nghiên cứu biện pháp tiền xử lý và bao gói đến biến đổi chất lượng quả nhãn bảo quản bằng công nghệ lạnh đông cas

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ THU HÀ NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP TIỀN XỬ LÝ VÀ BAO GÓI ĐẾN BIẾN ĐỔI CHẤT LƯỢNG QUẢ NHÃN BẢO QUẢN BẰNG CÔNG NGHỆ LẠNH ĐÔNG CAS Chuyên ngành: Công ngh

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ THU HÀ

NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP TIỀN XỬ LÝ VÀ BAO GÓI ĐẾN BIẾN ĐỔI CHẤT LƯỢNG QUẢ NHÃN BẢO QUẢN BẰNG CÔNG NGHỆ LẠNH ĐÔNG CAS

Chuyên ngành: Công nghệ sau thu hoạch

Người hướng dẫn khoa học: 1 PGS.TS Nguyễn Thị Bích Thủy

2 TS Nguyễn Minh Nam

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực

Kết quả nghiên cứu trong luận văn này là kết quả nghiên cứu của đề tài cấp Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ CAS (Cells Alive System) trong bảo quản một số loại quả xuất khẩu chủ lực (nhãn, xoài, thanh long)” Do vậy, toàn bộ kết quả nghiên cứu này thuộc bản quyền của đề tài

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin được trích dẫn trong luận văn này đã được ghi rõ nguồn gốc

Hà nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Thu Hà

đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Tôi xin chân thành cảm ơn tới ThS Nguyễn Mạnh Hiểu và cán bộ Bộ môn Nghiên cứu Công nghệ Bảo quản Nông sản thực phẩm - Viện Cơ điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch đã tạo mọi điều kiện tốt nhất trong quá trình học tập và thực hiện các nghiên cứu liên quan đến luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ Viện Nghiên cứu và Phát triển vùng, Bộ Khoa học và Công nghệ đã tạo điều kiện cung cấp nguyên liệu và thiết bị bảo quản để tôi thực hiện luận văn nghiên cứu này

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô trong Khoa Công nghệ thực phẩm đã tạo mọi điều kiện cho tôi thực hiện và hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn

Hà nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Thu Hà

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục chữ viết tắt và ký hiệu vi

Danh mục bảng vii

Danh mục đồ thị viii

Trích yếu luận văn ix

Thesis abstract x

Phần 1 Mở đầu 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích và yêu cầu 2

1.2.1 Mục đích 2

1.2.2 Yêu cầu 2

Phần 2 Tổng quan tài liệu 3

2.1 Giới thiệu chung về nhãn 3

2.1.1 Nguồn gốc, phân bố 3

2.1.2 Giá trị của quả nhãn 3

2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nhãn trên thế giới và ở Việt Nam 4

2.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nhãn trên thế giới 4

2.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nhãn ở Việt Nam 5

2.3 Tình hình nghiên cứu về công nghệ xử lý và bảo quản quả nhãn tươi và nhãn trước lạnh đông 6

2.3.1 Tình hình nghiên cứu về công nghệ xử lý và bảo quản quả nhãn tươi 6

2.3.2 Tình hình nghiên cứu xử lý quả nhãn trước lạnh đông 8

2.4 Vật liệu bao gói cho sản phẩm đông lạnh 10

2.4.1 Bao bì Polyamide (PA, Nylon) 11

2.4.2 Bao bì Polyethylen (PE) 11

2.5 Công nghệ lạnh đông CAS 12

2.5.1 Phương pháp lạnh đông CAS 12

2.5.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ CAS trong bảo quản trên thế

iới và ở Việt Nam 14

Phần 3 Đối tượng, nội dung, phương pháp nghiên cứu 17

3.1 Đối tượng, vật liệu, địa điểm ngiên cứu 17

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 17

3.1.2 Địa điểm nghiên cứu 17

3.1.3 Vật liệu nghiên cứu 17

3.1.4 Thời gian nghiên cứu 18

3.2 Nội dung nghiên cứu 18

3.3 Phương pháp nghiên cứu 18

3.3.1 Chuẩn bị mẫu 18

3.3.2 Bố trí thí nghiệm 18

3.3.3 Các chỉ tiêu phân tích 21

3.3.4 Xử lý số liệu 29

Phần 4 Kết quả và thảo luận 30

4.1 Chế độ xử lý quả nhãn trước khi cấp đông bằng công nghệ CAS 30

4.1.1 Ảnh hưởng của việc xử lý axit hữu cơ đến sự nâu hoá vỏ quả và chất lượng cảm quan của quả nhãn sau bảo quản 30

4.1.2 Ảnh hưởng của chế độ xử lý nước nóng đến mật vi sinh vật trên vỏ quả nhãn và chất lượng cảm quan của quả nhãn trong quá trình bảo quản 35

4.1.3 Ảnh hưởng của chế độ xử lý nước nóng kết hợp với việc sử dụng axít đến sự phát triển vi sinh vật, sự thay đổi màu của vỏ và chất lượng cảm quan của quả nhãn trong thời gian bảo quản 38

4.2 Nghiên cứu loại bao bì phù hợp cho quả nhãn trong quá trình bảo quản 41

4.2.1 Ảnh hưởng của loại bao bì đến sự biến đổi hao hụt khối lượng của nhãn bảo quản bằng công nghệ lạnh đông CAS 41

4.2.2 Ảnh hưởng của loại bao bì đến sự biến độ cứng thịt quả nhãn được bảo quản bằng công nghệ CAS 42

4.2.3 Ảnh hưởng của loại bao bì đến sự biến đổi màu sắc nhãn được bảo quản bằng công nghệ CAS 43

4.2.4 Ảnh hưởng của loại bao bì đến sự biến đổi hàm lượng chất khô hoà tan của nhãn được bảo quản bằng công nghệ CAS 45

4.2.5 Ảnh hưởng của loại bao bì đến sự biến đổi vitamin C trong quả nhãn bảo

quản bằng công nghệ lạnh đông CAS 46

4.2.6 Ảnh hưởng của loại bao bì đến sự biến đổi hàm lượng axít hữu cơ tổng số của nhãn được bảo quản bằng công nghệ lạnh đông CAS 47

4.2.7 Ảnh hưởng của loại bao bì đến sự biến đổi hàm lượng đường tổng số của nhãn được bảo quản bằng công nghệ lạnh đông CAS 48

Phần 5 Kết luận và kiến nghị 50

5.1 Kết luận 50

5.2 Kiến nghị 50

Tài liệu tham khảo 51

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TSS Hàm lượng chất rắn hòa tan tổng số

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng có trong 100g cùi nhãn tươi 4

Bảng 2.2 Tổng hợp kết quả nghiên cứu về phương pháp xử lý hoá chất để hạn chế nâu hoá do enzyme của một số rau quả 9

Bảng 3.1 Thang điểm đánh giá chỉ số nâu hóa vỏ quả 22

Bảng 3.2 Điểm chất lượng cảm quan cho quả nhãn 24

Bảng 4.1 Ảnh hưởng của xử lý axít đến quá trình nâu hóa của vỏ quả nhãn 31

Bảng 4.2 Ảnh hưởng của xử lý axít và pH đến chất lượng cảm quan của quả nhãn 33

Bảng 4.3 Ảnh hưởng của chế độ xử lý nước nóng đến mật độ vi sinh vật tổng số trên vỏ quả nhãn 36

Bảng 4.4 Ảnh hưởng của chế độ xử lý nước nóng đến chất lượng cảm quan của quả nhãn 37

Bảng 4.5 Ảnh hưởng của chế độ xử lý nước nóng kết hợp với axít oxalic đến mật độ vi sinh vật tổng số trên vỏ quả nhãn 38

Bảng 4.6 Ảnh hưởng của chế độ xử lý nước nóng kết hợp với axít oxalic đến sự thay đổi màu (E) của vỏ quả nhãn 39

Bảng 4.7 Ảnh hưởng của chế độ xử lý nước nóng kết hợp với axít oxalic đến các chỉ tiêu cảm quan của quả nhãn 40

