nhiệt độ thấp để giảm bớt
mức độ xảy ra phản ứng melanoidin hay caramen hóa sẽ làm thành phẩm có màu tối
kém hấp dẫn).
Tinh bột: chỉ có ở dạng vết khoảng 0,07% –0,26%. Trong quá trình chín, tinh bột
sẽ chuyển thành đường.
Cellulose:có nhiều trong quả xanh, càng chín thì hàm lượng càng giảm dần.
Pecin: có nhiều khi quả chín (pectin có khả năng tạo nhớt cao, góp phần tạo độ
paste cho sản phẩm vì vậy cần chú ý nhiệt độ khi chế biến tránh phá hủy cấu trúc
pectin).
- Acid hữucơ:
Hàm lượng acid chung của cà chua chín trung bình khoảng 0,4% (theo acid
malic), ngoài ra còn có acid citric và lượng nhỏ acid tatric, pH= 3,1– 4,1. Khi còn
xanh, acid ở dạng tự do.Khi chín nó có dạng muối acid. Môi trường chua làm môi
trường tốt cho sự phát triển của các loại nấm men, nấm mốc nhưng các vi khuẩn ưa
nhiệt lại rất kỵ môi trường này.
- Nitơ:
Nitơ trong cà chua khoảng 1% lúc còn xanh, nitơ ở dạng tự do, khi chín nó bị
phân hủy thành acid amin. Hàm lượng trung bình của bốn acid amin quan trọng
được liệt kê trong Bảng 1.1.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt:
1. Trần Đức Ba (2000), Lạnh Đông rau quả xuất khẩu, NXBNông nghiệp, TP. Hồ
Chí Minh.
2. Phạm Văn Chí (2007), Nghiên cứu ứng dụng chitosan để bảo quản quýt, Đồ án
tốt nghiệpđại học, Đại Học Nha Trang.
3. Phạm Lê Dũng và cộng tác viên (2005), “ Màng sinh học Vinachitin”, Tạp chí
hóa học, (2), tr. 21-27.
4. Quách Đĩnh, Nguyễn Văn Tiếp, Nguyễn Văn Thoa (1996), Công nghệ sau thu
hoạch và chế biến rau quả, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật,Hà Nội.
5. Đống Thị Anh Đào, Châu Trần Diễm Ái. Tăng cường thời gian bảo quản nhãn
tươi bằng phương pháp kết hợp giữa nhiệt độ thấp, bao bì và xử lý hóa chất.
Nguồn tin trên web http://vnexpress.netngày 20/5/2012.
6. Lê Thu Hiền, Lê Thị Lan Oanh (1994), “ Bước đầu nghiên cứu ảnh hưởng của
chitosan và vi lượng đến sinh trưởng và phát triển của mạ lúa CR203”. Tạp chí
Sinh học, số 2.
7. Trần Khánh Huy (2007), Nghiên cứu phương pháp bảo quản lựu bằng chitosan,
Đồ án tốt nghiệp đại học, Đại Học Nha Trang.
8.Bùi Văn Miên, Nguyên Anh Trinh (2003), “ Nghiên cứu tạo màng vỏ bọc
chitosan từ vỏ tôm và ứng dụng bảo quản thủy sản”. Tạp chí KHKT Nông Lâm
Nghiệp, (2), tr.100-105.
9. Châu Văn Minh, Phạm Hữu Điền, Đặng Lan Phương (1996), “ Sử dụng chitosan
làm chất bảo quản quả tươi”, Tạp chí Hóa Học, (4), tr.29-33.
10. Châu Văn Minh, Phạm Hữu Điền (1997), “ Sử dụng chitosan làm chất bảo quản
thực phẩm tươi sống”. Tạp chí Hóa Học, (3), tr. 75-78.
11. Đỗ Minh Phụng,Đặng Văn Hợp, Nguyễn Thuần Anh, Vũ Ngọc Bội(2010),
Phân tích kiểm nghiệmthực phẩm thủy sản,NXB Khoa Học và Kỹ Thuật,
Nha Trang.
75
12. Phạm Hồng Ngọc Thùy(2004), Nghiên cứu bảo quản xoài sau thu hoạch bằng
chitosan và phụ gia, Luận văn tốt nghiệp, Đại Học Thủy Sản.
13. Hà Văn Thuyết, Trần Quang Bình(2002), Bảo quản rau quả tươi và chế phẩm.
NXB Nông nghiệp,Hà Nội.
14. Nguyễn Thị Hoài Trâm(1995), “ Nghiên cứu sử dụng chitosan trong bảo quản
cà chua tươi”, Viện hóa học –Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên và Công Nghệ
Quốc Gia.
15. Trang S ĩTrung, Trần Thị Luyến, Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Thị Hằng Phương
(2010), Chitin -Chitosan từ phế liệu thủy sản và ứng dụng, NXB Nông nghiệp.
16. Nguyễn ThịNgọc Tú, Nguyễn Hồng Khánh (2003), “ Nghiên cứu dùng vật liệu
chitosan làm phụ gia thực phẩm đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm”. Viện hóa
học thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Tiếng Anh:
17. Ahmed,El.Ghaouth., Rathy, Ponnampalam., François,Castaigne., Joseph Arul
(1992), Chitosan Coating to Extend the Storage Life of Tomatoes, Hortscience,
27,pp. 1016-1018.
18. Irini,F. Strati., Vassiliki Oreopoulou(2011), “ Process optimisation for recovery
of carotenoids from tomato waste”, Food Chemistry, 129, pp. 747–752.
19. Jia,Li., Shiping,Tian., Xianghong Men, Yong Xu(2007), “ Effects of chitosan
on control of postharvest diseases and physiological responses of tomato fruit.
Postharvest Biology and Technology”, 44, pp. 300 - 306.
20. Maurice, R.M., Jeongmok,Kim.(2000),Enzynymatic browing in fruits,
vegetables and seafoods. FAO.
21.Ustunol, Z., Ryer, E.T., Cagri, A.(20001), “ Antimicrobial, mechanical and
moisture barier properties of low pH whey protein-base ediblefilms containing
p-amminobenzoic or sorbic acid”, Journal of Food Science, 66, pp. 865-870.
22. Vermeulen, M., Debevere, J., Devlighere, F.(2004). Chitosan: Antimicrobial
activity, interactions with food components and applicability as a coating on
fruit and vegetables. Food Microbiology, 21,pp.703-714.
76
23. Wittaya,Apa., Vicha,Sardsud., Pichaya,Boonprasom.,Uraporn,
Sardsud.(2009), Effects of chitosan and citric acid on pericarp browning
andpolyphenol oxidase activity of longan fruit. Songklanakarin J. Sci. Technol,
pp. 621-628.
24. Wayne, W. Fish., Penelope Perkins-Veazie, Julie, K. Collins.(2002), “ A
Quantitative Assay for Lycopene That Utilizes Reduced Volumes of Organic
Solvents”, Journal of food composition and analysis, 15, pp. 309-317.
25. Zhiguo, Li., Pingping, Li., Jizhan, Liu.(2011). Effect of mechanical damage on
mass loss andwater content in tomato fruits, Institute of Agricultural
Engineering, Jiangsu University, 212013 Zhenjiang, China, 25,pp.7-83.
26. Wongs-Aree, C., Chunprasert, C., Saramas, D.(2002),Enhance surface coating
on mangosteen by using chitosan solution. Advances in chitin Science, Vol V,
pp. 482-488.