Bảng 4.8 Ảnh hưởng của bao bì đến sự biến đổi hao hụt khối lượng 55

Bảng 4.9 Ảnh hưởng của bao bì đến sự biến đổi độ cứng 55

Bảng 4.10 Ảnh hưởng của bao bì đến biến đổi màu sắc 55

Bảng 4.11 Ảnh hưởng của bao bì đến sự biến đổi TSS 56

Bảng 4.12 Ảnh hưởng của bao bì đến sự biến đổi của vitamin C 56

Bảng 4.13 Ảnh hưởng của bao bì đến sự biến đổi hàm lượng axít tổng số 56

Bảng 4.14 Ảnh hưởng của bao bì đến biến đổi hàm lượng đường tổng số 57

DANH MỤC ĐỒ THỊ

Hình 2.1 Mô phỏng quá trình cấp đông CAS (ABI, 2014) 12

Hình 2.2 Hệ thống CAS theo sáng chế US 7810340 14

Hình 3.1 Thiết bị cấp & bảo quản đông CAS 17

Hình 3.2 Hình chiếu của quả cầu mầu 22

Đồ thị 4.1 Ảnh hưởng của bao bì đến hao hụt khối lượng 42

Đồ thị 4.2 Ảnh hưởng của bao bì đến độ cứng 43

Đồ thị 4.3 Ảnh hưởng của bao bì đến độ sáng màu của vỏ quả (chỉ số L) 44

Đồ thị 4.4 Ảnh hưởng của bao bì đến màu sắc vỏ quả (chỉ số b) 44

Đồ thị 4.5 Ảnh hưởng của bao bì đến TSS 45

Đồ thị 4.6 Ảnh hưởng của bao bì đến sự biến đổi của vitamin C 46

Đồ thị 4.7 Ảnh hưởng của bao bì đến hàm lượng axít tổng số 47

Đồ thị 4.8 Ảnh hưởng của bao bì đến hàm lượng đường tổng số 48

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Tên tác giả: Nguyễn Thị Thu Hà

Tên luận văn: “Nghiên cứu biện pháp tiền xử lý và bao gói đến biến đổi chất lượng quả nhãn bảo quản bằng công nghệ lạnh đông CAS”

Chuyên nghành: Công nghệ sau thu hoạch Mã số: 60.54.01.04

Cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Mục đích nghiên cứu

Đánh giá được ảnh hưởng của một số phương pháp xử lý tiền cấp đông và bao bì bảo quản đến chất lượng nhãn sau cấp đông bằng công nghệ CAS để cải thiện chất lượng của quả nhãn bảo quản lạnh đông

Phương pháp nghiên cứu

số, xác định hàm lượng axít hữu cơ tổng số, xác định chỉ tiêu vi sinh vật

 Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu được tính toán bằng phần mềm Excel

2010 Sự sai khác giữa các công thức thí nghiệm được xác định bằng phân tích phương sai Số liệu được xử lý bằng phần mềm thống kê Irristat 5.0

Kết quả chính và kết luận

 Biện pháp xử lý nhằm ổn định chất lượng và hạn chế lượng vi sinh vật có trên

vỏ quả nhãn trong quá trình lạnh đông CAS là nhúng trong dung dịch axít oxalic có nồng độ 0,2% trong thời gian 5 phút ở nhiệt độ 52±20C Nhãn xử lý bằng dung dịch axít oxalic 0,2% đạt chất lượng ổn định về màu sắc, cảm quan sau khi làm lạnh đông bằng công nghệ CAS và đảm bảo tiêu chuẩn vi sinh vật

 Sử dụng bao bì PA để bao gói quả nhãn đông lạnh bằng công nghệ CAS làm chậm sự biến đổi màu sắc, VTM C, TSS, hàm lượng đường, hao hụt khối lượng ít hơn

Độ cứng của thịt quả thì tăng lên so với nhãn không được bao gói

THESIS ABSTRACT

Master candidate: Nguyen Thi Thu Ha

Thesis title: “Research on pre-treatment of organic acid, hight temperature and packaging to improve quality of frozen longan fruits applied CAS technology”

Major : Post- harvest technology Code: 60.54.01.04

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives

To determine the effect of organic acid and high temperature treatments and packaging on frozen longan quality applying CAS technology to improve fruit quality after thawing

Materials and Methods

 Data analysis: Figures presented by Excel 2010 The significant difference between treatments was determined by analysis of variance The data was processed with statistical software Iristart 5.0

Main findings and conclusions

 Treated longan with 0.2% oxalic acid at pH = 2.3, then at a temperature of 52

± 200C during 5 minutes stable quality of color, and most relevant sense when considering the processing efficiency

 Samples are processed had removed a considerable amount of microbiological and organoleptic quality best

 Measures to stabilize handling quality and eliminate, limit the amount of microorganisms on pods label frozen during CAS is embedded in a solution of oxalic acid concentration of 0.2% during 5 minutes 52 ± 200C temperature

 Application packages with packaging PA slow the color change, VTM C, TSS, sugar, less weight loss Hardness is increased compared to the package labels are not

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Nhãn (Dimocarpus longan Lour) được biết đến là loại trái cây có hương vị đặc trưng, với nhiều thành phần dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe Theo Báo Nông nghiệp Việt Nam 2013 trong định hướng phát triển đến năm 2020 của Bộ Nông nghiêp và Phát triển nông thôn, nhãn là một trong 12 loại trái cây chủ lực được

ưu tiên hoạt động nghiên cứu khoa học đồng bộ từ chọn tạo giống, quy trình trồng trọt, đến công nghệ bảo quản, chế biến sau thu hoạch Hưng Yên là địa phương có nhiều giống nhãn lồng ngon nổi tiếng như: Hương Chi, Khoái Châu…Nhãn lồng Hưng Yên nổi tiếng bởi chất lượng vượt trội, vỏ mỏng cùi dày, ngọt đậm đà và hương thơm đặc trưng Thương hiệu “Nhãn lồng Hưng Yên”

đã được Cục sở hữu trí tuệ cấp giấy công nhận bảo hộ độc quyền Với mục tiêu xuất khẩu nhãn ra các thị trường cao cấp Mỹ, Nhật, Châu Âu yêu cầu cần có công nghệ bảo quản nhãn phù hợp đảm bảo chất lượng quả trong một thời gian dài Do vậy, lạnh đông là phương pháp bảo quản hiệu quả, kéo dài thời gian lưu thông, đáp ứng được các yêu cầu của các thị trường trên quốc tế

CAS (Cells Alive System) là công nghệ bảo quản thực phẩm đông lạnh hiện đại của tập đoàn ABI, Nhật Bản được chuyển giao cho Việt Nam vào tháng

6 năm 2013 Bằng sáng chế công nghệ CAS do ABI sở hữu hiện đang được hơn

22 quốc gia và Cơ quan Sáng chế châu Âu công nhận bảo hộ Tại Mỹ, sáng chế này được cấp bằng với tên gọi: phương pháp và thiết bị đông lạnh nhanh (Quick freezing apparatus and quick freezing method) CAS đã được đưa vào ứng dụng

và nhanh chóng phổ biến trong lĩnh vực bảo quản thủy sản, nông sản, thực phẩm; không chỉ tại Nhật mà còn nhiều quốc gia khác như Mỹ (cá ngừ), Canada (quả thanh quất), Mexico (xoài và bơ), Trung Quốc (trái cây đóng hộp, rau quả đông lạnh, măng, nấm) (ABI, 2010) Tuy nhiên, đến nay chưa có công bố nghiên cứu bảo quản quả nhãn bằng công nghệ CAS Ở Việt Nam, một số loại quả có giá trị xuất khẩu cao như vải, nhãn, xoài, thanh long , đã được lựa chọn thử nghiệm làm lạnh đông bằng công nghệ CAS

Khi bảo quản đông lạnh hiện tượng biến màu vỏ, nứt vỏ và mềm nhũn thịt quả nhãn sau rã đông, mất nước trong quá trình bảo quản đông lạnh là những vấn

đề cần được nghiên cứu nhằm giảm thiểu tổn thất về chất lượng và khối lượng

của sản phẩm Đã có nhiều nghiên cứu trong nước cũng như ngoài nước được thực hiện để làm chậm quá trình nâu hóa vỏ quả, duy trì được chất lượng, giá trị cảm quan cũng như kéo dài tuổi thọ bảo quản cho quả nhãn Các phương pháp thường dùng là xử lí bằng acid hữu cơ như axit oxalic, axit citric…đã cho thấy khả năng hạn chế sự nâu hóa vỏ quả khi kết hợp với bảo quản ở nhiệt độ thấp (Whangchai et al., 2006 ; Apai et al., 2010) Ngoài ra, bao gói sản phẩm sau khi

xử lý cũng hết sức cần thiết để hạn chế quá trình oxi hóa, giảm sự biến màu trên

vỏ quả nhãn sau khi bảo quản lạnh hoặc làm lạnh đông

Do vậy, nhằm nâng cao chất lượng của sản phẩm quả nhãn sau đông lạnh CAS chúng tôi tiến hành “Nghiên cứu biện pháp tiền xử lý và bao gói đến biến đổi chất lượng quả nhãn bảo quản bằng công nghệ lạnh đông CAS” được thực hiện

1.2 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU

1.2.1 Mục đích

Đánh giá được ảnh hưởng của một số phương pháp xử lý tiền cấp đông và bao bì bảo quản đến chất lượng nhãn sau cấp đông bằng công nghệ CAS để cải thiện chất lượng của quả nhãn bảo quản lạnh đông

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÃN

2.1.1 Nguồn gốc, phân bố

Cây nhãn tên khoa học là Dimocarpus longan Lour., thuộc giống Euphoria, là loài cây nhiệt đới lâu năm thuộc họ bồ hòn (Nguyễn Mạnh Dũng, 2001) Về nguồn gốc của cây nhãn, vẫn còn nhiều quan điểm khác nhau Theo

De Candolle, nguồn gốc cây nhãn là ở vùng có khí hậu lục địa thuộc Ấn Độ Vùng tây Ghats có độ cao 1.600 m hiện vẫn còn rừng nhãn dại Ở các bang Bengal và Assam cũng có trồng nhiều nhãn Có tài liệu cho rằng nguồn gốc cây nhãn là ở vùng núi tỉnh Quảng Tây (Trung Quốc) (Huang, 1995) Nhãn được biết đến như quả quý được trồng tại một số quốc gia Châu Á như: Trung Quốc, Đài Loan, Thái Lan, Ấn Độ và Việt Nam (Choo, 2000)

Tại Việt Nam nhãn đã được trồng ở phía Bắc từ lâu đời, nhãn đã xuất hiện

ở Phố Hiến ngày nay chính là tỉnh Hưng Yên Ở phía Nam, gốc tích của cây nhãn được phát hiện ở vùng ven biển gần Cà Ná, cách Phan Rang 30 km về phía Nam (Nguyễn Mạnh Dũng, 2001)

Hiện nay, nhãn được trồng nhiều ở các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ: Hưng Yên, Nam Hà, Thái Bình, Hà Nội… Nhãn còn được trồng ở vùng đất phù sa ven sông Hồng, sông Thao, sông Lô, sông Mã, sông Tiền, sông Hậu và vùng gò đồi ở các tỉnh Hòa Bình, Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Quảng Ninh, Yên Bái, Lào Cai, Sơn La, Thái Nguyên, Bắc Cạn… và lẻ tẻ ở các tỉnh miền trung và Tây Nguyên (Trần Thanh Trúc và cs., 2006) Các tỉnh phía Nam hiện phát triển cây nhãn khá mạnh

mẽ Nhiều tỉnh như Đồng Tháp, Sóc Trăng, Vĩnh Long… và nhất là Tiền Giang

có diện tích nhãn tăng rất nhanh (Nguyễn Mạnh Dũng, 2001)

2.1.2 Giá trị của quả nhãn

Nhãn là nguồn cung cấp nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho con người

tươi còn được chế biến thành nhiều sản phẩm công nghiệp như sấy khô, làm đồ hộp….Với một số doanh nghiệp kinh doanh trong lĩnh vực chế biến rau quả hiện nay thì các sản phẩm nhãn đông lạnh như cùi nhãn đông lạnh, nhãn đông lạnh nguyên quả …, đang là một sản phẩm chủ lực cho xuất khẩu Nhãn đóng hộp có thể tiêu thụ được các thị trường Singapore, Malaysia, Mỹ Mặt hàng nhãn đông

lạnh của Việt Nam cũng đang được thị trường Mỹ chấp nhận (Nguyễn Mạnh Dũng, 2001)

Nhãn có giá trị dinh dưỡng khá cao, thành phần dinh dưỡng chủ yếu là ở thịt quả và được thể hiện ở bảng 2.1:

Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng có trong 100g cùi nhãn tươi

Nguồn: Nguyễn Công Khẩn và cs (2007)

2.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ NHÃN TRÊN THẾ GIỚI VÀ

Ở VIỆT NAM

2.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nhãn trên thế giới

Nhãn được trồng ở nhiều quốc gia, đặc biệt là ở Trung Quốc, Thái Lan, Australia, Việt Nam và một số nước ở vùng khí hậu nhiệt đới, cận nhiệt đới ở

Mỹ Trong đó, Trung Quốc là nước sản xuất và tiêu thụ nhãn đứng hàng đầu thế

giới với diện tích trồng chiếm 37,6%, sản lượng đạt 59,7% tổng sản lượng trên toàn thế giới (Sopadang et al., 2012)

Thái Lan cũng là một quốc gia có sản lượng nhãn lớn với những giống nhãn ngon Thái Lan cũng là nước xuất khẩu nhãn lớn nhất thế giới chiếm khoảng 85% thị phần Diện tích trồng nhãn của Thái Lan năm 2013 vào khoảng 165.916 ha với sản lượng hàng năm là 861.926 tấn, giá trị ước đạt 23.113.000 USD, chủ yếu ở các tỉnh phía Bắc như: Chiềng Mai, Lamphun, Prae với các giống phổ biến như Daw, Champoo, Haew, Beiw – Keiw Thị trường xuất khẩu chính là Trung Quốc (chiếm hơn 80% lượng nhãn xuất khẩu của Thái Lan), Indonesia và Hồng Kong (chiếm khoảng 90% lượng nhãn xuất khẩu của Thái Lan) (Hasachoo and Kalaya, 2013; Phavaphutanon, 2016)

Trên thế giới, nhãn được tiêu thụ nhiều nhất ở Châu Âu và Mỹ nhưng các nước cung cấp nhãn chủ yếu là Trung Quốc, Thái Lan, riêng Thái Lan và Việt Nam là hai nước xuất khẩu nhãn tươi lớn Nước tiêu thụ nhãn đóng hộp lớn nhất

là Malaysia, nhãn sấy khô, đông lạnh tiêu thụ nhiều nhất là Hồng Kông (Phavaphutanon, 2016)

2.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nhãn ở Việt Nam

Tính đến năm 2014, tổng diện tích nhãn của Việt Nam là 75,1 nghìn ha, sản lượng đạt 515,1 nghìn tấn xuất khẩu nhãn đạt hơn 150.000 tấn (Trung tâm xúc tiến thương mại – Bộ Nông Nghiệp, 2014) Trong đó, Hưng Yên là địa phương có nhiều giống nhãn lồng ngon nổi tiếng như: Hương Chi, Khoái Châu… diện tích nhãn trên địa bàn tỉnh Hưng Yên có trên 3 nghìn ha, trong đó diện tích cho thu hoạch khoảng 2.700 ha; diện tích trồng quy mô tập trung khoảng 2.000

ha, nhiều nhất là tại huyện Khoái Châu (1.561 ha) và thành phố Hưng Yên (885 ha) Diện tích nhãn chất lượng ngon chiếm khoảng 90% diện tích Năng suất nhãn trung bình hàng năm đạt 10 – 12 tấn/ha; sản lượng hàng năm đạt khoảng 35

- 40 nghìn tấn, giá trị thu nhập đạt hơn 700 tỷ đồng (Sở Công thương, tỉnh Hưng Yên, 2015) Nhãn Hưng Yên có ba trà: nhãn chín sớm, thu hoạch từ ngày 15 đến 30 tháng 7, chiếm khoảng 5% diện tích; nhãn chính vụ, thu hoạch từ ngày 5 đến 25 tháng 8, chiếm khoảng 55%; nhãn chín muộn, thu hoạch từ ngày 30 tháng 8 đến 20 tháng 9, chiếm khoảng 40% nhãn được trồng nhiều, tập trung ở huyện Khoái Châu, thành phố Hưng Yên, huyện Kim Động

Có 90% diện tích nhãn Hưng Yên là các giống nhãn ngon như: nhãn lồng, nhãn

đường phèn, nhãn Hương Chi, nhãn cùi, nhãn Khoái Châu Tỉnh Hưng Yên đã có hàng nghìn hộ sản xuất nhãn theo quy trình VietGap; có hai vùng nhãn có diện tích khoảng 20 ha được cấp mã vùng xuất khẩu sang Mỹ Nhãn Hưng Yên được tiêu thụ chủ yếu ở thị trường trong nước dưới dạng quả tươi; một phần được chế biến thành long nhãn tiêu thụ trong nước và xuất khẩu (Sở Công thương, tỉnh Hưng Yên, 2015)

Hiện nay, nhãn được tiêu thụ bằng 2 hình thức: nhãn tươi hoặc các sản phẩm chế biến từ nhãn Tuy nhiên, thời gian mùa vụ thu hoạch không dài nên nhãn vào thời điểm chính vụ rất rẻ, hết mùa vụ thì lượng nhãn khan hiếm, giá thành cao Mặc dù vậy nhưng nước ta vẫn là một trong những nước xuất khẩu nhãn lớn trên thế giới Hiện nay, nhiều địa phương đã phát triển thêm sản phẩm chế biến từ nhãn như đồ hộp nhãn, nhãn đông lạnh xuất sang thị trường mới ở Châu Âu, Châu Mỹ (Sở Công thương, tỉnh Hưng Yên, 2015)

Trong nhóm hàng rau quả xuất khẩu sang thị trường Hoa Kỳ, ngoài thanh long, chôm chôm, mới đây nhãn và vải đã chính thức được thị trường Hoa Kỳ chấp nhận Dù mới mở cửa cuối năm 2014 nhưng tính đến tháng 4/2015, đã có

02 doanh nghiệp Việt Nam tham gia xuất khẩu nhãn sang thị trường Hoa Kỳ với

số lượng 51 tấn, chủ yếu bằng đường hàng không và một số nhỏ bằng đường biển Dự kiến mỗi năm, Việt Nam có thể xuất khẩu sang Hoa Kỳ khoảng 600 tấn vải và 1.200 tấn nhãn (Cục xúc tiến thương mại – Bộ Công thương, 2015)

2.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ BẢO QUẢN QUẢ NHÃN TƯƠI VÀ NHÃN TRƯỚC LẠNH ĐÔNG

2.3.1 Tình hình nghiên cứu về công nghệ xử lý và bảo quản quả nhãn tươi

Sự nâu hóa của vỏ quả nhãn chủ yếu là do quá trình oxi hóa các chất phenol của polyphenol oxidase (PPO) và peroxidase (POD) Quá trình nâu hóa là sản phẩm phụ của quá trình oxi hóa các hợp chất phenol tuy nhiên nó lại đóng vai trò chính trong việc làm giảm chất lượng và thời gian bảo quản quả nhãn sau thu hoạch (Li and Jiang, 2001) Các nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng có thể hạn chế quá trình nâu hóa vỏ quả nhãn bằng việc sử dụng các hóa chất chống nâu hóa như: chitosan (Li and Jiang, 2001), axit citric, axit ascorbic, axit oxalic (Whangchai et al., 2006), natri clorua (Khunpora et al., 2011) và nitric oxide (Duan et al., 2007) Sự nâu hóa của vỏ quả nhãn dẫn đến giảm giá trị cảm quan

và thời gian bảo quản quả nhãn Một nghiên cứu đã tiến hành đánh giá khả năng

sử dụng NaCl để làm chậm quá trình nâu hóa của quả nhãn sau thu hoạch Kết quả của nghiên cứu này đã chỉ ra rằng: xử lý quả nhãn sau thu hoạch bằng dung dịch NaCl 0,01% có hiệu quả làm giảm quả trình nâu hóa vỏ quả nhãn trong 48h (Khunpora et al., 2011)

Jiang et al., (2001) đã chứng minh rằng dùng màng chitosan để bảo quản nhãn có tác dụng làm chậm quá trình gia tăng hoạt tính của enzyme polyphenol oxidase, do đó có tác dụng rõ rệt trong việc làm giảm quá trình biến màu trên vỏ quả Tiến hành nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của màng phủ chitosan kết hợp với axít citric và kali sorbate đến sự thối quả sau thu hoạch và sự hóa nâu vỏ quả nhãn trong quá trình tồn trữ lạnh Kết quả cho thấy: nhúng nhãn trong dung dịch HCl 1,5N với khoảng thời gian 20 phút sẽ kiểm soát được bệnh thối trái, duy trì màu sắc vỏ và chất lượng ăn tốt trong khoảng 45 ngày ở nhiệt độ 5ºC và 7 ngày ở 25ºC (Apai, 2010) Do vậy, các hợp chất và các axit hữu cơ đã được chứng minh

có hiệu quả trong xử lý giữ mầu sắc cho quả nhãn

Trong nhiều năm, việc xử lý quả nhãn sau thu hoạch các hóa chất vô cơ

trình nâu hóa vỏ quả và có tác dụng diệt các loại vi sinh vật gây thối hỏng quả nhãn trong quá trình bảo quản (Deng et al., 2005) Tuy nhiên, gần đây các nước nhập khẩu như Trung Quốc, Singapore… đã hạn chế nhập khẩu nhãn có xử lý

(Whangchai et al., 2006) Nhúng trong nước nóng trong khoảng 15 phút ở 49ºC

và sau đó bảo quản lạnh cũng là một biện pháp hữu hiệu trong việc bảo quản nhãn (Lu et al., 1992) Một nghiên cứu khác đưa ra kết quả xử lý quả nhãn sau thu hoạch bằng acid clohydric có tác dụng cải thiện màu rõ rệt (Apai, 2010)

Nhãn là loại quả rất mẫn cảm với sự gây hại của vi khuẩn và nấm sau khi thu hoạch Có đến 106 loài vi sinh vật được phân lập trên quả nhãn, trong đó có

36 loài vi khuẩn, 63 loài nấm mốc và 7 loài nấm men (Lu et al., 1992) Trong đó Botryodiplodia sp Và Geotrichum candidum được xem là những đối tượng nguy hiểm (Li et al., 1999) Jiang và cs (2001) cũng công bố rằng dùng màng chitosan bảo quản nhãn có tác dụng hạn chế phần nào sự hư hỏng do vi sinh vật (Y and Li Jiang, 2001)

Quả nhãn sau thu hoạch được lựa chọn đồng đều và cắt rời sau đó được xử

lý bằng màng chitosan với nồng độ xử lý 2% có thể duy trì chất lượng của quả

trong thời gian 20 ngày ở 10oC, đảm bảo tiêu chuẩn về dinh dưỡng và cảm quan (Nguyễn Thị Bích Thuỷ và Trần Thị Thu Huyền, 2011)

Tóm lại: trên thế giới đã có rất nhiều công trình nghiên cứu đến việc xử lý chống nâu hóa, vi sinh vật và các biện pháp kéo dài thời gian tồn trữ quả nhãn tươi Tuy nhiên, có rất ít các công bố nghiên cứu áp dụng các biện pháp xử lý cho sản phẩm quả nhãn trước đông lạnh

2.3.2 Tình hình nghiên cứu xử lý quả nhãn trước lạnh đông

Trái cây sau quá trình đông lạnh và bảo quản lạnh đông sẽ có sự suy giảm

về chất lượng sau tan băng, quá trình này xảy ra là do hàm lượng nước trong rau quả lớn Ngoài ra, sự phá vỡ các cấu trúc, kết cấu và sự chảy nước dịch bào cũng xảy ra sau quá trình tan giá Do vậy, trước khi đông lạnh quả được xử lý với các công nghệ phù hợp nhằm giảm thiểu sự biến đổi về chất lượng sản phẩm sau quả trình bảo quản đông lạnh là sự cần thiết nhằm duy trì tối đa về chất lượng và sự

ổn định của sản phẩm đông lạnh (Torreggiani et al., 2000)

Sự nâu hoá do enzyme là nguyên nhân chính dẫn đến giảm chất lượng của rau quả (Loannou and Ghoul, 2013) Các phản ứng oxy hóa chính là hiện tượng nâu hoá do enzyme Bao gồm hai enzyme oxidoreductases: polyphenoloxidase (PPO) và peroxydase (POD) PPO xúc tác quá trình oxy hoá phenolic để tạo thành melanin, gây sẫm màu thực phẩm Sự sẫm màu do enzyme này được nghiên cứu nhiều trong trái cây, rau và hải sản (Queiroz et al., 2008) Các chất tham gia vào các phản ứng này đều nằm trong không bào trong khi enzyme tồn tại ở hầu hết mô tế bào thực vật; các phản ứng có thể xảy ra chỉ khi chúng được tiếp xúc với nhau và có sự hiện diện của oxy Vì vậy, tất cả các hiện tượng (cắt, dập, vỡ, mất độ săn chắc) đều dẫn đến các phản ứng nâu hoá gây thiệt hại hoặc thay đổi hương vị, mùi và giá trị dinh dưỡng (Toivonen and Brummell, 2008)

Để tránh hiện tượng này các phương pháp khác nhau được phát triển Vai trò của các phương pháp này làm bất hoạt polyphenol oxidase (PPO) hoặc tránh tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất của nó, hay bằng cách thêm chất chống oxy hóa hoặc bằng cách duy trì tính toàn vẹn cấu trúc của rau quả (Loannou and Ghoul, 2013)

Để hạn chế hiện tượng oxy hóa của quả, các phương pháp nghiên cứu hóa học khác nhau được sử dụng đã được công bố Nghiên cứu tác động các chất hóa học đến hạn chế quá trình oxi hóa đã chỉ ra các kết quả như: các chất chống oxy hóa, chất tạo phức, chất tạo độ cứng và chất axit hóa Các phương pháp nghiên cứu hóa chất chính được sử dụng được tóm tắt trong Bảng 2.2

Bảng 2.2 Tổng hợp kết quả nghiên cứu về phương pháp xử lý hoá chất để

hạn chế nâu hoá do enzyme của một số rau quả

Tăng cứng, giảm nâu hóa

Antunes et

al 2010 Xoài Natri clorua 3% 10ºC/2 phút

Giảm đáng kể việc mất độ cứng của

Nâu hoá của vỏ quả giảm

Apai,

2010

PPO nhạy cảm với sự thay đổi pH, trái cây là một môi trường có tính axit

tự nhiên, khi được xử lý với các tác nhân axit hoá có thể làm giảm hoạt động PPO hoặc bất hoạt nó dưới pH = 3 Các tác nhân axit hóa chính là axit citric, axit erythorbic, axit ascorbic (Grinn et al 2012)

Ngoài ra, phương pháp vật lý (chần, đông lạnh) cũng được các nhà nghiên cứu tập trung Nhiệt độ đóng một vai trò quan trọng Thật vậy, polyphenoloxidase nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ, đặc biệt là với nhiệt độ cao Atinut et al (2007) nghiên cứu ảnh hưởng của việc nhúng quả vải trong oxalic đối với màu sắc quả vải đông lanh Quả vải được nhúng vào nước nóng

gây ra sự sụt giảm lượng nước có sẵn cho các phản ứng enzyme dẫn đến polyphenoloxidase ít hoạt động (Lavelli and Caroni, 2010) Phương pháp lạnh đông là một kỹ thuật thường được sử dụng để ngăn chặn các phản ứng nâu hoá trong trái cây Đông lạnh gây ra sự sụt giảm trong nước có sẵn cho các phản ứng enzym Theo nghiên cứu người ta phát hiện ra rằng ở quả táo khi hoạt độ nước dưới 0,3, PPO không còn hoạt động Khi hoạt động của nước giảm theo

Jiang và cs (2001) cũng công bố rằng dùng màng chitosan bảo quản nhãn

có tác dụng hạn chế phần nào sự hư hỏng do vi sinh vật (Y and Li Jiang, 2001) Nhúng trong nước nóng trong khoảng 15 phút ở 49ºC và sau đó bảo quản lạnh cũng là một biện pháp hữu hiệu trong việc bảo quản nhãn (Lu et al., 1992)

Các nghiên cứu cho thấy: việc xử lý quả trước đông lạnh nhằm ổn định màu sắc có nhiều phương pháp bao gồm sử dụng các hợp chất axit hữu cơ, nhiệt

độ, đây là những căn cứ có tính khoa học khi đề tài lựa chọn các hợp chất và chế

độ xử lý nguyên liệu nhãn trước đông lạnh

2.4 VẬT LIỆU BAO GÓI CHO SẢN PHẨM ĐÔNG LẠNH

Vật liệu bao gói có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc giữ gìn chất lượng của các loại thực phẩm đông lạnh Bằng cách chọn vật liệu và thiết kế các bao bì thích hợp, các nhà sản xuất thực phẩm có thể giúp bảo vệ các sản phẩm thực phẩm khỏi bị hư hại và làm giảm chất lượng trong quá trình phân phối từ nhà máy đến người tiêu dùng Bao bì cũng là một đóng góp quan trọng trong việc giảm thiểu mất mát chất lượng trong thực phẩm trong thời gian bảo quản đông lạnh Bao bì đóng vai trò như một hàng rào ngăn cản rất hiệu quả cho sự xâm nhập của hơi ẩm, khí và chất gây ô nhiễm từ môi trường vào thực phẩm là điều cần thiết để đảm bảo các đặc tính cảm quan và dinh dưỡng Tương tự như vậy, bao bì phù hợp có khả năng như một rào cản hữu hiệu ngăn không cho xảy ra quá trình mất nước và hương vị do các hợp chất bay hơi từ trong bản thân các thực phẩm ra môi trường bên ngoài (Kennedy, 2000)

Một trong những vấn đề xảy ra khi đông lạnh thực phẩm là khả năng chống mất nước (tính thấm nước) và khả năng chịu được nhiệt độ lạnh của bao

bì Bên cạnh đó tính thấm khí của bao bì nhằm đảm bảo tránh các phản ứng oxy hoá có hay không enzyme Đó là lí do tại sao phải chọn chất liệu bao bì và loại bao bì dành cho thực phẩm đông lạnh (Kennedy, 2000)

2.4.1 Bao bì Polyamide (PA, Nylon)

Polyamide là 1 loại plastic tạo ra từ phản ứng trùng ngưng từ 1 loại acid hữu cơ và 1 amine

Tính chịu nhiệt:

nylon bằng phương pháp hàn cao tần

Tính bền cơ lý cao: chịu va chạm, chống trầy xước, mài mòn, xé rách, thủng bao bì Tính chống thấm khí, hơi tốt, có thể giảm 3 lần khi nylon hút ẩm tối đa => làm bao bì hút chân không hoặc ngăn cản sự thấm khí, hay thoát hương Không bị tác động của acid yếu, kiềm yếu nhưng bị hư hỏng với acid và kiềm nồng độ cao Không bị hư hỏng bởi chất béo, tính chống thấm béo cao Khả năng in ấn tốt, không cần xử lý bề mặt trước khi in (Đống Thị Anh Đào, 2005) 2.4.2 Bao bì Polyethylen (PE)

PE có 3 loại: HDPE, MDPE và LDPE Bao bì PE ít thấm hơi nước và chất khí, nhất là nước, chịu được băng giá, dẫn nhiệt tốt, dễ dán kín, chịu được nhiệt

Chiều dày của màng PE làm bao bì thực phẩm thường trong khoảng 0,002 đến 0,02 mm (Kennedy, 2000)

Low density polyethylen (LDPE) là Polyethylene mật độ thấp Vật liệu

dai, độ chịu xé, chịu được tác động của môi trường, chịu lạnh tốt, trong suốt, độ

bóng trung bình, trơ đối với hoá chất, không bị nhiễm mùi, nhiễm độc tố Tuy nhiên có nhược điểm là ngăn cản kém hơi ẩm, không khí và cacbonic (Đống Thị Anh Đào, 2005)

High density polyethylene (HDPE) là Polyethylene có tỷ trọng cao

khả năng ngăn cản hơi nước, không khí, tính đàn hồi và chịu nhiệt (Đống Thị Anh Đào, 2005)

2.5 CÔNG NGHỆ LẠNH ĐÔNG CAS

2.5.1 Phương pháp lạnh đông CAS

CAS (Cells Alive System) hay “hệ thống tế bào còn sống” là công nghệ lạnh đông nhanh do công ty ABI của Nhật Bản nghiên cứu, sáng chế CAS được

sử dụng để bảo quản hải sản, nông sản và thực phẩm đạt được tiêu chí “Fresh CAS – tươi như CAS” Nghĩa là các sản phẩm được bảo quản bằng công nghệ CAS sau một thời gian nhất định (1 đến nhiều năm) sau rã đông vẫn giữ được độ tươi nguyên như vừa mới thu hoạch, giữ được cấu trúc mô tế bào, màu sắc, hương vị, chất lượng sản phẩm (ABI, 2014)

Hình 2.1 Mô phỏng quá trình cấp đông CAS (ABI, 2014)

(1) Vật liệu trước khi cấp đông có sự phân bố nước đồng đều với cấu trúc tự nhiên

(2) Nhờ có hỗ trợ của năng lượng sóng từ trong quá trình cấp đông, các phân tử nước trong tế bào chuyển sang trạng thái dao động rung làm tăng khả năng truyền nhiệt và sự phân bố đồng đều, đặc biệt làm giảm nhiệt độ điểm chuyển

(3) Khi dừng nguồn sóng từ nước trong sản phẩm chuyển pha cùng một thời điểm, tạo ra các tinh thể đá rất nhỏ không gây ra hiện thượng phá vỡ màng tế bào (4) Khi rã đông, nước trong sản phẩm được phân bố đều không làm ảnh hưởng đến mô tế bào do đó sản phẩm vẫn giữ được cấu trúc ban đầu

Nguyên lý cơ bản của công nghệ CAS là sự kết hợp giữa quá trình lạnh

biệt của công nghệ CAS với các công nghệ lạnh đông thông thường là sự cùng tác động của từ trường và quá trình lạnh đông nhanh đã làm cho nước (nước tự

do và nước liên kết) trong tế bào đóng băng ở chỉ một số rất ít phân tử, nên không phá vỡ cấu trúc tế bào và cũng không làm biến tính các hợp chất sinh học như protid, vitamin (ABI, 2014) Chính điều đó và một số tác động khác của CAS đối với tế bào sống đã làm cho sản phẩm được bảo quản bằng công nghệ CAS giữ nguyên được chất lượng sau một thời gian dài

Nguyên lý lạnh đông nhanh với chức năng CAS (bản chất từ trường) làm cho nước trong sản phẩm sẽ liên kết với nhau thành cụm nhỏ vài ba phân tử mà không đóng băng thành khối như lạnh đông thông thường CAS không phá vỡ cấu trúc mô tế bào, không làm biến tính các hợp chất sinh học Kết quả lạnh đông CAS là giữ được chất lượng sản phẩm tươi nguyên như ban đầu Công nghệ CAS cần phải được trang bị hệ thống máy móc thiết bị cơ bản bao gồm 2 bộ phận: Bộ phận thứ nhất là máy lạnh đông nhanh với chức năng CAS (Quick Freezer with CAS Function), có công suất 100 kg/h đến 1000kg/h Bộ phận thứ 2 là kho bảo quản đông với chức năng giao động điều hòa (Harmonic Oscillating Freezing

Hình 2.2 Hệ thống CAS theo sáng chế US 7810340 (Kho đông lạnh có bộ điều chỉnh áp suất khí (60), quạt thổi không khí lạnh (31)

và thiết bị phát từ trường (21) Như vậy, bản chất của công nghệ CAS: thực chất là công nghệ lạnh đông truyền thống, điểm khác biệt là có sự “Hỗ trợ năng lượng sóng từ trường ở giai đoạn cấp đông”, tiếp sau giai đoạn bảo quản đông không có gì khác biệt so với công nghệ lạnh đông truyền thống

2.5.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ CAS trong bảo quản trên thế giới và ở Việt Nam

2.5.2.1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ CAS trong bảo quản trên thế giới

Đây là công nghệ tiên tiến bậc nhất về bảo quản hải sản, nông sản và thực phẩm trên thế giới do tập đoàn ABI là chủ sở hữu độc quyền sáng chế, đã được công nhận tại 22 quốc gia, Liên minh châu Âu (EU) và bảo hộ trên toàn thế giới (ABI, 2014)

Lạnh đông đóng một vai trò thiết yếu trong việc bảo đảm sự an toàn của thực phẩm và duy trì chất lượng của các loại thực phẩm bảo quản dài ngày Tuy nhiên, ảnh hưởng của quá trình đông lạnh và rã đông vẫn là một vấn đề quan

trọng về chất lượng thực phẩm Trong quá trình làm lạnh, tinh thể đá dẫn đến hư hỏng cấu trúc mô không thể phục hồi như vỡ cấu trúc và thay đổi áp suất thẩm thấu do quá trình tan băng ngoại bào Nó cũng thay đổi các tính chất cảm quan thực phẩm Vì vậy, điều quan trọng là kiểm soát kích thước và vị trí của các tinh thể đá trong thực phẩm dưới điều kiện lạnh đông thích hợp (Silve et al., 2008)

lạnh đông CAS, kết quả đã công bố có thể lạnh đông các sản phẩm thịt, thủy sản

và rau quả với sự giảm thiểu sự tăng kích thước tinh thể đá Công ty ABI công bố công nghệ CAS có thể giữ được cấu trúc và hương vị sản phẩm bằng cách dùng công nghệ lạnh đông kết hợp với từ trường nhằm đẩy điểm đóng băng của sản

Với công nghệ CAS có thể giữ cho nông sản, thủy sản, thực phẩm tươi ngon đến 99,7% tuy nhiên các tủ cấp đông CAS đã được lập trình sẵn các thông số tần số dao động điện từ (ABI, 2010)

Wowk (2012) đã công bố rằng điện trường tĩnh và dao động tương ứng có thể thúc đẩy hoặc ức chế sự hình thành băng trong điều kiện nhất định Với từ trường tĩnh nhỏ hơn 1 mT có thể cải thiện công nghệ bảo quản các sản phẩm bằng lạnh đông

Trong y học nghiên cứu lạnh đông bằng công nghệ CAS trong bảo quản tế bào dây chằng răng ở các cường độ từ trường khác nhau từ 0 - 0,15 mT cho thấy

tỷ lệ sống tế bào rã đông còn sống sót sau 48 giờ từ 40 - 70% ở các mức từ trường 0,005; 0,01; và 0,15 (Kaku et al., 2010)

Tổng công ty ABI sở hữu bằng sáng chế CAS tiết lộ hiệu quả lạnh đông CAS có thể dựa trên tác động của từ trường tĩnh, xen kẽ từ trường, dao động điện trường và thậm chí cả năng lượng âm Thanh (Owada và Kurita, 2001) Bằng dữ liệu của bằng sáng chế cho thấy việc sử dụng các lĩnh vực tần số vô tuyến điện

150 V/cm kết hợp với từ trường tĩnh của 1 mT (10 Gauss) và 50 Hz dao động 0,5

mT có ảnh hưởng đến quá trình lạnh đông sản phẩm (Owada và Kurita, 2001) 2.5.2.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ CAS trong bảo quản trên Việt Nam

Hiện nay, công nghệ CAS có khả năng ứng dụng để bảo quản các thực phẩm tươi sống như thịt gia súc, gia cầm, trái cây, rau củ quả, nấm tươi, sữa, cà phê, nước hoa quả, gạo Một số thực phẩm được bảo quản bằng công nghệ CAS

bước đầu cho kết quả rất tốt Tôm sú được bảo quản tới 9 tháng, cá ngừ được bảo quản tới 2 tháng vẫn tươi ngon Các loại hoa quả nguyên vỏ như vải sau khi được bảo quản bằng CAS vẫn đảm bảo chất lượng sau 11 tháng Các loại hoa quả tươi bóc vỏ thái lát như dưa hấu, dứa, bơ, bưởi sau 2 tháng bảo quản bằng CAS vẫn tươi ngon như mới thu hoạch

Kết quả nghiên cứu, thử nghiệm của Bộ Khoa học và Công nghệ tại Việt Nam với quả vải cho thấy, vải đông lạnh CAS không bị hư hỏng hay giảm chất lượng trong quá trình vận chuyển Hơn nữa lại tiết kiệm được thời gian chế biến, góp phần hạ chi phí sản xuất Dưa vàng cũng được bảo quản với chất lượng hoàn hảo, thành phần nước trong dưa, hương thơm, vị ngọt không hề bị mất đi trong quá trình bảo quản Theo kết quả này cho thấy công thức đông lạnh CAS được thực hiện bằng tủ có dao động điều hòa -25ºC có tác dụng chống nâu hóa vỏ quả tốt hơn Việc làm lạnh đông nhanh kết hợp với từ trường đã giữ được cấu trúc vỏ quả, giúp quả vải tươi sau thời gian dài bảo quản mà các công nghệ khác chưa làm được Trạng thái, hương vị, màu sắc của quả vải sau bảo quản có điểm số đạt 18,86/20 điểm, chất lượng đạt 80-90% so với quả vải tươi ban đầu “Việc bảo quản vải thiều bằng công nghệ CAS cho thấy hiệu quả tốt sau thời gian 1 năm bảo quản”

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU, ĐỊA ĐIỂM NGIÊN CỨU

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Quả nhãn Hưng Yên (Dimocarpus longan Lour), giống nhãn muộn Khoái Châu được trồng tại huyện Khoái Châu, thành phố Hưng Yên, thu hái vào tháng 8- 9/2015

3.1.2 Địa điểm nghiên cứu

Nhãn được xử lý và bảo quản bằng hệ thống thiết bị CAS tại Viện Nghiên cứu và phát triển vùng – Bộ Khoa học và Công nghệ

Mẫu được rã đông và phân tích tại phòng thí nghiệm Bộ môn Nghiên cứu Công nghệ Bảo quản -Viện Cơ điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch 3.1.3 Vật liệu nghiên cứu

3.1.3.1 Thiết bị nghiên cứu

Hệ thống máy móc, thiết bị CAS

Hình 3.1 Thiết bị cấp & bảo quản đông CAS Máy đo màu cầm tay Chroma meter CR400 (xuất xứ Mỹ)

Máy đo độ Brix Atago, Model Pal-1

Cân kỹ thuật có độ chính xác + 0,01g , cân phân tích, tủ ấm…

Máy đo độ cứng quả Extech FHT200

Tủ sấy

3.1.3.2 Dụng cụ

Cốc thủy tinh, đũa thủy tinh, ống nghiệm, pipet, ống đong, pipetman 1ml, máy nghiền, bình tam giác, bình định mức, phễu thủy tinh, bể ổn nhiệt, túi LDPE, HDPE, PA …

3.1.3.3 Hóa chất

Axít citric, axít Oxalic, axít Ascorbic xuất xứ Trung Quốc, NaCl tinh khiết xuất xứ Thái Lan, nước cất được cất ở thiết bị máy cất nước 1 lần Bibby A4000 xuất xứ Anh Quốc, NaOH 98% xuất xứ Đài Loan, HCl 32% xuất xứ Việt Nam, Phenolphthalein xuất xứ Trung Quốc, Iot 0,001N xuất xứ Ấn Độ

Môi trường nuôi cấy: Trypton Soy Broth (Đức); glucoza xuất xứ Đức; cao nấm men (Trung Quốc); thạch (Agar) xuất xứ Pháp

3.1.4 Thời gian nghiên cứu

Từ tháng 9 năm 2015 đến tháng 4 năm 2016

3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu ảnh hưởng của công nghệ xử lý quả nhãn trước khi cấp đông bằng công nghệ CAS đến chất lượng sản phẩm sau rã đông

Lựa chọn loại bao bì phù hợp cho quả nhãn đông lạnh bằng công nghệ CAS

3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.3.1 Chuẩn bị mẫu

Quả nhãn tươi được thu hoạch, lấy mẫu theo TCVN 9017:2011

Phương pháp lấy mẫu trên vườn sản xuất

Thu hái: vào buổi sáng sớm, dùng kéo chuyên dụng cắt từng chùm quả Sau đó được xếp vào thùng carton, đậy kín và vận chuyển về phòng thí nghiệm thuộc Viện nghiên cứu và phát triển vùng – Bộ Khoa học và Công nghệ

Tại phòng thí nghiệm, nhãn được lựa chọn những quả đồng đều về màu sắc, độ chín và kích thước, loại bỏ những quả sâu thối, hỏng, nứt vỡ, bầm dập Quả nhãn đạt tiêu chuẩn được cắt rời để xử lý

3.3.2 Bố trí thí nghiệm

 Nội dung 1 Ảnh hưởng của chế độ xử lý quả nhãn trước khi cấp đông bằng công nghệ CAS đến chất lượng sản phẩm sau rã đông

Thí nghiệm 1: Xác định loại axit và pH phù hợp

Các mẫu 0,5kg/CT, số lần lặp 3 lần được xử lý trong các dung dịch axít ascorbic, axít citric, axít oxalic ở pH khảo sát ở các ngưỡng: 1,7; 2,3; 2,9 trong thời gian 5 phút

Các giá trị pH trên tương đương với nồng độ axít như sau:

Axít citric Axít citric Axít citric

0,2 0,3 0,5

2,9 2,3 1,7 Axít oxalic

Axít oxalic

Axít oxalic

0,1 0,2 0,3

2,9 2,3 1,7 Axít ascorbic

Axít ascorbic

Axít ascorbic

0,3 0,5 1,0

2,9 2,3 1,7

Tất cả các mẫu sau thời gian xử lý được để ráo và tiến hành làm lạnh đông CAS và đóng trong túi PE Trên cơ sở theo dõi sự biến đổi màu sắc của các mẫu ngay sau khi cấp đông CAS và sau khi rã đông (thời gian bảo quản lạnh đông 1 tháng), từ đó xác định được loại axít và nồng độ phù hợp nhất

Phương pháp rã đông: mẫu nhãn trong túi kín được tiến hành rã đông ở

* Các chỉ tiêu phân tích:

Đánh giá chất lượng cảm quan (màu sắc, trạng thái, hương vị)

Đánh giá chỉ số nâu hóa vỏ quả

Thí nghiệm 2: Nghiên cứu chế độ xử lí nước nóng

thời gian khảo sát từ 3, 5, 7 phút với tỷ lệ nguyên liệu/nước =1/3, so với xử lý ở

đông CAS và đóng trong túi PE Trên cơ sở xác định lượng vi sinh vật có mặt trên bề mặt vỏ quả ngay sau xử lý và sau rã đông (thời gian bảo quản lạnh đông 1 tháng), từ đó xác định được chế độ xử lý phù hợp nhất

* Đối với mẫu xử lý ở nhiệt độ thường chúng tôi chỉ tiến hành ở ngưỡng thời gian là 5 phút (do từ các thí nghiệm khảo sát cho thấy với mức chênh lệch thời gian ngắn 3-5-7 phút ở nhiệt độ thường trong môi trường nước không có sự khác nhau về các chỉ tiêu cần khảo sát)

* Các chỉ tiêu phân tích:

- Đánh giá chất lượng cảm quan (màu sắc, trạng thái, hương vị)

- Phân tích chỉ tiêu vi sinh vật tổng số

Thí nghiệm 3: Nghiên cứu kết hợp chế độ xử lý nước nóng và axít

Các axít hữu cơ ngoài tác dụng ổn định màu sắc vỏ quả thông qua việc thay đổi pH còn có ảnh hưởng nhất định đến khả năng kìm hãm sự phát triển của

vi sinh vật trong quá trình xử lý Từ các lý do đó chúng tôi tiến hành kết hợp việc

xử lý nước nóng với sử dụng axít

Các mẫu được xử lý trong dung dịch axít có nồng độ nhất định (là kết quả của thí nghiệm 1) ở nhiệt độ và thời gian phù hợp (là kết quả của thí nghiệm 2) Song song tiến hành các mẫu đối chứng (không xử lý) Các mẫu sau thời gian xử

lý được tiến hành làm lạnh đông CAS và đóng trong túi PE Trên cơ sở xác định lượng vi sinh vật và sự biến đổi màu sắc của vỏ quả sau xử lý cũng như sau thời gian bảo quản lạnh đông 1 tháng (ngay sau rã đông), từ đó xác định được chế độ

xử lý phù hợp nhất

* Các chỉ tiêu phân tích:

- Đánh giá chất lượng cảm quan (màu sắc, trạng thái, hương vị)

- Đánh giá chỉ số nâu hóa vỏ quả

- Phân tích chỉ tiêu vi sinh vật tổng số

 Nội dung 2 Xác định loại bao bì phù hợp cho quả nhãn đông lạnh bằng công nghệ CAS

Chọn quá trình xử lý tốt nhất từ thí nghiệm trước, nhãn được xử lý sau đó cho lạnh đông CAS rồi bao gói với các công thức như sau:

CT1: Mẫu đối chứng

CT2: Nhãn được bao gói trong bao bì PA

CT3: Nhãn được bao gói trong bao bì HDPE

CT4: Nhãn được bao gói trong bao bì LDPE

Khối lượng mẫu trong bao bì là 500g, kích thước bao bì 20×30 cm, không đục lỗ

Các mẫu được cấp đông CAS ở cùng một chế độ cấp đông – 400C, lượng

công thức tốc độ làm lạnh được lặp lại 3 lần Xếp khay với độ dày 1 lớp quả

Chỉ tiêu phân tích: màu sắc, tỷ lệ hao hụt khối lượng, độ cứng, xác định hàm lượng VTM C, xác định hàm lượng đường, xác định axít hữu cơ tổng số, xác định hàm lượng chất khô hoà tan tổng số (TSS) được phân tích sau khi rã

3.3.3 Các chỉ tiêu phân tích

3.3.3.1 Phương pháp xác định độ cứng thịt quả

Độ cứng của thịt quả được xác định bằng máy đo độ cứng AGROSTA 14 Cách tiến hành: Lấy ngẫu nhiên 10 quả Đối với nhãn dùng đầu đâm với đường kính 0,8cm Nhẹ nhàng ấn đầu đâm của dụng cụ đo độ cứng vào quả cho đến khi thịt quả chạm đến vạch trên đầu đâm Mỗi quả được đo lặp lại 3 lần ở 3 vị trí khác nhau

Độ cứng được tính theo công thức:

X = F/S Trong đó:

3.3.3.2 Xác định sự thay đổi màu sắc vỏ quả bằng máy đo màu Chroma meter CR400

Cách tiến hành: sử dụng máy đo màu Chroma metter CR400 Mỗi quả được đo lặp lại ba lần ở ba vị trí khác nhau Kết quả được xác định thông qua các chỉ số L, a, b

Theo dõi sự biến đổi màu sắc vỏ quả trong thời gian bảo quản bằng chỉ số màu sắc (ΔE) ΔE biểu thị mức độ sai khác về màu sắc của mẫu ngay sau thu hoạch và tại các thời điểm bảo quản khác nhau, được tính theo công thức: ΔE =

2 2

L  



Kết hợp trên biểu đồ màu sẽ thu được sự biến đổi màu sắc của rau quả cần đo

Hình 3.2 Hình chiếu của quả cầu mầu 3.3.3.3 Xác định chỉ số nâu hóa bằng phương pháp cho điểm của Peter Follett

và Suzanne Sanxter (2002)

Bảng 3.1 Thang điểm đánh giá chỉ số nâu hóa vỏ quả

Công thức tính chỉ số nâu hoá:

Σ(mức độ hoá nâu * số quả bị hoá nâu ở mức độ đó)

=

Tổng số quả quan sát 3.3.3.4 Đánh giá cảm quan bằng phương pháp cho điểm

Phân tích cảm quan sử dụng các chuyên gia đánh giá đã qua đào tạo Trước khi đánh giá các mẫu, một nhóm 10 - 12 các thành viên đánh giá được đào tạo về các thuộc tính chất lượng quả (Meilgaard et al., 2007) Nhóm này được lựa chọn và đào tạo nhân viên của Bộ môn nghiên cứu công nghệ bảo quản Viện Cơ điện Nông nghiệp, Viện rau quả và sinh viên Khoa Công nghệ thực phẩm, Học Viện Nông nghiệp Việt Nam Việc đào tạo thành viên hội đồng đánh giá cảm quan sẽ được thực hiện bằng cách sử dụng phương pháp

mô tả phân tích (ISO 1993) (Lawless and Heymann, 1999) Các thành viên đánh giá sẽ được đào tạo để xác định và phân biệt giữa các thuộc tính cảm quan cho màu màu vỏ, màu cùi, hương, vị, kết cấu và hương thơm của quả nhãn trong năm buổi huấn luyện, mỗi buổi 45 phút (Salvador et al., 2007) Các thành viên sẽ được cung cấp quả nhãn tươi ở các mức độ 5 chất lượng khác nhau (như trình bày ở bảng 3.2) như các tiêu chuẩn tham chiếu Các chuyên gia đã thảo luận và quyết định các tiêu chuẩn và làm thế nào để xác định số lượng các thuộc tính trên thang điểm 5 (Meilgaard et al., 2007) cho từng mức độ khác nhau

Các mẫu nhãn đã được xử lý theo các công thức thí nghiệm, lạnh đông trong thiết bị CAS ở nhiệt độ - 35ºC và tan giá trong túi PE ở nhiệt độ phòng Việc đánh giá cảm quan các mẫu sẽ được thực hiện 27 lần cho mỗi mẫu đánh giá, được lấy ngẫu nhiên hoàn toàn từ các mẫu xử lý chia đều cho 9 thành viên (mỗi thành viên 3 quả như 3 lần lặp lại) đặt trong 9 hộp nhựa trong (thể tích

100 ml) được đánh dấu bằng chữ số la mã Một hộp như là một lặp lại sẽ được đặt ngẫu nhiên ở phía trước của thành viên hội đồng Mỗi một thành viên sẽ đánh giá 9 hộp từ mỗi công thức (như 9 lần lặp lại) Tuy nhiên, để đảm bảo các thành viên đánh giá chính xác, các thí nghiệm sẽ được chia thành ba phiên do

đó sẽ có ba lần nhắc lại mỗi phiên Mỗi phiên đánh giá sẽ là 20 phút để cho phép đủ thời gian để đánh giá Giữa mỗi phiên các hội thẩm viên sẽ có một kì nghỉ ngắn (khoảng 5 phút) Các thành viên sẽ được cung cấp nước tinh khiết để

làm sạch khẩu vị của họ giữa mỗi mẫu Quá trình sẽ phân tích theo trình tự sau: màu sắc, hương thơm, độ săn chắc, mùi vị và hương vị Thành viên sẽ được cung cấp các hình ảnh mẫu quả nhãn tham chiếu ở các mức độ khác nhau phù hợp với thanh điểm đánh giá

Bảng 3.2 Điểm chất lượng cảm quan cho quả nhãn

Vỏ quả màu nâu vàng sẫm,

vỏ kém tươi

Vỏ quả màu nâu sẫm, vỏ hơi khô

Vỏ có màu nâu <1/4 quả

Vỏ quả có màu nâu tối,

vỏ khô

1/4 – 1/2 vỏ quả có màu nâu

Vỏ quả nâu sẫm, khô

>1/2 vỏ quả có màu nâu

Mùi

Mùi thơm đặc trưng của giống nhãn muộn Khoái Châu

Mùi thơm của nhãn tươi nhưng kém thơm

Hương kém thơm

Mất mùi đặc trưng của quả nhãn

Mùi của quả thối

Vị

0,8

Vị ngọt đặc trưng của nhãn muộn Khoái Châu

Vị ngọt Vị ngọt nhẹ Bắt đầu xuất

hiện vị lạ

Có vị lạ (vị của quá trình lên men)

Trạng

thái

Quả cứng, nguyên vẹn

Vỏ quả căng, Cùi giòn trắng trong đặc trưng của nhãn muộn Khoái Châu

Quả căng, cứng, cùi giòn trắng đục

Cùi đục và hơi dai

Quả mềm, cùi đục và mềm nhũn

Quả mềm nhũn

3.3.3.5 Xác định hàm lượng chất khô hoà tan tổng số bằng máy chiết quang

kế cầm tay Atago

Hàm lượng chất rắn hoà tan tổng số được xác định theo TCVN 4417- 87 sử dụng chiết quang kế kỹ thuật số ATAGO (Atago, Tokyo, Nhật Bản) Lấy 15 quả

đã bóc vỏ, đồng hóa và lọc bằng giấy lọc Nhỏ 3 giọt dịch lọc lên lăng kính và đọc

Chú ý: Nên làm sạch máy và chuẩn hóa máy đo giữa mỗi lần đọc kết quả bằng nước cất

3.3.3.6 Hao hụt khối lượng do chảy dịch

Hao hụt khối lượng do chảy dịch được xác định bằng phương pháp cân

Tiếp tục cân khối lượng thịt quả đến khi khối lượng không thay đổi (kết thúc sự chảy dịch) Hao hụt khối lượng do chảy dịch được tính theo công thức:

Trong đó:

X: Hao hụt khối lượng (%)

Mỗi mẫu đánh giá thực hiện lặp lại 3 lần

3.3.3.7 Xác định hàm lượng axít hữu cơ tổng số bằng phương pháp trung hoà Nguyên tắc:

bằng NaOH 0,1N Qua đó ta có thể tính được lượng axít hữu cơ trong mẫu Tiến hành:

Nghiền nhỏ 3-5g mẫu đã đồng hóa vào bình tam giác 250ml Thêm nước

thỉnh thoảng lắc đều Khi dung dịch nguội, chuyển qua bình định mức 250ml, lên thể tích đến vạch bằng nước cất, lọc qua giấy lọc

Lấy 50ml dịch lọc cho vào bình tam giác, cho thêm vào đó 1-2 giọt phenolphthalein rồi chuẩn độ bằng NaOH 0,1N tới khi màu hồng xuất hiện Tính kết quả:

Lượng axit hữu cơ hoà tan trong mẫu tính ra %

a.0,0067.V.T

v.c

Trong đó: X: hàm lượng acid hữu cơ tổng số (%)

a: số ml NaOH 0,1N dùng để chuẩn độ (ml) 0,0067: số acid citric ứng với 1ml NaOH 0,1N T: hệ số điều chỉnh NaOH 0,1N (T=1)

V: Tổng thể tích dịch chiết (ml) v: Số ml dịch chiết lấy để chuẩn độ (ml)

3.3.3.8 Xác định hàm lượng Vitamin C bằng Iốt 0,01 N

0,01% chuẩn độ cho đến khi bắt đầu xuất hiện màu xanh lam nhạt là được

X: Hàm lượng VTM C có trong nguyên liệu (%)

v: số ml dung dịch mẫu đem phân tích (10ml)

V: thể tích toàn bộ dung dịch chiết (50ml)

c: khối lượng nguyên liệu đem phân tích (10g)

100: thể tích bình định mức

3.3.3.9 Xác định hàm lượng đường tổng số bằng phương pháp Bertrand Nguyên tắc:

Để xác định hàm lượng đường tổng số trong mẫu, chúng ta phải tiến hành thuỷ phân dạng đường không khử thành dạng đường khử Sau đó tiến hành xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp Bertrand

Tiến hành:

a, Chiết rút đường:

Cân 2 – 5g mẫu cho vào cối sứ, cho một vài giọt nước cất, nghiền thành dạng đồng thể Cho 20ml nước cất vào cối nghiền tiếp, để lắng, chắt lấy phần nước vào cốc Lặp lại quá trình trên 3 lần, dùng nước cất tráng lại cối chày sứ Chuyển toàn bộ dịnh mẫu vào bình định mức 100ml, đưa thể tích đến vạch bằng nước cất Lọc dịch triết qua bông hoặc giấy lọc, được dịch chiết trong để xác định đường

b, Thuỷ phân:

Lấy 10 ml dung dịch chiết đường, thêm 2 ml HCl 6N, cho lên bếp cách

thuỷ phân thành đường đơn

Trung hoà lượng axit dư bằng NaOH 10% cho đến khi xuất hiện màu hồng

vào bình định mức 100ml, dùng nước cất lên thể tích đến vạch, được dịch chứa đường khử

Lấy vào bình tam giác 50 ml chính xác 1ml dịch đường, 2ml nước cất, 1ml felin I, 1ml felin II Đun sôi 2 phút (kể từ lúc xuất hiện bọt sôi đầu tiên), làm nguội Sau khi đun sôi, dịch vẫn còn màu xanh biếc đặc trưng và ở dưới có một lớp kết tủa oxit đồng I là được Nếu dung dịch mất màu hoàn toàn chứng tỏ lượng dung dịch felin cho vào không đủ để oxi hoá hoàn toàn lượng đường có trong mẫu dung dịch thí nghiệm Trường hợp đó phải rút bớt dịch đường hoặc pha loãng dịch đường Ngược lại, nếu không có lớp oxit đồng I thì phải tăng lượng dịch đường, giảm bớt nước cất (luôn bảo đảm tổng thể tích là 5ml) Cho

Song song làm mẫu kiểm chứng (thay dịch đường bằng nước cất) và quá trình làm giống như mẫu thí nghiệm

Felin II là dung dịch kiềm của muối kali natri tactrat: 346g tactrat + 100g NaOH trong 1l dung dịch

3.3.3.10 Xác định mật độ vi sinh vật tổng số bằng phương pháp đếm khuẩn lạc

giờ Đếm tất cả số khuẩn lạc mọc trên đó Từ số khuẩn lạc đếm được sẽ suy ra số lượng tế bào sống có trong mẫu phân tích